CN103148187A - 一种阵列盘式无级变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无级变速箱，具体涉及一种阵列盘式无级变速箱。包括变速箱体，输入轴，传动轴，离合器，若干主动轴和若干从动轴，所述输入轴与传动轴通过齿轮连接传动，所述传动轴和主动轴通过离合器以连接；所述主动轴和从动轴交替阵列排列，每个主动轴上设有若干主动盘；每个从动轴上设有若干从动盘；所述相邻的主动轴与从动轴上的主动盘与从动盘交替排列；所述相邻的主动轴与从动轴上相互交叠的主动盘与从动盘之间都设有中间轮，每行中间轮的各个轴由一个支架梁支撑；所述每个支架梁上还设有可供支架梁直线运动的定位机构。所述中间轮一边与主动盘侧壁静摩擦连接，另一边与从动盘侧壁静摩擦连接；所述相邻的主动轴上或从动轴上一端设有提供各个盘之间正压力的弹簧。

Description

一种阵列盘式无级变速箱

技术领域

 本发明涉及一种无级变速箱，具体涉及一种阵列盘式无级变速箱。

背景技术

目前，变速箱主要分为两种，有级式变速箱和无级式变速箱两种，其中有级式变速箱的变速分为多个档位，需要人工控制。当变速时，车内的乘客感受到的冲击力较大。而目前的无级变速箱采用传动钢带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，从而实现传动比的连续改变。这就使车速变化更为平稳，不会出现传统有级式变速箱换挡时那种顿挫感。此外，无级变速箱还有重量轻、体积小、零件少的特点，加上这种传动形式功率损耗小，这样就为车带来省油的好处。但市面上通用的无级式变速箱一种为带式无级变速箱，但是这种变速箱对传动钢带制造要求极高，而且所传递的最大力矩受到限制。另一种为轮式无级变速箱，利用中间轮传递主动盘的动力到从动盘。但是这种方式所传递的最大力矩也受到限制，即在同等的主动从动盘表面材料条件下，取决于唯一的中间轮与传动盘之间的正压力大小。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种阵列盘式无级变速箱，它结构紧凑，牢固耐用，传动可靠。

本发明通过以下技术方案实现的：包括变速箱体，输入轴，传动轴，离合器，若干主动轴和若干从动轴，所述输入轴与传动轴通过齿轮连接传动，所述传动轴和主动轴通过离合器以连接；所述主动轴和从动轴交替阵列排列，每个主动轴上设有若干主动盘；每个从动轴上设有若干从动盘；所述相邻的主动轴与从动轴上的主动盘与从动盘交替排列；所述相邻的主动轴与从动轴上相互交叠的主动盘与从动盘之间都设有中间轮，每行中间轮的各个轴由一个支架梁支撑；所述每个支架梁上还设有可供支架梁直线运动的定位机构。所述中间轮一边与主动盘侧壁静摩擦连接，另一边与从动盘侧壁静摩擦连接；所述相邻的主动轴上或从动轴上一端设有提供各个盘之间正压力的弹簧。

     进一步的，所述主动轴上的主动盘为N（N≥2）个，与此主动轴相邻的从动轴上的从动盘可以为N+1，N，N-1个；当主动盘为N，相邻从动盘为N+1个时，所述弹簧设于上述从动轴上；当主动盘为N，从动盘为N-1个时，所述弹簧设于上述主动轴上；当主动盘为N，从动盘为N个时，所述弹簧设于上述主动轴或从动轴上。

    进一步的，所述主动轴上的主动盘为1个，与此主动轴相邻的从动轴上的从动盘可以为1或2个；当上述从动盘个数为1时，弹簧位于上述主动轴或从动轴上；当上述从动盘个数为2时，弹簧位于上述从动轴上。

    进一步的，所述相邻的主动/从动盘与之间的中间轮构成一个耦合付，该耦合付上，由主动轴、从动轴、中间轮的中心线所在的平面即为该耦合付的接触平面，此中间轮与主动/从动盘的接触点均在此接触平面上。

    进一步的，所述输入轴，传动轴，主动轴，从动轴通过轴承固定在变速箱体上。

    进一步的，从动轴与主动轴的轴心距小于从动盘与主动盘半径之和。

    进一步的，相邻互相交叠的从动盘与主动盘之间距离相等。

    进一步的，所述可供支架梁直线运动的定位机构包括若干伺服丝杠，伺服导轨，伺服滑块，伺服电机；伺服丝杠通过伺服滑块与支架梁以连接，伺服丝杠外设有伺服导轨，伺服导轨与变速箱体固定连接，所述伺服滑块一侧位于伺服导轨内部；所述每个定位机构中的各个伺服丝杠通过齿形同步带齿连接；其中一个伺服丝杠与伺服电机的转轴固定连接。

    进一步的，所述伺服丝杠为四根，位于支架梁的四角。

    进一步的，所述主动轴和/或从动轴两端还设有挡块。

    本发明的有益效果是：第一，本发明采用紧凑的多轮组合阵列式摩擦传动，理论上可以传递任意大的扭矩，相对于传统的带式无级变速箱更适合大型、重载机械的变速控制。第二，本发明的阵列式结构与弹簧的配合使得各个主动盘、从动盘受到的左右方向正压力相等，相互抵消，这样对于各个盘综合性能要求较低，大大降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明的主视示意图。

图2是本发明的俯视示意图。

图3是本发明的左视示意图。

在图中：1-变速箱体；2-输入轴；3-传动轴；4-离合器；5-主动轴；6-从动轴；51-主动盘；61-从动盘；7-中间轮；52-挡块；71-支架梁；8-弹簧；72-伺服丝杠；73-伺服滑块；74-齿形同步带齿；75-伺服电机；76-伺服导轨。

具体实施方式

     如图1、图2和图3所示，本发明包括变速箱体1，输入轴2，传动轴3，离合器4，若干主动轴5和若干从动轴6，所述输入轴2与传动轴3通过齿轮连接传动，所述传动轴3和主动轴5通过离合器以连接；所述主动轴5和从动轴6交替阵列排列，每个主动轴5上设有若干主动盘51；每个从动轴6上设有若干从动盘61；所述相邻的主动轴5与从动轴6上的主动盘51与从动盘61交替排列；所述相邻的主动轴5与从动轴6上相互交叠的主动盘51与从动盘61之间都设有中间轮7，每行中间轮7的各个轴由一个支架梁71支撑；所述每个支架梁71上还设有可供支架梁71直线运动的定位机构。所述中间轮7一边与主动盘51侧壁静摩擦连接，另一边与从动盘61侧壁静摩擦连接；所述相邻的主动轴5上或从动轴6上一端设有提供各个盘之间正压力的弹簧8。

进一步的，所述主动轴5上的主动盘51为N（N≥2）个，与此主动轴5相邻的从动轴6上的从动盘61可以为N+1，N，N-1个；当主动盘51为N，相邻从动盘61为N+1个时，所述弹簧8设于上述从动轴6上；当主动盘51为N，从动盘51为N-1个时，所述弹簧8设于上述主动轴5上；当主动盘51为N，从动盘61为N个时，所述弹簧8设于上述主动轴5或从动轴6上。

处于主动或从动轴最外端的两盘称为端部盘，上述的结构可以做到使端部盘均匀分摊了来自盘阵列端部弹簧所产生的应力，形成各盘阵列摩擦传动所必须具备的正压力。若只是在端面盘面一侧受到中间轮施加的压力，为避免盘的过度形变，要加厚，加固端部盘。

进一步的，所述主动轴5上的主动盘51为1个，与此主动轴5相邻的从动轴6上的从动盘61可以为1或2个；当上述从动盘61个数为1时，弹簧8位于上述主动轴5或从动轴6上；当上述从动盘61个数为2时，弹簧8位于上述从动轴6上。

    如图3所示，处于各个轴端部盘周围可以中心对称分布着的其他盘阵列，均通过中间轮7与端部盘发生正压力。这样，端部盘所受到的不平衡外力变成了多个中间轮7形成中心对称的压力，其合力正好与来自端部弹簧8的压力互相抵消，该端部盘造成形变的影响得以解决，从而对端部盘刚性要求降低。

进一步的，所述相邻的主动/从动盘51/61与之间的中间轮7构成一个耦合付，该耦合付上，由主动轴5、从动轴6、中间轮7的中心线所在的平面即为该耦合付的接触平面，此中间轮7与主动/从动盘51/61的接触点均在此接触平面上。该耦合付的中间轮7与相邻二个盘面的接触点，由直线运动的定位机构控制，在此接触平面上定位并由此确定该耦合付的速比。该速比，由相邻主动/从动盘51/61上对应中间轮7触点所确定的圆周半径Ra,Rb来确定，即速比  T=ωa/ωb = Rb/Ra。

每个中间轮7支架梁71由直线运动的定位机构控制，运动于耦合付内主动/从动轴5/6之间的接触平面上，其运动行程范围即以中间轮7支架梁不与二轴位置冲突为限。

本发明的任一个主动轴5或者从动轴6，都可以起到动力输入，输出功能，二个功能之间随时切换而不需对此结构做任何改动。若某主动轴5或者从动轴6连接发电-电动可逆电机，该电机通过控制装置连接到蓄电池，既可以辅助驱动，也可以吸收动力发电，成为混合动力装置一种新的连接方式。

由于本发明有多个中间轮7支架梁71，多个输出轴，每个耦合付的中间轮7支架梁71都有一个独立运行的直线运动的定位机构。产生给耦合付独立可调的速比。

作为优选实施例，所述支架梁71为可拆卸的装配体结构，方便各个中间轮7的安装、维护维修。

作为另一优选实施例，所述固定中间轮7的轴是安装在设于支架梁71上滑槽中的，所述中间轮7可以沿滑槽横向滑动。这样，在中间轮7与主动/从动盘51/61长时间摩擦，由于磨损而导致主动/从动盘51/61间距改变时，可以自动的调整主动/从动盘51/61之间的间距，保证中间轮7与主动/从动盘51/61之间的静摩擦连接关系，这种结构自动调整中间轮7与主动/从动盘51/61之间的间距，减少了由于磨损导致维护维修的情况。

    进一步的，所述输入轴2，传动轴3，主动轴5，从动轴6通过轴承固定在变速箱体1上。

    进一步的，从动轴6与主动轴5的轴心距小于从动盘61与主动盘51半径之和。

    进一步的，相邻互相交叠的从动盘61与主动盘51之间距离相等。

    进一步的，所述可供支架梁直线运动的定位机构包括若干伺服丝杠72，伺服导轨76，伺服滑块73，伺服电机75；伺服丝杠72通过伺服滑块73与支架梁71以连接，伺服丝杠72外设有伺服导轨76，伺服导轨76与变速箱体1固定连接，所述伺服滑块73一侧位于伺服导轨76内部；所述每个定位机构中的各个伺服丝杠72通过齿形同步带齿74连接；其中一个伺服丝杠72与伺服电机75的转轴固定连接。

     进一步的，所述伺服丝杠72为四根，位于支架梁71的四角。

     进一步的，所述主动轴5和/或从动轴6两端还设有挡块52。

     进一步的，当挡块52一侧设有弹簧8时，所述弹簧8位于挡块52外侧。

     本发明采用紧凑的多盘组合阵列式摩擦传动，理论上可以传递任意大的扭矩，相对于传统的带式无级变速箱更适合大型及重载机械的变速控制。本发明的阵列式结构与弹簧的配合使得各个主动盘51、从动盘61受到的左右方向正压力相等，相互抵消，这样对于各个盘综合性能要求较低，大大降低了制造成本。

   应当注意的是，由于本发明的任一个主动轴5或者从动轴6连接发电-电动可逆电机，该电机通过控制装置连接到蓄电池，既可以辅助驱动，也可以吸收动力发电，这样主动轴5或者从动轴6，都可以起到动力输入，输出功能，所以上述主动轴/从动轴5/6都作为动力输入轴还是动力输出轴，关键是取决于各个轴与发电-电动可逆电机的连接关系、电动机的转速等系统因素。所以不能以字面上的“主动轴”、“从动轴”来理解局限“主动轴”即是动力输入轴，“从动轴”即是动力输出轴。所以上文中的“主动轴”既可以做动力输入轴也可以做动力输出轴。上述“从动轴”与“主动轴”同理。

    最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种阵列盘式无级变速箱，包括变速箱体，输入轴，传动轴，离合器，若干主动轴和若干从动轴，所述输入轴与传动轴通过齿轮连接传动，所述传动轴和主动轴通过离合器以连接；其特征在于，所述主动轴和从动轴交替阵列排列，每个主动轴上设有若干主动盘；每个从动轴上设有若干从动盘；所述相邻的主动轴与从动轴上的主动盘与从动盘交替排列；所述相邻的主动轴与从动轴上相互交叠的主动盘与从动盘之间都设有中间轮，每行中间轮的各个轴由一个支架梁支撑；所述每个支架梁上还设有可供支架梁直线运动的定位机构，所述中间轮一边与主动盘侧壁静摩擦连接，另一边与从动盘侧壁静摩擦连接；所述相邻的主动轴上或从动轴上一端设有提供各个盘之间正压力的弹簧。

2.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述主动轴上的主动盘为N（N≥2）个，与此主动轴相邻的从动轴上的从动盘可以为N+1，N，N-1个；当主动盘为N，相邻从动盘为N+1个时，所述弹簧设于上述从动轴上；当主动盘为N，从动盘为N-1个时，所述弹簧设于上述主动轴上；当主动盘为N，从动盘为N个时，所述弹簧设于上述主动轴或从动轴上。

3.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述主动轴上的主动盘为1个，与此主动轴相邻的从动轴上的从动盘可以为1或2个；当上述从动盘个数为1时，弹簧位于上述主动轴或从动轴上；当上述从动盘个数为2时，弹簧位于上述从动轴上。

4.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述相邻的主动/从动盘与之间的中间轮构成一个耦合付，该耦合付上，由主动轴、从动轴、中间轮的中心线所在的平面即为该耦合付的接触平面，此中间轮与主动/从动盘的接触点均在此接触平面上。

5.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述输入轴，传动轴，主动轴，从动轴通过轴承固定在变速箱体上。

6.根据权利要求2所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，从动轴与主动轴的轴心距小于从动盘与主动盘半径之和。

7.根据权利要求1所述的轮式无级变速箱，其特征在于，相邻互相交叠的从动盘与主动盘之间距离相等。

8.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述可供支架梁直线运动的定位机构包括若干伺服丝杠，伺服导轨，伺服滑块，伺服电机；伺服丝杠通过伺服滑块与支架梁以连接，伺服丝杠外设有伺服导轨，伺服导轨与变速箱体固定连接，所述伺服滑块一侧位于伺服导轨内部；所述每个定位机构中的各个伺服丝杠通过齿形同步带齿连接；其中一个伺服丝杠与伺服电机的转轴固定连接。

9.根据权利要求6所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述伺服丝杠为四根，位于支架梁的四角。

10.根据权利要求1所述的阵列盘式无级变速箱，其特征在于，所述主动轴和/或从动轴两端还设有挡块。

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