CN212297465U - 一种弹簧式无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种弹簧式无级变速器，包括输入轴及其上的主动定盘，输出轴及其上的从动定盘，相对定盘移动的主动动盘和从动动盘，传动带设置在由定盘、动盘的端面形成的V形槽上，其特征在于：还包括保持架和调节螺母、膜片弹簧、导向杆，主动定盘、动盘以及从动定盘、动盘设置在保持架内框里，在主动动盘、从动动盘上通过推力轴承直接或间接地连接保持架，在保持架上设有螺纹孔，所述螺纹孔邻近主动动盘，所述螺纹孔内螺纹连接所述调节螺母，所述膜片弹簧设置在调节螺母与推力轴承之间。本实用新型可以采用较大的压紧力，可传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出，且变速响应快，可完全发挥汽车加速性能，省去了复杂的油压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，提高了汽车的燃油效率。

Description

一种弹簧式无级变速器

技术领域

本实用新型涉及变速器技术领域，具体地说是涉及一种弹簧式无级变速器。

背景技术

无级变速器是应用于汽车传动系统的一种变速装置，其结构简单、体积小、重量轻、传递效率较高、制造成本低的特点，在汽车上有广泛的应用。

无级变速器是利用V形槽与传动带的摩擦力实现动力传递，目前应用的无级变速器是采用液压方式来使V型槽与传动带之间产生压紧力，同时通过调节液压油来改变传动比。

但传统无级变速器的缺点比较明显：（1）V形槽与传动带容易打滑，由于无级变速器油压控制精度要求高，容易出现故障，导致压紧力不足，使得V型槽与传动带打滑，这是无级变速器常见的故障，也是最致命的问题。（2）传递扭矩小，受无级变速器系统最大油压的限制，一般传递扭矩较小。（3）变速滞后，由于无级变速器建立油压时间较慢，V型槽与传动带之间产生压紧力不能及时增加，因此在汽车加速过程中，会限制发动机扭矩输出，防止发动机扭矩增速过快来避免无级变速器打滑，结果就是汽车加速性能较差，不适合激烈驾驶，驾驶乐趣不足。（4）液压控制系统复杂、制造难度大、成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种通过全新结构的弹簧式无级变速器，利用膜片弹簧发生弹性变形产生的弹力来提供无级变速器V形槽与传动带之间的压紧力，利用变速控制机构及变速控制杆，实现传动比的改变，传递动力时不打滑，可靠性高，传递扭矩大，变速响应快，适用于大扭矩发动机，结构紧凑，以克服传统无级变速器的不足。

本实用新型的技术方案是：一种弹簧式无级变速器，包括输入轴及其上的主动定盘，输出轴及其上的从动定盘，相对定盘移动的主动动盘和从动动盘，传动带设置在由定盘、动盘的端面形成的V形槽上，其特征在于：还包括保持架和调节螺母、膜片弹簧、导向杆，主动定盘、动盘以及从动定盘、动盘设置在保持架内框里，在主动动盘、从动动盘上通过推力轴承直接或间接地连接保持架，在保持架上设有螺纹孔，所述螺纹孔邻近主动动盘，所述螺纹孔内螺纹连接所述调节螺母，所述膜片弹簧设置在调节螺母与推力轴承之间。

所述保持架连接变速控制杆，所述变速控制杆由变速控制机构驱动使保持架沿导向杆左右移动。

主动动盘通过花键安装在输入轴，从动动盘通过花键安装在输出轴。

所述调节螺母上加工有螺母齿轮，所述螺母齿轮与张紧主动齿轮啮合，张紧机构与所述张紧主动齿轮连接并带动张紧主动齿轮旋转。

所述保持架安装在导向杆上并沿导向杆轴向移动。

所述膜片弹簧包括圆基部和位于外圆的齿形膜部，所述圆基部设有轴孔，所述圆基部穿过输入轴或输出轴抵靠在推力轴承的端面上，所述齿形膜部的自由端抵靠在调节螺母的端面上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

弹簧式无级变速器是利用膜片弹簧发生弹性变形产生的弹力来提供无级变速器V形槽与传动带之间的压紧力，利用变速控制机构及变速控制杆，实现传动比的改变，完全克服了采用液压控制的传统无级变速器的各种缺点，其带来的好处：（1）由于V型槽与传动带之间的压紧力永不消失，因此V形槽与传动带之间不会发生打滑现象。（2）传递扭矩大，由于加大V型槽与传动带之间的压紧力比较容易，因此可以传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出。（3）变速响应快，采用了可快速变速的机构，同时V型槽与传动带之间的压紧力永不消失，因此可实现快速变速，可完全发挥汽车加速性能，驾驶体验感极强。（4）无液压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，也提高了汽车的燃油效率。

附图说明

图1为本实用新型一种弹簧式无级变速器实施例总体结构图。

图2为本实用新型一种弹簧式无级变速器实施例输入轴前端视图。

图3为本实用新型一种弹簧式无级变速器展开图（图2的A-A局部剖视）。

图4为本实用新型一种弹簧式无级变速器调节螺母结构图。

图5为本实用新型一种弹簧式无级变速器实施例膜片弹簧图。

图6为本实用新型一种弹簧式无级变速器传动比由大变小的工作示意图。

图7为本实用新型一种弹簧式无级变速器张紧机构压紧力调节工作示意图。

图8为本实用新型一种弹簧式无级变速器的扭矩传递结构示意图。

具体实施方式

本实用新型是利用膜片弹簧发生弹性变形产生的弹力来提供无级变速器V形槽与传动带之间的压紧力。利用变速控制机构控制保持架的轴向移动实现变速器传动比的变化。

下面，结合说明书附图1-8和具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的说明：

一种弹簧式无级变速器由输入轴3、导向杆11、保持架1、膜片弹簧20、主动动盘2、主动定盘12、从动动盘15、从动定盘10、传动带8、张紧机构6、张紧主动齿轮4、调节螺母5、变速控制机构13、变速控制杆14及输出轴9等组成，如图1、图2、图3所示。

主动定盘12固定在输入轴3上，主动动盘2通过花键安装在输入轴3上，可轴向移动，主动定盘12与主动动盘2装配好后之间形成主动V形槽。

从动定盘10固定在输出轴9上，从动动盘15通过花键安装在输出轴9上，可轴向移动，从动定盘10与从动动盘15装配好后之间形成从动V形槽。

传动带8安装在主动V形槽与从动V形槽之间。

保持架1的四个对角安装在四条导向杆11上，可在沿导向杆11轴向移动，导向杆11与输入轴3、输出轴9平行，保持架1在靠近输出轴9的一侧，通过推力轴承16与从动动盘15接触。

调节螺母5上加工有螺母齿轮25、螺纹26，如图4所示。螺母齿轮25与张紧主动齿轮4啮合，螺纹26柠入保持架1的螺纹孔内，如图3所示。膜片弹簧20的外圆侧与调节螺母5接触，另外一侧通过推力轴承7与主动动盘12接触。如图5所示为膜片弹簧结构示意图。

张紧机构6与张紧主动齿轮4连接，带动张紧主动齿轮4、调节螺母5旋转，从而可以控制调节螺母5从保持架1的螺纹孔内旋进或旋出。

变速控制杆14一端安装在保持架1上。变速控制机构13与变速控制杆14配合一起，变速控制机构13可驱动变速控制杆14、保持架1左右移动，实现无级变速器传动比的改变，如图6所示为传动比由大变小示意图。

为了使变速器布置灵活，输入轴3与输出轴9的位置可以互换。

工作过程分析：

1. 动力传递过程

一种弹簧式无级变速器是利用膜片弹簧来提供V形槽与传动带之间的压紧力。膜片弹簧在自由状态时，外圆端翘曲，当膜片弹簧外圆端受到压力时，会逐渐变得平直，如图7所示。

要实现动力传递前，张紧机构6驱动张紧主动齿轮4旋转，带动调节螺母5上的螺母齿轮25，使调节螺母5旋转向内深入到保持架1的螺纹孔内，推动膜片弹簧20产生弹性变形，挤压主动动盘2，使 V形槽分别与传动带8产生压紧力，当输入轴3旋转，利用V形槽与传动带8之间的摩擦力，将动力传递到输出轴9，实现动力的传递。

传动比变化

如图3所示，当变速控制杆14在变速控制机构13的控制下，处于最左侧，保持架1也处于最左侧，此时主动动盘2与主动定盘12之间的距离最大，传动带8靠主动V形槽中心最近，即主动转动半径最小；从动动盘16与从动定盘10之间的距离最小，传动带8离从动V形槽中心最远，既从动转动半径最大，因此此时传动比最大。

如图6所示，当要减小传动比时，变速控制机构13驱动变速控制杆14向右移动，带动保持架1、主动动盘2右移，挤压传动带8向主动V形槽外圆移动，既主动转动半径变大；从动动盘15在传动带8压紧作用下也向右移动，传动带则8向从动V形槽中心移动，既从动转动半径变小，此时传动比由大变小。

当变速控制杆14在变速控制机构13控制下向左移动，传动比则由小变大。

形槽与传动带之间的压紧力调节

通过张紧机构6控制调节螺母5从保持架1的螺纹孔内旋进或旋出，调节膜片弹簧20的变形量，来调节V形槽与传动带的压紧力，从而调节传递扭矩的大小。

如图8所示，当张紧机构6控制调节螺母5从保持架1的螺纹孔内向外旋出时，膜片弹簧20产生弹性变形减小， V形槽与传动带的压紧力变小，则传递扭矩的减小。

当要增加传递扭矩时，张紧机构6控制调节螺母5从保持架1的螺纹孔内旋进，膜片弹簧20产生弹性变形增大， V形槽与传动带的压紧力也增大，则传递扭矩增大。

为了使变速器布置灵活，输入轴3与输出轴9的位置可以互换。

本实用新型弹簧式无级变速器是利用膜片弹簧发生弹性变形产生的弹力来提供无级变速器V形槽与传动带之间的压紧力，利用变速控制机构及变速控制杆，实现传动比的改变，完全克服了采用液压控制的传统无级变速器的各种缺点，其带来的好处就是，V型槽与传动带之间的压紧力更加可靠，因此不会打滑，同时可以采用较大的压紧力，可传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出，且变速响应快，可完全发挥汽车加速性能，省去了复杂的油压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，提高了汽车的燃油效率。

以上所述的实施例只是本实用新型的实施例方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超过权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变形及改型。基于本实用新型的技术方案所作的局部的、不具有创造性劳动的变更、或对本实用新型技术方案局部技术特征的等同替换，均属本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种弹簧式无级变速器，包括输入轴及其上的主动定盘，输出轴及其上的从动定盘，相对定盘移动的主动动盘和从动动盘，传动带设置在由定盘、动盘的端面形成的V形槽上，其特征在于：还包括保持架和调节螺母、膜片弹簧、导向杆，主动定盘、动盘以及从动定盘、动盘设置在保持架内框里，在主动动盘、从动动盘上通过推力轴承直接或间接地连接保持架，在保持架上设有螺纹孔，所述螺纹孔邻近主动动盘，所述螺纹孔内螺纹连接所述调节螺母，所述膜片弹簧设置在调节螺母与推力轴承之间。

2.根据权利要求1所述弹簧式无级变速器，其特征在于：所述保持架连接变速控制杆，所述变速控制杆由变速控制机构驱动使保持架沿导向杆左右移动。

3.根据权利要求2所述弹簧式无级变速器，其特征在于：主动动盘通过花键安装在输入轴，从动动盘通过花键安装在输出轴。

4.根据权利要求1至3任一所述弹簧式无级变速器，其特征在于：所述调节螺母上加工有螺母齿轮，所述螺母齿轮与张紧主动齿轮啮合，张紧机构与所述张紧主动齿轮连接并带动张紧主动齿轮旋转。

5.根据权利要求4所述弹簧式无级变速器，其特征在于：所述保持架安装在导向杆上并沿导向杆轴向移动。

6.根据权利要求4所述弹簧式无级变速器，其特征在于：所述膜片弹簧包括圆基部和位于外圆的齿形膜部，所述圆基部设有轴孔，所述圆基部穿过输入轴或输出轴抵靠在推力轴承的端面上，所述齿形膜部的自由端抵靠在调节螺母的端面上。

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