專利名稱：摩擦傳動的無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變速器，尤其是摩擦傳動的無級變速器。
二.
背景技術(shù)：
目前，大家所熟悉的各種汽車上的自動變速器主要有以下幾種類型1.液力變矩器與多個行星齒輪系和多個濕片離合器組成的變速器。這種機構(gòu)是目前汽車上普遍采用的變速機構(gòu)，它性能可靠，操縱平穩(wěn)，但結(jié)構(gòu)復雜，體積大，制造成本高，傳動效率低，維修困難。
2.電子控制自動改變擋位的機械有級變速器。這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，傳動效率高，但不能實現(xiàn)連續(xù)無級的變速。
3.兩個可以開合的V型帶輪之間設(shè)置柔性鋼帶傳動的變速器。這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，但對鋼帶的材質(zhì)和制造技術(shù)要求特別高，因此制造成本仍然較高。
4.用外錐面與外錐面接觸的摩擦傳動方式變速器。這種方式要達到傳遞一定的功率和扭矩，其接觸點上的接觸應(yīng)力過大，難以實現(xiàn)汽車的無級變速。
三.
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種適用于汽車上的摩擦傳動無級變速器，通過改變現(xiàn)有變速器的結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有汽車變速器結(jié)構(gòu)復雜，體積大，制造成本高，傳動效率低，接觸點應(yīng)力大，難以實現(xiàn)汽車自動無級變速的問題。
本實用新型的具體方案是包括無級變速機構(gòu)，單向離合器、換擋機構(gòu)、液壓裝置和電子控制器，其特征在于A.無級變速機構(gòu)中的油泵固定在前箱體內(nèi)，穿過油泵的輸入軸上套裝有齒輪，齒輪與空套在銷軸上的前雙連齒輪嚙合，前雙連齒輪同時與主動軸上的齒輪嚙合，主動軸另一頭是錐形，其外錐面與被動軸的內(nèi)錐面常接觸，被動軸另一端是齒輪；B.被動軸由靜壓軸承支撐在軸承套內(nèi)，軸承套的外花鍵與軸承外殼的內(nèi)花鍵配合，軸承外殼固定在后箱體內(nèi)，它與軸承套之間設(shè)置有油缸；C.主動軸由靜壓軸承支撐在連桿內(nèi)，連桿空套在銷軸上，銷軸與輸入軸和主動軸之間的軸心距相等，固接在連桿上的扇形齒輪與蝸桿嚙合，蝸桿連接在電機上。
采用上述方案，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，制造成本低；由于是外錐面與內(nèi)錐面接觸，因此其接觸點處應(yīng)力減小，傳動效率高，能實現(xiàn)汽車自動平滑無級變速。
四.

圖1是本實用新型的主視圖，它是汽車處于最高速時的狀態(tài)；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B-B剖視圖；圖4是圖1的C-C剖視圖；圖5是本實用新型液壓系統(tǒng)工作示意圖；圖6是圖5中電控溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖5中比例控制閥結(jié)構(gòu)示意圖。
五.具體實施方式
請看圖1、圖2，本實用新型傳動系統(tǒng)主要由輸入軸1、油泵2、齒輪3、前雙連齒輪4、主動軸齒輪5、連桿6、主動軸7、蝸桿8、被動軸9、軸承套10、油缸11、軸承外殼12、單向離合器13、斜齒輪17、銷軸22、電機23、萬向節(jié)叉25、換檔機構(gòu)26、后箱體27、前箱體28、偏心輪42等組成。其中單向離合器13設(shè)置在被動軸9上，后箱體27一端連接前箱體28，另一端連接換擋機構(gòu)26，換擋機構(gòu)26的輸出軸16上套裝有斜齒輪17和萬向節(jié)叉25，本實用新型的結(jié)構(gòu)要點在于A.無級變速機構(gòu)中的油泵2固定在前箱體28內(nèi)，穿過油泵2的輸入軸1上套裝有齒輪3，齒輪3與空套在銷軸22上的前雙連齒輪4嚙合，前雙連齒輪4同時與主動軸7上的齒輪5嚙合，主動軸7另一頭是錐形，其外錐面與被動軸9的內(nèi)錐面常接觸，被動軸9另一端是齒輪21；B.被動軸9由靜壓軸承支撐在軸承套10內(nèi)，軸承套10的外花鍵與軸承外殼12的內(nèi)花鍵配合，軸承外殼12固定在后箱體27內(nèi)，它與軸承套10之間設(shè)置有油缸11；C.主動軸7由靜壓軸承支撐在連桿6內(nèi)，連桿6空套在銷軸22上，銷軸22與輸入軸1和主動軸7之間的軸心距相等，固接在連桿6上的扇形齒輪與蝸桿8嚙合，蝸桿8連接在電機23上。
請看圖1油泵2內(nèi)的輸入軸1上固接有偏心輪42，偏心輪42的外圓柱面與油泵2的柱塞接觸。
請看圖1油缸11內(nèi)安裝有碟形彈簧。
如圖1、圖4所示換擋機構(gòu)26由后雙連齒輪14、銷軸15、輸出軸16、銷軸18、反向齒輪19、滑塊齒輪20和齒輪21組成。設(shè)置在被動軸9上的齒輪21與空套在銷軸15上的后雙連齒輪14的長齒輪常嚙合，后雙連齒輪14的短齒輪與反向齒輪19常嚙合，一端伸入齒輪21內(nèi)的輸出軸16上經(jīng)花鍵活套有滑塊齒輪20，滑塊齒輪20與后雙連齒輪14的長齒或與反向齒輪19嚙合。
如圖3所示單向離合器由被動軸9、軸承套10、回轉(zhuǎn)簧24、滾柱29組成。被動軸9上均布有楔槽，軸承套10的內(nèi)圓柱面與被動軸9的楔槽工作平面之間設(shè)置有滾柱29，楔槽的大端安裝有回轉(zhuǎn)簧24。
請看圖5所示液壓裝置由油池30、油泵2、電控溢流閥31、比例減壓閥32、油缸11、節(jié)流孔、壓力腔和油管路組成，設(shè)置在油池30內(nèi)的油泵2出口連接有電控溢流閥31和比例減壓閥32，電控溢流閥31和比例減壓閥32的一頭經(jīng)端面導流槽34連接連桿6，連桿6內(nèi)設(shè)置有通向徑向壓力腔35和端面壓力腔37的支路，徑向壓力腔35和端面壓力腔37設(shè)置在連桿6上，其中徑向壓力腔35和軸向壓力腔37上分別設(shè)置有節(jié)流孔36；比例減壓閥32的另一頭連接油缸11，油缸11經(jīng)節(jié)流孔39和41連接被動軸9的軸承套10上相應(yīng)的軸向壓力腔38和徑向壓力腔40；電控溢流閥31的另一頭與油池30相通。
由圖5還可看出靜壓軸承是由液壓裝置中的壓力油在軸向軸套孔的端面和圓柱面之間形成的一種隔離層，使軸的端面和外圓柱面與軸套孔的端面和內(nèi)圓柱面不發(fā)生金屬之間的直接接觸。
請看圖6電控溢流閥31由閥體50、銜鐵51、線圈52、小溢流孔53、活塞54、節(jié)流孔55、大溢流孔56、入口57、通道58、彈簧59、出口60組成。閥體50的上腔內(nèi)設(shè)置有線圈52、銜鐵51的尖端穿過線圈52后插入小溢流孔53中，閥體50內(nèi)的通道58一頭與上腔相通，另一頭與下腔上的出口60相通；下腔內(nèi)的活塞54尖端插入大溢流孔56中，活塞54與上腔之間設(shè)置有彈簧59，下腔底部設(shè)置有入口57，節(jié)流孔55一頭與入口57相通，另一頭連接活塞54的上部空間。電控溢流閥31是通過電子控制液壓系統(tǒng)的浮動工作壓力P1，控制的目的是按摩傳動實際需要來施加摩擦接觸壓力和相應(yīng)的軸承支撐力。
請看圖7比例減壓閥32由外殼61、活塞62、入口63、出口64、中心孔65、閥口66組成。外殼61上設(shè)置有入口63和出口64，外殼6 1內(nèi)安裝有活塞62，活塞62內(nèi)設(shè)置有相互連通的中心孔65和閥口66。入口63和出口64的壓力與活塞62上端面工作面積A及活塞62下端工作面積a成反比。即P1∶P2＝A∶a。
本實用新型的工作原理是這樣的將該變速器一端連接汽車發(fā)動機，另一端連接車輪差速器。當輸出軸16上的滑塊齒輪20處于不與任何齒輪嚙合的狀態(tài)時，汽車發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速不能傳遞到輸出軸16上，這時汽車既不前進，也不倒退。當滑塊齒輪20移動到與后雙連齒輪14的長齒輪嚙合時，對應(yīng)于汽車的前進擋，這時發(fā)動機的動力經(jīng)輸出軸1上的齒輪3傳遞給前雙連齒輪4，前雙連齒輪4同時經(jīng)齒輪5帶動主動軸7轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)動主動軸7的外錐面與被動軸9的內(nèi)錐面常接觸，主動軸7轉(zhuǎn)動時與被動軸9之間產(chǎn)生的摩擦力帶動被動軸9同時轉(zhuǎn)動，被動軸9又帶動輸出軸16將動力傳遞給車輪，驅(qū)動汽車前進。加速行使時，起動執(zhí)行電機23，這時執(zhí)行電機23驅(qū)動蝸桿8轉(zhuǎn)動，蝸桿8經(jīng)固接在連桿6上的扇形齒輪帶動連桿6繞銷軸22自由擺動，當連桿6擺動到某一方位時，輸入軸1，主動軸7和被動軸9位于同一軸線，這時主動軸7的外錐面與被動軸9的內(nèi)錐面是面接觸，主動軸7與被動軸9之間的傳動比為1∶1，汽車實現(xiàn)高速行使。當連桿6在蝸桿8的驅(qū)動下主動軸7的軸線偏離被動軸9的軸線時，主動軸7的外錐面與被動軸9的內(nèi)錐面由面接觸變成線接觸，隨著偏離角度的加大，接觸線在被動軸9的工作內(nèi)錐面上向遠離軸心的方向移動，這時被動軸9工作內(nèi)錐面的實際工作半經(jīng)加大，由于主動軸7工作外錐面的工作半經(jīng)是固定不變的，這樣就實現(xiàn)了汽車的降速傳動。連續(xù)平滑地改變連桿6的方位角度，就可實現(xiàn)平滑無級的變速傳動。
當滑塊齒輪20移動到與反向齒輪19嚙合時，對應(yīng)于汽車的倒車檔，汽車后退。若汽車在上坡處起動或在下坡處倒車時，可通過單向離合器13內(nèi)的滾柱29和軸承套10的接觸點上的切線與被動軸9上的楔槽工作面之間的夾角小于摩擦角而產(chǎn)生自鎖，以防止汽車上坡起動時倒退和下坡倒車時前進。
在汽車發(fā)動機帶動輸入軸1轉(zhuǎn)動的同時，輸入軸1上的偏心輪42驅(qū)動柱塞式油泵2工作，油泵2將油從油池30中吸入后高壓泵出，通過其出口處的電控溢流閥31來控制液壓系統(tǒng)總的壓力。然后分兩路進行工作，一路經(jīng)端面導流槽34將壓力油導入連桿6內(nèi)，壓力油再經(jīng)設(shè)置在連桿6內(nèi)的多條通路通向主動軸7上的徑向壓力腔35和端面壓力腔37，每個壓力腔上均設(shè)有節(jié)流孔36，當軸承受力時，某個壓力腔處受較大壓力作用，則該壓力腔周邊的間隙減小，液體溢出的阻力加大，通過節(jié)流孔的流量減小，使該壓力腔的工作壓力增加，以抗衡軸承的負荷，從而使主動軸7與連桿6的金屬之間均被液壓油隔開，形成主動軸7的靜壓軸承系統(tǒng)，使軸與軸承孔不發(fā)生金屬之間的直接接觸。
油泵2出口的另一路通過比例減壓閥32將系統(tǒng)壓力成比例地降壓，并通入油缸11內(nèi)，以及到被動軸9所需的軸向和徑向壓力腔39、40，油缸11內(nèi)的壓力油推動軸承套10，軸承套10又推動被動軸9，使被動軸9壓向主動軸7，在主動軸7的工作外錐面與被動軸9的工作內(nèi)錐面的接觸點上產(chǎn)生所需要的工作接觸壓力。油缸11通過多個軸向節(jié)流孔39和經(jīng)向節(jié)流孔41連通相應(yīng)的軸向壓力腔38和經(jīng)向壓力腔40，形成被動軸9的靜壓軸承系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種摩擦傳動的無級變速器，包括無級變速機構(gòu)，單向離合器(13)、換擋機構(gòu)(26)、液壓裝置和電子控制器，其特征在于A.無級變速機構(gòu)中的油泵(2)固定在前箱體(28)內(nèi)，穿過油泵(2)的輸入軸(1)上套裝有齒輪(3)，齒輪(3)與空套在銷軸(22)上的前雙連齒輪(4)嚙合，前雙連齒輪(4)同時與主動軸(7)上的齒輪(5)嚙合，主動軸(7)另一頭是錐形，其外錐面與被動軸(9)的內(nèi)錐面常接觸，被動軸(9)另一端是齒輪(21)；B.被動軸(9)由靜壓軸承支撐在軸承套(10)內(nèi)，軸承套(10)的外花鍵與軸承外殼(12)的內(nèi)花鍵配合，軸承外殼(12)固定在后箱體(27)內(nèi)，它與軸承套(10)之間設(shè)置有油缸(11)；C.主動軸(7)由靜壓軸承支撐在連桿(6)內(nèi)，連桿(6)空套在銷軸(22)上，銷軸(22)與輸入軸(1)和主動軸(7)之間的軸心距相等，固接在連桿(6)上的扇形齒輪與蝸桿(8)嚙合，蝸桿(8)連接在電機(23)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于油泵(2)內(nèi)的輸入軸(1)上固接有偏心輪(42)，它與油泵(2)的柱塞接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于油缸(11)內(nèi)安裝有碟形簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于換檔機構(gòu)(26)由后雙連齒輪(14)、銷軸(15)、輸出軸(16)、銷軸(18)、反向齒輪(19)、滑塊齒輪(20)、齒輪(21)組成，設(shè)置在被動軸(9)上的齒輪(21)與空套在銷軸(15)上的后雙連齒輪(14)的長齒輪常嚙合，后雙連齒輪(14)的短齒輪與反向齒輪(19)常嚙合，一端伸入齒輪(21)內(nèi)的輸出軸(16)上經(jīng)花鍵活套有滑塊齒輪(20)，滑塊齒輪(20)與后雙連齒輪(14)的長齒或與反向齒輪(19)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于單向離合器(13)由軸承套(10)、滾柱(29)、回轉(zhuǎn)簧(24)和被動軸(9)組成，被動軸(9)上均布有楔槽，在軸承套(10)的內(nèi)圓柱面與被動軸(9)上的楔槽工作平面之間設(shè)置有滾柱(29)，楔槽的大端安裝有回轉(zhuǎn)簧(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于液壓裝置由油池(30)、油泵(2)、電控溢流閥(31)、比例減壓閥(32)、油缸(11)、節(jié)流孔、壓力腔和油管路組成，設(shè)置在油池(30)內(nèi)的油泵(2)出口連接有電控溢流閥(31)和比例減壓閥(32)，電控溢流閥(31)的一頭經(jīng)端面導流槽(34)連接連桿(6)，連桿(6)內(nèi)設(shè)置有通向徑向壓力腔(35)和端面壓力腔(37)的支路，徑向壓力腔(35)和端面壓力腔(37)設(shè)置在連桿(6)上，其中徑向壓力腔(35)和軸向壓力腔(37)上分別設(shè)置有節(jié)流孔(36)；比例減壓閥(32)的一頭連接油缸(11)，油缸(11)經(jīng)節(jié)流孔(39)和(41)連接被動軸(9)的軸承套(10)上相應(yīng)的軸向壓力腔(38)和徑向壓力腔(40)；電控溢流閥(31)的另一頭與油池(30)相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于電控溢流閥(31)由閥體(50)、銜鐵(51)、線圈(52)、小溢流孔(53)、活塞(54)、節(jié)流孔(55)、大溢流孔(56)、入口(57)、通道(58)、彈簧(59)、出口(60)組成，閥體(50)的上腔內(nèi)設(shè)置有線圈(52)，銜鐵(51)的尖端穿過線圈(52)后，插入小溢流孔(53)中，閥體(50)的通道(58)一頭與上腔相通，另一頭與下腔上的出口(60)相通；下腔內(nèi)的活塞(54)尖端插入大溢流孔(56)中，活塞(54)與上腔之間設(shè)置有彈簧(59)，下腔底部設(shè)置有入口(57)，節(jié)流孔(55)一頭與入口(57)相通，另一頭連接活塞(54)的上部空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于比例減壓閥(32)由外殼(61)、活塞(62)、入口(63)、出口(64)、中心孔(65)、閥口(66)組成，外殼(61)上設(shè)置有入口(63)和出口(64)、外殼(61)內(nèi)安裝有活塞(62)，活塞(62)內(nèi)設(shè)置有互相連通的中心孔(65)和閥口(66)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦傳動的無級變速器，其特征在于靜壓軸承是由液壓裝置中的壓力油在軸與軸套孔的端面和圓柱面之間形成的一種隔離層。
專利摘要一種摩擦傳動的無級變速器，其特征在于A.無級變速機構(gòu)中的油泵2固定在前箱體28內(nèi)，穿過油泵2的輸入軸1上套裝有齒輪3，齒輪3與空套在銷軸22上的前雙連齒輪4嚙合，前雙連齒輪4同時與主動軸7上的齒輪5嚙合，主動軸7另一頭是錐形，其外錐面與被動軸9的內(nèi)錐面常接觸，被動軸9另一端是齒輪21；B.被動軸9由靜壓軸承支撐在軸承套10內(nèi)，軸承套10的外花鍵與軸承外殼12的內(nèi)花鍵配合，軸承外殼12固定在后箱體27內(nèi)，它與軸承套10之間設(shè)置有油缸11；C.主動軸7由靜壓軸承支撐在連桿6內(nèi)，連桿6空套在銷軸22上，其上的扇形齒輪與蝸桿8嚙合。該實用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單，體積小，造價低，而且接觸點處應(yīng)力小，傳動效率高，能實現(xiàn)汽車自動平滑無級變速。
文檔編號F16H15/00GK2531176SQ0222163
公開日2003年1月15日 申請日期2002年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月9日
發(fā)明者江從壽 申請人:江從壽