變矩機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變矩機(jī)構(gòu)，包括轂體和多個(gè)圍繞所述轂體設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪，所述轂體的軸心與傳動(dòng)輪的軸心相平行，所述轂體與傳動(dòng)輪之間設(shè)置有彈性元件，所述彈性元件用于對(duì)轂體與傳動(dòng)輪之間的中心距進(jìn)行約束。采用彈性元件用于對(duì)轂體與傳動(dòng)輪之間的中心距進(jìn)行約束，使得當(dāng)傳動(dòng)輪受到的扭力改變時(shí)，即輸入力矩變化時(shí)，所述傳動(dòng)輪與轂體之間的中心距可變，進(jìn)而達(dá)到輸出力矩可變的目的。另外，本發(fā)明的無級(jí)自動(dòng)變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和制造難度低、傳遞扭力大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】變矩機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，特別涉及一種能夠根據(jù)扭力變化自動(dòng)改變力臂長度的自動(dòng)變矩機(jī)構(gòu)，以及根據(jù)該變矩機(jī)構(gòu)制得的無級(jí)自動(dòng)變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，能夠根據(jù)扭力變化自動(dòng)改變力臂長度的自動(dòng)變矩機(jī)構(gòu)只有液力變矩器，液力變矩器由泵輪，渦輪，導(dǎo)輪組成。液力變矩器一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，以液壓油(ATF)為工作介質(zhì)，起傳遞轉(zhuǎn)矩，變矩，變速及離合的作用。然而液力變矩器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，且傳遞過程中能量有損耗。
[0003]目前，常見的無級(jí)變速器有液力機(jī)械式無級(jí)變速器和金屬帶式無級(jí)變速器(VDT-CVT)，CVT技術(shù)即無級(jí)變速技術(shù)，它采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合來傳遞動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配。然而CVT的缺點(diǎn)是:1)仍然需要液壓控制主從動(dòng)輪的工作直徑，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本和加工難度高；2)傳遞扭力有限，扭力較大時(shí)容易出現(xiàn)打滑，所以只限于在小排量的汽車上使用。
[0004]針對(duì)上述問題，需研制一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和制造難度低且傳遞扭力較大的變距機(jī)構(gòu)和無級(jí)自動(dòng)變速器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的問題是提供一種變矩機(jī)構(gòu)，該變矩機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)扭力變化自動(dòng)改變力臂長度，且具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和制造難度低等優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有的變矩機(jī)構(gòu)，只能采用液力變矩的問題。另外，本發(fā)明還提供了一種基于所述變矩機(jī)構(gòu)制得的無級(jí)自動(dòng)變速器，該無級(jí)自動(dòng)變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和制造難度低、傳遞扭力大等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的之一是提供一種變矩機(jī)構(gòu)，所述變矩機(jī)構(gòu)包括轂體和多個(gè)圍繞所述轂體設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪，所述轂體的軸心與傳動(dòng)輪的軸心相平行，所述轂體與傳動(dòng)輪之間設(shè)置有彈性元件，所述彈性元件用于對(duì)轂體與傳動(dòng)輪之間的中心距進(jìn)行約束。
[0007]進(jìn)一步，還包括規(guī)整輪，所述規(guī)整輪與所述轂體同軸設(shè)置，所述規(guī)整輪用于控制每個(gè)傳動(dòng)輪與轂體之間的中心距離都相等。
[0008]進(jìn)一步，所述規(guī)整輪上圍繞規(guī)整輪軸心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)控制單元，所述控制單元的數(shù)量與傳動(dòng)輪的數(shù)量相同，所述多個(gè)傳動(dòng)輪在所述多個(gè)控制單元的控制下呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。
[0009]進(jìn)一步，所述彈性元件為彈簧。
[0010]進(jìn)一步，所述彈性元件為片簧，所述片簧的一端與轂體固定連接，片簧的另一端與傳動(dòng)輪的軸固定連接。
[0011]進(jìn)一步，還包括與所述傳動(dòng)輪的數(shù)量相應(yīng)的多個(gè)輻體，所述傳動(dòng)輪設(shè)置在所述輻體上，所述彈性元件為壓簧或拉簧，所述彈性元件通過所述輻體直接或間接設(shè)置在轂體與傳動(dòng)輪之間。
[0012]進(jìn)一步，所述輻體的一端鉸接在所述轂體上，另一端與傳動(dòng)輪的軸固定連接，所述彈性元件的兩端分別與輻體和轂體連接。
[0013]進(jìn)一步，所述輻體的一端固定在所述轂體上，所述傳動(dòng)輪與輻體滑動(dòng)配合，所述彈性元件的兩端分別與傳動(dòng)輪和轂體連接。
[0014]進(jìn)一步，所述傳動(dòng)輪的軸的一端設(shè)置有套筒，所述套筒套設(shè)在所述輻體上，并周向固定，所述彈性元件套設(shè)在所述輻體上，彈性元件的兩端分別抵接在轂體與套筒上。
[0015]本發(fā)明的目的之二是提供一種基于上述變矩機(jī)構(gòu)制得的無級(jí)自動(dòng)變速器。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
I)本發(fā)明的變矩機(jī)構(gòu)，包括轂體和多個(gè)圍繞所述轂體設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪，所述轂體的軸心與傳動(dòng)輪的軸心相平行，所述轂體與傳動(dòng)輪之間設(shè)置有彈性元件，所述彈性元件用于對(duì)轂體與傳動(dòng)輪之間的中心距進(jìn)行約束。采用彈性元件用于對(duì)轂體與傳動(dòng)輪之間的中心距進(jìn)行約束，使得當(dāng)傳動(dòng)輪受到的扭力改變時(shí)，即輸入力矩變化時(shí)，所述傳動(dòng)輪與轂體之間的中心距可變，進(jìn)而達(dá)到輸出力矩可變的目的。
[0017]2)本發(fā)明的無級(jí)自動(dòng)變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和制造難度低、傳遞扭力大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中所述變矩機(jī)構(gòu)未受扭力作用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中所述變矩機(jī)構(gòu)受到最大扭力作用變形后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中所述變矩機(jī)構(gòu)安裝規(guī)整輪后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明變矩機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)輪的一種齒形結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中所述變矩機(jī)構(gòu)未受扭力作用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中所述變矩機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例2所述變矩機(jī)構(gòu)中的轂體立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例2所述變矩機(jī)構(gòu)中的輻體立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例2所述變矩機(jī)構(gòu)中的規(guī)整輪立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為本發(fā)明實(shí)施例3中具有弧形輻體的變矩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例3中具有弧形輻體且安裝有規(guī)整輪的變矩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本發(fā)明實(shí)施例3中具有弧形輻體且安裝有規(guī)整輪的變矩機(jī)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)示意
圖；
圖13為本發(fā)明實(shí)施例3中具有弧形輻體且安裝有規(guī)整輪的變矩機(jī)構(gòu)立體分解示意
圖；
圖14為本發(fā)明實(shí)施例3中具有直線形輻體且安裝有規(guī)整輪的變矩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15為本發(fā)明實(shí)施例3中具有直線形輻體且安裝有規(guī)整輪的變矩機(jī)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)示意
圖；
圖16為本發(fā)明實(shí)施例4中所述無級(jí)自動(dòng)變速器的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
實(shí)施例1一種變矩機(jī)構(gòu)
如圖1和2所示:本實(shí)施例1的變矩機(jī)構(gòu)，包括轂體I和多個(gè)圍繞所述轂體I設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪2，所述傳動(dòng)輪2為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的單向鏈輪，當(dāng)然，所述傳動(dòng)輪2還可設(shè)置為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的單向帶輪或單向棘輪，將傳動(dòng)輪2設(shè)置成只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的，使得當(dāng)相鄰兩個(gè)傳動(dòng)輪2之間的中心距變化時(shí)，其中的一個(gè)傳動(dòng)輪2能夠繞自身軸線反轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得兩個(gè)傳動(dòng)輪2之間傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈的距離可調(diào)；所述轂體I的軸心與傳動(dòng)輪2的軸心相平行，所述轂體I與傳動(dòng)輪2之間設(shè)置有彈性元件3，所述彈性元件3用于對(duì)轂體I與傳動(dòng)輪2之間的中心距進(jìn)行彈性約束，使得傳動(dòng)輪2可根據(jù)扭力的變化自動(dòng)調(diào)整與轂體I之間的中心距離；所述彈性元件3為片簧，所述片簧的一端與轂體I固定連接，片簧的另一端與傳動(dòng)輪2的軸21固定連接。采用片簧直接將所述傳動(dòng)輪2的軸21與轂體I連接起來，使得本發(fā)明的變矩機(jī)構(gòu)變得更加簡單。
[0021]優(yōu)選的，所述片簧與轂體I的連接點(diǎn)設(shè)置在傳動(dòng)輪2軸線與轂體I軸線構(gòu)成的平面之外，或者將所述片簧構(gòu)造成螺旋狀或弧形的，以便使得轂體I與傳動(dòng)輪2之間的中心距變化范圍更寬。
[0022]優(yōu)選的，如圖4所示，所述傳動(dòng)輪2為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的單向棘輪，所述單向棘輪的表面設(shè)置棘齒用于與帶有棘齒的傳動(dòng)帶配合。
[0023]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，如圖3所示，還包括規(guī)整輪4，所述規(guī)整輪4與所述轂體I同軸設(shè)置，所述規(guī)整輪4用于控制每個(gè)傳動(dòng)輪2與轂體I之間的中心距離都相等。優(yōu)選的，所述規(guī)整輪4上圍繞規(guī)整輪4軸心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)控制單元41，所述控制單元41的數(shù)量與傳動(dòng)輪2的數(shù)量相同，所述多個(gè)傳動(dòng)輪2在所述多個(gè)控制單元41的控制下呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。本實(shí)施例中，對(duì)于構(gòu)造為片簧的彈性元件3而言，所述控制單元41優(yōu)選的設(shè)置為沿規(guī)整輪4徑向開設(shè)的通槽，所述傳動(dòng)輪2的軸21伸入到所述通槽中，并與所述通槽滑動(dòng)配合，當(dāng)某一個(gè)傳動(dòng)輪2受力滑動(dòng)到通槽的某一位置時(shí)，其余的傳動(dòng)輪2將在通槽側(cè)壁的作用下也會(huì)滑動(dòng)到相同或相應(yīng)的位置處。
[0024]實(shí)施例2 —種變矩機(jī)構(gòu)
如圖5至9所示，本實(shí)施例2的變矩機(jī)構(gòu)，包括轂體I和多個(gè)圍繞所述轂體I設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪2，所述傳動(dòng)輪2為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的單向鏈輪，當(dāng)然，所述傳動(dòng)輪2還可設(shè)置為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的單向帶輪或單向棘輪，將傳動(dòng)輪2設(shè)置成只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的，使得當(dāng)相鄰兩個(gè)傳動(dòng)輪2之間的中心距變化時(shí)，其中的一個(gè)傳動(dòng)輪2能夠繞自身軸線反轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得兩個(gè)傳動(dòng)輪2之間傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈的距離可調(diào)；所述轂體I的軸心與傳動(dòng)輪2的軸心相平行，所述轂體I與傳動(dòng)輪2之間設(shè)置有彈性元件3，所述彈性元件3用于對(duì)轂體I與傳動(dòng)輪2之間的中心距進(jìn)行彈性約束，使得傳動(dòng)輪2可根據(jù)扭力的變化自動(dòng)調(diào)整與轂體I之間的中心距離；本實(shí)施例中，所述變矩機(jī)構(gòu)還包括與所述傳動(dòng)輪2的數(shù)量相應(yīng)的多個(gè)福體5,所述傳動(dòng)輪2設(shè)置在所述輻體5上，所述彈性元件3為壓簧或拉簧；優(yōu)選的，所述輻體5的一端鉸接在所述轂體I上，另一端與傳動(dòng)輪2的軸2固定連接，所述彈性元件3的兩端分別與輻體5和轂體I連接。
[0025]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括規(guī)整輪4，所述規(guī)整輪4與所述轂體I同軸設(shè)置，所述規(guī)整輪4上圍繞規(guī)整輪4軸心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)控制單元41，所述控制單元41的數(shù)量與傳動(dòng)輪2的數(shù)量相同,所述多個(gè)傳動(dòng)輪2在所述多個(gè)控制單元41的控制下呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。本實(shí)施例中，所述輻體5優(yōu)選地設(shè)置呈弧形，所述輻體5的中部沿輻體5的長度方向上開設(shè)有弧形通孔，所述控制單元41為柱形凸起，該控制單元41可插入到輻體5中部的弧形通孔中，由于控制單元41呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布的，使得各輻體5的擺動(dòng)角度相同，變矩時(shí)，多個(gè)輻體5將始終保持旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。
[0026]實(shí)施例3 —種變矩機(jī)構(gòu)
作為實(shí)施例2中所述變矩機(jī)構(gòu)的替換方案，所述輻體5的一端固定在所述轂體I上，所述傳動(dòng)輪2與輻體5滑動(dòng)配合，所述彈性元件3的兩端分別與傳動(dòng)輪2和轂體I連接所述傳動(dòng)輪2的軸21的一端設(shè)置有套筒22，所述套筒22套設(shè)在所述輻體5上，并周向固定，所述彈性元件3套設(shè)在所述輻體5上，彈性元件3的兩端分別抵接在轂體I與套筒22上。優(yōu)選的，如圖10所示，所述輻體5呈弧形，且偏斜一定的角度，多個(gè)輻體5整體成螺旋狀排列，當(dāng)轂體I帶動(dòng)輻體5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述變矩機(jī)構(gòu)的力臂能夠隨著輸入扭力的增大而縮短，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)變矩的目的。另外，所述輻體5也可以設(shè)置成以轂體I軸心向外延伸的直線型，如圖14和15所示，其同樣可以達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0027]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，如圖11至13所示，還包括規(guī)整輪4，所述規(guī)整輪4與所述轂體I同軸設(shè)置，所述規(guī)整輪4上圍繞規(guī)整輪4軸心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)控制單元41,所述控制單元41的數(shù)量與傳動(dòng)輪2的數(shù)量相同,所述多個(gè)傳動(dòng)輪2在所述多個(gè)控制單元41的控制下呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。當(dāng)所述輻體5呈弧形時(shí)，所述控制單元41可以設(shè)置成以轂體I軸心向外延伸的直線槽；當(dāng)所述輻體5呈直線型時(shí)，所述控制單元41可以設(shè)置成弧形，且偏斜一定的角度，多個(gè)控制單元41整體成螺旋狀排列。
[0028]實(shí)施例4 一種無級(jí)自動(dòng)變速器
如圖16所示，本發(fā)明的無級(jí)自動(dòng)變速器包括如實(shí)施例1至3中所述的任意一種變矩機(jī)構(gòu)以及套設(shè)在變矩機(jī)構(gòu)外圍傳動(dòng)輪2上的傳動(dòng)元件6，所述傳動(dòng)輪2為帶有棘輪機(jī)構(gòu)的鏈輪、棘輪或帶輪中的任意一種，所述傳動(dòng)元件6為與傳動(dòng)輪2傳動(dòng)配合的鏈條、棘帶或傳動(dòng)帶。優(yōu)選的，可以將至少兩個(gè)變矩機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)元件6串聯(lián)在一起使用，可以進(jìn)一步提高本發(fā)明無級(jí)自動(dòng)變速器的自動(dòng)變矩、變速效果。本發(fā)明的無級(jí)自動(dòng)變速器為純機(jī)械式的，且具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，可在自行車、汽車等車輛上使用，也可用于其他需要無級(jí)自動(dòng)變速的裝置或設(shè)備中使用。
[0029]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括轂體(I)和多個(gè)圍繞所述轂體(I)設(shè)置的只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)輪(2),所述轂體(I)的軸心與傳動(dòng)輪(2)的軸心相平行,所述轂體(I)與傳動(dòng)輪(2 )之間設(shè)置有彈性元件(3 )，所述彈性元件(3 )用于對(duì)轂體(I)與傳動(dòng)輪(2 )之間的中心距進(jìn)行約束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括規(guī)整輪(4)，所述規(guī)整輪(4)與所述轂體(I)同軸設(shè)置，所述規(guī)整輪(4)用于控制每個(gè)傳動(dòng)輪(2)與轂體(I)之間的中心距離都相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述規(guī)整輪(4)上圍繞規(guī)整輪(4)軸心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)控制單元(41)，所述控制單元(41)的數(shù)量與傳動(dòng)輪(2)的數(shù)量相同，所述多個(gè)傳動(dòng)輪(2)在所述多個(gè)控制單元(41)的控制下呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述彈性元件(3)為彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述彈性元件(3)為片簧，所述片簧的一端與轂體(I)固定連接，片簧的另一端與傳動(dòng)輪(2)的軸(21)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括與所述傳動(dòng)輪(2)的數(shù)量相應(yīng)的多個(gè)輻體(5)，所述傳動(dòng)輪(2)設(shè)置在所述輻體(5)上，所述彈性元件(3)為壓簧或拉簧，所述彈性元件(3)通過所述輻體(5)直接或間接設(shè)置在轂體(I)與傳動(dòng)輪(2)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輻體(5)的一端鉸接在所述轂體(I)上，另一端與傳動(dòng)輪(2)的軸(2)固定連接，所述彈性元件(3)的兩端分別與輻體(5)和轂體(I)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輻體(5)的一端固定在所述轂體(I)上，所述傳動(dòng)輪(2)與輻體(5)滑動(dòng)配合，所述彈性元件(3)的兩端分別與傳動(dòng)輪(2)和轂體(I)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變矩機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述傳動(dòng)輪(2)的軸(21)的一端設(shè)置有套筒(22)，所述套筒(22)套設(shè)在所述輻體(5)上，并周向固定，所述彈性元件(3)套設(shè)在所述輻體(5)上，彈性元件(3)的兩端分別抵接在轂體(I)與套筒(22)上。
10.一種基于權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述變矩機(jī)構(gòu)制得的無級(jí)自動(dòng)變速器。
【文檔編號(hào)】F16D43/20GK103486156SQ201310372417
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月24日
【發(fā)明者】蔣小輝, 王帥, 王振宇 申請(qǐng)人:蔣小輝