專利名稱：多點接觸無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無級變速器，具體地是一種多點接觸無級變速器。
背景技術(shù)：
變速裝置能解決動能和勢能的有效匹配，也是輸入和輸出的橋梁。使外部輸入能量效率最大化，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用變速器的目的是使發(fā)動機(jī)在最省油區(qū)進(jìn)行工作，并使車輛適應(yīng)各種路況。摩擦傳動無級變速器工作過程平穩(wěn)，無沖擊，減少機(jī)械系統(tǒng)的銅損鐵損，延長機(jī)械壽命，有良好的節(jié)能效果?，F(xiàn)有三種類型的無級變速器技術(shù)都存在許多缺點；( I)鋼帶式無級變速器屬液壓控制，壓力控制精度要求極高，制造成本很大，零件加工難度大，零件合格率低，故障率高，修理困難。(2)兩直錐盤夾鋼環(huán)式無級變速器，單點摩擦傳遞動力，鋼環(huán)加工變形造成合格率低，工作中容易打滑，影向傳遞效率，低可靠性。(3)兩錐盤加蝶盤無級變速器，由于蝶盤占據(jù)空間大，最多只能布置兩只，容易打滑，加工精度極高，體量很大，成本巨大，產(chǎn)品沒有市場。上述三種無級變速器均屬摩擦傳動，單點傳力，傳動效率低，制造成本大，機(jī)械效率低，結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，制造加工成本高，故障率高，維修困難。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過仿生物學(xué)的原理，設(shè)計了一種多點接觸無級變速器，采用如下技術(shù)方案一種多點接觸無級變速器，包括變速器殼體，外動力輸入部件，輸出端部件，外動力輸入部件與主動件連接，輸出端部件和從動件連接，所述主動件和從動件外周均勻設(shè)置多個變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述主動件為主動圓弧錐盤，所述從動件為從動圓弧錐盤。進(jìn)一步的，所述主動圓弧錐盤軸內(nèi)插進(jìn)從動圓弧錐盤組成上述兩者可以相對旋轉(zhuǎn)的圓錐盤總成。進(jìn)一步的，所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括杠鈴式擺渡輪，所述杠鈴式擺渡輪的一端與主動件摩擦連接，杠鈴式擺渡輪的另一端與從動圓弧錐盤摩擦連接。進(jìn)一步的，所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是8個、6個、4個或3個。進(jìn)一步的，所述杠鈴式擺渡輪通過壓緊彈簧與所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的蝸輪連接。進(jìn)一步的，所述蝸輪與蝸輪固定桿連接，所述杠鈴式擺渡輪、壓緊彈簧與蝸輪組成的結(jié)構(gòu)以蝸輪的中心為軸心搖動。進(jìn)一步的，所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括調(diào)速伺服電機(jī)和蝸桿，所述蝸桿兩端固定在變速器殼體上，所述蝸桿的蝸桿齒嚙合蝸輪，所述蝸桿穿過變速器殼體的端部安裝有蝸桿端齒輪，所述蝸桿端齒輪嚙合中心齒，調(diào)速伺服電機(jī)齒輪與中心齒嚙合。[0016]進(jìn)一步的，所述主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤的工作圓弧面上沿圓弧母線方向帶有精細(xì)的圓弧槽。進(jìn)一步的，所述所述主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤的圓弧槽和杠鈴式擺渡輪工作表面的圓弧槽隨機(jī)嚙合。本實用新型的多點接觸無級變速器，適用于交通運載工具(車輛、飛機(jī)、船舶)、石油機(jī)械、紡織機(jī)械及其它節(jié)能調(diào)速裝備(風(fēng)力發(fā)電機(jī))。由調(diào)速控制部份的伺服電機(jī)帶動齒輪組，齒輪組驅(qū)動蝸桿正反向旋轉(zhuǎn)，使蝸輪順時轉(zhuǎn)動或逆時針轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動杠鈴式擺渡輪旋轉(zhuǎn)，杠鈴式擺渡輪是主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤動能傳遞的橋梁，杠鈴式擺渡輪兩端圓周線速度相同，當(dāng)兩輪所處圓弧錐盤位置的截面半徑不同時就產(chǎn)生變速功能。蝸輪和杠鈴式擺渡輪之間裝有內(nèi)置壓緊彈簧，使杠鈴式擺渡輪與圓弧錐盤間產(chǎn)生工作所需的正壓力。通過油膜的牽引力和圓弧錐盤表面的精細(xì)圓弧隨機(jī)嚙合所產(chǎn)生的徑向合力驅(qū)動從動圓弧錐盤對外輸出動力。本實用新型采用半嚙合半摩擦傳動方式，不會打滑，圓弧錐盤跟杠鈴式擺渡輪的轉(zhuǎn)盤面上帶有細(xì)精條紋，在半嚙合的同時也形成了油膜腔，使油膜起到引拉作用，提高機(jī)械效率。本實用新型的多點接觸無級變速器可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的功率和負(fù)載所需在圓弧錐盤的圓周方向均布10個、8個、6個、4個杠鈴式擺渡輪，由于多點分別獨立工作，當(dāng)某點瞬間失效也不會影響整體變速功能，相互成為對方的熱備份，也是冗余設(shè)計理念在這款變速器中的應(yīng)用。本實用新型的多點接觸無級變速器結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)少，對機(jī)械加工精度的要求不高，制造成本是傳統(tǒng)自動變速器的三分之一。其傳遞效率比現(xiàn)有的無級變速器提高15%以上。本實用新型采用仿生物學(xué)的運動方式，對加工的精度要求不高，調(diào)速的控制方式非常簡單，僅僅用一只小的伺服電機(jī)帶動蝸桿及蝸輪轉(zhuǎn)角，改變杠鈴式擺渡輪的空間位置，使主動圓弧錐盤與從動圓弧錐盤產(chǎn)生不同的角速度，從而達(dá)到變速目的。避開了現(xiàn)有技術(shù)采用復(fù)雜的油泵、多個比例電磁閥控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、復(fù)雜的電磁電閥閥塊、變速箱殼體復(fù)雜的油路管線。本實用新型采用多點傳力，冗余設(shè)計，擴(kuò)大傳遞動能的范圍，以自身設(shè)定的彈性壓緊力產(chǎn)生切向牽引力度，滿足各種路況所需轉(zhuǎn)動扭矩，控制算法非常簡單，零件數(shù)量只有其它變速器的六分之一，使單機(jī)成本是其它變速器的三分之一，維修非常方便，對制造和維修環(huán)境要求不高。

圖1是本實用新型的多點接觸無級變速器的剖視圖。圖中各附圖標(biāo)記含義1_變速器殼體、2-外動力輸入部件、3-主動圓弧錐盤、4-蝸輪、5-蝸桿、6-蝸桿端齒輪、8-從動圓弧錐盤、9-輸出端部件、10-中心齒、11-變速器殼體、12-蝸桿端齒輪、13-調(diào)速伺服電機(jī)、14-杠鈴式擺渡輪、15-蝸輪固定桿、16-深溝軸承、17-滾針軸承、18-深溝軸承。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實用新型的多點接觸無級變速器包括變速器殼體1，外動力輸入部件2，輸出端部件9，外動力輸入部件2和輸出端部件9布置在變速器殼體I外側(cè)，外動力輸入部件2與主動圓弧錐盤3連接，輸出端部件9和從動圓弧錐盤8連接，主動圓弧錐盤3和從動圓弧錐盤8裝配為圓錐盤總成，由主動圓弧錐盤3軸內(nèi)插進(jìn)從動圓弧錐盤8組成，從動圓弧錐盤8大頭內(nèi)孔采用內(nèi)花鍵孔壓板固定在深溝軸承16位置，防止軸向竄動，小頭內(nèi)孔采用滾針軸承17，使兩輪同軸相對旋轉(zhuǎn)。圓錐盤總成兩端也采用深溝軸承，并固定在殼體上。杠鈴式擺渡輪14用帶導(dǎo)向桿的壓緊彈簧7與蝸輪4連接，杠鈴式擺渡輪14的一端與主動圓弧錐盤3摩擦連接，杠鈴式擺渡輪14的另一端與從動圓弧錐盤8摩擦連接，蝸輪4與蝸輪固定桿15連接，杠鈴式擺渡輪14、壓緊彈簧7與蝸輪4組成的結(jié)構(gòu)以蝸輪4中心為軸心實現(xiàn)搖動。蝸桿5兩端固定在殼體上，蝸桿齒嚙合蝸輪4，蝸桿5穿過殼體11的端部安裝有蝸桿端齒輪6，蝸桿端齒輪6嚙合中心齒10，伺服電機(jī)齒輪與中心齒10嚙合。由蝸輪4、蝸桿5、蝸桿端齒輪6、帶導(dǎo)向桿的壓緊彈簧7、中心齒10、蝸桿端齒輪
12、帶電腦控制的調(diào)速伺服電機(jī)13、杠鈴式擺渡輪14、蝸輪固定桿15組成變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電腦根據(jù)離合器開合度、輸入扭矩、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、道路狀況(或工況)、進(jìn)行控制實現(xiàn)工作目標(biāo)。變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的個數(shù)可以是多個，在主動圓弧錐盤3和從動圓弧錐盤8的圓周方向均勻布置，可以是8個、6個、4個和3個。當(dāng)外動力輸入部件2發(fā)動機(jī)把動能傳遞給主動圓弧錐盤3，通過杠鈴式擺渡輪14傳遞給從動圓弧錐盤8，杠鈴式擺渡輪14的擺角決定其速比，擺角由電控伺服電機(jī)13決定。電腦控制的調(diào)速伺服電機(jī)13根據(jù)汽車節(jié)氣門開度、車速、路況計算出當(dāng)前的省油的變速比，調(diào)速伺服電機(jī)13做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)動帶動中心齒10，中心齒10帶動蝸桿端齒輪6和蝸桿端齒12，兩根蝸桿同步旋轉(zhuǎn)帶動蝸輪4轉(zhuǎn)動變動杠鈴式擺渡輪14的擺角，A輪和D輪是體整旋轉(zhuǎn)。當(dāng)A輪處于主動圓弧錐盤3的C點時車速最慢，也是汽車的停車狀態(tài)或怠速狀態(tài)。當(dāng)A輪處于主動圓弧錐盤3的B點時車速最快。當(dāng)A輪處于主動圓弧錐盤3的BC弧中心時主動圓弧錐盤3和從動圓弧錐盤8轉(zhuǎn)速相等。在主動圓弧錐盤3和從動圓弧錐盤8的工作圓弧面沿圓弧母線方向帶有精細(xì)的圓弧槽，圓弧槽和杠鈴式擺渡輪14工作表面的圓弧槽隨機(jī)嚙合，圓弧槽底部存結(jié)牽引潤滑油膜，通過帶導(dǎo)向桿的壓緊彈簧(或液壓)7形成杠鈴式擺渡輪14對在主動圓弧錐盤3和從動圓弧錐盤8對工作面的正壓力，產(chǎn)生徑向摩擦力和圓弧槽半嚙合力，完成傳動系變速要求?，F(xiàn)有無級變速器機(jī)械效率在80%左右，油耗是手動變速箱的1. 2倍，本實用新型通過合理的動能分配，模擬最佳行駛方法，使發(fā)動機(jī)工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，百公里油耗低于手動檔變速箱，尾氣排放也大大下降，本實用新型會提高混合動力汽車和純電動轎車的綜合性能。以上所述及圖中所示的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的原理的前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種多點接觸無級變速器，包括變速器殼體(1)，外動力輸入部件(2)，輸出端部件(9)，外動力輸入部件(2)與主動件(3)連接，輸出端部件(9)和從動件(8)連接，其特征在于所述主動件(3)和從動件(8)外周均勻設(shè)置多個變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述主動件(3)為主動圓弧錐盤，所述從動件(8)為從動圓弧錐盤。
3.如權(quán)利要求2所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述主動圓弧錐盤(3)軸內(nèi)插進(jìn)從動圓弧錐盤(8)組成上述兩者可以相對旋轉(zhuǎn)的圓錐盤總成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括杠鈴式擺渡輪(14)，所述杠鈴式擺渡輪(14)的一端與主動件(3)摩擦連接，杠鈴式擺渡輪(14)的另一端與從動圓弧錐盤(8)摩擦連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是8個、6個、4個或3個。
6.如權(quán)利要求4所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述杠鈴式擺渡輪(14)通過壓緊彈簧(7)與所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的蝸輪(4)連接。
7.如權(quán)利要求5所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述蝸輪(4)與蝸輪固定桿 (15)連接，所述杠鈴式擺渡輪(14)、壓緊彈簧(7)與蝸輪(4)組成的結(jié)構(gòu)以蝸輪(4)的中心為軸心搖動。
8.如權(quán)利要求1或2所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括調(diào)速伺服電機(jī)(13)和蝸桿(5)，所述蝸桿(5)兩端固定在變速器殼體(I)上，所述蝸桿(5)的蝸桿齒嚙合蝸輪(4)，所述蝸桿(5)穿過變速器殼體(I)的端部安裝有蝸桿端齒輪(6)，所述蝸桿端齒輪(6)嚙合中心齒(10)，調(diào)速伺服電機(jī)齒輪與中心齒(10)嚙合。
9.如權(quán)利要求2所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述主動圓弧錐盤(3)和從動圓弧錐盤(8)的工作圓弧面上沿圓弧母線方向帶有圓弧槽。
10.如權(quán)利要求9所述的多點接觸無級變速器，其特征在于所述所述主動圓弧錐盤(3)和從動圓弧錐盤(8)的圓弧槽和杠鈴式擺渡輪(14)工作表面的圓弧槽隨機(jī)嚙合。
專利摘要本實用新型公開了一種多點接觸無級變速器，包括變速器殼體(1)，外動力輸入部件(2)，輸出端部件(9)，外動力輸入部件(2)與主動件(3)連接，輸出端部件(9)和從動件(8)連接，所述主動件(3)和從動件(8)外周均勻設(shè)置多個變速調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述主動件(3)為主動圓弧錐盤，所述從動件(8)為從動圓弧錐盤。本實用新型的多點接觸無級變速器可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的功率在圓弧錐盤的圓周方向均布10個、8個、6個、4個杠鈴式擺渡輪，由于多點分別獨立工作，當(dāng)某點瞬間失效也不會影響整體變速功能，相互成為對方的熱備份，也是冗余設(shè)計理念在本實用新型的變速器中的應(yīng)用。
文檔編號F16H37/02GK202883915SQ20122054119
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者崔博琳 申請人:崔振華