徑向加壓式機械自動無級變速器的製作方法

2023-06-26 22:01:51

專利名稱：徑向加壓式機械自動無級變速器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬機械無級變速器技術領域。
此前專利申請號88019003.4獲96年全國發明金獎的「自動無級變速鏈輪系統」，是用自行車中軸大扭簧等、外推8隻超越離合器作擴徑、上坡加載力壓簧縮徑的主動輪自動無級(降速)變速系統，變速範圍小，騎行時8隻超越離合器內外拋收不息並帶動張緊輪鏈系收放不息，能耗高！各結構件滑動面很多並有多重彈簧力，損耗大！再加全系統開敞而缺陷明顯。
本實用新型(下稱本系統)目的是提供一種變速範圍大，變速能耗低、結構體積小而有明顯增速功能的自動無級變速器，並使之完全適用於自行車。它僅用裝於自行車中軸殼內的一對弧錐輪和一對滾輪及其加壓構件，就能應用相互傳動時的力矩差實現上述多項目的！所以


圖1首先是示出本系統利用力矩差變速的結構原理圖；圖2是系統由中軸至後軸的傳動結構圖；圖3是圖2中軸殼的E-E剖視圖，在於示出本系統的加壓構件，用三幅圖共同說明本系統的主體結構。
由
圖1可見在自行車中軸上固裝著傳送腳踏力的主動弧錐輪(1)，又滾裝著可反饋車行轉矩力的從動弧錐輪(輪後的傳動齒輪未畫)(3)，在(1)(3)共成弧圓的弦向，垂直軸對稱裝一對壓傳滾輪(2)，(2)由能沿背面鋼球碗轉動的滾輪(2-1)(由它滾傳兩弧錐輪的轉矩)、與滾輪同軸的油缸(2-2)及與油缸連體的擺軸承(2-3)組成，該連體件內腔有分叉箭頭方向的液壓力推滾輪(2-1)由O出發，徑向壓向兩弧錐輪。腳踏力由主動弧錐輪(1)經一對滾輪(2-1)同時傳動從動弧錐輪(3)驅車，此4滾動體是等線速傳動。圖中是腳踏力與車行轉矩力相等時壓傳滾輪(2)的均位，當腳踏力比車行轉矩力大或相反時，壓傳滾輪(2)會按圖中雙向箭頭沿弧圓面雙向擺移而使(1)(3)對稱變速，依上述兩力之差自動進行。為何？因壓傳滾輪(2)的擺移中心定位於弧錐輪弧圓心O，由0至滾輪(2-1)與兩弧錐輪的壓接點OA、OB距離或垂直距離OA』、OB』均相等；又因油缸(2-2)和缸壓力均駐至與滾輪(2-1)同軸並沿弧圓徑向同步擺移，故對AB兩點的壓接力在擺移範圍內亦相等，O點兩側力矩平衡。但壓接外力即腳踏力或車行轉矩力有變，力矩瞬時差就驅壓傳滾輪(2)繞O雙向擺移。即傳動中的(2)成為主、從兩弧錐輪轉矩變化的反應器與傳感器。O點兩側的力矩瞬時差是(2)的擺移動力。再說本系統的加壓構件根據固體表面摩擦力大小隨使物體壓在一起的力成正比而與兩者接觸面積無關的庫侖摩擦定律，為使滾輪(2-1)向兩弧錐輪密布槽紋的弧圓傳動面施加強大徑向正壓力見圖3中停車支腳(9)與雙肘杆(9-1)的長度比和加壓塞(10)與油缸(2-2)的載面積比構成的雙重增力，加壓塞(10)已將流體壓出，按箭頭所示將一對滾輪(2-1)同步向心推進0.5-1毫米，即壓緊上述兩弧錐輪傳動面(圖中未畫。參見
圖1弧錐輪與滾輪位置關係)，由自行車中軸殼上方的停車支腳(9)的運動弧長變滾輪(2-1)運動1毫米長相比，可知其增力倍數很大！扳起或下撐停車支腳即帶動加壓塞(10)上、下行完成加壓或卸壓，很實用。圖3是圖2中軸殼矩形處的E-E剖視，在於示出本系統的加壓構件，在圖中連接油路下部的調壓缸(11)，有補液、保壓和可手調壓力的作用，圖示擺軸承(2-3)為長靜壓腔室，可提高壓傳滾輪(2)的垂直擺移精度和反向支持力。
有益效果本系統結構簡潔，全封閉於中軸殼內，力線封閉，應力對消，它採用力矩差變速，無任何彈簧力損耗；它又是主、從輪對稱變徑調速，變速範圍大而體積小，如一對弧錐輪大小弧徑比為4，則變徑比為16，超過有級40速，此對稱大變速量，若用於摩託車，可不用2級減速與發動機直配而更便捷省油。它的對稱大變速量使其增速功能明顯例如在車行平路面而踏力、踏速不變時，因車行動慣量漸增，而本系統無多餘的「級」約束，力矩差就暢越平衡點驅壓傳滾輪(2)向增速側擺移，此時同為腳踏1周，則車行更長距離，對稱變速量越大增速越明顯！這是雙向對稱自動變速結構決定功能之理。本系統為徑向加壓傳動單腔結構，變雙腔用於汽車等，可大幅簡化變速與操縱結構。
實施例全封軸傳動自行車優越性明顯，在日本等國市場佔有率逐年大幅提高，但配套變速只有後軸內3速；國內軸傳動自行車在南京因用者、修者難調除傳動間隙而拒用，故結構要方便調隙。圖2為軸傳動視圖按錐齒輪(3)、(4)、直傳軸(5)、錐齒輪(6)至後軸單向器外殼錐齒輪(7)驅車，均為軸傳動原有結構與順序；現在只需在中軸殼內匹配裝上主動弧錐輪(1)、一對壓傳滾輪(2)兩滾動體，把從動弧錐輪(3)與首傳錐齒輪(3)同軸組合仍稱(3)，腳踏力由主動弧錐輪(1)經一對壓傳滾輪(2)滾傳(3)，其餘不變，就得到國內外今之獨有對稱大變速量與獨具增速功能的全自動變速自行車，自動適應即使在任何一馬平川的城鄉皆有的各類長短角度不等的坡途，什麼變速把、變速線及相關操作精力等，全不要了！變速功耗可達不計，唯其自動大變速量(本例圖2的弧錐輪大小弧徑比為雙向3.3，超出有級20速)和對稱變速結構的自動增速功能，才使我們盡享其實用便利和結構功利！為方便消除傳動間隙在直傳軸(5)兩端錐齒輪(4)、6)的鋼球碗後，各裝1碟彈簧C，如圖2，只需旋動錐齒輪(6)前螺帽，利用軸向力傳遞壓迫兩碟簧C擴徑或縮徑，以直傳軸(5)連同錐齒輪(4)前推，迫緊錐齒輪(3)後，漲緊在自行車後撐管(8)的內壁，不拆解中軸殼即完成除隙與定位。本實施例以兩壓傳滾輪(2)的擺軸心O-O線為垂直製造基準，只需用中軸兩端帽軸向微調兩弧錐輪弧圓傳動面對O-O線的微量偏移，即調定該車變速力度，供不同需求。
權利要求一種在同軸對置的一對弧錐輪(1)和(3)所共成弧圓的弦向、再垂直軸對稱裝一對壓傳滾輪(2)而組成的徑向加壓式機械自動無級變速器，其特徵是(2)又由滾輪(2-1)、作用力與其同軸的油缸(2-2)和與油缸連體的擺軸承(2-3)同軸組成，而壓傳滾輪(2)的擺移中心和徑向力的出發點，則都在所述弧圓的圓心O。
專利摘要本實用新型屬機械無級變速器技術領域。這是世界上迄今唯一能以主、從動輪雙向對稱自動無級變速、唯一具有自動增速功能的雙唯一自動無級變速器。它由同軸的一對弧錐輪(1)與(3)，經一對能隨(1)與(3)在傳動中力的變化而自動改變弦向位置的壓傳滾輪(2)的傳動所組成，結構極為簡潔。它完全適用於構成新一代全自動變速自行車。唯其大變速量,才能自動適應城鄉各類坡途，唯其自動增速功能，才可盡享自動變速與自動增速的雙重便利。將其用於摩託車，不用2級減速即可與發動機直配而便捷省油。
文檔編號F16H15/04GK2592960SQ01218099
公開日2003年12月17日 申請日期2001年3月30日 優先權日2001年3月30日
發明者陸應奎 申請人:陸應奎, 陸亞靖