專(zhuān)利名稱(chēng)：弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于汽車(chē)變速傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及汽車(chē)無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)裝置。
二背景技術(shù)：
汽車(chē)變速傳動(dòng)裝置主要分為有級(jí)齒輪傳動(dòng)裝置和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置。傳統(tǒng)的有級(jí)齒輪傳動(dòng)裝置是通過(guò)改變不同齒輪副的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)速比調(diào)節(jié)，其主要缺點(diǎn)是在換檔時(shí)造成輸出扭矩非連續(xù)變化或中斷，引起傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)沖擊，導(dǎo)致汽車(chē)行駛振動(dòng)大。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置，特別是具有高承載能力的弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器，解決了換檔帶來(lái)的振動(dòng)沖擊，并獲得連續(xù)的輸出扭矩，使汽車(chē)行駛平穩(wěn)，因而有較好的應(yīng)用前景。但是弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的速比調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要采用液壓控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本要求高，不能很好地滿足實(shí)用性的要求。就是中國(guó)專(zhuān)利ZL01214405.3的《轎車(chē)無(wú)級(jí)變速器》是采用扇齒輪傳動(dòng)調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)杠桿來(lái)實(shí)現(xiàn)全環(huán)面牽引無(wú)級(jí)變速器的速比控制，雖為機(jī)械式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但存在調(diào)節(jié)性能差，操作不方便等缺點(diǎn)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、生產(chǎn)成本低，調(diào)節(jié)性能好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，主要包括變速器輸入軸、輸入盤(pán)、輸出盤(pán)、一對(duì)摩擦滾輪、控制機(jī)構(gòu)及凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)等。輸入、輸出盤(pán)均連接在變速器的輸入軸上，變速器的輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)相連接，并支承在箱體上。在輸入盤(pán)與輸出盤(pán)之間的表面所構(gòu)成的環(huán)面(或稱(chēng)牽引面)內(nèi)，一對(duì)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)之間受壓接觸。一對(duì)摩擦滾輪支承在一對(duì)耳軸上，一對(duì)耳軸支承在箱體上?；″F環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的速比調(diào)節(jié)，就是通過(guò)改變一對(duì)摩擦滾輪的軸線偏轉(zhuǎn)角，來(lái)調(diào)節(jié)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)接觸點(diǎn)的滾動(dòng)半徑；由于變速器的速比為輸出盤(pán)的滾動(dòng)半徑與輸入盤(pán)的滾動(dòng)半徑之比，因而隨著摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)接觸點(diǎn)的滾動(dòng)半徑的變化，就可實(shí)現(xiàn)了變速器速比調(diào)節(jié)的目的。摩擦滾輪將輸入盤(pán)的扭矩和運(yùn)動(dòng)傳遞到輸出盤(pán)，再經(jīng)相互嚙合的輸入、輸出齒輪，將其傳遞到變速器的輸出軸。改變一對(duì)摩擦滾輪軸線偏轉(zhuǎn)角的大小，是通過(guò)連接在一對(duì)耳軸上的控制機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)?？刂茩C(jī)構(gòu)中的一對(duì)齒輪分別設(shè)置在一對(duì)摩擦滾輪的軸上，并與其固定連接，以保證一對(duì)摩擦滾輪軸的同步偏轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)可靠且方便。凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)設(shè)置在位于輸入盤(pán)左側(cè)的變速器輸入軸上，其凸輪盤(pán)的凸面與輸入盤(pán)左端的凹面構(gòu)成端面凸輪機(jī)構(gòu)。碟形彈簧和預(yù)緊螺母的作用是變速器在空載運(yùn)行時(shí)，確保一對(duì)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)的最小接觸力，使汽車(chē)起動(dòng)平穩(wěn)。
本實(shí)用新型的控制機(jī)構(gòu)主要包括步進(jìn)電機(jī)、精密絲桿、螺母齒條、一對(duì)齒輪、左右限位開(kāi)關(guān)等。精密絲桿與步進(jìn)電機(jī)的軸固定連接，精密絲桿的兩端支承在箱體上，精密絲桿與螺母齒條嚙合，螺母齒條的兩個(gè)齒面分別與安裝在摩擦滾輪軸上的一對(duì)齒輪相嚙合，兩個(gè)齒輪又支承在一對(duì)耳軸上。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)精密絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)螺母齒條作軸向運(yùn)動(dòng)；螺母齒條的軸向運(yùn)動(dòng)，使與其兩個(gè)齒面嚙合的一對(duì)齒輪作同步轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪的同步轉(zhuǎn)動(dòng)使一對(duì)摩擦滾輪的軸同步偏轉(zhuǎn)，從而改變了牽引面內(nèi)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)接觸點(diǎn)的滾動(dòng)半徑，就改變了變速器的傳動(dòng)比，完成了速比調(diào)節(jié)的功能。左、右限位開(kāi)關(guān)設(shè)置在螺母齒條的左右兩側(cè)，支承在箱體上，并串聯(lián)與步進(jìn)電機(jī)的電源回路中。當(dāng)螺母齒條作軸向直線運(yùn)動(dòng)觸發(fā)左或右限位開(kāi)關(guān)時(shí)，限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，切斷步進(jìn)電機(jī)的電源，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)，用以限制一對(duì)摩擦滾輪軸線的最大、最小偏轉(zhuǎn)角，以便控制變速器的速比范圍。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)后，按一下步進(jìn)電機(jī)電源回路中的常開(kāi)按鈕，接通電源，通過(guò)伺服控制器使步進(jìn)電機(jī)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，變速器繼續(xù)正常工作。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))，是通過(guò)設(shè)置于步進(jìn)電機(jī)電源回路中的伺服控制器來(lái)控制的。伺服控制器用以選取變速器加速、減速的速比。因此，本實(shí)用新型調(diào)節(jié)方便、操作簡(jiǎn)單。
本實(shí)用新型的凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)主要包括凸輪盤(pán)、圓柱滾子、預(yù)緊螺母、碟形彈簧等。安裝在變速器輸入軸上、位于輸入盤(pán)左側(cè)的凸輪盤(pán)的凸面與輸入盤(pán)的左端凹面構(gòu)成端面凸輪機(jī)構(gòu)，其間通過(guò)圓柱滾子軸承接觸連接，圓柱滾子的位置通過(guò)保持架確定。預(yù)緊螺母設(shè)置在變速器輸入軸的左端，碟形彈簧位于預(yù)緊螺母與凸輪盤(pán)之間，碟形彈簧的壓力通過(guò)預(yù)緊螺母調(diào)節(jié)，并由凸輪盤(pán)將軸向負(fù)荷傳遞給輸入盤(pán)，確保變速器在空載運(yùn)行時(shí)，摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)的最小接觸力，便于汽車(chē)平穩(wěn)而快速起動(dòng)。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后，弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝要求低，生產(chǎn)成本低且調(diào)節(jié)性能好；本實(shí)用新型通過(guò)伺服控制器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速器的速比調(diào)節(jié)，因而調(diào)節(jié)方便，操作簡(jiǎn)單，是一種經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的速比調(diào)節(jié)裝置。
四

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖2的B-B剖視圖；圖4為本實(shí)用新型步進(jìn)電機(jī)的電路原理圖。
圖中1、14、19、23、25、29、35、39為球軸承，2變速器的輸入軸，3預(yù)緊螺母，4碟形彈簧，5凸輪盤(pán)，6、13、28、38為滾針軸承，7保持架，8圓柱滾子，9輸入盤(pán)，10箱體，11輸出盤(pán)，12變速器輸入齒輪，15、20、22為軸承座，16變速器輸出齒輪，17變速器輸出軸，18平鍵，21摩擦滾輪，24精密絲桿，26、36耳軸，27、37、44、49為圓錐滾子軸承，30構(gòu)件，31螺栓，32、41齒輪，33、40鍵，34、42彈性檔圈，43螺母齒條，45、47支承，46左限位開(kāi)關(guān)，48右限位開(kāi)關(guān)，50剛性連軸器，51步進(jìn)電機(jī)，52伺服控制器，53電源，54按扭。
五具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
如圖1～4所示，一種弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，主要包括變速器輸出軸2、輸入盤(pán)9、輸出盤(pán)11、一對(duì)摩擦滾輪21、控制機(jī)構(gòu)及凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)等。與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)連接的變速器輸入軸2的左端通過(guò)球軸承1支承在箱體上的左側(cè)，其右端通過(guò)雙列角接觸球軸承14支承在軸承座15上，軸承座15固接在箱體10的右側(cè)。輸入盤(pán)9通過(guò)滾針軸承6自由支承在變速器輸入軸2上，可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出盤(pán)11通過(guò)滾針軸承13支承在變速器輸入軸2上，可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在輸入盤(pán)9與輸出盤(pán)11之間的表面構(gòu)成的環(huán)面內(nèi)，一對(duì)摩擦滾輪21與輸入盤(pán)9、輸出盤(pán)11之間受壓接觸。兩個(gè)摩擦滾輪21通過(guò)圓錐滾子軸承27、37和滾針軸承28、38支承在耳軸26、36上，耳軸26、36通過(guò)球軸承29、39、25、35支承在構(gòu)件30上，構(gòu)件30固接在箱體10上。摩擦滾輪21的同步偏轉(zhuǎn)，是通過(guò)設(shè)置于一對(duì)耳軸26、36上的控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制的。
設(shè)置在耳軸26、36上的控制機(jī)構(gòu)，主要包括步進(jìn)電機(jī)51、精密絲桿24、螺母齒條43、一對(duì)齒輪32、41及左、右限位開(kāi)關(guān)46、48等。步進(jìn)電機(jī)51通過(guò)剛性連軸器50與精密絲桿24連接，精密絲桿24的兩端分別通過(guò)圓錐滾子軸承49、44支承在箱體10上，可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。精密絲桿24與螺母齒條43嚙合，螺母齒條43的兩個(gè)齒面分別與安裝在耳軸26、36上的一對(duì)齒輪32、41嚙合，兩個(gè)齒輪32、41通過(guò)鍵33、40連接在耳軸26、36上，其軸向位置通過(guò)彈簧擋圈34、42限定。左、右限位開(kāi)關(guān)46、48設(shè)置在螺母齒條43的兩側(cè)，分別通過(guò)支承45、47支承在箱體10的兩側(cè)面上，以限制螺母齒條43的左右行程。步進(jìn)電機(jī)51的電源為直流電源53，左、右限位開(kāi)關(guān)46、48串接在步進(jìn)電機(jī)51的電源回路中。當(dāng)螺母齒條向左或右作軸向直線運(yùn)動(dòng)中，觸發(fā)到左限位開(kāi)關(guān)46或右限位開(kāi)關(guān)48時(shí)，限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，中斷步進(jìn)電機(jī)51的電源，使步進(jìn)電機(jī)51停轉(zhuǎn)，從而起到限制螺母齒條43的左、右行程，完成了控制變速器速比范圍的功能。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)51停轉(zhuǎn)后，按一下其電源回路中的常開(kāi)按鈕54，接通電源，通過(guò)伺服控制器使步進(jìn)電機(jī)51向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，變速器繼續(xù)正常工作。步進(jìn)電機(jī)51的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))是通過(guò)其電源回路中的伺服控制器52來(lái)控制的，用伺服控制器52來(lái)控制變速器加速或減速的速比。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)51轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)精密絲桿24轉(zhuǎn)動(dòng)，精密絲桿24轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺母齒條43作軸向直線運(yùn)動(dòng)，螺母齒條43的軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與其兩個(gè)齒面嚙合并安裝在摩擦滾輪21軸上的兩個(gè)齒輪32、41同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使兩個(gè)滾輪21的軸線同步偏轉(zhuǎn)，從而改變了摩擦滾輪21與輸入盤(pán)9和輸出盤(pán)11接觸點(diǎn)的滾動(dòng)半徑，實(shí)現(xiàn)了變速器的速比調(diào)節(jié)。實(shí)踐證明當(dāng)摩擦滾輪21的軸線順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)27°時(shí)，變速器的傳動(dòng)比為0.4，輸出盤(pán)11的轉(zhuǎn)速最低；當(dāng)摩擦滾輪21的軸線偏轉(zhuǎn)角為0°時(shí)，變速器為直接驅(qū)動(dòng)，輸出盤(pán)11的轉(zhuǎn)速與輸入盤(pán)9的轉(zhuǎn)速相等，其傳動(dòng)比為1；當(dāng)摩擦滾輪21的軸線反時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)27°(-27°)時(shí)，變速器的傳動(dòng)比為2.5，輸出盤(pán)11的轉(zhuǎn)速最高。故本實(shí)用新型可方便地實(shí)現(xiàn)速比范圍0.4～2.5的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)性能好。
本實(shí)用新型的凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)，主要包括凸輪盤(pán)5、圓柱滾子28、預(yù)緊螺母3及碟形彈簧4等。凸輪盤(pán)5設(shè)置在輸入盤(pán)左側(cè)的變速器輸入軸2上，凸輪盤(pán)5的凸面與輸入盤(pán)9的左端凹面構(gòu)成端面凸輪機(jī)構(gòu)，其間通過(guò)圓柱滾子8接觸連接，圓柱滾子8的位置通過(guò)保持架7確定，預(yù)緊螺母3位于變速器輸入軸2的左端，碟形彈簧4設(shè)置在預(yù)緊螺母3與凸輪盤(pán)之間，其壓力通過(guò)預(yù)緊螺母3調(diào)節(jié)，并通過(guò)凸輪盤(pán)5將軸向負(fù)荷傳遞給輸入盤(pán)，以確保變速器在空載運(yùn)行時(shí)，輸入盤(pán)9和輸出盤(pán)11與兩個(gè)摩擦滾輪21的最小接觸力，便于汽車(chē)平穩(wěn)而快速起動(dòng)。
輸入軸的軸承和輸入輸出接觸區(qū)通過(guò)浸油潤(rùn)滑。當(dāng)輸入軸帶動(dòng)輸入盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出盤(pán)、摩擦滾輪和傳動(dòng)齒輪通過(guò)飛濺潤(rùn)滑，飛濺潤(rùn)滑油能夠冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)的牽引面。輸出軸和絲桿軸的軸承用油脂潤(rùn)滑。
權(quán)利要求1.一種弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，主要包括變速器輸入軸(2)、輸入盤(pán)(9)及輸出盤(pán)(11)，其特征在于還有一對(duì)摩擦滾輪(21)、控制機(jī)構(gòu)及凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)，輸入盤(pán)(9)和輸出盤(pán)(11)均連接在變速器輸入軸(2)上，在輸入盤(pán)(9)和輸出盤(pán)(11)之間的表面所構(gòu)成的環(huán)面內(nèi)，設(shè)置一對(duì)摩擦滾輪(21)，摩擦滾輪(21)與輸入盤(pán)(9)、輸出盤(pán)(11)之間受壓接觸，一對(duì)摩擦滾輪(21)支承在一對(duì)耳軸(26、36)上，耳軸(26、36)支承在箱體(10)上，設(shè)置在耳軸(26、36)上的控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)其一對(duì)齒輪(32、41)分別與一對(duì)摩擦滾輪(21)的軸連接，凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)設(shè)置在輸入盤(pán)(9)左側(cè)并連接在變速器輸入軸(2)上，其凸輪盤(pán)(5)的凸面與輸入盤(pán)(9)左端凹面構(gòu)成端面凸輪機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，其特征在于所述的控制機(jī)構(gòu)主要包括步進(jìn)電機(jī)(51)、精密絲桿(24)、螺母齒條(43)、一對(duì)齒輪(32、41)、左右限位開(kāi)關(guān)(46、48)，精密絲桿(24)與步進(jìn)電機(jī)(51)的軸固定連接，其兩端連接在箱體(10)上，螺母齒條(43)與精密絲桿(24)嚙合，其兩側(cè)齒面分別與一對(duì)安裝在摩擦滾輪(21)軸上的兩個(gè)齒輪(32、41)相嚙合，兩個(gè)齒輪(32、41)安裝在耳軸(26、36)上，左、右限位開(kāi)關(guān)(46、48)分別位于螺母齒條(43)的左、右兩側(cè)，支承在箱體(10)上，并串聯(lián)在步進(jìn)電機(jī)(51)的電源回路中。
3.按照權(quán)利要求1所述的弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置，其特征在于所述的凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)，主要包括凸輪盤(pán)(5)，碟形彈簧(4)及預(yù)緊螺母(3)，凸輪盤(pán)(5)設(shè)置在輸入盤(pán)(9)左側(cè)并連接在變速器輸入軸(2)上，其凸面與輸入盤(pán)(9)的左端凹面構(gòu)成端面凸輪機(jī)構(gòu)，預(yù)緊螺母(3)安裝在變速器輸入軸(2)的左端，碟形彈簧(4)位于預(yù)緊螺母(3)與凸輪盤(pán)(5)之間。
專(zhuān)利摘要一種弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的調(diào)速裝置屬于汽車(chē)變速傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及汽車(chē)無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型主要包括設(shè)置于同一軸上的輸入、輸出盤(pán)和一對(duì)摩擦滾輪、控制機(jī)構(gòu)及凸輪加載保壓機(jī)構(gòu)等。在輸入、輸出盤(pán)之間的表面所形成的環(huán)面內(nèi)，一對(duì)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)之間受壓接觸。設(shè)置于摩擦滾輪軸上的控制機(jī)構(gòu)，從步進(jìn)電機(jī)獲得動(dòng)能，通過(guò)其速比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)控制一對(duì)摩擦滾輪與輸入、輸出盤(pán)的接觸點(diǎn)半徑而實(shí)現(xiàn)變速器的速比變換。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、調(diào)節(jié)方便、操作簡(jiǎn)單，速比調(diào)節(jié)范圍可達(dá)0.4～2.5，是調(diào)節(jié)性能好且經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的無(wú)級(jí)變速器的速比調(diào)節(jié)裝置。
文檔編號(hào)F16H37/00GK2656717SQ20032011504
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者阿特亞·拉貝爾·阿撲杜拉, 秦大同, 石萬(wàn)凱 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)