專利名稱：無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在歐洲專利No. EP 1592900的說(shuō)明書(shū)中描述的一般類型的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng) 式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)(CVT)機(jī)。
背景技術(shù)：
與CVT機(jī)有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)總體上在上述專利的說(shuō)明書(shū)中被簡(jiǎn)要地論述。一類被廣泛使用的CVT機(jī)，根據(jù)在牽引流體中操作的摩擦原理工作。另一在概念 上不同類型的CVT機(jī)利用基于凸輪或轉(zhuǎn)子的棘輪技術(shù)。后一類機(jī)器固有地具有優(yōu)于摩擦驅(qū) 動(dòng)式機(jī)器的較高機(jī)械效率的優(yōu)點(diǎn)，然而，申請(qǐng)人意識(shí)到這類機(jī)器有一些限制，所述限制包括 下列限制中的一個(gè)或多個(gè)a)有波動(dòng)的輸出，亦即輸出旋轉(zhuǎn)速度不是直接而連續(xù)地與輸入旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)；b)高應(yīng)力，該高應(yīng)力由凸輪和凸輪隨動(dòng)器之間的點(diǎn)接觸產(chǎn)生，這限制了傳輸力的 能力；c)轉(zhuǎn)子必需相對(duì)較長(zhǎng)，以便實(shí)現(xiàn)輸入速度和輸出速度之間大的變化。這阻止了在 需要小體積的應(yīng)用中的使用；d)轉(zhuǎn)子在其一部分長(zhǎng)度上具有小的曲率半徑。這限制了作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子隨動(dòng) 器的尺寸，從而又降低了轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的傳輸力的能力；e)具有可變橫斷面的轉(zhuǎn)子的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡可能成為問(wèn)題；f)可能難以從偏置元件得到足夠的彈簧加載，以使凸輪隨動(dòng)器在高輸入旋轉(zhuǎn)速度 下保持與凸輪接觸；和g)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)角(亦即，對(duì)于轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相對(duì)于縱向軸線的固定位置，轉(zhuǎn) 子隨動(dòng)器與轉(zhuǎn)子的縱向軸線的角偏差)往往很大。這可能沿轉(zhuǎn)子的軸向在轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器上產(chǎn) 生大的合成力。所遇到的另一些問(wèn)題包括間隙，該間隙能在單向離合器上的阻滯轉(zhuǎn)矩之間的連接 中產(chǎn)生，所述單向離合器將旋轉(zhuǎn)運(yùn)行從搖臂裝置傳送到輸出軸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于轉(zhuǎn)子的棘輪式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)，該無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī) 至少部分地解決上述問(wèn)題。本發(fā)明提供一種無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)，該無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)包括a)有波動(dòng)的輸出，亦即輸出旋轉(zhuǎn)速度不是直接而連續(xù)地與輸入旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)；b)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述縱向軸線在第一方向上延伸，且轉(zhuǎn)子具有 可變行程主體，所述主體具有低提升分段、高提升分段和表面，該表面在低提升分段和高提 升分段之間繞縱向軸線在圓周上連續(xù)地延伸；C)輸出軸；d)多個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器，所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器與轉(zhuǎn)子接合，且能夠相對(duì)于轉(zhuǎn)子在第一方向上線性移動(dòng)，每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器都包括各自的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線和止推點(diǎn)，所述止推點(diǎn)在轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)時(shí)可相對(duì)于轉(zhuǎn)子的縱向軸線線性移動(dòng)；和e)輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)做出響應(yīng)，以便使輸出軸 以一定速度旋轉(zhuǎn)，該速度至少取決于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度及與轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相對(duì)于轉(zhuǎn)子的線性位 置，并且其中對(duì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的給定的線性位置來(lái)說(shuō)，每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器可在第一極限角位置和第 二極限角位置之間移動(dòng)，在上述第一極限角位置處，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線對(duì)著轉(zhuǎn)子的縱向軸線 成第一最大角，而在上述第二極限角位置處，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線對(duì)著轉(zhuǎn)子的縱向軸線成第二 最大角，并且其中第一最大角的大小近似等于第二最大角。如果這些角的大小近似相等，則作用在轉(zhuǎn)子的縱向方向上的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器上的合力 被限制并優(yōu)選地被最小化。相比之下，如果一個(gè)角顯著地大于另一個(gè)角，例如不成比例和構(gòu) 成不利因素，這會(huì)顯著地妨礙轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器對(duì)支撐結(jié)構(gòu)要求的有效設(shè)計(jì)，因而變得與轉(zhuǎn)子隨 動(dòng)器圍繞轉(zhuǎn)子的縱向軸線的角位置相關(guān)。在這方面，術(shù)語(yǔ)“近似相等/等于”因此意味著一個(gè)最大角與另一個(gè)最大角的差值 不大于約20%。該特點(diǎn)的另一些好處是得到緊湊的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，且在與轉(zhuǎn)子軸線成直角的任何平面 處所取的轉(zhuǎn)子表面和最小曲率半徑的大小增加。優(yōu)選地，在低提升分段和高提升分段之間的與縱向軸線成直角的任何表面上，轉(zhuǎn) 子表面的圓周輪廓的長(zhǎng)度是基本恒定的。這個(gè)特點(diǎn)也有助于減小轉(zhuǎn)子的尺寸和增加轉(zhuǎn)子表 面的最小曲率半徑的尺寸。止推點(diǎn)是通過(guò)轉(zhuǎn)子施加在轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器上的合力穿過(guò)其沿線性方向傳送遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子 的縱向軸線的點(diǎn)。每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器可包括至少一個(gè)圓筒形輥，該圓筒形輥可繞轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線旋 轉(zhuǎn)，該輥壓在轉(zhuǎn)子表面上，且隨著轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相對(duì)于轉(zhuǎn)子沿第一方向線性移動(dòng)而與轉(zhuǎn)子表 面保持處于線接觸，而不是點(diǎn)接觸。與增加的轉(zhuǎn)子表面的最小曲率半徑(如所涉及的)一 起，線接觸的特點(diǎn)能使從轉(zhuǎn)子傳送到轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的力增加。可以包括偏置機(jī)構(gòu)，該偏置機(jī)構(gòu)持續(xù)地將每個(gè)圓筒形輥偏置成與轉(zhuǎn)子表面線接 觸。偏置機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)彈簧、扭桿或類似裝置，或它們的任何組合。在低提升分段處或其附近，轉(zhuǎn)子表面可以具有圓周輪廓，該圓周輪廓定心在縱向 軸線上，所述圓周輪廓是圓形的，并在本文中稱之為齒輪式的中性點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的圓筒 形輥被壓在轉(zhuǎn)子表面上，且轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的相應(yīng)止推點(diǎn)與圓形圓周輪廓對(duì)準(zhǔn)時(shí)，止推點(diǎn)不能 在轉(zhuǎn)子的縱向軸線的方向上移動(dòng)。因而例如在汽車應(yīng)用中，CVT就具有零輸出速度，而與檔 位無(wú)關(guān)。然而，該特點(diǎn)不使用離合器實(shí)現(xiàn)，并顯示出顯著的成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。轉(zhuǎn)子主體可形成有至少一個(gè)通道，該通道在低提升分段和高提升分段之間延伸， 且具有橫斷面，該橫斷面可被改變以便優(yōu)化轉(zhuǎn)子主體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡。輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用任何合適的形式。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 至少包括第一和第二輸出驅(qū)動(dòng)裝置，且每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置都分別包括搖臂、連接裝置、輸出 齒輪、和單向離合器，上述連接裝置將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)(沿第一方 向)線性地轉(zhuǎn)換成搖臂繞搖臂軸線的擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而單向離合器在搖臂和輸出齒輪之
5間起作用，因而使輸出齒輪沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。因此，用于進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換的輸出驅(qū)動(dòng)裝置的總 數(shù)(N)和角運(yùn)動(dòng)度數(shù)(A)之間的關(guān)系由關(guān)系式360° = N · A確定。至少一個(gè)輸出齒輪可包括驅(qū)動(dòng)齒輪、消隙齒輪、和消隙偏置裝置，所述消隙齒輪疊 加在驅(qū)動(dòng)齒輪上，而消隙偏置裝置相對(duì)于驅(qū)動(dòng)齒輪沿旋轉(zhuǎn)方向偏置消隙齒輪，因而至少減 小了各輸出傳動(dòng)裝置的輸出齒輪之間的間隙。連接裝置可從下列配置中選定a) 一種配置，在該配置中至少一個(gè)輥被安裝到搖臂上，且轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器具有部分是 圓形的止推面，該止推面定心在止推點(diǎn)上，且壓在輥上；和b) 一種配置，在該配置中齒條構(gòu)件具有傾斜的平坦齒條平面，所述齒條構(gòu)件可在 轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的作用下移動(dòng)，且搖臂具有漸開(kāi)線式的止推面，該漸開(kāi)線式的止推面壓在齒條 構(gòu)件的平坦齒條表面上。齒條構(gòu)件可位于支架上，該支架被限制為線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。齒條構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)子隨 動(dòng)器的止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)方向的一定程度的橫向運(yùn)動(dòng)可被允許。在本發(fā)明的一種形式中，軸承裝置設(shè)在齒條構(gòu)件和轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器之間。軸承裝置允 許轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相對(duì)于齒條構(gòu)件在至少兩個(gè)橫向上的做有限的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述兩個(gè)橫向由合 適的安裝結(jié)構(gòu)限制成在支架的相對(duì)表面中形成的槽組中移動(dòng)，該支架承載齒條構(gòu)件及其支 撐轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的輥的結(jié)構(gòu)。單向離合器可包括內(nèi)座圈、外座圈、多個(gè)斜面輥、和偏置部件，上述內(nèi)座圈定心在 搖臂軸線上，且具有固定到搖臂上的圓周外表面，外座圈具有成形的斜面，該斜面與圓周外 表面相對(duì)并間隔開(kāi)，多個(gè)斜面輥可移動(dòng)地位于成形的斜面和圓周外表面之間，而偏置部件 將斜面輥固定到外座圈上。


本發(fā)明參照附圖并通過(guò)示例被進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是從根據(jù)本發(fā)明的一種形式的轉(zhuǎn)子控制式棘輪CVT機(jī)的一側(cè)觀察的立體圖；圖2是圖1的機(jī)器從相反一側(cè)觀察的立體圖；圖3是從根據(jù)本發(fā)明的CVT機(jī)的一側(cè)觀察的放大比例的立體圖，在高提升模式中 除去外殼以顯示不同的部件；圖4單獨(dú)示出本發(fā)明的機(jī)器的轉(zhuǎn)子；圖5用剖視圖示出轉(zhuǎn)子；圖6和7是轉(zhuǎn)子的相對(duì)端的視圖；圖8是轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的立體圖；圖9從側(cè)面示出搖臂，該搖臂驅(qū)動(dòng)單向離合器，所述單向離合器與轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器接 合；圖9 (a)從相反一側(cè)示出圖9的裝置；圖10是從單向離合器的一側(cè)觀察的視圖；圖10(a)從相反一側(cè)示出單向離合器；圖11示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器和搖臂的相互作用；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二種形式的轉(zhuǎn)子控制式CVT機(jī)的立體圖13示出圖12的機(jī)器通過(guò)去掉外殼而顯示出的內(nèi)部部件；圖14示出根據(jù)本發(fā)明的第二種形式的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器和搖臂的相互作用，以便實(shí)現(xiàn) 線性運(yùn)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性轉(zhuǎn)換；圖15和15(a)示出用于將線性轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)式搖臂運(yùn)動(dòng)的可供選 擇的裝置；圖16和16(a)示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)CVT機(jī)的細(xì)節(jié)；和圖17是通過(guò)圖1和圖12的機(jī)器得到的搖臂旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式附圖中的圖1和2是從根據(jù)本發(fā)明的第一形式的轉(zhuǎn)子控制式棘輪嚙合的無(wú)級(jí)變速 傳動(dòng)(CVT)機(jī)10的相反兩側(cè)觀察的立體圖。無(wú)極變速機(jī)具有任何合適構(gòu)造的外殼12和輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20 (見(jiàn)圖3)，所述外殼 12分別支撐轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器16和18。圖4單獨(dú)示出轉(zhuǎn)子14。圖5是轉(zhuǎn)子的側(cè)剖圖。轉(zhuǎn)子包括可變行程主體22，軸24A和24B從該可變行程主體22延伸。轉(zhuǎn)子具有縱 向軸線26，該縱向軸線26朝第一方向28延伸。轉(zhuǎn)子由間隔開(kāi)的軸承30和32旋轉(zhuǎn)式支撐， 所述軸承30和32安裝在外殼30A和32A中，該外殼30A和32A具有各自的延伸部分30B 和32B，所述延伸部分30B和32B位于外殼12內(nèi)的槽30C和32C中，以便轉(zhuǎn)子能如后面所述 相對(duì)于外殼12朝方向28移動(dòng)。軸24A用作驅(qū)動(dòng)輸入軸，并具有花鍵34，該花鍵34與轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)孔36中的互補(bǔ) 式結(jié)構(gòu)接合。這樣能在運(yùn)行期間，在與第一方向一致的軸向方向上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子主體的位置。 軸24B具有絲杠的性質(zhì)，該軸24B不承載來(lái)自轉(zhuǎn)子的任何有意義的負(fù)荷，但可旋轉(zhuǎn)地相對(duì)于 外殼驅(qū)動(dòng)，以便在第一方向28上相對(duì)于轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器二者之一線性移動(dòng)轉(zhuǎn)子。 在轉(zhuǎn)子主體的相對(duì)端處的配重部件38A和38B幫助優(yōu)化轉(zhuǎn)子主體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平轉(zhuǎn)子主體的橫斷面對(duì)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)是決定性的。圖6是主體22在圖5中箭頭6方 向上的端視圖。在與縱向軸線26成直角的平面上所取的主體的圓周輪廓，基本上從圖6所 示的主體的一端處的輪廓40改變到主體相對(duì)端處的輪廓42，所述主體的一端處的輪廓40 之后被稱之為高提升斷面，而在主體的相對(duì)端處的輪廓之后被稱之為低提升斷面。在低提 升斷面的端部或靠近端部處，主體的圓周輪廓(用標(biāo)號(hào)44表示)是圓形，并構(gòu)成之后被稱 之為有齒輪的中心點(diǎn)。圖8用立體圖示出轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器16。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器18相對(duì)于轉(zhuǎn)子的縱向軸線與轉(zhuǎn)子 隨動(dòng)器16正好相反，具有同樣構(gòu)造，因此不再進(jìn)一步說(shuō)明。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器包括一倒Y形主體54，該主體54具有部分是圓形的止推面56和兩個(gè) 分支58A和58B，所述兩個(gè)分支58A和58B分別承載導(dǎo)輥60A和60B，導(dǎo)輥60A和60B位于 在外殼12所形成的各自導(dǎo)槽62中-見(jiàn)圖1和2。兩個(gè)輥64和66分別安裝在主體54的對(duì) 邊上，直接在止推面56的下方，用于繞共用軸線68旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輥62和64取滾針軸承或滾珠 軸承的形式，它們繞共用軸線70旋轉(zhuǎn)。該軸線中心位于輥64和66之間，在使用期間，本文 稱之為止推點(diǎn)74，直接與輥64和66及轉(zhuǎn)子主體的外表面44之間的接觸線72相交。由轉(zhuǎn)子施加在輥隨動(dòng)器上的合力通過(guò)該止推點(diǎn)朝線性方向傳輸，離開(kāi)轉(zhuǎn)子的縱向軸線26。止推面56在圖11中被更清楚地示出，該止推面56有一曲率半徑，該曲率半徑定 心在接觸線72上，并也定心在軸線70上。因此，施加在止推面上的合力R從輥64和66之 間的止推點(diǎn)74，線性朝向遠(yuǎn)離縱向軸線的方向。導(dǎo)槽62作用在導(dǎo)輥上，并保證轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器 相對(duì)于轉(zhuǎn)子規(guī)定位置運(yùn)動(dòng)，以使止推點(diǎn)保持在與軸線26成直角的固定平面中。在高提升端處，圓周輪廓具有最小半徑RminI (圖6)。在低提升斷面(圖7)處，圓 周輪廓具有最小半徑Rmin2。各最小半徑從轉(zhuǎn)子的一端到另一端被作線性定標(biāo)。在這方面， 線性定標(biāo)涉及齒輪節(jié)線，該齒輪節(jié)線代表轉(zhuǎn)子的中心點(diǎn)，所述齒輪節(jié)線被優(yōu)先進(jìn)行計(jì)算，并 產(chǎn)生具有直線輪廓的轉(zhuǎn)子，如從側(cè)面所看到的。當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的輥的直徑進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，調(diào) 節(jié)的類型必需保證轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器在運(yùn)行期間保持與轉(zhuǎn)子處于線接觸。因此，在開(kāi)始轉(zhuǎn)子表面 在其長(zhǎng)度上線性定標(biāo)時(shí)，應(yīng)該理解，這意味著齒輪節(jié)線路線表面(稱之為轉(zhuǎn)子輥的中心點(diǎn)) 被線性定標(biāo)。因此，由線性表面輪廓(在縱向意義上)產(chǎn)生的輕微變化僅是由于一些轉(zhuǎn)子 輥直徑補(bǔ)償因素引起的。用所涉及的方式進(jìn)行的線性定標(biāo)經(jīng)受下列限制的至少其中之一，亦即a)在與第一方向成直角的任何平面上所取的在高提升斷面和低提升斷面之間，圍 繞轉(zhuǎn)子的縱向軸線連續(xù)延伸的轉(zhuǎn)子表面的圓周輪廓的長(zhǎng)度基本上恒定；和b)在轉(zhuǎn)子軸線的相對(duì)側(cè)上的旋轉(zhuǎn)角(參見(jiàn)后面)基本上相等。考慮到上述因素，所設(shè)計(jì)的最終轉(zhuǎn)子主體具有許多重要的好處。如可能需要考慮轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器直徑尺寸而補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)子表面上的直線輪廓，使轉(zhuǎn)子隨 動(dòng)器16和18能形成與轉(zhuǎn)子垂體的外表面線接觸，而這增加了轉(zhuǎn)子隨動(dòng)機(jī)傳輸力的能力。通 過(guò)優(yōu)化RminI和Rmin2，使轉(zhuǎn)子外表面上的最小曲率半徑增加，而這可供使用更大的轉(zhuǎn)子隨動(dòng) 器(輥)。這又增加了轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的傳輸力的能力，并因此增加機(jī)器的動(dòng)力傳動(dòng)能力。另外，通過(guò)優(yōu)化RminI和Rmin2，在轉(zhuǎn)子的縱向軸線的一側(cè)上的最大旋轉(zhuǎn)角SAl能基 本上大小等于轉(zhuǎn)子軸線的相對(duì)側(cè)上的最大旋轉(zhuǎn)角SA2 (見(jiàn)圖5)。旋轉(zhuǎn)角是軸線68相對(duì)于轉(zhuǎn) 子的縱向軸線26的角度。對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器來(lái)說(shuō)，在止推點(diǎn)74保持在與軸線26成直角的 一個(gè)平面中的情況下，該角隨著輥64和66繞轉(zhuǎn)子相對(duì)移動(dòng)，且從最大位置值SAl改變到最 大負(fù)值SA2。因此，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器(無(wú)論數(shù)量上是兩個(gè)、三個(gè)或三個(gè)以上)的合成軸向力有效 地被限制，而優(yōu)選是最小。因?yàn)榱θQ于旋轉(zhuǎn)角的正弦值，所以精確相等不是必不可少的， 而實(shí)際上是精確相等。從優(yōu)化RminI和Rmin2可得到的另一個(gè)好處是有效地減少了高提升斷面和低提升斷 面之間的轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。將更多的材料加到轉(zhuǎn)子主體的低提升端上，而使該主體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 平衡更合理。在這方面參見(jiàn)圖6和7，圖6和7示出多個(gè)在縱向上延伸的通道76，所述通道 76從主體的一端到另一端。圖5顯示，各通道橫斷面不同，且在一部分主體的圓周上被相互 間隔開(kāi)。通過(guò)細(xì)心設(shè)計(jì)，能優(yōu)化主體在軸向方向上每單位長(zhǎng)度的重量分布，以達(dá)到有效的靜 態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡。如果主體在沿著其長(zhǎng)度的任何點(diǎn)處的圓周輪廓具有相同的最小半徑，則這 種技術(shù)是不可能的。下面進(jìn)一步說(shuō)明的另一個(gè)好處涉及轉(zhuǎn)子的性能，在恰當(dāng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器和搖臂之 間的連接裝置的情況下，用嚴(yán)格線性的方式，將轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成搖臂的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。
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圖9示出搖臂80，該搖臂80從一側(cè)與轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器16有關(guān)，而圖9 (a)從相對(duì)側(cè)示 出該裝置。搖臂具有階梯式中間空心軸82。三個(gè)板84，86和88從該軸中伸出。輥90和 92的安裝用于繞共用軸線94旋轉(zhuǎn)，所述輥90和92 —方面設(shè)在板84和86之間，而另一方 面設(shè)在板86和88之間。中間板86在其下側(cè)上具有減小的尺寸，因此不伸出到輥90和92 的下表面的外面，所述下表面設(shè)置成跨在轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的主體54的止推面56上。軸82具有一大的圓形空心端98，該空心端98通過(guò)外軸承100與外殼12接合(圖 1)。該端部穿過(guò)外殼伸出，并收尾在單向離合器102中。搖臂被設(shè)計(jì)成圍繞空心軸82有減 小的慣量。同時(shí)，將形成單向離合器部分的大直徑分段98的直徑增加，以使單向離合器的 最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大。因此，搖臂80被安裝成用于繞一定心在軸80上的軸線106，相對(duì)于外 殼作擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在圖3中示出的輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括第一輸出驅(qū)動(dòng)裝置110和第二輸出驅(qū)動(dòng)裝 置112，該第二輸出驅(qū)動(dòng)裝置112在所有實(shí)際應(yīng)用上都與第一輸出驅(qū)動(dòng)裝置110相同。輸出 驅(qū)動(dòng)裝置110包括搖臂80、單向離合器102、和相關(guān)的輸出齒輪118。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器16起裝 置122作用。在該裝置中，搖臂上的輥90和92壓在轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器主體的部分是圓形的止推 面56上，且如所指出的，從止推點(diǎn)74線性向外將推力施加在搖臂上。輸出齒輪118與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的對(duì)應(yīng)輸出齒輪嚙合，見(jiàn)圖2，以使這些齒輪可一 致旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)通過(guò)齒輪132和齒輪傳動(dòng)裝置134從這些齒輪傳送到最終驅(qū)動(dòng)軸130。部件 132和134可以是任何合適的種類，且被設(shè)計(jì)成達(dá)到最終輸出驅(qū)動(dòng)速度。根據(jù)需要，離合器 140可被包括在齒輪132中，以便在輸出齒輪118和輸出驅(qū)動(dòng)軸130之間提供另外的控制。扭桿杠桿144從軸82中伸出，并位于外殼12的外側(cè)上。彈簧146將兩個(gè)扭桿杠 桿互連-見(jiàn)圖1。彈簧的作用在于將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器推成總是與轉(zhuǎn)子主體的外表面線接 觸。扭桿杠桿的用途在于減少因兩個(gè)搖臂而引起的彈簧所需的負(fù)荷能力，各扭桿杠桿且因 此往往會(huì)或多或少傾向于一致移動(dòng)。因此，彈簧只需要補(bǔ)償兩個(gè)杠桿的運(yùn)動(dòng)中的差值。圖10示出單向離合器110，該單向離合器110從一側(cè)耦合到輸出齒輪118上，而圖 10(a)從相對(duì)側(cè)示出該離合器。單向離合器102和輸出齒輪118被設(shè)計(jì)成解決在機(jī)器運(yùn)行 期間可能產(chǎn)生的不利因素。另外還有，為了減少保持使各部件一起擺動(dòng)所需的彈簧146的 負(fù)荷，與每個(gè)搖臂有關(guān)的慣量必須最小化。離合器的恰當(dāng)設(shè)計(jì)可以幫助達(dá)到這個(gè)目的。單向離合器102包括中心圓形凸起部154和外座圈156，該外座圈156具有成形的 斜面158。許多輥160設(shè)在對(duì)應(yīng)凹槽162中，所述凹槽162形成成形的斜面部分。附接到表 面上的彈簧164支撐各輥?？招妮S82的大直徑空心端98遍布中心凸起部154，并在其內(nèi)表面上具有滾針軸承 166和168，以便于端部在凸起部154上的低磨擦運(yùn)動(dòng)。大直徑端部的外表面170用于形成 離合器的光滑圓形內(nèi)座圈。輥160是朝向外表面170緊密定位的表面。如此安排，請(qǐng)參見(jiàn) 圖10，如果大直徑端部的外表面170朝箭頭174的方向旋轉(zhuǎn)，則輥被插在外表面170和成 形的斜面的相對(duì)側(cè)之間，并因此將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從軸82傳送到外座圈，并因此傳送到齒輪118。 搖臂當(dāng)然擺動(dòng)，且當(dāng)它朝與箭頭174相反的方向移動(dòng)時(shí)，輥容許這種運(yùn)動(dòng)，而不將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 傳送到輸出齒輪。這種安排的重要意義在于，實(shí)際上在返回行程時(shí)輥不與軸82 —起旋轉(zhuǎn)。因此輥不 經(jīng)受加速的力，而在輥上能使用由彈簧164所施加的較小的力。這產(chǎn)生較少的磨損，并減少
9了對(duì)系統(tǒng)的慣量的較低阻力。各輸出驅(qū)動(dòng)裝置的其中之一被設(shè)計(jì)成消除間隙，該間隙能在嚙合的輸出齒輪118 之間發(fā)生。參見(jiàn)圖10 (a)，具有與對(duì)應(yīng)輸出齒輪118相同外形的消隙齒輪180疊加在輸出齒 輪上。與中心凸輪部154成為整體的齒輪118、外座圈156和板186用螺栓188固定在一 起。消隙齒輪184依靠槽190在有限的程度上相對(duì)于輸出齒輪118旋轉(zhuǎn)，緊固件192穿過(guò) 上述槽190。消隙齒輪在一個(gè)方向上用多個(gè)消隙彈簧194加載，所述多個(gè)消隙彈簧在相應(yīng)的 緊固件和消隙齒輪之間起作用。消隙齒輪和彈簧起除去在接合的輸出齒輪118之間可能發(fā)生的任何間隙的作用。 當(dāng)一個(gè)輸出齒輪118是自由輪，且由于輥160在輥彈簧164的力作用下與軸82的外表面 170接觸所產(chǎn)生的阻力而產(chǎn)生朝相反方向的轉(zhuǎn)矩時(shí)，這種間隙就發(fā)生。對(duì)消隙彈簧194的要 求是，它們必須產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩大于當(dāng)相應(yīng)的輸出裝置是自由輪時(shí)所產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩。在機(jī)器10運(yùn)行時(shí)，輸入旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)是通過(guò)將任何合適種類的原動(dòng)機(jī)連接到伸出的 軸24A上來(lái)加到轉(zhuǎn)子上。轉(zhuǎn)子主體因而繞其縱向軸線26旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的輥64和66 依靠扭桿杠桿144和彈簧146的偏置作用始終被推動(dòng)成與轉(zhuǎn)子主體的外表面44接觸。在高提升端處的平面上所取的轉(zhuǎn)子主體的圓周輪廓使轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器比在低提升端 處更大程度地徑向上向外和向內(nèi)移動(dòng)。轉(zhuǎn)子能通過(guò)任何外部裝置例如電動(dòng)機(jī)、手動(dòng)機(jī)構(gòu)或 諸如此類沿著花鍵軸24A朝軸向方向上移動(dòng)，所述外部裝置(在這個(gè)實(shí)施例中)對(duì)絲杠24B 起作用，以便按照需要相對(duì)于外殼，并因此相對(duì)于轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器將轉(zhuǎn)子朝一個(gè)方向或另一個(gè) 方向推。隨著轉(zhuǎn)子移動(dòng)，機(jī)器的行程，亦即提升的程度因此改變。如果行程為零，則轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器一點(diǎn)也不升起。這是通過(guò)將轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的止推點(diǎn)74 限定到跨在圖7所示的圓輪廓44上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的輥之間的線接觸仍然 保持。轉(zhuǎn)子不沿著圓形路線行進(jìn)，而是隨著相應(yīng)的中間止推點(diǎn)在圓形路線上移動(dòng)，轉(zhuǎn)子朝一 個(gè)方向并然后朝另一個(gè)方向輕微地樞轉(zhuǎn)。這個(gè)特點(diǎn)使得不用離合器或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)有齒 輪的中性輸出，該特點(diǎn)構(gòu)成相當(dāng)大的好處，因?yàn)镃VT機(jī)下游的傳動(dòng)系也被簡(jiǎn)化了。圖11示出轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器線性向外移動(dòng)達(dá)到最大程度。搖臂80繞軸線106旋轉(zhuǎn)式移 動(dòng)到虛線190所示的極限位置。止推點(diǎn)74在輥64和66之間的由線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成搖臂的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用線性方式進(jìn)行，亦即，對(duì)每個(gè)線性運(yùn)動(dòng)的單元，用各單元之間的比例實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng) 的角運(yùn)動(dòng)的單元，所述比例由轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器在轉(zhuǎn)子上的位置，亦即提升的程度確定，所述轉(zhuǎn)子 隨動(dòng)器在轉(zhuǎn)子上的位置又與轉(zhuǎn)子相對(duì)于止推點(diǎn)74的線性位置(通過(guò)沿著軸24A移動(dòng)轉(zhuǎn)子 進(jìn)行調(diào)節(jié))有關(guān)。如上所述，搖臂的擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送到對(duì)應(yīng)單向離合器的外座圈156上，并因 此傳送到相關(guān)的輸出齒輪118上。圖17示出，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，搖臂的旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系曲線。對(duì)加到驅(qū) 動(dòng)軸24A上的固定輸入旋轉(zhuǎn)速度來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器16在對(duì)應(yīng)的搖臂上，并因此在相關(guān)的輸 出驅(qū)動(dòng)齒輪118上產(chǎn)生恒定的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)200。此后，由于單向離合器的作用，正速度隨之以 基本上是正弦曲線202下降至最大負(fù)值204，此后速度再增加，在轉(zhuǎn)子進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)約180° 后，達(dá)到恒定的輸出速度200。同樣的效果可以得到，但180°異相(這是由于CVT機(jī)有兩 個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器，每個(gè)隨動(dòng)器都如上所述在約180°范圍內(nèi)有效)。因?yàn)辇X輪被嚙合，所以賦 予軸130的旋轉(zhuǎn)速度(在標(biāo)號(hào)200的旋轉(zhuǎn)值下)是恒定的。在不同的輸入驅(qū)動(dòng)速度下，且對(duì)于轉(zhuǎn)子相對(duì)于轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的不同線性位置，都顯露出這種效果。圖17示出上面高輸出速度208和顯著更低的輸出速度210。因?yàn)檗D(zhuǎn)子的位置是相 對(duì)于由轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器所確定的止推點(diǎn)線性調(diào)節(jié)，所以實(shí)現(xiàn)速度之間的平穩(wěn)過(guò)渡。圖12(有外殼)和圖13(沒(méi)有外殼)用立體圖示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的無(wú) 級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)300。該機(jī)器300在工作原理上與機(jī)器10有許多類似性，且由于這個(gè)原因，所 以對(duì)機(jī)器300不作完整的說(shuō)明。在合適的地方，用同樣標(biāo)號(hào)來(lái)表示同樣部件。兩個(gè)機(jī)器之間的主要差別是連接裝置，該連接裝置用來(lái)以線性方式將轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器 的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)搖臂的角運(yùn)動(dòng)。圖14和14(a)示出做到這點(diǎn)的一種方法，而圖15 和15(a)示出可供選擇的方法。對(duì)于機(jī)器10而言，在搖臂約30°的有限角旋轉(zhuǎn)下，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)所需的線性轉(zhuǎn)換。 除去這個(gè)范圍之外，轉(zhuǎn)換不再是線性的。圖11中所示的裝置僅是當(dāng)機(jī)器的輸入旋轉(zhuǎn)速度和 機(jī)器的輸出旋轉(zhuǎn)速度之間需要高降速比時(shí)才很好地工作。增加搖臂的角旋轉(zhuǎn)度的問(wèn)題通過(guò)利用搖臂上的漸開(kāi)線解決，該漸開(kāi)線與轉(zhuǎn)子隨動(dòng) 器所驅(qū)動(dòng)的成角度或傾斜的平坦表面相互作用。漸開(kāi)的搖臂曲線相當(dāng)于齒條和小齒輪裝置 的齒輪齒或小齒輪，而被轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的平坦表面相當(dāng)于齒條。各部件像齒條和小齒輪 裝置一樣相互作用，并對(duì)搖臂高達(dá)約60°的角運(yùn)動(dòng)以恒定的線性方式將線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖13示出一種轉(zhuǎn)子14，該轉(zhuǎn)子14通過(guò)相應(yīng)的連接裝置302和304，基本上用上述 方式，產(chǎn)生兩個(gè)輸出裝置110和112的增量動(dòng)力傳輸運(yùn)動(dòng)。連接裝置相同。圖14從一側(cè)用 立體圖和部件分解圖形式示出裝置302。圖14(a)從不同側(cè)示出該裝置。連接裝置302包括轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器306、搖臂308、和中間支架結(jié)構(gòu)310。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器 具有兩個(gè)輥312A和312B，所述輥312A和312B安裝用于繞共同軸線314旋轉(zhuǎn)，該共同軸線 314貫穿支撐件316。兩個(gè)部分是圓形的軸承工作面318A和318B在構(gòu)件與結(jié)構(gòu)310相對(duì) 的一側(cè)上形成。每個(gè)軸承工作面都在各自止推滾針軸承320的部分形成側(cè)面。支架結(jié)構(gòu)310具有滾針軸承322A和322B，它們分別與軸承工作面318A和318B 接合?；瑝K構(gòu)造324A和324B分別在結(jié)構(gòu)310的彼此相對(duì)的兩側(cè)上。線性設(shè)置的軸承裝置 326A和326B分別與滑塊構(gòu)造 合，并被安裝到外殼12中合適的結(jié)構(gòu)(未示出)上。這樣 限制支架結(jié)構(gòu)310僅能線性移動(dòng)。平坦的傾斜式齒條表面330被設(shè)置在結(jié)構(gòu)310 —側(cè)的中心上。搖臂308包括支撐結(jié)構(gòu)320，該支撐結(jié)構(gòu)320與圖1的機(jī)器所用的支撐結(jié)構(gòu)相同， 被合適地安裝到外殼12上，可供搖臂繞軸線334的擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。力傳送部件336取齒 輪齒的形式，該部件336具有漸開(kāi)線表面338，所述漸開(kāi)線表面338壓在齒條表面330上。 該配置與齒條齒輪齒輪組中遇到的配置相同。在使用中，當(dāng)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器通過(guò)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)310同樣沿著線340移 動(dòng)。然而，由于有彎曲的軸承工作面318A和318B所提供的旋轉(zhuǎn)裝置，所以轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器能橫 過(guò)線性運(yùn)動(dòng)的方向樞轉(zhuǎn)有限的程度，以考慮輥312A和312B壓著的轉(zhuǎn)子表面的變動(dòng)輪廓。結(jié) 構(gòu)310的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成搖臂用線性方式繞軸線334的擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。搖臂能用線性轉(zhuǎn) 換方式旋轉(zhuǎn)高達(dá)約60°，且當(dāng)機(jī)器的輸入軸和輸出軸之間的速度減速比程度較低時(shí)，這顯 著地幫助機(jī)器300的運(yùn)行。
圖15和15(a)用不同視圖分別示出供機(jī)器的輸出驅(qū)動(dòng)用的可供選擇的連接裝置 350A 和 350B。在每個(gè)連接裝置中，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器306合適地被導(dǎo)輥352限制，該導(dǎo)輥352被安裝到 外殼內(nèi)的槽上(未示出)，上述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器306使?jié)L針軸承座圈354產(chǎn)生往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)，該 滾針軸承座圈354在轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的末端處與成形件358的圓形施加推力的表面356接合。 導(dǎo)楔360具有圓形軸承工作面362和外齒條表面364，所述軸承工作面362頂著滾針軸承起 作用，而外齒條表面364是平坦而傾斜的，在很大程度上具有圖14所示的表面330的性質(zhì)。 搖臂370用上述方式與相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)齒輪118接合，該搖臂370具有一對(duì)伸出的小齒輪 372，每個(gè)小齒輪372都具有彎曲的表面374，該表面374采用漸開(kāi)線輪廓，處于與平坦的齒 條表面364直接接觸，所述齒條表面364由對(duì)應(yīng)的楔形件提供。如有必要，滾針軸承354可 供構(gòu)件358相對(duì)于導(dǎo)楔360進(jìn)行有限擺動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以便考慮轉(zhuǎn)子的變動(dòng)的表面輪廓。導(dǎo) 楔被機(jī)器外殼中合適的支撐結(jié)構(gòu)例如輥376限制成線性移動(dòng)-見(jiàn)圖15。由于傾斜的平坦齒 條表面364的作用，所以導(dǎo)楔總是朝箭頭378的方向偏向輥376。連接裝置350A具有與連接裝置302相同的優(yōu)點(diǎn)，其中在擴(kuò)大的高達(dá)約60°的角度 范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的線性運(yùn)動(dòng)線性轉(zhuǎn)換成搖擺式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是可行的。這允許CVT機(jī)在其 輸入軸和輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)速度的較低總減速，并且還產(chǎn)生緊湊設(shè)計(jì)。圖16示出CVT機(jī)400 (其外殼的外部)，該CVT機(jī)400與上述機(jī)器有許多類似性。 這些特點(diǎn)不作進(jìn)一步說(shuō)明，而是將重點(diǎn)放在差別上。機(jī)器400包括三個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置112A，112B和112C，所述三個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置 112A，112B和112C圍繞中心設(shè)置的轉(zhuǎn)子14，在圓周上有效地相互成120°間隔開(kāi)。各驅(qū)動(dòng) 裝置基本上相同，且由于這個(gè)原因，所以只說(shuō)明驅(qū)動(dòng)裝置112A。將各驅(qū)動(dòng)裝置的輸出齒輪嚙合，以便驅(qū)動(dòng)主輸出齒輪130。輸出驅(qū)動(dòng)裝置112A包括單向離合器402，該單向離合器402被搖臂404驅(qū)動(dòng)，所 述搖臂404在做出合適的應(yīng)力分析之后，形成具有多個(gè)孔的406，以使其重量并因此使其慣 量減至最小。如圖16(a)中所示，搖臂具有漸開(kāi)線表面412，該漸開(kāi)線表面412與支架416 所承載的平坦齒條表面414相對(duì)，所述支架416具有半圓形的止推表面418，在該止推表面 418中形成多個(gè)平行的槽420。轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器422具有結(jié)構(gòu)424，該結(jié)構(gòu)424支撐分別間隔開(kāi)的輥426和428。該結(jié) 構(gòu)的止推表面430具有許多間隔開(kāi)的平行槽434，所述槽434橫過(guò)槽420。由可縮支撐件 438承載的滾珠軸承436位于槽420和434中。這種裝置尤其適用于它允許轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器在 兩個(gè)橫向方向相對(duì)于支架的有限的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。扭桿440從搖臂延伸，而齒輪件442被安裝到其端部上。如圖16中所示，該齒輪 與同樣的齒輪件444嚙合，所述齒輪件444被安裝到扭桿446的端部上，扭桿446被固定到 外殼(未示出)上。扭桿裝置滿足例如圖1中所示的彈簧146和扭桿杠桿144的功能，其 中扭轉(zhuǎn)件440和446始終起作用，以便將搖臂推動(dòng)成與齒條表面緊密接合，且又將轉(zhuǎn)子隨動(dòng) 件推成與轉(zhuǎn)子緊密接觸。系統(tǒng)的慣量減少，因?yàn)橐苿?dòng)部件的質(zhì)量也減少。轉(zhuǎn)子14如此成形，以使每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置在約120°上產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于圖 17中所示的線性運(yùn)動(dòng)。對(duì)轉(zhuǎn)子其余240°的旋轉(zhuǎn)，搖臂通過(guò)一負(fù)曲線完成，該負(fù)曲線類似于 圖17所示的曲線202。因?yàn)檫@在240°而不是在180°發(fā)生，如機(jī)器10的情況那樣，當(dāng)搖臂
12返回正線性輸出驅(qū)動(dòng)位置時(shí)，搖臂速度改變(加速/減速)的速率減少了。這也幫助減少 了系統(tǒng)的慣量，其結(jié)果是，機(jī)器400能在顯著更高的旋轉(zhuǎn)速度下工作。
權(quán)利要求
一種無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)，包括a)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)并具有可變行程主體，所述縱向軸線在第一方向上延伸，所述主體具有低提升分段、高提升分段和表面，所述表面在圓周上繞所述縱向軸線在低提升分段和高提升分段之間連續(xù)地延伸；b)輸出軸；c)多個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器，所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器與所述轉(zhuǎn)子接合，所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器能夠相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子在第一方向上線性移動(dòng)，每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器都包括各自的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線和止推點(diǎn)，所述止推點(diǎn)能夠在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線線性地移動(dòng)；和d)輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)做出響應(yīng)，用于使所述輸出軸以一定速度旋轉(zhuǎn)，所述速度至少取決于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的線性位置；并且其中對(duì)于相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的給定的線性位置，每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器可在第一極限角位置和第二極限角位置之間移動(dòng)，在所述第一極限角位置處，所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線對(duì)著所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線成第一最大角，而在所述第二極限角位置處，所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線對(duì)著所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線成第二最大角，并且其中所述第一最大角的大小基本上等于所述第二最大角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中在所述低提升分段和所述高提升分段之間的與所 述縱向軸線成直角的任何平面上，轉(zhuǎn)子表面的周邊輪廓的長(zhǎng)度基本上是恒定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中每個(gè)轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器都包括至少一個(gè)圓筒形輥，所述 圓筒形輥可繞所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器軸線旋轉(zhuǎn)，并且壓在轉(zhuǎn)子表面上，且隨著所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器相 對(duì)于所述轉(zhuǎn)子在第一方向上線性移動(dòng)而保持處于與轉(zhuǎn)子表面線接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器，所述機(jī)器包括偏置機(jī)構(gòu)，所述偏置機(jī)構(gòu)持續(xù)地將每個(gè) 圓筒形輥偏置成與輥表面線接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器，其中所述偏置機(jī)構(gòu)包括下列部件中的至少一種扭桿 和彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中，在所述低提升分段處或其附近，轉(zhuǎn)子表面具有圓 周輪廓，所述圓周輪廓定心在所述縱向軸線上并且是圓形的，所述止推點(diǎn)可沿著所述圓周 輪廓移動(dòng)，而不沿所述縱向軸線的方向移動(dòng)，以便提供齒輪式的中性輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中轉(zhuǎn)子主體形成有至少一個(gè)通道，所述通道在所述 低提升分段和所述高提升分段之間延伸，并具有一橫斷面，所述橫斷面可被改變以優(yōu)化轉(zhuǎn) 子主體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中所述輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少包括第一和第二輸出驅(qū)動(dòng) 裝置，且每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置都分別包括搖臂、連接裝置、輸出齒輪、和單向離合器，所述連接 裝置將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)線性地轉(zhuǎn)換成所述搖臂繞搖臂軸線的擺動(dòng) 式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而所述單向離合器在所述搖臂和所述輸出齒輪之間起作用，因此使所述輸出 齒輪沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并且其中至少一個(gè)輸出齒輪包括驅(qū)動(dòng)齒輪、消隙齒輪、和消隙偏置裝 置，所述消隙齒輪疊加在所述驅(qū)動(dòng)齒輪上，而所述消隙偏置裝置相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)齒輪沿旋 轉(zhuǎn)方向偏置所述消隙齒輪，因此至少減少了所述輸出驅(qū)動(dòng)裝置的輸出齒輪之間的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中所述輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少包括第一和第二輸出驅(qū)動(dòng) 裝置，且每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置都分別包括搖臂、連接裝置、輸出齒輪、和單向離合器，所述連接裝置將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)線性地轉(zhuǎn)變成所述搖臂繞搖臂軸線的擺動(dòng) 式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而所述單向離合器在所述搖臂和所述輸出齒輪之間起作用，因此使所述輸出 齒輪沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并且其中所述連接裝置從下列配置中選定a)一種配置，其中輥被安裝到搖臂上，且所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器具有部分是圓形的止推面，所 述止推面定心在所述止推點(diǎn)上且壓在所述輥上；和b)一種配置，其中齒條構(gòu)件具有傾斜式平坦的齒條表面，所述齒條構(gòu)件可在所述轉(zhuǎn)子 隨動(dòng)器的作用下移動(dòng)，且所述搖臂具有漸開(kāi)線式的止推表面，所述止推表面壓在漸近線齒 條構(gòu)件的平坦齒條表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中所述輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少包括第一和第二輸出驅(qū) 動(dòng)裝置，且每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)裝置都分別包括搖臂、連接裝置、輸出齒輪、和單向離合器，所述連 接裝置將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器的止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)線性地轉(zhuǎn)變成所述搖臂繞搖臂軸線的擺 動(dòng)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而所述單向離合器在所述搖臂和所述輸出齒輪之間起作用，因此使所述輸 出齒輪沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并且其中所述單向離合器包括內(nèi)座圈、外座圈、多個(gè)斜面輥、和偏 置部件，所述內(nèi)座圈定心在所述搖臂軸線上且具有圓周外表面，所述外座圈具有成形的斜 面，所述成形的斜面與所述圓周外表面相對(duì)并間隔開(kāi)，所述多個(gè)斜面輥可移動(dòng)地位于所述 成形的斜面和所述圓周外表面之間，而所述偏置部件將所述斜面輥固定到所述外座圈上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器，其中所述齒條構(gòu)件位于支架上，所述支架被限制成 線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并可在有限程度上相對(duì)于所述止推點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)的方向橫向移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)器，包括介于所述支架和所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器之間的軸承裝 置，所述軸承裝置允許在所述支架和所述轉(zhuǎn)子隨動(dòng)器之間沿至少兩個(gè)橫向方向做有限的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種棘輪式轉(zhuǎn)子控制的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)，其中轉(zhuǎn)子主體的橫斷面輪廓的圓周長(zhǎng)度是基本恒定的，且主體的最大正旋轉(zhuǎn)角的大小基本上等于主體的最大負(fù)旋轉(zhuǎn)角。
文檔編號(hào)F16H29/04GK101918736SQ200980102548
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者J·J·諾德 申請(qǐng)人:瓦里博克斯Ip股份有限公司