專利名稱：離心式摩擦行星傳動的制作方法
這是關(guān)于以離心力作為正壓力的摩擦式行星傳動的發(fā)明，屬于機(jī)械類摩擦傳動技術(shù)領(lǐng)域。
摩擦傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便、傳動平穩(wěn)、安靜、能耐受沖擊，有過載保護(hù)性能等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可構(gòu)成無級變速傳動，現(xiàn)行摩擦傳動的缺點(diǎn)是，磨損大，易發(fā)熱，傳動效率低，傳動比不精確，體積也較大，這就限制了它的應(yīng)用，特別是無法用于大功率連續(xù)傳動。產(chǎn)生這些缺點(diǎn)的根本原因，一是現(xiàn)行摩擦傳動常使用點(diǎn)接觸或使用存在幾何滑動的線接觸，二是大摩擦力所要求的大壓緊力也作用于軸承和軸等支承。
本發(fā)明的目的，在于使用沒有幾何滑動的線接觸，以離心力為壓緊力而使支承系統(tǒng)不受壓緊力之作用，從而在保持摩擦傳動固有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，造成高傳動效率的，小體積(高功率密度)的，傳動比較精確的，能夠大功率連續(xù)傳動的摩擦傳動。
高速旋轉(zhuǎn)的偏心構(gòu)件會產(chǎn)生巨大的離心力，離心式摩擦行星傳動的原理見

圖1，使行星摩擦輪1內(nèi)接觸于內(nèi)摩擦輪2的內(nèi)徑，則行星輪1上之離心力就轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)接觸摩擦的正壓力。此時，曲柄3帶動行星輪1以很高的角速度ω0繞軸心O公轉(zhuǎn)，行星輪1以角速度ωγ繞行星軸承軸心O1自轉(zhuǎn)，摩擦輪2以角速度ω2繞軸心O自轉(zhuǎn)，速度關(guān)系(按圖1所示方向)為ω0γ2＝ωγγ1+ω2γ2式中γ1、γ2分別為輪1和2的半徑。在本發(fā)明中，提及的摩擦輪一般是園柱平摩擦輪，特殊場合下，可以使用幾何滑動不大的其它種摩擦輪。使用平摩擦輪可以獲得無幾何滑動的線接觸摩擦，由于內(nèi)接觸可以得到很小的彈性滑動;由于使行星輪之離心力與正壓力平衡，故行星軸承不受正壓力或離心力的負(fù)荷，因此，可以獲得高傳動效率，當(dāng)輪的材質(zhì)用金屬，特別是用表面硬化鑄鐵、白口鑄鐵或淬火鋼時，可以得到足夠的許用接觸應(yīng)力，因而得到大輸出力矩，當(dāng)輸入角速度ω0較高時，離心力巨大，整個傳動機(jī)構(gòu)的體積及重量可以很小，得到大的功率密度。由于使用彈性滑動小、無幾何滑動的平摩擦輪內(nèi)接觸摩擦，因而傳動速比可以較精確和穩(wěn)定。當(dāng)行星摩擦輪有多個且均勻分布時，易于取得動平衡，使傳動平衡，并使支承輸入軸及軸出軸的軸承不受力，進(jìn)一步提高傳動效率。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動的基本結(jié)構(gòu)之一，是圖2所示的雙內(nèi)接觸形式。外摩擦輪7、8和7′、8′分別同軸線地固連成2個相同的雙聯(lián)行星摩擦輪，它們以其軸伸通過行星軸承6支承在轉(zhuǎn)臂5上，轉(zhuǎn)臂5固連于輸入軸4，保持兩個雙聯(lián)行星摩擦輪之軸線與輸入軸4之軸線平行且距離(即偏心距)相等。輸入軸4通過軸承15、14支承在左外殼13和輸出軸10上，與左外殼13一體的內(nèi)摩擦輪12同時與外摩擦輪7、7′接觸，與輸出軸10一體的內(nèi)摩擦輪9同時與外摩擦輪8、8′接觸，輸出軸10是支承于右機(jī)殼11之內(nèi)的。
當(dāng)輸入軸4高速轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)臂5帶動兩個雙聯(lián)行星摩擦輪公轉(zhuǎn)，外摩擦輪7、7′在離心力作用下向內(nèi)摩擦輪12貼緊并產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的疊加使外摩擦輪8、8′帶動內(nèi)摩擦輪9做低速運(yùn)轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了圖1所示的離心式行星摩擦傳動。
用前述公式可以分析得到，當(dāng)7及7′的外半徑為γ1，12的內(nèi)半徑為γ2，8及8′的外半徑為γ3，9的內(nèi)半徑為γ4，當(dāng)輸入軸4的角速度為ω0，輸出軸10的角速度為ω2，則有傳動比1＝ (ω0)/(ω2) ＝1／(1－γ2γ3／γ1γ4)由于摩擦輪的半徑可任意取定，不象齒輪那樣受齒數(shù)為整數(shù)及模數(shù)不能過小的限制，故圖2所示雙內(nèi)接觸形式的傳動比可以容易地達(dá)到巨大的(理論上為任意大的)數(shù)值。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動的一個重要組成部分，是使行星摩擦輪能夠沿徑向自由運(yùn)動的徑向浮動裝置，它的一個基本結(jié)構(gòu)，是圖3所示的徑向浮動滑塊形式。圖3是圖2的一個局部的左視剖視圖。12和9都是內(nèi)摩擦輪，13是左機(jī)殼，15是園盤狀的轉(zhuǎn)臂，4是輸入軸，6是行星軸承，7是外摩擦輪及其軸伸。行星軸承6的外圈固裝在徑向浮動滑塊16上，16只可沿徑向在5的相應(yīng)的U形缺口內(nèi)滑動，16′是16的小耳，嵌裝在5的U形缺口的相應(yīng)滑槽內(nèi)，做行星輪系統(tǒng)的軸向定位用，17是彈簧，它可使行星摩擦輪在靜態(tài)時亦貼靠在內(nèi)摩擦輪的內(nèi)壁內(nèi)，以防起動時行星輪在離心力作用下撞擊內(nèi)摩擦輪，17也可用來增加摩擦力，雙聯(lián)行星摩擦輪的另一端(圖2中8、8′的一端)也要使用同樣的徑向浮動裝置，使得雙聯(lián)行星摩擦輪在徑向浮動時，其軸線仍與中心軸線保持平行。
徑向浮動裝置的另一種結(jié)構(gòu)，是使行星輪系統(tǒng)的某些裝配直徑故意地大于或小于與之配合的支承直徑，例如使行星輪內(nèi)徑略大于行星軸承外徑，或使行星輪軸伸外徑略小于行星軸承內(nèi)徑，或使行星軸承外徑略小于轉(zhuǎn)臂支承孔內(nèi)徑，甚至是使用游隙大的行星軸承，這樣，依靠所取得的間隙，在離心力作用下，取得行星輪徑向浮動的效果。
徑向浮動裝置還可用其它各種方式完成，例如可用現(xiàn)行行星傳動的均載機(jī)構(gòu)的諸種方式，特別是利用非金屬材料實現(xiàn)的彈性浮動均載方式。
徑向浮動裝置的設(shè)計原則之一，是使盡量多的質(zhì)量與行星輪一起徑向浮動，以減輕機(jī)構(gòu)總重，加大摩擦力。
利用徑向浮動裝置可實現(xiàn)下列目的使摩擦輪付在寬度上有良好的接觸，使摩擦輪的磨損自動得到補(bǔ)償，使各個行星輪之間有自動的，完全的均載，使傳動機(jī)構(gòu)能夠耐受沖擊，使行星軸承不受徑向接觸分力或離心力的作用，使得變中心距變速方式成為可能(后面將要敘及)。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動容易得到高功率密度的大功率高速傳動，例如，使用圖2的雙內(nèi)接觸結(jié)構(gòu)，摩擦輪材料均為淬火鋼，當(dāng)γ1＝120mm，γ2＝300mm，γ3＝114mm，γ4＝294mm，則減速比i＝32.7，雙聯(lián)行星摩擦輪4個勻布，每個總寬約200mm時，在許用接觸應(yīng)力范圍內(nèi)，輸入轉(zhuǎn)速為4500γ/m，濕式摩擦的輸出扭矩可達(dá)7200kgm，傳輸功率可達(dá)1100KW;干式摩擦輸出扭矩可達(dá)30000kgm，傳輸功率達(dá)4000KW。當(dāng)調(diào)整減速比為i＝8時，濕式摩擦傳輸功率達(dá)4500KW，干式摩擦可達(dá)到16000KW，即使是濕式摩擦，傳輸功率及輸出扭矩也可達(dá)到同體積的齒輪傳動裝置的10倍以上。
離心式摩擦行星傳動特別適于輸入轉(zhuǎn)速高的傳動，輸入轉(zhuǎn)速越高，體積就可越小，功率密度可越大，例如條件同上例，但γ1＝40mm，γ2＝100mm，雙聯(lián)行星輪總寬70mm，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為14000γ/m，速比為15時，濕式摩擦輸出扭矩可達(dá)340kgm，傳輸功率達(dá)320KW，干式摩擦輸出扭矩到1400kgm，傳輸功率到1400KW。
實際上，對離心式摩擦行星傳動的傳輸功率的限制是散墊條件，而不是強(qiáng)度問題，齒輪線速度-制造精度問題等，不過，本發(fā)明的傳動可實現(xiàn)很高的傳動效率，使發(fā)熱減小，且鋼摩擦輪可允許較高的工作溫度，由于殼體內(nèi)沒什么油液不需嚴(yán)格密封，因此使用機(jī)殼內(nèi)通風(fēng)的風(fēng)冷也是方便的，例如殼內(nèi)輸入軸上裝一小風(fēng)扇，機(jī)殼兩端開通風(fēng)孔等。
為了進(jìn)一步提高功率密度，特別是在輸入轉(zhuǎn)速較低的情況下取得大的輸出扭矩，除采用公知的增加摩擦力的諸辦法外，尚可采取下列措施1、將鋼質(zhì)行星輪制成中空的，內(nèi)注以比重大于7.85g/cm3的重金屬，例如注鉛，用來加大離心力。
2、將至少一對摩擦輪付換成齒輪付，并使行星輪系統(tǒng)的重心盡量靠盡保留的摩擦輪付，使離心力集中于數(shù)量較少的摩擦輪付上。
3、在離心式摩擦行星傳動的輸入端增加一級升速裝置。
4、使內(nèi)、外摩擦輪的曲率更為接近，以降低接觸應(yīng)力，提高輸入轉(zhuǎn)速的上限，一種基本結(jié)構(gòu)如圖4所示意的那樣，行星摩擦輪18、19、18′、19′的直徑均大于與之接觸的內(nèi)摩擦輪20、21的直徑的一半，在軸向上使行星摩擦輪的寬度錯開，相互插入地放置，這樣得到了曲率半徑差更小的內(nèi)摩擦輪付，其余原理與圖2的相同，雙聯(lián)行星摩擦輪18-18′及19-19′分別在偏心軸24、25上自轉(zhuǎn)，2個偏心軸是等偏心距的，由輸入軸23帶動公轉(zhuǎn)，22為內(nèi)摩擦輪21一體的輸出軸。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動可以具有很高的傳動效率。設(shè)計得當(dāng)制造良好的裝置，在減速比i＝50的水平，傳動效率可達(dá)93%～95%，為進(jìn)一步提高傳動效率，可采取軸向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，即使行星輪由三個外摩擦輪同軸線地固連組成，兩端的兩個外摩擦輪分別與兩個結(jié)構(gòu)對稱相同的固定(或可轉(zhuǎn)動)內(nèi)摩擦輪接觸，中間的一個外摩擦輪則與可轉(zhuǎn)動(或固定)的內(nèi)摩擦輪接觸，這樣，兩端的內(nèi)摩擦輪施于行星輪的摩擦力與中間的內(nèi)摩擦輪所施之摩擦力方向相反，絕大部分相互抵消，僅其差值作用到行星輪上，因此行星軸承所受負(fù)荷大為減輕，軸承損失大為降低而壽命增加幾倍到幾十倍。這個原理用于齒輪行星傳動同樣是可行的。這個原理的基本結(jié)構(gòu)之一可參見圖5的示意。由外摩擦輪26、27、28組成了三聯(lián)行星摩擦輪，處于兩端的26和27尺寸相同且分別與結(jié)構(gòu)對稱尺寸相同的固定內(nèi)摩擦輪29(與機(jī)架31固連)內(nèi)接觸，處于三聯(lián)行星輪中間的外摩擦輪28則與可轉(zhuǎn)動的內(nèi)摩擦輪30內(nèi)接觸，三聯(lián)行星摩擦輪在偏心軸32上自轉(zhuǎn)，偏心軸32由輸入軸31帶動公轉(zhuǎn)。對于三聯(lián)行星摩擦輪來說，由26-27傳來之摩擦力同向且相等，又與由28傳來之摩擦力反向，相互抵消的結(jié)果，僅其很小的差值作用于行星軸承34，三聯(lián)行星摩擦輪可有多個，均勻分布。每個三聯(lián)行星摩擦輪可用一只球面調(diào)心軸承34做行星軸承，如圖6所示套裝在行星輪內(nèi)部的中部，使行星輪兩邊的內(nèi)接觸摩擦(26、27與29之間)能實現(xiàn)自動均載，并吸收制造誤差，保持良好接觸，此時偏心軸32兩端與徑向浮動滑塊是直接固連的。與圖5相應(yīng)的，兩端是可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪，中間是固定內(nèi)摩擦輪的形式也可相仿佛構(gòu)成，此時用一根軸將兩端的可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪連起來并伸出作為輸出軸，輸入軸是以軸套形式套在該軸上轉(zhuǎn)動，動力以錐齒輪、皮帶或其它形式從側(cè)面?zhèn)魉偷捷斎胼S，此處所設(shè)的軸向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)用于行星齒輪傳動時，由于內(nèi)齒輪付的齒數(shù)差會較大，為減少嚙合損失，應(yīng)按照本發(fā)明人的中國專利申請89104790.5號所述之設(shè)計方法設(shè)計齒輪。
為了使內(nèi)接觸摩擦付-特別是干式內(nèi)摩擦付-磨損后，機(jī)構(gòu)的傳動比不改變，應(yīng)使半徑為γ1的行星摩擦輪的磨損量△1與與之相接觸的半徑為γ2的內(nèi)摩擦輪的磨損量△2保持下列關(guān)系。
△1/△2≈γ1/γ2這可通過調(diào)整內(nèi)，外摩擦輪的材質(zhì)及熱處理硬度來實現(xiàn)，使得行星摩擦輪較硬而內(nèi)摩擦輪相對較軟，磨損量能夠符合上式的比例，此時，摩擦輪直徑即使磨掉幾個毫米，仍可保證速比不變，并由徑向浮動裝置補(bǔ)償，傳動性能也不變，機(jī)構(gòu)的壽命可大為延長。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動也可用于升速傳動，此時，前述諸種機(jī)構(gòu)的輸出軸成為輸入軸，前述諸種機(jī)構(gòu)的輸入軸成為輸出軸。為了在起動時建立摩擦力的正壓力，應(yīng)用較強(qiáng)的彈簧作為徑向浮動裝置的壓力彈簧(例如圖3中的17)或在輸入軸與輸出軸間加裝超越離合器，起動時，輸入軸通過超越離合器直接帶動輸出軸，使行星輪建立起離心力和摩擦力，摩擦力使輸出軸加速運(yùn)轉(zhuǎn)，至轉(zhuǎn)速超過輸入軸轉(zhuǎn)速，超越離合器斷開，機(jī)構(gòu)進(jìn)入升速工況。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動，也可用于變速傳動，對于雙內(nèi)接觸機(jī)構(gòu)(參見圖2)，為滿足等偏心距條件，變速方式可歸納為兩種，第一種是偏心距不變，同時改變γ1、γ2和(或)γ3、γ4的數(shù)值，第二種是偏心距改變，γ1、γ3的數(shù)值和(或)γ2、γ4的數(shù)值隨之改變。
第一種方式的原理可參看圖7，圖7是局部剖視圖，其基本結(jié)構(gòu)和原理類同于圖2的，凡不影響特征描述的部分均刪去未畫。由外摩擦輪35、36、37同軸線固連成的三聯(lián)行星摩擦輪以其軸伸經(jīng)行星軸承42、徑向浮動滑塊43支承于轉(zhuǎn)臂44，由輸入軸46帶動公轉(zhuǎn)。彈簧45之作用與前述圖3中17的作用相同，37與和輸出軸一體的可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪41內(nèi)接觸，41支承于右機(jī)殼47之內(nèi)，內(nèi)摩擦輪38、39同軸線固連成雙聯(lián)內(nèi)摩擦輪，其外園滑套于左機(jī)殼40之內(nèi)，依靠鍵的作用可軸向滑動，但不可轉(zhuǎn)動，按圖7所示位置，內(nèi)摩擦輪38與行星摩擦輪35內(nèi)接觸，當(dāng)雙聯(lián)內(nèi)摩擦輪軸向右滑，使內(nèi)摩擦輪39與行星摩擦輪36內(nèi)接觸，則40右移與35脫離接觸，此時由于γ1、γ2的數(shù)值改變了，雖然偏心距未變，速比i亦變化了。圖7中，35-38、36-39構(gòu)成兩對可分離的摩擦付，因而具有2個變速速比。可分離摩擦付數(shù)量增加，變速速比數(shù)量隨之增加，使用同樣的原理和類似的結(jié)構(gòu)，可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪的一邊也可設(shè)置若干對可分離摩擦付，當(dāng)兩邊都設(shè)有可分離摩擦付，且兩邊的分離運(yùn)動是各自獨(dú)立的時候，總的變速速比數(shù)量就是兩邊各自的可分離摩擦付數(shù)量的乘積，對于可分離摩擦付，與上述原理相似，使外摩擦輪可軸向滑動而內(nèi)摩擦輪軸向固定的形式也可完成變速功能，由于偏心距不變，所有可分離摩擦付的內(nèi)、外摩擦輪半徑之差應(yīng)該相等，為了便于摩擦付進(jìn)入接觸，所有可分離摩擦付的摩擦輪的進(jìn)入接觸邊的邊緣應(yīng)有較大倒角，以斜面或曲面平滑過渡，如圖7中35、39的右邊、36、38的左邊那樣，圖8a中的6個外摩擦輪的左邊也是如此。
第二種變速方式的原理如圖8a所述，圖8a是將與所述特征無關(guān)的零件均予移去的局部剖面圖，外摩擦輪48、49、50、48′、49′、50′同軸線地固連成6聯(lián)行星摩擦輪，51是以軸承52與可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪53連在一起的不可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪，壓縮彈簧55置于553與殼體54之間，51-53是可軸向滑動的，如水平箭頭所示，在55彈簧力作用下左移，在外推力作用下右移，如垂直箭頭所示，6聯(lián)行星摩擦輪是可沿徑向移動的，在離心力作用下上移，在內(nèi)摩擦輪右移的推壓下下移，因而偏心距隨之改變，相應(yīng)地要求徑向浮動裝置有較大的滑動行程。圖8a所示位置為52與49接觸、53與49′接觸，機(jī)構(gòu)有一個確定的速比，當(dāng)51-53左移，使52與48接觸，53與48′接觸，在離心力作用下，6聯(lián)行星摩擦輪上滑與內(nèi)摩擦輪貼緊，機(jī)構(gòu)獲得另一個速比;當(dāng)51-53右移，推壓6聯(lián)行星摩擦輪下滑，并使51與50接觸，53與50′接觸，機(jī)構(gòu)獲得第三種速比，若機(jī)構(gòu)在不可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪的一邊和可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪的一邊各有K對可分離摩擦付，則機(jī)構(gòu)的變速速比數(shù)為K，對于可分離摩擦付，與上述原理相似，使外摩擦輪可軸向滑動而內(nèi)摩擦輪軸向固定的形式也可完成變速功能，在圖8a的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，再加上圖7所示的雙聯(lián)或多聯(lián)內(nèi)摩擦輪(可轉(zhuǎn)動的以及不可轉(zhuǎn)動的)，與可徑向滑動的多聯(lián)行星摩擦輪配合，可得到數(shù)目更多的變速速比和寬廣的變速范圍。
由于本發(fā)明所述的離心式摩擦行星變速傳動可以容易地獲得很大的變速速比數(shù)目及寬廣的變速范圍，并可在運(yùn)轉(zhuǎn)中平滑輕易地變速，因此可利用它構(gòu)成“準(zhǔn)無級變速器”，獲得更廣的應(yīng)用范圍，如用于汽車的傳動系統(tǒng)，要構(gòu)成用于汽車的“準(zhǔn)無級變速器”，除變速速比數(shù)目要很多以外，還要能夠根據(jù)負(fù)荷自動換擋，取得恒功率輸入特性。為此，可使用原理圖8b所示的自動換擋機(jī)構(gòu)，外園柱斜齒輪56與內(nèi)園柱斜齒輪57嚙合(二者齒數(shù)相同時就成為齒輪聯(lián)軸器)，二者是可相對軸向滑動的，斜齒輪嚙合時產(chǎn)生軸向力，軸向力(在圖8b中)推動齒輪56右滑，而壓縮彈簧61則推56向左滑，如左邊水平箭頭所示，與齒輪57固連的軸64以其軸頸63經(jīng)滑動軸承襯套60支承于機(jī)架62，64帶動56旋轉(zhuǎn)，并傳遞56傳來之軸向力。64可與前述變速機(jī)構(gòu)的可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩輪一體，也可通過軸承將軸向力直接傳遞到可軸向滑動但不可轉(zhuǎn)動的內(nèi)摩擦輪上(如圖7中之38-39、圖8b中之51)。當(dāng)負(fù)荷增大時，嚙合的斜齒輪付56～57產(chǎn)生更大的與負(fù)荷正比的軸向力，經(jīng)64軸推動前述變速機(jī)構(gòu)的內(nèi)摩擦輪軸向移動，使變速機(jī)構(gòu)速比增大，輸出轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)負(fù)荷減小時，斜齒輪付嚙合軸向力減弱，彈簧61徑軸64推動前述變速機(jī)構(gòu)的內(nèi)摩擦輪向另一個方向軸向移動，使變速機(jī)構(gòu)速比減小，輸出轉(zhuǎn)速升高，從而構(gòu)成具有恒功率輸入特性的準(zhǔn)無級變速器，軸58與斜齒輪57固連，經(jīng)軸承59支承于機(jī)架62內(nèi)。當(dāng)然，外斜齒輪軸向固定，內(nèi)斜齒輪可軸向滑動也可起上述作用，改變內(nèi)、外摩擦輪的半徑，可使變速器的輸出軸反轉(zhuǎn)，從而可使變速器具有倒檔;設(shè)置一個可自由自轉(zhuǎn)，不與其它元件固連的內(nèi)(或外)摩擦輪，該輪進(jìn)入摩擦接觸時，可使變速器處于空擋位置，各擋位置的定位機(jī)構(gòu)可用公知技術(shù)解決，這里不敘述，圖8b所示機(jī)構(gòu)用于汽車時，把外齒輪制成凸頂齒的，可兼用來代替一只萬向節(jié)。
使用本發(fā)明所述的準(zhǔn)無級變速器，可兼括現(xiàn)行液力變扭器變速平滑具自適應(yīng)性，能吸收沖擊延長傳動系統(tǒng)壽命的優(yōu)點(diǎn)，及現(xiàn)行齒輪變速箱體積小、結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。并有著可過載保護(hù)-保護(hù)發(fā)動機(jī)不熄火、噪聲低，可帶負(fù)荷啟動發(fā)動機(jī)等獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動，除具已述諸優(yōu)點(diǎn)外，還具有良好的起動性能，由于摩擦力是隨轉(zhuǎn)速升高離心力加大而逐漸建立的，兼具液力偶合器的性能，因而原動機(jī)在起動時不承受負(fù)荷，可使原動機(jī)-如電動機(jī)獲得良好的重負(fù)荷起動特性?？偲饋砜?，在高速動力傳動領(lǐng)域，本發(fā)明所述的離心式摩擦行星傳動，可望取代齒輪傳動。
權(quán)利要求
1.一種離心式摩擦行星傳動機(jī)構(gòu)，具有至少一個內(nèi)摩擦輪2，至少一個外摩擦輪1，至少一個轉(zhuǎn)臂3，其特征是，在轉(zhuǎn)臂約束下，外摩擦輪1繞內(nèi)摩擦輪2的軸心0公轉(zhuǎn)，繞自身軸心自轉(zhuǎn)，并在離心力作用下與內(nèi)摩擦輪2貼緊摩擦接觸，所述摩擦輪皆為園柱平摩擦輪。
2.權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，至少一對外摩擦輪7和8同軸線地固連成一個行星摩擦輪，可自轉(zhuǎn)并在轉(zhuǎn)臂5帶動下公轉(zhuǎn)，其中一個外摩擦輪7與一個固定內(nèi)摩擦輪12內(nèi)接觸，另一個外摩擦輪8與一個可轉(zhuǎn)動內(nèi)摩擦輪9內(nèi)接觸。
3.權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，至少一對作行星運(yùn)動的外摩擦輪18、18′的直徑分別大于與之接觸的內(nèi)摩擦輪20、21的半徑。
4.權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，至少三個外摩擦輪26、27、28同軸線固連而成一個行星摩擦輪，處于兩端的2個外摩擦輪26、27分別與兩個結(jié)構(gòu)對稱相同的固定(或可轉(zhuǎn)動)內(nèi)摩擦輪29接觸，中間的外摩擦輪28則與可以轉(zhuǎn)動(或固定)的內(nèi)摩擦輪30接觸，使得行星摩擦輪所受摩擦力因大部分相互抵消而使得行星軸承負(fù)荷大為降低，一般情況下，每個行星摩擦輪只用一只球面調(diào)心軸承34做行星軸承，套裝于行星輪內(nèi)部的中部。
5.權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，還具有用于支承行星輪，并使行星輪能夠沿徑向浮動的徑向浮動裝置，可由能在轉(zhuǎn)臂5的U形缺口內(nèi)沿徑向滑動的滑塊16及置于滑塊與轉(zhuǎn)臂之間的壓縮彈簧17構(gòu)成，行星輪系統(tǒng)通過行星軸承6支承于滑塊16上，也可由用于齒輪行星傳動的均載機(jī)構(gòu)特別是彈性均載機(jī)構(gòu)構(gòu)成，還可由行星輪支承系統(tǒng)中有意設(shè)置的較大的間隙構(gòu)成。
6.權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，具有至少二對通過軸向移動其中一個摩擦輪來分離或接合的可分離摩擦付，其分離和接合引起機(jī)構(gòu)傳動速比的變化，無論其分離或接合，由2個或2個以上外摩擦輪同軸線地固連而成的行星摩擦輪的軸線到公轉(zhuǎn)軸線的距離即偏心距不變。
7.權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，具有至少2對可分離摩擦付，通過同時軸向移動其2個內(nèi)摩擦輪51、53或同時軸向移動其兩個外摩擦輪來同時分離或接合這2對可分離摩擦付，其分離和接合引起機(jī)構(gòu)傳動速比的變化，并引起由2個或2個以上外摩擦輪同軸線地固連而成的行星摩擦輪的軸線到公轉(zhuǎn)軸線的距離即偏心距的變化。
8.權(quán)利要求6和7所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征是，還帶有一個產(chǎn)生大小與負(fù)荷正比的軸向力的斜齒輪付56、57、并有一個彈簧61，產(chǎn)生與上述軸向力方向相反的軸向力，所述軸向力經(jīng)轉(zhuǎn)軸傳遞到所述變速機(jī)構(gòu)的可分離摩擦付的可軸向移動摩擦輪上，使得負(fù)荷的改變引起可分離摩擦付的分離或接合，導(dǎo)致變速機(jī)構(gòu)傳動速比的自動改變，并且，變速機(jī)構(gòu)可分離摩擦付的摩擦輪進(jìn)入接觸邊的邊緣應(yīng)有由倒角、斜面或曲面構(gòu)成的平滑過渡面。
9.權(quán)利要求1和2、3、4、5、6、7所述的機(jī)構(gòu)，其特征是，還可以帶有用于機(jī)殼內(nèi)通風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇及機(jī)殼兩端的通風(fēng)孔，行星輪中可含有至少一個齒輪并與相應(yīng)齒輪嚙合構(gòu)成的行星齒輪嚙合付，機(jī)構(gòu)的前面可以增加一級升速裝置，鋼質(zhì)行星輪可制成中空的，內(nèi)注以比重大于7.85克/立方厘米的重金屬-如鉛，可以調(diào)整材質(zhì)及熱處理工藝，使得行星摩擦輪比與之接觸的內(nèi)摩擦輪硬，使二者磨損量之比近似等于二者半徑之比，可以帶有連接輸入軸與輸出軸的超越離合器，使機(jī)構(gòu)能用于升速傳動，可以通過設(shè)置一個可自由轉(zhuǎn)動，不與其它元件固連的摩擦輪，使機(jī)構(gòu)具有空擋，可以改變可分離摩擦付的半徑尺寸使機(jī)構(gòu)具有倒擋。
10.一個行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與前述權(quán)利要求4所述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相似，其特征是，將所有摩擦輪付換成適合的齒輪付。
全文摘要
由平摩擦輪組成的，外摩擦輪做行星運(yùn)動且依靠離心力作為與相應(yīng)內(nèi)摩擦輪接觸摩擦的離心式摩擦傳動機(jī)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有邊載保護(hù)性能，能吸收沖擊，可使原動機(jī)帶重負(fù)荷順利起動，在高速傳動領(lǐng)域其傳遞功率和輸出扭矩可達(dá)齒輪傳動的10倍以上，具有較高的傳動效率，并可構(gòu)成準(zhǔn)無級變速器及自適應(yīng)變速器。
文檔編號F16H15/50GK1058460SQ9010495
公開日1992年2月5日 申請日期1990年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月25日
發(fā)明者鄭悅 申請人:鄭悅