CN202140522U - 带式无级变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例的带式无级变速机构包括：主动传动轴、被动传动轴，还包括：分别固定在主动传动轴和被动传动轴上的第一定锥盘和第二定锥盘；第一带轮与固定于主动传动轴上的第一活塞组成油缸结构，第二带轮与固定于被动传动轴上的第二活塞组成油缸结构，第二活塞的外侧设置有补偿机构，补偿机构包括固定于被动传动轴上的壳体，壳体与第二活塞外壁够成密封用于容纳液压油的腔室。本实用新型采用液压补偿结构来抵消流体在高速运转时产生的离心力的作用，提高了对压紧力和速比的精确控制。

Description

带式无级变速机构

技术领域

本实用新型涉及一种使用挠性元件的传动装置，特别是涉及一种带式无级变速机构。

背景技术

变速器有手动变速器、自动变速器、无级变速器；对于手动变速器，由于每挡的齿轮组的齿数是固定的，则各挡的变速比是个定值(也就是所谓的“级”)，比如，对于轿车而言，一挡变速比是3.455，二挡是2.056，再到五挡的0.85，这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。对于自动变速器，它是利用车速和负荷(油门踏板的行程)进行双参数控制，也为有级式变速器，只不过自动变速器能根据车速的快慢来自动实现挡位的增减，可以消除手挡车“顿挫”的变挡感觉。而无级变速器与有级式的区别在于，它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从3.455一直变化到0.85，无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和金属带(链)来实现速比的无级变化。

无级变速技术CVT(Continuously Variable Transmission)采用传动带(链)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，常见的带式无级变速机构，包括主动传动轴、被动传动轴，还包括分别固定在主动传动轴和被动传动轴上的第一定锥盘和第二定锥盘及分别可滑动的设置在主动传动轴、和被动传动轴上的第一带轮和第二带轮，其中第一带轮和第二带轮的滑动方向相反，第一带轮和第一定锥盘之间设置有第一滑块，第二带轮和第二定锥盘之间设置有第二滑块，主动传动轴、被动传动轴之间通过连接第一滑块、第二滑块的传动带皮带连接，第一带轮与固定于主动传动轴上的第一活塞组成油缸结构，第二带轮与固定于被动传动轴上的第二活塞组成油缸结构。发动机输出轴输出的动力首先传递到主动传动轴，然后通过传动带传递到被动传动轴。工作时通过第一带轮和第二带轮作轴向移动来改变主动传动轴、被动传动轴与传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。第一带轮和第二带轮的轴向移动量是由操作者根据需要通过控制第一带轮与第一活塞之间及第二带轮与第二活塞之间的液压油压力及来实现的。在高速传动时，第一带轮、第一活塞、第二带轮、第二活塞均高速旋转，第二带轮与第二活塞之间的液压油由于离心力的作用对第二活塞产生动压力，影响压紧力和速比的精确控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高速旋转时，不受离心力影响的带式无级变速机构。

本实用新型实施例的一种带式无级变速机构，包括主动传动轴、被动传动轴，还包括：

分别固定在主动传动轴和被动传动轴上的第一定锥盘和第二定锥盘；

分别可滑动的设置在主动传动轴和被动传动轴上的第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和所述第二带轮的滑动方向相反，所述第一带轮和所述第一定锥盘之间设置有第一滑块，所述第二带轮和所述第二定锥盘之间设置有第二滑块，所述主动传动轴、所述被动传动轴之间通过连接所述第一滑块、所述第二滑块的传动带皮带连接，所述第一带轮与固定于主动传动轴上的第一活塞组成油缸结构，所述第二带轮与固定于被动传动轴上的第二活塞组成油缸结构，其特征在于，所述第二活塞的外侧设置有补偿机构，所述补偿机构包括固定于被动传动轴上的壳体，所述壳体与所述第二活塞外壁形成密封的用于容纳液压油的腔室。

优选的，所述第二活塞和所述第二带轮之间设置有受压的弹簧。

优选的，所述第一带轮和所述主动传动轴之间设置有用于将所述第一带轮和所述主动传动轴之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的第一钢球。

优选的，所述第二带轮和所述被动传动轴之间设置有用于将所述第二带轮和所述被动传动轴之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的第二钢球。

优选的，所述第一钢球可转动的设置于所述主动传动轴的外侧壁的第一槽中。

优选的，所述第二钢球可转动的设置于所述被动传动轴的外侧壁的第二槽中。

优选的，所述第一槽为多个，多个所述第一槽沿径向均匀分布于所述主动传动轴的外壁上，每个所述第一槽中可转动的设置多个所述第一钢球。

优选的，所述第二槽为多个，多个所述第二槽沿径向均匀分布于所述被动传动轴的外壁上，每个第二槽中可转动的设置多个所述第二钢球。

优选的，所述第一槽由两段半径相同且弧长也相等的第一圆弧面、第二圆弧面组成，所述第一圆弧面、第二圆弧面的半径比所述第一钢球的半径大，所述第一钢球和所述第一圆弧面、所述第二圆弧面的接触均为点接触。

优选的，所述第二槽由两段半径相同且弧长也相等的第三圆弧面、第四圆弧面组成，所述第三圆弧面、第四圆弧面的半径比所述第二钢球的半径大，所述第二钢球和所述第三圆弧面、所述第四圆弧面的接触均为点接触。

本实用新型采用液压补偿结构来抵消流体在高速运转时产生的离心力的作用，提高了对压紧力和速比的精确控制。

本实用新型的带式无级变速机构通过采用机械弹簧代替部分液压力的方式，有效的减低由于压紧力的过高造成的液压功率的损失，提高了传动的效率。

本实用新型的带式无级变速机构在带轮和传动轴之间采用钢球滑动，钢球在经特殊设计的球槽内滑动时，能始终保持传动的高效性和有效性。

附图说明

图1为本实用新型的带式无级变速机构的结构示意图；

图2为本实用新型的带式无级变速机构的第一带轮和主动传动轴之间装配示意图，示出了第一钢球的安装位置；

图3为本实用新型的带式无级变速机构的第二带轮和被动传动轴之间装配示意图，示出了第二钢球的安装位置；

图4为本实用新型的带式无级变速机构的第一槽的结构示意图；

图5为本实用新型的带式无级变速机构的第二槽的结构示意图。

具体实施方式

参见附图1，本实用新型的带式无级变速机构包括主动传动轴1、被动传动轴14，还包括分别固定在主动传动轴1和被动传动轴14上的第一定锥盘40和第二定锥盘50；分别可滑动的设置在主动传动轴1、和被动传动轴14上的第一带轮2和第二带轮15，第一带轮2和第二带轮15的滑动方向相反，第一带轮2和第一定锥盘40之间设置有第一滑块60，第二带轮15和第二定锥盘50之间设置有第二滑块29，主动传动轴1、被动传动轴14之间通过连接第一滑块60、第二滑块29的传动带(图中未示)皮带连接，第一带轮2与固定于主动传动轴1上的第一活塞3组成油缸结构，第二带轮15与固定于被动传动轴14上的第二活塞16组成油缸结构，第二活塞16的外侧设置有补偿机构，补偿机构包括固定于被动传动轴14上的壳体17，壳体17与第二活塞16外壁形成密封用于容纳液压油的腔室。

第二活塞16和第二带轮15之间还设置有受压的弹簧27。

第一带轮2和主动传动轴1之间设置有用于将第一带轮2和主动传动轴1之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的多个第一钢球10。

第二带轮15和被动传动轴14之间设置有用于将第二带轮15和被动传动轴14之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的多个第二钢球28。

参见附图2、附图3，第一钢球10可转动的设置于主动传动轴1的外侧壁的第一槽70中。第二钢球28可转动的设置于被动传动轴14的外侧壁的第二槽80中。第一槽70为多个，多个第一槽70沿径向均匀分布于主动传动轴1的外壁，每个第一槽70中可转动的设置多个第一钢球10。第二槽80为多个，多个第二槽80沿径向均匀分布于被动传动轴14的外壁，每个第二槽80中可转动的设置多个第二钢球28。

主动传动轴1通过第一轴承4、第二轴承5安装于变速箱的壳体(图中未示)上；被动传动轴14通过第三轴承21安装于变速箱的壳体上。

第一带轮2在由第一带轮2和第一活塞3组成的第一带轮油缸内的油压的作用下沿轴向移动，第二带轮15在由第二带轮15和第二活塞16组成的第二带轮油缸内的油压的作用下沿轴向移动。在主动传动轴1和被动传动轴14的中间都有供油油道，分别连接第一带轮油缸和第二带轮油缸。在液压控制系统的作用下，调节第一带轮油缸和第二带轮油缸内的油压，第一带轮2和第二带轮15沿轴向移动，从而可以连续改变传动带的传动半径，实现主动传动轴1和被动传动轴14的速比的连续变化，最终实现无级变速传动。

在本实用新型带式无级变速机构中，第二活塞16和壳体17组成一个腔体；被动传动轴14，第二带轮15和第二活塞16组成另一个腔体，两个腔体内都充满了液压油，在高速旋转的过程中，两个腔体内的液压油会产生相同的离心力，这两边的离心力会作用在第二活塞16两侧，由于两侧液体的离心力的作用面积相等，这样作用在第二活塞16的内外两侧的液压压强也相等，从而在变速机构高速旋转的过程中，作用在第二活塞16两侧的液压压强在就能够保持一个动态的平衡。此外在第二带轮油缸内加装一弹簧27，采用机械弹簧代替部分液压力提供压紧力，有效的减低由于压紧力的过高造成的液压功率的损失，提高了传动的效率。

第一带轮2和第一带轮油缸一体，第二带轮15和第二带轮油缸一体，这样做的特点是带轮的结构紧凑，便于加工制造及装配。

第一轴承4与第三轴承21分别通过第一轴承保持架9与第二轴承保持架22定位。第一轴承保持架9与第二轴承保持架22分别通过周向120度布置的第一螺栓11与第二螺栓19和变速箱的壳体固定连接，保证传动的稳定性。

参见附图4、附图5，第一带轮2与主动传动轴1以及第二带轮15和被动传动轴14相对滑动时，通过第一钢球10的转动，第一带轮2和主动传动轴1之间的滑动摩擦转为滚动摩擦，通过第二钢球28的转动，第二带轮15和被动传动轴14之间的滑动摩擦转为滚动摩擦。

第一槽70由两段半径相同且弧长也相等的第一圆弧面71、第二圆弧面72组成，第一圆弧面71、第二圆弧面72的半径比第一钢球10的半径稍大，二者相差0.07-0.09mm，第一钢球10和第一圆弧面71、第二圆弧面72的接触均为点接触，这样第一钢球10在磨损时不会产生间隙，始终保证传动的有效性。

第二槽80由两段半径相同且弧长也相等的第三圆弧面81、第四圆弧面82组成，第三圆弧面81、第四圆弧面82的半径比第二钢球28的半径稍大，二者相差0.07-0.09mm，第二钢球28和第三圆弧面81、第四圆弧面82的接触均为点接触，这样第二钢球28在磨损时不会产生间隙，始终保证传动的有效性。

本实用新型通过液压控制系统调节第一带轮油缸和第二带轮油缸内的油压，实现第一带轮2和第二带轮15的轴向滑动，从而连续改变跨接于主被动传动轴间的传动带的传动半径，实现无级变速传动。

(1)增速模式

在主动传动轴1中间有液压油油道，此油道和第一带轮油缸相连，当变速机构需要增速时，液压控制系统提高第一带轮油缸的供给压力，当油压的压力大于传动带作用在第一带轮2上的压紧力沿轴向的分力时，推动第一带轮2向靠近第一定锥盘40锥面的方向移动，传动带在压紧力的作用下，向远离主动传动轴1轴线的方向滑动，传动的半径持续的增大；同时液压控制系统降低第二带轮油缸的供给压力，油压的压力小于传动带作用在第二带轮15的压紧力沿轴向的分力时，第二带轮15向远离第二定锥盘50锥面的方向移动，传动带在压紧力的作用下，向靠近被动传动轴14轴线的方向滑动，传动的半径持续的减小，这样输入的传动半径持续增大，输出的传动半径持续减小，从而实现变速机构的无级增速传动。

(2)减速模式

当变速机构需要减速时，液压控制系统降低第一带轮油缸的供给压力，油压的压力小于传动带作用在第一带轮2的压紧力沿轴向的分力时，第一带轮2向远离第一定锥盘40的锥面的方向移动，传动带在压紧力的作用下，向靠近主动传动轴1轴线的方向滑动，传动的半径持续的减小；同时液压控制系统提高第二带轮油缸的供给压力，当油压的压力大于传动带作用在第二带轮15上的压紧力沿轴向的分力时，推动第二带轮15向靠近第二定锥盘50的锥面的方向移动，传动带在压紧力的作用下，向远离被动传动轴14轴线的方向滑动，传动的半径持续的增大，这样输入的传动半径持续减小，输出的传动半径持续增大，从而实现变速机构的无级减速传动。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种带式无级变速机构，包括主动传动轴、被动传动轴，还包括：

分别固定在主动传动轴和被动传动轴上的第一定锥盘和第二定锥盘；

分别可滑动的设置在主动传动轴和被动传动轴上的第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和所述第二带轮的滑动方向相反，所述第一带轮和所述第一定锥盘之间设置有第一滑块，所述第二带轮和所述第二定锥盘之间设置有第二滑块，所述主动传动轴、所述被动传动轴之间通过连接所述第一滑块、所述第二滑块的传动带皮带连接，所述第一带轮与固定于主动传动轴上的第一活塞组成油缸结构，所述第二带轮与固定于被动传动轴上的第二活塞组成油缸结构，其特征在于，所述第二活塞的外侧设置有补偿机构，所述补偿机构包括固定于被动传动轴上的壳体，所述壳体与所述第二活塞外壁形成密封的用于容纳液压油的腔室。

2.如权利要求1所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第二活塞和所述第二带轮之间设置有受压的弹簧。

3.如权利要求2所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第一带轮和所述主动传动轴之间设置有用于将所述第一带轮和所述主动传动轴之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的第一钢球。

4.如权利要求3所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第二带轮和所述被动传动轴之间设置有用于将所述第二带轮和所述被动传动轴之间的滑动摩擦转为滚动摩擦的第二钢球。

5.如权利要求4所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第一钢球可转动的设置于所述主动传动轴的外侧壁的第一槽中。

6.如权利要求5所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第二钢球可转动的设置于所述被动传动轴的外侧壁的第二槽中。

7.如权利要求6所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第一槽为多个，多个所述第一槽沿径向均匀分布于所述主动传动轴的外壁上，每个所述第一槽中可转动的设置多个所述第一钢球。

8.如权利要求7所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第二槽为多个，多个所述第二槽沿径向均匀分布于所述被动传动轴的外壁上，每个第二槽中可转动的设置多个所述第二钢球。

9.如权利要求8所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第一槽由两段半径相同且弧长也相等的第一圆弧面、第二圆弧面组成，所述第一圆弧面、第二圆弧面的半径比所述第一钢球的半径大，所述第一钢球和所述第一圆弧面、所述第二圆弧面的接触均为点接触。

10.如权利要求9所述的带式无级变速机构，其特征在于，所述第二槽由两段半径相同且弧长也相等的第三圆弧面、第四圆弧面组成，所述第三圆弧面、第四圆弧面的半径比所述第二钢球的半径大，所述第二钢球和所述第三圆弧面、所述第四圆弧面的接触均为点接触。

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