專利名稱：無級變速機(jī)構(gòu)及汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動技術(shù)，尤其是涉及一種無級變速機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無級變速機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的無級變化和傳遞。無級變速機(jī)構(gòu)的傳動比是連續(xù)變化的，無級變速機(jī)構(gòu)比傳統(tǒng)自動變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，體積更小，主要靠主、從動輪和傳動帶來實(shí)現(xiàn)傳動比的無級變化。現(xiàn)有的無級變速機(jī)構(gòu)采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進(jìn)行動力傳遞，即當(dāng)棘輪變化槽寬時，相應(yīng)改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進(jìn)行變速，傳動帶一般采用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等?，F(xiàn)有無級變速機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是傳動帶很容易損壞，且不能承受較大的載荷，只能限用在低功率和低扭矩汽車，應(yīng)用范圍小
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種無級變速機(jī)構(gòu)及汽車，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速且提高無級變速機(jī)構(gòu)扭矩傳遞的能力。本發(fā)明提供了一種無級變速機(jī)構(gòu)，包括相互平行設(shè)置的驅(qū)動輪盤和壓力調(diào)整輪盤，所述驅(qū)動輪盤和壓力調(diào)整輪盤之間具有至少一個變速滾輪，所述變速滾輪的軸線平行于所述驅(qū)動輪盤且指向所述驅(qū)動輪盤的軸線；所述驅(qū)動輪盤、壓力調(diào)整輪盤和變速滾輪的接觸面具有摩擦層，所述變速滾輪具有位置調(diào)節(jié)裝置，能夠調(diào)節(jié)所述變速滾輪中心至所述驅(qū)動輪盤中心的距離；所述壓力調(diào)整輪盤上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)所述壓力調(diào)整輪盤對所述變速滾輪施加的壓力大小。本發(fā)明還提供了一種汽車該汽車安裝有發(fā)明內(nèi)容中的無級變速機(jī)構(gòu)，通過所述變速滾輪輸出轉(zhuǎn)速和扭矩。本發(fā)明提供的無級變速機(jī)構(gòu)及汽車，驅(qū)動輪盤通過靜摩擦力驅(qū)動變速滾輪轉(zhuǎn)動，位置調(diào)節(jié)裝置連續(xù)調(diào)節(jié)變速滾輪中心至驅(qū)動輪盤中心的距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)節(jié)傳動t匕。并且，由于壓力調(diào)整輪盤上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)工況需求，通過壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)壓力調(diào)整輪盤施加變速滾輪的壓力，在傳遞扭矩時，增加驅(qū)動輪盤與變速滾輪之間的摩擦力，從而提高扭矩傳遞能力，在變速時，減小驅(qū)動輪盤與變速滾輪之間的摩擦力，更有利于機(jī)構(gòu)變速。


圖I為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)的示意圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)的一種工作狀態(tài)的示意圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)的另一種工作狀態(tài)的示意圖。附圖標(biāo)記
1-驅(qū)動輪盤；11-第一摩擦層；12-輸入軸；
2-傳動錐齒輪；3-壓力調(diào)整輪盤；31-第二摩擦層；
4-變速滾輪；5-位置調(diào)節(jié)裝置；61-第一軸承組；
62 -第二軸承組；71 -變速錐齒輪；72 -輸出錐齒輪；
73-輔助錐齒輪；8-壓力調(diào)節(jié)裝置；81-壓力傳感器。
具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參照圖1，圖I為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)的示意圖。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，無級變速機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3，驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3之間具有一個變速滾輪4，變速滾輪4的軸線平行于驅(qū)動輪盤I且指向驅(qū)動輪盤I的軸向。驅(qū)動輪盤I、壓力調(diào)整輪盤3和變速滾輪4的接觸面具有摩擦層，變速滾輪4具有位置調(diào)節(jié)裝置5，能夠調(diào)節(jié)變速滾輪4軸向中心至驅(qū)動輪盤I軸向中心的距離。壓力調(diào)整輪盤3的外側(cè)具有壓力調(diào)節(jié)裝置8，調(diào)節(jié)壓力調(diào)整輪盤3對變速滾輪4施加的壓力大小。具體地，在本實(shí)施例中，在驅(qū)動輪盤I與壓力調(diào)整輪盤3相對的表面，也就是分別與變速滾輪4接觸的表面分別具有第一摩擦層11和第二摩擦層31，相應(yīng)地，變速滾輪4與驅(qū)動輪盤I、壓力調(diào)整輪盤3接觸的外輪廓面具有第三摩擦層41。第一摩擦層11、第二摩擦層31和第三摩擦層41的材料為高靜摩擦系數(shù)的材料，并且優(yōu)選耐溫耐磨、受力變形小的材料，以利于驅(qū)動輪盤I向變速滾輪4和壓力調(diào)整輪3傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩，提高無級變速機(jī)構(gòu)傳遞扭矩的能力。 在本實(shí)施例中，壓力調(diào)節(jié)裝置8為電控液壓系統(tǒng)，壓力調(diào)節(jié)裝置8上安裝有壓力傳感器81，用于檢測壓力調(diào)整輪盤3對變速滾輪4的壓力值。壓力傳感器81可以選用位移傳感器或壓力信號傳感器。具體地，在壓力調(diào)整輪盤3的外側(cè)端部開設(shè)有環(huán)形油槽，壓力調(diào)整輪盤3的轉(zhuǎn)軸的固定殼體具有臺肩，環(huán)形油槽和凸肩間隙配合，形成液壓腔，臺肩上設(shè)有進(jìn)液道和回液道，通過液壓閥控制進(jìn)液道和回液道的開啟和關(guān)閉，控制液壓腔內(nèi)液體的壓力，控制所述壓力調(diào)整輪盤沿軸向的運(yùn)動。更具體地，電控液壓系統(tǒng)內(nèi)的液體工質(zhì)為液壓油，選用二位三通控制閥控制進(jìn)液道和回液道的開啟和關(guān)閉，壓力傳感器81能夠時時檢測液壓室的壓力，通過控制系統(tǒng)控制二位三通控制閥。當(dāng)需要增加壓力調(diào)整輪盤3施加到變速滾輪4上的正壓力時，二位三通閥增加向液壓室內(nèi)的供油壓力，反之減小向液壓室內(nèi)供油壓力。
需要說明的是，壓力調(diào)節(jié)裝置8可以根據(jù)無級變速機(jī)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)和需求設(shè)計，壓力傳感器81也可以設(shè)計成位移傳感器型式，根據(jù)位移關(guān)系計算壓力，也可以直接使用壓力信號傳感器。位置調(diào)節(jié)裝置5包括螺母螺桿機(jī)構(gòu)、傳動卡環(huán)和驅(qū)動電機(jī)，螺桿與傳動卡環(huán)連接，傳動卡環(huán)與變速滾輪的側(cè)端連接，驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)螺母，螺桿驅(qū)動傳動卡環(huán)，傳動卡環(huán)驅(qū)動變速滾輪4沿軸向運(yùn)動。下面具體說明本實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速和扭矩的傳遞過程和變速原理如圖I所示，發(fā)動機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速通過輸入軸12傳向驅(qū)動輪盤1，帶動驅(qū)動輪盤I順時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動輪盤I的第一摩擦層11與變速滾輪4的第三摩擦層41產(chǎn)生靜 摩擦，進(jìn)而帶動變速滾輪4轉(zhuǎn)動，變速滾輪4的第三摩擦層41與壓力調(diào)整輪盤3的第二摩擦層31產(chǎn)生靜摩擦，帶動壓力調(diào)整輪盤3轉(zhuǎn)動，通過變速滾輪4的滾輪軸42向外輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動輪盤I與變速滾輪4的傳動比il為il = nl/n2 = 2 π r/2 π R = r/R ；其中，r為變速滾輪4的半徑，R為變速滾輪4與驅(qū)動輪盤I的接觸點(diǎn)至驅(qū)動輪盤I中心的距離?？梢酝ㄟ^位置調(diào)節(jié)裝置5連續(xù)的調(diào)節(jié)變速滾輪4相對驅(qū)動輪盤I的位置，也就是調(diào)節(jié)R值的大小，從而能夠連續(xù)改變傳動比，實(shí)現(xiàn)無級自動變速。壓力傳感器81用于實(shí)時檢查壓力調(diào)節(jié)裝置8對壓力調(diào)整輪盤3施加的壓力，從而根據(jù)第一摩擦層11、第二摩擦層31和第三摩擦層41的摩擦的特性、尺寸、位置、各傳動比和間隙計算扭矩傳遞的能力。可以根據(jù)扭矩傳遞能力調(diào)整實(shí)際的扭矩傳遞。在變速階段，壓力傳感器81實(shí)時測量計算壓力調(diào)節(jié)裝置8的壓力降低的水平。為了提高扭矩傳遞能力，優(yōu)選地，壓力調(diào)整輪盤3向變速轉(zhuǎn)輪4提供較高的壓力，同時，第一摩擦層11、第二摩擦層31和第三摩擦層41的摩擦材料選用高靜摩擦系數(shù)材料，故在位置調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)變速轉(zhuǎn)輪4的位置時也會受到較高的阻力，從而影響調(diào)節(jié)效率。因而,可以在變速信號準(zhǔn)備時,適當(dāng)減小壓力調(diào)整輪盤3作用在變速滾輪4上的壓力，從而可以減小摩擦阻力，便于調(diào)節(jié)變速滾輪4的位置，實(shí)現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變。傳動比調(diào)整到位后，恢復(fù)壓力調(diào)整輪盤3的壓力。本實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪盤I通過靜摩擦力驅(qū)動變速滾輪4轉(zhuǎn)動，位置調(diào)節(jié)裝置5連續(xù)調(diào)節(jié)變速滾輪4中心至驅(qū)動輪盤I中心的距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)節(jié)傳動比。并且，由于壓力調(diào)整輪盤3上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置8，可以根據(jù)工況需求，通過壓力調(diào)節(jié)裝置8調(diào)節(jié)壓力調(diào)整輪盤3施加變速滾輪4的壓力，在傳遞扭矩時，增加驅(qū)動輪盤I與變速滾輪4之間的摩擦力，從而提高扭矩傳遞能力，在變速時，減小驅(qū)動輪盤I與變速滾輪4之間的摩擦力，更有利于機(jī)構(gòu)變速。參考圖2，圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)的一種工作狀態(tài)的示意圖。本發(fā)明第二實(shí)施例是在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上做的改進(jìn)，具體改進(jìn)點(diǎn)如下本實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)還包括至少一個傳動錐齒輪2，且驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3的外輪緣為錐齒結(jié)構(gòu)，驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3的兩端分別與傳動錐齒輪2嚙合。
并且，在本實(shí)施例中，變速滾輪4的數(shù)量為兩個，且沿驅(qū)動輪盤I的軸線對稱布置。另外，還包括兩個變速錐齒輪71、一個輸出錐齒輪72和一個輔助錐齒輪73，變速錐齒輪71分別與變速滾輪4同軸連接，變速錐齒輪71 一端與輸出錐齒輪72嚙合，通過輸出錐齒輪72輸出轉(zhuǎn)速和扭矩。變速錐齒輪71的另一端與輔助錐齒輪73嚙合。兩個變速錐齒輪71的軸上安裝有一對第一軸承組61，第一軸承組61能夠承受變速滾輪4的軸向力，并且可以自適應(yīng)補(bǔ)償變速錐齒輪71和輸出錐齒輪72的間隙，以克服變速滾輪4由于初始安裝以及磨損變形造成的偏差。兩個傳動錐齒輪2的軸上安裝有一對第二軸承組62，第二軸承組62能夠承受傳動錐齒輪的軸向力，并且可以調(diào)節(jié)傳動錐齒輪2的間隙。下面具體說明本發(fā)明第二實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速和扭矩的傳遞過程以及變速原理如圖2所示，發(fā)動機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速通過輸入軸12傳向驅(qū)動輪盤1，帶動驅(qū)動輪盤I順 時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動輪盤I帶動與其嚙合的傳動錐齒輪2轉(zhuǎn)動，傳動錐齒輪2帶動與其嚙合的壓力調(diào)整輪盤3轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3通過第一摩擦層11和第二摩擦層31與變速滾輪4的第三摩擦層41產(chǎn)生靜摩擦，共同帶動變速滾輪4轉(zhuǎn)動，通過變速滾輪4的軸向外輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動輪盤I與變速滾輪4的傳動比il為il = nl/n2 = 2 π r/2 π R = r/R ；其中，r為變速滾輪4的半徑，R為變速滾輪4與驅(qū)動輪盤I的接觸點(diǎn)至驅(qū)動輪盤I中心的距離。變速錐齒輪71與輸出錐齒輪72之間的傳動比為i 2。則，該無級變速機(jī)構(gòu)的傳動比i = i I X i2 = (r/R) Xi2 ；圖3所示為無級變速機(jī)構(gòu)的另一種工作狀態(tài)，可以通過位置調(diào)節(jié)裝置5連續(xù)的調(diào)節(jié)變速滾輪4相對驅(qū)動輪盤I的位置，也就是調(diào)節(jié)R值的大小，從而能夠連續(xù)改變傳動比，實(shí)現(xiàn)無級自動變速。本實(shí)施例提供的無級變速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪盤I和壓力調(diào)整輪盤3為錐齒輪結(jié)構(gòu)，通過與其嚙合的傳動錐齒輪2將扭矩傳給壓力調(diào)整輪盤3，使得壓力調(diào)整輪盤3也具有驅(qū)動變速滾輪4的能力，因而可以提高無級變速機(jī)構(gòu)傳遞扭矩的能力，提高無級變速機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍。需要說明的是，上述實(shí)施例中，傳動錐齒輪2的數(shù)量也可以為一個，變速滾輪4的數(shù)量也可以為三個、四個或更多，同樣可以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例中的無級變速機(jī)構(gòu)的功能。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種汽車，該汽車安裝有實(shí)施例中的無級變速機(jī)構(gòu)，通過所述變速滾輪4輸出轉(zhuǎn)速和扭矩。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括相互平行設(shè)置的驅(qū)動輪盤(I)和壓力調(diào)整輪盤(3)，所述驅(qū)動輪盤(I)和壓力調(diào)整輪盤(3)之間具有至少一個變速滾輪(4)，所述變速滾輪(4)的軸線平行于所述驅(qū)動輪盤(I)且指向所述驅(qū)動輪盤(I)的軸線；所述驅(qū)動輪盤(I)、壓力調(diào)整輪盤(3)和變速滾輪(4)相互接觸的接觸面具有摩擦層， 所述變速滾輪(4)連接有位置調(diào)節(jié)裝置(5)，能夠調(diào)節(jié)所述變速滾輪(4)中心至所述驅(qū)動輪盤⑴中心的距離；所述壓力調(diào)整輪盤(3)上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置(8)，調(diào)節(jié)所述壓力調(diào)整輪盤(3)對所述變速滾輪(4)施加的壓力大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括至少一個傳動錐齒輪(2)，且所述驅(qū)動輪盤⑴和壓力調(diào)整輪盤(3)的外輪緣為錐齒結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動輪盤⑴和所述壓力調(diào)整輪盤(3)與所述傳動錐齒輪(2)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變速滾輪(4)的數(shù)量為兩個，且沿所述驅(qū)動輪盤(I)的軸線對稱布置；所述變速滾輪(4)通過花鍵與變速滾輪軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括兩個變速錐齒輪(71)和一個輸出錐齒輪(72)，所述輸出錐齒輪(72)的軸與所述變速錐齒輪(71)的軸垂直，所述變速錐齒輪(71)分別與所述變速滾輪(4)同軸連接，兩個所述變速錐齒輪(71) —端與所述輸出錐齒輪(72)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括輔助錐齒輪(73);所述輔助錐齒輪(73)與所述輸出錐齒輪(72)的軸線重合，所述輔助錐齒輪(73)與兩個變速錐齒輪(71)的另一端哨合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變速錐齒輪(71)的軸上安裝有一對第一軸承組(61);所述傳動錐齒輪(2)的軸上安裝有一對第二軸承組(62)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)上安裝有壓力傳感器(81)，用于檢測所述壓力調(diào)整輪盤(3)對所述變速滾輪(4)的壓力值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感器(81)為位移傳感器或壓力信號傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述位置調(diào)節(jié)裝置(5)包括螺母螺桿機(jī)構(gòu)、傳動卡環(huán)和驅(qū)動電機(jī)，所述螺桿與所述傳動卡環(huán)連接，所述傳動卡環(huán)與所述變速滾輪連接，驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)所述螺母，通過傳動卡環(huán)改變變速滾輪的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無級變速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)包括液壓閥；所述壓力調(diào)整輪盤(3)的外端部開設(shè)有環(huán)形油槽，所述壓力調(diào)整輪盤(3)的轉(zhuǎn)軸的固定殼體具有臺肩，所述環(huán)形油槽和所述凸肩間隙配合，形成液壓腔，所述臺肩上設(shè)有進(jìn)液道和回液道；通過液壓閥控制所述進(jìn)液道和回液道的開啟和關(guān)閉，控制所述液壓腔內(nèi)液體的壓力，控制所述壓力調(diào)整輪盤(3)的運(yùn)動。
11.一種汽車，其特征在于，該汽車安裝有權(quán)利要求ι- ο任一項(xiàng)所述的無級變速機(jī)構(gòu)， 通過所述變速滾輪(4)輸出轉(zhuǎn)速和扭矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無級變速機(jī)構(gòu)及汽車，包括相互平行設(shè)置的驅(qū)動輪盤和壓力調(diào)整輪盤，驅(qū)動輪盤和壓力調(diào)整輪盤之間具有至少一個變速滾輪，變速滾輪的軸線平行于驅(qū)動輪盤且指向驅(qū)動輪盤的軸線；驅(qū)動輪盤、壓力調(diào)整輪盤和變速滾輪的接觸面具有摩擦層，變速滾輪具有位置調(diào)節(jié)裝置，能夠調(diào)節(jié)變速滾輪中心至驅(qū)動輪盤中心的距離；壓力調(diào)整輪盤上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)壓力調(diào)整輪盤對變速滾輪施加的壓力大小。本發(fā)明提供的無級變速機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速且提高扭矩傳遞的能力。
文檔編號F16H37/02GK102927225SQ20111022833
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者蘇方旭 申請人:北汽福田汽車股份有限公司