專利名稱：行星錐盤摩擦式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變速器結(jié)構(gòu)，特別是行星錐盤摩擦式無級變速器的結(jié)構(gòu)。
行星錐盤摩擦式無級變速器的工作原理如


圖1所示，其基本構(gòu)件包括主動輪1、錐盤行星輪2和轉(zhuǎn)臂3。錐盤行星輪2的端面與主動輪1的端面緊密接觸，并保持足夠的摩擦力來傳遞扭矩。當(dāng)主動輪1轉(zhuǎn)動時，通過摩擦力帶動錐盤行星輪2轉(zhuǎn)動。錐盤行星輪2在環(huán)形夾槽4的約束下一邊繞自己的軸線自轉(zhuǎn)，一邊繞主動輪1的軸線公轉(zhuǎn)。錐盤行星輪2在公轉(zhuǎn)過程中通過其轉(zhuǎn)動軸2a撥動轉(zhuǎn)臂3轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)從主動輪軸1a到轉(zhuǎn)臂軸3a的減速傳動。傳動比的調(diào)節(jié)是通過改變環(huán)形夾槽4的間隙，迫使錐盤行星輪2徑向位移，進(jìn)而改變錐盤行星輪2與主動輪1的接觸半徑來實(shí)現(xiàn)的。由此可見，始終保持錐盤行星輪2與主動輪1緊密接觸并具有足夠摩擦力，是這種變速器正常工作的重要條件。為此，這種變速器都具有一個可軸向壓縮變形的壓力彈簧(通常是數(shù)片疊在一起的碟簧)，壓力彈簧的彈力使錐盤行星輪的端面與主動輪的端面緊密接觸。在已有技術(shù)中，如
圖1所示，壓力彈簧5的一端作用在擋圈6上，另一端通過一個壓環(huán)13作用在錐盤行星輪2上。從變速器的調(diào)速原理不難看出，當(dāng)減速比增大時，錐盤行星輪2徑向遠(yuǎn)離主動輪1，于是壓力彈簧5的軸向壓縮變形減小，彈力減小，導(dǎo)致錐盤行星輪2與主動輪1之間的摩擦力減弱，結(jié)果造成變速器低轉(zhuǎn)速輸出扭矩不足、承載能力弱，以及恒功率特性差等缺點(diǎn)。對于該問題至今尚無有效的解決辦法。
本實(shí)用新型的目的是提供一種低轉(zhuǎn)速輸出扭矩大、承載能力強(qiáng)、恒功率特性好的行星錐盤摩擦式無級變速器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的行星錐盤摩擦式無級變速器包括主動輪、錐盤行星輪，以及一個可軸向壓縮變形的壓力彈簧。壓力彈簧的彈力使錐盤行星輪的端面與主動輪的端面緊密接觸。特別地，本實(shí)用新型還在主動輪的幾何軸線上同軸聯(lián)接有兩個圓環(huán)，其中一個圓環(huán)被周向固定但可軸向移動，另一個圓環(huán)既可周向轉(zhuǎn)動也可軸向移動。兩圓環(huán)一起被夾在一個軸向頂觸件與壓力彈簧之間，其中靠近壓力彈簧的圓環(huán)作為壓力彈簧的彈簧座。在兩圓環(huán)之間相對的端面上設(shè)有相互配合的楔形面，楔形面的傾斜方向使得當(dāng)兩圓環(huán)發(fā)生相互轉(zhuǎn)動時，兩圓環(huán)相互配合的楔形面之間產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力，亦即使得兩圓環(huán)的間距增大。本實(shí)用新型的工作原理如下由于兩圓環(huán)中的一個被周向固定，亦即與主動輪同速轉(zhuǎn)動，而另一個可以靈活地周向轉(zhuǎn)動，因此當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，兩圓環(huán)之間就有可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)角差。而一旦兩圓環(huán)之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)動，兩圓環(huán)相互配合的楔形面之間就會產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力，使兩圓環(huán)的間距增大。而兩圓環(huán)是被一起夾在一個軸向頂觸件與壓力彈簧之間的，且其中靠近壓力彈簧的圓環(huán)作為彈簧座，因此只要兩圓環(huán)的間距增大，就會使壓力彈簧的軸向壓縮變形增大，彈力增加，于是錐盤行星輪與主動輪接觸更緊密，摩擦力更大，從而可傳遞更大的扭矩。由此可見，本實(shí)用新型在工作時通過自動增加所增設(shè)的兩圓環(huán)的間距，來加大壓力彈簧的軸向變形量，以補(bǔ)償?shù)娃D(zhuǎn)速輸出時壓力彈簧變形量的減小，由此提高了變速器低轉(zhuǎn)速時的輸出扭矩和承載能力，大大改善了變速器的恒功率特性。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于增強(qiáng)了行星錐盤摩擦式無級變速器低轉(zhuǎn)速時的輸出扭矩和承載能力，改善了恒功率特性，因此拓寬了這種變速器的應(yīng)用領(lǐng)域。而且由于只要所增設(shè)的兩圓環(huán)之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，彈簧的壓力就會增大，使錐盤行星輪與主動輪之間的摩擦力自行增加，因此本實(shí)用新型實(shí)際上也增強(qiáng)了變速器在各轉(zhuǎn)速比時的輸出扭矩和承載能力，大大提高了變速器的性能。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是已有的行星錐盤摩擦式無級變速器的工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的總體裝配圖；圖3是圖2的A部放大圖；圖4是圖3的B-B剖面放大圖5是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例；圖6是本實(shí)用新型的又一實(shí)施例。
同時參見圖2和圖3，行星錐盤摩擦式無級變速器包括主動輪1、錐盤行星輪2(為使視圖清晰簡潔，圖3只表示出一個錐盤行星輪)，以及一個可軸向壓縮變形的壓力彈簧5，該壓力彈簧由數(shù)片疊在一起的碟簧構(gòu)成。在壓力彈簧的作用下，錐盤行星輪2的端面與主動輪1的端面緊密接觸。在主動輪的幾何軸線上同軸聯(lián)接有兩個圓環(huán)7、8。本實(shí)施例的兩個圓環(huán)均安裝在主動輪的輪柄上，其中一個圓環(huán)7通過導(dǎo)向平鍵9聯(lián)接，被周向固定但可軸向移動，另一個圓環(huán)8沒有鍵聯(lián)接，可靈活地周向轉(zhuǎn)動和軸向移動。兩圓環(huán)一起被夾在錐盤行星輪2與壓力彈簧5之間，亦即本實(shí)施例以錐盤行星輪2作為軸向頂觸件。兩圓環(huán)中靠近壓力彈簧5的圓環(huán)7作為壓力彈簧的彈簧座。壓力彈簧5的另一端作用在一個擋圈10上，使彈簧可產(chǎn)生一個作用在錐盤行星輪2上的壓力。同時參見圖4，在兩圓環(huán)7、8之間相對的端面上設(shè)有相互配合的楔形面，圖中楔形面7a與8a配合、楔形面7b與8b配合。本實(shí)施例還在相互配合的楔形面之間夾有滾動體11。楔形面的傾斜方向使得當(dāng)兩圓環(huán)7、8發(fā)生相互轉(zhuǎn)動時，相互配合的楔形面之間可通過滾動體11產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力，使兩圓環(huán)7、8的間距增大。滾動體11可以是圓柱體或球體，例如可以是鋼球。為了將滾動體11更可靠地定位于相互配合的楔形面之間，本實(shí)施例還設(shè)置了一個滾動體保持架12(為使視圖清晰簡潔，圖4未示出保持架)，該保持架的結(jié)構(gòu)與滾動軸承的保持架類似。當(dāng)然，相互配合的楔形面之間也可彼此直接接觸，例如圖5所示的凹凸面結(jié)構(gòu)，圖中相互配合的楔形面彼此直接接觸。
本實(shí)施例的工作原理是這樣的當(dāng)錐盤行星輪2與主動輪1之間的摩擦力足夠時，錐盤行星輪2與主動輪1之間以及錐盤行星輪2與圓環(huán)8之間沒有滑動摩擦，圓環(huán)8與主動輪1同速轉(zhuǎn)動。而另一個圓環(huán)7在導(dǎo)向平鍵9的約束下，也保持與主動輪1同速轉(zhuǎn)動，于是兩圓環(huán)7、8之間沒有相互轉(zhuǎn)動，兩圓環(huán)間距不變；當(dāng)變速器處于低轉(zhuǎn)速輸出或者因負(fù)載增加導(dǎo)致錐盤行星輪與主動輪之間的摩擦力不足時，錐盤行星輪2與主動輪1之間以及錐盤行星輪2與圓環(huán)8之間便會產(chǎn)生滑動摩擦，于是圓環(huán)7與圓環(huán)8之間便會產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)動。只要兩圓環(huán)7、8發(fā)生相互轉(zhuǎn)動，其相互配合的楔形面之間便通過滾動體11產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力，使兩圓環(huán)的間距增大，于是壓力彈簧5的軸向壓縮變形增大，彈力增加，從而使錐盤行星輪2與主動輪1接觸更緊密、摩擦力更大，達(dá)到增大輸出扭矩的目的。從本實(shí)施例的工作原理可知，在設(shè)計圓環(huán)8的具體結(jié)構(gòu)尺寸時，應(yīng)使其與錐盤行星輪2的接觸半徑同主動輪1與錐盤行星輪2的接觸半徑相同，以保證當(dāng)錐盤行星輪2與主動輪1之間的摩擦力足夠時，圓環(huán)8與主動輪1同速轉(zhuǎn)動。
圖6是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例。與圖3相比，該實(shí)施例的兩個圓環(huán)14、15位于壓力彈簧5的另一側(cè)，其中圓環(huán)14通過導(dǎo)向平鍵16與主動輪1的輪柄聯(lián)接，被周向固定但可軸向移動，另一個圓環(huán)15沒有鍵聯(lián)接，可靈活地周向轉(zhuǎn)動和軸向移動。兩圓環(huán)14、15一起被夾在一個擋圈17與壓力彈簧5之間，亦即本實(shí)施例以擋圈17作為軸向頂觸件。兩圓環(huán)中靠近壓力彈簧5的圓環(huán)15作為壓力彈簧的彈簧座。壓力彈簧5的另一端與已有技術(shù)一樣，通過一個壓環(huán)13作用在錐盤行星輪2上。兩圓環(huán)14、15之間相互配合的楔形面結(jié)構(gòu)與圖3所示實(shí)施例相同。本實(shí)施例工作原理與圖3所示實(shí)施例類似，當(dāng)錐盤行星輪2與主動輪1之間的摩擦力足夠時，兩圓環(huán)14、15之間沒有相互轉(zhuǎn)動，兩圓環(huán)間距不變當(dāng)變速器處于低轉(zhuǎn)速輸出或者因負(fù)載增加導(dǎo)致推盤行星輪與主動輪之間的摩擦力不足時，圓環(huán)14與圓環(huán)15之間便會產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)動，于是兩圓環(huán)相互配合的的楔形面之間便通過滾動體11產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力，使兩圓環(huán)14、15的間距增大，于是壓力彈簧5的軸向壓縮變形增大，彈力增加，使錐盤行星輪2與主動輪1之間的摩擦力增加，從而同樣達(dá)到了增大輸出扭矩的目的。
與圖6所示的實(shí)施例相比，圖3所示的實(shí)施例具有安裝零件少、結(jié)構(gòu)簡單而且軸向安裝尺寸小的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種行星錐盤摩擦式無級變速器，包括主動輪、錐盤行星輪，以及一個可軸向壓縮變形的壓力彈簧，壓力彈簧的彈力使錐盤行星輪的端面與主動輪的端面緊密接觸，其特征是在主動輪的幾何軸線上還同軸聯(lián)接有兩個圓環(huán)，其中一個圓環(huán)被周向固定但可軸向移動，另一個圓環(huán)既可周向轉(zhuǎn)動也可軸向移動，兩圓環(huán)一起被夾在一個軸向頂觸件與壓力彈簧之間，其中靠近壓力彈簧的圓環(huán)作為壓力彈簧的彈簧座，在兩圓環(huán)之間相對的端面上設(shè)有相互配合的楔形面，楔形面的傾斜方向使得當(dāng)兩圓環(huán)發(fā)生相互轉(zhuǎn)動時，兩圓環(huán)相互配合的楔形面之間產(chǎn)生相互排斥的軸向楔緊力。
2.如權(quán)利要求1所述的變速器，其特征是以錐盤行星輪作為所述的軸向頂觸件，兩圓環(huán)一起被夾在錐盤行星輪與壓力彈簧之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變速器，其特征是在兩圓環(huán)相互配合的楔形面之間夾有滾動體。
4.如權(quán)利要求3所述的變速器，其特證是所述的滾動體是球體。
專利摘要一種行星錐盤摩擦式無級變速器,包括主動輪、錐盤行星輪,以及一個使錐盤行星輪與主動輪緊密接觸的壓力彈簧。其主要特點(diǎn)是在主動輪的幾何軸線上還同軸聯(lián)接有兩個圓環(huán),其中一個被周向固定但可軸向移動,另一個既可周向轉(zhuǎn)動也可軸向移動,兩圓環(huán)一起被夾在一個軸向頂觸件與壓力彈簧之間。本實(shí)用新型在工作時可自動增加壓力彈簧的壓力,使錐盤行星輪與主動輪之間的摩擦力增加,從而提高了變速器的輸出扭矩和承載能力,改善了恒功率特性。
文檔編號F16H15/00GK2477894SQ0123575
公開日2002年2月20日 申請日期2001年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月6日
發(fā)明者劉光 申請人:廣東星光機(jī)電有限公司