專利名稱：一種雙金屬帶傳動的無級變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無級變速器傳動裝置，屬于機械傳動技術領域。
技術背景變速器有手動變速器、自動變速器、無級變速器；對于手動變速器，由于每擋的齒輪組 的齒數(shù)是固定的，則各擋的變速比是個定值(也就是所謂的"級")，比如，對于轎車而言， 一擋 變速比是3.455,二擋是2.056，再到五擋的0.85，這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動比， 總共只有5個值(即有5級)，所以說它是有級變速器。對于自動變速器，它是利用車速和負 荷(油門踏板的行程)進行雙參數(shù)控制，也為有級式變速器，只不過自動變速器能根據車速的 快慢來自動實現(xiàn)擋位的增減，可以消除手擋車"頓挫"的變擋感覺。而無級變速器與有級式的 區(qū)別在于，它的變速比不是間斷的點，而是一系列連續(xù)的值，譬如可以從3.455 —直變化到 0.85，無級變速器結構比傳統(tǒng)變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副， 也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動輪和金屬帶(鏈)來實現(xiàn)速比的無級 變化。無級變速技術CVT (Continuously Variable Transmission)采用傳動帶(鏈)和工作直徑 可變的主、從動輪相配合來傳遞動力，可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動 機工況的最佳匹配。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可 動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。可動盤與固定 盤都是錐面結構，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶(鏈)嚙合。發(fā)動機輸出軸輸出 的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪；對于汽車來說，最后 還經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移 動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比?？蓜颖P的軸 向移動量是由操作者根據需要通過控制系統(tǒng)調節(jié)主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現(xiàn)的。 由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)，從而實現(xiàn)了無級變速。在金屬帶(鏈)式無級變速器的液壓系統(tǒng)中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以 保證來自發(fā)動機的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐盤的位置沿軸向移動，在主 動輪組金屬帶沿V型槽移動，由于金屬帶的長度不變，在從動輪組上金屬帶沿V型槽向相反 的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發(fā)生變化，實現(xiàn)速比的連續(xù)變化。 然而提高傳動帶性能和CVT傳遞功率極限的研究一直在進行，將液力變矩器集成到CVT系 統(tǒng)中，主、從動輪的夾緊力實現(xiàn)電子化控制，在CVT中采用節(jié)能泵，傳動帶用金屬帶代替?zhèn)?統(tǒng)的橡膠帶。新的技術進步克服了CVT系統(tǒng)原有的技術缺陷，導致了傳遞轉矩容量更大、性能更優(yōu)良的第二代CVT的面世。與四檔自動變速器相比，CVT系統(tǒng)能夠將加速性能提高10。/0， 燃油經濟性提高10%-15%。目前CVT技術發(fā)展得相當迅速，各大汽車廠家都在加強這一領域 的研發(fā)，尤其是在混合動力汽車具有廣泛前景的將來，CVT的地位和作用更是無可替代，它 將會是未來變速器發(fā)展的大趨勢。無級變速器具有結構簡單，體積小，零件少、工作速比范圍寬、經濟性高等特點，易與 發(fā)動機形成理想的匹配，從而改善燃燒過程，進而降低油耗和排放；然而現(xiàn)有技術中使用的 無級變速器傳遞力矩還不夠大、傳遞功率比較有限(轉矩一般局限于135Nm以下)以及傳動帶 容易損壞等缺陷。因此，目前研究開發(fā)傳遞大轉矩的無級變速器是當前的一個重要攻關方向。 發(fā)明內容針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙金屬帶傳動的無級變速器，以 解決現(xiàn)有技術中傳遞力矩較小的難題，克服無級變速器傳遞效率低、使用壽命短等不足。本發(fā)明的技術方案如下 一種雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于該無級變速器含有主動傳動軸，被動傳 動軸，分別設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤，設置在主動傳動 軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第一定錐盤兩側的第一動錐盤和第二動錐盤，設置在被動 傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第二定錐盤兩側的第三動錐盤和第四動錐盤，位于定 錐盤和動錐盤之間的摩擦片以及連接主動傳動軸與被動傳動軸之間的第一傳動金屬帶或鏈和 第二傳動金屬帶或鏈。本發(fā)明的上述技術方案中，所述的第一定錐盤和第二定錐盤為對稱的雙錐面盤件。所述 的第一動錐盤和第二動錐盤與主動傳動軸采用球鍵連接；第三動錐盤和第四動錐盤與被動傳 動軸采用球鍵連接。本發(fā)明的另一技術特征還在于所述的摩擦片采用自適應調節(jié)的摩擦片結構，該摩擦片 結構含有主連接片、與主連接片相連的鞍片、轉動耳片以及套設在鞍片上的多層金屬傳動鋼 帶環(huán)；所述的鞍片采用前后對稱布置的兩個鞍片，轉動耳片分別設置在鞍片的左右兩端；轉 動耳片呈"凸"形，由耳片支撐和耳片端頭兩部分組成；所述的耳片支撐設置在兩個鞍片之 間，通過耳片軸與兩個鞍片連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及效果①在每個主動傳動軸和被動傳動軸上分 別有兩個動錐盤，兩根傳動金屬帶(鏈)，具有傳動轉矩大(比現(xiàn)有的無級變速器提供大近一 倍的轉矩)、傳動系統(tǒng)的效率高和錐盤的使用壽命延長等特點。②還可充分采用現(xiàn)有的無級變 速器控制器來控制動錐盤的移動，并未使系統(tǒng)的控制復雜性增加；⑤由于采用了雙金屬傳動 帶(鏈)，使得傳遞的可靠性大大提高；主動傳動軸和被動傳動軸上的機構基本相同，可以降 低制造難度。④本發(fā)明所使用的摩擦片采用自適應調節(jié)的摩擦片結構，使得傳動帶(鏈)與錐 盤的接觸區(qū)增大，接觸壓力均勻；而且，轉動耳片可以自適應調節(jié)摩擦貼合角度以減少傳動帶(鏈)偏斜帶來的影響，使得接觸的自適應匹配性增強。


圖1為本發(fā)明提供的雙金屬帶傳動的無級變速器的結構示意圖。圖2為采用自適應調節(jié)的摩擦片結構的無級變速器的結構示意圖。圖3為本發(fā)明提供的自適應調節(jié)的摩擦片結構的主視圖。圖4為圖3的側視圖。圖5為"凸"形轉動耳片的立體結構圖。圖中l(wèi)一主動傳動軸；2 —主動傳動軸上的定錐盤；3 —主動傳動軸上的第一動錐盤；4 一主動傳動軸上的第二動錐盤；5 —被動傳動軸；6 —被動傳動軸上的定錐盤；7 —被動傳動軸 上的第一動錐盤；8 —被動傳動軸上的第二動錐盤；9一第一金屬傳動帶；IO —第二金屬傳動帶；ll一自適應調節(jié)的摩擦片；12 —主連接片；13_鞍片；14 —耳片軸；15 —耳片端頭；16一多層金屬傳動鋼帶環(huán)；17 —轉動耳片；18 —耳片支撐；19-耳片摩擦面。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的原理、結構及工作過程具體實施方式
作進一步的說明圖1為本發(fā)明提供的雙金屬帶傳動的無級變速器的結構示意圖。該無級變速器含有主動傳動軸l，被動傳動軸5，分別設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤2和第二定 錐盤6，設置在主動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第一定錐盤兩側的第一動錐盤3 和第二動錐盤4,設置在被動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第二定錐盤兩側的第 三動錐盤7和第四動錐盤8，位于定錐盤和動錐盤之間的摩擦片11以及連接主動傳動軸與 被動傳動軸之間的第一傳動金屬帶9和第二傳動金屬帶10。第一定錐盤2和第二定錐盤6為對稱的雙錐面盤件。第一動錐盤3和第二動錐盤4與主動傳動軸采用球鍵連接；第三動錐盤7和第四動錐盤8與被動傳動軸亦采用球鍵連接。本發(fā)明所述的摩擦片11可以釆用現(xiàn)有技術中普通的摩擦片，優(yōu)選采用自適應調節(jié)的摩 擦片結構，如圖4所示。自適應調節(jié)的摩擦片結構含有主連接片12、與主連接片相連的鞍片 13、轉動耳片17以及套設在鞍片上的多層金屬傳動鋼帶環(huán)16;所述的鞍片采用前后對稱布 置的兩個鞍片，轉動耳片分別設置在鞍片的左右兩端；轉動耳片呈"凸"形，由耳片支撐18 和耳片端頭15兩部分組成；所述的耳片支撐設置在兩個鞍片之間，通過耳片軸14與兩個鞍 片連接。工作時，轉動耳片17可根據耳片摩擦面19與錐盤母線的接觸狀態(tài)進行自適應的旋 轉。由于在鞍片的左右兩側分別設有轉動耳片，使得金屬傳動帶(或鏈)與錐盤的接觸區(qū)增大， 錐母線為直線，接觸壓力均勻；而且，轉動耳片可以自適應調節(jié)摩擦貼合角度以減少傳動帶(鏈) 偏斜帶來的影響，使得接觸的自適應匹配性增強。若要實現(xiàn)減速傳動，則主動轉動軸1上的第一動錐盤3和第二動錐盤4以定錐盤2為中 點，同時向外側滑動；而此時被動傳動軸5上的第一動錐盤7和第二動錐盤8以定錐盤6為 中點，同時向內側滑動；傳動第一金屬帶9和第二傳動金屬帶10的長度是固定的，傳動比由主動傳動輪組和被動傳動輪組上金屬帶的轉動半徑之比來確定，兩個傳動軸上動錐盤的軸向 移動量可根據減速傳動比來確定，可以采用液壓系統(tǒng)來控制動錐盤的軸向移動，即利用目前 在帶式(鏈式)無級變速器廣泛使用的液壓控制系統(tǒng)，但需要對每一個軸上的兩個動錐盤進行 同步控制，也可以采用純機械電子式的控制方式，所有的移動應保持同步，并使傳動帶(鏈) 上摩擦片11與錐盤之間保持一個合適的壓力。若要實現(xiàn)增速傳動，則主動轉動軸1上的第一動錐盤3和第二動錐盤4以定錐盤2為中 點，同時向內側滑動；而此時被動傳動軸5上的第一動錐盤7和第二動錐盤8以定錐盤6為 中點，同時向外側滑動；傳動比由主動傳動輪組和被動傳動輪組上金屬帶(或鏈)的轉動半徑 之比來確定，兩個傳動軸上動錐盤的軸向移動量可根據增速傳動比來確定，所有的移動應保 持同步，并使傳動帶(鏈)上摩擦片11與錐盤之間保持一個合適的壓力。
權利要求
1. 一種雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于該無級變速器含有主動傳動軸(1)，被動傳動軸(5)，分別設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤(2)和第二定錐盤(6)，設置在主動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第一定錐盤兩側的第一動錐盤(3)和第二動錐盤(4)，設置在被動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第二定錐盤兩側的第三動錐盤(7)和第四動錐盤(8)，位于定錐盤和動錐盤之間的摩擦片(11)以及連接主動傳動軸與被動傳動軸之間的第一傳動金屬帶(9)和第二傳動金屬帶(10)。
2、 按照權利要求1所述的一種雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于所述的第一 定錐盤(2)和第二定錐盤(6)為對稱的雙錐面盤件。
3、 按照權利要求1所述的一種雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于第一動錐盤 (3)和第二動錐盤(4)與主動傳動軸采用球鍵連接；第三動錐盤(7)和第四動錐盤(8)與被動傳 動軸采用球鍵連接。
4、 按照權利要求l、 2或3所述的一種雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于所述 的摩擦片(ll)采用自適應調節(jié)的摩擦片結構，該摩擦片結構含有主連接片(12)、與主連接 片相連的鞍片(13)、轉動耳片(17)以及套設在鞍片上的多層金屬傳動鋼帶環(huán)(16);所述 的鞍片采用前后對稱布置的兩個鞍片，轉動耳片分別設置在鞍片的左右兩端；轉動耳片呈"凸" 形，由耳片支撐(18)和耳片端頭(15)兩部分組成；所述的耳片支撐設置在兩個鞍片之間，通過耳片軸與兩個鞍片連接。
全文摘要
一種雙金屬帶傳動的無級變速器，該無級變速器含有主動傳動軸，被動傳動軸，分別設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤，設置在主動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第一定錐盤兩側的第一動錐盤和第二動錐盤，設置在被動傳動軸上沿軸向進行滑動且對稱布置在第二定錐盤兩側的第三動錐盤和第四動錐盤，位于定錐盤和動錐盤之間的摩擦片以及連接主動傳動軸與被動傳動軸之間的第一傳動金屬帶或鏈和第二傳動金屬帶或鏈。本發(fā)明采用兩個金屬帶或金屬鏈的傳動、傳動機構簡單，具有傳動轉矩大、傳動系統(tǒng)的效率和可靠性高、使用壽命長等特點。
文檔編號F16H9/02GK101275650SQ20081011166
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權日2008年5月16日
發(fā)明者攀 曾 申請人:清華大學