專利名稱：大功率無級變速器的傳動變徑錐盤和無級變速傳動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大功率無級變速器的傳動變徑錐盤 和無級變速傳動機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域大功率無級變速器的傳動變徑錐盤和無級變速傳動機(jī)構(gòu)屬 于車用無級變速傳動技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景裝有機(jī)械式無級變速器的汽車不僅省油且加速性能好，但目 前的車用無級變速器都是直接通過摩擦力來傳遞動力的，其中主 要的傳動構(gòu)f^如傳動帶或鏈、變徑傳動錐盤等，存在著摩擦系數(shù) 及單位承受壓力的限制，不能傳遞較大功率，其傳動效率和工作 可靠性也不能滿足汽車性能的要求，因而僅限于在少數(shù)中小排量 的汽車上使用。減少和避免無級變速器傳動構(gòu)件之間運(yùn)轉(zhuǎn)時的相對滑動，是 提高車用無級變速器傳動效率和可傳動功率，延長其使用壽命的 最有效方式。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于；提供一種傳動效率高、使用壽命長 且可用于傳遞較大功率的金屬帶或鏈?zhǔn)綗o級變速器用的傳動變 徑錐盤和大功率無級變速傳動機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型所述的大功率無級變速器的傳動變徑錐盤，其特征在 于，所述的傳動變徑錐盤呈正圓錐體形，在圓錐表面依次間隔的 分布著多個扇形空間曲面和正圓錐體弧面，其中 組成所述各扇形空間曲面的母線與相鄰的正圓錐體弧面的母線 相平行；組成所述各扇形空間曲面的任意一條母線與所述正圓錐體中心線構(gòu)成的夾角都相等；所述各扇形空間曲面是與所述正圓錐體弧面形形狀不同的凹弧 或凸弧曲面中的一種空間曲面。所述扇形空間曲面和正圓錐體弧 面在面積上不相等。本實(shí)甩新型所述的無級變速傳動機(jī)構(gòu)，其特征在于，含有 四個傳動變徑錐盤、輸入軸、輸出軸和傳動帶，其中所述的每一個傳動變徑錐盤呈正圓錐體形，在圓錐表面依次 間隔的分布著多個扇形空間曲面和正圓錐體弧面，其中組成所述各扇形空間曲面的母線與相鄰的正圓錐體弧面的母線相平行；組成所述各扇形空間曲面的任意一條母線與所述正圓 錐體中心線構(gòu)成的夾角都相等；所述各扇形空間曲面是與所述正圓錐體弧面形狀不同的凹 弧或凸弧曲面中的一種空間曲面；輸入軸和輸出軸，當(dāng)每兩個所述傳動變徑錐盤錐面上的扇形 空間曲面、正圓錐體弧面各自相互對齊的安裝在同一根輸入
軸或輸出軸上時，所述的四個傳動變徑錐盤、輸入軸、輸出 軸便和環(huán)繞在所述四個傳動變徑錐盤包角內(nèi)的傳動帶組成 一個無級變速傳動機(jī)構(gòu)。 使用證明它可達(dá)到預(yù)期目的。在實(shí)施例試驗中使用了原本只能 傳遞扭矩為180N*m的傳動帶，臺架試驗中傳遞扭矩超過了 470N，m而未出現(xiàn)帶、盤打滑現(xiàn)象，可傳遞扭矩超過了目前所 有的車用無級變速器，證明了這種變徑錐盤可以傳遞大扭矩的可 行性。

圖l、本實(shí)用新型所述的無級變速傳動機(jī)構(gòu)的縱剖視圖la，變速前； lb變速后。 圖2、本實(shí)用新型所述的無級變速傳動機(jī)構(gòu)的正視圖2a，A—A剖視圖2b。 圖3、本實(shí)用新型所述的傳動變徑錐盤的原理示意圖 3a、傳動變徑錐盤縱向剖視圖，扇形空間曲面與正圓錐體弧面的母線相平行的放大示意圖C、 D;3b、扇形空間曲面任意一條母線與正圓錐體中心線構(gòu) 成的夾角均等的示意圖。 圖4、本實(shí)用新型所述傳動變徑錐盤與傳動帶的連接關(guān)系示意 圖之一4a、俯視圖， 4b、 B—B向剖視圖。
圖5、本實(shí)用新型所述傳動變徑錐盤與傳動帶的連接關(guān)系示意 圖之二5a、連接關(guān)系正視圖，5b、傳動帶4的側(cè)視圖， 5e、楔形金屬塊2的正視圖。附圖標(biāo)志的說明11 14:傳動變徑錐盤l， 21 214:楔形金屬塊2; 3:花鍵軸， 4:傳動帶，51 54:正圓錐體弧面，61、 62:扇形空間曲面， 7:金屬環(huán)， 8:輸出軸，9:扇形空間曲面母線的軸向投影尺寸， 10:正圓錐體弧面母線的軸向投影尺寸，A:扇形空間曲面母線的軸向投影尺寸與正圓錐體弧面母線的軸向投影尺寸之差。 Fl、 F2:傳動帶4的張緊力，F(xiàn)3、 F4:扇形空間曲面61、 62對傳動帶4的圓周向阻擋力， e :傳動帶4在傳動變徑錐盤1的錐面上的包角。 具體實(shí)旌方式本實(shí)用新型的變速過程與傳統(tǒng)的金屬帶或鏈?zhǔn)綗o級變速傳動相同，通過軸向移動變徑錐盤11 14使金屬帶或鏈21、 214、 及22、 215在兩對變徑錐盤不同的接觸半徑上來實(shí)現(xiàn)無級變速的 (見圖1)，在實(shí)施例試驗中使用的鋼帶是荷蘭VDT公司生產(chǎn)的傳動
帶，這種傳動帶4是由數(shù)百片的楔形金屬塊2和兩組金屬環(huán)7組 合而成的(見圖5)，金屬環(huán)7嵌入所述金屬塊2上部兩側(cè)的缺 口中，將數(shù)百片金屬塊聯(lián)成一體，形成了一條撓性傳動帶4，傳 統(tǒng)的無級變速器是由傳動帶的楔形接觸面與錐盤正圓錐體弧面 接觸通過摩擦力來傳遞動力的。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的帶或鏈?zhǔn)綗o級變速器摩擦傳動不同，它 是通過傳動帶4或鏈與變徑錐盤11 14之間的接觸方式的創(chuàng)新， 實(shí)現(xiàn)了傳動帶4或鏈與錐盤11 14之間楔緊力的動力傳遞。本 發(fā)明的關(guān)鑣技術(shù)是在變徑錐盤圓錐1的圓錐表面上依次間隔分 布的多個扇形空間曲面61、 62和正圓錐體弧面51、 52，此變徑 錐盤1的形狀是正圓錐臺體，各扇形空間曲面61、 62和正圓錐 體弧面51、 52具有以下特征1、 所述的各扇形空間曲面的母線與組成正圓錐體弧面51、 52對 應(yīng)的母線相平行(見圖3a中的放大示意圖C、 D，實(shí)線為正圓錐 體弧面母線，虛線為扇形空間曲面母線，不同半徑兩端兩條線的 距離相等且平行)；2、 所述的空間曲面上的任意一條母線(見圖3b中的虛線)與正 圓錐體中心線構(gòu)成的夾角必須都相等；3、 同時符合上述l、 2特征的空間曲面，可以由與正圓錐體弧面 不同的凹形或凸形中的一種空間曲面形成；4、 由正圓錐體弧面和扇形空間曲面所組成的變徑錐盤錐面適用 于無級變速器專用的各種類型金屬帶和金屬鏈。
其工作原理為變徑錐盤軸孔制做有花鍵(見圖2b)，兩個變徑錐盤11、 12錐面相對應(yīng)安裝在同一根花鍵軸3上，兩個變 徑錐盤的扇形空間曲面61、 62、正圓錐體弧面51、 52各自相互 對齊。環(huán)繞在兩個變徑錐盤包角內(nèi)的傳動帶4或鏈在自身張緊力 Fl、 F2 (見圖4)的作用下，在帶或鏈包角0內(nèi)(見圖4 b，圓 弧線段內(nèi)的傳動帶或鏈)的各曲面上自適應(yīng)改變其接觸半徑。因 為兩個變徑錐盤扇形空間曲面61、 62之間的軸向投影尺寸要大 于兩個正圓錐體弧面51、 52之間的軸向投影尺寸(見圖2a)， 所以，處在扇形空間曲面61、 62上的傳動帶4的金屬塊2或鏈 節(jié)的接蝕半徑R2要小于處在正圓錐體弧面51、 52上傳動帶4 金屬塊2或鏈節(jié)的接觸半徑R1 (見圖4， b)，因此，環(huán)繞在兩個 扇形空間曲面61、 62上的傳動帶4金屬塊23 213或鏈節(jié)(見 圖4， b，以環(huán)繞在扇形空間曲面上的傳動帶金屬塊或鏈節(jié)其中 的一組為例)的兩側(cè)楔形接觸面均受到前后兩個正圓錐體弧面 51、 52軸向凸起曲面圓周向的阻擋力F3、 F4，同時處在兩個扇 形空間曲面61、 62上的傳動帶4金屬塊2或鏈節(jié)還受到傳動帶 或鏈張緊力F1、 F2的約束，使其不能向所處半徑外滑動，從而 不能越過兩側(cè)阻擋其圓周向滑動的軸向凸起曲面，因此，傳動帶 4或鏈與變徑錐盤1之間的圓周向作用力便形成了自楔緊力工 況，使兩者等速、同向轉(zhuǎn)動，動力得到有效的傳遞。實(shí)踐證明這種自楔緊力工況傳動能有效的避免傳動帶或鏈 在工作時與兩個變徑錐盤之間容易出現(xiàn)的圓周向相對滑動，因而
可以實(shí)現(xiàn)帶或鏈與錐盤之間的大扭矩傳動。請見圖1一5，具有扇形空間曲面和正圓錐體弧面所形成的 圓周向自楔緊性能的變徑錐盤，和各部件相互之間的連接作用關(guān) 系已如上述。整個變速傳動系統(tǒng)由傳統(tǒng)的雙軸四錐盤式對稱調(diào)速 機(jī)構(gòu)組成，動力由輸入軸即花鍵軸3輸入，經(jīng)兩個主動變徑錐盤 11、 12通過傳動帶4或鏈傳遞至兩個從動變徑錐盤13、 14進(jìn)行 變速后，最后由輸出軸8輸出動力。輸入軸和輸出軸上均有一個固定的變徑錐盤和一個可以軸 向移動的變徑錐盤，兩根軸上可以軸向移動的變徑錐盤由現(xiàn)有成 熟的無級變速器(ECVT)電、液控制系統(tǒng)控制其變速動作，此 技術(shù)為已經(jīng)成熟的公知技術(shù)，在此不再贅述。
權(quán)利要求1，大功率車用無級變速器的傳動變徑錐盤，其特征在于，所述的傳動變徑錐盤呈正圓錐體形，在圓錐表面依次間隔的分布著多個扇形空間曲面和正圓錐體弧面，其中組成所述各扇形空間曲面的母線與相鄰的正圓錐體弧面的母線相平行；組成所述各扇形空間曲面的任意一條母線與所述正圓錐體中心線構(gòu)成的夾角都相等；所述各扇形空間曲面是與所述正圓錐體弧面形狀不同的凹弧或凸弧曲面中的一種空間曲面。
專利摘要大功率車用無級變速器傳動變徑錐盤和無級變速傳動機(jī)構(gòu)屬于無級變速技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，該錐盤呈正圓錐體形，在其圓弧面上依次間隔的分布著扇形空間曲面和正圓錐體弧面，各扇形空間曲面的母線與各正圓錐體弧面的母線平行；各扇形空間曲面的任意一條母線與正圓錐體中心線間的夾角都相等；扇形空間曲面是與正圓錐體弧面不同的凸弧和凹弧面中的一種空間曲面，當(dāng)兩個所述錐盤的扇形空間曲面、正圓錐體弧面各自自相對齊的裝在同一根花鍵軸上時，便和環(huán)繞在兩個錐面包角內(nèi)的傳動帶或鏈構(gòu)成大功率車用無級變速傳動機(jī)構(gòu)，具有避免傳動構(gòu)件間的相對滑動，提高傳動效率和傳動功率，以及延長使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16H55/30GK201027957SQ20072014086
公開日2008年2月27日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者勇 沈 申請人:勇 沈