帶式無級變速機構的製作方法
2023-05-05 19:31:56 1
專利名稱：帶式無級變速機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用撓性元件的傳動裝置，特別是涉及一種帶式無級變速機構。
背景技術：
變速器有手動變速器、自動變速器、無級變速器；對於手動變速器，由於每擋的齒輪組的齒數是固定的，則各擋的變速比是個定值(也就是所謂的「級」)，比如，對於轎車而言，一擋變速比是3. 455，二擋是2. 056，再到五擋的0. 85，這些數字再乘上主減速比就是總的傳動比，總共只有5個值(即有5級)，所以說它是有級變速器。對於自動變速器，它是利用車速和負荷(油門踏板的行程)進行雙參數控制，也為有級式變速器，只不過自動變速器能根據車速的快慢來自動實現擋位的增減，可以消除手擋車「頓挫」的變擋感覺。而無級變速器與有級式的區別在於，它的變速比不是間斷的點，而是一系列連續的值，譬如可以從3. 455 一直變化到0. 85，無級變速器結構比傳統變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器複雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動輪和金屬帶 (鏈)來實現速比的無級變化。無級變速技術CVT (Continuously Variable Transmission)採用傳動帶(鏈)和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞動力，可以實現傳動比的連續改變，從而得到傳動系與發動機工況的最佳匹配，常見的帶式無級變速機構，包括主動傳動軸、被動傳動軸，還包括分別固定在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤及分別可滑動的設置在主動傳動軸、和被動傳動軸上的第一帶輪和第二帶輪，其中第一帶輪和第二帶輪的滑動方向相反，第一帶輪和第一定錐盤之間設置有第一滑塊，第二帶輪和第二定錐盤之間設置有第二滑塊，主動傳動軸、被動傳動軸之間通過連接第一滑塊、第二滑塊的傳動帶皮帶連接，第一帶輪與固定於主動傳動軸上的第一活塞組成油缸結構，第二帶輪與固定於被動傳動軸上的第二活塞組成油缸結構。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到主動傳動軸，然後通過傳動帶傳遞到被動傳動軸。工作時通過第一帶輪和第二帶輪作軸向移動來改變主動傳動軸、被動傳動軸與傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。第一帶輪和第二帶輪的軸向移動量是由操作者根據需要通過控制第一帶輪與第一活塞之間及第二帶輪與第二活塞之間的液壓油壓力及來實現的。在高速傳動時，第一帶輪、第一活塞、第二帶輪、第二活塞均高速旋轉，第二帶輪與第二活塞之間的液壓油由於離心力的作用對第二活塞產生動壓力， 影響壓緊力和速比的精確控制。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種高速旋轉時，不受離心力影響的帶式無級變速機構。本實用新型實施例的一種帶式無級變速機構，包括主動傳動軸、被動傳動軸，還包括[0006]分別固定在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤；分別可滑動的設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一帶輪和第二帶輪，所述第一帶輪和所述第二帶輪的滑動方向相反，所述第一帶輪和所述第一定錐盤之間設置有第一滑塊，所述第二帶輪和所述第二定錐盤之間設置有第二滑塊，所述主動傳動軸、所述被動傳動軸之間通過連接所述第一滑塊、所述第二滑塊的傳動帶皮帶連接，所述第一帶輪與固定於主動傳動軸上的第一活塞組成油缸結構，所述第二帶輪與固定於被動傳動軸上的第二活塞組成油缸結構，其特徵在於，所述第二活塞的外側設置有補償機構，所述補償機構包括固定於被動傳動軸上的殼體，所述殼體與所述第二活塞外壁形成密封的用於容納液壓油的腔室。優選的，所述第二活塞和所述第二帶輪之間設置有受壓的彈簧。優選的，所述第一帶輪和所述主動傳動軸之間設置有用於將所述第一帶輪和所述主動傳動軸之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的第一鋼球。優選的，所述第二帶輪和所述被動傳動軸之間設置有用於將所述第二帶輪和所述被動傳動軸之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的第二鋼球。優選的，所述第一鋼球可轉動的設置於所述主動傳動軸的外側壁的第一槽中。優選的，所述第二鋼球可轉動的設置於所述被動傳動軸的外側壁的第二槽中。優選的，所述第一槽為多個，多個所述第一槽沿徑向均勻分布於所述主動傳動軸的外壁上，每個所述第一槽中可轉動的設置多個所述第一鋼球。優選的，所述第二槽為多個，多個所述第二槽沿徑向均勻分布於所述被動傳動軸的外壁上，每個第二槽中可轉動的設置多個所述第二鋼球。優選的，所述第一槽由兩段半徑相同且弧長也相等的第一圓弧面、第二圓弧面組成，所述第一圓弧面、第二圓弧面的半徑比所述第一鋼球的半徑大，所述第一鋼球和所述第一圓弧面、所述第二圓弧面的接觸均為點接觸。優選的，所述第二槽由兩段半徑相同且弧長也相等的第三圓弧面、第四圓弧面組成，所述第三圓弧面、第四圓弧面的半徑比所述第二鋼球的半徑大，所述第二鋼球和所述第三圓弧面、所述第四圓弧面的接觸均為點接觸。本實用新型採用液壓補償結構來抵消流體在高速運轉時產生的離心力的作用，提高了對壓緊力和速比的精確控制。本實用新型的帶式無級變速機構通過採用機械彈簧代替部分液壓力的方式，有效的減低由於壓緊力的過高造成的液壓功率的損失，提高了傳動的效率。本實用新型的帶式無級變速機構在帶輪和傳動軸之間採用鋼球滑動，鋼球在經特殊設計的球槽內滑動時，能始終保持傳動的高效性和有效性。
圖1為本實用新型的帶式無級變速機構的結構示意圖；圖2為本實用新型的帶式無級變速機構的第一帶輪和主動傳動軸之間裝配示意圖，示出了第一鋼球的安裝位置；圖3為本實用新型的帶式無級變速機構的第二帶輪和被動傳動軸之間裝配示意圖，示出了第二鋼球的安裝位置；[0023]圖4為本實用新型的帶式無級變速機構的第一槽的結構示意圖；圖5為本實用新型的帶式無級變速機構的第二槽的結構示意圖。
具體實施方式
參見附圖1，本實用新型的帶式無級變速機構包括主動傳動軸1、被動傳動軸14， 還包括分別固定在主動傳動軸1和被動傳動軸14上的第一定錐盤40和第二定錐盤50 ；分別可滑動的設置在主動傳動軸1、和被動傳動軸14上的第一帶輪2和第二帶輪15，第一帶輪2和第二帶輪15的滑動方向相反，第一帶輪2和第一定錐盤40之間設置有第一滑塊60， 第二帶輪15和第二定錐盤50之間設置有第二滑塊四，主動傳動軸1、被動傳動軸14之間通過連接第一滑塊60、第二滑塊四的傳動帶(圖中未示)皮帶連接，第一帶輪2與固定於主動傳動軸1上的第一活塞3組成油缸結構，第二帶輪15與固定於被動傳動軸14上的第二活塞16組成油缸結構，第二活塞16的外側設置有補償機構，補償機構包括固定於被動傳動軸14上的殼體17，殼體17與第二活塞16外壁形成密封用於容納液壓油的腔室。第二活塞16和第二帶輪15之間還設置有受壓的彈簧27。第一帶輪2和主動傳動軸1之間設置有用於將第一帶輪2和主動傳動軸1之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的多個第一鋼球10。第二帶輪15和被動傳動軸14之間設置有用於將第二帶輪15和被動傳動軸14之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的多個第二鋼球觀。參見附圖2、附圖3，第一鋼球10可轉動的設置於主動傳動軸1的外側壁的第一槽 70中。第二鋼球觀可轉動的設置於被動傳動軸14的外側壁的第二槽80中。第一槽70為多個，多個第一槽70沿徑向均勻分布於主動傳動軸1的外壁，每個第一槽70中可轉動的設置多個第一鋼球10。第二槽80為多個，多個第二槽80沿徑向均勻分布於被動傳動軸14的外壁，每個第二槽80中可轉動的設置多個第二鋼球觀。主動傳動軸1通過第一軸承4、第二軸承5安裝於變速箱的殼體(圖中未示)上； 被動傳動軸14通過第三軸承21安裝於變速箱的殼體上。第一帶輪2在由第一帶輪2和第一活塞3組成的第一帶輪油缸內的油壓的作用下沿軸向移動，第二帶輪15在由第二帶輪15和第二活塞16組成的第二帶輪油缸內的油壓的作用下沿軸向移動。在主動傳動軸1和被動傳動軸14的中間都有供油油道，分別連接第一帶輪油缸和第二帶輪油缸。在液壓控制系統的作用下，調節第一帶輪油缸和第二帶輪油缸內的油壓，第一帶輪2和第二帶輪15沿軸向移動，從而可以連續改變傳動帶的傳動半徑，實現主動傳動軸1和被動傳動軸14的速比的連續變化，最終實現無級變速傳動。在本實用新型帶式無級變速機構中，第二活塞16和殼體17組成一個腔體；被動傳動軸14，第二帶輪15和第二活塞16組成另一個腔體，兩個腔體內都充滿了液壓油，在高速旋轉的過程中，兩個腔體內的液壓油會產生相同的離心力，這兩邊的離心力會作用在第二活塞16兩側，由於兩側液體的離心力的作用面積相等，這樣作用在第二活塞16的內外兩側的液壓壓強也相等，從而在變速機構高速旋轉的過程中，作用在第二活塞16兩側的液壓壓強在就能夠保持一個動態的平衡。此外在第二帶輪油缸內加裝一彈簧27，採用機械彈簧代替部分液壓力提供壓緊力，有效的減低由於壓緊力的過高造成的液壓功率的損失，提高了傳動的效率。[0033]第一帶輪2和第一帶輪油缸一體，第二帶輪15和第二帶輪油缸一體，這樣做的特點是帶輪的結構緊湊，便於加工製造及裝配。第一軸承4與第三軸承21分別通過第一軸承保持架9與第二軸承保持架22定位。 第一軸承保持架9與第二軸承保持架22分別通過周向120度布置的第一螺栓11與第二螺栓19和變速箱的殼體固定連接，保證傳動的穩定性。參見附圖4、附圖5，第一帶輪2與主動傳動軸1以及第二帶輪15和被動傳動軸14 相對滑動時，通過第一鋼球10的轉動，第一帶輪2和主動傳動軸1之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦，通過第二鋼球觀的轉動，第二帶輪15和被動傳動軸14之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦。第一槽70由兩段半徑相同且弧長也相等的第一圓弧面71、第二圓弧面72組成，第一圓弧面71、第二圓弧面72的半徑比第一鋼球10的半徑稍大，二者相差0. 07-0. 09mm，第一鋼球10和第一圓弧面71、第二圓弧面72的接觸均為點接觸，這樣第一鋼球10在磨損時不會產生間隙，始終保證傳動的有效性。第二槽80由兩段半徑相同且弧長也相等的第三圓弧面81、第四圓弧面82組成，第三圓弧面81、第四圓弧面82的半徑比第二鋼球觀的半徑稍大，二者相差0. 07-0. 09mm，第二鋼球觀和第三圓弧面81、第四圓弧面82的接觸均為點接觸，這樣第二鋼球觀在磨損時不會產生間隙，始終保證傳動的有效性。本實用新型通過液壓控制系統調節第一帶輪油缸和第二帶輪油缸內的油壓，實現第一帶輪2和第二帶輪15的軸向滑動，從而連續改變跨接於主被動傳動軸間的傳動帶的傳動半徑，實現無級變速傳動。(1)增速模式在主動傳動軸1中間有液壓油油道，此油道和第一帶輪油缸相連，當變速機構需要增速時，液壓控制系統提高第一帶輪油缸的供給壓力，當油壓的壓力大於傳動帶作用在第一帶輪2上的壓緊力沿軸向的分力時，推動第一帶輪2向靠近第一定錐盤40錐面的方向移動，傳動帶在壓緊力的作用下，向遠離主動傳動軸1軸線的方向滑動，傳動的半徑持續的增大；同時液壓控制系統降低第二帶輪油缸的供給壓力，油壓的壓力小於傳動帶作用在第二帶輪15的壓緊力沿軸向的分力時，第二帶輪15向遠離第二定錐盤50錐面的方向移動， 傳動帶在壓緊力的作用下，向靠近被動傳動軸14軸線的方向滑動，傳動的半徑持續的減小，這樣輸入的傳動半徑持續增大，輸出的傳動半徑持續減小，從而實現變速機構的無級增速傳動。(2)減速模式當變速機構需要減速時，液壓控制系統降低第一帶輪油缸的供給壓力，油壓的壓力小於傳動帶作用在第一帶輪2的壓緊力沿軸向的分力時，第一帶輪2向遠離第一定錐盤 40的錐面的方向移動，傳動帶在壓緊力的作用下，向靠近主動傳動軸1軸線的方向滑動，傳動的半徑持續的減小；同時液壓控制系統提高第二帶輪油缸的供給壓力，當油壓的壓力大於傳動帶作用在第二帶輪15上的壓緊力沿軸向的分力時，推動第二帶輪15向靠近第二定錐盤50的錐面的方向移動，傳動帶在壓緊力的作用下，向遠離被動傳動軸14軸線的方向滑動，傳動的半徑持續的增大，這樣輸入的傳動半徑持續減小，輸出的傳動半徑持續增大，從而實現變速機構的無級減速傳動。[0043] 以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種帶式無級變速機構，包括主動傳動軸、被動傳動軸，還包括分別固定在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤；分別可滑動的設置在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一帶輪和第二帶輪，所述第一帶輪和所述第二帶輪的滑動方向相反，所述第一帶輪和所述第一定錐盤之間設置有第一滑塊，所述第二帶輪和所述第二定錐盤之間設置有第二滑塊，所述主動傳動軸、所述被動傳動軸之間通過連接所述第一滑塊、所述第二滑塊的傳動帶皮帶連接，所述第一帶輪與固定於主動傳動軸上的第一活塞組成油缸結構，所述第二帶輪與固定於被動傳動軸上的第二活塞組成油缸結構，其特徵在於，所述第二活塞的外側設置有補償機構，所述補償機構包括固定於被動傳動軸上的殼體，所述殼體與所述第二活塞外壁形成密封的用於容納液壓油的腔室。
2.如權利要求1所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第二活塞和所述第二帶輪之間設置有受壓的彈簧。
3.如權利要求2所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第一帶輪和所述主動傳動軸之間設置有用於將所述第一帶輪和所述主動傳動軸之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的第一鋼球。
4.如權利要求3所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第二帶輪和所述被動傳動軸之間設置有用於將所述第二帶輪和所述被動傳動軸之間的滑動摩擦轉為滾動摩擦的第二鋼球。
5.如權利要求4所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第一鋼球可轉動的設置於所述主動傳動軸的外側壁的第一槽中。
6.如權利要求5所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第二鋼球可轉動的設置於所述被動傳動軸的外側壁的第二槽中。
7.如權利要求6所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第一槽為多個，多個所述第一槽沿徑向均勻分布於所述主動傳動軸的外壁上，每個所述第一槽中可轉動的設置多個所述第一鋼球。
8.如權利要求7所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第二槽為多個，多個所述第二槽沿徑向均勻分布於所述被動傳動軸的外壁上，每個第二槽中可轉動的設置多個所述第二鋼球。
9.如權利要求8所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第一槽由兩段半徑相同且弧長也相等的第一圓弧面、第二圓弧面組成，所述第一圓弧面、第二圓弧面的半徑比所述第一鋼球的半徑大，所述第一鋼球和所述第一圓弧面、所述第二圓弧面的接觸均為點接觸。
10.如權利要求9所述的帶式無級變速機構，其特徵在於，所述第二槽由兩段半徑相同且弧長也相等的第三圓弧面、第四圓弧面組成，所述第三圓弧面、第四圓弧面的半徑比所述第二鋼球的半徑大，所述第二鋼球和所述第三圓弧面、所述第四圓弧面的接觸均為點接觸。
專利摘要本實用新型實施例的帶式無級變速機構包括主動傳動軸、被動傳動軸，還包括分別固定在主動傳動軸和被動傳動軸上的第一定錐盤和第二定錐盤；第一帶輪與固定於主動傳動軸上的第一活塞組成油缸結構，第二帶輪與固定於被動傳動軸上的第二活塞組成油缸結構，第二活塞的外側設置有補償機構，補償機構包括固定於被動傳動軸上的殼體，殼體與第二活塞外壁夠成密封用於容納液壓油的腔室。本實用新型採用液壓補償結構來抵消流體在高速運轉時產生的離心力的作用，提高了對壓緊力和速比的精確控制。
文檔編號F16H61/40GK202140522SQ20112025961
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者劉偉祥, 唐來明, 王兆輝, 薛雲飛, 郝振東 申請人:北京汽車動力總成有限公司