專利名稱：無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動系中的變速機構(gòu)一無級變速器，具體講就是無級變速器的夾 壓機構(gòu)。
背景技術(shù)：
CVT即英文Continuousl Variable Transmission縮略語，簡稱無級變速傳 動或無段變速傳動，采用了該機構(gòu)的變速器稱為無級變速器或變速箱，簡稱CVT 變速器。這種CVT變速器主要包括兩個錐形盤和一個鋼帶鏈條組成，錐形盤就 是把兩個圓錐形的盤片組合在一起形成一個帶V型槽的驅(qū)動盤，通過錐形盤軸 向間距的改變來實現(xiàn)傳動比的調(diào)節(jié)。推力鋼帶式CVT經(jīng)過近些年的發(fā)展，已取得 了很大的進(jìn)步，并在小型車上得到成功的應(yīng)用和推廣，但由于金屬間摩擦系數(shù)的 限定以及帶抗拉能力的制約，使得其在大扭矩傳遞中一直沒有獲得突破性進(jìn)展， 使得CVT實際油耗和成本優(yōu)勢并不明顯。
現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)速機構(gòu)采用了液壓機構(gòu)來實現(xiàn)加壓和調(diào)速，由于加壓是通
過液壓給動盤提供長期的壓力，使得其效率很低，根據(jù)分析大約有10%左右的發(fā)
動機的功率消耗在該液壓機構(gòu)上，而且對液壓實現(xiàn)控制十分復(fù)雜，制造成本高，
使得CVT實際油耗和成本優(yōu)勢并不明顯。而且液壓系統(tǒng)對零件制造精度要求很
高，而且受環(huán)境影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種無級變速器，采用機械方式向錐形盤施壓保持 其傳動的正常與可靠性，減少發(fā)動機的動力消耗。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案 一種無級變速器，輸入帶輪軸機構(gòu)與輸出帶輪軸機構(gòu)機構(gòu)之間設(shè)置傳輸鋼帶，輸出帶輪軸機構(gòu)與扭矩輸出軸周向固定傳遞扭矩，所述的輸入帶輪軸機構(gòu)包括輸入帶輪軸及其上設(shè)置的相互配合的軸向間距可調(diào)的固定錐盤和活動錐盤，輸出帶輪軸機構(gòu)包括扭矩輸出軸上有固定錐盤和扭矩輸出軸套設(shè)的活動錐盤，活動錐盤與扭矩輸出軸軸向移動、周向固定連接，其特征在于所述的輸入帶輪軸機構(gòu)與輸出帶輪軸機構(gòu)上的活動錐盤和活動錐盤中至少有一個由彈簧提供夾壓力維持其與固定錐盤間的工作間距。
本發(fā)明采用機械彈簧代替現(xiàn)有技術(shù)中的液壓機構(gòu)對錐盤與鋼帶提供夾壓力，不僅能有效提高傳動效率，還能有效降低傳動帶的負(fù)荷從而提高帶的使用壽命，而且彈簧夾壓力具有很好的實時相應(yīng)性從而很好的避免了傳動帶打滑現(xiàn)
象的發(fā)生，有效地提高了傳動效率和使用壽命。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用機械彈簧代替現(xiàn)有技術(shù)中的液壓機構(gòu)對變速機構(gòu)施壓，具體實施上可以采用機械彈簧提供給動盤壓力使其正常工作，采用上述機械方式加壓，該兩彈簧能實現(xiàn)兩側(cè)壓力的平衡，本發(fā)明減少了由于液壓機構(gòu)消耗發(fā)動機提供的部分功率，提高了發(fā)動機的效率。


圖1是本發(fā)明的傳動機構(gòu)原理圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖1中的局部放大示意圖4是圖2中的A-A剖視圖5、 6分別是輸入帶輪軸機構(gòu)和輸出帶輪軸機構(gòu)上的向活動錐盤提供彈力
的彈簧特性曲線圖。
具體實施方式
參見圖1，無級變速器包括輸入帶輪軸機構(gòu)20與輸出帶輪軸機構(gòu)30機構(gòu)之間設(shè)置傳輸鋼帶40，輸出帶輪軸機構(gòu)30與扭矩輸出軸40周向固定傳遞扭矩，所述的輸入帶輪軸機構(gòu)20包括輸入帶輪軸21及其上設(shè)置的相互配合的軸向間距可調(diào)的固定錐盤22和活動錐盤23，輸出帶輪軸機構(gòu)30包括扭矩輸出軸40上有固定錐盤31和扭矩輸出軸40上套設(shè)的活動錐盤32，活動錐盤32與扭矩輸出軸40軸向移動、周向固定連接，所述的活動錐盤23和活動錐盤32中至少有一個由彈簧施壓維持其與固定錐盤間的工作間距。
優(yōu)選的方案是所述的活動錐盤23和活動錐盤32的錐面的背面各設(shè)置有彈簧檔圈26、 33，活動錐盤23與彈簧檔圈26之間設(shè)置彈簧24，活動錐盤32與彈簧檔圈33之間設(shè)置彈簧35。
所述的活動錐盤23與彈簧檔圈26之間的彈簧24的特性按如下方式確定彈簧力F2根據(jù)當(dāng)活動錐盤23與固定錐盤22之間距離最大(即速比最低檔時)鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧力Fl根據(jù)當(dāng)活動錐盤23與固定錐盤22之間距離最小(即速比最高檔時)鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧變形量之差f2-fl為活動錐盤23從最高檔向最低檔變化時所移動的距離，圖5是彈簧24的特性曲線圖；活動錐盤32與彈簧檔圈33之間的彈簧35特性按如下方式確定彈簧力F3是根據(jù)當(dāng)活動錐盤32與固定錐盤31之間距離最小(即速比最低檔時)鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧力F4是是根據(jù)當(dāng)活動錐盤32與固定錐盤31之間距離最大(即速比最高檔時)鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧變形量之差f4-f3為活動錐盤23從最高檔向最低檔變化時所移動的距離，圖6是彈簧35的特性曲線圖。根據(jù)以上方案確定特性的彈簧其對鋼帶的夾壓力將隨著速比的變化而變化，選擇合適的特性將使各速比下的夾壓力達(dá)到最佳值，從而提高鋼帶所述的活動錐盤23的背面設(shè)置有環(huán)形的凹槽容納彈簧24，彈簧檔圈26的前端面抵靠在彈簧24上。采用彈簧可以提供均勻可靠的的彈力以及軸向布置空間小。
所述的活動錐盤32的環(huán)形背面與彈簧檔圈33之間設(shè)置彈簧35，彈簧35套設(shè)在活動錐盤32背面的柱狀的管壁上，彈簧檔圈33由扭矩輸出軸40設(shè)置的螺母34固定，這種結(jié)構(gòu)便于扭矩輸出軸40的合理布置以及其上各部件的裝配，同時其受力更為合理。
與所述的活動錐盤23、 32配合的輸入帶輪軸21、扭矩輸出軸40的軸身上開設(shè)沿軸長方向布置的條形槽211、 41，條形槽211、 41與活動錐盤23、 32的孔壁上開設(shè)的凹槽配合構(gòu)成的空腔分別容納有鋼珠25、 42。這種結(jié)構(gòu)便于實現(xiàn)兩者同步轉(zhuǎn)動配合，同時保證軸向移動的實現(xiàn)。
所述的活動錐盤23還與調(diào)速機構(gòu)相連，調(diào)速機構(gòu)包括連接在箱體70上的直流步進(jìn)電機50，蝸桿52與電機軸通過聯(lián)軸器54相連接，蝸桿52通過軸承安裝在箱體70上；蝸輪53通過鍵安裝在齒輪軸55上，齒輪軸55通過兩端軸承安裝在箱體70上，其中蝸輪53與蝸桿52相互嚙合；齒圈56內(nèi)側(cè)帶有傳動螺旋副、外側(cè)為直齒輪，齒圈56通過軸承57安裝在輸入帶輪軸21的活動錐盤23上，齒圈56相對輸入帶輪軸21的活動錐盤23周向相對轉(zhuǎn)動，軸向通過卡環(huán)58、59將齒圈56軸向固定在輸入帶輪軸21的活動錐盤23上，齒圈56上的外齒與齒輪軸55上的齒輪51相互嚙合，管座狀的螺桿60的外圈有螺紋與齒圈56內(nèi)側(cè)的螺紋段配合構(gòu)成螺旋傳動副，螺桿60固定在箱體70上，并且相對于箱體，軸向和周向都被固定。當(dāng)步進(jìn)電機50轉(zhuǎn)動時，經(jīng)由連軸器54帶動蝸桿52轉(zhuǎn)動，蝸桿52與蝸輪53配合帶動齒輪軸55轉(zhuǎn)動，齒輪51隨動進(jìn)而帶動齒圈56轉(zhuǎn)動，
由于螺桿60固定在箱體上，使得齒圈56轉(zhuǎn)動時又將作軸向移動，同時由于齒
圈56與活動錐盤23軸向被固定，所以活動錐盤23同時作軸向移動，從而實現(xiàn)
活動錐盤23與固定錐盤22之間間距的調(diào)整，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
通過改變電機轉(zhuǎn)向就可以實現(xiàn)輸入帶輪軸活動活動錐盤23朝不同方向做軸
向運動，從而實現(xiàn)變速功能。由于輸入輸出帶輪軸都對鋼帶有夾緊力且兩側(cè)夾
緊力大小相差不大，并且電機輸出運動通過蝸輪蝸杠、齒輪及絲杠螺母副的減
速后動力得到放大，足已推動輸入帶輪軸活動壓板29做軸向運動，實現(xiàn)變速。
簡要地講，調(diào)速機構(gòu)就是通過上述的絲桿螺母機構(gòu)實現(xiàn)的，由于兩彈簧能得到很好的平衡，使得絲桿提供的軸向力幾乎很小，所以通過選擇合適的中間減速比，選擇小型直流電機就可以提供相應(yīng)的軸向力從而實現(xiàn)調(diào)速的功能同時滿足對變速速度的要求。
權(quán)利要求
1、一種無級變速器，輸入帶輪軸機構(gòu)(20)與輸出帶輪軸機構(gòu)(30)機構(gòu)之間設(shè)置傳輸鋼帶(10)，輸出帶輪軸機構(gòu)(30)與扭矩輸出軸(40)周向固定傳遞扭矩，所述的輸入帶輪軸機構(gòu)(20)包括輸入帶輪軸(21)及其上設(shè)置的相互配合的軸向間距可調(diào)的固定錐盤(22)和活動錐盤(23)，輸出帶輪軸機構(gòu)(30)包括扭矩輸出軸(40)上有固定錐盤(31)和扭矩輸出軸(40)上套設(shè)的活動錐盤(32)，活動錐盤(32)與扭矩輸出軸(40)軸向移動、周向固定連接，其特征在于所述的輸入帶輪軸機構(gòu)(20)與輸出帶輪軸機構(gòu)(30)上的活動錐盤(23)和活動錐盤(32)中至少有一個由彈簧提供夾壓力維持其與固定錐盤間的工作間距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述的活動錐盤(23)和活動錐盤(32)的錐面的背面各設(shè)置有彈簧檔圈(26)、 (33)，活動錐盤(23)與彈簧檔圈(26)之間設(shè)置彈簧(24)，活動錐盤(32)與彈簧檔圈(33)之間設(shè)置彈簧(35)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無級變速器所用的彈簧，其特征在于所述的活動錐盤(23)與彈簧檔圈(26)之間的彈簧(24)的特性按如下方式確定彈簧力F2根據(jù)當(dāng)活動錐盤(23)與固定錐盤(22)之間距離最大鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧力F1根據(jù)當(dāng)活動錐盤(23)與固定錐盤(22)之間距離最小鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧變形量之差f2-n為活動錐盤(23)從最高檔向最低檔變化時所移動的距離；活動錐盤(32)與彈簧檔圈(33)之間的彈簧(35)特性按如下方式確定彈簧力F3是根據(jù)當(dāng)活動錐盤(32)與固定錐盤(31)之間距離最小鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧力F4是是根據(jù)當(dāng)活動錐盤(32)與固定錐盤(31)之間距離最大鋼帶傳遞設(shè)計扭矩時確定的，彈簧變形量之差f4-f3為活動錐盤(23)從最高檔向最低檔變化時所移動的距離。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述的活動錐盤(23)的背面設(shè)置有環(huán)形的凹槽容納彈簧(24)，彈簧檔圈(26)的前端面抵靠在彈簧(24)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述的活動錐盤(32)的環(huán)形背面與彈簧檔圈(33)之間設(shè)置彈簧(35)，彈簧(35)套設(shè)在活動錐盤(32)的環(huán)形背面的柱狀的管壁上，彈簧檔圈(33)由扭矩輸出軸(40)上設(shè)置的螺母(34)固定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或4或5所述的無級變速器，其特征在于與所述的活動錐盤(23)、 (32)配合的輸入帶輪軸(21)、扭矩輸出軸(40)的軸身上開設(shè)沿軸長方向布置的條形槽(211)、 (41)，條形槽(211)、 (41)與活動錐盤(23)、(32)的孔壁上開設(shè)的凹槽配合構(gòu)成的空腔分別容納有鋼珠(25)、 (42)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或4或5所述的無級變速器，其特征在于所述的活動錐盤(23)還與調(diào)速機構(gòu)相連，調(diào)速機構(gòu)包括連接在箱體(70)上的直流步進(jìn)電機(50)，蝸桿(52)與電機軸通過聯(lián)軸器(54)相連接，蝸桿(52)通過軸承安裝在箱體(70)上；蝸輪(53)通過鍵安裝在齒輪軸(55)上，齒輪軸(55)通過兩端軸承安裝在箱體(70)上，其中蝸輪(53)與蝸桿(52)相互嚙合；齒圈(56)內(nèi)側(cè)帶有傳動螺旋副、外側(cè)為直齒輪，齒圈(56)通過軸承(57)安裝在輸入帶輪軸活動活動錐盤(23)上，周向齒圈(56)相對輸入帶輪軸活動錐盤(23)相對轉(zhuǎn)動，軸向通過卡環(huán)(58)、 (59)將齒圈28軸向固定在輸入帶輪軸活動錐盤(23)上，齒圈(56)上的外齒與齒輪軸(55)上的齒輪(51)相互嚙合，管座狀的螺桿(60)外圈有螺紋與齒圈(56)內(nèi)側(cè)的螺紋段配合構(gòu)成螺旋傳動副，螺桿(60)固定在箱體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及無級變速器的調(diào)速機構(gòu)，包括輸入帶輪軸機構(gòu)、輸出帶輪軸機構(gòu)及其間設(shè)置的傳輸鋼帶，輸出帶輪軸機構(gòu)與扭矩輸出軸周向固定傳遞扭矩，所述的輸入帶輪軸機構(gòu)包括輸入帶輪軸及其上設(shè)置的相互配合的軸向間距可調(diào)的固定錐盤和活動錐盤，活動錐盤中至少有一個由彈簧施壓維持其與固定錐盤間的工作間距。本發(fā)明采用機械彈簧代替現(xiàn)有技術(shù)中的液壓機構(gòu)對錐盤與鋼帶提供夾壓力，從而提高傳動效率。本發(fā)明減少了由于液壓機構(gòu)消耗發(fā)動機提供的部分功率，并減低由于夾壓力過高而造成的功率損失，大大提高了整個傳動機構(gòu)的效率。
文檔編號F16H9/02GK101463886SQ20091011606
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者潘國揚 申請人:奇瑞汽車股份有限公司