專利名稱：多段式金屬帶無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車變速器，具體為一種多段式金屬帶無級(jí)變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有汽車變速技術(shù)中，變速機(jī)構(gòu)分為兩種類型一種為有級(jí)變速器，另一種為無級(jí)變速器(Continuously Variable Transmission，簡(jiǎn)稱CVT)。有級(jí)變速器的優(yōu)點(diǎn)在于能傳遞大功率和大扭矩，其動(dòng)力傳遞較準(zhǔn)確、可靠性高，但其缺點(diǎn)是擋數(shù)有限，不能充分發(fā)揮汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，而且有級(jí)變速器中的自動(dòng)變速箱還存在油耗高的缺陷。另一種的無級(jí)變速器(以下統(tǒng)一用CVT表示)在理論上有無窮個(gè)擋位，CVT和有級(jí)變速器相比較，其優(yōu)點(diǎn)是在一定范圍內(nèi)的傳動(dòng)比連續(xù)可變，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總能在動(dòng)力輸出較好的轉(zhuǎn)速范圍段工作， 有利于降低油耗，而且沒有有級(jí)變速器改變傳動(dòng)比時(shí)的換擋沖擊，這樣換擋時(shí)更為平滑。隨著CVT的發(fā)展，出現(xiàn)了傳動(dòng)帶式CVT，但是現(xiàn)有的傳動(dòng)帶式CVT存在傳遞扭矩有限、變速比不夠大的弱點(diǎn)，目前只用于中小排量的汽車。由于傳動(dòng)帶式CVT采用的是對(duì)稱直母線錐盤，傳動(dòng)帶在變速過程中必然會(huì)產(chǎn)生偏斜，而偏斜對(duì)于CVT的傳遞能量過程是極為不利的。此偏斜量一方面會(huì)限制錐盤工作半徑的變化范圍，使得變速比的變化范圍較小；另一方面還限制了錐盤半徑的增大，使得可傳遞的轉(zhuǎn)矩有限，即傳動(dòng)能力被限制，無法在更大排量汽車上使用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有傳動(dòng)帶式無級(jí)變速器傳動(dòng)比范圍不夠大的問題，進(jìn)一步還解決了傳遞的扭矩較小的問題，而提供一種具有大傳動(dòng)比和大傳遞扭矩的多段式金屬帶無級(jí)變速器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案多段式金屬帶無級(jí)變速器，包括輸入軸和輸出軸，其特征在于，在所述輸入軸的兩側(cè)分別設(shè)有第一中間軸和第二中間軸，在輸入軸上設(shè)有主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，在所述的第一中間軸和第二中間軸上分別設(shè)置有用于與所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)配合的從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)；所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由四個(gè)并排設(shè)置的錐盤構(gòu)成，其中，位于兩端的第一錐盤和第四錐盤相向設(shè)置且固定在輸入軸上，位于中間的第二錐盤和第三錐盤背向設(shè)置且相互固定并與輸入軸滑動(dòng)連接，在第一錐盤和第二錐盤以及第三錐盤和第四錐盤之間分別形成寬度可調(diào)的第一帶槽和第二帶槽；所述從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)相向設(shè)置在對(duì)應(yīng)中間軸上的錐盤構(gòu)成，第五錐盤和第八錐盤分別與第一中間軸及第二中間軸固聯(lián)，在第五錐盤右側(cè)的第六錐盤和在第八錐盤左側(cè)的第七錐盤分別與第一中間軸及第二中間軸滑動(dòng)連接，在第一中間軸上的第五錐盤和第六錐盤以及第二中間軸上的第七錐盤和第八錐盤之間各自形成寬度可調(diào)的第三帶槽和第四帶槽；在第三帶槽和第二帶槽之間以及第四帶槽和第一帶槽之間對(duì)應(yīng)的設(shè)有環(huán)形的第一傳動(dòng)帶和第二傳動(dòng)帶，所述第一傳動(dòng)帶和第二傳動(dòng)帶均一端套在輸入軸錐盤上，另一端分別套在對(duì)應(yīng)的中間軸錐盤上；第六錐盤及第七錐盤上設(shè)置有油缸或可以使其沿軸向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)第一傳動(dòng)帶和第二傳動(dòng)帶傳動(dòng)比的改變；在第一中
3間軸和第二中間軸與輸出軸上還分別安裝有若干個(gè)帶有同步器的檔齒輪組，所述的檔齒輪組分別與安裝在輸出軸上對(duì)應(yīng)的輸出齒輪嚙合，通過同步器有級(jí)地改變中間軸與輸出軸的傳動(dòng)比。本實(shí)用新型通過在兩根中間軸上設(shè)置可滑動(dòng)的錐盤，可以同時(shí)調(diào)節(jié)兩條傳動(dòng)帶的傳動(dòng)比，特別是，兩條傳動(dòng)帶的傳動(dòng)比變化方向相反，當(dāng)其中一條傳動(dòng)帶的傳動(dòng)比由大變小時(shí)，另一條傳動(dòng)帶的傳動(dòng)比是由小變大，反之亦然。由于利用了這一特點(diǎn)，并配合有級(jí)的檔齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使得傳動(dòng)比的變化范圍得到極大的拓展，還使得傳遞的扭矩也大幅提高，相對(duì)于傳統(tǒng)的無級(jí)變速器，本實(shí)用新型變速器的變速比理論上能達(dá)到不受限制，采用同樣強(qiáng)度規(guī)格的金屬，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也擴(kuò)大到兩倍以上，甚至更大。進(jìn)一步，在第一中間軸和第二中間軸上還分別設(shè)有離合器。進(jìn)一步，所述的檔齒輪組總共為三組，分別與所述的三組檔齒輪組嚙合的三個(gè)輸出齒輪依次按直徑由大到小排列。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、具有大范圍傳動(dòng)比本實(shí)用新型的變速器由于采用兩條傳動(dòng)帶交替工作(兩條傳動(dòng)帶分別傳遞動(dòng)力)，與不同檔位的檔齒輪組配合，就能使整個(gè)變速器的傳動(dòng)比能在大的范圍內(nèi)連續(xù)變化，進(jìn)一步改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。2、增大了傳遞的扭矩通過設(shè)計(jì)檔齒輪組的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使整個(gè)無級(jí)變速器的傳動(dòng)比增大，進(jìn)而可以使傳動(dòng)帶式CVT自身的傳動(dòng)比變化范圍(即變速比)減小，這樣在制造時(shí)可以增大CVT輸入軸的錐盤半徑，從而增大了傳遞扭矩。按照本實(shí)用新型的方案，使用現(xiàn)有 CVT同樣強(qiáng)度規(guī)格的傳動(dòng)帶，可以設(shè)計(jì)出傳遞扭矩?cái)U(kuò)大為原來的兩倍甚至更多的無級(jí)變速器，可以使CVT應(yīng)用于更大排量的車輛。3、延長(zhǎng)了變速器的使用壽命由于本實(shí)用新型的變速器采用兩條傳動(dòng)帶交替工作，從而延長(zhǎng)了變速器的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型多段式金屬帶無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型多段式金屬帶無級(jí)變速器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1一輸入軸，2—輸出軸，31—第一中間軸，32—第二中間軸，41 一第一錐盤， 42—第二錐盤，43—第三錐盤，44一第四錐盤，45—第五錐盤，46—第六錐盤，47—第七錐盤，48—第八錐盤，51—第一帶槽，52—第二帶槽，53—第三帶槽，54—第四帶槽，61—第一傳動(dòng)帶，62—第二傳動(dòng)帶，71—第一離合器，72—第二離合器，81—第一檔齒輪組，82-第二檔齒輪組，83—第三檔齒輪組，91 一第一檔輸出齒輪，92—第二檔輸出齒輪，93—第三檔輸出齒輪，11一第一檔同步器，12—第二檔同步器，13—第三檔同步器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型的多段式金屬帶無級(jí)變速器，包括輸入軸1和輸出軸2，在所述輸入軸1的兩側(cè)各設(shè)有一根中間軸，所述輸入軸1與第一中間軸31和第二中間軸32 均通過傳動(dòng)帶連接；在輸入軸1上設(shè)有主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，在所述的第一中間軸31和第二中間軸32上分別設(shè)置有用于與所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)配合的從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)；所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由四個(gè)并排設(shè)置的錐盤構(gòu)成，所述錐盤為具有圓錐形斜面的圓盤，是現(xiàn)有的機(jī)械部件，在此不詳述；其中，位于兩端的第一錐盤41和第四錐盤44相向設(shè)置且固定在輸入軸1上，位于中間的第二錐盤42和第三錐盤43背向設(shè)置且相互固定并與輸入軸1滑動(dòng)連接，在調(diào)節(jié)第二錐盤42和第三錐盤43的位置時(shí)，是通過配套設(shè)置的液壓缸來帶動(dòng)第二錐盤42和第三錐盤43左、右滑動(dòng)，第一錐盤41和第二錐盤42以及第三錐盤43和第四錐盤44之間分別形成寬度可調(diào)的第一帶槽51和第二帶槽52。所述從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)相向設(shè)置在對(duì)應(yīng)中間軸上的錐盤構(gòu)成，在第一中間軸31上的第五錐盤45和第六錐盤46以及第二中間軸32 上的第七錐盤47和第八錐盤48之間各自形成寬度固定的第三帶槽53和第四帶槽M ；在第三帶槽53和第二帶槽52之間以及第四帶槽M和第一帶槽51之間對(duì)應(yīng)的設(shè)有環(huán)形的第一傳動(dòng)帶61和第二傳動(dòng)帶62，所述第一傳動(dòng)帶61和第二傳動(dòng)帶62均一端套在輸入軸1上， 另一端分別套在對(duì)應(yīng)的中間軸上，形成同時(shí)運(yùn)動(dòng)的兩副速比可變帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(類似自行車鏈條)。當(dāng)輸入軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一傳動(dòng)帶61和第二傳動(dòng)帶62將分別帶動(dòng)第一中間軸31和第二中間軸32旋轉(zhuǎn)。在第一中間軸31上還設(shè)有第一離合器71、第一檔齒輪組81和第三檔齒輪組83，在第二中間軸32上還設(shè)有第二離合器72和第二檔齒輪組82，所述第一檔齒輪組81、第二檔齒輪組82和第三檔齒輪組83分別通過第一檔同步器11、第二檔同步器12和第三檔同步器13與對(duì)應(yīng)的中間軸結(jié)合；在輸出軸2上對(duì)應(yīng)的設(shè)有用于分別與第一檔齒輪組 81、第二檔齒輪組82和第三檔齒輪組83嚙合的第一檔輸出齒輪91、第二檔輸出齒輪92和第三檔輸出齒輪93。工作原理參見圖1，輸入軸1引入外部動(dòng)力并帶動(dòng)套在輸入軸1上的第一傳動(dòng)帶 61和第二傳動(dòng)帶62旋轉(zhuǎn)，汽車起步時(shí)，第一傳動(dòng)帶61處于速比最大狀態(tài)，第一中間軸31上的第六錐盤46處于最靠近第五錐盤45的位置，相應(yīng)的輸入軸上的第二錐盤42、第三錐盤 43處于遠(yuǎn)離第四錐盤44而且靠近第一錐盤41的位置，相應(yīng)的第二中間軸32上的第七錐盤47處于遠(yuǎn)離第八錐盤48的位置，因而，第二傳動(dòng)帶62處于最小速比狀態(tài)，第一檔同步器 11結(jié)合，第二檔同步器12、第三檔同步器13均脫離，隨著第一離合器71的閉合，動(dòng)力經(jīng)第一傳動(dòng)帶61和第一檔齒輪組81傳給輸出軸2，此時(shí)第二離合器72是分離的，第二傳動(dòng)帶 62空載，并不傳遞動(dòng)力；隨著車速的提高，如果需要變速器減小傳動(dòng)比，則使第七錐盤47上的油缸壓力增加，迫使第七錐盤47向第八錐盤48靠攏，通過第二傳動(dòng)帶62推動(dòng)輸入軸上的第二錐盤42和第三錐盤43 —起向第四錐盤44靠攏，通過第一傳動(dòng)帶61推動(dòng)第一中間軸31上的第六錐盤46遠(yuǎn)離第五錐盤45，從而使第一傳動(dòng)帶61速比減小，而空載的第二傳動(dòng)帶62速比變大；當(dāng)?shù)谝粋鲃?dòng)帶61速比變化到已經(jīng)是最小(此時(shí)，空載的第二傳動(dòng)帶速比隨之變化到最大)，而車輛仍然需要變速器減小傳動(dòng)比時(shí)，第二檔同步器12結(jié)合，使第二檔齒輪組82嚙合，接著，第一離合器71脫開的同時(shí)，使第二離合器72閉合，這時(shí)可以使第一檔同步器11脫開，這樣就切換到由第二傳動(dòng)帶62和第二檔齒輪組82傳遞動(dòng)力，而第一傳動(dòng)帶61空載；因?yàn)榇藭r(shí)第二傳動(dòng)帶62是處于最大傳動(dòng)比狀態(tài)，所以，可以通過減小第二傳動(dòng)帶62的速比來達(dá)到減小變速器總傳動(dòng)比的效果。從第二檔齒輪組82傳動(dòng)切換到第三檔齒輪組83傳動(dòng)的過程與上述類同。這樣，配合著檔位的切換，第一、第二兩條傳動(dòng)帶交替工作，使變速器速比可以在很大的范圍內(nèi)無間斷、無重疊的連續(xù)變化。參見圖2，是在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將第一中間軸31和第二中間軸32設(shè)置在輸入軸1的同一側(cè)，這樣所占用的空間更小，結(jié)構(gòu)更緊湊。本實(shí)用新型中，為配合傳動(dòng)帶的變速比，適當(dāng)設(shè)計(jì)各檔齒輪組的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)檔位切換即將閉合的離合器兩端轉(zhuǎn)速是一樣的，所以，速比沒有跳躍，檔位切換時(shí)的沖擊很小， 此外，兩個(gè)離合器切換的控制也是容易的。本實(shí)用新型中，檔齒輪組的數(shù)量不僅僅限于三組，根據(jù)實(shí)際檔位的需要，也可以設(shè)置更多的檔齒輪組，進(jìn)而使變速器具有更大的變速比，或者，可以通過增加檔位來減小帶傳動(dòng)副自身的速比變化范圍，從而增大帶傳動(dòng)的最小工作半徑，由此達(dá)到進(jìn)一步擴(kuò)大無級(jí)變速器傳遞扭矩的目的。本實(shí)用新型中，傳動(dòng)帶也不局限于傳動(dòng)帶，采用其他類型的傳動(dòng)帶(如但不限于橡膠帶)也同樣具有擴(kuò)大其傳遞扭矩及變速比的作用。
權(quán)利要求1.多段式金屬帶無級(jí)變速器，包括輸入軸(1)和輸出軸(2)，其特征在于，在輸入軸(1) 的兩側(cè)分別設(shè)有第一中間軸(31)和第二中間軸(32)，在輸入軸(1)上設(shè)有主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)， 在所述的第一中間軸(31)和第二中間軸(32)上分別設(shè)置有用于與所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)配合的從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)；所述主動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由四個(gè)并排設(shè)置的錐盤構(gòu)成，其中，位于兩端的第一錐盤(41)和第四錐盤(44)相向設(shè)置且固定在輸入軸(1)上，位于中間的第二錐盤(42)和第三錐盤(43)背向設(shè)置且相互固定并與輸入軸(1)滑動(dòng)連接，在第一錐盤(41)和第二錐盤(42)以及第三錐盤(43)和第四錐盤(44)之間分別形成寬度可調(diào)的第一帶槽(51)和第二帶槽(52)；所述從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)相向設(shè)置且固定在對(duì)應(yīng)中間軸上的錐盤構(gòu)成，在第一中間軸(31)上的第五錐盤(45)和第六錐盤(46)以及第二中間軸(32)上的第七錐盤 (47)和第八錐盤(48)之間各自形成寬度固定的第三帶槽(53)和第四帶槽(54);在第三帶槽(53)和第二帶槽(52)之間以及第四帶槽(54)和第一帶槽(51)之間對(duì)應(yīng)的設(shè)有環(huán)形的第一傳動(dòng)帶(61)和第二傳動(dòng)帶(62)，所述第一傳動(dòng)帶(61)和第二傳動(dòng)帶(62)均一端套在輸入軸(1)上，另一端分別套在對(duì)應(yīng)的中間軸上；在第一中間軸(31)和第二中間軸(32)上還分別安裝有若干個(gè)帶有同步器的檔齒輪組，所述的檔齒輪組分別與安裝在輸出軸(2)上對(duì)應(yīng)的輸出齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式金屬帶無級(jí)變速器，其特征在于，在第一中間軸(31) 和第二中間軸(32)上還分別設(shè)有離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式金屬帶無級(jí)變速器，其特征在于，所述的檔齒輪組總共為三組，分別與所述的三組檔齒輪組嚙合的三個(gè)輸出齒輪依次按直徑由大到小排列。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多段式金屬帶無級(jí)變速器，包括輸入軸和輸出軸，在輸入軸兩側(cè)各設(shè)有一根中間軸，在輸入軸上設(shè)有四個(gè)并排的錐盤，其中，位于兩端的錐盤相向設(shè)置且固定在輸入軸上，位于中間的錐盤背向設(shè)置且相互固定并與輸入軸滑動(dòng)連接，在錐盤之間分別形成寬度可調(diào)的帶槽；從動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)相向設(shè)置且固定在對(duì)應(yīng)中間軸上的錐盤構(gòu)成，在中間軸上的錐盤之間各自形成寬度固定的帶槽；在帶槽之間對(duì)應(yīng)的設(shè)有環(huán)形的傳動(dòng)帶；在中間軸上還分別安裝有若干個(gè)帶有同步器的檔齒輪組，檔齒輪組分別與安裝在輸出軸上的輸出齒輪嚙合。本實(shí)用新型的變速器具有大范圍傳動(dòng)比，而且增大了傳遞的扭矩，還達(dá)到了延長(zhǎng)了變速器使用壽命的目的。
文檔編號(hào)F16H9/08GK202012600SQ20112011963
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者衛(wèi)建偉, 廖江林, 梁曉龍, 郝建軍, 韓嘯 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)