CN107061649A - 一种活齿无级变速滑片的设计方法 - Google Patents

Abstract

一种活齿无级变速器的滑片设计方法，属于无级变速传动装置设计及制造技术领域，解决了传统无级变速器在滑片和链齿啮合时线面接触的问题，是在传统无级变速器的基础上技术的创新和发展。本发明将传统的直角滑片设计为扇形滑片，扇形滑片的两边面相交于活齿单元梁外轮廓圆弧面的中轴线。在活齿无极变速器高速运转时，将滑片和链齿啮合过程的线面接触改变成面面接触，一方面是增加了活齿无级变速器的传递扭矩，提高了传递效率，另一方面解决了滑片和链齿啮合时应力集中的问题，延长了金属链和滑片的寿命，增加传递的平稳性。该活齿无级变速器可广泛应用于高速及大功率车辆、工业领域。

Description

一种活齿无级变速滑片的设计方法

技术领域

本发明属于无级变速传动装置设计及制造技术领域。

背景技术

在机械领域中齿轮传动是应用非常广泛的一种传动机构，但是这种机构制造精度和安装精度高，其传动比固定，无法实现无级变速。随着科技的迅猛发展，无级变速器作为较为理想的变速器，在汽车行业得到普遍应用。专利200580039668.6(滑片变形齿无级啮合活齿轮，授权公告日：2009年6月10日，授权公告号：CN 100498006C)中介绍了一种滑片变形活齿无级啮合活齿轮装置，活齿无级变速装置是建立在活齿啮合理论基础上的一种无级变速器，这种活齿无级变速器是一种非摩擦式变形活齿无级变速传动装置，它改变了传统无级变速摩擦/牵引传动方式，突破了无级变速固有的功率/效率屏障，可以实现大功率、高效率传递动力。

但是这种传统的活齿无级变速器在滑片和链齿啮合时还存在很多缺陷。在静止时，金属链贴在活齿单元上，金属链链齿和活齿单元外圆弧面相切，由于滑片是直角设计，并沿直线并排装配在活齿单元的凹槽内。啮合时，链齿啮合面的边线将会和滑片啮合面首先接触，这种线面接触在活齿无级变速器高速运转时，一方面会造成传动的不稳定性，减少了传动扭矩，减低传动效率；另一方面会在啮合处产生很大的应力集中，尤其对滑片(较薄，大约2mm)可能造成断裂等情况，对于啮合部件的寿命会产生很大的威胁。

发明内容

本发明主要是在专利200580039668.6基础上的创新性改进，主要目的在于设计一种活齿无级变速传动装置，传动效率高，结构简单，可以真正实现齿轮啮合无级传动。更主要的是，本发明主要解决滑片和链齿啮合时的线面接触问题，是在传统无级变速器的基础上技术的创新和发展，可广泛应用于高速及大功率车辆、工业领域。

本发明在活齿无级变速器的基础上，针对其存在的问题，提出了一种活齿无级变速器滑片的设计方法，即将滑片设计成扇形，同时活齿单元凹槽也设计为扇形。

一种活齿无级变速器，包括两对锥轮、金属齿形链、滑片及活齿单元，其特征在于，滑片为扇形活齿单元包括扇形凹槽；

所述的扇形滑片，其两边斜面所成的角度为2.5°～3°,扇形滑片的个数6～10个，扇形凹槽两边斜槽面所成的角度为扇形滑片两边斜面所成的角度与个数的乘积；

所述的扇形滑片，其两边斜面过活齿单元外圆弧面的中轴线，所述的扇形凹槽，其两边斜槽面过活齿单元外圆弧面的中轴线；在活齿无级变速器正常运转时，扇形滑片在离心力的作用下从扇形凹槽中甩出，临界啮合时，金属链链齿啮合面和扇形滑片啮合面平行，保证了啮合时为面面接触。

滑片扇形的设计如图1、2所示，扇形滑片的两边斜面过活齿单元外圆弧面的中轴线，扇形凹槽的两边斜槽面过活齿单元外圆弧面的中轴线。金属链链齿和活齿单元外圆弧面相切，活齿无级变速器高速运转时，滑片在离心力的作用下从活齿单元的凹槽中甩出，临界啮合时，金属链链齿的啮合面和滑片的啮合面是平行的，这就保证了两者在啮合时为面面接触。这样设计的目的在于，一方面解决了传统直角滑片和链齿啮合时的线面接触所造成的传递过程不稳定的问题，增加了传动扭矩，提高了传递效率；另一方面也解决了线面接触所造成滑片和链齿啮合时应力集中的问题，减轻了冲击损伤，延长了啮合部件的使用寿命。

附图说明

图1a为单个扇形滑片示意图侧视图。

图1b为单个扇形滑片示意图主视图。

图2为扇形装配示意图

图3为扇形滑片与金属齿形链链齿啮合示意图。

图4为活齿锥轮结构组成示意图。

图5为活齿无级变速器结构组成示意图。

图6为活齿无级变速器结构的立体图。

图7为不带金属齿形链的活齿无级变速器结构立体图。

其中：

1、扇形滑片 2、活齿单元

3、金属齿形链单链节 4、扇形凹槽

5、轴 6、活齿锥轮

7、金属齿形链

具体实施方式

本发明的实施例如图2、图3所示。

本发明采用滑片变形活齿装置，活齿锥轮(如图4)运行前，扇形滑片在活齿单元的扇形凹槽内，如图2所示。当活齿锥轮运转时，依靠离心力作用，扇形滑片将从活齿单元的扇形凹槽中甩出，处于向外伸展状态，甩出的滑片即可与金属链链齿相啮合。图3为第一个扇形滑片(其他滑片类同)和金属链链齿啮合时的示意图。

参见图5本发明中的活齿无级变速传动装置主要包括锥轮、金属齿形链、扇形滑片及活齿单元梁(凹槽为扇形)等主要部件。

本发明中将传统的直角滑片设计成扇形滑片，为了配合扇形滑片装配，也将活齿单元的凹槽设计为扇形，并且扇形滑片的两边斜面和扇形凹槽的两边斜槽面都过活齿单元外圆弧面的中轴线。在临界啮合时，金属链链齿的啮合面和扇形滑片的啮合面是平行的，从而保证了啮合时为面面接触，避免了金属链链齿啮合面的边线与传统直角滑片啮合面接触的问题。金属链链齿和滑片啮合时的面面接触，一方面保证了传递过程的稳定性，增加传传动扭矩，提高了传递效率，另一方面减轻了啮合部件的冲击损伤，延长了其使用寿命。

另外，扇形滑片在活齿无级变速器正常运转时，起到传递扭矩的作用，所以必须保证扇形滑片具有一定的厚度，扇形滑片两边斜面所成的角度设计为2.5°～3°。

Claims (1)

1.一种活齿无级变速器，包括两对锥轮、金属齿形链、滑片及活齿单元，其特征在于，滑片为扇形活齿单元包括扇形凹槽；

所述的扇形滑片，其两边斜面所成的角度为2.5°～3°,扇形滑片的个数6～10个，扇形凹槽两边斜槽面所成的角度为扇形滑片两边斜面所成的角度与个数的乘积；

所述的扇形滑片，其两边斜面过活齿单元外圆弧面的中轴线，所述的扇形凹槽，其两边斜槽面过活齿单元外圆弧面的中轴线；在活齿无级变速器正常运转时，扇形滑片在离心力的作用下从扇形凹槽中甩出，临界啮合时，金属链链齿啮合面和扇形滑片啮合面平行，保证了啮合时为面面接触。