CN1141501C - 无级变速器 - Google Patents
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Abstract
一种有刚性中间元件的摩擦式无级变速器，包括内环、外环、菱锥组等组成，两个以上菱锥刚性同轴线连接组成一个菱锥组，多个菱锥组用保持架均匀对称布置在内环轴线四周，每个菱锥组可沿内环径向方向自由移动，每个菱锥四面与两内环、两外环接触，两内环互相接近、分开，使菱锥组平行外移、内移，同时使两外环分开、接近，外环和内环与每个菱锥接触点的变化，使接触点到菱锥轴线的半径发生变化，从而实现无级变速的目的。
Description
技术领域 本发明涉及一种无级变速器，具体说涉及一种有刚性中间元件的摩擦式无级变速器。
背景技术 现代工业有许多机械设备需要输出转速连续变化，因此无级变速器被广泛应用，现有技术中无级变速器虽各有优点，但也各有缺点，如传动功率，传动效率，传动比，结构尺寸不能同时满足要求，如多盘式、菱锥式。
发明内容 本发明的目的是提供一种结构紧凑，传动功率大，传动效率高，传动比适当的无级变速器。
本发明是通过分流多点传动，压紧力对称分布，接触线短从而减少几何滑动等方式来实现的。为达到上述目的，本发明是按下述方式来实现的：二个以上菱锥刚性同轴线连接组成一个菱锥组，多个菱锥组用保持架均匀对称布置在内环轴线四周，每个菱锥组都可沿内环径向方向自由移动，并且，每个菱锥组轴线时刻都与内环轴线保持平行，所有内环轴线与外环轴线重合，内环、外环、菱锥组都可绕自身轴线自由转动，两内环、两外环成对径向对称与一个菱锥的四面接触，当两内环互相接近时，使菱锥组向径向方向平行外移，并使两外环互相分开，当两内环互相分开时，菱锥组沿径向方向平行内移，两外环互相接近。外环和内环与每个菱锥接触点的变化，使接触点到菱锥轴线的半径发生变化，从而实现无级变速的目的。固定内环、外环、菱锥组保持架中的任何一个，其他两个间就实现输入、输出转速的无级变化。首先是：保持架不动，内环和外环间实现无级变速；其次外环不动，保持架绕其轴线的转动与内环间实现无级变速；最后，内环不动，外环与保持架间实现无级变速。
本发明有以下优点：
1、采用分流多点传动，接触点多，因而传动功率大，如采用五个菱锥连接成一个菱锥组，就有10个内环和10个外环，如果内环四周均匀布置20个菱锥组，就与内环有200个接触点，与外环也有200个接触点。
2、采用卸荷结构，使传动元件和加压装置上的各个力在内部互相平衡，提高了传动效率，菱锥形状是对称的，两个内环与外环作用在每个菱锥上的力相等，就是菱锥上的轴向力和径向力互相抵消，多个菱锥对称分布在内环四周，因而，内环和外环所受径向力和轴向力也互相抵消，减少了轴承损失。
3、因内环、外环、保持架是同一轴线，采用了多个菱锥组作为中间体并列分流的传动结构，因而结构紧凑，体积小，单位体积的承载能力大。
4、采用扁平结构的菱锥，就是菱锥母线与轴线交角小的结构，同时采用接触线很短的结构，使钻动损失小，传动效率高。
附图说明 图1是本发明中保持架固定的无级变速器结构示意图
图2是图1中A-A线剖面图
图3是图2中B部分放大图
图4是图2中C部分放大图
图5是第二种方案无级变速器结构示意图
图6是第三种方案无级变速器结构示意图
具体实施方式 图1中，(1)是输入轴，(2)是菱锥组，(3)是保持架连接体，(4)是内环，(5)是外环，当菱锥组沿内环径向向外移动时，外环与菱锥组接触点到菱锥组轴线距离变短，也就是接触半径变小，而内环接触点半径变大，当内环转速一定，外环转速变低，反之，当菱锥组向内移动时，外环与菱锥组接触点半径变大，同时，内环接触点半径变小，使外环转速升高，通过简单计算就可知道，内、外环在菱锥组上接触点半径变化一倍，内环转速一定，外环转速变化四倍。
图2中，(1)是输入轴，(2)是菱锥组，由两个菱锥组成，(4)(7)(8)(9)是内环，内环(4)(7)连为一体为右内环，内环(8)(9)连为一体为左内环，左内环(8)(9)与输入轴连接，右内环(4)(7)与左面的输入轴(25)连接，其间有油腔(20)，输入轴(1)内有液压油道(19)。(5)(10)(11)(12)是外环，右外环(5)(11)连为一体，左外环(10)(12)连为一体，左内环、右内环、左外环、右外环间可轴向互相平行移动，但互相间不能相对转动，其间分别有弹性体(17)(18)，弹性体(18)弹力略大于弹性体(17)，左右外环(5)(10)(11)(12)外沿有榫嵌在外鼓(26)上的凹槽中，并可相对轴向自由移动。外环转动通过外鼓(26)带动输出轴(6)输出。菱锥组两头有轴承与滑块(13)连接，滑块(13)在保持架(15)(16)上的滑块导槽(14)中可径向自由移动。保持架(15)就是机座，保持架(16)通过图1中所说的保持架连接体与保持架(15)刚性连接。为增加刚度，可只布置三个保持架连接体。当输入转速一定时，液压油通过液压油道(19)进入油腔(20)使左内环(8)(9)与右内环(4)(7)互相接近，内环与菱锥组的接触点移动，接触点到菱锥组轴线的半径变大，同时推动菱锥组(2)向外移动，并使左外环(10)(12)和右外环(5)(11)互相分开，外环与菱锥组(2)的接触点移动，接触点到菱锥轴线的半径变小，使输出轴(6)转速降低，反之转速升高。如果采用离心式调速机构代替液压调速，即可制成自动无级变速器。
图3是图2中B部分的放大图，菱锥组(2)上有安装槽(21)，其作用是安装时，内环(7)(8)进入安装槽(21)内，使沿内环周围分布的多个菱锥组外圆半径小于外环内半径，使外环易于安装。为了增大起动力矩，起步状态时，可将外环(12)(11)与菱锥组(2)接触线制造成与菱锥组轴线平行，增大接触线长度，从而增大摩擦力，内环(7)(8)与菱锥组接触线与菱锥组轴线夹角大小的确定，要考虑自锁因素。
图4是图2中C部分放大图，如果制造时就把左内环制造为一体，右内环制造为一体，安装时难度极大，而采用分开制造，再用螺栓(24)或焊接的办法把内环(22)与连接体(23)刚性连接为一体，制造简单，成本低，同理，采用同样方法连接左外环、右外环。
图5所示为外环输出的一种形式，(25)为输入轴，(26)为输出齿轮，工作原理与图2相同，优点是可多布置菱锥组。增加输出功率。机座(27)(28)用螺栓(29)连接，此种形式无保持架连接体。
图6所示为串接的无级变速器，可增大变速比。分别有菱锥组、两组内环和外环，弹性体都布置在内环上，左菱锥组(33)上的左外环与右菱锥组(31)上的右外环刚性连接，左菱锥组上的右外环与右菱锥组上的左外环刚性连接，(30)为输入轴，(32)为输出轴，保持架(34)通过两菱锥组间的连接体与壳(35)刚性连接，工作原理与图2相同。
如果固定外环的转动，左、右外环间只可互相平行移动，那么，菱锥组作行星运动，并带动保持架转动，使动力无级变速输出。
Claims (8)
1.一种无级变速器，包括菱锥、外环，其特征是：由两个以上菱锥刚性同轴线连接成一个菱锥组〔2〕，四个以上菱锥组〔2〕用保持架〔15〕〔16〕均匀对称布置在内环轴线四周，每个菱锥组两头通过轴承与滑块〔13〕连接，滑块〔13〕在保持架〔15〕上的滑块导槽〔14〕中可径向自由移动，每个菱锥组移动时其轴线时刻与内环轴线平行，每个菱锥组可绕自身轴线自由转动，内环、外环也可绕自身轴线自由转动，并且内环、外环间轴线重合，两内环〔4〕〔8〕、两外环〔5〕〔10〕成对径向对称与一个菱锥的四面接触，左内环〔8〕〔9〕、右内环〔4〕〔7〕、左外环〔10〕〔12〕、右外环〔5〕〔11〕互相间连为一体，左右内环、左右外环间可轴向互相间平行移动，但互相间不能相对转动，左内环与右内环间有弹性体〔17〕，左外环与右外环间有弹性体〔18〕，菱锥组上有安装槽〔21〕。
2.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：保持架〔15〕〔16〕通过两菱锥组间的保持架连接体〔3〕刚性连接，可布置三个保持架连接体。
3.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：在输入轴端布置有离心式调速机构或电磁式调速机构。
4.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：起步状态时，外环〔12〕〔11〕与菱锥组〔2〕的接触线与菱锥组轴线平行。
5.如权力要求1所述的无级变速器，其特征是：内、外环单独制造，再用螺栓或焊接的办法连接到各自的连接体上。
6.如权力要求1或3所述的无级变速器，其特征是：用机座作为保持架，无保持架连接体。
7.如权力要求1所述的无级变速器，其特征是：用串列的两组菱锥组、两组外环、两组内环组成无级变速器，弹性体都布置在内环上，左菱锥组〔33〕上的左外环与右菱锥组〔31〕上的右外环刚性连接，左菱锥组上的右外环与右菱锥组上的左外环刚性连接。
8.如权力要求1所述的无级变速器，其特征是：固定外环转动，使菱锥组作行星运动，带动保持架转动，保持架轴线与内、外环轴线重合。
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