專利名稱：一種無級變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，是一種無級變速裝置。
目前，交通、運(yùn)輸工具(如汽車)上的變速裝置大都是機(jī)械式有級變速裝置，即通過不同半徑的齒輪傳動(dòng)達(dá)到變速的目的。其換速耗時(shí)較多，影響起動(dòng)，而且變速比較小，一般在31以下。如果要達(dá)到一定的變速比，需要幾級變速。傳動(dòng)齒輪的增加，將降低傳動(dòng)效率?，F(xiàn)在也有使用機(jī)械式無級變速裝置的。但其力矩較小，變速范圍也小，變速比也不夠高，一般在101以下。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種變速比大、變速效率高、變速時(shí)間快的無級變速裝置。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的變速裝置由離合器、單向制動(dòng)器、離合器上的傳動(dòng)部件、電氣控制部件組成。其中，離合器可以是兩個(gè)同心的園盤組成，一個(gè)與動(dòng)力輸入軸連接，稱為主動(dòng)盤，另一個(gè)通過儲能彈簧與動(dòng)力輸出軸連接，稱為被動(dòng)盤，該彈簧在轉(zhuǎn)速變換過程中起到過渡和儲能的作用。離合器上的傳動(dòng)裝置由一個(gè)控制環(huán)、若干個(gè)連接桿與摩擦片構(gòu)成的摩擦構(gòu)件組成。其中，控制環(huán)有撥叉，控制摩擦構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，控制環(huán)與主動(dòng)盤之間有一個(gè)拉力彈簧連接。在靜止?fàn)顟B(tài)下，彈簧拉動(dòng)控制環(huán)，帶動(dòng)摩擦構(gòu)件，使主動(dòng)盤與被動(dòng)盤分離。連接桿與摩擦片一般有2～5組，均勻分布在主動(dòng)盤上，連接桿的一端與主動(dòng)盤成活動(dòng)連接，例如用活動(dòng)銷連接。穿過相應(yīng)的撥叉，另一端與對應(yīng)的摩擦片連接。摩擦構(gòu)件成自增益式，它對被動(dòng)盤面傾斜一個(gè)角度，該角度稍大于其盤面的摩擦角，工作時(shí)對被動(dòng)盤外側(cè)產(chǎn)生一定的自鎖力。電氣控制裝置由電磁鐵、整形放大器、傳感器連接組成。傳感器根據(jù)源動(dòng)力最佳轉(zhuǎn)速或最大功率轉(zhuǎn)速，設(shè)定一個(gè)速度上限和下限。傳感器安裝在輸入軸或主動(dòng)盤旁，用于測量輸入轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速信號經(jīng)整形放大器整形放大，使電磁鐵產(chǎn)生動(dòng)作，電磁鐵固定在基座上，鐵芯的一端與控制環(huán)接近，根據(jù)電信號的變化制動(dòng)控制環(huán)，帶動(dòng)摩擦構(gòu)件的動(dòng)作，從而使離合器作接合和分離動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)變速。使用傳感器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控轉(zhuǎn)速，也可以用人工控制，即用一個(gè)可調(diào)信號發(fā)生器，它和電磁鐵連接，信號發(fā)生器發(fā)生一個(gè)可調(diào)占空比的方波信號。人工可調(diào)節(jié)信號占空比，使其適應(yīng)不同輸出負(fù)載的工況。占空比調(diào)節(jié)范圍為0～100％，使離合器根據(jù)方波信號，得到的需要的各種不同速度，從而將動(dòng)力源恒定的轉(zhuǎn)速變換為各種不同的速度。單向制動(dòng)器由一個(gè)摩擦片和連接桿組成，連接桿一端固定在基座上，為活動(dòng)連接，連接桿另一端的摩擦片與被動(dòng)盤外緣緊貼接觸，用于對被動(dòng)盤鎖定。它對運(yùn)轉(zhuǎn)方向不產(chǎn)生作用，對反方向轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)。當(dāng)離合器分離時(shí)，單向制動(dòng)器鎖定被動(dòng)盤的彈簧作用力，使輸出平穩(wěn)的力矩。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的變速裝置動(dòng)作過程如下，當(dāng)源動(dòng)力輸入轉(zhuǎn)速高于傳感器設(shè)定的轉(zhuǎn)速上限時(shí)，傳感器輸出轉(zhuǎn)速信號。經(jīng)過整形放大器整形、放大后，使電磁鐵吸合，或者通過人工調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使電磁鐵吸合。鐵芯的一端接觸控制環(huán)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)摩擦構(gòu)件與被動(dòng)盤接合，由自鎖力的作用帶動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)吸，主動(dòng)盤減速。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于傳感器中設(shè)定的轉(zhuǎn)速下限時(shí)，傳感器停止信號輸出，使電磁鐵失電，松開控制環(huán)，控制環(huán)被主動(dòng)盤上的彈簧拉回，帶動(dòng)摩擦構(gòu)件，使摩擦片對被動(dòng)盤的自鎖力消失。摩擦構(gòu)件與控制環(huán)一起復(fù)位，與被動(dòng)盤分離。主動(dòng)盤加速，準(zhǔn)備下一次的接合動(dòng)作。被動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)通過儲能彈簧傳給輸出軸。離合器分離時(shí)，儲能彈簧中的勢能被單向制動(dòng)器鎖定。
上述變速裝置由于采用了電氣控制，可以任意調(diào)節(jié)占空比，因而可以在輸入速度不變的情況下，輸出轉(zhuǎn)速可以從靜止逐步加速到輸入轉(zhuǎn)速，即變速比很大，可達(dá)到1001。由于沒有齒輪的機(jī)械傳動(dòng)，因而變速效率大為提高。而且變速的影響時(shí)間大為縮短。此外，源動(dòng)力一般有一個(gè)最佳轉(zhuǎn)速范圍或最大輸入功率范圍，本裝置可使其工作在最佳轉(zhuǎn)速區(qū)域范圍內(nèi)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。


圖1為本裝置結(jié)構(gòu)的軸向剖示圖圖2為本裝置結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖其中1為離合器的主動(dòng)盤，2為離合器的被動(dòng)盤，3為控制環(huán)，4為連接桿，5為摩擦片，6為撥叉，7為拉力彈簧，8為輸入軸，9為儲能彈簧，10為輸出軸，11為傳感器，12為整形放大器，13為可調(diào)信號發(fā)生器，14為電磁鐵，15為電磁鐵中的鐵芯，16為單向制動(dòng)器。
實(shí)施例，如附圖所示，離合器的主動(dòng)盤1φ550mm，厚度210mm，被動(dòng)盤2φ175mm，厚度為25mm，鋁材制成。被動(dòng)盤與輸出軸10之間的儲能彈簧9用φ10彈簧鋼制成。傳動(dòng)裝置由鋁合金材料制成，與主動(dòng)盤活動(dòng)連接的連接桿4和摩擦片5有4組，其中的摩擦片的摩擦面上貼合有一層制動(dòng)器專用的塑料。電磁鐵14采用25公斤的電磁吸鐵，上面有復(fù)位彈簧，其鐵芯15與控制環(huán)3留有0.2mm間隙，傳感器11為一個(gè)與輸入軸相連的永磁測量發(fā)電機(jī)，通過一個(gè)電壓鑒幅器和250W放大器組成的整形放大器12與電磁鐵線圈連接。設(shè)輸入軸8裝上一臺6KW960轉(zhuǎn)／分的電機(jī)，力矩7公斤·米，輸出軸10裝上一臺水力測功器，電機(jī)啟動(dòng)后，線圈接上傳感器、放大器。當(dāng)輸出軸測功器的力矩小于200公斤·米時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，信號占空比為2－5％，變速比為301。當(dāng)輸出軸力矩小于7公斤·米時(shí)，占空比達(dá)到100％，變速比為11，輸出軸力矩的連續(xù)變化，得到輸出轉(zhuǎn)速的平滑變化。
權(quán)利要求一種無級變速裝置，由離合器、單向制動(dòng)器、離合器上的傳動(dòng)部件，電氣控制部件組成，其特征在于(1)上述離合器由兩個(gè)同心的園盤組成，其主動(dòng)盤與動(dòng)力輸入軸連接，被動(dòng)盤通過一個(gè)儲能彈簧與輸出軸連接；(2)傳動(dòng)部件由一個(gè)控制環(huán)、2～5組連接桿與摩擦片組成的摩擦構(gòu)件組成，控制環(huán)上有控制連接桿活動(dòng)的撥叉，控制環(huán)與主動(dòng)盤之間有一個(gè)拉力彈簧連接，摩擦構(gòu)件均勻分布在主動(dòng)盤上，為自增益形式，與被動(dòng)盤面傾斜一個(gè)角度，該角度稍大于其盤面的摩擦角，連接桿的一端與主動(dòng)盤成活動(dòng)連接，穿過撥叉另一端與對應(yīng)的摩擦片連接；(3)電氣控制裝置由電磁鐵、整形放大器、傳感器組成，傳感器設(shè)置于輸入軸或主動(dòng)盤旁邊，以便測量輸入轉(zhuǎn)速，電磁鐵固定在基座上，鐵芯的一端與控制環(huán)接近，可以制動(dòng)控制環(huán)；(4)單向制動(dòng)器由一個(gè)摩擦片與一個(gè)連接桿組成，連接桿的一端部活動(dòng)連接固定在基座上，另一端的摩擦片與被動(dòng)盤外緣緊貼接觸，用于對被動(dòng)盤的鎖定。
專利摘要本實(shí)用新型是一種變速裝置，由離合器、單向制動(dòng)器、離合器上的傳動(dòng)部件、電氣控制部件組成，其中離合器的主動(dòng)盤與動(dòng)力輸入軸連接，被動(dòng)盤通過儲能彈簧與輸出軸連接。電氣控制部件通過傳感器獲得輸入軸的轉(zhuǎn)速信號，或通過可調(diào)信號發(fā)生器人工調(diào)節(jié)，控制電磁鐵對傳動(dòng)部件中控制環(huán)的吸合動(dòng)作，帶動(dòng)摩擦構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，控制離合器的離合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的變換。本裝置變速比大，變速效率高，變速時(shí)間快，性能優(yōu)于機(jī)械齒輪變速裝置，而結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可廣泛應(yīng)作交通，運(yùn)輸?shù)裙ぞ叩淖兯傺b置。
文檔編號F16H35/00GK2191940SQ9422784
公開日1995年3月15日 申請日期1994年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月10日
發(fā)明者單偉 申請人:單偉