專利名稱：無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種無級變速器，屬于在運轉(zhuǎn)過程中可連續(xù)無級調(diào)速的傳送旋轉(zhuǎn)運動的機械傳動裝置，是適用于中小功率的無級變速器。
本發(fā)明不同于一般的調(diào)速方式，運用滾動摩擦和周轉(zhuǎn)輪系傳動的原理，用圓錐輪作行星輪并通過控制改變其約束點從而改變其公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)速度的方法，實現(xiàn)輸出軸的無級調(diào)速。
本發(fā)明旨在提出一種結(jié)構(gòu)簡單、實用易行的機械無級變速方案，從而使中小功率無級變速器易于設(shè)計、制造和使用維護，普及推廣在有關(guān)方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
如圖附圖
所示，圖中1為輸入輪及其軸;
2為圓錐輪(組);
3為調(diào)速環(huán);
4為錐體保持架;
5為輸出輪及其軸。
1.發(fā)明特征輸入輪軸與軸出輪軸用軸承裝于機殼上，兩軸為同一軸心線，輸入輪和輸出輪可直接裝于各自軸上或輪與軸間根據(jù)需要附加接觸力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu);輸入輪、調(diào)速環(huán)、錐體保持架和輸出輪的軸心線以及圓錐輪組幾何對稱中心線均為輸入輪軸和輸出輪軸的同一軸心線;在輪系中圓錐輪為行星輪，多個圓錐輪對稱分布，位于錐體保持架上，各輪相對于圓錐輪組中心線的外側(cè)表面輪廓線均平行于錐體保持架軸心線;錐體保持架，在安裝調(diào)整時對圓錐輪起位置調(diào)節(jié)作用;在運行中調(diào)速環(huán)可通過其控制系統(tǒng)使其做軸向移動，但不能做轉(zhuǎn)動或擺動;輸入輪、調(diào)速環(huán)和輸出輪，它們和圓錐輪間的接觸均為點接觸，在旋轉(zhuǎn)運動的傳遞過程中均為滾動摩擦。
按上述特征的無級變速器，其輸入輪、輸出輪和調(diào)整環(huán)的有效傳動半徑依次增大，而和輸入輪接觸的圓錐輪接觸點半徑小于和輸出輪接觸的圓錐輪接觸點半徑;其輸入輪和圓錐輪的兩接觸面之間分別為凸弧面和凹弧面，與圓錐輪接觸的調(diào)整環(huán)內(nèi)表面為凸弧面，與圓錐輪接觸的輸出輪外表面為凸弧面。
2.傳動原理如附圖所示，當(dāng)輸入輪(主動輪)旋轉(zhuǎn)時，圓錐輪在輸入輪摩擦力作用下，一方面繞自身軸線作自轉(zhuǎn)運動;另一方面，由于調(diào)速環(huán)壓在其錐面上，調(diào)速環(huán)又不能做繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動或擺動，因而圓錐輪還要在調(diào)速環(huán)內(nèi)側(cè)滾動，即繞錐體保持架軸心線的公轉(zhuǎn)運動。這樣，輸出輪及其軸在圓錐輪的摩擦力作用下，就產(chǎn)生與圓錐輪的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動相適應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動。通過變動調(diào)速環(huán)的軸向位置，可以使輸出輪軸變速。
用箭頭表示某輪可見側(cè)的圓周速度方向，則當(dāng)輸入輪按順時針方向(自輸出軸方向看)旋轉(zhuǎn)時，各輪的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭方向所示，可知輸出輪及其軸的旋轉(zhuǎn)方向與輸入輪相反。
3.變速分析該輪系傳動比為i＝- (R5)/(R1) · (R1R22+R21R3)/(R23R3-R22R5)
式中“-”表示輸出輪軸與輸入輪軸的旋轉(zhuǎn)方向相反;
i-輸入輪轉(zhuǎn)速/輸出輪轉(zhuǎn)速;
R1-輸入輪有效傳動半徑;
R21-與輸入輪接觸的圓錐輪接觸點半徑;
R22-與調(diào)速環(huán)接觸的圓錐輪接觸點半徑;
R23-與輸出輪接觸的圓錐輪接觸點半徑;
R3-調(diào)速環(huán)的有效傳動半徑;
R5-輸出輪的有效傳動半徑;
各半徑如附圖所示。
由上式可知，傳動比絕對值隨R22增大而增大，隨R22減小而減小。
R22可調(diào)，可在0～ (R3)/(R5) ·R23間選擇，當(dāng)R22min→0時，i→- (R5)/(R1) · (R21)/(R23) ;
R22max→ (R3)/(R5) ·R23時，i→-∞，即輸出輪轉(zhuǎn)速→0。
由此可見，傳動比可在-∞～- (R5)/(R1) · (R21)/(R23) 間任意調(diào)節(jié)，該設(shè)計可以保證很寬的傳動比選擇范圍。
同目前一般的無級變速技術(shù)相比，采用本發(fā)明的無級變速器結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，體積小;無復(fù)雜的幾何形狀，零件易于加工制造;在運轉(zhuǎn)過程中可隨時調(diào)整，使用方便;有很寬的調(diào)速范圍和傳動比選擇范圍;可用于中小功率無級調(diào)速場合。
實施本發(fā)明除以上所述外，應(yīng)注意以下幾點1.選擇合適的潤滑油類，保證各接觸運動副間為動壓潤滑，以減小磨損速度，提高傳動效率和使用壽命;
2.保證圓錐輪組外側(cè)表面輪廓線平行于其保持架軸心線;
3.具體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)保證各點接觸力可調(diào)，達到實際運轉(zhuǎn)要求;
4.調(diào)速環(huán)的軸向移動可設(shè)計為手動或自動，以適應(yīng)不同的使用要求。
權(quán)利要求
1.一種無級變速器，根據(jù)滾動摩擦和周轉(zhuǎn)輪系傳動的原理而設(shè)計，為在運行中進行調(diào)速的機構(gòu)變速器。其輸入輪軸和輸出輪軸為同一軸心線，用軸承裝于機殼上。本發(fā)明的特征是輸入輪和輸出輪可直接裝于各自軸上或輪與軸間可根據(jù)需要附加接觸力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；輸入輪、調(diào)速環(huán)、錐體保持架和輸出輪的軸心線以及圓錐輪組的幾何對稱中心線均為輸入輪軸和輸出輪軸的同一軸心線，在輪系中作行星輪的圓錐輪，為多個對稱分布，位于錐體保持架上，各輪相對于圓錐輪組中心線的外側(cè)表面輪廓線均平行于錐體保持架中心線；錐體保持架，在安裝、調(diào)整時對圓錐輪起位置調(diào)節(jié)作用；調(diào)速環(huán)，在運轉(zhuǎn)中通過作軸向移動調(diào)節(jié)輸出輪轉(zhuǎn)速；傳遞輸入旋轉(zhuǎn)運動的輸入輪和傳遞輸出旋轉(zhuǎn)運動的輸出輪；輸入輪、調(diào)速環(huán)及輸出輪與圓錐輪間的接觸均為點接觸，在運行中均為滾動摩擦。
2.按權(quán)利要求1的無級變速器，其特征是輸入輪、輸出輪和調(diào)速環(huán)的有效傳動半徑依次增大;與輸入輪接觸的圓錐輪接觸點半徑小于與輸出輪接觸的圓錐輪接觸點半徑。
3.按權(quán)利要求1的無級變速器，其特征是輸入輪和圓錐輪之間的兩接觸面分別為凸弧面和凹弧面;與圓錐輪接觸的調(diào)速環(huán)內(nèi)表面為凸弧面;與圓錐輪接觸的輸出輪的外表面為凸弧面。
全文摘要
一種無級變速器，屬于在運轉(zhuǎn)過程中進行無級調(diào)速的機械傳動裝置。主要包括輸入輪、圓錐輪組、錐體保持架、調(diào)速環(huán)和輸出輪。輸入輪軸和輸出輪軸為同軸心傳動。運用滾動摩擦和周轉(zhuǎn)輪系傳動的原理，以圓錐輪作行星輪，通過改變調(diào)速環(huán)軸向位置改變圓錐輪約束點從而改變圓錐輪的相對速度，實現(xiàn)輸出輪軸的無級調(diào)速。該型無級變速器具有很寬的傳動比選擇范圍，結(jié)構(gòu)緊湊，適用中小功率的無級調(diào)速領(lǐng)域。
文檔編號F16H15/50GK1045849SQ90102518
公開日1990年10月3日 申請日期1990年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月9日
發(fā)明者顓清平 申請人:李德才