專(zhuān)利名稱(chēng)：陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是機(jī)械變速器的改進(jìn)。
技術(shù)背景由于有了內(nèi)燃機(jī)，汽車(chē)才得以誕生。然而，內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力特 性是低轉(zhuǎn)速時(shí)功率小、扭矩低、耗油大。而大功率、大扭矩、低 油耗的最佳工作狀態(tài)要在中高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)。內(nèi)燃機(jī)的這 種動(dòng)力特性與汽車(chē)對(duì)動(dòng)力特性的要求并不一致，甚至背離。為了 使汽車(chē)順利起步和正常行駛，必須要減變速，于是變速箱(Transmission)出現(xiàn)了。汽車(chē)行駛速度的變化是連續(xù)的，這就要求汽車(chē)的變速箱的速比也是連續(xù)的，于是無(wú)級(jí)變速箱 (Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱(chēng)"CVT")出現(xiàn)了。目前關(guān)于無(wú)級(jí)變速有以下幾種 1.摩擦傳動(dòng)CVT摩擦傳動(dòng)原理很簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速也比較方便。主要結(jié)構(gòu) 有V型橡膠帶式、金屬帶式、多盤(pán)式、鋼球式、滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式等。 特征是靠摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT是利用兩個(gè)對(duì)置的內(nèi)凹錐形轉(zhuǎn)盤(pán)和一對(duì)滾 輪組合而成。連續(xù)改變滾輪的角度，就可以連續(xù)改變傳動(dòng)轉(zhuǎn)速比 和傳動(dòng)扭矩比。應(yīng)該說(shuō)光靠?jī)?nèi)凹錐形轉(zhuǎn)盤(pán)和滾輪之間的金屬摩擦是極難實(shí)現(xiàn)330Nm大扭矩的動(dòng)力傳遞。更不要說(shuō)如此高強(qiáng)度的摩擦帶來(lái)的材料的磨損和摩擦發(fā)熱帶來(lái)的能量損失。大功率滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT的成功在于研制出一種特殊的油，這 種油充滿整個(gè)CVT變速箱。它具有特殊契形的分子外形，在承受 極高的表面壓力下分子會(huì)排列成行，從而產(chǎn)生巨大的抗剪切能 力。滾輪和轉(zhuǎn)盤(pán)就是利用兩者間所形成的油膜為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)高扭矩 的動(dòng)力傳遞。據(jù)說(shuō)，滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT比起鋼帶CVT和自動(dòng)變速箱的傳動(dòng)效率高10%以上。從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT， 摩擦傳動(dòng)CVT的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)，盡管摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí) 變速箱的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車(chē)達(dá)到了實(shí) 用的水平。但是，摩擦傳動(dòng)CVT實(shí)現(xiàn)大功率、高效率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是 極其困難的。為產(chǎn)生足夠的靜摩擦力，避免打滑燒毀，對(duì)傳動(dòng)帶 的要求要非常高。以傳輸330Nm的扭矩為例若傳動(dòng)半徑為0. lm， 靜摩擦力要求3300 N,金屬間的摩擦系數(shù)約為0. 1,對(duì)金屬鏈的 正壓力必須是33000N,或者說(shuō)3300公斤力，如此巨大的壓力， 橡膠三角帶顯然無(wú)法承受，金屬的屈服強(qiáng)度一般小于1GQKg/mm2， 是難以承受如此巨大的壓力的。只有研究出屈服強(qiáng)度極高的金 屬，才能制造出傳輸大功率的摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱。另外，在如 此大的壓力下摩擦傳動(dòng)必然要消耗較多的能量。金屬帶式無(wú)級(jí)變 速箱(VDT-CVT)汽車(chē)的油耗高說(shuō)明了這一點(diǎn)。2.液力傳動(dòng)、主要結(jié)構(gòu)有液粘調(diào)速、液力變扭、油馬達(dá)等。特征是以液體為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。液力自動(dòng)變速箱(Automatic Transmission簡(jiǎn)稱(chēng)"AT")已有60多年的歷史。這種的自動(dòng)變速 箱(AT)，主要利用液力變扭器配合差動(dòng)輪系齒輪箱實(shí)現(xiàn)換擋功 能。傳動(dòng)過(guò)程中，液力變扭器中液體分子在高壓，高速運(yùn)動(dòng)中有 相當(dāng)大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成明顯的發(fā)熱和功率損失。所以，傳動(dòng)效 率低(一般80%左右)，油耗高是液力自動(dòng)變速箱不可克服的缺 點(diǎn)。而且液力變扭器對(duì)加工精度要求極高，制造工藝復(fù)雜，增加 了成本。液力自動(dòng)變速箱比手動(dòng)變速箱要貴10000-15000元人民 幣，可見(jiàn)自動(dòng)變速箱的成本要多高。我們是否可以看出以下幾點(diǎn) (1)液力自動(dòng)變速箱(AT)不是無(wú)級(jí)變速，是自動(dòng)控制的有級(jí) 變速，并沒(méi)有滿足汽車(chē)對(duì)變速箱的要求。在滿足了人們希望免除 了手動(dòng)變速箱繁雜的換檔和離合操作，使開(kāi)車(chē)變得簡(jiǎn)單、省力， 瀟灑的同時(shí)，付出的代價(jià)是多付10y。的購(gòu)車(chē)錢(qián)和多付20%的油 錢(qián)。(2)無(wú)級(jí)變速箱是汽車(chē)變速箱的最終歸屬，液力自動(dòng)變速 箱只不過(guò)是一種過(guò)渡產(chǎn)品，轟轟烈烈已是夕陽(yáng)西下的征兆。 3.電磁傳動(dòng)主要結(jié)構(gòu)有變頻調(diào)速、直流電機(jī)調(diào)速、調(diào)速電機(jī)等。這種方 式的應(yīng)用比較普遍。其優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用方便，其缺點(diǎn)是效率太低，系 統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，成本也較高。這種傳動(dòng)變速方式在汽車(chē)上也有應(yīng)用，如混合動(dòng)力汽車(chē)。目 前，已有樣車(chē)展示，但尚未規(guī)模商業(yè)運(yùn)作。這種混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系配有內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池、電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)汽車(chē)的 動(dòng)力儲(chǔ)備可以比較小。當(dāng)汽車(chē)需要較大功率時(shí)，蓄電池可以帶動(dòng) 電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)共同提供動(dòng)力，比如起步時(shí)或上坡時(shí)。但由于目 前蓄電池的容量有限，自重又大，使用壽命有限，單純的論百公 里油耗指標(biāo)，那很好。但綜合費(fèi)用，包括電池的使用和維修，更 換，未必經(jīng)濟(jì)。4. 電控自動(dòng)機(jī)械變速箱電控自動(dòng)機(jī)械變速箱(Automated Mechanical Transmission 簡(jiǎn)稱(chēng)"AMT")和(AT) —樣，不是無(wú)級(jí)變速箱，是自動(dòng)控制的有級(jí) 變速箱。和液力自動(dòng)變速箱(AT )不同的是(AMT)是模仿人的 動(dòng)作，自動(dòng)控制傳統(tǒng)的排檔變速箱。由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)依然是齒轉(zhuǎn)變 速箱，所以傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被很好的 保存下來(lái)。其設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)在于自動(dòng)控制的參量太多，最困難的 是離合器"離和合"中間過(guò)程的控制(所謂的半離掛)。雖然世界 上許多國(guó)家投入了對(duì)電控自動(dòng)變速箱(AMT)的研究與開(kāi)發(fā)，但一 直未見(jiàn)批量生產(chǎn)的報(bào)道，足見(jiàn)其進(jìn)展的艱難。綜上所述金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱(VDT-CVT)和滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式無(wú)級(jí) 變速箱(ExtroidCVT)是低效率的摩擦無(wú)級(jí)變速。進(jìn)一步提高傳 動(dòng)效率和傳動(dòng)功率都是極為困難的。電控自動(dòng)機(jī)械變速箱(雄T) 和液力自動(dòng)變速箱(AT)不是無(wú)級(jí)變速，是既不滿意摩擦式無(wú)級(jí)變 速的低效率又找不到其它適用于汽車(chē)的無(wú)級(jí)變速方案的無(wú)奈之 舉。5. 齒傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱齒傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱是一種全新的設(shè)計(jì)思想，目的是利用齒傳 動(dòng)效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。傳統(tǒng)的傳動(dòng)原理認(rèn)為齒數(shù)只能是正整數(shù)，無(wú)論齒數(shù)如何變化，傳動(dòng)比永遠(yuǎn)等于齒 數(shù)比，傳動(dòng)比是分?jǐn)?shù)，不是任意數(shù)。不可能形成連續(xù)的曲線。所 以齒輪不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。由背景資料可以看出，無(wú)級(jí)調(diào)速器技術(shù)從誕生到實(shí)質(zhì)性的應(yīng) 用已過(guò)百年，至今還沒(méi)有得到完全普及。究其原因調(diào)速錐輪錐度太大，傳動(dòng)帶分解到軸向的有效接觸面小，.造 成軸向摩擦力小，傳動(dòng)帶打滑，為解決打滑問(wèn)題，傳動(dòng)帶普遍采 用了活節(jié)鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，用增強(qiáng)抗拉力來(lái)?yè)Q取軸向摩擦力，隨之帶來(lái) 傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命短、技術(shù)含量高。為達(dá)到調(diào)速的目的，普遍采用油壓驅(qū)動(dòng)裝置。利用調(diào)整油壓 大小來(lái)改變兩錐輪之間的相對(duì)距離，從而使傳動(dòng)帶在錐輪上沿軸 徑方向的大小發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，由于傳動(dòng)帶的長(zhǎng)度不變，改變油壓 大小就可以改變主從動(dòng)錐輪的傳動(dòng)半徑的比值大小，以此達(dá)到調(diào) 速的目的。這樣帶來(lái)的結(jié)果是油壓裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且在沒(méi)有油 壓裝置的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速就十分困難(如風(fēng)力發(fā)電裝置等)， 這樣使無(wú)級(jí)變速裝置的普及和應(yīng)用受到了限制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有各種變速器的弊端，設(shè)計(jì)一種陰陽(yáng)輪 無(wú)級(jí)變速器，從根本上解決CVT技術(shù)結(jié)構(gòu)性的缺陷，是CVT技 術(shù)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)更容易。具體地說(shuō)，陰陽(yáng)輪無(wú)級(jí)變速器，包括主動(dòng)輸人單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元，在主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元之間用傳動(dòng)帶I ( 5 )連接，其主動(dòng)輸人單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪(18 ) 和陽(yáng)輪(19)，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的 錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在主動(dòng)輸人軸(11)上，陽(yáng)輪套在主動(dòng)輸 入軸(11)上可以左右滑動(dòng)； 一級(jí)從動(dòng)輸出單元具有一對(duì)可以互 相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和 陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在從動(dòng)輸出軸(6)上，陽(yáng)輪套在 從動(dòng)輸出軸(6)上可以左右滑動(dòng)；另外設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸 人單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪的左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元，可以疊加實(shí)現(xiàn)多級(jí)無(wú)級(jí)變速。具有 兩級(jí)變速的變速器結(jié)構(gòu)是在一級(jí)從動(dòng)輸出單元的輸出軸上安裝 有中間單元，在主動(dòng)輸人單元的主動(dòng)輸人軸端部安裝有與其同軸 的二級(jí)從動(dòng)輸出單元，中間單元與二級(jí)從動(dòng)輸出單元通過(guò)傳動(dòng)帶II (15)連接；中間單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪， 陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰 輪固定在一級(jí)從動(dòng)輸出軸(6)上，陽(yáng)輪套在一級(jí)從動(dòng)輸出軸上 可以左右滑動(dòng)；二級(jí)從動(dòng)輸出單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪 和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面 互補(bǔ)，陰輪固定在二級(jí)從動(dòng)輸出軸(14)上，陽(yáng)輪套在二級(jí)從動(dòng) 輸出軸(14)上可以左右滑動(dòng)；同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從 動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與中間單元和二級(jí)從動(dòng)輸出單元中的陽(yáng)fk連接并驅(qū)動(dòng)陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)。所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一調(diào)節(jié)軸(10)、平衡連桿(12)，軸承 撥叉(17)和一付平衡支架(20)及陽(yáng)輪構(gòu)成。調(diào)節(jié)是靠油門(mén)調(diào) 節(jié)裝置間接控制調(diào)節(jié)軸左右滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。本發(fā)明主動(dòng)輸入軸和從動(dòng)輸出軸表面制有均勻排布的凹凸 槽構(gòu)成花軸，陰輪固定在花軸外多邊結(jié)構(gòu)凸出體外緣，陽(yáng)輪錐形 頂端鑲嵌在花軸的槽體內(nèi)，陽(yáng)輪圓口端通過(guò)錐形推力滾柱軸承 (9)安裝在花軸上組成移動(dòng)滑塊。主動(dòng)輸入單元的主動(dòng)輸人軸與二級(jí)從動(dòng)輸出單元的輸出軸通過(guò)軸瓦支架(16 )連接，并且兩軸端面之間通過(guò)球形活絡(luò)節(jié)定 位；二級(jí)從動(dòng)輸出單元中的陽(yáng)輪與主動(dòng)輸入單元中的陽(yáng)輪通過(guò)平 衡軸(12 )及平衡支架(20 )連接定位。平衡支架(20 )頂端安 裝在箱體滑槽中，以防止調(diào)速機(jī)構(gòu)抖動(dòng)，中上部安裝有回位彈簧 (21 )用以調(diào)速器在平凡的加減速過(guò)程中使調(diào)速機(jī)構(gòu)與推力軸承 緊密接觸。由于本發(fā)明采用了一級(jí)或兩級(jí)傳動(dòng)調(diào)節(jié)，利用陰陽(yáng)平衡原 理，中和了負(fù)載扭距力通過(guò)傳動(dòng)帶在調(diào)節(jié)輪上所形成不同方向 -的力，因此既不需要特殊的驅(qū)動(dòng)裝置(如油壓驅(qū)動(dòng))也不需要施 加太大的外力對(duì)變速過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)， 一般利用油門(mén)調(diào)節(jié)裝置間接 與變速器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)接軸(10)連接來(lái)控制陽(yáng)輪在軸上左右滑 動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。也可以利用步進(jìn)直線電機(jī)進(jìn)行程序調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)陽(yáng)輪在 軸上左右滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)采用了平衡原理，調(diào)速過(guò)程中本結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào) 整軸不產(chǎn)生任何外作用力，因此可以不用復(fù)雜的油壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，利用油門(mén)調(diào)節(jié)裝置間接控制就可以達(dá)到調(diào)速的目的。本發(fā)明采用陰陽(yáng)輪裝置，由于陰陽(yáng)輪的特殊構(gòu)造其表面形成 了陰陽(yáng)交錯(cuò)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)帶附著在陰陽(yáng)輪的交叉面上受力面大且受陽(yáng)輪滑塊斜面的抵壓，傳動(dòng)帶徑向形成s形受力，增大了摩 擦力，使傳動(dòng)帶不易打滑。解決了傳統(tǒng)CVT結(jié)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)帶的特殊要求。本發(fā)明陰陽(yáng)輪無(wú)級(jí)變速器，適用于摩托車(chē)、小型轎車(chē)、小型 水力及風(fēng)力發(fā)電等裝置的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。


圖1為本發(fā)明兩級(jí)陰陽(yáng)輪工作原理示意圖。圖2為本發(fā)明一級(jí)陰陽(yáng)輪工作原理示意圖 圖3為本發(fā)明中陰輪與花軸裝配示意圖。 圖4為本發(fā)明中陽(yáng)輪與花軸裝配示意圖。 圖5本發(fā)明中陰陽(yáng)輪工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)包括主動(dòng)輸人單元和一 級(jí)從動(dòng)輸出單元，在主動(dòng)輸人單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元之間用傳 動(dòng)帶I 5連接，其特征是主動(dòng)輸入單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的 陰輪18和陽(yáng)輪19，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng) 輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在主動(dòng)輸人軸11上，陽(yáng)輪套在主動(dòng) 輸入軸11上可以左右滑動(dòng)； 一級(jí)從動(dòng)輸出單元具有一對(duì)可以互 相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和 陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在從動(dòng)輸出軸6上，陽(yáng)輪套在從動(dòng)輸出軸6上可以左右滑動(dòng)；另外設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸人單元和 一級(jí)從動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖1給出了兩級(jí)變速的陰陽(yáng)輪無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)圖。圖2為一 .級(jí)陰陽(yáng)輪變速器原理示意圖。為方便下面敘述，圖l、圖2采用 統(tǒng)一編號(hào)說(shuō)明U)、 (2)中間軸陰輪；(3)、 (4)中間軸陽(yáng)輪；(5)傳動(dòng)帶I; (6)中間軸；(7 )滾柱軸承；(8 )主動(dòng)及從動(dòng)軸 陽(yáng)輪；(9)錐形推力滾柱軸承；(IO)調(diào)節(jié)軸；(11 )主動(dòng)輸入軸；(12)平衡軸；(13)主動(dòng)、從動(dòng)陰輪；(14)從動(dòng)輸出軸；(15) 傳動(dòng)帶II; (16)軸瓦支架；(17)軸承撥叉；(20)平衡支撐機(jī) 架。(21)平衡回位彈簧；本裝置由陰陽(yáng)輪、軸承撥叉、花軸、調(diào)節(jié)軸、平衡軸、平衡 支撐機(jī)架及回位彈簧等機(jī)件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)如圖1所示 具體是由錐形推力滾柱軸承(由2只推力滾子軸承一反一正相對(duì) 組裝而成也可定做)和錐體陽(yáng)輪通過(guò)螺栓緊固共同組成移動(dòng)滑 塊，另一部分是固定在花軸上的錐體陰輪，陰陽(yáng)輪之間安裝有傳 動(dòng)帶。變速器可根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)比的要求采用一級(jí)或兩級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)比每一級(jí)可達(dá)5: 1，兩級(jí)調(diào)速比可達(dá)到5*5=25倍，因每級(jí)轉(zhuǎn)速比等于傳動(dòng)帶徑向移動(dòng)的直徑比。圖1結(jié)構(gòu)設(shè)置為品 字結(jié)構(gòu)，左下部分為主動(dòng)輪組，上部為中間輪組，右下部為從動(dòng) 輪組。主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間采用直徑15毫米滾珠相隔，徑向采 用軸瓦結(jié)構(gòu)以確保主動(dòng)從動(dòng)軸之間的同心。圖2為一級(jí)調(diào)速器， 下半部分為主動(dòng)輪組，上半部分為從動(dòng)輪組。圖l采用了兩級(jí)傳動(dòng)調(diào)節(jié)，圖2采用一級(jí)傳動(dòng)調(diào)速。都利用 陰陽(yáng)平衡原理，中和了負(fù)載扭距力通過(guò)傳動(dòng)帶在調(diào)節(jié)輪上所形成 不同方向的力，因此既不需要特殊的驅(qū)動(dòng)裝置(如油壓驅(qū)動(dòng))也 不需要施加太大的外力對(duì)變速過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)， 一般利用油門(mén)調(diào)節(jié) 裝置與變速器調(diào)節(jié)軸連接即可，也可以用步進(jìn)直線電機(jī)進(jìn)行程序調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)范圍最大可達(dá)25: l左右。由于錐形陰陽(yáng)輪的特殊結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)帶摩擦力大不易打滑。由負(fù)荷所形成的扭矩力在傳動(dòng)帶上變?yōu)檎驂毫,傳動(dòng)帶I(l)作用在中間輪組的移動(dòng)滑塊上所分解為水平方向的力對(duì)中間 輪組的左斜面形成向右的力(F1)，在主動(dòng)輪組移動(dòng)滑塊的右斜面 上形成向左的力(負(fù)F1)。設(shè)力的方向、向右為正、向左為負(fù)； 發(fā)動(dòng)機(jī)工作在某轉(zhuǎn)速下調(diào)速器的一級(jí)調(diào)節(jié)比為Ki。傳動(dòng)帶II在 中間輪組的移動(dòng)滑塊右斜面上形成了向左的力(負(fù)F2),傳動(dòng)帶 II在從動(dòng)軸(14)的移動(dòng)滑塊斜面上形成了向右的力F2， (F2=Ki*Fl )在中間軸(6 )上形成的合力大小等于F2與Fl的 和。即一Ki*Fl+Fl=—Fl ( Ki一l );在主動(dòng)軸(1 )和從動(dòng)軸(14 ) 上形成的合力為F2—F^KiFl—Fl-Fl(Ki—l );由于傳動(dòng)帶I 、 II在中間軸上形成的合力一Fl (Ki—l);在主動(dòng)輪軸和被動(dòng)輪軸 上形成的合力為Fl (Ki—l),其力的大小相等方向相反通過(guò)平 衡支撐機(jī)架間接作用于調(diào)節(jié)軸上。因此調(diào)速器在調(diào)節(jié)過(guò)程中可以 不用太大的力作用在調(diào)節(jié)軸上，就可以達(dá)到調(diào)速的的目的。陰輪(圖3 )和陽(yáng)輪(圖4)在結(jié)構(gòu)上基本上相同，陰輪固定在花軸外多邊結(jié)構(gòu)凸出體外緣(也可同軸鑄造為一體結(jié)構(gòu))，陽(yáng)輪鑲嵌在花軸的槽體內(nèi)隨調(diào)速左右滑動(dòng),陰陽(yáng)輪之間的傳動(dòng)帶隨陽(yáng)輪左右移動(dòng)支撐傳動(dòng)帶做徑向和軸向45度角移動(dòng)(也可根據(jù)其情況采用不同角度)，從而使主從動(dòng)輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)軸徑的比 發(fā)生相對(duì)變化，以達(dá)到調(diào)速的目的。其工作過(guò)程如圖l所示圖中狀態(tài)為怠速狀態(tài)。如果需要加 速可通過(guò)加油裝置間接控制調(diào)整軸UO)向右移動(dòng)，帶動(dòng)平衡支 撐機(jī)架(20 )軸承撥叉(17 )和緊固在一起的陽(yáng)輪(3 ) ( 4 ) ( S ) 等向右一起滑動(dòng)，傳動(dòng)帶I ( 5 )上端(中間軸上)隨陽(yáng)輪(3 ) 向右滑動(dòng)傳動(dòng)帶向下做45度角移動(dòng)，傳動(dòng)帶I ( 5 )下端(主動(dòng) 軸上)隨陽(yáng)輪(8)向右滑動(dòng)傳動(dòng)帶向上做45度角移動(dòng)。同時(shí)傳 動(dòng)帶II (15)上端(中間軸上)隨陽(yáng)輪(4)向右滑動(dòng)傳動(dòng)帶向 上做45度角移動(dòng)，傳動(dòng)帶2 ( 15 )下端(從動(dòng)軸上)隨陽(yáng)輪向 右滑動(dòng)傳動(dòng)帶向下做45度角移動(dòng)。這樣輸入軸的轉(zhuǎn)速通過(guò)傳動(dòng) 帶I ( 5 )和傳動(dòng)帶II ( 15 )兩級(jí)調(diào)整到達(dá)輸出軸(M )，使輸出 軸(14)的轉(zhuǎn)速得到兩級(jí)調(diào)速。反之、亦然。
權(quán)利要求
1、陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，包括主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元，在主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元之間用傳動(dòng)帶I(5)連接，其特征是主動(dòng)輸入單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪(18)和陽(yáng)輪(19)，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在主動(dòng)輸入軸(11)上，陽(yáng)輪套在主動(dòng)輸入軸(11)上可以左右滑動(dòng)；一級(jí)從動(dòng)輸出單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在從動(dòng)輸出軸(6)上，陽(yáng)輪套在從動(dòng)輸出軸(6)上可以左右滑動(dòng)；另外設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪在各自花軸上左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其特征 是在一級(jí)從動(dòng)輸出單元的輸出軸上安裝有中間單元，在主動(dòng)輸人 單元的主動(dòng)輸人軸端部安裝有與其同軸的二級(jí)從動(dòng)輸出單元，中 間單元與二級(jí)從動(dòng)輸出單元通過(guò)傳動(dòng)帶II (15)連接；中間單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交 錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在一級(jí)從動(dòng)輸出 軸(6)上，陽(yáng)輪套在一級(jí)從動(dòng)輸出軸上可以左右滑動(dòng)；二級(jí)從動(dòng)輸出單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具 有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在二級(jí) 從動(dòng)輸出軸(14)上，陽(yáng)輪套在二級(jí)從動(dòng)輸出軸(14)上可以左 右滑動(dòng)；同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與中間單元和二級(jí)從動(dòng)輸出單元中 的陽(yáng)輪連接并驅(qū)動(dòng)陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其 特征是所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)軸(10),平衡支撐件(20), — 個(gè)軸承撥叉(17) —端固定在調(diào)節(jié)軸(10)上，另外一端分別與 主動(dòng)輸入軸和從動(dòng)輸出軸上平衡支撐件(20)通過(guò)推力軸(9) 與陽(yáng)輪連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰附輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其 特征是主動(dòng)輸人軸和從動(dòng)輸出軸表面制有均勻排布的凹凸槽構(gòu) 成花軸，陰輪固定在花軸外多邊結(jié)構(gòu)凸出體外緣，陽(yáng)輪錐形頂端 鑲嵌在花軸的槽體內(nèi)，陽(yáng)輪圓口端通過(guò)錐形推力滾柱軸承(9) 安裝在花軸上組成移動(dòng)滑塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其特征是主動(dòng)輸入單元的主動(dòng)輸入軸與二級(jí)從動(dòng)輸出單元的輸出軸通 過(guò)軸瓦支架(16 )連接，并且兩軸端面之間通過(guò)球形活絡(luò)節(jié)定位； 二級(jí)從動(dòng)輸出單元中的陽(yáng)輪與主動(dòng)輸人單元中的陽(yáng)輪通過(guò)平衡 軸(12 )及平衡支撐件(20 )連接定位。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其特征是利用油門(mén)調(diào)節(jié)裝置與變速器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)陽(yáng)輪在軸 上左右滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，其 特征是利用步進(jìn)直線電機(jī)進(jìn)行程序調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)陽(yáng)輪在軸上左右滑 動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是機(jī)械變速器的改進(jìn)的陰陽(yáng)輪平衡無(wú)級(jí)變速器，包括主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元，在主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元之間用傳動(dòng)帶連接，其主動(dòng)輸入單元具有一對(duì)可以互相交錯(cuò)的陰輪和陽(yáng)輪，陰輪和陽(yáng)輪具有陰陽(yáng)交錯(cuò)錐形面且陰輪和陽(yáng)輪的錐形面互補(bǔ)，陰輪固定在主動(dòng)輸入軸上，陽(yáng)輪套在主動(dòng)輸入軸上可以左右滑動(dòng)；一級(jí)從動(dòng)輸出單元組成與主動(dòng)輸入單元相同；另外設(shè)置有同時(shí)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輸入單元和一級(jí)從動(dòng)輸出單元中陽(yáng)輪在各自軸上左右滑動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。由于陰陽(yáng)輪的特殊構(gòu)造其表面形成了陰陽(yáng)交錯(cuò)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)帶附著在陰陽(yáng)輪的交叉面上受力面大且受陽(yáng)輪滑塊斜面的抵壓，傳動(dòng)帶徑向形成S形受力，增大了摩擦力，使傳動(dòng)帶不易打滑。解決了傳統(tǒng)CVT結(jié)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)帶的特殊要求。
文檔編號(hào)F16H9/02GK101235885SQ200810081908
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者寸亞西 申請(qǐng)人:寸亞西