專利名稱：球面輪無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車動力輸出的變速領(lǐng)域，通過使用本發(fā)明所設(shè)計的裝置，可以讓讓 汽車發(fā)動機在同一個轉(zhuǎn)速下可以獲得不同的轉(zhuǎn)速輸出，而且該過程為連續(xù)性變速。
背景技術(shù)：
汽車的變速箱屬于汽車的重要部件，變速箱在汽車的成本中占有很重要的位置， 現(xiàn)有的汽車變速領(lǐng)域存在兩種變速器手動變速器和自動變速器，而自動變速器又分為 電子控制手動變速器(AMT)、液控自動變速器(AT)和無級變速器(CVT)。其中，手動變速器應(yīng)用最廣泛，普通應(yīng)用于各種大小型車輛上，而自動變速器則應(yīng) 用于小型車輛。手動變速器設(shè)置了幾組齒輪，駕駛員通過手動調(diào)節(jié)各組齒輪的接觸來實現(xiàn)各種比 率的傳動，同時配合離合器的使用，來實現(xiàn)汽車的起步、加速等。電子控制手動變速器(AMT)其核心實質(zhì)為一臺手動變速器，它在普通手動變速器 的基礎(chǔ)上，通過加裝微電腦控制的電動裝置，取代原來由人工操作完成的離合器的分離、接 合及變速器的選擋、換擋動作，實現(xiàn)自動換擋。液控自動變速器(AT)是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力 傳遞和齒輪組合的方式來實現(xiàn)變速變矩。其中液力變扭器在AT中起到非常重要的作用，它 由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。無級變速器(CVT)與AT相比，省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而是兩 組帶輪進行變速傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速。由于取消了 齒輪傳動，因此其傳動比可以隨意變化，變速更加平順，沒有換擋的突跳感。

發(fā)明內(nèi)容
球面輪無級變速器。主要包括動力輸入軸(1)、輸入軸固定桿( 、等速萬向節(jié) (3)、球面輪旋轉(zhuǎn)軸0)、球面輪(5)、撥動桿(6)、定心輪(7)、輸出軸固定桿(8)、輸出軸、從動桿(10)，特征是通過球面輪( 這一裝置，通過兩個球面輪變換不同的球面接觸 位置，來實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)速的變化。本發(fā)明創(chuàng)造了一個叫做“球面輪”的裝置，通過球面輪角度的變化，來改變兩個球 面輪的接觸位置，從而改變傳動過程中的比值，理論上實現(xiàn)了任意比值的變速比。該裝置主 要由以下幾個部件組成一、球面輪該裝置的一端為球面，可以圍繞球面的球心旋轉(zhuǎn)一定角度，同時球面 又可以圍繞該球面的中心軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的動力，通過一個等速萬向節(jié)傳遞到動力輸入桿或 者動力輸出桿。二、傳動桿包括動力輸入和輸出，能夠無損傳遞動力。三、撥桿通過控制撥桿可以控制球面輪的角度。四、等速萬向節(jié)可以讓球面輪的角度在一定角度旋轉(zhuǎn)的同時傳遞動力。


圖1是球面輪連接裝置的內(nèi)部透視2是球面輪的低速連接示意3是球面輪的高速連接示意圖
具體實施例方式在圖1中，發(fā)動機的動力可以通過動力輸入軸(1)該軸輸入至變速箱；輸入軸固定 桿O)內(nèi)部為空心狀，動力輸入軸(1)可以在輸入軸固定桿( 的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)；撥動桿(6)內(nèi) 部同樣為空心狀，動力輸入軸( 和固定桿(6)的中心相交于球面輪( 的圓心位置；等速 萬向節(jié)(3)；可以在球面旋轉(zhuǎn)軸(4)的角度變化的時候?qū)崿F(xiàn)輸入軸(1)動力的傳遞；球面輪 旋轉(zhuǎn)軸(4)可以圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，球面輪(5)固定連接在球面輪旋轉(zhuǎn)軸(4)上面，因此，除 了可以圍繞中心線1方向旋轉(zhuǎn)外，同時可以圍繞球面輪( 的球心，在順時針或逆時針方向 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機的動力連接至輸入軸(1)時，通過等速萬向節(jié)C3)和球面輪旋轉(zhuǎn)軸G)， 讓球面輪(5)也擁有一個和輸入軸(1)角速度一致的轉(zhuǎn)速，此時，A和B兩個點因為位于球 面輪的上面，因此二者角速度一致，又因為A和B對應(yīng)的轉(zhuǎn)動半徑為rl和r2，rl < r2，因 此A的線速度比B的線速度小，二者的比值為r2 rl。因為在球面輪(5)上面可以找出無數(shù)個點，如果球面(5)的半徑為R，發(fā)動機動力 輸出轉(zhuǎn)速為ω，則對應(yīng)可以找出(0，R)范圍內(nèi)任意半徑的點。實現(xiàn)(0，ω JiR)范圍內(nèi)的任
意線速度。在圖2中，定心輪(7)位于撥動桿(6)和輸入軸固定桿(2)以及輸出軸固定桿⑶ 和輸出桿(10)的外圍，在不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)運動的情況下，可以讓撥動桿(6)和輸入軸固定 桿O)以及輸出軸固定桿(8)和輸出桿(10)圍繞該裝置的正中心順時針或逆時針方向旋 轉(zhuǎn)；輸出軸固定桿(8)原理與輸入軸固定桿( 類似，可以讓輸出軸(9)在其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，作 為汽車輪胎的動力輸出。如果發(fā)動機的動力輸出轉(zhuǎn)速為ω，則球面(5)的轉(zhuǎn)速為ω。兩個球面輪相交于C 點，對應(yīng)于第一個球面輪的半徑為r3，第二個球面輪半徑為r4，因此，在第一個球面輪上面 的C點，此時的線速度為ω πΓ3，第二個球面輪上的C點因為與第一個球面輪的C點緊密接 觸，所以線速度同樣為ω πΓ3。但是，第二個球面輪上的C點對應(yīng)于第二個球面輪的半徑為 r4，r4 < r3，所以此時第二個球面輪的轉(zhuǎn)速為cor3/r4。因為C點可以無限接近于球面輪的頂點，球面輪的半徑為R，即r4對應(yīng)的范圍為 (0，R)，所以理論上，第二個球面輪可以實現(xiàn)(ω, + m)的轉(zhuǎn)速。在圖3中，撥動桿(6)由圖2所示的位置逆時針方向轉(zhuǎn)動至現(xiàn)在所處位置，此時， 兩個球面輪相交于D點，此時D點在第一個球面輪上面所對應(yīng)的半徑為r5，在第二個球面輪 上面所對應(yīng)的半徑為r6，r5 ^ r6。如果發(fā)動機的動力輸出轉(zhuǎn)速為ω，則此時第一個球面輪的轉(zhuǎn)速為ω，對應(yīng)于D點 在第一個球面輪的線速度為ω π r5，D點在第二個球面輪的線速度同樣為ω Jir5，因此第 二個球面輪的轉(zhuǎn)速為ωι·5/Γ6，因為r5可以無限接近于旋轉(zhuǎn)軸，即變化范圍為(0，R)，因此，第二個球面輪的轉(zhuǎn)速ωΓ5Α·6變化的范圍為(0，ω]，該轉(zhuǎn)速最終通過輸出軸(9)傳輸出去。
結(jié)合圖2和圖3，撥動桿(6)可以在順時針或者逆時針方向內(nèi)轉(zhuǎn)動，如果發(fā)動機的 轉(zhuǎn)速為ω，球面輪的半徑為R，則可以切換(6)的角度，讓(9)獲得(0. + c )范圍內(nèi)變動的 轉(zhuǎn)速，而且這個轉(zhuǎn)速變化的過程，是完全連續(xù)的，此過程即為汽車變速箱無級變速的過程。
權(quán)利要求
1.球面輪無級變速器。主要包括動力輸入軸(1)、輸入軸固定桿O)、等速萬向節(jié)(3)、 球面輪旋轉(zhuǎn)軸G)、球面輪(5)、撥動桿(6)、定心輪(7)、輸出軸固定桿(8)、輸出軸(9)、從 動桿(10)，特征是通過球面輪( 這一裝置，通過兩個球面輪變換不同的球面接觸位置， 來實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)速的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球面輪無級變速器，其特征是球面輪( 為一個球的部分 截面，該球面截面部分通過撥動桿(6)、固定桿O)、等速萬向節(jié)C3)等裝置進行連接，一方 面可以圍繞球面的球心進行正反方向旋轉(zhuǎn)，另一方面可以圍繞中心軸進行旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球面輪無級變速器，其特征是球面輪( 無級變速器主要 通過兩個相同半徑的球面輪進行鏈接，而且通過撥動桿(6)對兩個球面進行撥動，可以實 現(xiàn)不同的接觸位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球面輪無級變速器，其特征是球面輪( 接觸的位置可以 無限接近于旋轉(zhuǎn)軸，能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)半徑無限接近于零，而第二個球面輪則可以最大達到球 面輪的半徑，兩者通過半徑之間的不同，來進行速度的變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車變速的無級變速器，其創(chuàng)新性地發(fā)明了一種球面輪裝置，基于該裝置，通過兩個相同的球面輪接觸，通過旋轉(zhuǎn)撥動桿的位置，來變換球面輪的接觸位置，從而實現(xiàn)汽車的變速。該裝置完全區(qū)別于現(xiàn)有的無級變速器，極大的擴充了變速箱的變速范圍，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)從零到正無窮大的變速，而且扭矩大，能夠最大限度的發(fā)揮汽車發(fā)動機的功效。
文檔編號F16H15/28GK102094946SQ20111004813
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者李凱 申請人:李凱