本發(fā)明屬于無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在機(jī)械領(lǐng)域中齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用非常廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，但是這種機(jī)構(gòu)制造精度和安裝精度高，其傳動(dòng)比固定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。隨著科技的迅猛發(fā)展，無(wú)級(jí)變速器作為較為理想的變速器，在汽車行業(yè)得到普遍應(yīng)用。專利200580039668.6(滑片變形齒無(wú)級(jí)嚙合活齒輪，授權(quán)公告日：2009年6月10日，授權(quán)公告號(hào)：cn100498006c)中介紹了一種滑片變形活齒無(wú)級(jí)嚙合活齒輪裝置，活齒無(wú)級(jí)變速裝置是建立在活齒嚙合理論基礎(chǔ)上的一種無(wú)級(jí)變速器，這種活齒無(wú)級(jí)變速器是一種非摩擦式變形活齒無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置，它改變了傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速摩擦/牽引傳動(dòng)方式，突破了無(wú)級(jí)變速固有的功率/效率屏障，可以實(shí)現(xiàn)大功率、高效率傳遞動(dòng)力。

但是這種傳統(tǒng)的活齒無(wú)級(jí)變速器在滑片和鏈齒嚙合時(shí)還存在很多缺陷。在靜止時(shí)，金屬鏈貼在活齒單元上，金屬鏈鏈齒和活齒單元外圓弧面相切，由于滑片是直角設(shè)計(jì)，并沿直線并排裝配在活齒單元的凹槽內(nèi)。嚙合時(shí)，鏈齒嚙合面的邊線將會(huì)和滑片嚙合面首先接觸，這種線面接觸在活齒無(wú)級(jí)變速器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一方面會(huì)造成傳動(dòng)的不穩(wěn)定性，減少了傳動(dòng)扭矩，減低傳動(dòng)效率；另一方面會(huì)在嚙合處產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，尤其對(duì)滑片(較薄，大約2mm)可能造成斷裂等情況，對(duì)于嚙合部件的壽命會(huì)產(chǎn)生很大的威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是在專利200580039668.6基礎(chǔ)上的創(chuàng)新性改進(jìn)，主要目的在于設(shè)計(jì)一種活齒無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以真正實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合無(wú)級(jí)傳動(dòng)。更主要的是，本發(fā)明主要解決滑片和鏈齒嚙合時(shí)的線面接觸問(wèn)題，是在傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速器的基礎(chǔ)上技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，可廣泛應(yīng)用于高速及大功率車輛、工業(yè)領(lǐng)域。

本發(fā)明在活齒無(wú)級(jí)變速器的基礎(chǔ)上，針對(duì)其存在的問(wèn)題，提出了一種活齒無(wú)級(jí)變速器滑片的設(shè)計(jì)方法，即將滑片設(shè)計(jì)成扇形，同時(shí)活齒單元凹槽也設(shè)計(jì)為扇形。

一種活齒無(wú)級(jí)變速器，包括兩對(duì)錐輪、金屬齒形鏈、滑片及活齒單元，其特征在于，滑片為扇形活齒單元包括扇形凹槽；

所述的扇形滑片，其兩邊斜面所成的角度為2.5°～3°,扇形滑片的個(gè)數(shù)6～10個(gè)，扇形凹槽兩邊斜槽面所成的角度為扇形滑片兩邊斜面所成的角度與個(gè)數(shù)的乘積；

所述的扇形滑片，其兩邊斜面過(guò)活齒單元外圓弧面的中軸線，所述的扇形凹槽，其兩邊斜槽面過(guò)活齒單元外圓弧面的中軸線；在活齒無(wú)級(jí)變速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，扇形滑片在離心力的作用下從扇形凹槽中甩出，臨界嚙合時(shí)，金屬鏈鏈齒嚙合面和扇形滑片嚙合面平行，保證了嚙合時(shí)為面面接觸。

滑片扇形的設(shè)計(jì)如圖1、2所示，扇形滑片的兩邊斜面過(guò)活齒單元外圓弧面的中軸線，扇形凹槽的兩邊斜槽面過(guò)活齒單元外圓弧面的中軸線。金屬鏈鏈齒和活齒單元外圓弧面相切，活齒無(wú)級(jí)變速器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滑片在離心力的作用下從活齒單元的凹槽中甩出，臨界嚙合時(shí)，金屬鏈鏈齒的嚙合面和滑片的嚙合面是平行的，這就保證了兩者在嚙合時(shí)為面面接觸。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，一方面解決了傳統(tǒng)直角滑片和鏈齒嚙合時(shí)的線面接觸所造成的傳遞過(guò)程不穩(wěn)定的問(wèn)題，增加了傳動(dòng)扭矩，提高了傳遞效率；另一方面也解決了線面接觸所造成滑片和鏈齒嚙合時(shí)應(yīng)力集中的問(wèn)題，減輕了沖擊損傷，延長(zhǎng)了嚙合部件的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1a為單個(gè)扇形滑片示意圖側(cè)視圖。

圖1b為單個(gè)扇形滑片示意圖主視圖。

圖2為扇形裝配示意圖

圖3為扇形滑片與金屬齒形鏈鏈齒嚙合示意圖。

圖4為活齒錐輪結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖5為活齒無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖6為活齒無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖7為不帶金屬齒形鏈的活齒無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)立體圖。

其中：

1、扇形滑片2、活齒單元

3、金屬齒形鏈單鏈節(jié)4、扇形凹槽

5、軸6、活齒錐輪

7、金屬齒形鏈

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例如圖2、圖3所示。

本發(fā)明采用滑片變形活齒裝置，活齒錐輪(如圖4)運(yùn)行前，扇形滑片在活齒單元的扇形凹槽內(nèi)，如圖2所示。當(dāng)活齒錐輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依靠離心力作用，扇形滑片將從活齒單元的扇形凹槽中甩出，處于向外伸展?fàn)顟B(tài)，甩出的滑片即可與金屬鏈鏈齒相嚙合。圖3為第一個(gè)扇形滑片(其他滑片類同)和金屬鏈鏈齒嚙合時(shí)的示意圖。

參見(jiàn)圖5本發(fā)明中的活齒無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置主要包括錐輪、金屬齒形鏈、扇形滑片及活齒單元梁(凹槽為扇形)等主要部件。

本發(fā)明中將傳統(tǒng)的直角滑片設(shè)計(jì)成扇形滑片，為了配合扇形滑片裝配，也將活齒單元的凹槽設(shè)計(jì)為扇形，并且扇形滑片的兩邊斜面和扇形凹槽的兩邊斜槽面都過(guò)活齒單元外圓弧面的中軸線。在臨界嚙合時(shí)，金屬鏈鏈齒的嚙合面和扇形滑片的嚙合面是平行的，從而保證了嚙合時(shí)為面面接觸，避免了金屬鏈鏈齒嚙合面的邊線與傳統(tǒng)直角滑片嚙合面接觸的問(wèn)題。金屬鏈鏈齒和滑片嚙合時(shí)的面面接觸，一方面保證了傳遞過(guò)程的穩(wěn)定性，增加傳傳動(dòng)扭矩，提高了傳遞效率，另一方面減輕了嚙合部件的沖擊損傷，延長(zhǎng)了其使用壽命。

另外，扇形滑片在活齒無(wú)級(jí)變速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，起到傳遞扭矩的作用，所以必須保證扇形滑片具有一定的厚度，扇形滑片兩邊斜面所成的角度設(shè)計(jì)為2.5°～3°。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種活齒無(wú)級(jí)變速器的滑片設(shè)計(jì)方法，屬于無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速器在滑片和鏈齒嚙合時(shí)線面接觸的問(wèn)題，是在傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速器的基礎(chǔ)上技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。本發(fā)明將傳統(tǒng)的直角滑片設(shè)計(jì)為扇形滑片，扇形滑片的兩邊面相交于活齒單元梁外輪廓圓弧面的中軸線。在活齒無(wú)極變速器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將滑片和鏈齒嚙合過(guò)程的線面接觸改變成面面接觸，一方面是增加了活齒無(wú)級(jí)變速器的傳遞扭矩，提高了傳遞效率，另一方面解決了滑片和鏈齒嚙合時(shí)應(yīng)力集中的問(wèn)題，延長(zhǎng)了金屬鏈和滑片的壽命，增加傳遞的平穩(wěn)性。該活齒無(wú)級(jí)變速器可廣泛應(yīng)用于高速及大功率車輛、工業(yè)領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：馮能蓮;黃洪印;米磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.11
技術(shù)公布日：2017.08.18