本發(fā)明涉及汽車變速器領(lǐng)域，特別地，涉及一種新型無級變速器金屬帶，能夠有效降低無級變速器的摩擦損失。

背景技術(shù)：

金屬帶式無級變速器的速比連續(xù)變化特性可以使動力源持續(xù)工作在最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，并且無換擋沖擊，具有極佳的燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性，是一種理想的車輛傳動裝置，在車輛中得到了廣泛應(yīng)用。

然而，與其他類型的車輛變速裝置相比，金屬帶式無級變速器的變速機(jī)構(gòu)為摩擦傳動，其摩擦損失較高，這在一定程度上抵消了無級變速所帶來的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。變速機(jī)構(gòu)摩擦損失主要包括鋼環(huán)組與金屬片之間的摩擦損失、金屬片與帶輪錐面間的摩擦損失以及各層鋼環(huán)間的摩擦損失。如圖1和2所示，其中鋼環(huán)摩擦損失是由于金屬片現(xiàn)有節(jié)圓棱線18a與鋼環(huán)組2內(nèi)表面間存在間距，使得現(xiàn)有金屬片1a與鋼環(huán)組2存在相對滑動所導(dǎo)致的。

圖1和2是現(xiàn)有的金屬帶結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)有金屬片1a及對稱布置的兩束鋼環(huán)組2構(gòu)成，鋼環(huán)組2內(nèi)表面與現(xiàn)有金屬片1a鞍面31接觸。在現(xiàn)有金屬片1a鞍面31下方有第一平面12a與第二平面15a相交形成的現(xiàn)有節(jié)圓棱線18a，實際運(yùn)用中，現(xiàn)有節(jié)圓棱線18a成圓角后，形成一微小圓弧棱面，該圓弧棱面的作用是為前后金屬片的配合提供一個線接觸面，即一個旋轉(zhuǎn)中心，各金屬片可以以該線接觸面作為支點(diǎn)輕微擺動。金屬帶工作在與帶輪接觸的圓弧段時，各金屬片的第二平面15a緊密貼合，各現(xiàn)有金屬片1a現(xiàn)有節(jié)線20a形成連續(xù)的弧狀節(jié)圓與帶輪接觸，形成穩(wěn)定的速比，當(dāng)現(xiàn)有金屬片1a工作在直線段時，各現(xiàn)有金屬片1a的第一平面12a緊密貼合，現(xiàn)有金屬片1a成直線排列狀態(tài)，以形成穩(wěn)定的推擠力用于傳遞轉(zhuǎn)矩。由以上原理分析可知，現(xiàn)有的金屬片結(jié)構(gòu)中，設(shè)置在鞍面31下方的第一平面12a使得鋼環(huán)內(nèi)表面與鞍面31間必然存在間距。

圖3是現(xiàn)有金屬帶的運(yùn)動示意圖。定義變速機(jī)構(gòu)的主動帶輪4輸入角速度為ω1，主動帶輪4節(jié)圓半徑為r1，從動帶輪5輸出角速度為ω2，從動帶輪5節(jié)圓半徑為r2，現(xiàn)有金屬片1a節(jié)圓線32與鋼環(huán)組2內(nèi)表面間的距離為h。金屬帶的速比i可表示為：

i＝ω1/ω2＝r2/r11-1)

由于鋼環(huán)組2內(nèi)表面與現(xiàn)有金屬片1a的鞍面31接觸，現(xiàn)假設(shè)鋼環(huán)組2內(nèi)表面與鞍面31間沒有相對滑動，那么主動帶輪4上鋼環(huán)組2內(nèi)表面的線速度可表示為：

υ1＝ω1(r1+h)1-2

從動帶輪4上鋼環(huán)組2內(nèi)表面的線速度可表示為：

υ2＝ω2(r2+h)1-3

結(jié)合式1-1、1-2及1-3式可知，使υ1＝υ2的必要前提是i＝1。在i≠1的情況下，即主動帶輪4半徑與從動帶輪5半徑不相等的情況下，主動帶輪4和從動帶輪5上鋼環(huán)內(nèi)表面的速度不一致，這說明鋼環(huán)組2內(nèi)表面與金屬片3鞍面31之間存在相對滑動，鋼環(huán)組2的實際速度位于υ1與υ2之間。由于鋼環(huán)組2在工作過程中是被張緊的，其內(nèi)表面與鞍面31之間存在摩擦力，摩擦力與相對滑動速度的乘積即為摩擦損失功率。由上可知，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，由于現(xiàn)有金屬片1a現(xiàn)有節(jié)線20a與鋼環(huán)組2內(nèi)表面之間存在間距，現(xiàn)有金屬片1a與鋼環(huán)組2之間的摩擦損失是不可避免的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了降低金屬帶式無級變速器的摩擦損失，本發(fā)明提供了一種新型的金屬帶結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用內(nèi)嵌式單束鋼環(huán)結(jié)構(gòu)，將金屬片鞍面設(shè)置成與金屬片節(jié)圓位置齊平，使金屬片與鋼環(huán)線速度相等，完全消除了鋼環(huán)組與金屬片之間的摩擦損失，同時降低了金屬片的高度尺寸，使變速器的結(jié)構(gòu)更加緊湊。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

一種新型的無級變速器金屬帶結(jié)構(gòu)，包括金屬片和鋼環(huán)組，所述金屬片上部內(nèi)凹成形有凹槽，凹槽的槽口兩邊邊緣向中部延伸成形有擋邊；金屬片通過凹槽與鋼環(huán)組卡合連接；凹槽的兩側(cè)設(shè)置金屬片的節(jié)圓棱線,節(jié)圓棱線與凹槽底部平面平齊。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述凹槽為方形槽。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述鋼環(huán)組的凹槽底部的寬度大于鋼環(huán)組的寬度；兩個擋邊之間槽口的寬度小于鋼環(huán)組的寬度。

進(jìn)一步的改進(jìn),所述凹槽的兩側(cè)為金屬片的上部平面,上部平面下方固定有中部平面；金屬片的上部平面與中部平面相交，上部平面與中部平面的交接線處形成金屬片的節(jié)圓棱線金屬片的上部平面與中部平面相交，兩平面的交接線處形成金屬片的節(jié)圓棱線。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述金屬片中部平面的中心位置設(shè)有與中部平面表面垂直的圓柱形定位凸塊，并且在中部平面背面中心位置設(shè)有與定位凸塊配合定位沉孔；定位沉孔與定位凸塊在徑向及軸向方向均為間隙配合。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述定位凸塊和定位沉孔均為圓柱形。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述中部平面與方形槽底部兩端連接的位置上開有排油槽，排油槽由上至下貫穿布置，排油槽的底部與下部平面齊平。。

進(jìn)一步的改進(jìn)，金屬片的上部平面位于凹槽兩側(cè)；通過設(shè)置上部平面與中部平面的交線設(shè)置節(jié)圓棱線的位置，通過設(shè)置方形槽的深度調(diào)整鋼環(huán)組內(nèi)表面的位置，從而使得節(jié)圓棱線與鋼環(huán)組內(nèi)表面間的相對位置可任意設(shè)置。

進(jìn)一步的改進(jìn)，多個金屬片逐片首尾相接布置在鋼環(huán)組上，每個金屬片上定位凸塊與前一個金屬片的定位沉孔匹配定位，每個金屬片上的定位沉孔供后一個金屬片的定位凸塊匹配定位，形成整體金屬帶。

一種新型的無級變速器金屬帶用金屬片，所述金屬片上部內(nèi)凹成形有凹槽，凹槽的槽口兩邊邊緣向中部延伸成形有擋邊；金屬片通過凹槽與鋼環(huán)組卡合連接；凹槽的兩側(cè)設(shè)置金屬片的節(jié)圓棱線,節(jié)圓棱線與凹槽底部平面平齊。

本發(fā)明提供的金屬帶結(jié)構(gòu)，由金屬片及鋼環(huán)組組成。所述金屬片上部開有中心對稱的方形槽，鋼環(huán)組安裝在方形槽底部，方形槽槽口上端邊緣向中心延伸，形成擋邊，方形槽槽口上部的缺口略小于鋼環(huán)組的寬度，方形槽底部的寬度略大于鋼環(huán)組的寬度。金屬片上部平面與中部平面成一微小角度，金屬片上部平面與中部平面交接線形成金屬片節(jié)圓棱線，并與方形槽底部平面平齊。下部平面比中部平面略低，中部平面及下部平面區(qū)域的邊緣為與主動帶輪及從動帶輪錐面相配合的側(cè)向接觸面，并且中心對稱，節(jié)線部位是側(cè)向接觸面與帶輪錐面接觸的頂端平齊，主動帶輪及從動帶輪的實際工作半徑由此確定。中部平面的中心位置設(shè)有與其表面垂直的圓柱形定位凸塊，并且在背面中心位置設(shè)有與其表面垂直的圓柱形定位沉孔。定位沉孔與定位凸塊在徑向及軸向方向均為間隙配合。在中部平面與方形槽底部兩端連接位置上開有排油槽，排油槽由上至下貫穿布置，其底部與下部平面齊平。

本發(fā)明所述的金屬片在實際運(yùn)用中，節(jié)圓棱線圓角后，形成一微小圓弧棱面，該圓弧棱面為前后金屬片的配合提供一個線接觸面，即一個旋轉(zhuǎn)中心，各金屬片可以以該線接觸面作為支點(diǎn)輕微擺動。金屬帶工作在與帶輪接觸的圓弧段時，各金屬片的中部平面緊密貼合，節(jié)線形成連續(xù)的弧狀節(jié)圓與帶輪接觸，形成穩(wěn)定的速比，當(dāng)金屬片工作在直線段時，各金屬片的上部平面緊密貼合，金屬片恢復(fù)成直線狀態(tài)，以形成穩(wěn)定的推擠力用于傳遞轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明所述的金屬片中，由于鋼環(huán)組中心嵌入式布置，上部平面位于方形槽兩側(cè)，一方面可通過設(shè)置上部平面與中部平面的交線來設(shè)置節(jié)圓棱線的位置，另一方面可通過設(shè)置方形槽的深度來調(diào)整鋼環(huán)組內(nèi)表面的位置，因此，在此結(jié)構(gòu)上，節(jié)圓棱線與鋼環(huán)組內(nèi)表面間的相對位置可任意設(shè)置，在本例中，將節(jié)圓棱線與方形槽底部設(shè)置成平齊，使得鋼環(huán)組內(nèi)表面與方形槽底部之間的無相對運(yùn)動，從而消除了鋼環(huán)摩擦損失。

鋼環(huán)組由多層環(huán)形鋼環(huán)堆疊而成。

金屬片與鋼帶組組裝時，首先將單層鋼環(huán)堆疊成鋼環(huán)組，然后逐個地將金屬片卡裝在鋼環(huán)組上，安裝時，首先將金屬片的一端嵌入方形槽內(nèi)，使其緊貼其側(cè)壁，然后借助鋼環(huán)組在寬度方向的柔性，使其適當(dāng)彎曲后將另一端嵌入方形槽中。所有的金屬片逐片首尾相接布置在鋼帶組上，金屬片上的定位塊與前一個金屬片的定位孔匹配定位，定位孔供后一個金屬片的定位塊匹配定位，形成整體金屬帶。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有金屬帶的正面截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有金屬帶的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有金屬帶的運(yùn)動示意圖；

圖4為本發(fā)明金屬帶正面截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明金屬片的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明金屬片的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明金屬片的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖8為本發(fā)明的金屬片在圓弧段的工作示意圖；

圖9為本發(fā)明的金屬片在直線段的工作示意圖；

圖10為本發(fā)明的金屬帶整體示意圖

圖11為本發(fā)明涉及的無級變速器傳動模塊工作示意圖

附圖標(biāo)記說明

1.金屬片，1a.現(xiàn)有金屬片(現(xiàn)有結(jié)構(gòu))，2.鋼環(huán)組，4.主動帶輪，5.從動帶輪，6.金屬帶；

10.方形槽，11.擋邊，12.上部平面，12a.第一平面(現(xiàn)有結(jié)構(gòu))，13.側(cè)向接觸面，14.排油槽，15.上部平面，15a.第二平面(現(xiàn)有結(jié)構(gòu))，16.下部平面，17.定位凸塊，18.節(jié)圓棱線(本發(fā)明)，18a.現(xiàn)有節(jié)圓棱線(現(xiàn)有結(jié)構(gòu)),19.定位沉孔；20.節(jié)線(本發(fā)明)，20a.現(xiàn)有節(jié)線(現(xiàn)有結(jié)構(gòu))，

31.鞍面；

具體實施方式

如圖4-7所示,本發(fā)明所述的金屬帶由多個金屬片1及內(nèi)嵌式安裝的鋼環(huán)組2構(gòu)成，鋼環(huán)組2內(nèi)表面與金屬片1方形槽10底部接觸。在金屬片1方形槽10左右兩側(cè)的上部平面12與方形槽下部的中部平面15相交形成的節(jié)圓棱線18，該棱線與金屬片1側(cè)向接觸面13頂部的節(jié)線20平齊，主動帶輪4及從動帶輪5的實際工作半徑由此確定。實際運(yùn)用中，節(jié)圓棱線18圓角后，形成一微小圓弧棱面，該圓弧棱面為前后金屬片1的配合提供一個線接觸面，即一個旋轉(zhuǎn)中心，各金屬片1可以以該線接觸面作為支點(diǎn)輕微擺動。如圖8所示,金屬帶6工作在與帶輪接觸的圓弧段時，各金屬片的中部平面15緊密貼合，節(jié)線20形成連續(xù)的弧狀節(jié)圓與帶輪接觸，形成穩(wěn)定的速比，如圖9所示,當(dāng)金屬片1工作在直線段時，各金屬片1的上部平面12緊密貼合，金屬片1成直線排列狀態(tài)，以形成穩(wěn)定的推擠力用于傳遞轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明所述的金屬片1中，由于鋼環(huán)組2中心嵌入式布置，上部平面12位于方形槽兩側(cè)，一方面可通過設(shè)置上部平面12與中部平面15的交線來設(shè)置節(jié)圓棱線18的位置，另一方面可通過設(shè)置方形槽10的深度來調(diào)整鋼環(huán)組2內(nèi)表面的位置，因此，在此結(jié)構(gòu)上，節(jié)圓棱線18與鋼環(huán)組2內(nèi)表面間的相對位置可任意設(shè)置，在本例中，將節(jié)圓棱線18與方形槽10底部設(shè)置成平齊，使得鋼環(huán)組內(nèi)表面與方形槽底部之間的無相對運(yùn)動，從而消除了鋼環(huán)摩擦損失。

如圖10所示,本發(fā)明所述的金屬帶6組裝時，首先將單層鋼環(huán)堆疊成鋼環(huán)組2，然后逐個地將金屬片1卡裝在鋼環(huán)組上。安裝時，首先將金屬片1的一端嵌入方形槽10內(nèi)，使其緊貼其側(cè)壁，然后借助鋼環(huán)組在寬度方向的柔性，使其適當(dāng)彎曲后將另一端嵌入方形槽10中。所有的金屬片1逐片首尾相接布置在鋼環(huán)組2上，金屬片1上定位塊17與前一個金屬片1的定位孔19匹配定位，定位孔19供后一個金屬片1的定位塊17匹配定位，形成整體金屬帶6。

如圖11所示,本發(fā)明所述的金屬帶6安裝在主動帶輪4及從動帶輪5之間，其中主動帶輪4由主動帶輪軸41和主動輪42構(gòu)成，從動帶輪5由從動帶輪軸52和從動輪51構(gòu)成，設(shè)置在主動輪42及從動輪51端部的液壓油缸可分別驅(qū)動主動輪42及從動輪51沿軸向移動，以此來調(diào)節(jié)金屬帶6在主動帶輪4及從動帶輪5上的嚙合半徑，從而實現(xiàn)速比的無級變化。

如圖7所示,本發(fā)明所述的金屬帶6運(yùn)行過程中通過油液噴淋的方式進(jìn)行冷卻潤滑，油液可通過方形槽10上部開口處進(jìn)入槽底，并通過底部兩端的排油槽14流出，實現(xiàn)對鋼環(huán)組2的冷卻潤滑。

本發(fā)明所述的金屬帶6在運(yùn)行過程中，金屬片節(jié)圓棱線18與鋼環(huán)組2內(nèi)表面齊平，其理論運(yùn)行半徑一致，這使得金屬片1與鋼環(huán)組2無相對運(yùn)動，從而完全消除了鋼環(huán)組2與金屬片1之間的摩擦損失。

本發(fā)明所述的金屬片1采用內(nèi)嵌式的方形槽10結(jié)構(gòu)放置鋼環(huán)組2，與已有的現(xiàn)有金屬片1a相比，金屬片1在高度方向的尺寸得以減小，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。