專利名稱：一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)械式的無(wú)級(jí)變速裝置。
(二)
背景技術(shù)：
在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，變速始終和傳動(dòng)共生共存。 有級(jí)變速器通過(guò)離合器和排檔切換，以不同的齒輪比來(lái)實(shí)現(xiàn)變速，在運(yùn)行中難免
有速度的突變、瞬時(shí)的動(dòng)力中斷、容易造成打齒和對(duì)機(jī)械的沖擊等缺陷。 剛性機(jī)械無(wú)級(jí)變速器CVT(Continuously Variable Transmission)都是基于摩擦
傳遞動(dòng)力，通過(guò)改變輸入輸出輪的工作半徑(直接式或某些間接式CVT)或改變中間輪的工
作半徑(間接式CVT)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的。 汽車領(lǐng)域目前廣泛采用的V型摩擦輪CVT，則由一對(duì)可變徑V型輪和金屬傳動(dòng)帶所 組成(如圖1A 。圖1C所示)。具有零件少、體積小、重量輕、有較高的傳動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)，但 也存在控制要求高和機(jī)件磨損大等缺陷，在運(yùn)行中極易使車輛發(fā)生滯澀、失速和突然變速 之現(xiàn)象。 長(zhǎng)錐式CVT作為一種間接式CVT技術(shù)，是通過(guò)對(duì)一對(duì)錐輥間的中間摩擦件的操控 來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的，中間摩擦件可以是摩擦輪或摩擦帶、甚至是高彈性鋼環(huán)帶，而對(duì)中間 摩擦件的操控則可通過(guò)使用導(dǎo)輪導(dǎo)桿的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)(如圖2A，圖2B所示)。專利申請(qǐng)?zhí)?200910053161. 6《長(zhǎng)錐輪軸控機(jī)械式無(wú)極變速裝置》公開了一種長(zhǎng)錐式CVT，其對(duì)中間摩擦 件的操控則是采用軸控的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的(如圖2C所示)。較原有技術(shù)有了較大的改進(jìn)，具 有部件少，結(jié)構(gòu)更精簡(jiǎn)等特點(diǎn)。 然而，技術(shù)進(jìn)步是無(wú)止境的，本領(lǐng)域的用戶和技術(shù)人員希望有不斷改進(jìn)、更加簡(jiǎn) 單、更加理想的結(jié)構(gòu)問(wèn)世；希望能實(shí)現(xiàn)同樣的無(wú)級(jí)變速之目的，但能使技術(shù)要求和實(shí)現(xiàn)成本 更加降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變速容易，傳遞可靠，動(dòng)力損耗和機(jī)件磨 損小的機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置。技術(shù)方案
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 —種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，其特征是動(dòng)力輸入軸和輸出軸為一對(duì)大小端相對(duì)配 置、軸線處于同一平面、且始終保持相互接觸與足夠的表面壓力的中鼓型錐輪；所述中鼓型 錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成，中鼓型錐體的母線向外法向呈一次突起的弧狀；其 中一軸為定軸，其軸端軸承與機(jī)箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承受預(yù)緊彈簧和外加控 制力的約束，沿徑向可移動(dòng)，以使兩軸軸線之夾角可變。 所述動(dòng)力輸入軸和輸出軸可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的中鼓 錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪。[0013] 所述動(dòng)力輸入軸和輸出軸軸端配置相宜的軸端軸承和萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器。 長(zhǎng)錐式CVT作為一種間接式CVT技術(shù)，是通過(guò)對(duì)錐輥間的中間摩擦件(中間摩擦
件可以是摩擦輪或摩擦帶、甚至是高彈性鋼環(huán)帶)的操控來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的。而對(duì)中間摩
擦件的操控則可通過(guò)使用導(dǎo)輪導(dǎo)桿、甚至軸控的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。(如圖2A，圖2B和圖2C所
示) 其實(shí)動(dòng)力之傳遞，由改型后的兩錐輪直接接觸也能實(shí)現(xiàn)，且能省略中間環(huán)節(jié)(如 圖3A。圖3F所示)。 錐輪為中鼓式，如炮彈型。由于預(yù)緊彈簧之作用，使兩中鼓錐輪始終保持相互接觸 與足夠的表面壓力，錐輪間動(dòng)力的傳遞可以通過(guò)特種潤(rùn)滑油(牽引液)在表面壓力下所形 成的抗剪切油膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度之改變，通過(guò)外加控制力來(lái)調(diào)節(jié)兩軸夾角，從而改變其接觸位 置，也即改變兩錐輪的工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)；整個(gè)調(diào)速過(guò)程無(wú)級(jí)而平滑。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可將輸入軸固定，僅對(duì)輸出軸進(jìn)行操控就行了 ，而輸出端軸線之角偏 移則可采用連接萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器來(lái)解決。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還可通過(guò)預(yù)緊彈簧，將輸入軸和輸出軸相對(duì)預(yù)設(shè)在一個(gè)缺省的傳動(dòng) 比位置，當(dāng)需變速時(shí)，僅需對(duì)可變軸兩端施加適宜的操控力就行了。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，更可通過(guò)使用不同規(guī)格的中鼓錐輪、其中之一軸甚至也可以采用普 通錐輪或圓柱輪，以使本裝置在變速之前先天就具有增速或減速、且在變速過(guò)程中具有操 控角與傳動(dòng)比呈非線性變化之特質(zhì)。有益效果
本實(shí)用新型的優(yōu)越性和有益效果表現(xiàn)于①部件少，結(jié)構(gòu)更精簡(jiǎn)。②對(duì)材料要求和 設(shè)計(jì)要求不苛刻。因此實(shí)現(xiàn)成本低，易加工，易維護(hù)保養(yǎng)。③適用范圍廣，從簡(jiǎn)單的人力車 到高級(jí)機(jī)車，或相應(yīng)機(jī)械領(lǐng)域，均可采用。 操控簡(jiǎn)單。僅是對(duì)兩軸的夾角進(jìn)行操控，即可 實(shí)現(xiàn)理想的傳動(dòng)比。⑤機(jī)件磨損小，動(dòng)力損耗低，傳動(dòng)效率高。⑥受力狀況優(yōu)于現(xiàn)有無(wú)級(jí)調(diào) 速，傳動(dòng)比范圍可超出現(xiàn)有無(wú)級(jí)調(diào)速裝置。⑦變速平滑，在運(yùn)行時(shí)，更因操控單一，不會(huì)使機(jī) 械發(fā)生滯澀、失速和突然變速之現(xiàn)象。⑧在靜止時(shí)，即轉(zhuǎn)速為零時(shí)也能進(jìn)行傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)和 設(shè)定。
如圖1A 。圖1C為目前汽車領(lǐng)域廣泛采用的V型輪無(wú)級(jí)變速CVT示意圖的正視圖 和側(cè)視圖；其中箭頭所示為調(diào)速時(shí)動(dòng)片的運(yùn)動(dòng)方向； 圖2A為長(zhǎng)錐輪無(wú)級(jí)調(diào)速原理示意圖，采用移動(dòng)摩擦輪方式進(jìn)行調(diào)速； 圖2B為長(zhǎng)錐輪無(wú)級(jí)調(diào)速原理示意圖，采用移動(dòng)摩擦帶方式進(jìn)行調(diào)速； 圖2C為專利申請(qǐng)?zhí)?00910053161. 6的長(zhǎng)錐輪無(wú)級(jí)調(diào)速原理示意圖，為通過(guò)軸控、
以改變兩軸夾角方式來(lái)移動(dòng)摩擦帶從而進(jìn)行調(diào)速； 圖3A 。圖3C為本實(shí)用新型中鼓錐輪軸控?zé)o級(jí)調(diào)速原理示意圖，兩錐輪采用相同 的規(guī)格； 圖3D 。圖3F為本實(shí)用新型中鼓錐輪軸控?zé)o級(jí)調(diào)速原理示意圖，兩錐輪采用不同 的規(guī)格； 圖4為本實(shí)用新型中鼓錐輪軸控機(jī)械式無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的一種實(shí)施方式，輸入軸為定軸，輸出軸為可變軸，可變軸的兩端配有預(yù)緊彈簧，且由萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器向外輸出動(dòng)力； 圖中l(wèi)-輸入軸，2-輸出軸，3-軸端軸承，4-預(yù)緊彈簧，5-萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例在機(jī)動(dòng)車上的應(yīng)用
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。 —種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，動(dòng)力輸入軸1和輸出軸2為一對(duì)大小端相對(duì)配置、軸線
處于同一平面、且始終保持相互接觸與足夠的表面壓力的中鼓型錐輪；所述中鼓型錐輪由
圓軸與中鼓型錐體同軸所組成；其中一軸為定軸，其軸端軸承3與機(jī)箱固定，另一軸為可變
軸，其軸端軸承3受預(yù)緊彈簧4和外加控制力的約束，以使兩軸軸線之夾角可變。 所述動(dòng)力輸入軸1和輸出軸2可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的
中鼓錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪，使得本裝置在應(yīng)用和加工時(shí)有更
多的選擇，以適應(yīng)不同的變速場(chǎng)合的需要。 所述輸入軸1和輸出軸2軸端配置相宜的軸端軸承3和萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器5。 如圖4所示，設(shè)定輸入軸1為固定軸，輸出軸2為可變軸。其中，輸入軸1的兩端軸 承座與機(jī)箱固定，輸出軸2的兩端軸承3為關(guān)節(jié)軸承，軸承3外圈座被限定于機(jī)箱兩側(cè)的軌 槽中，受控時(shí)允許其沿徑向移動(dòng)，而未加控制時(shí)則由預(yù)緊彈簧4所約束，使輸入軸1與輸出 軸2之兩中鼓錐輪得以始終保持相互接觸與足夠的表面壓力，錐輪間布有特種潤(rùn)滑油(牽 引液)，而動(dòng)力的傳遞則通過(guò)此牽引液在表面壓力下所形成的抗剪切油膜來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而使動(dòng) 力之傳遞有效而連續(xù)。速度之改變，通過(guò)調(diào)節(jié)兩軸夾角，從而改變其接觸位置，也即改變兩 錐輪的工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)；整個(gè)調(diào)速過(guò)程無(wú)級(jí)而平滑。 輸出軸2(含輸入軸1)的一端采用推力軸承以阻止傳動(dòng)時(shí)由軸向分力所引致的軸 向位移，另一端則采用自由軸承以解決因軸線變動(dòng)而引起的竄軸現(xiàn)象。 輸出端軸線之角偏移則采用連接萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器5來(lái)解決。 通過(guò)對(duì)預(yù)緊彈簧4的預(yù)設(shè)，可將本裝置啟動(dòng)時(shí)即呈(或未作控制時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)為) 大傳動(dòng)比減速狀態(tài)作為其缺省狀態(tài)。 當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，本裝置以大扭矩大傳動(dòng)比(即減速狀態(tài))輸出，隨著驅(qū)動(dòng)扭矩的變 化或駕駛要求，控制系統(tǒng)可對(duì)輸出軸2的兩端或一端施加控制力，以改變輸入輸出軸的夾 角，從而改變兩中鼓錐輪的接觸位置(即兩輪的工作半徑)，來(lái)達(dá)到改變傳動(dòng)比之目的；當(dāng) 外加控制力撤消時(shí)，由于預(yù)緊彈簧4的作用，本裝置將自動(dòng)恢復(fù)其預(yù)設(shè)的缺省狀態(tài)。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，更可通過(guò)使用不同規(guī)格的中鼓錐輪、其中之一軸甚至也可以采用普 通錐輪或圓柱輪，以使本裝置在變速之前先天就具有增速或減速、且在變速過(guò)程中具有操 控角與傳動(dòng)比呈非線性變化之特質(zhì)。另外，在靜止時(shí)，即轉(zhuǎn)速為零時(shí)本裝置也能自如進(jìn)行傳 動(dòng)比的調(diào)節(jié)和設(shè)定。
權(quán)利要求一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，其特征是動(dòng)力輸入軸(1)和輸出軸(2)為一對(duì)大小端相對(duì)配置、軸線處于同一平面、且表面始終保持相互接觸的中鼓型錐輪；所述中鼓型錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成，中鼓型錐體的母線向外法向呈一次突起的弧狀；其中一軸為定軸，其軸端軸承(3)與機(jī)箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承(3)沿徑向可移動(dòng)，兩軸軸線之夾角可變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，其特征是所述動(dòng)力輸入軸(1) 和輸出軸(2)可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的中鼓錐輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，其特征是所述動(dòng)力輸入軸 (1)和輸出軸(2)中之一軸也可以是母線為直線的普通錐輪或圓柱輪。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，其特征是所述可變軸之軸端軸 承(3)沿徑向配置預(yù)緊彈簧(4)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的一種變速裝置。一種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速裝置，動(dòng)力輸入軸(1)和輸出軸(2)為一對(duì)大小端相對(duì)配置、軸線處于同一平面、且始終保持相互接觸的中鼓型錐輪；中鼓型錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成；其中一軸為定軸，其軸端軸承(3)與機(jī)箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承(3)受預(yù)緊彈簧(4)和外加控制力的約束，以使兩軸軸線之夾角可變；動(dòng)力輸入軸(1)和輸出軸(2)可以是相同或不同規(guī)格的中鼓錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪；兩軸之軸端配置相宜的軸端軸承(3)和萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器(5)。本實(shí)用新型具有部件少，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)；對(duì)機(jī)械的沖擊小，受力狀況優(yōu)于現(xiàn)有無(wú)級(jí)調(diào)速裝置等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H15/04GK201487150SQ20092020919
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者葉大衛(wèi), 葉廉華 申請(qǐng)人:葉大衛(wèi);葉廉華