專利名稱:一種鏈條傳動的無級自動變速裝置的制作方法
本發(fā)明屬于機械傳動的技術改進。
在本發(fā)明作出以前，1983年和1984年的《世界輕工》雜志都曾刊載過，法國有一種自行車上用的無級變速器。其上有兩個大園盤，其中一個園盤上有六條均布的螺旋形穿槽，另一個園盤上有六條均布的直輻狀穿槽。當兩個園盤同軸線疊合在一起時，螺旋形穿槽和直輻狀穿槽的相交處形成六個近似于棱形的孔。一端有一個行星鏈輪，另一端有一個齒輪的小軸分別從六個孔中穿過。因此六根小軸在兩種槽的控制下滑動，即受到兩個園盤的控制。當鏈條的力加在行星鏈輪上時，小軸的一端受力。為了達到小軸的兩端受力平衡，小軸的另一端用齒輪與鉚在直輻狀穿槽旁邊的齒條嚙合。拉簧使兩個園盤疊合形成的孔及行星鏈輪保持在最大的回轉直徑上。當自行車在行駛的過程中受到一定的阻力時，彈簧被拉伸，兩個園盤相互轉動一個角度，孔的位置及行星鏈輪同時沿半徑方向移動，六個行星鏈輪即可形成不同的回轉直徑，代替不同直徑的主動鏈輪，起到無級變速的作用。
就以上的結構和方法，還存在著不易克服的缺陷，小軸必須在兩種槽中滑動，因此槽和軸的光潔度和精度要求較高，潤滑條件也較差，槽中還容易沾附泥沙或其它阻塞物。當泥沙或其它阻塞物較多時很容易使軸在槽中阻塞;而泥沙或其它阻塞物較少時又會使槽和軸磨損，影響使用壽命;并使其在傳動過程中工作效率降低。同時還存在著所用的齒輪、齒條及槽的加工工藝繁雜，生產工序較多等問題。
這種變速器除了有以上缺陷外，還存在兩個主動行星鏈輪只有三個齒起作用，其嚙合部位始終在一個位置上，易磨損。同時還有可能使鏈輪的齒尖與鏈條的滾子相接觸的情況發(fā)生，因這種變速器容易出現以上各種故障和存在的問題而使實用價值大為降低。
本發(fā)明系利用鏈條拉力的變化來進行變速，當這一無級自動變速裝置在傳動的過程中，遇到負荷發(fā)生變化時，將直接反映到鏈條上拉力的變化。因此可利用鏈條拉力的變化來自動地進行無級變速。
此變速裝置一般可分兩個部分其中一個是變徑輪部分(圖1);另一個是張緊輪部分(圖2);兩個部分相互安裝關系如圖3。
變徑輪部分可直接代替原有的主動鏈輪工作。如圖1，它由六個行星鏈輪(兩個驅動行星鏈輪「5」，四個自轉行星鏈輪「1」)通過六個弓形搖桿(兩個主動弓形搖桿「6」，四個從動弓形搖桿「2」)與中心的變徑基輪「12」輪緣上六個均布的孔作相互可轉動連接。當負荷增大時，即鏈條「7」上的拉力增大時，不論其增大的拉力作用在任何一個行星鏈輪「5」或「1」上，此行星鏈輪「5」或「1」則隨同弓形搖桿「6」或「2」，并以弓形搖桿「6」或「2」的直線長為半徑向變徑基輪「12」靠攏。其它的五個行星鏈輪「5」和「1」在同步環(huán)「4」和同步拉桿「3」的作用下，同時進行同樣的運動。因此，整個變徑輪上的六個行星鏈輪「5」和「1」的回轉直徑變小，即傳動比變小。當鏈條「7」的拉力減小時，加在同步環(huán)「4」上的拉簧「8」的拉力通過同步拉桿「3」使六個行星鏈輪「5」和「1」的回轉直徑變大，即傳動比變大。拉簧「8」的拉力是鏈條「7」的拉力的反作用力，當鏈條「7」的拉力在某一數值之下時，拉簧「8」使變徑輪具有最大的回轉直徑;當鏈條「7」的拉力大于某一數值時，變徑輪的回轉直徑開始縮小。鏈條「7」的拉力大到一定程度時，變徑輪的回轉直徑縮到最小?？傊?，兩種拉力始終自行保持平衡其大小相等。方向相反。拉簧「8」的拉力和剛度，須根據負荷和數量等情況確定。因此，本變速裝置即可根據傳動中的負荷情況來自動地進行無級變速。
以上的變速是一種無級變速，它的行星鏈輪「5」和「1」不一定能夠與鏈條「7」進行很好的嚙合，在這里除對行星鏈輪「5」和「1」的齒尖修正外，還在驅動行星鏈輪「5」上加裝了使其能浮動稍大于半個鏈節(jié)距的嚙合調正機構，小拉簧「10」使驅動行星鏈輪「5」居于浮動的中間位置，當齒尖在滾子的任意一邊時都有退讓的位置，將嚙合調正。為了使小拉簧「10」有固定的位置，另外安置了嚙合調正搖桿「9」，它同時還加強了主動弓形搖桿「6」的支承力，嚙合對自轉行星鏈輪「1」沒有大的影響。
在變速的過程中，當變徑輪縮小時，所需的鏈條「7」的長度必須縮短，否則將會使鏈條「7」松弛而不能正常傳動。因此，加裝了鏈條「7」的張緊機構，即張緊輪部分。
此張緊輪部分如圖2，其安裝部位在鏈條「7」的松邊，它由一支承桿「3’」兩端各一個大小相同或不同的鏈輪「1’」(也可用其它形式的輪子代替)組成。支承桿「3’」只有一個可轉動的支點，并偏向支承桿「3’」的一端，離支點遠的一端的力矩在重力作用下大于另一端，鏈條「7」從兩鏈輪「1’」之間穿過，力矩大的一端在鏈條「7」之上，當變徑輪的回轉直徑縮小時，鏈條「7」因松弛就有多余的一段，鏈條「7」之上的一端在力矩作用下將鏈條「7」壓下，另一端則將鏈條「7」頂上，使鏈條「7」張緊。為了不讓鏈條「7」掉下來，在其上加了一鏈條蓋「2’」。如張緊力足夠大時，可不用此鏈條蓋「2’」;如果張緊力不夠則可加裝彈簧。
本發(fā)明的要點在于采用了一種與現有技術不同的方法和結構來實現無級自動變速，具有使原來的滑動摩擦變?yōu)閾u動或擺動;并使各零部件能較好地相互固定與安裝;解決了齒鏈在無級變速中的嚙合問題;提高了可靠性和實用性;還提高了工作效率和使用壽命;同時還減少了生產工序和簡化了加工工藝;并可減少原材料的消耗等多種優(yōu)點。
本發(fā)明可用在鏈條傳動而又需要根據負荷進行變速的傳動系統中，也可根據情況用在皮帶傳動的變速系統中。
本裝置已制作了用于自行車上變速的模型。在制造比較粗造的情況下，也能輕松靈活的完成必要的變速動作，即實現無級自動變速。
權利要求
1.一種鏈條傳動的無級自動變速裝置，其特征在于由變徑輪圖1和張緊輪圖2兩部分組成。變徑輪部分其特征在于一變徑基輪(12)的輪緣上有數個孔，分別與兩個對稱的主動弓形搖桿(6)的一端相互作可轉動連接，其余的孔分別與從動弓形搖桿(2)的一端相互作可轉動連接。兩種弓形搖桿(6)和(2)的另一端分別與兩種行星鏈輪(5)和(1)相連接。兩種弓形搖桿(6)和(2)的鏈輪端有自行限制最小輪徑的限位作用，接近另一端的位置有一限制最大輪徑的限位觸頭。另有一同步環(huán)(4)與變徑基輪(12)同軸線安裝，并可在其上轉動。同步環(huán)(4)上有與變徑基輪(12)相對應數量的孔，每個孔分別與同步拉桿(3)的一端作相互可轉動連接，同步拉桿(3)的另一端分別與兩種弓形搖桿(6)和(2)中間的孔各作相互可轉動連接。并有一根以上的拉簧(8)作用在變徑基輪(12)與同步環(huán)(4)上。另外還有兩個嚙合調正搖桿(9)，在主動弓形搖桿(6)上的驅動行星鏈輪(5)的對面同軸同向連接。小拉簧(10)的一端掛在其上，另一端掛在驅動行星鏈輪(5)上，有一根以上的鏈輪止轉銷(11)從主動弓形搖桿(6)、驅動行星鏈輪(5)在其中浮動。張緊輪部分其特征在于一支承桿(3′)的兩端各有一鏈輪(1′)，支承桿(3′)上有一偏離中心的支點，并可在其支點上轉動，鏈條(7)從兩鏈輪之間穿過，依靠重力或彈簧張緊鏈條(7)。
2.按照權利要求
1所述的變速裝置，其特征在于變徑輪部分的構件可按不同的層次順序進行排布組合安裝。
3.按照權利要求
1和2所述的變速裝置，其特征在于可用兩組以上的變徑機構同軸對稱疊合或串聯疊合，使行星鏈輪(5)和(1)置于變徑機構之間。
4.按照權利要求
3所述的變速裝置，其特征在于兩組以上的變徑機構疊合可只有一個同步機構，也可以有兩個以上的同步機構。
5.按照權利要求
3所述的變速裝置，其特征在于兩種弓形搖桿(6)和(2)可只有一部分或全部有限位作用，也可以有一組或兩組以上的的有限位作用。
6.按照權利要求
3所述的變速裝置，其特征在于變徑機構疊合時，可用另一主動弓形搖桿(6)代替嚙合調正搖桿(9)。
7.按照權利要求
1所述的變速裝置，其特征在于拉簧(8)還可作用于變徑基輪(12)與兩種弓形搖桿(6)和(2)或同步拉桿(4)之間。
8.按照權利要求
1所述的變速裝置，其特征在于可在結構原理與方法不變的情況下，各零部件的外形可有一定的變化。
9.按照權利要求
1所述的變速裝置，其特征在于本變速裝置還可采用其他的張緊方法來張緊鏈條(7)。
10.按照權利要求
3所述的變速裝置，其特征在于本變速裝置可實用于一排鏈或多排鏈。
11.按照權利要求
3所述的變速裝置，其特征在于本變速裝置可用在機動和非機動的傳動中。
12.按照權利要求
11所述的變速裝置，其特征在于可根據傳遞的功率等情況，將行星鏈輪(5)和(1)及張緊鏈輪(1)改為皮帶輪，用于皮帶傳動之中。
13.按照權利要求
12所述的變速裝置，其特征在于本變速裝置可采用金屬或非金屬材料制作。
14.按照權利要求
3和7所述的變速裝置，其特征在于改變拉簧(8)的拉力作用方向時，變徑輪可作為被動輪使用。
15.按照權利要求
14所述的變速裝置，其特征在于可用兩個變徑輪分別作為主動輪和被動輪同時使用，此時不需要張緊輪部分。
專利摘要
本發(fā)明屬于機械傳動的技術改進。本發(fā)明在一般情況下包括變徑輪和張緊輪兩個部分。變徑輪部分以弓形搖桿在變徑基輪上搖動而改變變徑輪的回轉直徑，代替了已有技術中的槽中滑動摩擦，提高了工作效率，可靠性和實用性以及使用壽命；解決了鏈條在無級變速中的嚙合問題；同時減少了生產工序和加工工藝；可節(jié)約原材料。張緊輪部分在變速的過程中因所需的鏈條長短不同，故用張緊輪將松弛的鏈條張緊。從而使鏈條傳動能有效地根據負荷的大小自動地進行無級變速。
文檔編號F16H9/26GK85105701SQ85105701
公開日1987年3月4日 申請日期1985年8月13日
發(fā)明者舒伯海 申請人:舒伯海導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan