CN106090161A - 中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器 - Google Patents

中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器 Download PDF

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Abstract

一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，包括输入轴，输入轴端头外圆面和输入锥轮内圆面间隙配合，输入轴和输入锥轮之间设有第一钢球(柱)V形槽自动加压装置；输入锥轮通过一个以上的小摩擦轮将动力传递给相应的输出锥轮，输出锥轮内圆面和输出轴的端头外圆面为间隙配合，输出锥轮和输出轴之间设置有第二钢球(柱)V形槽自动加压装置，本发明可实现无级变速，且结构简单紧凑，调速方便准确，当多锥配合时可以传递较大扭矩。

Description

中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器
技术领域
本发明涉及锥环式无级变速器技术领域，具体涉及一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器。
背景技术
汽车用变速方式主要有手动变速箱MT、液力自动变速箱AT、金属带式无级变速箱CVT、锥环式无级变速器KRG、电控机械自动变速器AMT、双离合变速箱DSG等，其中无极变速方式主要有液力自动变速箱AT、金属带式无级变速箱CVT、锥环式无级变速器KRG等。
发明于一百多年前的锥环式无级变速器KRG(德语：Kegel Ring Getriebe，简称为KRG)，它利用两个锥形体的中间安装大尺寸的环形件的方式传递动力，该调速环形件的直径超过一个锥形体的最大直径，同时该环形件在外界调速动力作用下使其直线移动达到调速的目的。上述这种锥环式无级变速器KRG存在以下不足：
(1)调速环的尺寸超过了一个锥形体的最大直径，结构庞大。
(2)调速环的直径较大，造成转动惯量大，调速环的约束和控制灵活性差。
(3)调速环是依靠外界力单侧控制，受力不平衡磨损严重，使用寿命低，需要特定的牵引油。
(4)制造工艺复杂，对材料和加工的要求较高，造价高。
鉴于锥环式无级变速器KRG存在以上不足，虽然该技术发明了一百多年，但是在世界范围内并没有大范围推广开来。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，在两个锥轮中间采用小摩擦轮，通过伺服电机控制它的直线运动，具有结构简单紧凑，主要传动部件受力良好，调速方便准确，当采取多锥轮输出时可以传递较大扭矩等优点。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，包括输入轴1，输入轴1端头外圆面和输入锥轮4内圆面间隙配合，输入轴1和输入锥轮4之间设有由钢球(柱)V形槽、第一滚动体2和输入轮加载轴3的钢球(柱)V形槽组成第一钢球(柱)V形槽自动加压装置，输入轮加载轴3通过花键与输入锥轮4连接，它们之间轴向能够滑动，输入锥轮4和输入轮加载轴3之间装有第一压紧弹簧5以提供摩擦传动需要的预加载荷，输入轴1和输入轮加载轴3之间的相对转动对第一压缩弹簧5进行压缩以提供摩擦传动需要的部分正压力；
输入锥轮4通过一个以上的小摩擦轮6将动力传递给相应的输出锥轮9，输出锥轮9内圆面和输出轴7的端头外圆面为间隙配合，输出锥轮9和输出轴7之间设置有由输出轮加载轴10的钢球(柱)V形槽、第二滚动体8和输出轴7的钢球(柱)V形槽组成第二钢球(柱)V形槽自动加压装置，输出锥轮9通过内花键与输出轮加载轴10相连，它们之间轴向能够滑动，输出锥轮9和输出轮加载轴10之间装有第二压紧弹簧11以提供摩擦传动需要的预加载荷，输出轮加载轴10和输出轴7之间的相对转动会对第二压缩弹簧11进行压缩提供摩擦传动需要的部分正压力。
当采用一个小摩擦轮6和一个输出锥轮9进行动力传递时，输入锥轮4的轴线、小摩擦轮6的轴线和输出锥轮9的轴线在同一个平面。
当采用两个以上小摩擦轮6与两个以上输出锥轮9进行动力传递时，输入锥轮4的轴线、小摩擦轮6的轴线和对应输出锥轮9轴线在同一个平面，动力传递至每个输出锥轮9以后通过齿轮传动的方式汇总到输出齿轮13。
所述的小摩擦轮6在锥轮之间移动的驱动力采用电动、液压、气动的方式进行。
所述的钢球(柱)V形槽自动加压装置也能够采用凸轮加载装置或弹簧加载装置进行替换。
所述的输入锥轮4、输出锥轮9和小摩擦轮6之间加注牵引油。
本发明的有益效果为：
中间小摩擦轮尺寸小，结构简单紧凑，可利用两锥轮中间已有空间布置调速机构，空间利用率高；通过电机或其他驱动机构驱动小摩擦轮，调速准确及时；小摩擦轮可以得到很好的支撑，运行稳定受力状况好；有钢球(柱)V形槽自动加压装置根据负载调节接触面正压力，可改善各部件受力状况；当多对锥配合时可以传递较大扭矩。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图。
图2是本发明实施例1的截面等效图。
图3是本发明实施例2的两对锥无级变速装置的主视图。
图4是本发明实施例2的两对锥无级变速装置的截面等效图。
图5是本发明实施例3的四对锥无级变速装置的主视图。
图6是本发明实施例3的四对锥无级变速装置的截面等效图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。
实施例1，如图1和图2所示，一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，包括输入轴1，输入轴1端头外圆面和输入锥轮4内圆面间隙配合，输入轴1和输入锥轮4之间设有由钢球(柱)V形槽、第一滚动体2和输入轮加载轴3的钢球(柱)V形槽组成第一钢球(柱)V形槽自动加压装置，输入轮加载轴3通过花键与输入锥轮4连接，它们之间轴向能够滑动，输入锥轮4和输入轮加载轴3之间装有第一压紧弹簧5以提供摩擦传动需要的预加载荷，输入轴1和输入轮加载轴3之间的相对转动对第一压缩弹簧5进行压缩以提供摩擦传动需要的部分正压力；
输入锥轮4通过一个小摩擦轮6将动力传递给一个输出锥轮9，输出锥轮9内圆面和输出轴7的端头外圆面为间隙配合，输出锥轮9和输出轴7之间设置有由输出轮加载轴10的钢球(柱)V形槽、第二滚动体8和输出轴7的钢球(柱)V形槽组成第二钢球(柱)V形槽自动加压装置，输出锥轮9通过内花键与输出轮加载轴10相连，它们之间轴向能够滑动，输出锥轮9和输出轮加载轴10之间装有第二压紧弹簧11以提供摩擦传动需要的预加载荷，输出轮加载轴10和输出轴7之间的相对转动会对第二压缩弹簧11进行压缩提供摩擦传动需要的部分正压力。
通过调节小摩擦轮6在输入锥轮4和输出锥轮9之间的位置就连续的改变传动比，达到无级变速，输入锥轮4和输出锥轮9都有压缩弹簧和钢球(柱)V形槽自动加压装置，压缩弹簧保证初始压力的充足，钢球(柱)V形槽自动加压装置随着负载的变化给予相应的压力补充。
为提高牵引性能，在输入锥轮4、输出锥轮9和小摩擦轮6之间加注牵引油。
本实施例的工作原理为：
工作时，动力从输入轴1传入，通过输入锥轮4内部的第一钢球(柱)V形槽自动加压装置将动力传递给输入轮加载轴3，输入轮加载轴3通过花键的配合将动力传至输入锥轮4，通过摩擦传动的方式，动力从输入锥轮4经小摩擦轮6传至输出锥轮9，输出锥轮9通过花键的配合将动力传递给输出轮加载轴10，输出轮加载轴10通过内部的第二钢球(柱)V形槽自动加压装置将动力传递给输出轴7。锥轮内部的弹簧给锥轮提供了摩擦传动需要的初始的预压力，锥轮内部的钢球(柱)V形槽自动加压装置则会根据负载的大小自动对压紧力进行调节，这样既保证了充足的压紧力又不会造成压紧力过剩造成的破坏。通过连续调节小摩擦轮6在与锥轮母线平行的轴线上的位置便可以实现无级调速。
实施例2，如图3和图4所示，两对锥轮无级变速装置，与实施例1的不同之处在于，与输入锥轮4相互配合传递动力的输出锥轮9为两个，各输出锥轮9内部均有第二压缩弹簧11和第二钢球(柱)V形槽自动加压装置将各输出锥轮9压向小摩擦轮6以提供摩擦传动所需的正压力，两个输出轴7上安装有尺寸相同的传动齿轮12，两个传动齿轮12与输出齿轮13相互啮合，动力从输出齿轮13右端轴输出。
实施例3，如图5和图6所示，四对锥轮无级变速装置，与实施例2的不同之处在于，与输入锥轮4相互配合传递动力的输出锥轮9为四个，各输出锥轮9内部均有第二压缩弹簧11和第二钢球(柱)V形槽自动加压装置将各输出锥轮9压向小摩擦轮6以提供摩擦传动所需的正压力，四个输出轴7上均安装有尺寸相同的传动齿轮12，传动齿轮12与输出齿轮13相互啮合，动力从输出齿轮13右端轴输出。
从输入轴1到每一个输出锥轮9对应的输出轴7之间动力传递的过程与实施例1相同，四个输出轴7将动力通过传动齿轮12汇聚到输出齿轮13，四个输出锥轮9的设置可以大大提升动力传递的能力。通过对各小摩擦轮6在轴线上位置的联动控制就实现多锥轮无级变速装置的无级变速。

Claims (6)

1.一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，包括输入轴(1)，其特征在于：输入轴(1)端头外圆面和输入锥轮(4)内圆面间隙配合，输入轴(1)和输入锥轮(4)之间设有由钢球(柱)V形槽、第一滚动体(2)和输入轮加载轴(3)的钢球(柱)V形槽组成第一钢球(柱)V形槽自动加压装置，输入轮加载轴(3)通过花键与输入锥轮(4)连接，它们之间轴向能够滑动，输入锥轮(4)和输入轮加载轴(3)之间装有第一压紧弹簧(5)以提供摩擦传动需要的预加载荷，输入轴(1)和输入轮加载轴(3)之间的相对转动对第一压缩弹簧(5)进行压缩以提供摩擦传动需要的部分正压力；
输入锥轮(4)通过一个以上的小摩擦轮(6)将动力传递给相应的输出锥轮(9)，输出锥轮(9)内圆面和输出轴(7)的端头外圆面为间隙配合，输出锥轮(9)和输出轴(7)之间设置有由输出轮加载轴(10)的钢球(柱)V形槽、第二滚动体(8)和输出轴(7)的钢球(柱)V形槽组成第二钢球(柱)V形槽自动加压装置，输出锥轮(9)通过内花键与输出轮加载轴(10)相连，它们之间轴向能够滑动，输出锥轮(9)和输出轮加载轴(10)之间装有第二压紧弹簧(11)以提供摩擦传动需要的预加载荷，输出轮加载轴(10)和输出轴(7)之间的相对转动会对第二压缩弹簧(11)进行压缩提供摩擦传动需要的部分正压力。
2.根据权利要求1所述的一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，其特征在于：当采用一个小摩擦轮(6)和一个输出锥轮(9)进行动力传递时，输入锥轮(4)的轴线、小摩擦轮(6)的轴线和输出锥轮(9)的轴线在同一个平面。
3.根据权利要求1所述的一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，其特征在于：当采用两个以上小摩擦轮(6)与两个以上输出锥轮(9)进行动力传递时，输入锥轮(4)的轴线、小摩擦轮(6)的轴线和对应输出锥轮(9)轴线在同一个平面，动力传递至每个输出锥轮(9)以后通过齿轮传动的方式汇总到输出齿轮(13)。
4.根据权利要求1所述的一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，其特征在于：所述的小摩擦轮(6)在锥轮之间移动的驱动力采用电动、液压、气动的方式进行。
5.根据权利要求1所述的一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，其特征在于：所述的钢球(柱)V形槽自动加压装置也能够采用凸轮加载装置或弹簧加载装置进行替换。
6.根据权利要求1所述的一种中间带有可直线运动小摩擦轮的伺服锥轮式无级变速器，其特征在于：所述的输入锥轮(4)、输出锥轮(9)和小摩擦轮(6)之间加注牵引油。
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