CN111271422B - 一种双排传动变速组件和汽车无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双排传动变速组件和钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，双排传动变速组件包括两副传动件，传动件包括传动钢球、固定盘和转动调速盘，固定盘包括第一固定盘和第二固定盘，传动钢球通过心轴、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘之间，转动调速盘贴近第二固定盘安装，转动调速盘上设有与滑槽孔交叉的曲线槽，心轴的一端从滑槽孔延伸出并限制在曲线槽内，转动转动调速盘时，曲线槽与滑槽孔之间的交点上下移动，心轴的一端会上下移动，从而改变心轴的角度。两副传动件同轴且转动调速盘相对安装，通过摆动液压缸驱动，该调速机构结构简单，受力对称，外形尺寸小，传动钢球多，接触面积大，从而使无级变速器的承载能力高，传递的功率大。

Description

一种双排传动变速组件和汽车无级变速器

技术领域

本发明涉及无级变速器技术领域，尤其涉及一种双排传动变速组件和钢球锥式液动复合型汽车无级变速器。

背景技术

变速器的首要功能是对动力输入进行调制，其方式是以希望的输入速度和输出速度之比（“速比”）将动力输出传递到从动装置上。

无级变速传动是指在某种控制的作用下，使及其的输出轴转速可在两个极值范围内连续的变化的传动方式，它和定传动比传动及有级变速传动（只有有限的几个传动比）相比，能够根据工作需要在一定范围内连续变换速度，以适应输出转速和外界负荷变化的要求。

机械动力领域已知多种类型的连续或无限可变的变速器。使用最为广泛的是车用无级变速器是摆销链式无级变速器、金属带式无级变速器。其他已知类型的无级变速装置包括：环盘滚轮式无级变速器、钢球锥式（koppB型、XB型）无级变速器。其中钢球锥式无级变速器，由多个球形原件被夹在转矩传输原件之中，并且一薄层弹性流体动力学流体作为球体和转矩传输元件之间的转矩传输介质。本发明中的提出的创造性实施方案是与钢球锥式无级变速器最为相关的。

目前该类型的无级变速主要存在以下不足：

1.传统钢球锥式无级变速器分为钢球内锥式(XB型)和钢球外锥式（kopp-B型），

钢球外推式无级变速器受机构限制。可传递功率小与11KW, 钢球内锥式(XB型)是钢球外锥式（kopp-B型）变速器的改进产品，其设计大大提高了变速器的承载性能，但仍无法满足车载传递功率的需求。

2.传统钢球锥式无级变速器由于是单排式中间传动机构，为保证强度，传递较大功率时，变速器的尺寸庞大，且单排式中间传动钢球的结构受力不对称。

3.传统钢球锥式无级变速器采用机械式调速（多级齿轮或蜗轮蜗杆机构），调速结构庞大，如XB型无级变速器的调速机构占用中间传动钢球的空间，使得单排传动钢球的可安装数量受限，承载能力较低。

4.在专利CN200880012412.X中，采用了双排中间传动钢球的结构，用液压方式调节安装钢球的支撑臂，调节钢球和主从动锥环的接触半径，从而调速。其调速结构复杂，受其调速机构结构限制，双排调速的同步性不足，相同变速器尺寸情况下，中间传动钢球的直径较小，传动比范围小。

本发明中提出的实施例采用两个主动输入锥轮、两个输出锥轮和多个中间传动钢球的分、汇流传动，使接触区增多，因而可以传递较大的功率。双排中间传动钢球的分、汇流传动结构受力更加平衡。调速机构结构简单体积小、同步性高工作可靠、维修方便。

由于无级变速器的需求量日益增大，亟需提出新的实现方案，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种双排传动变速组件，包括两副传动件，所述传动件包括传动钢球和配合固定传动钢球的固定盘及转动调速盘，所述固定盘包括第一固定盘和第二固定盘，所述第一固定盘上设有限位槽，所述第二固定盘上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球通过心轴、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘之间，所述转动调速盘贴近第二固定盘远离传动钢球的一面安装，所述转动调速盘上设有与滑槽孔交叉的曲线槽，正反往复转动所述转动调速盘时，所述曲线槽与滑槽孔之间的交点沿着滑槽孔上下往复移动，所述心轴的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽内，即当转动转动调速盘时，心轴的一端会上下移动，从而改变心轴的角度。

两副传动件同轴且转动调速盘相对安装，两副传动件通过摆动液压缸驱动，两副传动件的固定盘和转动调速盘相对的偏转角度相同，所有所述曲线槽与滑槽孔之间的交点到转动调速盘的旋转轴的距离相等，工作时，两副传动件具有相同的变速比，当输入的速度相同时，输出的速度也相同。

可选的，所述摆动液压缸为旋转体，主要包括缸体、缸盖、、定子和叶片，所述定子贯穿缸盖和缸体，缸体设置在所述定子中部，两副传动件分别套设在缸体左右两边的定子上，所述缸体与两边的转动调速盘固定连接，所述定子与两边的固定盘固定连接，通过摆动液压缸，即可一起调节两副传动件的转动角度，保证调节的角度相同。所述摆动液压缸的进出油道分别从输入轴两端引入，在定子上进出油口的对应位置处输入轴上开有环形油槽，且驱动调速结构简单，调速结构位于两副传动件之间，不占用单盘钢球排列的空间，克服传统的钢球锥轮式无级变速器传动钢球直径小及其带来的缺陷，如变速范围小，调速不同步等问题。

可选的，所述定子设有贯穿的通孔，所述通孔与定子、固定盘和转动调速盘的中心轴同轴。

可选的，所述传动钢球与所述心轴之间设有轴承。

可选的，所述心轴一端通过螺纹与滑球螺钉连接(也可制成一体)，所述心轴通过滑球螺钉嵌装在所述转动调速盘的曲线槽上，通过滑球螺钉在转动调速盘的曲线槽内滑动来调节速度。

可选的，心轴与固定盘接触处可制成滑靴式、调速转盘接触段也可制成球铰滑靴式，来增大接触面积减小接触压力。

对应的，一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，采用了双排传动变速组件，还包括输入轴、两个输入组件、两个输出组件和输出轴。

其中，所述双排传动变速组件包括两副传动件，所述传动件包括传动钢球和配合固定传动钢球的固定盘及转动调速盘，所述固定盘包括第一固定盘和第二固定盘，所述第一固定盘上设有限位槽，所述第二固定盘上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球通过心轴、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘之间，所述转动调速盘贴近第二固定盘远离传动钢球的一面安装，所述转动调速盘上设有与滑槽孔交叉的曲线槽，正反往复转动所述转动调速盘时，所述曲线槽与滑槽孔之间的交点上下往复移动，所述心轴的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽内；两副传动件同轴且转动调速盘相对设置，两副传动件通过摆动液压缸驱动，固定盘和转动调速盘相对的偏转角度相同。两个输入组件、两个输出组件分别靠近第一固定盘和第二固定盘安装，且与传动钢球接触。所述输入轴靠近所述输入组件安装，所述输出轴靠近所述输出组件安装。

工作时，通过输入轴带动所述输入组件，所述输入组件摩擦带动所述传动钢球，传动钢球带动所述输出组件，输出组件最后带动输出轴。

可选的，所述摆动液压缸为旋转体，包括缸体、缸盖、和定子，所述定子贯穿缸盖和缸体，缸体设置在所述定子中部，两副传动件分别套设在缸体左右两边的定子上，所述缸体与两边的转动调速盘固定连接，所述定子与两边的固定盘固定连接。

可选的，所述定子设有贯穿的通孔，所述通孔与定子、固定盘和转动调速盘的中心轴同轴。

所述输入轴通过所述定子贯穿双排传动变速组件。所述双排传动变速组件的两边设有套设在输入轴上的输入组件，所述输入组件与所述输入轴通过花键连接，输入轴带动输入组件。

所述输出组件套设在所述缸体上，位于两个传动件之间，且输出组件和缸体相对可任意转动，之间可通过轴承安装。输出组件和输入组件之间通过传动钢球连接带动。

所述输出组件与所述输出轴通过齿轮连接，输出组件带动输出轴。

可选的，所述输出组件包括输出加压盘，所述输出加压盘的周部设有齿或者连接齿轮，所述输出轴套设有传递齿轮，所述输出组件与所述输出轴通过输出加压盘和传递齿轮连接。

可选的，两个输出加压盘紧贴安装，周部的齿对齐，或者，所述两个输出加压盘为一体式，所述传递齿轮与两个输出加压盘的齿同时啮合，此时，只需一个传递齿轮即可，精简机构。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、与传统的采用调速涡轮调节调速轮的相比，其调速机构采用摆动液压缸，具有双排的传动钢球，传动钢球数目多，无级变速器的承载能力高，传递的功率大；

2、与传统的采用液压方式调节支撑臂的相比，其调速机构采用摆动液压缸，调速机构简单，调速方式简单可靠，且调速机构尺寸小，可以增大传动钢球的直径，使得无级变速器的承载能力高，传递的功率大。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

其中：

图1是本发明一种双排传动变速组件的传动件结构示意图；

图2是本发明一种双排传动变速组件的结构示意图一；

图3是本发明一种双排传动变速组件的结构示意图二；

图4是本发明一种双排传动变速组件的结构示意图三；

图5是本发明一种双排传动变速组件的结构示意图四；

图6是本发明第二固定盘与转动调速盘的安装示意图；

图7是本发明摆动液压缸的结构示意图；

图8是本发明一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器的结构示意图一；

图9是本发明一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器的结构示意图二；

图10是本发明一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器的结构示意图三（去掉安装支架）；

图11是本发明一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器的结构示意图四（去掉安装支架）；

图12是本发明一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器的结构示意图五（去掉安装支架）；

图13是本发明输入组件的结构示意图一；

图14是本发明输入组件的结构示意图二。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：请参阅图1到图5，一种双排传动变速组件，包括两副传动件100，所述传动件100包括传动钢球110和配合固定传动钢球110的固定盘120及转动调速盘130，所述固定盘120包括第一固定盘121和第二固定盘122，所述第一固定盘121上设有限位槽，所述第二固定盘122上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球110通过心轴111、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘120之间，请参阅图6，所述转动调速盘130贴近第二固定盘122远离传动钢球110的一面安装，所述转动调速盘130上设有与滑槽孔交叉的曲线槽131，正反往复转动所述转动调速盘130时，所述曲线槽131与滑槽孔之间的交点沿着滑槽孔上下往复移动，所述心轴111的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽131内，即当转动转动调速盘130时，心轴111的一端会上下移动，从而改变心轴111的角度。

两副传动件100同轴且转动调速盘130相对安装，两副传动件100通过摆动液压缸140驱动，两副传动件100的固定盘120和转动调速盘130相对的偏转角度相同，所有所述曲线槽131与滑槽孔之间的交点到转动调速盘130的旋转轴的距离相等，工作时，两副传动件100具有相同的变速比，当输入的速度相同时，输出的速度也相同。

请参阅图7，本实施例中，所述摆动液压缸140为旋转体，包括缸体141、缸盖142、、定子143和叶片，所述定子143贯穿缸盖142和缸体141，缸体141设置在所述定子143中部，两副传动件100分别套设在缸体141左右两边的定子143上，所述缸体141与两边的转动调速盘130固定连接，所述定子143与两边的固定盘120固定连接，通过摆动液压缸140，即可一起调节两副传动件100的转动角度，保证调节的角度相同，所述摆动液压缸140的进出油道分别从输入轴两端引入，在定子143上进出油口的对应位置处输入轴上开有环形油槽，且驱动调速结构简单，调速结构位于两副传动件之间，不占用单盘钢球排列的空间，可以增大传动钢球110的体积，克服传统的钢球锥轮式无级变速器传动钢球110直径小及其带来的缺陷，如变速范围小，调速不同步等问题。

所述定子143设有贯穿的通孔，所述通孔与定子143、固定盘120和转动调速盘130的中心轴111同轴，通过定子143上的通孔，可以将该双排传动变速组件安装在传动轴上，比如输入轴200。

实施例二：请参阅图1到图7，在实施例一的基础上，为保证传动钢球110与心轴111的转动摩檫力小，所述传动钢球110与所述心轴111之间设有轴承，同时，所述心轴111一端通过螺纹与滑球螺钉112连接，所述心轴111通过滑球螺钉112嵌装在所述转动调速盘130的曲线槽131上，通过滑球螺钉112在转动调速盘130的曲线槽内滑动来调节速度。可选的，心轴与固定盘接触处可制成滑靴式、调速转盘接触段也可制成球铰滑靴式，来增大接触面积减小接触压力。在两个固定盘120之间设有内环150，内环150与两个固定盘120间隔安装，且通过轴承安装在定子143上，内环150的周部设有开口与传动钢球110直径相同的弧形槽环，所述弧形槽环支撑所述传动钢球。

实施例三，请参阅图8到图14，对应实施例二，一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，采用了实施例二的双排传动变速组件，还包括输入轴200、两个输入组件300、两个输出组件400和输出轴500。

其中，所述双排传动变速组件包括两副传动件100，所述传动件100包括传动钢球110和配合固定传动钢球110的固定盘120及转动调速盘130，所述固定盘120包括第一固定盘121和第二固定盘122，所述第一固定盘121上设有限位槽，所述第二固定盘122上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球110通过心轴111、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘120之间，所述转动调速盘130贴近第二固定盘122远离传动钢球110的一面安装，所述转动调速盘130上设有与滑槽孔交叉的曲线槽131，正反往复转动所述转动调速盘130时，所述曲线槽131与滑槽孔之间的交点上下往复移动，所述心轴111的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽131内；两副传动件100同轴且转动调速盘130相对设置，两副传动件100通过摆动液压缸140驱动，固定盘120和转动调速盘130相对的偏转角度相同。

所述摆动液压缸140为旋转体，包括缸体141、缸盖142、和定子143，所述定子143贯穿缸盖142和缸体141，缸体141设置在所述定子143中部，两副传动件100分别套设在缸体141左右两边的定子143上，所述缸体141与两边的转动调速盘130固定连接，所述定子143与两边的固定盘120固定连接。所述定子143设有贯穿的通孔，所述通孔与定子143、固定盘120和转动调速盘130的中心轴111同轴。

两个输入组件300、两个输出组件400分别靠近第一固定盘121和第二固定盘122安装，且分别通过输入锥轮320和输出锥轮410与传动钢球接触。

所述输入轴200靠近所述输入组件300安装，所述输出轴500靠近所述输出组件400安装。本实施例中，所述输入轴200通过所述定子143贯穿双排传动变速组件、两个输入组件300和两个输出组件400，所述输入组件300与所述输入轴200通过花键连接，输入轴200带动输入组件300。

所述输出组件400套设在所述缸体141上，位于两个传动件100之间，且输出组件400和缸体141相对可任意转动，之间可通过轴承安装。输出组件400和输入组件300之间通过传动钢球连接带动。

所述输出组件400与所述输出轴500通过齿轮连接，输出组件400带动输出轴500。

本实施例中，所述输入组件300包括输入加压盘310和输入锥轮320，所述输出组件400包括输出加压盘420和输出锥轮410，输入加压盘310和输入锥轮320及输出加压盘420和输出锥轮410之间均设有加压机构，通过加压机构，输入锥轮320和输出锥轮410挤压传动钢球，减少打滑，提高传动效率，所述加压机构可为钢球与钢球V形槽或其他类型的自动加压机构。

请参阅图13和图14，本实施例中，所述加压盘和锥轮上设有朝向不同的钢球V形槽，钢球V形槽的深度逐渐变浅。加压盘和锥轮贴紧安装时，加压盘和锥轮上的钢球V形槽形成钢球的容纳腔，静止状态下，钢球位于容纳腔最大的位置，此时加压盘和锥轮的间距最小，锥轮对传动钢球110的挤压力最小，当加压盘和锥轮有相对转动时，加压盘和钢球或者锥轮和钢球具有相对位移，及钢球往容纳腔空间较小的位置方向移动，此时加压盘和锥轮的间距逐渐变大，锥轮对传动钢球110的挤压力逐渐变大。

所述输出加压盘420的周部设有齿，所述输出轴500套设有传递齿轮，所述输出组件400与所述输出轴500通过输出加压盘420和传递齿轮连接。为精简机构，两个输出加压盘420紧贴安装，周部的齿对齐，所述两个输出加压盘420形成一体式，所述传递齿轮与两个输出锥轮410的齿同时啮合，此时，只需一个传递齿轮即可，精简机构。

工作时，通过输入轴200带动所述输入组件300的输入锥轮320，所述输入锥轮320摩擦带动所述传动钢球，传动钢球带动所述输出组件400的输出锥轮410，输出锥轮410最后通过传递齿轮带动输出轴500。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、与传统的采用调速涡轮调节调速轮的相比，其调速机构采用摆动液压缸，具有双排的传动钢球，钢球数目多，无级变速器的承载能力高，传递的功率大；

2、与传统的采用液压方式调节支撑臂的相比，其调速机构采用摆动液压缸，调速机构简单，调速方式简单可靠，且调速机构尺寸小，可以增大传动钢球的直径，使得无级变速器的承载能力高，传递的功率大。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双排传动变速组件，其特征在于，包括两副传动件，每副传动件包括传动钢球和配合固定传动钢球的固定盘及转动调速盘，所述固定盘包括第一固定盘和第二固定盘，所述第一固定盘上设有限位槽，所述第二固定盘上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球通过心轴、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘之间，所述转动调速盘贴近第二固定盘远离传动钢球的一面安装，所述转动调速盘上设有与滑槽孔交叉的曲线槽，正反往复转动所述转动调速盘时，所述曲线槽与滑槽孔之间的交点上下往复移动，所述心轴的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽内；两副传动件同轴且转动调速盘相对安装，两副传动件通过摆动液压缸驱动，两副传动件的固定盘和转动调速盘相对的偏转角度相同，所有所述曲线槽与滑槽孔之间的交点到转动调速盘的旋转轴的距离相等；所述双排传动变速组件包括双排的传动钢球；两副传动件具有相同的变速比，当输入的速度相同时，输出的速度也相同；所述摆动液压缸为旋转体，包括缸体、缸盖、定子和叶片，所述定子贯穿缸盖和缸体，缸体设置在所述定子中部，两副传动件分别套设在缸体左右两边的定子上，所述缸体与两边的转动调速盘固定连接，所述定子与两边的固定盘固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种双排传动变速组件，其特征在于，所述定子设有贯穿的通孔，所述通孔与定子、固定盘和转动调速盘的中心轴同轴。

3.根据权利要求1所述的一种双排传动变速组件，其特征在于，所述传动钢球与所述心轴之间设有轴承。

4.根据权利要求1所述的一种双排传动变速组件，其特征在于，所述心轴一端通过螺纹与滑球螺钉连接，所述心轴通过滑球螺钉嵌装在所述转动调速盘的曲线槽上。

5.一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，其特征在于，包括输入轴、两个输入组件、双排传动变速组件、两个输出组件和输出轴；所述双排传动变速组件包括两副传动件，每副传动件包括传动钢球和配合固定传动钢球的固定盘及转动调速盘，所述固定盘包括第一固定盘和第二固定盘，所述第一固定盘上设有限位槽，所述第二固定盘上设有与限位槽对应的径向的滑槽孔，所述传动钢球通过心轴、限位槽和滑槽孔嵌装在两片固定盘之间，所述转动调速盘贴近第二固定盘远离传动钢球的一面安装，所述转动调速盘上设有与滑槽孔交叉的曲线槽，正反往复转动所述转动调速盘时，所述曲线槽与滑槽孔之间的交点上下往复移动，所述心轴的一端从滑槽孔延伸出并限制在所述曲线槽内；两副传动件同轴且转动调速盘相对设置，两副传动件通过摆动液压缸驱动，固定盘和转动调速盘相对的偏转角度相同；所述摆动液压缸为旋转体，包括缸体、缸盖、和定子，所述定子贯穿缸盖和缸体，缸体设置在所述定子中部，两副传动件分别套设在缸体左右两边的定子上，所述缸体与两边的转动调速盘固定连接，所述定子与两边的固定盘固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，其特征在于，所述定子设有贯穿的通孔，所述通孔与定子、固定盘和转动调速盘的中心轴同轴；所述输入轴通过所述定子贯穿双排传动变速组件；所述双排传动变速组件的两边设有套设在输入轴上的输入组件，所述输入组件与所述输入轴通过花键连接；所述输出组件套设在所述缸体上，且位于两个传动件之间，所述输出组件与所述输出轴通过齿轮连接。

7.根据权利要求6所述的一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，其特征在于，所述输出组件包括输出加压盘，所述输出加压盘的周部设有齿或者连接齿轮，所述输出轴套设有传递齿轮，所述输出组件与所述输出轴通过输出加压盘和传递齿轮连接。

8.根据权利要求7所述的一种钢球锥式液动复合型汽车无级变速器，其特征在于，两个输出加压盘紧贴安装，周部的齿对齐，或者，所述两个输出加压盘为一体式，所述传递齿轮与两个输出加压盘的齿同时啮合。

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