一種活齒無級變速器及其應用
【專利摘要】一種活齒無級變速器及其應用屬于無級變速傳動裝置設計及制造技術領域，解決傳統(tǒng)活齒無級變速器嚙入齒側間隙及嚙出磨損較大的問題，將傳統(tǒng)的直角滑片及直角鏈齒設計為圓角滑片及圓角鏈齒。一方面，活齒與鏈齒嚙合時，在活齒離心力與鏈條壓力作用下，處于臨界嚙合的圓角滑片可沿圓角鏈齒的齒廓逐漸上移，嚙入齒形鏈的齒槽內，進而實現(xiàn)臨界滑片的嚙合，從而避免了傳統(tǒng)直角滑片直接被直角鏈齒壓下而產生齒側間隙的現(xiàn)象。另一方面，活齒與金屬齒形鏈鏈齒脫離時，圓角滑片可沿圓角鏈齒的齒廓逐漸下移，直至脫離鏈齒，避免了傳統(tǒng)直角滑片與直角鏈齒的“刮傷”現(xiàn)象，磨損大大降低。該活齒無級變速器可廣泛應用于高速及大功率車輛、工業(yè)領域。
【專利說明】
一種活齒無級變速器及其應用
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于無級變速傳動裝置設計及制造技術領域。
【背景技術】
[0002]在機械領域中齒輪傳動是應用非常廣泛的一種傳動機構，但是這種機構制造精度和安裝精度高，其傳動比固定，無法實現(xiàn)無級變速。隨著科技的迅猛發(fā)展，無級變速器作為較為理想的變速器，在汽車行業(yè)得到普遍應用。專利200580039668.6(滑片變形齒無級嚙合活齒輪，授權公告日:2009年6月10日，授權公告號:CN 100498006C)中介紹了一種滑片變形活齒無級嚙合活齒輪裝置，活齒無級變速裝置是建立在活齒嚙合理論基礎上的一種無級變速器，這種活齒無級變速器是一種非摩擦式變形活齒無級變速傳動裝置，它改變了傳統(tǒng)無級變速摩擦/牽引傳動方式，突破了無級變速固有的功率/效率屏障，可以實現(xiàn)大功率、高效率傳遞動力。
[0003]但是這種傳統(tǒng)滑片變形活齒無級變速器在滑片(活齒由眾多滑片構成)的嚙入和嚙出時還存在缺陷。在滑片嚙入時，由于滑片具有一定的厚度(一般在2mm左右)，造成了滑片與金屬齒形鏈嚙合時會產生較大的齒側間隙。齒側間隙的存在會使系統(tǒng)在傳遞動力時產生齒側沖擊，一方面會造成傳動的不穩(wěn)定，出現(xiàn)轉矩及轉速脈動;另一方面長期的沖擊也會造成滑片及鏈齒的磨損，尤其對于滑片(較薄)可能造成斷裂等情況，對于嚙合部件的壽命會產生很大的威脅。在滑片嚙出時，由于滑片和鏈齒的輪廓均為直角設計，使得滑片與鏈齒在脫離時會產生較大的磨損，長期磨損一方面造成了滑片和鏈齒輪廓的變形，使傳動不精確;另一方面也是其受用壽命大大降低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是在專利200580039668.6基礎上的創(chuàng)新性改進，主要目的在于設計一種活齒無級變速傳動裝置，其可承載大轉矩，傳動效率高，結構簡單，可以真正實現(xiàn)齒輪嚙合無級傳動。更主要的是，本發(fā)明能夠有效解決傳統(tǒng)活齒無級變速器齒側間隙過大及嚙合部件的磨損問題，是在傳統(tǒng)無級變速器的基礎上技術的創(chuàng)新和發(fā)展，可廣泛應用于高速及大功率車輛、工業(yè)領域。
[0005]本發(fā)明在活齒無級變速器的基礎上，針對其存在的問題，提出了一種的活齒無級變速器的齒形設計方法，即將滑片及金屬齒形鏈鏈齒頂端輪廓的直角設計變?yōu)閳A角設計。
[0006]—種活齒無級變速器，包括錐輪、金屬齒形鏈、含有滑片的活齒單元;其特征在于，所述的金屬齒形鏈的鏈齒為圓角鏈齒，所述的滑片為圓角滑片。
[0007]進一步，所述的金屬齒形鏈鏈齒的圓角半徑在0.5mm?0.8mm，滑片圓角半徑在
0.7mm?1.0mm0
[0008]進一步，金屬齒形鏈的齒距為滑片寬度的6?10倍。
[0009]應用所述變速器的方法，其特征在于，嚙合時，在離心力與鏈條壓力作用下，處于臨界嚙合的圓角滑片沿圓角鏈齒的齒廓逐漸上移，嚙入齒形鏈的齒槽內，進而實現(xiàn)臨界滑片的嚙合；另一方面，滑片與金屬齒形鏈鏈齒脫離時，圓角滑片沿圓角鏈齒的齒廓逐漸下移，直至脫離鏈齒。
[0010]設計目的在于，一方面在離心力與鏈條壓力作用下，活齒與金屬齒形鏈鏈齒嚙合時，由于滑片和鏈齒均為圓角設計，對于處于臨界嚙合的圓角滑片可在離心力和壓力作用下沿圓角鏈齒的齒廓逐漸上移，嚙入齒形鏈的齒槽內，進而實現(xiàn)臨界滑片的嚙合，以此來消除由于齒厚造成的齒側間隙。(傳統(tǒng)滑片及鏈齒輪廓為直角設計，嚙合時鏈齒會直接將處于臨界嚙合的滑片壓下，因而會產生齒側間隙，造成嚙合沖擊現(xiàn)象)
[0011]另一方面鑒于滑片與鏈齒的圓角設計，在活齒與金屬齒形鏈鏈齒脫離時，圓角滑片可沿圓角鏈齒的齒廓逐漸下移，直至脫離鏈齒。與直角滑片及直角鏈齒相比，脫離過程較為平緩，滑片與鏈齒之間的磨損大大降低(直角滑片及直角鏈齒在脫離時會存在棱角的“刮傷”，磨損較大)。
【附圖說明】
[0012]圖1為單個滑片結構示意圖。
[0013]圖2為滑片與金屬齒形鏈鏈齒嚙合示意圖。
[0014]圖3為活齒錐輪(運行前)結構組成示意圖。
[0015]圖4為活齒錐輪(運行中)結構組成示意圖。
[0016]其中:
[0017]1、金屬齒形鏈2、圓角鏈齒
[0018]3、臨界嚙合的圓角滑片4、圓角滑片
[0019]5、活齒單元6、錐輪
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的實施例如圖1、圖2所示。
[0021]本發(fā)明采用滑片變形活齒裝置，活齒錐輪運行前滑片在活齒槽內，如圖2所示。當活齒錐輪運行時，依靠離心力作用，滑片從活齒槽中甩出，處于向外伸展狀態(tài)，甩出的滑片即可于金屬齒形鏈的鏈齒齒相嚙合，如圖3所示。
[0022]參見圖1、圖2，本發(fā)明中的活齒無級變速傳動裝置主要包括錐輪、圓角鏈齒金屬齒形鏈、圓角滑片及活齒單元等主要部件。
[0023]本發(fā)明中將傳統(tǒng)的直角滑片及直角鏈齒設計為圓角滑片及圓角鏈齒。一方面，活齒與鏈齒嚙合時，在活齒離心力與鏈條壓力作用下，處于臨界嚙合的圓角滑片可沿圓角鏈齒的齒廓逐漸上移，嚙入齒形鏈的齒槽內，進而實現(xiàn)臨界滑片的嚙合，從而避免了傳統(tǒng)直角滑片直接被直角鏈齒壓下而產生齒側間隙的現(xiàn)象。另一方面，活齒與金屬齒形鏈鏈齒脫離時，圓角滑片可沿圓角鏈齒的齒廓逐漸下移，直至脫離鏈齒。與直角滑片及直角鏈齒相比，脫離過程較為平緩，滑片與鏈齒之間的磨損大大降低，避免了傳統(tǒng)直角滑片與直角鏈齒的“刮傷，，現(xiàn)象。
[0024]另外，為保證臨界滑片能完成嚙合，應使金屬齒形鏈的齒距為滑片厚度的整數(shù)倍(通常為6?10倍，即通常有6?10個滑片嚙入鏈齒齒槽)。在進行鏈齒和滑片的圓角設計時，應避免圓角半徑過大或過小，過大會導致鏈齒和滑片的嚙合面過短，使傳動不穩(wěn)定;過小會導致臨界滑片難以嚙入齒槽。因此，應保證鏈齒的圓角半徑在0.5mm?0.8mm，滑片圓角半徑在0.7mm?I.0mm0
【主權項】
1.一種活齒無級變速器，包括錐輪、金屬齒形鏈、含有滑片的活齒單元;其特征在于，所述的金屬齒形鏈的鏈齒為圓角鏈齒，所述的滑片為圓角滑片。2.根據(jù)權利要求1所述的一種活齒無級變速器，其特征在于，所述的金屬齒形鏈鏈齒的圓角半徑在0.5mm?0.8mm，滑片圓角半徑在0.7mm?I.0mm。3.根據(jù)權利要求1所述的一種活齒無級變速器，其特征在于，金屬齒形鏈的齒距為滑片寬度的6?10倍。4.應用如權利要求1-3任意一項所述變速器的方法，其特征在于，嚙合時，在離心力與鏈條壓力作用下，處于臨界嚙合的圓角滑片沿圓角鏈齒的齒廓逐漸上移，嚙入齒形鏈的齒槽內，進而實現(xiàn)臨界滑片的嚙合;另一方面，滑片與金屬齒形鏈鏈齒脫離時，圓角滑片沿圓角鏈齒的齒廓逐漸下移，直至脫離鏈齒。
【文檔編號】F16H9/24GK105909742SQ201610282832
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月2日
【發(fā)明人】馮能蓮, 米磊
【申請人】北京工業(yè)大學