CN110686043A - 一种无级变速器及其缓冲机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无级变速器及其缓冲机构，包括位于变速器箱体内的传动组件，所述传动组件包括主动件和从动件，其特征在于：在所述传动组件上设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括沿周向间隔设置的弹性缓冲段和刚性驱动段且所述弹性缓冲段和刚性驱动端之间具有间隙。本发明的缓冲机构传递动力无缝联接，基本无效率损失。缓冲机构及无级变速器还可有效解决现有整车变工况行驶过程中的抖动问题；降低传动系统刚度，提升扭转阻尼。

Description

一种无级变速器及其缓冲机构
技术领域
本发明涉及一种CVT式变速机构，尤其涉及CVT内设置的缓冲机构。
背景技术
中国专利CN201910567280.7专利公开了一种无级变速器，采用机械调速的方式，解决了现有无级变速器技术中由于依赖液压调速和加压系统导致的传递效率较低。
但是在上述专利无级变速器由于无液力变矩器，使得动力直接传递至链条（摆销链及钢带）造成在整车上表现出起步、加速、减速等变工况下存在冲击、抖动等问题，并严重影响寿命。本发明为解决以上存在的抖动、冲击问题。
另外，在中国专利CN207018433U中公开了一种CVT车辆用缓冲飞轮，与动力装置一同组装于发动机与CVT变速箱之间，发动机输出轴旋转速度的变化通过缓冲飞轮的惯性力而减少，进一步通过内装的扭力弹簧的弹性减少或缓解输出轴发生震动或缓冲。
虽然上述专利主要是利用飞轮的重量进行缓冲，效果不明显，而且并不能应用到机械调速CVT变速箱内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使得无级变速器扭矩传递不中断，无效率损失的缓冲机构。
为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种用于无级变速器的缓冲机构，包括位于变速器箱体内的传动组件，所述传动组件包括主动件和从动件，其特征在于：在所述传动组件上设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括沿周向间隔设置的弹性缓冲段和刚性驱动段且所述弹性缓冲段和刚性驱动端之间具有间隙。本专利通过在周向布的弹性缓冲段和刚性驱动段来实现缓冲功能，当输入扭矩为小扭矩状态时，力矩完全通过弹性缓冲段进行传递，当扭矩超过设定值时，由刚性驱动段进行力矩传递，使得扭矩传递无需中断，基本无效率损失。
优选的，所述弹性缓冲段和所述刚性驱动段分别为多个。
进一步的，所述弹性缓冲段包括两端设置的弹簧限位块以及位于两个弹簧限位块之间的弹簧安装块，所述弹簧安装块两侧分别与两端的弹簧安装块形成弹簧安装腔，所述弹簧安装腔内设置有弹簧且所述弹簧一端与弹簧安装块相抵另一端与弹簧限位块相抵，所述弹簧限位块与所述主动件固定连接或一体设置，所述弹簧安装块与所述从动件固定连接或一体设置。通过弹簧安装块两侧设置的弹簧可实现整车正反转的所有档位需求，并且通过弹簧可更加便于设定扭矩值。
进一步的，在相邻两个弹簧缓冲段之间设置有所述刚性驱动段，所述刚性驱动段为一驱动块，所述驱动块与所述从动件固定连接或一体设置，且所述驱动块两端分别与弹簧限位块具有周向间隙。通过周向间隙可实现力矩由弹性缓冲段到刚性驱动段的过渡。
进一步的，所述间隙H为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中:N-设定转换扭矩
i-弹簧组数,两个对称布置的弹簧为一组
k-弹簧弹性系数
R-弹簧布置中心线半径
优选的，所述传动组件包括凸轮盘、锥盘或传动齿轮，所述凸轮盘与所述锥盘的相对面分别设置有相配合的凹槽，在所述凹槽内设置有球体，所述缓冲机构设置在所述凸轮盘上、所述锥盘或者传动齿轮上。
优选的，所述缓冲机构设置在所述凸轮盘或传动齿轮上，包括作为主动件的底座和作为从动件的凸轮盘或传动齿轮，所述底座上设置有多个弹簧限位块且在所述弹簧限位块的同一侧面设置有与所述底座一体的底面，在所述凸轮盘或传动齿轮上设置有弹簧安装块和驱动块，在所述弹簧限位块和弹簧安装块之间安置所述弹簧，所述驱动块与两侧的弹簧限位块之间具有间隙H。
优选的，所述缓冲机构设置在所述锥盘上，包括作为主动件且设置有凹槽的转动盘以及作为从动件的锥盘，在所述转动盘的内圈设置有向内突出的弹簧限位块，在所述锥盘内圈设置有向外突出的且和所述弹簧限位块相配合的弹簧安装块和驱动块，且所述驱动块与两侧的弹簧块之间具有间隙H。
进一步的，还设置有防尘盖，所述防尘盖将所述缓冲机构暴露的一面进行封闭。
一种无级变速器，包括上述的缓冲机构。
有益效果：
本发明通过在周向布置弹簧来实现缓冲功能,当输入扭矩为小扭矩状态时,力矩完全通过弹簧进行传递,当扭矩超过设定值(由弹簧力值确定),由弹簧缓冲变为直接接触,进行大扭矩传递.其扭矩传递不需中断, 由弹簧至直接接触传递动力无缝联接，基本无效率损失。
且底座与凸轮盘在未工作状态时存有H的间隙，弹簧力值或间隙H可经过计算匹配调整；以提供弹簧传递扭矩所需的必要行程。弹性缓冲段的两组弹簧对称布置，可满足整车倒车及前进挡的所有需求。
且发明的缓冲机构设计为嵌入到无级变速器的传动部件内，根本不占用额外空间，方便布置。
另外，本发明的缓冲机构及无级变速器还可有效解决现有整车变工况行驶过程中的抖动问题；降低传动系统刚度，提升扭转阻尼。
附图说明
图1为实施例中将缓冲结构设置在主动凸轮盘上的结构图；
图2为底座的结构图；
图3为实施例中将缓冲结构设置在传动齿轮上的结构图；
图4为实施例中将缓冲结构设置在主动定锥盘上的结构图（含防尘盖）；
图5为图4的轴测图（不含防尘盖）；
图6为主动定锥盘结构图；
图7为转动盘结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例：如图1-7所示，本实施例提供一种无级变速器，具体而言提供一种用于CVT的缓冲机构。
本实施例中的缓冲机构设置在CVT的变速器箱体内，所述CVT变速器包括输入部件和输出部件。在输入部件和输出部件上分别设置有一对锥盘组件以及夹设在所述锥盘组件之间的挠性元件。所述输入部件包括输入轴以及设置在输入轴上的一对主动锥盘组件，所述主动锥盘组件包括主动动锥盘和主动定锥盘，而所述输出部件包括输出轴以及设置在输出轴上的一对从动锥盘组件，所述从动锥盘组件包括从动定锥盘和从动动锥盘。
所述主动定锥盘与所述输入轴的输入端通过主动凸轮盘传动连接，所述主动凸轮盘与所述主动定锥盘的端面设置有相互配合的周向的多个凹槽，且两个凹槽配合形成一个腔体，在所述腔体内放入球体。所述凹槽为中间宽两端窄的结构，而通过凹槽和球体可实现所述主动凸轮盘带动所述主动定锥盘转动。所述缓冲机构可设置在所述主动凸轮盘和/或主动定锥盘上。而所述从动定锥盘与所述输出轴的输出端通过从动凸轮盘传动连接，同样的所述从动定锥盘与所述从动凸轮盘的传动结构与主动定锥盘和主动凸轮盘的传动结构一致。所述缓冲机构也可设置在所述从动定锥盘和/或从动凸轮盘上。
在本实施例中，选择将所述缓冲机构设置在输入部件上。现提供将缓冲机构设置在所述主动凸轮盘上的结构，见图1和图2：
所述缓冲部件包括底座1，在所述底座与所述输入轴通过花键固定连接或一体设置。其中，所述底座具有内孔，所述底座通过花键与输入轴固定连接，所述底座的一侧面设置有底板11，且在所述底板上沿周向设置有多组弹性缓冲段的弹簧限位块12。每一组弹性缓冲段具有两个弹簧限位块，且相邻两组弹性缓冲段之间具有周向间隙用于设置刚性驱动段。所述主动凸轮盘2具有内圈，所述主动凸轮盘套设在所述底座的弹簧限位块外。所述主动凸轮盘的内圈向内伸出有弹簧安装块21和驱动块22，其中，所述弹簧安装块位于同一组弹性缓冲段的两个弹簧限位块中间，所述驱动块位于相邻两组弹性缓冲段的弹性限位块的中间。并且，在所述弹簧限位块与所述弹簧安装块之间设置有压簧，所述压簧一端与弹簧限位块的端面相抵另一端与弹簧安装块的端面相抵。而所述驱动块与所述弹簧安装块之间设置有周向的间隙H。
所述弹簧限位块、弹簧安装块与压簧之间形成一组完整的弹性缓冲段，两组弹性缓冲段之间的驱动块以及间隙H形成了刚性驱动段。本实施例中的弹性缓冲段为周向设置的三组，所述刚性驱动段也为周向设置的三组。
另外，本实施例中，所述弹簧安装块与弹簧限位块的安装弹簧的端面设置有弹簧安装座3。且所述底座的底板实现了对压簧一侧面的轴向限位，而在所述压簧的另一侧可设置有防尘盖4实现对压簧另一侧的限位同时避免灰尘进入到本实施例的缓冲机构中。
另外，作为本实施例中的其中一种实施方式，所述缓冲机构也可设置在传动齿轮上，且设置方式与凸轮盘的设置方式一致，见图3。或者，所述缓冲机构也可设置在花键上。
在上述实施方式中，所述底座作为主动件，所述主动凸轮盘或传动齿轮作为从动件。所述底座通过输入轴进行驱动。当所述底座受到的扭矩为小扭矩状态时,力矩完全通过压簧进行传递,当扭矩超过设定值(由弹簧力值确定),由弹簧缓冲变为直接接触,进行大扭矩传递.其扭矩传递不需中断, 由压簧至直接接触传递动力无缝联接，基本无效率损失。且底座与凸轮盘或传动齿轮在未工作状态时存有H的间隙，弹簧力值或间隙H可经过计算匹配调整；以提供弹簧传递扭矩所需的必要行程。弹性缓冲段的两组弹簧对称布置，可满足整车倒车及前进挡的所有需求。
作为本实施例的另一实施方式，选择将所述缓冲机构设置在输入部件的主动定锥盘上，见图4-7。具体结构为：
包括主动定锥盘6，以及套设在所述主动定锥盘上的转动盘7，所述转动盘的侧面上设置有周向的多个凹槽71，所述凹槽与所述主动凸轮盘侧面设置的凹槽相匹配，相对的转动盘和凸轮盘的凹槽配合形成容纳腔，在所述容纳腔内放入有球体。
其中，所述从动定锥盘设置有用于容纳所述转动盘的环形凹腔61，所述环形凹腔的内周壁向外伸出设置有多组弹性缓冲段的弹簧限位块62。每一组弹性缓冲段具有两个弹簧限位块，且相邻两组弹性缓冲段之间具有周向间隙用于设置刚性驱动段。所述转动盘放置在所述环形凹腔内且具有内圈，所述内圈向内伸出有弹簧安装块72和驱动块73。其中，所述弹簧安装块位于同一组弹性缓冲段的两个弹簧限位块中间，所述驱动块位于相邻两组弹性缓冲段的弹性限位块的中间。并且，在所述弹簧限位块与所述弹簧安装块之间设置有压簧8，所述压簧一端与弹簧限位块的端面相抵另一端与弹簧安装块的端面相抵。而所述驱动块与所述弹簧安装块之间设置有周向的间隙H。
所述弹簧限位块、弹簧安装块与压簧之间形成一组完整的弹性缓冲段，两组弹性缓冲段之间的驱动块以及间隙H形成了刚性驱动段。本实施例中的弹性缓冲段为周向设置的三组，所述刚性驱动段也为周向设置的三组。
另外，本实施例中，所述弹簧安装块与弹簧限位块的安装弹簧的端面设置有弹簧安装座3。且所述环形凹腔的底面实现了对压簧一侧面的轴向限位，而在所述压簧的另一侧可设置有防尘盖4实现对压簧另一侧的限位同时避免灰尘进入到本实施例的缓冲机构。
在上述实施方式中，所述转动盘作为主动件，所述主动定锥盘作为从动件。所述转动盘通过主动凸轮盘进行驱动。当所述转动盘受到的扭矩为小扭矩状态时,力矩完全通过压簧进行传递,当扭矩超过设定值(由弹簧力值确定),由弹簧缓冲变为直接接触,进行大扭矩传递.其扭矩传递不需中断, 由压簧至直接接触传递动力无缝联接，基本无效率损失。且转动盘与主动定锥盘在未工作状态时存有H的间隙，弹簧力值或间隙H可经过计算匹配调整；以提供弹簧传递扭矩所需的必要行程。弹性缓冲段的两组弹簧对称布置，可满足整车倒车及前进挡的所有需求。
另外，本事实力的缓冲机构设计为嵌入到无级变速器的传动部件内，根本不占用额外空间，方便布置。缓冲机构及无级变速器还可有效解决现有整车变工况行驶过程中的抖动问题；降低传动系统刚度，提升扭转阻尼。
作为本实施例中的另一实施方式，本实施例中的CVT可采用专利CN201910567280.7的结构。

Claims (10)

1.一种无级变速器的缓冲机构，包括位于变速器箱体内的传动组件，所述传动组件包括主动件和从动件，其特征在于：在所述传动组件上设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括沿周向间隔设置的弹性缓冲段和刚性驱动段且所述弹性缓冲段和刚性驱动端之间具有间隙。
2.如权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于：所述弹性缓冲段和所述刚性驱动段分别为多个。
3.如权利要求2所述的缓冲机构，其特征在于：所述弹性缓冲段包括两端设置的弹簧限位块以及位于两个弹簧限位块之间的弹簧安装块，所述弹簧安装块两侧分别与两端的弹簧安装块形成弹簧安装腔，所述弹簧安装腔内设置有弹簧且所述弹簧一端与弹簧安装块相抵另一端与弹簧限位块相抵，所述弹簧限位块与所述主动件固定连接或一体设置，所述弹簧安装块与所述从动件固定连接或一体设置。
4.如权利要求3所述的缓冲机构，其特征在于：在相邻两个弹簧缓冲段之间设置有所述刚性驱动段，所述刚性驱动段为一驱动块，所述驱动块与所述从动件固定连接或一体设置，且所述驱动块两端分别与弹簧限位块具有周向的间隙H。
5.如权利要求4所述的缓冲机构，其特征在于：所述间隙H为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中:N-设定转换扭矩
i-弹簧组数,两个对称布置的弹簧为一组
k-弹簧弹性系数
R-弹簧布置中心线半径。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的缓冲机构，其特征在于：所述传动组件包括凸轮盘、锥盘、传动齿轮或花键，所述凸轮盘与所述锥盘的相对面分别设置有相配合的凹槽，在所述凹槽内设置有球体，所述缓冲机构设置在所述凸轮盘上、锥盘、传动齿轮或花键上。
7.如权利要求6所述的缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构设置在所述凸轮盘或传动齿轮上，包括作为主动件的底座和作为从动件的凸轮盘或传动齿轮，所述底座上设置有多个弹簧限位块且在所述弹簧限位块的同一侧面设置有与所述底座一体的底面，在所述凸轮盘或传动齿轮上设置有弹簧安装块和驱动块，在所述弹簧限位块和弹簧安装块之间安置所述弹簧，所述驱动块与两侧的弹簧限位块之间具有间隙H。
8.如权利要求6所述的缓冲机构，其特征在于：所述缓冲机构设置在所述锥盘上，包括作为主动件且设置有凹槽的转动盘以及作为从动件的锥盘，在所述转动盘的内圈设置有向内突出的弹簧限位块，在所述锥盘内圈设置有向外突出的且和所述弹簧限位块相配合的弹簧安装块和驱动块，且所述驱动块与两侧的弹簧块之间具有间隙H。
9.如权利要求7或8所述的缓冲机构，其特征在于：还设置有防尘盖，所述防尘盖将所述缓冲机构暴露的一面进行封闭。
10.一种无级变速器，其特征在于：包括上述任一项权利要求所述的缓冲机构。
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