CN102168744A - 双带式同步运动无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双带式同步运动无级变速器，包括主动轴、输出轴、设置在主动轴上的第一主动锥盘组和第二主动锥盘组、设置在输出轴上的第一从动锥盘组和第二从动锥盘组，第一主动锥盘组包括第一主动活动锥盘、第一主动固定锥盘以及第一组弹簧，第二主动锥盘组包括组合盘、第二主动固定锥盘以及第二组弹簧，第一固定主动锥盘的背面设有与组合盘相匹配的普利珠臂组件，组合盘与第一主动活动锥盘相连且可在主动轴上同步移动。第一从动锥盘组包括从动导轨运动锥盘和第一从动固定锥盘，第二从动锥盘组包括第二从动运动锥盘和第二从动固定锥盘组件，从动导轨运动锥盘与第二从动运动锥盘连接，从动导轨运动锥盘与第二从动固定锥盘组件之间设有从动弹簧。

Description

双带式同步运动无级变速器

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，特别是涉及一种无级变速器。

背景技术

变速器主要分为手动变速器、自动变速器和无级变速器三种类型，其中，手动变速器通过齿轮箱传动，其传动比是定值。而自动变速器是利用车速和负荷进行双参数控制，也为有级式变速器，只不过自动变速器能根据车速的快慢来自动实现挡位的增减。

无级变速器和有级变速器的最大区别在于无级变速器的变速比是连续的值，无级变速器相较于传统变速器结构更简单，体积更小，既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组。无级变速器主要依靠主从动轮之间的带传动来实现速比的无级变化。无级变速技术CVT(ContinuouslyVariable Transmission)采用工作直径可变的主、从动轮之间的带传动相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动比与发动机工况的最佳匹配。主带轮接收来自发动机的传输动力，并通过带传动将动力传送到次带轮，由输出轴输出动力以驱动车轮。

为了使得无级变速器的输出平稳无滑动，须确保皮带与带轮之间的接合性，以便使动力在带轮与传动带之间平稳的输出而无滑动。然而，现有无级变速器往往以单根传动带传动，传动带与带轮之间的摩擦力不大，且皮带还需要具备承受一定拉力的要求，这样的无级变速器多数都只适用于较小排量的摩托车上使用。当无级变速器排量较大时，现有的单根皮带传动的无级变速器满足不了传动功效的需求，皮带易打滑且传动功效损失大，皮带箱内温度高，导致传动带使用寿命不耐久，无法满足大排量车发动机对无级变速器的要求。

专利号为ZL200820080612.6的中国专利公开了一种双金属带传动的无级变速器，该无级变速器含有主动传动轴，被动传动轴，分别设置在主动传动轴和被动传动轴上的第一定锥盘和第二定锥盘，设置在主动传动轴上沿轴向进行滑动且对称布置在第一定锥盘两侧的第一动锥盘和第二动锥盘，设置在被动传动轴上沿轴向进行滑动且对称布置在第二定锥盘两侧的第三动锥盘和第四动锥盘，位于定锥盘和动锥盘之间的摩擦片以及连接主动传动轴与被动传动轴之间的第一传动金属带和第二传动金属带。

该无级变速器虽然也在一定程度上实现了双带式传动，但是由于第一动锥盘和第二动锥盘以及第三动锥盘和第四动锥盘之间没有实现同步运动，在使用时无法保证第一动锥盘和第二动锥盘以及第三动锥盘和第四动锥盘之间的移动距离相等，当出现出现移动距离不等的情况时，会导致两边传动带的传动比不一致，进而导致传动带与锥盘之间产生相对运动，不仅损失传动效率，动摩擦生热还影响传动带的使用寿命，即使传动带采用金属带，也会由于产生相对运动加快传动带的磨损，减小使用寿命，并对带传动的锥盘产生不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双带式同步运动无级变速器，其不仅能够实现传动比的连续变化，而且结构简单，制作简便，能满足大排量发动机对无级变速器的要求，提高传动效率。

为了实现上述技术目的，本发明的双带式同步运动无级变速器，包括主动轴、输出轴、以及分别设置在主动轴和输出轴上的主动锥盘组和从动锥盘组、连接主动锥盘组和从动锥盘组的传动带。

所述主动锥盘组包括第一主动锥盘组和第二主动锥盘组，所述第一主动锥盘组包括第一主动活动锥盘、固定安装在主动轴上的第一主动固定锥盘以及位于该第一主动固定锥盘和第一主动活动锥盘之间的第一组弹簧，所述第二主动锥盘组包括组合盘、固定安装在主动轴上第二主动固定锥盘以及位于该第二主动固定锥盘和组合盘之间的第二组弹簧，所述第一固定主动锥盘的背面设有普利珠臂组件，所述组合盘包括与第二主动固定锥盘相匹配的锥面和与所述普利珠臂组件相匹配的组合面，且组合盘位于第二主动固定锥盘和第一主动固定锥盘之间，组合盘与第一主动活动锥盘通过第一导向滑动组件相连，所述组合盘和第一主动活动锥盘可在主动轴上作轴向联动。

所述从动锥盘组包括与第一主动锥盘组通过第一传动带相连的第一从动锥盘组和与第二主动锥盘组通过第二传动带相连的第二从动锥盘组，所述第一从动锥盘组包括从动导轨运动锥盘和固定安装在输出轴上的第一从动固定锥盘，所述第二从动锥盘组包括第二从动运动锥盘和固定安装在输出轴上的第二从动固定锥盘组件，所述从动导轨运动锥盘位于第一从动固定锥盘与第二从动固定锥盘组件之间，且从动导轨运动锥盘通过第二连接结构与第二从动运动锥盘固定连接，所述从动导轨运动锥盘和第二从动运动锥盘可在输出轴上作轴向同步移动，且所述从动导轨运动锥盘与第二从动固定锥盘组件之间还设有从动弹簧。

采用该结构的双带式同步运动无级变速器，通过在组合盘和第一主动活动锥盘之间设置第一导向滑动组件使组合盘和第一主动活动锥盘一起在主动轴上联动，可使第一主动锥盘组和第二主动锥盘组之间的带传动半径变化一致；通过将从动导轨运动锥盘与第二从动运动锥盘固定连接在一起在输出轴上联动，可实现第一从动锥盘组和第二从动锥盘组之间的带传动半径变化一致。即该结构的双带式无级变速器解决了两个并列带传动之间的传动比变化不一致的技术缺陷，在使用过程中，两并列带传动之间不会产生干涉，能有效提高无级变速器的传动效率，且通过增加一组带传动还能提高传动带的承载力，传动带与锥盘之间的总摩擦力增大，能适用于大排量发动机对无级变速器的要求。

通过在第一主动固定锥盘的背面设置普利珠臂组件，当发动机转速加快时，普利珠臂组件在离心力的作用下推动组合盘滑动，进而带动第一主动活动锥盘与组合盘一起滑动，第一主动锥盘组和第二主动锥盘组的传动半径变大，由于传动带的长度不变，第一从动锥盘组和第二从动锥盘组之间的传动半径减小，传动比加大；当发动机转速减慢时，普利珠臂受到的离心力变小，组合盘和第一主动活动锥盘在弹簧力的作用下分别向第二主动固定锥盘和第一主动固定锥盘移动，第一主动锥盘组和第二主动锥盘组的传动半径变下，由于传动带的长度不变，第一从动锥盘组和第二从动锥盘组的传动半径变大，即传动比变小。

进一步的，所述第二从动固定锥盘组件包括第二从动固定锥盘和固定安装在第二从动固定锥盘背面的导向盘，所述第二从动固定锥盘套装在第二从动运动锥盘上，所述导向盘固定安装在输出轴上。所述第二连接结构包括设置在从动导轨运动锥盘背面的至少三根连接柱和设置在所述导向盘上的可供连接柱穿过的导向孔，所述第二从动运动锥盘与该连接柱固定连接。且在所述导向孔与连接柱之间还设有与导向孔相匹配的滑块。

采用该结构的第二从动固定锥盘组件和第二连接结构不仅可将从动导轨运动锥盘与第二从动运动锥盘固定连接在一起，实现从动导轨运动锥盘与第二从动运动锥盘之间的同步联动，而且通过将第二从动固定锥盘套装在第二从动运动锥盘上，可实现导向功能，在导向孔与连接柱之间设置滑块可减小从动导轨运动锥盘与第二从动运动锥盘滑动时的阻力。

进一步的，所述第一导向滑动组件包括固定安装在第一固定主动锥盘上的第一导向套和至少三根导向滑动杆，所述第一导向套上设有可供导向滑动杆穿过的导向通孔和用于第一组弹簧安装的安装孔，所述导向滑动杆置于该导向通孔中且该导向滑动杆一端与第一主动活动锥盘相连，另一端穿过设置在第一主动固定锥盘上的通孔与组合盘相连。通过该第一导向滑动组件不仅可实现第一主动活动锥盘和组合盘之间的同步联动，而且通过设置若干均布在组合盘和第一主动活动锥盘的导向滑动杆，还可使第一主动活动锥盘与组合盘受力均匀且在主动轴上滑动时更加平稳。

进一步的，所述普利珠臂组件包括至少三组普利珠构件(13a)，且每组普利珠构件均包括一只普利珠、与普利珠相连的拐臂、设置在第一主动固定锥盘(14)背面的安装座，所述拐臂铰接在该安装座上。

进一步的，所述第一从动固定锥盘的背面设有叶片，通过叶片产生的风可用于变速器内部冷却。

进一步的，所述第一从动固定锥盘和从动导轨运动锥盘之间设有橡胶垫，可防止第一从动固定锥盘和从动导轨运动锥盘之间的刚性碰撞。

总之，本发明的双带式同步运动无级变速器，其结构简单，能实现双带式无级传动，且平行的两传动之间能通过平稳的同步联动保证两个带传动之间的传动比至始至终保持一致，克服了现有双带式无级传动无法确保两带传动之间因传动比不一致而导致的传动带打滑和传动带寿命低的缺陷，能够有效提高传动效率，并适用于大排量发动机对无级变速器的要求。

附图说明

图1为本发明双带式同步运动无级变速器实施例结构示意图；

图2为本实施例的双带式同步运动无级变速器的装配图；

图3为本实施例的导向盘结构示意图。

附图标记说明：

1-金属套；2-第二从动运动锥盘；2a-紧固件；2b-金属套；3-第二从动固定锥盘；3a-导向盘；3b-滑块；3c-紧固件；4-从动弹簧；5-从动导轨运动锥盘；5a-连接柱；5b-金属套；6-输出轴；7-第一从动固定锥盘；7a-叶片；7b-橡胶垫；8-第二主动固定锥盘；9-第二组弹簧；10-第二导向套；10a-金属套；11-组合盘；11a-锥面；11b-组合面；12-主动轴；12a-突起台；12b-第二安装孔；13-普利珠臂组件；13a-普利珠构件；14-第一主动固定锥盘；15-第一导向套；16-导向滑动杆；17-滑动轴承；18-第一组弹簧；19第一主动活动锥盘；20-第一传动带；21-第二传动带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1和图2所示为本发明的双带式同步运动无级变速器实施例结构示意图，本实施例的双带式同步无级变速器包括主动轴12、输出轴6、设置在主动轴12上的第一主动锥盘组和第二主动锥盘组、设置在输出轴6上的第一从动锥盘组和第二从动锥盘组、以及连接第一主动锥盘组和第一从动锥盘组的第一传动带20和连接第二主动锥盘组和第二从动锥盘组的第二传动带21，主动轴12的中部设有用于安装锥盘的突起台12a。

第一主动锥盘组包括安装在主动轴12一端的第一主动活动锥盘19、固定安装在主动轴突起台12a一侧的第一主动固定锥盘14以及位于该第一主动固定锥盘14和第一主动活动锥盘19之间的第一组弹簧18。第二主动锥盘组包括固定安装在主动轴12突起台12a另一侧的第二主动固定锥盘8、套装在主动轴12突起台12a外周上的组合盘11，以及位于第二主动固定锥盘8和组合盘11之间的第二组弹簧9。

在第一固定主动锥盘14的背面设有普利珠臂组件13，普利珠臂组件13包括至少三组普利珠构件13a，且每组普利珠构件13a均包括一只普利珠、与普利珠相连的拐臂、设置在第一主动固定锥盘14背面的安装座，所述拐臂铰接在该安装座上。当第一主动固定锥盘14随着主动轴旋转时，随着转速的加快，普利珠构件13a在离心力的作用下向外张开，随着转速减慢，普利珠构件13a受到的离心力减小，普利珠和拐臂向内闭合。本实施例的普利珠臂组件设有五组普利珠构件13a，普利珠构件13a以第一固定主动锥盘14的中心为中心均布在第一固定主动锥盘14的背面，采用该结构的普利珠臂组件可对组合盘11产生均衡的推力，使无级变速器能平稳快速的改变传动比。

组合盘11具有与第二主动固定锥盘8相匹配的锥面11a和与普利珠臂组件13相匹配的组合面11b，且组合盘11位于第二主动固定锥盘8和第一主动固定锥盘14之间，当主动轴12转速增加时，组合盘11受到来自普利珠臂组件13的作用力向着第二主动固定锥盘8移动，当主动轴12的转速下降时，组合盘11在弹簧弹力的作用下朝着第一主动固定锥盘14移动。

组合盘11与第一主动活动锥盘19通过第一导向滑动组件相连，第一导向滑动组件包括第一导向套15和至少三根导向滑动杆16，所述第一导向套15上设有可供导向滑动杆穿过的导向通孔和用于第一组弹簧18安装的安装孔，导向滑动杆16置于该导向通孔中且该导向滑动杆16一端与第一主动活动锥盘19相连，另一端穿过设置在第一主动固定锥盘14上的通孔与组合盘11相连。本实施例的第一导向滑动组件设有三根导向滑动杆16，第一组弹簧18也由三只弹簧组成，相应的第一导向套15上设有三只导向通孔和三只安装孔，螺纹紧固件通过安装孔将第一主动固定锥盘14和第一导向套15固定连接在主动轴突起台12上，第一组弹簧18一端抵靠在置于该安装孔内的螺纹紧固件上，另一端安装在第一主动活动锥盘19上。且位于第一主动活动锥盘19与第一导向套15之间，导向滑动杆(16)分别安装在第一主动活动锥盘19和组合盘11上。在第一主动活动锥盘19和第一主动固定锥盘14之间设有滑动轴承17，滑动轴承17套装在第一导向套15上。组合盘11和第一主动活动锥盘19可在主动轴12上作轴向联动。

第二主动固定锥盘8和组合盘11之间设有第二导向套10和金属套10a，第二导向套10上设有供第二组弹簧9安装的第二安装孔，第二组弹簧9一端安装在第二安装孔的底部，另一端安装在第二主动固定锥盘8上，金属套10a套装在第二导向套10上。本实施例的第二组弹簧9也设置为三只弹簧，可使第二主动固定锥盘8和组合盘11受到的弹力更加均衡。

第一从动锥盘组包括从动导轨运动锥盘5和固定安装在输出轴6上的第一从动固定锥盘7，第一从动固定锥盘7的背面设有若干叶片7a，叶片7a转动形成的风可用于冷却无级变速器和其他装置。第二从动锥盘组包括第二从动运动锥盘2和固定安装在输出轴6上的第二从动固定锥盘组件，在输出轴6一端设有金属套1，第二从动运动锥盘2通过金属套2b套装在金属套1上，并可移动。从动导轨运动锥盘5位于第一从动固定锥盘7与第二从动固定锥盘3之间，且从动导轨运动锥盘5通过金属套5b套装在从动轴6上，并可移动，第一从动固定锥盘7和从动导轨运动锥盘5之间设有橡胶垫7b，可有效防止第一从动固定锥盘7和从动导轨运动锥盘5之间的刚性碰撞。

第二从动固定锥盘组件包括第二从动固定锥盘3和通过紧固件3c固定安装在第二从动固定锥盘3背面的导向盘3a，导向盘3a上设有导向孔，第二从动固定锥盘3套装在第二从动运动锥盘2上，导向盘3a通过输出轴的轴阶和金属套1定位固定在输出轴上。另外，第二从动固定锥盘3和导向盘3a还可设置为一体，其具体实施方式和上述第二从动固定锥盘组件相同，不再累述。从动导轨运动锥盘5的背面设有至少三根与导向孔相匹配的连接柱5a，且导向孔和连接柱之间设有滑块3b，如图3所示。连接柱5a穿过该位于导向盘的导向孔与第二从动运动锥盘2通过紧固件2a相连。本实施例的从动导轨运动锥盘5的背面设有三根连接柱5a，连接柱5a穿过导向孔与第二从动运动锥盘2通过螺纹紧固件2a固定相连，实现从动导轨运动锥盘5和第二从动运动锥盘2之间的同步联动。在从动导轨运动锥盘5与第二从动固定锥盘3之间还设有从动弹簧4，从动弹簧4套装在输出轴上且其一端安装在动导轨运动锥盘5上，一端安装在导向盘3a上。

当主动轴12转速加快时，第一主动锥盘组和第二主动锥盘组在普利珠臂13的作用下，传动半径加大，由于传动带的总长不变，在传动带的挤压力作用下克服从动弹簧的弹力，从动导轨运动锥盘5和第二从动运动锥盘2联动，使得第一从动锥盘组和第二从动锥盘组的传动半径变小，即无级变速器的传动比变大。相应的，当主动轴12的转速减慢时，由于第一主动锥盘组和第二主动锥盘组的传动半径减小，传动带对第一从动锥盘组和第二从动锥盘组的挤压力减小，在从动弹簧4的作用下，从动导轨运动锥盘5和第二从动运动锥盘2分别朝着第一从动固定锥盘7和第二从动固定锥盘3移动，传动半径加大，即无级变速器的传动比变小。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种双带式同步运动无级变速器，包括主动轴(12)、输出轴(6)、以及分别设置在主动轴和输出轴上的主动锥盘组和从动锥盘组、连接主动锥盘组和从动锥盘组的传动带，其特征在于：

所述主动锥盘组包括第一主动锥盘组和第二主动锥盘组，所述第一主动锥盘组包括第一主动活动锥盘(19)、固定安装在主动轴(12)上的第一主动固定锥盘(14)以及位于该第一主动固定锥盘(14)和第一主动活动锥盘(19)之间的第一组弹簧(18)，所述第二主动锥盘组包括组合盘(11)、固定安装在主动轴上第二主动固定锥盘(8)以及位于该第二主动固定锥盘(8)和组合盘(11)之间的第二组弹簧(9)，所述第一固定主动锥盘(14)的背面设有普利珠臂组件(13)，所述组合盘(11)包括与第二主动固定锥盘(8)相匹配的锥面(11a)和与所述普利珠臂组件(13)相匹配的组合面(11b)，且组合盘(11)位于第二主动固定锥盘(8)和第一主动固定锥盘(14)之间，组合盘(11)与第一主动活动锥盘(19)通过第一导向滑动组件相连，所述组合盘(11)和第一主动活动锥盘(19)可在主动轴(12)上作轴向同步移动；

所述从动锥盘组包括与第一主动锥盘组通过第一传动带(20)相连的第一从动锥盘组和与第二主动锥盘组通过第二传动带(21)相连的第二从动锥盘组，所述第一从动锥盘组包括从动导轨运动锥盘(5)和固定安装在输出轴(6)上的第一从动固定锥盘(7)，所述第二从动锥盘组包括第二从动运动锥盘(2)和固定安装在输出轴(6)上的第二从动固定锥盘组件，所述从动导轨运动锥盘(5)位于第一从动固定锥盘(7)与第二从动固定锥盘组件之间，且从动导轨运动锥盘(5)通过第二连接结构与第二从动运动锥盘(2)固定连接，所述从动导轨运动锥盘(5)和第二从动运动锥盘(2)可在输出轴上作轴向同步移动，且所述从动导轨运动锥盘(5)与第二从动固定锥盘组件之间还设有从动弹簧(4)。

2.如权利要求1所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述第二从动固定锥盘组件包括第二从动固定锥盘(3)和固定安装在第二从动固定锥盘背面的导向盘(3a)，所述第二从动固定锥盘(3)套装在第二从动运动锥盘(2)上，所述导向盘(3a)固定安装在输出轴上。

3.如权利要求2所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述第二连接结构包括设置在从动导轨运动锥盘(5)背面的至少三根连接柱(5a)和设置在所述导向盘(3a)上的可供连接柱穿过的导向孔，所述第二从动运动锥盘(2)与该连接柱(5a)固定连接。

4.如权利要求3所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述导向孔与连接柱(5a)之间还设有与导向孔相匹配的滑块(3b)。

5.如权利要求1所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述第一导向滑动组件包括固定安装在第一固定主动锥盘(14)上的第一导向套(15)和至少三根导向滑动杆(16)，所述第一导向套(15)上设有可供导向滑动杆(16)穿过的导向通孔和用于第一组弹簧(18)安装的安装孔，所述导向滑动杆置于该导向通孔中且该导向滑动杆一端与第一主动活动锥盘(19)相连，另一端穿过设置在第一主动固定锥盘(14)上的通孔与组合盘(11)相连。

6.如权利要求1-5任一项所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述普利珠臂组件包括至少三组普利珠构件(13a)，且每组普利珠构件均包括一只普利珠、与普利珠相连的拐臂、设置在第一主动固定锥盘(14)背面的安装座，所述拐臂铰接在该安装座上。

7.如权利要求1所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述第一从动固定锥盘(7)的背面设有叶片(7a)。

8.如权利要求1所述的双带式同步运动无级变速器，其特征在于，所述第一从动固定锥盘(7)和从动导轨运动锥盘(5)之间设有橡胶垫(7b)。

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