專利名稱：一種變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種與エ業(yè)機(jī)械、交通工具領(lǐng)域相關(guān)的變速裝置。
背景技術(shù)：
無級(jí)變速機(jī)構(gòu)種類繁多，其主要原理是連續(xù)變換傳動(dòng)輪的工作半徑，這一點(diǎn)采用錐輪就比較容易實(shí)現(xiàn)，而錐輪之間采用摩擦傳動(dòng)形式比較方便，所以錐輪摩擦傳動(dòng)成了一種最常用的無級(jí)變速結(jié)構(gòu)形式，但摩擦傳動(dòng)存在組件容易磨損、發(fā)熱、打滑、效率低等問題。 齒傳動(dòng)沒有摩擦傳動(dòng)的這些問題，但傳動(dòng)齒一般有固定的齒距，很難在連續(xù)變換工作半徑的錐輪上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變速裝置，填補(bǔ)“齒傳動(dòng)式”無級(jí)變速器和近似無級(jí)變速器的空白，克服“錐輪摩擦傳動(dòng)式”無級(jí)變速裝置摩擦組件磨損快、發(fā)熱、打滑、效率低等問題。本發(fā)明包括輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8)，中間傳動(dòng)體(1)，其特征在于中間傳動(dòng)體 (I)是帶有滾子或滑塊作為傳動(dòng)單元(2)的封閉循環(huán)傳動(dòng)軌道，或是帶有鏈銷作為傳動(dòng)単元 (2 )的傳動(dòng)鏈條；輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8 )上有導(dǎo)軌(9 )來引導(dǎo)嚙合模塊(6 )的移動(dòng)來改變工作半徑；輸入變徑輪(4)通過嚙合模塊(6)把動(dòng)カ沿著傳動(dòng)單元(2)隊(duì)列傳遞給輸出變徑輪(8)。本發(fā)明的活動(dòng)齒(5 )與滑塊(6 )之間可以周向相對(duì)移動(dòng)，由エ況自鎖裝置(10 )、空載復(fù)位裝置(11)來調(diào)節(jié)活動(dòng)齒(5 )與滑塊(6 )之間的相對(duì)位置。本發(fā)明的活動(dòng)齒(5)與滑塊(6)之間可以徑向相對(duì)移動(dòng)，由彈簧(14)或磁力裝置來向外壓緊活動(dòng)齒(5)。本發(fā)明的變徑輪(4、8)采用單錐輪結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速時(shí)，通過調(diào)整嚙合模塊(6) 與變徑輪(4、8)的相對(duì)位置來改變工作直徑；或者，變徑輪(4、8)采用兩個(gè)錐面相向的錐盤組合結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速吋，兩個(gè)錐盤的距離和嚙合模塊(6)的徑向位置同步改變；或者， 變徑輪(4、8)采用兩個(gè)平盤固定連接的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠(15)來調(diào)整哨合模塊(6)的徑向位置。本發(fā)明的傳動(dòng)軌道內(nèi)壁有滾珠或滾柱來減少運(yùn)動(dòng)阻力(17)。與“錐輪摩擦傳動(dòng)式”無級(jí)變速裝置相比較，本發(fā)明采用齒傳動(dòng)代替摩擦傳動(dòng)，有利于提高傳動(dòng)效率和減輕傳動(dòng)部件磨損快的問題，也避免了打滑現(xiàn)象，更容易實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)。


圖I是整體裝置主視圖和俯視圖2是鏈條傳動(dòng)變速裝置結(jié)構(gòu)圖3是有級(jí)變速裝置的滑塊結(jié)構(gòu)圖；圖4是近似無級(jí)變速裝置的滑塊結(jié)構(gòu)圖5是雙錐盤變徑輪的變速裝置；
圖6是雙平盤變徑輪的變速裝置；
圖7是軌道內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)DI整體裝置主視圖和俯視圖，輸入軸3與輸出軸7平行放置，分別與錐面朝向相反的輸入變徑輪4和輸出變徑輪8連接；輸入變徑輪4和輸出變徑輪8的錐面上分別均勻分布若干條沿母線方向的導(dǎo)軌9 ;滑塊6可以順著導(dǎo)軌9滑動(dòng)，由此改變徑向位置；滑塊6上裝載活動(dòng)齒5 ;傳動(dòng)軌道I是一條長(zhǎng)圓形的封閉循環(huán)軌道，里邊布滿可以在軌道里滾動(dòng)或滑動(dòng)的傳動(dòng)單元2，可以是滾珠、滾柱、“エ”字形滾子，也可以是滑塊，它們的縫隙可以與活動(dòng)齒5哨合；傳動(dòng)單兀2的朝向軸心方向的部位是光滑的弧面,在哨合過程中，活動(dòng)齒 5的齒尖可以順著弧面滑進(jìn)正確的嚙合位置；在工作狀態(tài)下，輸入變徑輪4把動(dòng)カ順著傳動(dòng)単元2的隊(duì)列傳遞給輸出變徑輪8。如圖2所示的實(shí)施例所示，傳動(dòng)軌道I可以用鏈條18 代替，鏈銷20相當(dāng)于傳動(dòng)軌道I里邊的傳動(dòng)單元2，變徑輪采用圖4所示的雙錐盤組合的結(jié)構(gòu)形式，為了傳動(dòng)更加平穩(wěn)，可以采取張緊輪19把鏈條18繃緊。如圖3無級(jí)變速裝置的滑塊結(jié)構(gòu)圖所示，活動(dòng)齒5受到的載荷F來自右邊，其在左邊的極限位置為初始位置，每一次嚙合調(diào)整都從初始位置開始，進(jìn)入正確嚙合位置后再進(jìn)行傳動(dòng)，離開嚙合區(qū)域后自動(dòng)回到初始位置等待下ー輪調(diào)整。實(shí)現(xiàn)這一調(diào)整過程的原理是——逆止滑塊10與復(fù)位滑塊11分別與活動(dòng)齒5的左側(cè)和右側(cè)接觸，它們通過杠桿12連接，杠桿的支點(diǎn)13設(shè)置在滑塊6或者活動(dòng)齒5上，逆止滑塊10和復(fù)位滑塊11可以在杠桿 12上滑動(dòng)；逆止滑塊10與它左右兩側(cè)的接觸面的靜摩擦系數(shù)大于這兩個(gè)接觸面的夾角的正切值，當(dāng)逆止滑塊10受到這兩個(gè)接觸面的擠壓時(shí)產(chǎn)生摩擦自鎖；與逆止滑塊10的情況相反，復(fù)位滑塊11與它左右兩側(cè)的接觸面的靜摩擦系數(shù)小于這兩個(gè)接觸面的夾角的正切值，當(dāng)復(fù)位滑塊11受到這兩個(gè)接觸面的擠壓時(shí)不產(chǎn)生摩擦自鎖；支點(diǎn)13的位置、逆止滑塊 10與復(fù)位滑塊11重量的配置滿足當(dāng)變徑輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力作用下，復(fù)位滑塊11的カ矩總是比逆止滑塊10的カ矩大，這個(gè)杠桿系統(tǒng)有繞支點(diǎn)13逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，其導(dǎo)致的結(jié)果是——當(dāng)活動(dòng)齒5進(jìn)入嚙合區(qū)域，如果遇到在傳動(dòng)單元2的擠壓下離開初始位置這ー情形， 會(huì)克服復(fù)位滑塊11的離心カ并把它向下推動(dòng)，帶動(dòng)杠桿12把逆止滑塊10向上推動(dòng)，逆止滑塊10向上移動(dòng)的過程中與活動(dòng)齒5保持接觸；活動(dòng)齒5到達(dá)正確嚙合位置后開始承受載荷，在力F的作用下會(huì)有向初始位置移動(dòng)的趨勢(shì)，但因逆止滑塊10產(chǎn)生摩擦自鎖而使移動(dòng)受阻，并且因?yàn)榛顒?dòng)齒5對(duì)逆止滑塊10的壓カ很大，逆止滑塊10和復(fù)位滑塊11的離心カ 矩之差不足以把逆止滑塊10往下推動(dòng)；當(dāng)活動(dòng)齒5離開嚙合區(qū)而載荷消失，其對(duì)逆止滑塊 10的巨大壓カ也隨之消失，復(fù)位滑塊11在離心カ的作用下往上移，逆止滑塊10在杠桿作用下會(huì)向下移動(dòng)讓出上面的空間，而與此同時(shí)，活動(dòng)齒5也被復(fù)位滑塊11順利推向初始位置。 除了離心力，也可以采用彈簧、磁力裝置對(duì)復(fù)位滑塊11施加復(fù)位力。以轉(zhuǎn)動(dòng)的方向作為參照，在輸入變徑輪上，逆止滑塊10和復(fù)位滑塊11的位置關(guān)系是“復(fù)位滑塊11在前，逆止滑塊10在后”，而在輸出變徑輪上的這個(gè)位置關(guān)系正好相反。如圖4有級(jí)變速裝置的滑塊結(jié)構(gòu)圖所示，活動(dòng)齒5接觸傳動(dòng)的ー側(cè)是直邊，其與滑塊6可以徑向相對(duì)移動(dòng)，靠彈簧14來向外壓緊，考慮到彈簧壽命有限，可以采用磁力裝置代替。傳動(dòng)單元2是“エ”字形階梯滾子，嚙合部位有較大的縫隙，活動(dòng)齒5在一定的角度范圍內(nèi)可以在齒頂高過傳動(dòng)單元2中心的位置進(jìn)行傳動(dòng),這時(shí)候載荷的徑向分力為零?；顒?dòng)齒5的另ー側(cè)為斜邊或圓弧，換擋的時(shí)候活動(dòng)齒5因直邊的存在只能通過往后撤來改變齒距，傳動(dòng)単元2對(duì)斜邊的壓カ迫使活動(dòng)齒5向軸心方向回縮，壓カ撤銷后再?gòu)棾鰜?。為了讓所有的活?dòng)齒5都處在正確嚙合位置，每ー檔位的齒距都是傳動(dòng)単元2徑向尺寸的整數(shù)倍， 相鄰兩個(gè)檔位的齒距只相差一個(gè)傳動(dòng)単元2的徑向尺寸。假設(shè)傳動(dòng)單元2的徑向尺寸為A， 每個(gè)變徑輪齒數(shù)為N，其最大周長(zhǎng)和最小周長(zhǎng)分別是Cl和C2，那么，檔位數(shù)M = (C1-C2)/ (N*A)，在整體裝置尺寸、材料強(qiáng)度等約束條件下，増加C1-C2的值而減小N*A的值，就可以得到更多的檔位，檔位越多，其特性就越接近無級(jí)變速。圖I所示的實(shí)施例中，變徑輪采用錐度較小的單個(gè)長(zhǎng)錐結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速的時(shí)候，順著導(dǎo)軌9移動(dòng)滑塊6就可以調(diào)整工作直徑。變徑輪的也可以采取圖5所示的雙錐盤組合結(jié)構(gòu)形式、圖6所示的雙平盤組合結(jié)構(gòu)形式。參照?qǐng)D5，輸入變徑輪4、輸出變徑輪8分別有兩個(gè)活動(dòng)連接的錐盤，錐盤上有均勻分布的導(dǎo)軌9，其作用是引導(dǎo)滑塊6的移動(dòng)，同時(shí)也把滑塊6約束在當(dāng)前的徑向位置；滑塊6上邊裝載活動(dòng)齒5 ;實(shí)施變速的時(shí)候通過調(diào)整同組錐盤的距離來獲得不同的工作直徑。參照?qǐng)D6，輸入變徑輪4、輸出變徑輪8分別有兩個(gè)固定連接的平盤，平盤4上有均勻分布的導(dǎo)軌9和絲杠15 ;滑塊6上邊裝載活動(dòng)齒5 ;絲杠 15固定平盤4上，與滑塊6和驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置16連接；實(shí)施變速的時(shí)候，通過驅(qū)動(dòng)裝置16驅(qū)動(dòng)絲杠15正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，由此調(diào)節(jié)滑塊6的徑向位置。如圖7所示，為了減少摩擦，進(jìn)ー步提高傳動(dòng)效率，在傳動(dòng)軌道I內(nèi)壁安裝微型滾珠17，也可以采用滾珠代替。
權(quán)利要求
1.一種變速裝置，包含輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8)，中間傳動(dòng)體(1)，其特征在于中間傳動(dòng)體(I)是帶有滾子或滑塊作為傳動(dòng)單元(2)的封閉循環(huán)傳動(dòng)軌道，或是帶有鏈銷作為傳動(dòng)単元(2)的傳動(dòng)鏈條；輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8)上有導(dǎo)軌(9)來弓I導(dǎo)嚙合模塊(6)的移動(dòng)來改變工作半徑；輸入變徑輪(4)通過嚙合模塊(6)把動(dòng)カ沿著傳動(dòng)單元(2) 隊(duì)列傳遞給輸出變徑輪(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變速裝置，其特征在于活動(dòng)齒(5)與滑塊(6)之間可以周向相對(duì)移動(dòng)，由エ況自鎖裝置(10)、空載復(fù)位裝置(11)來調(diào)節(jié)活動(dòng)齒(5)與滑塊(6)之間的相對(duì)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變速裝置，其特征在于活動(dòng)齒(5)與滑塊(6)之間可以徑向相對(duì)移動(dòng)，由彈簧(14)或磁力裝置來向外壓緊活動(dòng)齒(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變速裝置，其特征在于變徑輪(4、8)采用單錐輪結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速時(shí)，通過調(diào)整嚙合模塊(6)與變徑輪(4、8)的相對(duì)位置來改變工作直徑；或者， 變徑輪(4、8)采用兩個(gè)錐面相向的錐盤組合結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速吋，兩個(gè)錐盤的距離和嚙合模塊(6)的徑向位置同步改變；或者，變徑輪(4、8)采用兩個(gè)平盤固定連接的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)施變速時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠(15)來調(diào)整嚙合模塊(6)的徑向位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速裝置，其特征在于傳動(dòng)軌道內(nèi)壁有滾珠或滾柱來減少運(yùn)動(dòng)阻カ(17)。
全文摘要
一種變速裝置，包含輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8)，中間傳動(dòng)體(1)，其特征在于中間傳動(dòng)體(1)是帶有滾子或滑塊作為傳動(dòng)單元(2)的封閉循環(huán)傳動(dòng)軌道，或是帶有鏈銷作為傳動(dòng)單元(2)的傳動(dòng)鏈條；輸入變徑輪(4)、輸出變徑輪(8)上有導(dǎo)軌(9)來引導(dǎo)嚙合模塊(6)的移動(dòng)來改變工作半徑；輸入變徑輪(4)通過嚙合模塊(6)把動(dòng)力沿著傳動(dòng)單元(2)隊(duì)列傳遞給輸出變徑輪(8)；嚙合模塊(6)的滑塊(6)和活動(dòng)齒(5)可以周向相對(duì)移動(dòng)來微調(diào)齒距，從而實(shí)現(xiàn)齒傳動(dòng)無級(jí)變速功能。
文檔編號(hào)F16H15/54GK102606692SQ20121008548
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者周承崗 申請(qǐng)人:周承崗