專利名稱：等效直徑可調(diào)鏈輪裝置、無級變速裝置及動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等效直徑可調(diào)鏈輪裝置及包含該鏈輪裝置的無級變速裝置以及 動(dòng)力系統(tǒng)，特別是一種可以應(yīng)用于汽車或摩托車的無級變速裝置。
背景技術(shù)：
歐洲專利EP 1 759910 A2公開了一種帶式無級變速器，該無級變速器采用V形傳 動(dòng)帶，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅對所用元器件特別是對帶的材質(zhì)要求苛刻，而且對加工和組裝精度也 有著極高的要求，造價(jià)昂貴。此外，其基本工作原理是摩擦傳動(dòng)，因此，容易打滑、發(fā)生磨損， 傳動(dòng)效率低。中國專利CN86101553A公開了一種用撓性牽引元件傳動(dòng)的變速器，該裝置的鏈輪 由8個(gè)牽引元件即2個(gè)不能轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形齒輪和6個(gè)能旋轉(zhuǎn)的無齒托輪組成。該8個(gè)牽引元 件套裝在8根連接短軸上，通過主動(dòng)盤與從動(dòng)盤的相對轉(zhuǎn)動(dòng)迫使該連接短軸沿著半徑向內(nèi) 或向外移動(dòng)。由于該裝置僅通過一個(gè)扇形齒輪與鏈條連接來傳遞動(dòng)力，而與其他無齒托輪 摩擦傳動(dòng)，因此，該裝置容易打滑，發(fā)生磨損，傳動(dòng)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種利用鏈輪進(jìn)行動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳 輸?shù)臒o級變速的技術(shù)思想，旨在解決利用簡單的結(jié)構(gòu)，對包括汽車和摩托車在內(nèi)的動(dòng)力和 運(yùn)動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)的變速特性進(jìn)行調(diào)整。即，提供一種等效直徑可調(diào)的鏈輪裝置、一種使用該鏈 輪裝置的無級變速裝置以及一種設(shè)置有該無級變速裝置的動(dòng)力系統(tǒng)，例如，汽車或摩托車。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種等效直徑可調(diào)鏈輪裝置，包括基盤，基盤上 安裝有至少三個(gè)小鏈輪，這些小鏈輪均設(shè)置有齒，并且，這些小鏈輪通過改變它們節(jié)圓外切 圓直徑的方式在基盤上移動(dòng)。優(yōu)選地，本發(fā)明的鏈輪裝置，小鏈輪之一相對基盤固定，其它小鏈輪相對于基盤轉(zhuǎn) 動(dòng)，并且，相對于該固定的小鏈輪，位于其兩側(cè)的其它小鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。優(yōu)選地，本發(fā)明的鏈輪裝置還包括溝槽，其設(shè)置在基盤上，并且，每個(gè)溝槽中設(shè)置 有一個(gè)小鏈輪，該小鏈輪能夠沿著該溝槽移動(dòng)。優(yōu)選地，本發(fā)明的鏈輪裝置中，溝槽呈放射狀設(shè)置，或者與基盤圓心與小鏈輪圓心 的連線成角度地設(shè)置。優(yōu)選地，該溝槽是從基盤的同心圓上引出的曲線槽，該曲線槽的形狀為漸開線。優(yōu)選地，小鏈輪沿基盤的周向均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種無級變速裝置，該裝置包括驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng) 輪以及以張緊方式連接在驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的鏈條，其中，驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪中的至少一個(gè) 包括根據(jù)本發(fā)明的鏈輪裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明還提供一種包括上述無級變速裝置的動(dòng)力系統(tǒng)， 如，汽車或摩托車。
在本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置中，小鏈輪能以改變他們節(jié)圓外切圓直徑的方 式在基盤上移動(dòng)，鏈條基本上沿著節(jié)圓外切圓放置和運(yùn)動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變的傳動(dòng)半 徑。由于鏈輪具有結(jié)構(gòu)簡單，制造加工工藝簡便，原材料成本較低的特點(diǎn)，因此容易制造且 造價(jià)低廉。此外，由于鏈輪不會(huì)像V形帶那樣出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因此使用本發(fā)明的等效直徑可 調(diào)鏈輪裝置可獲得較高的傳動(dòng)效率。根據(jù)本發(fā)明的無級變速裝置和動(dòng)力系統(tǒng)，由于采用了本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪 裝置，因此可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變的無級變速功能。此外，由于鏈輪和鏈條具有結(jié)構(gòu)簡單，制造加 工工藝簡便，原材料成本較低的特點(diǎn)，因此本發(fā)明的無級變速裝置容易制造且造價(jià)低廉，維 護(hù)成本也比較低。此外，由于鏈輪與鏈條傳動(dòng)中不會(huì)出現(xiàn)帶與帶輪傳動(dòng)中的打滑現(xiàn)象，因此 使用本發(fā)明的無級變速裝置可獲得較高的傳動(dòng)效率。


圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的一個(gè)實(shí)施方式；圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的一個(gè)實(shí)施方式的直徑 變換原理；圖3表示本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的溝槽的另一種結(jié)構(gòu)；圖4表示本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的溝槽的其他結(jié)構(gòu)；圖5示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的無級變速裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的一個(gè)實(shí)施方式。如圖1所示，等效直徑可調(diào)鏈輪裝置10包括基盤1，基盤1上設(shè)置有八條徑向溝槽 6，這些溝槽6沿基盤1的周向呈放射狀均勻分布(圖1中溝槽6沿基盤1的徑向布置)，每 個(gè)溝槽6中安裝有一個(gè)小鏈輪4，各小鏈輪4能在各自對應(yīng)的溝槽6內(nèi)沿徑向向內(nèi)、向外移 動(dòng)。各小鏈輪4上設(shè)置有多個(gè)齒，其可以與鏈條嚙合連接。圖1中最左側(cè)的小鏈輪4作為 基準(zhǔn)不可相對基盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，其它小鏈輪4可被驅(qū)動(dòng)而相對于基盤1 (或最左側(cè)的基準(zhǔn)鏈輪) 轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，也可將其中一個(gè)鏈輪4用滾輪替換。圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的一個(gè)實(shí)施方式的直徑 變換原理。用數(shù)個(gè)小鏈輪41-45組成一個(gè)等效的大鏈輪即鏈輪裝置10，通過改變小鏈輪 41-45的位置來改變等效大鏈輪的等效直徑，從而實(shí)現(xiàn)用鏈傳動(dòng)的無級變速功能。圖3示出了本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的溝槽的另一種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的溝 槽6不與徑向重疊，而是與徑向成一定夾角。圖4示出了表示本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置的溝槽的有一種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu) 的溝槽6是從基盤的同心圓上引出的曲線槽，該曲線的形狀優(yōu)選為漸開線。圖5示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的無級變速裝置1000。如圖5所示，本發(fā)明的無 級變速裝置1000包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈輪100和一個(gè)從動(dòng)鏈輪100’以及一個(gè)環(huán)形鏈條3，其中， 驅(qū)動(dòng)鏈輪100和從動(dòng)鏈輪100’均由本發(fā)明的等效直徑可調(diào)鏈輪裝置構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)鏈輪100和 從動(dòng)鏈輪100’上分別包括基盤1、1’，基盤1、1’上分別設(shè)置有八條徑向溝槽6、6’，這些溝槽6、6’分別沿基盤1、1’的周向呈放射狀均勻分布，每個(gè)溝槽6、6’中分別安裝有一個(gè)小鏈 輪4、4’，各小鏈輪4、4’能在各自對應(yīng)的溝槽6、6’內(nèi)沿徑向向內(nèi)、向外移動(dòng)。圖5中基盤1 上最左側(cè)的小鏈輪4作為基準(zhǔn)不可相對基盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，其它小鏈輪4可被驅(qū)動(dòng)而相對于基盤 1轉(zhuǎn)動(dòng)；基盤1’上最左側(cè)的小鏈輪4’作為基準(zhǔn)不可相對基盤1’轉(zhuǎn)動(dòng)，其它小鏈輪4’可被 驅(qū)動(dòng)而相對于基盤1’轉(zhuǎn)動(dòng)。鏈條3張緊掛在各小鏈輪4、4’上。下面參照圖2簡要說明根據(jù)本發(fā)明的無級變速裝置的等效直徑的調(diào)節(jié)原理。在本發(fā)明的無級變速裝置中，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)鏈輪100的基盤1上小鏈輪41-45在 基盤1上溝槽6內(nèi)的徑向位置，改變多個(gè)小鏈輪41-45的節(jié)圓的外接圓的直徑。該外接圓 相當(dāng)于一個(gè)由各小鏈輪4組成的等效的大鏈輪的節(jié)圓。在改變了等效的大鏈輪的節(jié)圓直徑 時(shí)，等效大鏈輪在小鏈輪41-45之間的節(jié)圓的弧線長度也將發(fā)生了變化。本發(fā)明為了吸收 這個(gè)變化，確保鏈條與鏈輪的有效嚙合，在基盤1上確定一個(gè)基準(zhǔn)5 (如圖5所示)，以此來 確定小鏈輪的徑向移動(dòng)距離和周向轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系。小鏈輪的徑向移動(dòng)距離等于等效大鏈 輪的等效半徑的變化量P = R1-R2，小鏈輪的周向轉(zhuǎn)動(dòng)角度等于aX (Rl_R2)/r，其中r為小 鏈輪的節(jié)圓半徑，a為小鏈輪與基準(zhǔn)5之間的弧度角。如圖5所示，在基準(zhǔn)5的兩側(cè)，小鏈 輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，離開基準(zhǔn)越遠(yuǎn)的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大(角度b < c < d)。如果預(yù)先選 定了某一個(gè)小鏈輪的圓心為此基準(zhǔn)的話，在調(diào)整中該小鏈輪將不轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其可以作成只 能沿徑向移動(dòng)而不能沿其軸芯轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。以圖2為例，設(shè)定圖2最左側(cè)的鏈輪41 (設(shè)為基準(zhǔn)鏈輪)相對于基盤1是不能轉(zhuǎn) 動(dòng)的，其它鏈輪42-45均可以相對于該基盤1轉(zhuǎn)動(dòng)。鏈條與該最左側(cè)小鏈輪41以及上、下 兩側(cè)的四個(gè)小鏈輪42-45嚙合。當(dāng)這些小鏈輪41-45從所形成的最大直徑的狀態(tài)沿著各自 的溝槽6朝向基盤1的圓心(即，徑向向內(nèi))移動(dòng)時(shí)(也就是說，所形成的等效大鏈輪的節(jié) 圓直徑變小時(shí))，由于圖2最左側(cè)的小鏈輪41不相對于基盤1轉(zhuǎn)動(dòng)，而位于其上側(cè)的兩個(gè)小 鏈輪42、43相對于基盤(或該最左側(cè)小鏈輪41)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，其中，位于最上側(cè)的 鏈輪43轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大于鄰近該基準(zhǔn)鏈輪的小鏈輪42的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。從而使得位于其上側(cè)的 兩個(gè)小鏈輪42、43保持與鏈條嚙合。而位于該最左側(cè)小鏈輪41下方的兩個(gè)小鏈輪44、45 分別相對于基盤(或該最左側(cè)小鏈輪41)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，其中，位于最下側(cè)的小鏈輪 45轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大于鄰近該基準(zhǔn)鏈輪41的小鏈輪44的角度。從而使得位于其下方的兩個(gè)小 鏈輪44、45也保持與鏈條嚙合。這些小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以根據(jù)上面所述的計(jì)算方法計(jì)算 得出。在基準(zhǔn)鏈輪(如圖2所設(shè)定的基準(zhǔn)鏈輪)的兩側(cè)，小鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，并且，離 基準(zhǔn)越遠(yuǎn)的鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度越大。從而，通過位于基準(zhǔn)鏈輪兩側(cè)的小鏈輪沿不同方向轉(zhuǎn)動(dòng) 消除了鏈輪與鏈條之間的節(jié)距差。實(shí)現(xiàn)小鏈輪4在基盤1上溝槽6內(nèi)的徑向移動(dòng)，可以采用機(jī)械領(lǐng)域慣常的手段來 設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，只要能使小鏈輪4沿徑向移動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度的結(jié)構(gòu)都是可以的，例如 蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，齒輪齒條結(jié)構(gòu)等。根據(jù)本發(fā)明，通過改變由多個(gè)小鏈輪形成的等效的大鏈輪的節(jié)圓直徑來實(shí)現(xiàn)連續(xù) 可變的無極變速功能。并且，該裝置中，通過將基準(zhǔn)鏈輪相對于基盤固定，而使位于其兩側(cè) 的其他鏈輪沿彼此相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了鏈輪與鏈條之間的節(jié)距差。并且，由于鏈條與多 個(gè)小鏈輪嚙合連接，從而，該裝置防止打滑，并且減少了磨損，提高了傳動(dòng)效率。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種等效直徑可調(diào)的鏈輪裝置，其特征在于，包括基盤(1)，其上安裝有至少三個(gè)小 鏈輪G)，所述至少三個(gè)小鏈輪(4)均設(shè)置有齒，所述小鏈輪(4)通過改變它們節(jié)圓外切圓 直徑的方式在基盤(1)上移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈輪裝置，其特征在于，所述小鏈輪(4)之一相對所述基盤 (1)固定，其它小鏈輪(4)相對于所述基盤(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且，相對于該固定的小鏈輪，位于其 兩側(cè)的所述其它小鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈輪裝置，還包括溝槽(6)，其設(shè)置在所述基盤(1)上，并且，每個(gè)所述溝槽(6)中設(shè)置有一個(gè)所述小鏈輪 G)，所述小鏈輪(4)能夠沿著該溝槽(6)移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈輪裝置，其特征在于，所述溝槽(6)呈放射狀設(shè)置，或者與 所述基盤(1)圓心與所述小鏈輪圓心的連線成角度地設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈輪裝置，其特征在于，所述溝槽(6)是從所述基盤的同心圓 上引出的曲線槽，所述曲線槽的形狀為漸開線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈輪裝置，其特征在于，所述小鏈輪(4)沿所述基盤(1)的周 向均勻分布。
7.一種無級變速裝置，其特征在于，其包括驅(qū)動(dòng)輪(100)；從動(dòng)輪(100，)；鏈條(3)，其以張緊方式連接在所述驅(qū)動(dòng)輪(100)和從動(dòng)輪(100’ )上，其中，所述驅(qū)動(dòng)輪(100)和所述從動(dòng)輪(100’)中的至少一個(gè)包括根據(jù)權(quán)利要求1-6任 一項(xiàng)所述的鏈輪裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的無級變速裝置，其特征在于，所述鏈條C3)連接在所述驅(qū)動(dòng)輪和 所述從動(dòng)輪的小鏈輪(4、4’ )上。
9.一種動(dòng)力系統(tǒng)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)；以及根據(jù)權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的無級變速裝置，用于將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū) 動(dòng)輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)為汽車或摩托車。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等效直徑可調(diào)的鏈輪裝置、使用該鏈輪裝置的無級變速裝置以及包括該無級變速裝置的動(dòng)力裝置。該鏈輪裝置包括基盤，該基盤上安裝有至少三個(gè)小鏈輪，這些小鏈輪均設(shè)置有齒，并且，這些小鏈輪通過改變它們節(jié)圓外切圓直徑的方式在基盤上移動(dòng)。本發(fā)明提出了一種利用鏈輪進(jìn)行動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)臒o級變速的技術(shù)思想，其能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)，對包括汽車和摩托車在內(nèi)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)的變速特性進(jìn)行調(diào)整，其防止了打滑，減少了磨損，并提高了傳動(dòng)效率。
文檔編號F02B61/06GK102062196SQ20101020072
公開日2011年5月18日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者楊魯川 申請人:楊魯川