專利名稱：一種帶傳動式無極變速機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無極變速傳動中的帶傳動式無極變速機構(gòu)。
背景技術(shù)：
帶傳動式無極變速器已經(jīng)在汽車行業(yè)里得到商業(yè)化的應用，既是近年來汽車變速 器研究中最為活躍的領(lǐng)域之一。由于技術(shù)的不斷改進和性能的逐步提高，車用帶傳動式無 極變速器正在小功率汽車中大量應用，并呈現(xiàn)迅速遞增的發(fā)展態(tài)勢。V形鋼帶式無極變速器 在汽車的商業(yè)化應用有作廣泛前景。已經(jīng)公開的商用V形鋼帶無級變速傳動機構(gòu)由一個主 動鋼帶輪、一個從動鋼帶輪和V形鋼帶組成。主、從動鋼帶輪都是由固定錐盤和移動錐盤兩 部分組成，移動錐盤可以在軸上沿軸向移動。當移動錐盤向靠近固定錐盤方向移動時，鋼帶 輪與鋼帶的接合部外移，鋼帶輪的工作半徑增大；當移動錐盤向遠離固定錐盤方向移動時， 鋼帶輪與鋼帶的接合部內(nèi)移，鋼帶輪的工作半徑減小。V形鋼帶無級變速傳遞裝置的主、從 動鋼帶輪兩軸之間的距離是不變的，V形鋼帶的長度也是固定不變的，當主動鋼帶輪的工作 半徑增大時，從動鋼帶輪的工作半徑減小，此時傳動比減小，當從動鋼帶輪的工作半徑增大 時，主動鋼帶輪的工作半徑減小，此時傳動比增大，由于鋼帶輪的工作半徑可以連續(xù)變化， 因此，該裝置可以實現(xiàn)在一定范圍內(nèi)傳動比的連續(xù)變化，即無極變速。V形鋼帶包括一定數(shù)量楔形金屬塊和兩根多層鋼質(zhì)環(huán)帶。V形鋼帶傳動原理與V 形橡膠帶類似，都是借助帶與帶輪側(cè)面之間的摩擦力進行動力傳遞，但V形膠帶傳動是由 帶的張緊力產(chǎn)生摩擦力，并通過帶的拉力來傳遞動力，而V形鋼帶傳動是由鋼質(zhì)環(huán)帶的張 緊力產(chǎn)生楔形金屬塊與鋼帶輪之間的摩擦力，但不依靠帶的拉力來傳送動力，而是通過楔 形金屬塊的推力來傳遞動力。如上所述，V形鋼帶式無極變速器是通過V形鋼帶鋼質(zhì)環(huán)帶 的張緊力產(chǎn)生楔形金屬塊與鋼帶輪之間的摩擦力來傳遞動力，存在著摩擦系數(shù)及單位承受 壓力的限制，因而傳動帶容易損壞，傳遞力矩小，不能承受較大的載荷等缺點，目前僅限于 中小功率汽車上使用。減少和避免無級變速器傳動構(gòu)件之間在運轉(zhuǎn)時相對打滑，是獲得更 大轉(zhuǎn)矩能力和延長其使用壽命的有效途徑之一。本發(fā)明既是利用傳動帶與帶輪之間的移動 阻力來避免傳動帶與帶輪在運轉(zhuǎn)時相對打滑的有益嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)帶傳動式無級變機構(gòu)的變速傳遞原理，傳動帶輪與傳動帶之間始終存在著一 對矛盾。即在帶輪的圓周上，要求帶輪與傳動帶間摩擦力大，以便于動力的有效傳遞。在帶 輪的半徑方向上，要求傳動帶與帶輪間摩擦力小，以便于傳動帶放大縮小容易即變徑收放 自如。為了克服這對矛盾，本發(fā)明提出通過帶輪的曲面，和傳動帶側(cè)面的柔性可變接合，在 傳動帶楔入帶輪時，傳動帶側(cè)面與帶輪錐盤曲面產(chǎn)生一種嚙合。從而使傳動帶與帶輪之間 不僅是由于摩擦力，而更是由于移動阻力，使其相互帶動。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高帶傳動式無極變速機構(gòu)的傳動效率和 動力傳遞的可靠性的帶傳動式無極變速機構(gòu)。
為實現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)方案是這樣的即一種帶傳動式無極變速機構(gòu)，包 括鍵連接在輸入帶輪軸上的主動帶輪、鍵連接在輸出帶輪軸上的從動帶輪及推進式傳動 帶，所述主動帶輪由輸入軸移動錐盤和輸入軸固定錐盤構(gòu)成，所述從動帶輪由輸出軸移動 錐盤和輸出軸固定錐盤構(gòu)成；推進式傳動帶封閉式卷繞在主動帶輪及從動帶輪的V形帶輪 槽中，通過改變移動錐盤相對于固定錐盤的軸向移動距離，帶動推進式傳動帶在V形槽中 沿錐盤的錐面上升或下降，即改變輸入和輸出的速比及傳遞動力；其特征在于
所述錐盤的錐面上具有周向等分錐盤錐面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每個 所述凹曲面或凸曲面沿徑向逐漸收縮呈倒三角形，所述移動錐盤與所對應的固定錐盤上的 凹凸曲面錯位對應；即移動錐盤錐面上的凹曲面或凸曲面分別對應固定錐盤錐面上的凸曲 面或凹曲面；所述推進式傳動帶包括閉合環(huán)形的拉伸連接件和沿該拉伸連接件的延伸方向依 次排列的若干楔形橫向元件，所述橫向元件具有帶封口件的凹槽，所述帶封口件的凹槽的 寬度大于閉合環(huán)形的拉伸連接件的橫截面寬度，閉合環(huán)形的拉伸連接件從每一個所述橫向 元件的帶封口件的凹槽中穿過，將楔形橫向元件依次串聯(lián)呈閉合的環(huán)形帶；在移動錐盤相 對于固定錐盤移動及主動帶輪旋轉(zhuǎn)過程中，依次串聯(lián)在拉伸連接件上的楔形橫向元件的兩 端在錐盤錐面的推壓作用下，自適應的與錐盤的錐面形成波浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速 的動力傳遞。上述裝置中，當兩個錐盤相互靠近時，帶輪與傳動帶的接合部沿V形帶輪槽上移， 推進式傳動帶的轉(zhuǎn)動半徑增大；當兩個錐盤相互遠離時，帶輪與推進式傳動帶的接合部沿 V形帶輪槽下移，傳動帶的轉(zhuǎn)動半徑減小，從而使力和力矩由主動帶輪向從動帶輪進行傳遞 時，實現(xiàn)變速傳遞。顯然，推進式傳動帶與帶輪錐盤間不僅依靠摩擦力來傳遞動能，而更是 增加了移動阻力來傳遞動能。上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的積極效果毋容置疑，即裝置通過橫向元件構(gòu)成的推進式傳 動帶與錐盤的錐面形成波浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速的動力傳遞，減少了摩擦方式傳動 時部件之間損耗，同時使動力的傳遞更可靠。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a、為結(jié)構(gòu)俯視圖；b為最大減速時的剖視圖；c 為最小減速時的剖視圖；d為勻速傳遞動力時的剖視圖；圖2為無推進式傳動帶時結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為本發(fā)明的局剖立體圖；圖5為楔形橫向元件機構(gòu)示意圖，a為橫剖示意圖；b為縱剖示意圖；c為居中復位 座33的立體結(jié)構(gòu)示意圖，d為楔形橫向元件的立體圖；圖6為推進式傳動帶32的結(jié)構(gòu)立體圖；圖7為防顫動回位裝置4的結(jié)構(gòu)剖視圖。附圖中1_主動帶輪；2-從動帶輪；3-推進式傳動帶；4-傳動帶防顫動回位裝 置；5-輸入帶輪軸；6-輸出帶輪軸；7-輸入軸移動錐盤；8-輸入軸固定錐盤；9-輸出軸固 定錐盤；10-輸出軸移動錐盤；11-錐盤的錐面；12-凹曲面與凸曲面對齊；13-V形帶輪槽；14-波浪式凹凸起伏；15-閉合環(huán)形的拉伸連接件；16-楔形橫向元件；18-推進式傳動帶直形；19-推進式傳動帶波浪形；20-滾輪組；21-滾輪組；22-壓輪；23-槽輪；24-橫向槽； 25-推桿；26-傳動帶通過區(qū)；27-錐盤中心軸；28-曲面的母線；29-錐盤凹曲面；30-錐盤 凸曲面；32-推進式傳動帶的側(cè)面；33-楔形橫向元件的居中復位座；34-帶輪與傳動帶的 接合部；35-花鍵。
具體實施例方式本發(fā)明的機構(gòu)由附圖給出的一個非限定性的實施例進一步說明，參見附圖圖中 的帶傳動式無極變速機構(gòu)，包括鍵連接在輸入帶輪軸5上的主動帶輪1、鍵連接在輸出帶輪 軸上的從動帶輪2及推進式傳動帶3，所述主動帶輪由輸入軸移動錐盤7和輸入軸固定錐盤 8構(gòu)成，所述從動帶輪由輸出軸移動錐盤10和輸出軸固定錐盤9構(gòu)成；推進式傳動帶3封 閉式卷繞在主動帶輪及從動帶輪構(gòu)成的V形帶輪槽13中，通過改變移動錐盤相對于固定錐 盤的軸向移動距離，帶動推進式傳動帶3在V形槽中沿錐盤的錐面上升或下降，即改變輸入 和輸出的速比及傳遞動力；其特征在于所述錐盤的錐面11上具等分錐面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每個所述凹 曲面或凸曲面沿徑向逐漸收縮呈倒三角，所述移動錐盤7或10與所對應的固定錐盤8或9 上的凹凸曲面錯位對應；所述推進式傳動帶3包括閉合環(huán)形的拉伸連接件15和沿該拉伸連接件的延伸方 向依次排列的若干楔形橫向元件16，所述橫向元件16具有帶封口件的凹槽，所述帶封口件 的凹槽的寬度大于閉合環(huán)形的拉伸連接件15的橫截面寬度，閉合環(huán)形的拉伸連接件15從 每一個所述橫向元件16的帶封口件的凹槽中穿過，將楔形橫向元件16依次串聯(lián)呈閉合的 環(huán)形帶；在移動錐盤相對于固定錐盤移動及主動帶輪旋轉(zhuǎn)過程中，依次串聯(lián)在拉伸連接件 15上的楔形橫向元件16的兩端在錐盤錐面的推壓作用下，自適應的與錐盤的錐面形成波 浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速的動力傳遞。上述結(jié)構(gòu)中，所述閉合環(huán)形的拉伸連接件15為高強度高模量材料制成的帶、鏈 條、履帶或者繩索。所述楔形橫向元件16由具有一定彈性的金屬或塑料制成。所述閉合環(huán)形的拉伸連接件15卡在兩端帶彈簧或彈簧片的居中復位座33中，所 述居中復位座33位于所述楔形橫向元件16的帶封口件的凹槽中，居中復位座33兩端的彈 簧或彈簧片彈性頂在凹槽的內(nèi)壁，在楔形橫向元件16兩端不受錐盤擠壓時，居中復位座33 保證楔形橫向元件16居中回位。參見圖5c，所述居中復位座33還具有向下兩個翻邊形成 的卡口與帶封口件的凹槽的厚度一致，通過卡口卡在凹槽底部，保證居中復位座33不會脫 落。所述楔形橫向元件16可沿閉合環(huán)形的拉伸連接件15橫向移動最小距離不低于錐 盤波浪曲面的振幅即凸面的凸起高度。進一步，所述楔形橫向元件16前后兩端及左右兩端的截面為上大下小的楔形；楔 形橫向元件16在前后接觸面上具有與相鄰楔形橫向元件搭接的搭接肩，防止楔形橫向元 件16在運行過程中上下串動，并可減少橫向移動的摩擦力。進一步，每個楔形橫向元件16的最大厚度略小于或等于楔形橫向元件16位于V形帶輪槽13底部時所對應的錐面11上凹形曲面的寬度；每個楔形橫向元件16的最大寬度 略大于或等于楔形橫向元件16位于V形帶輪槽13頂部時所對應的V形帶輪槽13的寬度 加凹曲面的深度。更進一步，至少一個所述楔形橫向元件16的帶封口件的凹槽的底部還有一個橫 向槽24、封口件上以及居中復位座33上具有橫向條形通孔；推桿25由封口件的橫向條形 孔穿過閉合環(huán)形的拉伸連接件15上對應的定位圓孔及居中復位座33上橫向通孔延伸至所 述橫向槽內(nèi)。以避免拉伸連接件15與楔形橫向元件16之間的打滑。其中所述推桿與閉合 環(huán)形的拉伸連接件15上對應的定位圓孔緊配合。盡管在上述結(jié)構(gòu)中存在居中復位座33，為了 保證推進式傳動帶在離開嚙合面是盡 可能的回復成相互對齊的平整端面，在主動帶輪和從動帶輪之間具有防顫動回位裝置4，所 述防顫動回位裝置4由兩組滾輪20和21構(gòu)成，每組滾輪由壓輪22和槽輪23相對組成，所 述壓輪22和槽輪23之間構(gòu)成推進式傳動帶3的歸直通道；所述槽輪23具有略大于楔形橫 向元件(16)底端寬度的V形槽口 ；所述壓輪22具有與楔形橫向元件16頂面形狀適應的滾 壓面。所述壓輪22具有與楔形橫向元件16頂面形狀適應的滾壓面為凹弧面或凹槽。本發(fā)明實施方式與已經(jīng)公開的汽車商用無極變速器(CVT)的V形鋼帶式無級變速 傳動相比，所不同的是本發(fā)明對錐盤錐面，傳動帶結(jié)構(gòu)進行了實質(zhì)性的改進，并增加了傳動 帶防顫動回位裝置。很顯然，本發(fā)明在同樣實現(xiàn)無級變速的同時，通過楔形橫向元件構(gòu)成的 推進式傳動帶與錐盤的錐面形成波浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速的動力傳遞，減少了 CVT 摩擦方式傳動時部件之間損耗，同時使動力的傳遞更可靠。利用本發(fā)明和創(chuàng)新的部件替換已經(jīng)成熟的公知的帶傳動式變速器的相應部件并 增加傳動帶防顫動回位裝置構(gòu)成的帶傳動式無級變速器將成為本發(fā)明帶傳動式無極變速 機構(gòu)，公知部分是已經(jīng)成熟的公開技術(shù)，在此不再贅述。雖然這里描述了本發(fā)明的一種形 式，但是不排除在不脫離本發(fā)明所描述的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和相關(guān)部 分做出各種變化，這些變化由于本發(fā)明的公開已經(jīng)成為顯而易見的事情。
權(quán)利要求
一種帶傳動式無極變速機構(gòu)，包括鍵連接在輸入帶輪軸(5)上的主動帶輪(1)、鍵連接在輸出帶輪軸上的從動帶輪(2)及推進式傳動帶(3)，所述主動帶輪由輸入軸移動錐盤(7)和輸入軸固定錐盤(8)構(gòu)成，所述從動帶輪由輸出軸移動錐盤(10)和輸出軸固定錐盤(9)構(gòu)成；推進式傳動帶(3)封閉式卷繞在主動帶輪及從動帶輪的V形帶輪槽(13)中，通過改變移動錐盤相對于固定錐盤的軸向移動距離，帶動推進式傳動帶(3)在V形槽中沿錐盤的錐面上升或下降，即改變輸入和輸出的速比及傳遞動力；其特征在于所述錐盤的錐面(11)上具有等分錐面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每個凹曲面或凸曲面沿徑向逐漸收縮呈倒三角形，所述移動錐盤(7或10)與所對應的固定錐盤(8或9)上的凹凸曲面錯位對應；所述推進式傳動帶(3)包括閉合環(huán)形的拉伸連接件(15)和沿該拉伸連接件的延伸方向依次排列的若干楔形橫向元件(16)，所述橫向元件(16)具有帶封口件的凹槽，所述帶封口件的凹槽的寬度大于閉合環(huán)形的拉伸連接件(15)的橫截面寬度，閉合環(huán)形的拉伸連接件(15)從每一個所述橫向元件(16)的帶封口件的凹槽中穿過，將楔形橫向元件(16)依次串聯(lián)呈閉合的環(huán)形帶；在移動錐盤相對于固定錐盤移動及主動帶輪旋轉(zhuǎn)過程中，依次串聯(lián)在拉伸連接件(15)上的楔形橫向元件(16)的兩端在錐盤錐面的推壓作用下，自適應的與錐盤的錐面形成波浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速的動力傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征在于，所述閉合環(huán)形的拉伸 連接件(15)為高強度高模量材料制成的帶、鏈條、履帶或者繩索。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征在于，所述楔形橫向元件 (16)由具有一定彈性的金屬或塑料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是所述閉合環(huán)形的拉 伸連接件(15)卡在兩端帶彈簧或彈簧片的居中復位座(33)中，所述居中復位座(33)位于 所述楔形橫向元件(16)的帶封口件的凹槽中，居中復位座(33)兩端的彈簧或彈簧片彈性 頂在凹槽的內(nèi)壁，在楔形橫向元件(16)兩端不受錐盤擠壓時，居中復位座(33)保證楔形橫 向元件(16)居中回位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是所述楔形橫向元件 (16)可沿閉合環(huán)形的拉伸連接件(15)橫向移動最小距離不低于錐盤波浪曲面的振幅即凸 面的凸起高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是楔形橫向元件(16) 前后兩端及左右兩端的截面為上大下小的楔形；楔形橫向元件(16)在前后接觸面上具有 與相鄰楔形橫向元件搭接的搭接肩，防止楔形橫向元件(16)在運行過程中上下串動，并可 減少橫向移動的摩擦力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是每個楔形橫向元件(16) 的最大厚度略小于或等于楔形橫向元件(16)位于V形帶輪槽(13)底部時所對應的錐面 (11)上凹形曲面的寬度；每個楔形橫向元件(16)的最大寬度略大于或等于楔形橫向元件 (16)位于V形帶輪槽(13)頂部時所對應的V形帶輪槽(13)的寬度加凹曲面的深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是至少一個所述楔形橫向 元件(16)的帶封口件的凹槽的底部還有一個橫向槽(24)、封口件上以及居中復位座(33) 上具有橫向條形通孔；推桿(25)由封口件的橫向條形孔穿過閉合環(huán)形的拉伸連接件(15)上對應的定位圓孔及居中復位座(33)上橫向通孔延伸至所述橫向槽(24)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是在主動帶輪和從動帶輪 之間具有防顫動回位裝置(4)，所述防顫動回位裝置(4)由兩組滾輪(20和21)構(gòu)成，每組 滾輪由壓輪(22)和槽輪(23)相對組成，所述壓輪(22)和槽輪(23)之間構(gòu)成推進式傳動 帶(3)的歸直通道；所述槽輪(23)具有略大于楔形橫向元件(16)底端寬度的V形槽口 ；所 述壓輪(22)具有與楔形橫向元件(16)頂面形狀適應的滾壓面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶傳動式無極變速機構(gòu)，其特征是所述壓輪(22)具有與 楔形橫向元件(16)頂面形狀適應的滾壓面為凹弧面或凹槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及無極變速傳動中的帶傳動式無極變速機構(gòu)。在輸入輸出帶輪的錐盤的錐面上具周向等分錐盤錐面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每個所述凹曲面或凸曲面沿徑向逐漸收縮呈倒三角，所述移動錐盤與所對應的固定錐盤上的凹凸曲面錯位對應；采用推進式傳動帶自適應的與錐盤的錐面形成波浪形緊密嚙合而實現(xiàn)無級變速的動力傳遞。推進式傳動帶與帶輪錐盤間不僅依靠摩擦力來傳遞動能，而更是增加了移動阻力來傳遞動能。減少了摩擦方式傳動時部件之間損耗，同時使動力的傳遞更可靠。
文檔編號F16H9/04GK101865264SQ20101018463
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者歐陽立 申請人:重慶怡?？萍及l(fā)展有限公司