專利名稱：一種大扭矩無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于帶輪式無級變速器，屬于汽車變速領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車變速器在汽車領(lǐng)域占有非常重要的位置，變速箱和發(fā)動機同屬于汽車的重要 組成部分。現(xiàn)有的汽車變速領(lǐng)域存在兩種變速器手動變速器和自動變速器，而自動變速器又分為電子控制手動變速器(AMT)、液控自動變速器(AT)、直接換擋變速器(DCT)和無級變速器(CVT)。各種變速器都有各自的優(yōu)點和缺點，對于無級變速器而言，傳動靠的是摩擦，所以最大的缺點在于本身所能夠承受的扭矩相對于靠齒輪傳動的其他變速器要小，所以應(yīng)用的范圍相對要窄，只能應(yīng)用于功率較小的汽車。為了增加帶輪式無級變速器的最大扭矩，世界上的各大汽車變速器生產(chǎn)廠家在帶輪式無級變速器上面投入巨資，開發(fā)除了多重提高帶輪式無級變速器最大扭矩的方法，其中包括增加帶輪的直徑以及脹緊力、改進鋼帶的材料工藝等，其中博世甚至發(fā)明了依靠推力傳動的推力鋼帶。本人也發(fā)明過一種增加無級變速器扭矩的方法，專利申請?zhí)?01110048135. 1，具體的做法是增加帶輪的數(shù)量，并且將兩對帶輪的中間一個液壓裝置公用，這種方法極大的增加的無級變速的最大扭矩，但是也同時較大地增加了無級變速器的體積。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種大扭矩無級變速器，用于解決現(xiàn)有的無級變速器不能承受大扭矩傳遞的問題，可以廣泛應(yīng)用于汽車的變速領(lǐng)域。本發(fā)明所使用的技術(shù)方案是在現(xiàn)有的帶輪式無級變速器中加入了加速齒輪組、減速齒輪組、限位器，其中，加速齒輪組為一個大齒輪嚙合小齒輪，位于輸入軸的前段，用于將輸入的動力轉(zhuǎn)速提高，扭矩降低；減速齒輪組為小齒輪嚙合大齒輪，位于輸出軸的后端用于將變速以后的動力轉(zhuǎn)速降低，扭矩提高；限位器為兩端各有一個滑輪的部件，鋼帶可以從中穿過，并限制鋼帶的距離，加速齒輪組和減速齒輪組配合，將發(fā)動機的扭矩縮小，再通過帶輪變速，最后輸出的時候?qū)⑴ぞ胤糯?，從而達到增加無級變速器傳送的最大扭矩的效果。本發(fā)明主要包括以下三個重要部件—加速齒輪組。為兩個齒輪的組合，輸入端的齒輪直徑相對較大，輸出端的齒輪直徑相對較小，扭矩從輸入端大齒輪輸入，再從輸出端小齒輪輸出，齒輪的轉(zhuǎn)速增加，但是扭矩減小，實際輸出的功率在不考慮傳輸損失的情況下不變。二 減速齒輪組。為兩個齒輪的組合，輸入端的齒輪直徑相對較小，輸出端的齒輪直徑相對較大，扭矩從輸入端小齒輪輸入，再從輸出端大齒輪輸出，齒輪的轉(zhuǎn)速減小，但是扭矩增加，實際輸出的功率在不考慮傳輸損失的情況下不變。三“限位器。為兩個滑輪的組合，兩個滑輪的相對位置固定，滑輪可以以自己的中心轉(zhuǎn)動，滑輪非常光滑，鋼帶從限位器中間穿過以后，鋼帶的兩邊之間的距離為固定值，兩邊的鋼帶以相反的方向互不干擾地運動。本發(fā)明能夠大幅提高現(xiàn)有的帶輪式無級變速器的最大扭矩，擴大無級變速器使用的動力范圍。
圖I為變速器未安裝限位器的簡略俯視圖；圖2為限位器的結(jié)構(gòu)圖；圖3為增加限位器與不增加限位器時鋼帶的位置圖；圖4為帶輪變速過程的簡略示意圖。
具體實施方式
在圖I中，I部分為輸入軸相連部分，2部分為輸出軸相連部分,3為壓力鋼帶。整個圖形中沒有出現(xiàn)本發(fā)明中的限位器。輸入軸11連接至發(fā)動機，扭矩通過輸入軸11傳遞至輸入軸齒輪12，輸入軸齒輪12和第二個輸入軸齒輪13嚙合(輸入軸齒輪12和輸入軸齒輪13是大齒輪嚙合小齒輪的結(jié)構(gòu)，所以統(tǒng)稱為加速齒輪組)，因為齒輪12的直徑比齒輪13的直徑要大，根據(jù)大齒輪傳小齒輪的原理，齒輪13的轉(zhuǎn)速比齒輪12要高，因為二者的功率不變，所以齒輪13的扭矩比齒輪12的扭矩要小，此過程相當于放大了發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，但是縮小了發(fā)動機的扭矩，經(jīng)過縮小扭矩的發(fā)動機動力再經(jīng)過傳動軸18傳遞到由固定輪14和滑動輪16組成的帶輪，固定輪14和滑動輪16的間距通過油路17控制進入的油量來控制，油缸15里面的油量越多，固定輪和滑動輪16之間的距離就越小，鋼帶3的運動的半徑也越小，反之亦然。與此同時，固定輪24和滑動輪26也可以通過油缸25以及油路27的控制來實現(xiàn)鋼帶運動半徑的變化。經(jīng)過變速的過程以后，動力通過輸出部分傳動軸28傳遞至齒輪23，因為齒輪23半徑比齒輪22小，兩者通過齒輪間的嚙合實現(xiàn)功率傳遞的過程中，齒輪23的轉(zhuǎn)速比齒輪22的大，但是扭矩比22小，等同于一個齒輪的放大效應(yīng)，將齒輪23的扭矩放大，最后經(jīng)過輸出軸21傳動到差速器(齒輪23和齒輪22因為是小齒輪嚙合大齒輪，所以統(tǒng)稱為減速齒輪組)。在整個動力的傳遞過程中，加入發(fā)動機的最大扭矩為2m，而帶輪的最大扭矩為m，那么因為齒輪組12和13的扭矩縮小、轉(zhuǎn)速放大，功率不變原理，只要將齒輪12和13的齒輪比設(shè)置為2 1，即可實現(xiàn)齒輪13的扭矩為2m/2 = m，此時正好可以應(yīng)用于帶輪進行動力傳動，同時進行變速，當帶輪的變速過程完成以后，加入帶輪此時的變速過程為I : 1，那么輸出端傳動軸28的扭矩同樣為m，此時再經(jīng)過齒輪組23和22，將23和22的齒輪比設(shè)置為I : 2,傳遞到齒輪22的扭矩又恢復(fù)為2m。整個傳遞過程中，扭矩的變化過程為輸入齒輪2m*0.5 = m帶輪變速，假設(shè)速比為t :則扭矩為m/t輸出齒輪(m/t)*2 = 2m/t不通過兩個齒輪組的變速比同樣為2m/t[0024]所以在整個變速的過程中，發(fā)動機的變速范圍沒有變化，但是卻讓原本無法承受2m扭矩，只能承受m扭矩的無級變速器再通過加大轉(zhuǎn)速的情況下實現(xiàn)了變速過程。在本過程中，兩組齒輪的齒輪比可以靈活設(shè)置，可以互為倒數(shù)，也可以不互為倒數(shù)。在圖2中，4部分為整個限位器，41和42均為滑輪，滑輪41的轉(zhuǎn)動軸為43，滑輪42轉(zhuǎn)動軸為44，兩個滑輪通過固定值45連接在一起，鋼帶3從兩個滑輪中間穿過。因為滑輪41和滑輪42兩者之間的距離為固定值，所以穿過的鋼帶3間隔也為固定值。限位器此時就起到了限定帶輪鋼帶兩側(cè)之間距離的作用。鋼帶3實際上會彎曲成為一定角度，簡略圖采用直線代替。在圖3中，5為整個帶輪側(cè)面的簡略示意圖。鋼帶處于a狀態(tài)時，是沒有安裝限位 器時的狀態(tài)，a’是有限位器時的狀態(tài)。通過對比，可以非常明顯的看出，限位器的作用在于限定帶輪兩側(cè)的鋼帶之間的距離，在a狀態(tài)的時候，因為鋼帶之間的距離較大，所以鋼帶與帶輪臨界點為A和B，而在a’狀態(tài)下，鋼帶有帶輪臨界點為A’和B’，可以明顯地看出，a’狀態(tài)下鋼帶與帶輪臨界點相對更接近兩個帶輪的中心，也就是意味著a’狀態(tài)下，鋼帶和帶輪接觸的位置更寬，這樣也就意味著在不影響帶輪耐久力和壽命的情況下，可以增加帶輪的脹緊力，從而達到增加帶輪的最大扭矩的效果。圖4簡略的表示了單帶輪式變速器由低速向高速轉(zhuǎn)變的過程。在低速狀態(tài)下，主動輪的鋼帶因為距離主動軸很近，此時的受力半徑為R3，從動輪的鋼帶因為距離從動軸很遠，此時的受力半徑為R6，R3 < R6，因此此時類似于一個省力滑輪，從動輪會獲得一個較大的扭矩，但是速度較慢。隨著鋼帶與軸之間的距離逐漸變化，鋼帶與主動軸的距離居中，受力半徑為R2，鋼帶與從動軸的受力半徑為R5，R2 = R5，此時類似于一個不省力也不費力的滑輪，從動軸獲得一個與主動軸相同的扭矩和速度。在高速狀態(tài)下，鋼帶與主動軸相距較遠，受力半徑為R1，鋼帶與從動軸的手機半徑為R4，此時類似于一個費力滑輪，從動輪獲得一個較小的扭矩，但是轉(zhuǎn)速較快。
權(quán)利要求1.一種大扭矩無級變速器，里面有帶輪式的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)無級變速，其特征是在帶輪式無級變速結(jié)構(gòu)中加入了加速齒輪組、減速齒輪組、限位器三組部件，加速齒輪組先將輸入動力扭矩縮小，然后通過變速器變速，變速完成以后再通過減速齒輪組增加扭矩；其中，加速齒輪組位于輸入軸的前段；減速齒輪組位于輸出軸的后端；限位器為兩端各有一個滑輪的部件，鋼帶可以從中穿過。
2.如權(quán)利要求I所述的一種大扭矩無級變速器，其特征是在兩個帶輪之間增加了一個限位器，鋼帶通過限位器以后，位置相對于沒有限位器的時候更近，從而使鋼帶與帶輪的接觸范圍擴大，增加可傳動的最大扭矩。
3.如權(quán)利要求2所述的一種大扭矩無級變速器，其特征是限位器構(gòu)造為兩個滑輪通過連接桿連接固定轉(zhuǎn)動軸，兩個滑輪之間的距離保持不變，但是可以以各自的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實用新型提供了一種大扭矩無級變速器，可以廣泛應(yīng)用于汽車的變速領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有的無級變速器傳送扭矩過小的問題，能夠大幅度提高無級變速器傳送的最大扭矩，其采用的解決方案是在現(xiàn)有的帶輪式無級變速器中加入了加速齒輪組、減速齒輪組、限位器，其中，加速齒輪組為一個大齒輪嚙合小齒輪，位于輸入軸的前段，用于將輸入的動力轉(zhuǎn)速提高，扭矩降低；減速齒輪組為小齒輪嚙合大齒輪，位于輸出軸的后端用于將變速以后的動力轉(zhuǎn)速降低，扭矩提高；限位器為兩端各有一個滑輪的部件，鋼帶可以從中穿過，并限制鋼帶的距離，加速齒輪組和減速齒輪組配合，將發(fā)動機的扭矩縮小，再通過帶輪變速，最后輸出的時候?qū)⑴ぞ胤糯螅瑥亩_到增加無級變速器傳送的最大扭矩的效果。
文檔編號F16H37/02GK202484233SQ201120276539
公開日2012年10月10日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者李凱 申請人:李凱