CN108708947B - 一种摩擦传动的无级变速装置 - Google Patents

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Abstract

一种摩擦传动的无级变速装置，主动轴和从动轴分别可转动地装配于壳体内部的左右两侧；分别套装于主动轴和从动轴上的第一和第二锥形轮彼此逆向的设置；壳体的下壳体内部设有滑道，在滑道的两侧设置有一对滑槽；在滑道的中部设置有基座，固接在基座两侧的一对滑块滑动地设置于一对滑槽中；中间轮位于第一和第二锥形轮之间，且同时与第一锥形轮和第二锥形轮的锥面摩擦配合；第二液压缸的底座与基座固定连接，第二液压缸的活塞杆端与中间轮转动连接；第一液压缸连接在壳体的内部，第一液压缸的活塞杆端与基座的侧端面中心固定连接。该组合装置能便捷地实现传动系统无级变速的调节，能在传动轮出现磨损的情况下，便捷地实现补偿调节功能。

Description

一种摩擦传动的无级变速装置
技术领域
本发明属于传动技术领域，具体是一种摩擦传动的无级变速装置。
背景技术
无级变速技术，采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。
常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器。机械式无级变速的机构种类繁多，其主要原理是连续变换传动轮的工作半径，这一点采用锥轮就比较容易实现，而锥轮之间采用摩擦传动形式比较方便，所以锥轮摩擦传动成了一种最常用的无级变速结构形式。
常见的金属带式无级变速器的缺点是，金属带很容易损坏，受强度限制，不能承受较大的载荷，目前只能限用于小排量的低功率和小扭矩的场合使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种摩擦传动的无级变速装置，该装置能便捷地实现传动系统无级变速的调节，能在传动轮出现磨损的情况下，便捷地实现补偿调节功能，以保证扭矩传递的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种摩擦传动的无级变速装置，包括壳体、主动轴、从动轴、设置在壳体内部的中间轮、第二液压缸和第一液压缸；主动轴和从动轴相平行设置、且分别可转动地装配于壳体内部的左侧和右侧；壳体内部设置有彼此逆向设置、且分别固定套装于主动轴和从动轴上的第一锥形轮和第二锥形轮；第一锥形轮和第二锥形轮的锥度相一致；
所述壳体的下壳体内部在对应第一锥形轮和第二锥形轮中间的位置设置有沿锥形轮母线方向延伸的滑道，滑道的两侧相对的设置有沿锥形轮母线方向延伸的一对滑槽；在滑道的中部设置有基座，固定连接在基座两侧的一对滑块滑动地设置于一对滑槽中；
所述中间轮位于第一锥形轮和第二锥形轮之间，且中间轮的轮面同时与第一锥形轮和第二锥形轮的锥面摩擦配合；
第二液压缸垂直于壳体的下壳体地设置，第二液压缸的底座与基座固定连接，第二液压缸的活塞杆端与中间轮旋转中心的转轴转动连接，第二液压缸为弹簧复位型液压缸；
第一液压缸与滑道相对应地连接在壳体的下壳体上，且沿滑道的长度方向延伸，第一液压缸的活塞杆端与基座的侧端面中心固定连接。
在该技术方案中，通过第一液压缸的伸缩控制即可以便捷地实现对中间轮位置的调节，进而能便捷地实现传动比的无级调节；通过第二液压缸的推力控制能保证中间轮与两个锥形轮之间持续保持压紧状态，能保证扭矩传递的可靠性；另外，通过第二液压缸的推力控制可以便捷地改变中间轮与两个锥形轮之间的压紧状态，进而能便捷地实现传递扭矩大小的调节，也能在中间轮摩损的情况下便捷地实现补偿调节功能。
作为一种优选，所述主动轴和从动轴均通过轴承装配于壳体中。
进一步，为了实现自动补偿功能，同时，为了能自动地实现无级调节过程，还包括液压源、伺服阀、减压阀、第一速度传感器、第二速度传感器和控制器；
所述第一液压缸中内置有位移传感器；
所述伺服阀的进油口P和回油口T分别通过管路与液压源和油箱连接，伺服阀的第一工作油口A和第二工作油口B分别通过管路与第一液压缸的无杆腔和有杆腔连接；
所述减压阀的进油口和出油口分别通过管路与液压源和第二液压缸的无杆腔连接；
所述第一速度传感器、第二速度传感器分别设置在主动轴和从动轴的端部，以分别用于检测主动轴和从动轴的转速；
所述控制器分别与伺服阀、减压阀、位移传感器、第一速度传感器和第二速度传感器连接。
作为优选，所述伺服阀为三位四通换向阀。
本发明通过第一、第二速度传感器分别对主动轴、从动轴的速度进行检测，并将检测数据传递给控制器，这样，控制器能根据第一、第二速度传感器的测量值计算出实际的传动比，进而该装置能以实际的传动比为基础进行所需求的传动比的无级变速调节，该过程控制器通过控制伺服阀以调节第一液压缸的行程来实现，第一液压缸中设置反馈其位移的位移传感器，能保证无级变速控制过程更精确。第二液压缸的设置能有效保证中间轮与两个锥形轮之间的接触力度，进而能保证扭矩传递的可靠性，由于该装置传递的扭矩大小由中间轮和锥形轮之间的摩擦力决定，即通过第二液压缸的推力能对该摩擦力大小进行控制，能限制该装置传递的最大扭矩。另外，当中间轮出现磨损时，控制器可以根据实际传动比与理论传动比之间的关系来判断是否存在打滑现象，在出现打滑时，控制器能通过控制减压阀来控制第二液压缸无杆腔的压力，进而能保证中间轮保持对锥形轮的压紧状态。在中间轮出现磨损时，中间轮的外径会减少，中间轮与锥形轮之间的压力会降低，减压阀的设置能维持第二液压缸内的压力，在第二液压缸内压力降低时，减压阀能对第二液压缸的无杆腔进行适当的补油以维持设定的压力，这样，第二液压缸的活塞杆会适当的伸出一些，从而实现自动补偿功能。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是本发明实际应用的电液系统的原理图。
图中：100、主动轴，200、从动轴，1、第一锥形轮，2、第二锥形轮，3、中间轮，4、壳体，5、液压源，6、伺服阀，7、第一液压缸，8、位移传感器，9、基座，10、滑块，11、减压阀，12、第二液压缸，13、第一速度传感器，14、第二速度传感器，15、轴承，16、控制器，17、滑道，18、滑槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种摩擦传动的无级变速装置，包括壳体4、主动轴100、从动轴200、设置在壳体4内部的中间轮3、第二液压缸12和第一液压缸7；壳体4为箱式结构，其为所有部件提供安装的基础，同时，还可以充当液压系统的油箱，当充分油箱时，在壳体4内的底部可以预留有集油腔；主动轴100和从动轴200相平行设置、且分别可转动地装配于壳体4内部的左侧和右侧；壳体4内部设置有彼此逆向设置、且分别固定套装于主动轴100和从动轴200上的第一锥形轮1和第二锥形轮2；
所述壳体4的下壳体与主动轴100和从动轴200所在的平面相平行，所述壳体4的下壳体内部在对应第一锥形轮1和第二锥形轮2中间的位置设置有沿锥形轮母线方向延伸的滑道17，滑道17的两侧相对的设置有沿锥形轮母线方向延伸的一对滑槽18；在滑道17的中部设置有基座9，固定连接在基座9两侧的一对滑块10滑动地设置于一对滑槽18中；滑块10优选为圆柱状；
所述中间轮3位于第一锥形轮1和第二锥形轮2之间，且中间轮3的轮面同时与第一锥形轮1和第二锥形轮2的锥面摩擦配合；
第二液压缸12垂直于壳体4的下壳体地设置，第二液压缸12的底座与基座9固定连接，第二液压缸12的活塞杆端与中间轮3旋转中心的转轴转动连接，中间轮3可绕第二液压缸12的活塞杆端的铰点自由转动；第二液压缸12为弹簧复位型液压缸，在有杆腔中设置有复位弹簧；
第一液压缸7与滑道17相对应地连接在壳体4的下壳体上，且沿滑道17的长度方向延伸，第一液压缸7的活塞杆端与基座9的侧端面中心固定连接。第一液压缸7优选设置在滑道17的外延长段上，第一液压缸7通过伸缩作用带动基座9沿滑道17长度方向滑动；
所述主动轴100和从动轴200均通过轴承15装配于壳体4中。
第一锥形轮1和第二锥形轮2的锥度相一致。
为了实现自动补偿功能，同时，为了能自动地实现无级调节过程，还包括液压源5、伺服阀6、减压阀11、第一速度传感器13、第二速度传感器14和控制器16；液压源5为整个系统提供稳定的压力油源。
所述第一液压缸7中内置有位移传感器8；
所述伺服阀6的进油口P和回油口T分别通过管路与液压源5和油箱连接，伺服阀6的第一工作油口A和第二工作油口B分别通过管路与第一液压缸7的无杆腔和有杆腔连接；伺服阀6优选为三位四通换向阀；
所述减压阀11的进油口和出油口分别通过管路与液压源5和第二液压缸12的无杆腔连接；第二液压缸12的有杆腔通过管路与油箱连通；减压阀11可以根据电信号控制输出压力的大小。
所述第一速度传感器13、第二速度传感器14分别设置在主动轴100和从动轴200的端部，以分别用于检测主动轴100和从动轴200的转速；
所述控制器16分别与伺服阀6、减压阀11、位移传感器8、第一速度传感器13和第二速度传感器14连接。控制器16可以通过第一速度传感器13和第二速度传感器14输出的速度控制信号，控制伺服阀6的开口度，进而以控制第一液压缸7的位移，从而能有效控制中间轮3的具体位置，以达到调节传动比的需求。控制器16还能根据第一速度传感器13和第二速度传感器14输出的速度信息来进行实际传动比的计算，将该实际传动比与中间轮3所处位置对应的理论传动比进行比较，可对中间轮3是否存在打滑现象进行判断，当判断出现打滑现象时，控制器16可以通过调节减压阀11的控制电流，以使减压阀11输出给第二液压缸12的压力增大，从而提高中间轮3与第一锥形轮1和第二锥形轮2之间的摩擦接触力，以达到避免或减少打滑的情况发生。在中间轮3出现磨损时，中间轮3的外径会减少，中间轮3与锥形轮之间的压力会降低，减压阀11的设定压力能维持第二液压缸12内的压力，在第二液压缸12内压力降低时，减压阀11能对第二液压缸12的无杆腔进行适当的补油以维持设定的压力，这样，第二液压缸12的活塞杆会适当的伸出一些，从而实现自动补偿功能。

Claims (2)

1.一种摩擦传动的无级变速装置，包括壳体（4）、主动轴（100）和从动轴（200），主动轴（100）和从动轴（200）相平行设置、且分别可转动地装配于壳体（4）内部的左侧和右侧；壳体（4）内部设置有彼此逆向设置、且分别固定套装于主动轴（100）和从动轴（200）上的第一锥形轮（1）和第二锥形轮（2）；第一锥形轮（1）和第二锥形轮（2）的锥度相一致；
其特征在于，还包括设置在壳体（4）内部的中间轮（3）、第二液压缸（12）和第一液压缸（7）；
所述壳体（4）的下壳体内部在对应第一锥形轮（1）和第二锥形轮（2）中间的位置设置有沿锥形轮母线方向延伸的滑道（17），滑道（17）的两侧相对的设置有沿锥形轮母线方向延伸的一对滑槽（18）；在滑道（17）的中部设置有基座（9），固定连接在基座（9）两侧的一对滑块（10）滑动地设置于一对滑槽（18）中；
所述中间轮（3）位于第一锥形轮（1）和第二锥形轮（2）之间，且中间轮（3）的轮面同时与第一锥形轮（1）和第二锥形轮（2）的锥面摩擦配合；
第二液压缸（12）垂直于壳体（4）的下壳体地设置，第二液压缸（12）的底座与基座（9）固定连接，第二液压缸（12）的活塞杆端与中间轮（3）旋转中心的转轴转动连接，第二液压缸（12）为弹簧复位型液压缸；
第一液压缸（7）与滑道（17）相对应地连接在壳体（4）的下壳体上，且沿滑道（17）的长度方向延伸，第一液压缸（7）的活塞杆端与基座（9）的侧端面中心固定连接；
所述主动轴（100）和从动轴（200）均通过轴承（15）装配于壳体（4）中；
还包括液压源（5）、伺服阀（6）、减压阀（11）、第一速度传感器（13）、第二速度传感器（14）和控制器（16）；
所述第一液压缸（7）中内置有位移传感器（8）；
所述伺服阀（6）的进油口P和回油口T分别通过管路与液压源（5）和油箱连接，伺服阀（6）的第一工作油口A和第二工作油口B分别通过管路与第一液压缸（7）的无杆腔和有杆腔连接；
所述减压阀（11）的进油口和出油口分别通过管路与液压源（5）和第二液压缸（12）的无杆腔连接；
所述第一速度传感器（13）、第二速度传感器（14）分别设置在主动轴（100）和从动轴（200）的端部，以分别用于检测主动轴（100）和从动轴（200）的转速；
所述控制器（16）分别与伺服阀（6）、减压阀（11）、位移传感器（8）、第一速度传感器（13）和第二速度传感器（14）连接。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦传动的无级变速装置，其特征在于，所述伺服阀（6）为三位四通换向阀。
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