CN1045849A

CN1045849A - 无级变速器

Info

Publication number: CN1045849A
Application number: CN 90102518
Authority: CN
Inventors: 颛清平
Original assignee: 李德才
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1990-10-03

Abstract

一种无级变速器，属于在运转过程中进行无级调速的机械传动装置。主要包括输入轮、圆锥轮组、锥体保持架、调速环和输出轮。输入轮轴和输出轮轴为同轴心传动。运用滚动摩擦和周转轮系传动的原理，以圆锥轮作行星轮，通过改变调速环轴向位置改变圆锥轮约束点从而改变圆锥轮的相对速度，实现输出轮轴的无级调速。该型无级变速器具有很宽的传动比选择范围，结构紧凑，适用中小功率的无级调速领域。

Description

本发明为一种无级变速器，属于在运转过程中可连续无级调速的传送旋转运动的机械传动装置，是适用于中小功率的无级变速器。

本发明不同于一般的调速方式，运用滚动摩擦和周转轮系传动的原理，用圆锥轮作行星轮并通过控制改变其约束点从而改变其公转和自转速度的方法，实现输出轴的无级调速。

本发明旨在提出一种结构简单、实用易行的机械无级变速方案，从而使中小功率无级变速器易于设计、制造和使用维护，普及推广在有关方面的应用。

发明内容：

如图附图所示，图中

1为输入轮及其轴;

2为圆锥轮（组）;

3为调速环;

4为锥体保持架;

5为输出轮及其轴。

1.发明特征

输入轮轴与轴出轮轴用轴承装于机壳上，两轴为同一轴心线，输入轮和输出轮可直接装于各自轴上或轮与轴间根据需要附加接触力调节结构;输入轮、调速环、锥体保持架和输出轮的轴心线以及圆锥轮组几何对称中心线均为输入轮轴和输出轮轴的同一轴心线;在轮系中圆锥轮为行星轮，多个圆锥轮对称分布，位于锥体保持架上，各轮相对于圆锥轮组中心线的外侧表面轮廓线均平行于锥体保持架轴心线;锥体保持架，在安装调整时对圆锥轮起位置调节作用;在运行中调速环可通过其控制系统使其做轴向移动，但不能做转动或摆动;输入轮、调速环和输出轮，它们和圆锥轮间的接触均为点接触，在旋转运动的传递过程中均为滚动摩擦。

按上述特征的无级变速器，其输入轮、输出轮和调整环的有效传动半径依次增大，而和输入轮接触的圆锥轮接触点半径小于和输出轮接触的圆锥轮接触点半径;其输入轮和圆锥轮的两接触面之间分别为凸弧面和凹弧面，与圆锥轮接触的调整环内表面为凸弧面，与圆锥轮接触的输出轮外表面为凸弧面。

2.传动原理

如附图所示，当输入轮（主动轮）旋转时，圆锥轮在输入轮摩擦力作用下，一方面绕自身轴线作自转运动;另一方面，由于调速环压在其锥面上，调速环又不能做绕其自身轴线的转动或摆动，因而圆锥轮还要在调速环内侧滚动，即绕锥体保持架轴心线的公转运动。这样，输出轮及其轴在圆锥轮的摩擦力作用下，就产生与圆锥轮的公转和自转运动相适应的旋转运动。通过变动调速环的轴向位置，可以使输出轮轴变速。

用箭头表示某轮可见侧的圆周速度方向，则当输入轮按顺时针方向（自输出轴方向看）旋转时，各轮的相应旋转方向如图中箭头方向所示，可知输出轮及其轴的旋转方向与输入轮相反。

3.变速分析

该轮系传动比为：

i＝- (R₅)/(R₁) · (R₁R₂₂+R₂₁R₃)/(R₂₃R₃-R₂₂R₅)

式中：

“-”表示输出轮轴与输入轮轴的旋转方向相反;

i-输入轮转速/输出轮转速;

R₁-输入轮有效传动半径;

R₂₁-与输入轮接触的圆锥轮接触点半径;

R₂₂-与调速环接触的圆锥轮接触点半径;

R₂₃-与输出轮接触的圆锥轮接触点半径;

R₃-调速环的有效传动半径;

R₅-输出轮的有效传动半径;

各半径如附图所示。

由上式可知，传动比绝对值随R₂₂增大而增大，随R₂₂减小而减小。

R₂₂可调，可在0～ (R₃)/(R₅) ·R₂₃间选择，当

R_22min→0时，i→- (R₅)/(R₁) · (R₂₁)/(R₂₃) ;

R_22max→ (R₃)/(R₅) ·R₂₃时，i→-∞，即输出轮转速→0。

由此可见，传动比可在-∞～- (R₅)/(R₁) · (R₂₁)/(R₂₃) 间任意调节，该设计可以保证很宽的传动比选择范围。

同目前一般的无级变速技术相比，采用本发明的无级变速器结构紧凑、简单，体积小;无复杂的几何形状，零件易于加工制造;在运转过程中可随时调整，使用方便;有很宽的调速范围和传动比选择范围;可用于中小功率无级调速场合。

实施本发明除以上所述外，应注意以下几点：

1.选择合适的润滑油类，保证各接触运动副间为动压润滑，以减小磨损速度，提高传动效率和使用寿命;

2.保证圆锥轮组外侧表面轮廓线平行于其保持架轴心线;

3.具体结构设计应保证各点接触力可调，达到实际运转要求;

4.调速环的轴向移动可设计为手动或自动，以适应不同的使用要求。

Claims

1、一种无级变速器，根据滚动摩擦和周转轮系传动的原理而设计，为在运行中进行调速的机构变速器。其输入轮轴和输出轮轴为同一轴心线，用轴承装于机壳上。本发明的特征是：输入轮和输出轮可直接装于各自轴上或轮与轴间可根据需要附加接触力调节结构；输入轮、调速环、锥体保持架和输出轮的轴心线以及圆锥轮组的几何对称中心线均为输入轮轴和输出轮轴的同一轴心线，在轮系中作行星轮的圆锥轮，为多个对称分布，位于锥体保持架上，各轮相对于圆锥轮组中心线的外侧表面轮廓线均平行于锥体保持架中心线；锥体保持架，在安装、调整时对圆锥轮起位置调节作用；调速环，在运转中通过作轴向移动调节输出轮转速；传递输入旋转运动的输入轮和传递输出旋转运动的输出轮；输入轮、调速环及输出轮与圆锥轮间的接触均为点接触，在运行中均为滚动摩擦。

2、按权利要求1的无级变速器，其特征是：输入轮、输出轮和调速环的有效传动半径依次增大;与输入轮接触的圆锥轮接触点半径小于与输出轮接触的圆锥轮接触点半径。

3、按权利要求1的无级变速器，其特征是：输入轮和圆锥轮之间的两接触面分别为凸弧面和凹弧面;与圆锥轮接触的调速环内表面为凸弧面;与圆锥轮接触的输出轮的外表面为凸弧面。