一種摩擦球功率分流無級變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無級變速器領(lǐng)域，具體是指一種摩擦球功率分流無級變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無級變速器主要應(yīng)用于車輛傳動領(lǐng)域，如金屬帶無級變速器，液壓機(jī)械無級變速器等，這些變速器大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，難以應(yīng)用于小功率傳動場合，如小型加工中心、移動機(jī)器人等。
[0003]為此，Kim等人創(chuàng)造性地提出了一種面向小功率應(yīng)用的摩擦球無級變速器(Kim J,Park F C，Park Y.Design and analysis of a spherical continuously variabletransmiss1n!!J].Journal of Mechanical Design，2002，124( 1):21-29.)，該變速器通過改變摩檫球的旋轉(zhuǎn)軸線實(shí)現(xiàn)其傳動比的改變，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但因其主要依靠球面的單點(diǎn)摩檫傳遞功率，在運(yùn)行中容易打滑，傳動效率不高，承載能力較為有限，從而限制了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明基于功率分流的原理，將摩擦球無級變速器作為差動行星齒輪功率分流系統(tǒng)中的調(diào)速單元，從而設(shè)計出一種承載能力相對較高且主要應(yīng)用于小功率傳動場合的新型無級變速器，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作方便的特點(diǎn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種摩擦球功率分流無級變速器，包括輸入軸，輸入軸上依次固定有前錐齒輪和前齒輪;與前錐齒輪嚙合設(shè)有后錐齒輪，后錐齒輪的輸出軸為摩擦球輸入軸，摩擦球輸入軸的端部固定主動摩擦盤；
[0007]與上述的前齒輪配合嚙合有惰輪，與惰輪嚙合有后齒輪，后齒輪通過空心軸與行星齒輪的齒圈連接，行星輪固定于行星架上并分別與齒圈和太陽輪嚙合，輸出軸與行星架連接;太陽輪固定在太陽輪軸上，太陽輪軸穿過上述空心軸連接有從動摩擦盤；
[0008]還包括有摩擦球調(diào)速單元，所述的摩擦球調(diào)速單元包括一個摩擦球，上述的主動摩擦盤、從動摩擦盤分別與摩擦球摩擦接觸；
[0009]與摩擦球摩擦接觸還設(shè)有控制摩擦盤；
[0010]主動摩擦盤、從動摩擦盤、控制摩擦盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心；[0011 ]還包括有控制摩擦盤輔盤，所述的控制摩擦盤輔盤與上述控制摩擦盤共軸，且控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤的軸線在聯(lián)動機(jī)構(gòu)作用下可繞摩擦球球心同步轉(zhuǎn)動，改變控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤的軸線繞摩擦球球心的轉(zhuǎn)角可改變摩擦球旋轉(zhuǎn)軸線方向，同步改變太陽輪軸轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)輸出軸的無級變速。
[0012]優(yōu)選的，控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤聯(lián)動方式如下:控制摩擦盤固定在異形軸I上且可繞異形軸I自由旋轉(zhuǎn)，控制摩擦盤輔盤固定在異形軸Π上且可繞異形軸II自由旋轉(zhuǎn)，與異形軸1、異形軸Π上分別固定有控制盤前齒輪I和控制盤前齒輪Π，與控制盤前齒輪I和控制盤前齒輪Π分別嚙合有控制盤后齒輪I和控制盤后齒輪Π，控制盤后齒輪I和控制盤后齒輪π共軸且穿設(shè)有聯(lián)動軸。
[0013]優(yōu)選的，還包括有主動摩擦盤輔盤，主動摩擦盤輔盤位于主動摩擦盤的對側(cè)，兩者共軸。
[0014]優(yōu)選的，還包括有從動摩擦盤輔盤，從動摩擦盤輔盤位于從動摩擦盤的對側(cè)，兩者共軸。
[0015]優(yōu)選的，摩擦球上、下兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的主動摩擦盤與主動摩擦盤輔盤;摩擦球左、右兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的從動摩擦盤輔盤與從動摩擦盤;摩擦球前、后兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤;主動摩擦盤、主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤、從動摩擦盤輔盤、控制摩擦盤、控制摩擦盤輔盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心。
[0016]本發(fā)明所述變速器基于功率分流原理實(shí)現(xiàn)無級變速功能，本發(fā)明采用摩擦球作為調(diào)速單元。
[0017]摩擦球上、下兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的主動摩擦盤與主動摩擦盤輔盤;摩擦球左、右兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的從動摩擦盤輔盤與從動摩擦盤;摩擦球前、后兩側(cè)表面分別設(shè)有同軸的控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤。
[0018]主動摩擦盤、主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤、從動摩擦盤輔盤、控制摩擦盤、控制摩擦盤輔盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心。
[0019]控制摩擦盤輔盤除了控制功能外，另一個存在的必要性在于承載摩擦球，從而限制摩擦球的平移自由度；同時，既然控制摩擦盤輔盤必須存在，那么，它的軸線繞摩擦球球心的轉(zhuǎn)動就必須和控制摩擦盤同步，否則控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤無法在變速器調(diào)速過程中保持共軸，從而導(dǎo)致滑摩和不確定性運(yùn)動。
[0020]而主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤輔盤的作用僅僅是承載摩擦球，從而限制摩擦球的平移自由度。
[0021]動力經(jīng)輸入軸輸入本發(fā)明的變速器后，其功率分成兩部分進(jìn)行傳遞:
[0022]一部分功率經(jīng)由“定比支路”(即“輸入軸—前齒輪—惰輪—后齒輪—空心軸—齒圈”)進(jìn)入行星齒輪的齒圈；
[0023]另一部分功率經(jīng)由“調(diào)速支路”(即“輸入軸—前錐齒輪—后錐齒輪—摩擦球輸入軸—主動摩擦盤—摩擦球—從動摩擦盤—太陽輪軸—太陽輪”)進(jìn)入行星齒輪的太陽輪。
[0024]上述的兩路功率于行星齒輪處進(jìn)行匯合并經(jīng)由行星架輸出至輸出軸。
[0025]由于“定比支路”傳動比固定，因此在不改變摩擦球調(diào)速單元摩擦球旋轉(zhuǎn)軸線的情況下，變速器一直維持定比輸出；而通過控制摩擦盤以及控制摩擦盤輔盤改變摩擦球調(diào)速單元中摩擦球的旋轉(zhuǎn)軸線，可實(shí)現(xiàn)“調(diào)速支路”主動摩擦盤與從動摩擦盤之間傳動比的連續(xù)改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個變速器傳動比的連續(xù)改變，即實(shí)現(xiàn)變速器的無級變速。
[0026]本發(fā)明可取得如下有益效果:
[0027]1、本發(fā)明采用摩擦球作為調(diào)速單元，摩擦球調(diào)速單元的傳動比范圍僅取決于主動摩擦盤與從動摩擦盤的實(shí)際動力半徑之比，與摩擦球直徑無關(guān)，故摩擦球可設(shè)計的足夠小，空間利用率高；
[0028]2、現(xiàn)有的摩擦球無級變速器容易打滑、承載能力不高，而本發(fā)明通過功率分流，僅部分功率經(jīng)由承載能力不高的摩擦球調(diào)速單元進(jìn)行傳遞，從而提高整個變速器的承載能力；
[0029]3、調(diào)速方式更加新穎，通過轉(zhuǎn)動聯(lián)動軸調(diào)節(jié)摩擦球調(diào)速單元中摩擦球旋轉(zhuǎn)軸線的空間位置，可實(shí)現(xiàn)整個變速器的無級變速。
【附圖說明】
[0030]附圖1所示為摩擦球功率分流無級變速器傳動系統(tǒng)圖；
[0031 ]附圖2所示為摩擦球調(diào)速單元的控制機(jī)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖3所示為摩擦球調(diào)速單元的三維示意圖；
[0033]附圖4所示為摩擦球調(diào)速單元的零速輸出示意圖；
[0034]附圖5所示為摩擦球調(diào)速單元的正向輸出示意圖；
[0035]附圖6所示為摩擦球調(diào)速單元的反向輸出示意圖；
[0036]圖中標(biāo)號名稱:1、輸入軸;2、前錐齒輪;3、前齒輪;4、惰輪;5、齒圈;6、行星輪;7、行星架;8、輸出軸;9、太陽輪；10、空心軸；11、后齒輪；12、太陽輪軸；13、摩擦球；14、主動摩擦盤輔盤；15、控制摩擦盤；16、控制盤后齒輪I; 17、從動摩擦盤輔盤；18、控制盤前齒輪I; 19、后錐齒輪;20、摩擦球輸入軸;21、主動摩擦盤;22、從動摩擦盤;23、異形軸I; 24、聯(lián)動軸;25、控制盤后齒輪II; 26、控制盤前齒輪II; 27、異形軸II; 28、控制摩擦盤輔盤;29、異形軸旋轉(zhuǎn)軸線;30、控制摩擦盤旋轉(zhuǎn)軸線;31、摩擦球旋轉(zhuǎn)軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0038]如圖1至圖6所示，一種摩擦球功率分流無級變速器，它包括輸入軸1;前錐齒輪2;前齒輪3;惰輪4;齒圈5;行星輪6;行星架7;輸出軸8;太陽輪9;空心軸10;后齒輪11;太陽輪軸12;摩擦球13;主動摩擦盤輔盤14;控制摩擦盤15;控制盤后齒輪I 16;從動摩擦盤輔盤17；控制盤前齒輪I 18;后錐齒輪19;摩擦球輸入軸20;主動摩擦盤21;從動摩擦盤22;異形軸I 23;聯(lián)動軸24;控制盤后齒輪II 25;控制盤前齒輪I