CN1063840C - 锥轮无级变速器 - Google Patents
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Abstract
一种锥轮无级变速器，其上两锥轮的锥表面上的螺纹齿数从锥轮小端至大端随着直径的增大而增多。当在两对应平行设置的锥轮上啮合的螺纹传动带沿锥轮轴向移动并转动时，则实现无级变速。这种锥轮无级变速器不但无滑动差率、传动精确、传动力矩大、而且体积小。
Description
本发明是关于无级变速器，特别涉及一种锥轮无级变速器。
已知的锥轮无级变速器，是在相互平行的两轴上，以一锥轮大端对应另一锥轮的小端设置，两锥轮经皮带连接实现传动。工作时，拨叉环推动皮带沿锥轮轴向移动，实现无级变速。但该变速器滑差率大、传动效率低、传动力矩小。
本发明的目的是提供一种转动力矩大、传动精确的锥轮无级变速器。
本发明所述的锥轮无级变速器包括：平行设置的两传动轴，在两轴上以一锥轮的大端对应另一锥轮的小端对应设置两锥轮，其中：锥轮体的锥面上的螺纹齿数从小端至大端随着直径的增大而逐步增多，在两锥轮上用开口方式联接有螺纹带，螺纹带上的螺纹啮合在锥轮的螺纹上，螺纹带在卡环推动下可相对两锥轮轴线移动。
上述锥轮无级变速器的卡环一端活动套接在螺纹传动带上，另一端与导向杆活动连接，并可沿导向杆移动，导向杆与锥轮母线平行。
本发明的优点是：由于锥轮无级变速器上的锥轮表面的螺纹齿数从锥轮小端至大端随着直径的增大而增多，当在两对应平行设置的锥轮上啮合的螺纹带沿锥轮轴向移动并转动时，则实现无级变速。这样就实现了无级变速器的无滑动差、传动精确、传动力矩大的效果。
下面结合实例进一步描述本发明。
图1为直线螺纹锥轮的外观图。
图2为螺纹带配合简图。
图3为锥轮无级变速器原理图。
图4为斜线螺纹锥轮的配合简图。
图1中：在锥体表面上，从小端等分圆周作具有相同牙形并沿锥体母线方向至大端的螺纹m，这样，每两螺纹之间的螺距将随着螺纹从小端至大端的直径的增大而增大，为满足锥体大端螺距与小端螺距相等同，则在大端加工与小端具有相同螺距、相同牙形的螺纹插入从小端延伸过来的两相邻螺纹间，插入的螺纹牙形从锥体大端至小端必然形成螺纹齿的收缩，其收缩端依次与从小端伸向大端的螺纹相切。
上述直线螺纹锥轮的直接成型法为：用成形铣刀沿锥轮体母线方向先铣出小端牙数的局部牙形，再掉头从大端至小端铣削出牙型的加工方法，可制造出沿锥体母线方向的直线螺纹，然后经精加工和热处理等工艺后即可成型使用，这种方法制作的直线螺纹，其牙距、牙高相等，由于是锥体，加工时又是沿母线的平行方向，所以从锥体大端至小端必须形成牙齿的收缩现象而成为牙数差。这种锥轮体的圆锥角可根据传动比要求在30-80°之间变化，牙距按需要在0.5-5mm之间确定，螺纹截面形状为三角形，压力角为20°。
图2中：在曲线螺珠5外圆周表面沿轴向加工有与锥轮表面螺纹形状完全相同的螺纹，其螺纹与锥轮表面的螺纹啮合。曲线螺珠5的轴向中心线上加工有一通孔，用柔性钢丝把若干个曲线螺珠5串联成一个环形螺纹传动带3。其中每个螺珠5即可随环形带中心作轴移动，又能绕自身轴线作旋转运动。
上述螺纹传动带，也可由若干个通过活动铰链连接的块状构成，每个连接块上内侧都有与锥轮上相同的螺纹。在锥轮转动时，块状螺纹传动带上的螺纹啮合在锥轮的螺纹上实现力矩的传递。
图3中：将两个相同的锥轮组合为一组，按小端对大端的方法，使两个锥轮轴线互相平行安装，将环形螺纹传动带3用开口式传动原理与主动锥轮1的小端和从动锥轮的大端相套联，其传动带3上的螺纹与锥轮母线表面螺纹密切啮合。
当锥轮1作主动锥轮，按N1绕自身轴线作旋转运动时，由于其上的牙齿是与螺纹传动带3上的牙齿啮合的，就带动传动带3沿自身轴线方向作移动运动，再由传动带3带动从动锥轮2作旋转运动，从而在从动轴上输出动力和运动，因为传动带3安装成“开口式”，所以主、从动锥轮的旋转方向相同。
为了能方便地加速或减速，在传动带3的两个受力端安装两个套环4。套环4在外力作用下，带动传动带3沿锥轮方向以Vk作直线移动，因锥轮不同直径处的牙数不同，这样当传动带3每移动一个牙差时，就改变一次与主、从动锥轮的啮合牙数即改变了主、从动锥轮的传动比，从而改变了从动锥轮的输出速度和扭矩。进而实现无级变速。
上述无级变速器的锥轮可加工成如图4的斜螺纹锥轮，这样的锥轮，其牙距在0.5-5mm之间，压力角20°，牙齿截面形状为三角形，螺旋角β一般为20-30°，加工时斜角Φ不超过2.5°。而对应啮合的螺纹传动带3上的曲线螺珠5表面的螺纹形状、螺旋角也与斜螺纹锥体上螺纹相同。
Claims (6)
1、一种锥轮无级变速器包括：平行设置的两传动轴，在两轴上以一锥轮的大端对应另一锥轮的小端对应设置两锥轮，其特征在于：锥轮体的锥面上的螺纹齿数从小端至大端随着直径的增大而逐步增多，在两锥轮上用开口方式联接有螺纹带(3)，螺纹带(3)上的螺纹啮合在锥轮的螺纹上，螺纹带在卡环(4)的带动下可相对两锥轮轴向移动。
2、根据权利要求1所述锥轮无级变速器，其特征在于卡环(4)一端活动套接在螺传动带(3)上，另一端与导向杆活动连接，并可沿导向杆移动，导向杆与锥轮母线平行。
3、根据权利要求1所述锥轮无级变速器，其特征在于：螺纹传动带(3)是由若干个表面有螺纹的螺珠(5)依次串接在柔性钢丝上组成。
4、根据权利要求1所述锥轮无级变速器，其特征在于：锥轮上的螺纹的截面形状为三角形。
5、根据权利要求1所述锥轮无级变速器，其特征在于锥轮大端螺距与小端螺距相等同。
6、根据权利要求1所述锥轮无级变速器，其特征在于螺纹传动带(3)由若干个内侧都有与锥齿轮上相同的螺纹通过活动铰链连接的块状构成。
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