CN109990063B - 一种卡合传动无级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种卡合传动无级变速器，包括工作直径可变的主动轮组、从动轮组和链条带，主动轮组和从动轮组的滚轮设有若干传动槽，链条带在接近滚轮的两端设有若干卡合件，卡合件能自动调整进入传动槽内。卡合传动无级变速器改变了原来以摩擦力作为传动的方式，通过传动带上设置能自动调整进入传动槽的卡合件，使得主动轮组的滚轮通过卡合件带动从动轮组的滚轮，大大较少了传动带与滚轮之间的摩擦力，使传动带不容易损坏，更能承受更大的扭力，使得无级变速器可适用在更多大排量、高功耗、扭矩大的车辆，从而大大提高了无级变速器的应用范围。且对零部件的加工精度和材料的要求都较低。
Description
技术领域
本公开涉及一种变速器，具体为一种卡合传动无级变速器。
背景技术
此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成也可能现有技术。
无级变速器作为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。
目前最常使用的CVT，采用传动带和可变槽宽的滚轮进行动力传递，即当滚轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。由于采用摩擦力传递动力，为了有效传递动力，传动带与滚轮之间不允许打滑，而且原本产生的热能已经很多，如果再打滑将会造成内部机件的烧毁或严重耗损。而为了增加静摩擦力，最直接的方法是增加传动带与滚轮之间的压力。但摩擦力增加了，动力传输的耗损也会增加，无形中还是增加了油耗，且传动带强度也是一大重点。从而使得一般的CVT变速箱不能承受较大的扭力，且对传动带容易损坏，只能用在小排量、低功耗的汽车上。且对零部件的加工精度和材料的要求都很高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。
一种卡合传动无级变速器，包括
主动轮组，所述主动轮组的滚轮设有若干第一传动槽；
从动轮组，所述从动轮组的滚轮设有若干第二传动槽；
由若干链条组成的链条带，在接近所述滚轮的两端设有若干卡合件；所述卡合件的宽度或直径小于所述第一传动槽和第二传动槽的宽度；
所述链条带的所述卡合件能卡合在所述第一传动槽和所述第二传动槽内，使所述主动轮组通过所述链条带带动所述从动轮组转动。
所述卡合件包括卡合凸起、与所述卡合凸起一端固定连接的转动轴承和复位件；所述转动轴承固定连接所述链条；所述复位件设置在所述卡合凸起与所述链条之间，响应于所述卡合凸起未卡入所述第一传动槽或第二传动槽，将所述卡合凸起复位；所述主动轮组的滚轮转动时，所述卡合件能自动调整进入所述第一传动槽或所述第二传动槽。
所述第一传动槽和所述第二传动槽位于以所述滚轮的锥形顶端向底端延伸的射线上，所述射线为弧形射线。
所述第一传动槽和所述第二传动槽的所述弧形射线在水平轴上的方向相反。
进一步的，所述第一传动槽和所述第二传动槽的宽度相同。
进一步的，所述第一传动槽和所述第二传动槽的宽度为卡合凸起直径的1 倍到1.5倍。
所述第一传动槽和第二传动槽的槽壁与槽底为直角；所述第一传动槽和第二传动槽的槽壁与所述滚轮表面为弧形接触面。
所述链条与链条之间的连接件上设有滑动件，用以在所述滚轮的表面滚动。
所述卡合件位于临近的两个所述链条之间。
所述主动轮组或/和所述从动轮组两端的滚轮中心轴分别向所述链条带进入轮组的一侧倾斜。
本发明具有如下有益效果：
1、卡合传动无级变速器改变了原来以摩擦力作为传动的方式，通过传动带上设置能自动调整进入传动槽的卡合件，使得主动轮组的滚轮通过卡合件带动从动轮组的滚轮，大大减少了链条带与滚轮之间的摩擦力，使链条带不容易损坏，更能承受更大的扭力，使得无级变速器可适用在更多大排量、高功耗、扭矩大的车辆，从而大大提高了无级变速器的应用范围；
2、零部件的加工精度和材料的要求都较低，使得成本和加工难度降低；
3、减少了动力传递以外的能耗，更加经济环保；
4、滑动件呈一定弧度设置在传动带与滚轮之间，当增大或减小扭矩时，处在滚轮表面的滑动件能随之滚动，从而减小传动带与滚轮的摩擦力，使得变速更顺畅；
5、转动轴承和复位弹簧的设计，可以使未进入传动槽的卡合件能迅速复位，为下一次进入传动槽做好准备，从而达到自动调整进入传动槽的作用。
附图说明
图1为卡合传动无级变速器的整体示意图；
图2为链条带的示意图；
图3为卡合凸起与沟槽卡合的示意图。
其中：链条带1；主动轮组2；从动轮组3；第二传动槽5；第一传动槽6；固定轴7；卡合凸起8；转动轴承9；滑动件10；复位件11；连接件12。
具体实施方案
以下结合附图，对本发明作进一步说明，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
如图1或2或3所示，一种卡合传动无级变速器，包括
主动轮组2，所述主动轮组2的滚轮设有若干第一传动槽6；
从动轮组3，所述从动轮组3的滚轮设有若干第二传动槽5；
由若干链条组成的链条带1，在接近所述滚轮的两端设有若干卡合件；所述卡合件的宽度或直径小于所述第一传动槽6和第二传动槽5的宽度；
所述链条带1的所述卡合件能卡合在所述第一传动槽6和所述第二传动槽5 内，使所述主动轮组2通过所述链条带1带动所述从动轮组3转动。该无级变速器采用卡合方式进行动力传动，改变了原来以摩擦力作为传动的方式，大大减少了链条带与滚轮之间的摩擦力，减少了动力传输的损耗。同时也使链条带1 不容易因为摩擦力导致损坏，能承受更大的扭力，使得无级变速器可适用在更多大排量、高功耗、扭矩大的车辆，从而大大提高了无级变速器的应用范围。
所述卡合件包括卡合凸起8、与所述卡合凸起8一端固定连接的转动轴承9 和复位件11；所述转动轴承9固定连接所述链条；所述复位件11设置在所述卡合凸起8与所述链条之间，响应于所述卡合凸起8未卡入所述第一传动槽6或第二传动槽5，将所述卡合凸起8复位；所述主动轮组2的滚轮转动时，所述卡合件能自动调整进入所述第一传动槽6或所述第二传动槽5。
卡合凸起8可以是圆柱形，也可以是长方体，或是其他形状。当是圆柱形时，卡合凸起8的直径要小于所述第一传动槽6和第二传动槽5的宽度，才能使卡合凸起8能完全进入传动槽进行传动工作。当是长方体时，卡合凸起8的宽度要小于所述第一传动槽6和第二传动槽5的宽度，才能使卡合凸起8能完全进入传动槽进行传动工作。其他类似。
将所述卡合凸起8复位，指在卡合凸起8未进入沟槽离开滚轮后恢复到初始位，便于姿态一致的进入滚轮。
所述转动轴承9通过所述链条带1上的固定轴7固定安装在所述链条带1 上，使卡合凸起8能相对于固定轴7进行转动，从而使卡合凸起8能在未进入沟槽时能弹出。
第一传动槽6和第二传动槽5为在制作滚轮时一体成型的，沟槽槽底低于滚轮表面，如图3所示。
主动轮组2的滚轮转动时，主动轮组2和从动轮组3的卡合件自动调整，使卡合凸起8分别进入所述第一传动槽6和所述第二传动槽5，从而使得主动轮组2通过链条带1的卡合件将动能传递给从动轮组3，带动从动轮组3转动。
当增大或减小扭矩时，卡合件的卡合凸起8沿第一传动槽6或第二传动槽5 的沟槽移动，从而实现传动比的连续改变，达到变速的目的。
链条带1活动连接若干卡合件，如图2所示，从而防止卡合凸起8未进入传动槽而无法造成传动失效的情况，只要有其中一个或几个卡合凸起8进入沟槽即可进行工作。同时，转动轴承9和复位件11的设计，如图2所示，可以使未进入传动槽的卡合件离开滚轮后能迅速恢复到初始位，为下一次进入传动槽做好准备，从而达到自动调整进入传动槽的作用。所述初始位为所述卡合凸起8 能够进入传动槽的位置，如水平、斜向等。
由若干链条组成的链条带1，所述链条与链条之间的连接件12上设有滑动件10，用以在所述滚轮的表面滚动，如图2所示。所述滑动件10呈弧形连接在所述两个连接件之间，可进行滑动或滚动。连接件12主要用于将链条连接起来，是链条带1本来就有的结构，可完全利用本来就有的连接件12来设置滑动件10，从而减少成本和工序。可以在上下两个连接件12之间设滑动件10，也可以只需要一个连接件直接连接滑动件10。
当增大或减小扭矩时，滑动件10将在滚轮的表面滚动，从而减小链条带1 与滚轮的摩擦力，使得变速更顺畅。
所述连接件12和所述滑动件10位于所述链条带1与所述滚轮之间，如图2 所示，使得滑动件10和连接件不会影响卡合凸起8向上弹出。
所述滑动件10可以为滚珠，也可以为轴承。滚珠更适合用在扭矩小的小车上，成本低，结构简单。轴承适用范围更广，还可用在扭矩大的大车上，受力不易损坏。
可重叠连接多层链条带1，从而增大链条带1的强度，也不会影响卡合件的工作。
滑动件10设置在链条带1与滚轮之间。响应于卡合件的卡合凸起8未进入沟槽弹起，滑动件10与滚轮的表面接触，从而减小链条带与滚轮的摩擦力，使能量利用更有效。
所述复位件11一端与卡合凸起8固定连接，或采用搭接的方式，或只设置在卡合凸起8上端不连接；复位件11的另一端可固定连接固定轴，如图2所示，或通过固定杆与链条固定连接。复位件11可以是弹簧，或其他有弹性的部件。不需要很强的弹力，只需要能在卡合凸起8弹出离开滚轮后能将所述卡合凸起8 复位即可。
所述第一传动槽6和所述第二传动槽5位于以所述滚轮的锥形顶端向底端延伸的射线上，所述射线为弧形射线，如图1所示，从而使卡合凸起8进入沟槽后沟槽对卡合凸起8产生一个向下的力，从而将卡合凸起8完全固定在其中而不会弹出，使得力的传递更有效。
所述第一传动槽6和所述第二传动槽5的所述弧形射线在水平轴上的方向相反，如图1所示。其作用在于，卡合凸起8进入第一传动槽6时，滚轮转动带动卡合进沟槽的卡合凸起8向转动方向移动，进入第二传动槽5时，卡合凸起8带动从动轮组转动，从而也能使卡合凸起8在没有改变扭矩时不会向滚轮底端移动，保证了动力传输的稳定性，不易发生故障。
可选的，所述第一传动槽6和所述第二传动槽5的宽度相同，使主动轮组2 的动力输出和从动轮组3的动力输入更均匀，不易产生故障。
可选的，如图3所示，所述第一传动槽6和所述第二传动槽5的宽度为卡合凸起8直径的1倍到1.5倍，使卡合件更容易进入传动槽，从而提高传动效率。卡合凸起8可以是圆柱，也可以是长方体。为长方体时，即其宽度为沟槽宽度的1到1.5倍。
沟槽由滚轮中部向两边延伸时，宽度变大，如图1所示，可在上部增加沟槽，从而使沟槽与卡合凸起8卡合的数量增多，从而提高传动效率。
可选的，沟槽与沟槽的间距，与卡合件与卡合件之间的间距相同，便于更多的卡合凸起8进入沟槽。
如图3所示，所述第一传动槽6和第二传动槽5的槽壁与槽底为直角，可以使卡合凸起8完全进入沟槽后不易被弹出。所述第一传动槽6和第二传动槽5 的槽壁与所述滚轮表面为弧形接触面，可以使卡合凸起8未完全进入沟槽时能顺利弹出，避免发生故障。
如图2所示，所述卡合件位于临近的两个所述链条之间，利用链条间的空隙设置卡合件，可最大程度的利用空间，同时也不会影响滑动件10在滚轮表面的滚动。链条上通过固定轴7连接有转动轴承9和与转动轴承9连接的卡合凸起8，卡合凸起8的自由端水平朝向链条两侧，与滚轮的沟槽相对。当卡合凸起 8完全进入第一传动槽6时，如图3所示，弧形沟槽对卡合凸起8施加一个向下的力，使卡合凸起8能完全卡在沟槽内，从而使主动轮组2通过卡合凸起8带动链条带1移动。相应的，卡合凸起8完全进入第二传动槽5时，链条带1通过卡合凸起8带动从动轮组3转动，从而完成动力的传输。
所述主动轮组2或/和所述从动轮组3两端的滚轮中心轴分别向所述链条带 1进入轮组的一侧倾斜，使两端的滚轮与链条带1进带部位的接触处增加一个夹力。当扭矩增大时，可便于链条带1向上移动，从而使变速更顺畅。
卡合传动无级变速器改变了原来以摩擦力作为传动的方式，通过链条带1 上设置能自动调整进入传动槽的卡合件，使得主动轮组的滚轮通过卡合件带动从动轮组的滚轮，大大较少了链条带1与滚轮之间的摩擦力，使链条带1不容易损坏，更能承受更大的扭力，使得无级变速器可适用在更多大排量、高功耗、扭矩大的车辆，从而大大提高了无级变速器的应用范围。且对零部件的加工精度和材料的要求都较低，使得成本和加工难度降低。
因为卡合凸起8能自动弹起，所以零部件的精度要求低，即使磨损也不会对传动造成很大的影响，减小了故障率。
Claims (8)
1.一种卡合传动无级变速器，其特征在于，包括
主动轮组(2)，所述主动轮组(2)的滚轮设有若干第一传动槽(6)；
从动轮组(3)，所述从动轮组(3)的滚轮设有若干第二传动槽(5)；
由若干链条组成的链条带(1)，在接近所述滚轮的两端设有若干卡合件；所述卡合件的宽度或直径小于所述第一传动槽(6)和第二传动槽(5)的宽度；
所述链条带(1)的所述卡合件能卡合在所述第一传动槽(6)和所述第二传动槽(5)内，使所述主动轮组(2)通过所述链条带(1)带动所述从动轮组(3)转动；
所述卡合件位于临近的两个所述链条之间，包括卡合凸起(8)、与所述卡合凸起(8)一端固定连接的转动轴承(9)和复位件(11)；所述转动轴承(9)固定连接所述链条；所述复位件(11)设置在所述卡合凸起(8)与所述链条之间，响应于所述卡合凸起(8)未卡入所述第一传动槽(6)或第二传动槽(5)，将所述卡合凸起(8)复位；所述主动轮组(2)的滚轮转动时，所述卡合件能自动调整进入所述第一传动槽(6)或所述第二传动槽(5)。
2.根据权利要求1所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述第一传动槽(6)和所述第二传动槽(5)位于以所述滚轮的锥形顶端向底端延伸的射线上，所述射线为弧形射线。
3.根据权利要求2所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述第一传动槽(6)和所述第二传动槽(5)的所述弧形射线在水平轴上的方向相反。
4.根据权利要求3所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述第一传动槽(6)和所述第二传动槽(5)的宽度相同。
5.根据权利要求3所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述第一传动槽(6)和所述第二传动槽(5)的宽度为卡合凸起(8)直径的1倍到1.5倍。
6.根据权利要求1所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述第一传动槽(6)和第二传动槽(5)的槽壁与槽底为直角；所述第一传动槽(6)和第二传动槽(5)的槽壁与所述滚轮表面为弧形接触面。
7.根据权利要求1所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述链条与链条之间的连接件(12)上设有滑动件(10)，用以在所述滚轮的表面滚动。
8.据权利要求1所述的卡合传动无级变速器，其特征在于，所述主动轮组(2)或/和所述从动轮组(3)两端的滚轮中心轴分别向所述链条带(1)进入轮组的一侧倾斜。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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