專利名稱：一種機械式無級變速裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械傳動領域，特別是涉及一種機械式的無級變速裝置。
(二)
背景技術：
在機械傳動領域，變速始終和傳動共生共存。 有級變速器通過離合器和排檔切換，以不同的齒輪比來實現(xiàn)變速，在運行中難免
有速度的突變、瞬時的動力中斷、容易造成打齒和對機械的沖擊等缺陷。 剛性機械無級變速器CVT(Continuously Variable Transmission)都是基于摩擦
傳遞動力，通過改變輸入輸出輪的工作半徑(直接式或某些間接式CVT)或改變中間輪的工
作半徑(間接式CVT)來實現(xiàn)無級變速的。 汽車領域目前廣泛采用的V型摩擦輪CVT，則由一對可變徑V型輪和金屬傳動帶所 組成(如圖1A 。圖1C所示)。具有零件少、體積小、重量輕、有較高的傳動效率等優(yōu)點，但 也存在控制要求高和機件磨損大等缺陷，在運行中極易使車輛發(fā)生滯澀、失速和突然變速 之現(xiàn)象。 長錐式CVT作為一種間接式CVT技術，是通過對一對錐輥間的中間摩擦件的操控 來實現(xiàn)無級變速的，中間摩擦件可以是摩擦輪或摩擦帶、甚至是高彈性鋼環(huán)帶，而對中間 摩擦件的操控則可通過使用導輪導桿的方式來實現(xiàn)(如圖2A，圖2B所示)。專利申請?zhí)?200910053161. 6《長錐輪軸控機械式無極變速裝置》公開了一種長錐式CVT，其對中間摩擦 件的操控則是采用軸控的方式來實現(xiàn)的(如圖2C所示)。較原有技術有了較大的改進，具 有部件少，結構更精簡等特點。 然而，技術進步是無止境的，本領域的用戶和技術人員希望有不斷改進、更加簡 單、更加理想的結構問世；希望能實現(xiàn)同樣的無級變速之目的，但能使技術要求和實現(xiàn)成本 更加降低。

發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單，變速容易，傳遞可靠，動力損耗和機件磨 損小的機械式無級變速裝置。技術方案
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的。 —種機械式無級變速裝置，其特征是動力輸入軸和輸出軸為一對大小端相對配 置、軸線處于同一平面、且始終保持相互接觸與足夠的表面壓力的中鼓型錐輪；所述中鼓型 錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成，中鼓型錐體的母線向外法向呈一次突起的弧狀；其 中一軸為定軸，其軸端軸承與機箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承受預緊彈簧和外加控 制力的約束，沿徑向可移動，以使兩軸軸線之夾角可變。 所述動力輸入軸和輸出軸可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的中鼓 錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪。[0013] 所述動力輸入軸和輸出軸軸端配置相宜的軸端軸承和萬向節(jié)聯(lián)軸器。 長錐式CVT作為一種間接式CVT技術，是通過對錐輥間的中間摩擦件(中間摩擦
件可以是摩擦輪或摩擦帶、甚至是高彈性鋼環(huán)帶)的操控來實現(xiàn)無級變速的。而對中間摩
擦件的操控則可通過使用導輪導桿、甚至軸控的方式來實現(xiàn)。(如圖2A，圖2B和圖2C所
示) 其實動力之傳遞，由改型后的兩錐輪直接接觸也能實現(xiàn)，且能省略中間環(huán)節(jié)(如 圖3A。圖3F所示)。 錐輪為中鼓式，如炮彈型。由于預緊彈簧之作用，使兩中鼓錐輪始終保持相互接觸 與足夠的表面壓力，錐輪間動力的傳遞可以通過特種潤滑油(牽引液)在表面壓力下所形 成的抗剪切油膜來實現(xiàn)。速度之改變，通過外加控制力來調節(jié)兩軸夾角，從而改變其接觸位 置，也即改變兩錐輪的工作半徑來實現(xiàn)；整個調速過程無級而平滑。 實際應用時，可將輸入軸固定，僅對輸出軸進行操控就行了 ，而輸出端軸線之角偏 移則可采用連接萬向節(jié)聯(lián)軸器來解決。 實際應用時，還可通過預緊彈簧，將輸入軸和輸出軸相對預設在一個缺省的傳動 比位置，當需變速時，僅需對可變軸兩端施加適宜的操控力就行了。 實際應用時，更可通過使用不同規(guī)格的中鼓錐輪、其中之一軸甚至也可以采用普 通錐輪或圓柱輪，以使本裝置在變速之前先天就具有增速或減速、且在變速過程中具有操 控角與傳動比呈非線性變化之特質。有益效果
本實用新型的優(yōu)越性和有益效果表現(xiàn)于①部件少，結構更精簡。②對材料要求和 設計要求不苛刻。因此實現(xiàn)成本低，易加工，易維護保養(yǎng)。③適用范圍廣，從簡單的人力車 到高級機車，或相應機械領域，均可采用。 操控簡單。僅是對兩軸的夾角進行操控，即可 實現(xiàn)理想的傳動比。⑤機件磨損小，動力損耗低，傳動效率高。⑥受力狀況優(yōu)于現(xiàn)有無級調 速，傳動比范圍可超出現(xiàn)有無級調速裝置。⑦變速平滑，在運行時，更因操控單一，不會使機 械發(fā)生滯澀、失速和突然變速之現(xiàn)象。⑧在靜止時，即轉速為零時也能進行傳動比的調節(jié)和 設定。

如圖1A 。圖1C為目前汽車領域廣泛采用的V型輪無級變速CVT示意圖的正視圖 和側視圖；其中箭頭所示為調速時動片的運動方向； 圖2A為長錐輪無級調速原理示意圖，采用移動摩擦輪方式進行調速； 圖2B為長錐輪無級調速原理示意圖，采用移動摩擦帶方式進行調速； 圖2C為專利申請?zhí)?00910053161. 6的長錐輪無級調速原理示意圖，為通過軸控、
以改變兩軸夾角方式來移動摩擦帶從而進行調速； 圖3A 。圖3C為本實用新型中鼓錐輪軸控無級調速原理示意圖，兩錐輪采用相同 的規(guī)格； 圖3D 。圖3F為本實用新型中鼓錐輪軸控無級調速原理示意圖，兩錐輪采用不同 的規(guī)格； 圖4為本實用新型中鼓錐輪軸控機械式無級調速裝置的一種實施方式，輸入軸為定軸，輸出軸為可變軸，可變軸的兩端配有預緊彈簧，且由萬向節(jié)聯(lián)軸器向外輸出動力； 圖中l(wèi)-輸入軸，2-輸出軸，3-軸端軸承，4-預緊彈簧，5-萬向節(jié)聯(lián)軸器。
具體實施方式
實施例在機動車上的應用
以下結合附圖進一步詳細說明本實用新型的結構。 —種機械式無級變速裝置，動力輸入軸1和輸出軸2為一對大小端相對配置、軸線
處于同一平面、且始終保持相互接觸與足夠的表面壓力的中鼓型錐輪；所述中鼓型錐輪由
圓軸與中鼓型錐體同軸所組成；其中一軸為定軸，其軸端軸承3與機箱固定，另一軸為可變
軸，其軸端軸承3受預緊彈簧4和外加控制力的約束，以使兩軸軸線之夾角可變。 所述動力輸入軸1和輸出軸2可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的
中鼓錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪，使得本裝置在應用和加工時有更
多的選擇，以適應不同的變速場合的需要。 所述輸入軸1和輸出軸2軸端配置相宜的軸端軸承3和萬向節(jié)聯(lián)軸器5。 如圖4所示，設定輸入軸1為固定軸，輸出軸2為可變軸。其中，輸入軸1的兩端軸 承座與機箱固定，輸出軸2的兩端軸承3為關節(jié)軸承，軸承3外圈座被限定于機箱兩側的軌 槽中，受控時允許其沿徑向移動，而未加控制時則由預緊彈簧4所約束，使輸入軸1與輸出 軸2之兩中鼓錐輪得以始終保持相互接觸與足夠的表面壓力，錐輪間布有特種潤滑油(牽 引液)，而動力的傳遞則通過此牽引液在表面壓力下所形成的抗剪切油膜來實現(xiàn)，從而使動 力之傳遞有效而連續(xù)。速度之改變，通過調節(jié)兩軸夾角，從而改變其接觸位置，也即改變兩 錐輪的工作半徑來實現(xiàn)；整個調速過程無級而平滑。 輸出軸2(含輸入軸1)的一端采用推力軸承以阻止傳動時由軸向分力所引致的軸 向位移，另一端則采用自由軸承以解決因軸線變動而引起的竄軸現(xiàn)象。 輸出端軸線之角偏移則采用連接萬向節(jié)聯(lián)軸器5來解決。 通過對預緊彈簧4的預設，可將本裝置啟動時即呈(或未作控制時能自動恢復為) 大傳動比減速狀態(tài)作為其缺省狀態(tài)。 當車輛啟動時，本裝置以大扭矩大傳動比(即減速狀態(tài))輸出，隨著驅動扭矩的變 化或駕駛要求，控制系統(tǒng)可對輸出軸2的兩端或一端施加控制力，以改變輸入輸出軸的夾 角，從而改變兩中鼓錐輪的接觸位置(即兩輪的工作半徑)，來達到改變傳動比之目的；當 外加控制力撤消時，由于預緊彈簧4的作用，本裝置將自動恢復其預設的缺省狀態(tài)。 實際應用時，更可通過使用不同規(guī)格的中鼓錐輪、其中之一軸甚至也可以采用普 通錐輪或圓柱輪，以使本裝置在變速之前先天就具有增速或減速、且在變速過程中具有操 控角與傳動比呈非線性變化之特質。另外，在靜止時，即轉速為零時本裝置也能自如進行傳 動比的調節(jié)和設定。
權利要求一種機械式無級變速裝置，其特征是動力輸入軸(1)和輸出軸(2)為一對大小端相對配置、軸線處于同一平面、且表面始終保持相互接觸的中鼓型錐輪；所述中鼓型錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成，中鼓型錐體的母線向外法向呈一次突起的弧狀；其中一軸為定軸，其軸端軸承(3)與機箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承(3)沿徑向可移動，兩軸軸線之夾角可變。
2. 根據(jù)權利要求l所述的一種機械式無級變速裝置，其特征是所述動力輸入軸(1) 和輸出軸(2)可以是相同規(guī)格的中鼓錐輪，也可以是不同規(guī)格的中鼓錐輪。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種機械式無級變速裝置，其特征是所述動力輸入軸 (1)和輸出軸(2)中之一軸也可以是母線為直線的普通錐輪或圓柱輪。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種機械式無級變速裝置，其特征是所述可變軸之軸端軸 承(3)沿徑向配置預緊彈簧(4)。
專利摘要本實用新型屬于機械傳動領域的一種變速裝置。一種機械式無級變速裝置，動力輸入軸(1)和輸出軸(2)為一對大小端相對配置、軸線處于同一平面、且始終保持相互接觸的中鼓型錐輪；中鼓型錐輪由圓軸與中鼓型錐體同軸所組成；其中一軸為定軸，其軸端軸承(3)與機箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承(3)受預緊彈簧(4)和外加控制力的約束，以使兩軸軸線之夾角可變；動力輸入軸(1)和輸出軸(2)可以是相同或不同規(guī)格的中鼓錐輪；其中之一軸甚至也可以是普通錐輪或圓柱輪；兩軸之軸端配置相宜的軸端軸承(3)和萬向節(jié)聯(lián)軸器(5)。本實用新型具有部件少，結構精簡；對機械的沖擊小，受力狀況優(yōu)于現(xiàn)有無級調速裝置等優(yōu)點。
文檔編號F16H15/04GK201487150SQ20092020919
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2009年9月4日
發(fā)明者葉大衛(wèi), 葉廉華 申請人:葉大衛(wèi);葉廉華