WO2019114367A1 - 一种碟形无级变速方法及装置 - Google Patents

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WO2019114367A1
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Abstract

一种碟形无级变速方法及装置，包括碟形盘（1），限制所述碟形盘（1）中心xyz三个方向的移动自由度，还包括与所述碟形盘（1）接触的托盘（2），限制所述托盘（2）xyz三个方向的转动自由度，所述托盘（2）距所述碟形盘（1）中心距离小于所述碟形盘（1）半径，所述碟形盘（1）受力与所述托盘（2）接触，且在所述碟形盘（1）与所述托盘（2）的接触点两者相对速度为定值，随着所述碟形盘（1）与所述托盘（2）距离变化，碟形盘（1）倾斜角度改变，所述碟形盘（1）半径在所述托盘（2）上的投影的转速与所述碟形盘（1）最低点在所述托盘（2）上的投影的转速的比值改变，碟形盘（1）进而带动输出轴（4）转动，使输出的速度产生变化达到无级变速的效果。

Description

一种碟形无级变速方法及装置 技术领域
本发明属于机械无级传动技术领域，涉及一种碟形无级变速方法及装置。
背景技术
汽车行驶的速度及变化是由发动机无级转速与汽车自身无级行驶两大特性所决定的，这就要求汽车的变速器要达到无级变速比，(ContinuouslyVatableTransmission)简称“CVT。自汽车诞生近三百多年后今天，汽车还没有使用上满意的无级变速器，这是汽车的无奈和缺憾，但是全世界的变速器专家学者始终没有放弃寻找实现理想汽车无级变速器的新方法和装置，世界各大汽车厂商对无级变速器CVT表现了极大的热情投入大量的财力和专家进行研发，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程，但至今仍无好的成果和科研效果。
目前普遍应用的汽车变速器有3种，第一种为以日本为代表的钢盘、钢带式无级变速器CVT技术，因只能在小功率范围内应用，多数装在小型客车上，大型客车及重型货车不能推广应用，第二种为以美国欧洲为代表的有级自动变速器AD技术，因自动变速器传递功率小，传动效率低、结构复杂、成本高、多数装在高等小型车上，大、中、重型车辆不能使用，第三种为现有汽车使用最广泛的是传统的齿轮变速器，无论是轻型重型大小功率均可使用，齿轮变速器以结构简单、成本低、功率大、效率高等显著优点依然占领着汽车变速器的主流地位，缺点是驾驶员要随时根据车辆的行驶速度及发动机的转速、频繁的变换工作档位，以确保发动机与车辆行驶的速度完好匹配，这就要求驾驶人员身体素质要好、并且有丰富的驾驶经验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种碟形无级变速方法及装置，以解决上述技术问题中的一种或多种。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了碟形无级变速装置的变速方法，固定圆环的圆心使之不发生位移，通过改变圆环的倾斜角度，使圆环的水平半径发生变化，驱动盘的驱动滚珠沿圆环转动，推动圆环水平方向转动从而实现无极变速的方法。碟形无级变速装置中因受力而产生无级变速效果的环形结构。碟形无级变速装置圆环圆心不产生位移的球形结构。圆环与中间的中心球用两个圆柱形的连杆连接在一起，两个连杆位于中心球的两边，贯穿圆环的一条直径线，或用四个圆柱形的连杆连接在一起，位于圆环的两条相互垂直 的直径线上。圆环与中心球同心，连在一起的碟形盘结构。固定圆环圆心不产生位移的方法，两个固定位置的球套内部为球形弧面，围住中间的中心球，使之不产生位移的方法。球套为空心半球形结构，内部与碟形盘中心球的接触面为球形的弧面。球套与碟形盘中心球的接触面置有驱动滚珠。球套有两条对称的或四条平均分布的豁口，豁口从半球性的底部延伸到接近半球形顶部。托盘，其特征在于，为环形，内径稍大于球套，安置在输出动力的球套的轴上，可上下移动，不可水平移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种碟形无级变速方法，包括碟形盘，限制所述碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度，还包括与所述碟形盘接触的托盘，限制所述托盘xyz三个方向的转动自由度，所述托盘距所述碟形盘中心距离小于所述碟形盘半径，所述碟形盘受力与所述托盘接触，且在所述碟形盘与所述托盘的接触点两者相对速度为定值，
随着所述碟形盘中心与所述托盘距离变化，所述碟形盘半径在所述托盘上的投影的转速与所述碟形盘最低点在所述托盘上的投影的转速的比值改变。
作为进一步的技术方案，还包括旋转轴经过所述碟形盘中心的输出轴，所述输出轴旋转轴与所述托盘垂直，所述输出轴上设置有拨动杆，所述碟形盘上设置有供所述拨动杆穿过的通道。
作为进一步的技术方案，还包括旋转轴经过所述碟形盘中心的输入轴，所述输入轴旋转轴与所述托盘垂直，所述输入轴上设置有用于使所述碟形盘倾斜的压环装置，所述压环装置与所述碟形盘滑动接触。
根据本发明的另一方面，还提供了一种限制所述碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度的方法，包括碟形盘，所述碟形盘中心设置有通孔，所述通孔中通过连杆设置有中心球，所述中心球球心与所述碟形盘中心重合，还包括球套，所述中心球转动设置在所述球套中，所述球套上设置有供所述连杆穿出的穿孔，所述球套转动设置在基座上，所述球套旋转轴穿过所述中心球中心。
根据本发明的另一方面，还提供了一种限制所述碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度的方法，包括碟形盘，所述碟形盘中心设置有通孔，所述通孔中通过连杆设置有中心转盘，所述中心转盘转动设置在盘架上，所述中心转盘旋转轴与所述碟形盘径向相同，所述盘架转动设置在基座上，所述盘架旋转轴穿过所述碟形盘中心。
根据本发明的另一方面，还提供了一种碟形无极变速装置，包括基座，所述基座上沿同轴转动设置有输入轴和输出轴，所述输出轴上设置有球套，所述球套中转动设置有中心球，所述中心球通过连杆连接有圆环，所述球套上设置有供所述连杆穿出的穿孔，所述穿孔至少有一边沿竖直，所述基座上还通过升降装置设置有托盘，所述圆环与所述托盘接触且接触点两者相对速度为定值，所述输入轴设置有用于按压所述圆环的按压装置，所述按压装置与所述圆环接触。
根据本发明的另一方面，还提供了一种碟形无极变速装置，包括基座，所述基座上沿同 轴转动设置有输入轴和输出轴，所述输出轴上设置有盘架，所述盘架中转动设置有中心转盘，所述中心转盘通过连杆连接有圆环，所述盘架上设置有供所述连杆穿出的穿孔，所述穿孔至少有一边沿竖直，.所述基座上还通过升降装置设置有托盘，所述圆环与所述托盘接触且接触点两者相对速度为定值，所述输入轴设置有用于按压所述圆环的按压装置，所述按压装置与所述圆环接触。
作为进一步的技术方案，所述圆环包括基环，所述基环通过连杆与所述中心球或所述中心转盘连接，所述基环上设置有压环，所述压环与所述按压装置接触，所述基环上沿周向分布有若干弹片，所述弹片与所述压环接触。
作为进一步的技术方案，所述按压装置包括在所述输入轴上设置的连接部，所述连接部连接有压环装置，所述压环装置与所述圆环接触，所述压环装置与所述连接部间或所述连接部与所述输入轴间设置有伸缩装置。
作为进一步的技术方案，所述按压装置包括在所述输入轴上设置的转动架，所述转动架上转动设置有压环装置，所述压环装置一侧通过伸缩装置与所述输入轴或转动架连接。
作为进一步的技术方案，所述压环装置与所述圆环接触处设置有驱动滚珠。
作为进一步的技术方案，所述圆环上设置有供所述驱动滚珠滚动的滚动槽，所述滚动槽在所述圆环上沿周向设置。
作为进一步的技术方案，所述伸缩装置为伸缩缸。
作为进一步的技术方案，所述伸缩装置包括套设在所述输入轴上的调整环，所述调整环通过拉锁连接所述压环装置一侧。
作为进一步的技术方案，所述球套包括两个半球套，所述半球套上开有缺口，所述半球套拼合时所述缺口拼合为所述穿孔。
应用本发明的技术方案，
1、本发明通过驱动盘与托盘控制碟形盘或圆环的角度的变化，使碟形盘或圆环半径在水平面上的投影发生相对变化，带动碟形盘或圆环转动，继而带动球套转动，从而使输出的速度产生变化达到无级变速的效果。在转动过程中，尽量避免了摩擦力的产生，以免不必要的能量浪费。
2、本发明装置中整个变速的过程中都是滚动的，连贯的，纯机械的推动。相较于齿轮的变速箱减小了摩擦，继承了力的直接传动，可以承受非常大的扭矩，相较于无级变速CVT，克服了承载能力小，抗过载和耐冲击性差的毛病，继承了无级变速的优点。同时本发明在传动过程中在整个运动过程中球心不发生任何位移。本发明具备了无级变速技术，并且能够从零开始，不需要离合器的配合完美的实现无级变速过程。因此，可通过本发明所记载的技术取消离合器。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为驱动盘，是动力输入部分，圆盘下边的圆柱与圆盘是一个整体，没有相对位移，圆柱的顶端为一个中心球安装在圆柱底部，中心球可以任意方向转动，驱动盘可以沿着图2的轴上下移动及转动；
图2为球套，与图4各为一个整体，为半球形，开有两条或四条豁口，图2与图4只表示了两条豁口，为了更好的说明，球套的形状是“H”形，图2与图4合在一起组成一个完整的球套，球套的内部为一个球形的弧面，弧度比图3中间的球稍大，内部置有多个驱动滚珠，用以固定图3碟形盘中间的中心球，使中心球的圆心不发生位移，碟形盘的圆心位于球套的轴的中心线上，且保证图3中心球转动的尽量小的摩擦力。球套轴柄与球套连在一起构成一个整体；
图3为碟形盘，中间为一个中心球，外边是一个圆环，中心球的圆心同样是圆环的圆心，通过两个或四个圆柱形的杆连接在一起，是一个整体，彼此没有相对位移，图3为了更好的说明只显示了两个，四个的话每相邻的两个连杆的角度为90度；
图4同图2，也是半个球套，是动力的输出部分；
图5是个托盘，用来托住图3碟形盘的环形部分，且与图1一起来控制图3碟形盘的角度变化，安装在图4球套的轴上，可以沿轴上下移动，水平方向相对静止；
图6为球套、碟形盘及托盘的爆炸示意图；
图7为实施例1中拆去驱动盘的示意图；
图8为实施例1的结构示意图；
图9为蝶形无极变速装置的结构示意图；
图10为蝶形无极变速装置的截面示意图；
图11为实施例5中拨动杆结构示意图；
图12为实施例5中碟形盘结构示意图；
图13为实施例6压环装置的结构示意图；
图14为实施例6中蝶形无极变速装置的截面示意图；
图15为实施例6中拨动杆结构示意图；
图16为实施例6中碟形盘结构示意图；
图17为中心转盘和盘架的结构示意图；
图18为弹片应用后的无极变速装置的结构示意图；
图19为第一种弹片的实施示意图；
图20为第二种弹片的实施方式示意图；
图中：1-碟形盘，11-通孔，12-连杆，13-中心球，14-圆环，141-滚动槽，142-基环，143-压环，144-弹片，15-通道，16-中心转盘，17-盘架，2-托盘，3-输入轴，4-输出轴，5-拨动杆，51-球套，511-穿孔，52-半球套，521-缺口，6-压环装置，61-驱动滚珠，7-按压装置，71-连接部，72-转动架，8-基座，9-伸缩装置，91-调整环，92-拉锁，10-升降装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1～8所示，碟形无级变速装置的变速方法，其特征在于，固定圆环的圆心使之不发生位移，通过改变圆环的倾斜角度，使圆环的水平半径发生变化，驱动盘的驱动滚珠沿圆环转动，推动圆环水平方向转动从而实现无极变速的方法。碟形无级变速装置中因受力而产生无级变速效果的环形结构。碟形无级变速装置圆环圆心不产生位移的球形结构。圆环与中间的中心球用两个圆柱形的连杆连接在一起，两个连杆位于中心球的两边，贯穿圆环的一条直径线，或用四个圆柱形的连杆连接在一起，位于圆环的两条相互垂直的直径线上。圆环与中心球同心，连在一起的碟形盘结构。固定圆环圆心不产生位移的方法，其特征在于，两个固定位置的球套内部为球形弧面，围住中间的中心球，使之不产生位移的方法。球套为空心半球形结构，内部与碟形盘中心球的接触面为球形的弧面。球套与碟形盘中心球的接触面置有驱动滚珠。球套有两条对称的或四条平均分布的豁口，豁口从半球性的底部延伸到接近半球形顶部。托盘，其特征在于，为环形，内径稍大于球套，安置在输出动力的球套的轴上，可上下移动，不可水平移动。
当托盘与碟形盘的环形部分重合在一起时，托盘与碟形盘为面接触，碟形盘没有倾角，驱动盘压迫碟形盘转动时，驱动盘的中心球滚动，不产生力的作用，碟形盘与输出球套速度为0。设碟形盘的边缘周长为L，托盘与碟形盘重合时，驱动盘转动一周，托盘与碟形盘边缘的接触长度为L1，L1＝L。当托盘与驱动盘在压力作用下向下移动，碟形盘由于圆心位置不变，会产生倾角，水平方向上半径变小，驱动盘压迫碟形盘转动一周，由于碟形盘的中心球在圆心位置不变的情况下可以任意转动，所以此时碟形盘边缘与托盘的接触长度L1，L1要小于碟形盘的周长L，L与L1的长度差与原周长L的比例就是碟形盘所转动的角度，从而带动球套转动。随着驱动盘与托盘在压力下不断的向下移动，倾角越来越大，周长L1不断的变小，球套的输出速度越来越快，不断的接近驱动盘的速度，反之，越来越慢逐渐降速为。
力为斜面推力，就像一个直角三角形，斜边逐渐抬高或降低，斜边与底边的长度差不断的扩大或缩小，驱动盘与托盘控制斜边向底边远离或靠近，推动侧边从而产生推力，带动球套转动，产生无级变速的效果。
整个过程中都是滚动的，连贯的，纯机械的推动。相较于齿轮的变速箱减小了摩擦，继承了力的直接传动，可以承受非常大的扭矩，相较于无级变速CVT，克服了承载能力小，抗过载和耐冲击性差的毛病，继承了无级变速的优点。本发明结构简单，尺寸小，易维护，摩擦力小，发热量低，无级变速，适用于各种车辆船舶以及机械设备无极变速的需求。
实施例2：
如图1～20所示，
提供了一种碟形无级变速方法，包括碟形盘1，限制碟形盘1中心xyz三个方向的移动自由度，还包括与碟形盘1接触的托盘2，限制托盘2xyz三个方向的转动自由度，托盘2距碟形盘1中心距离小于碟形盘1半径，碟形盘1受力与托盘2接触，且在碟形盘1与托盘2的接触点两者相对速度为定值，
随着碟形盘1中心与托盘2距离变化，碟形盘1倾斜角度改变，碟形盘1半径在托盘2上的投影的转速与碟形盘1最低点在托盘2上的投影的转速的比值改变。
本实施例中，碟形盘1为中心的三个移动自由度均被限制但可绕中心进行一定范围内转动或摆动的盘状结构，托盘2为不发生转动但能够调整其与碟形盘1中心间距的结构，可以为环状，碟形盘1倾斜并与托盘2点接触，当碟形盘1与托盘2接触点两者不发生相对滑动时，碟形盘1倾斜角为α，碟形盘1边沿周长为L，最低点即为接触点，在碟形盘1上与托盘2的接触点绕碟形盘1在托盘2上的投影转动一周的过程中，由于接触点碟形盘1与托盘2不发生滑动，碟形盘1的运动可视为随接触点转动和与托盘2回滚的结合，碟形盘1外沿的一点随着最低点在转动的同时会向回滚动，碟形盘1的半径在托盘2上的投影转速即为碟形盘1最低点在托盘2上的投影转速的(1-cosα)倍，形成转速差，实现变速效果，当倾斜角α逐渐增大，碟形盘1的半径在托盘2上的投影转速则为碟形盘1最低点在托盘2上的投影转速更接近1，当碟形盘1与托盘2接触点两者发生相对滑动且相对滑动速度稳定时，同样能够通过调节碟形盘1角度实现变速效果。
其中本实施例中，碟形盘1与托盘2的接触点两者相对速度为零为最佳实施方案，两者接触点不发生滑移，没有因摩擦力做功产生的损耗，传动效率最高，设置科学合理。
进一步，还包括旋转轴经过碟形盘1中心的输出轴4，输出轴4旋转轴与托盘2垂直，输出轴4上设置有拨动杆5，碟形盘1上设置有供拨动杆5穿过的通道15。
本实施例中，输出轴4为动力输出轴4，拨动杆5为在碟形盘1摆动时被通道15边缘带动并带动输出轴4转动的装置，拨动杆5与输出轴4为非同轴共线设置，在碟形盘1绕其中 心到托盘2的垂线转动时，通道15边缘与拨动杆5为滑动接触，能够将通道15边缘处的半径在与托盘2平行的面上的分转速传递至输出轴4，进而实现输出碟形盘1半径在托盘2上的投影的转速。
进一步，还包括旋转轴经过碟形盘1中心的输入轴3，输入轴3旋转轴与托盘2垂直，输入轴3上设置有用于使碟形盘1倾斜的压环装置6，压环装置6与碟形盘1滑动接触。
本实施例中，输入轴3为动力输入轴3，在输入轴3上设置的压环装置6能够将碟形盘1压至倾斜，同时压环装置6的转速能够与碟形盘1最低点在托盘2上的投影的转速保持同步，进而实现了将碟形盘1最低点在托盘2上的投影的转速表现为输入轴3的转速。
实施例3：
如图1～20所示，
提供了一种限制碟形盘1中心xyz三个方向的移动自由度的方法，包括碟形盘1，碟形盘1中心设置有通孔11，通孔11中通过连杆12设置有中心球13，中心球13球心与碟形盘1中心重合，还包括球套51，中心球13转动设置在球套51中，球套51上设置有供连杆12穿出的穿孔511，球套51转动设置在基座8上，所述球套51旋转轴穿过所述中心球13中心。
本实施例中，碟形盘1包括有中心球13，还包括有与中心球13通过连接杆连接的环状结构，环状结构中间为通孔11，中心球13可以在球套51中自由转动，在球套51上开有穿孔511能够使中心球13在球套51中的转动时，连杆12在穿孔511中运动，进而实现对碟形盘1的三个移动自由度的限制的同时，球套可相对与基座进行转动，同时球套上的中心球和连接杆可以相对于球套进行转动，进而实现碟形盘能够相对于基座在三个方向中进行自由转动，允许碟形盘1相对于球套51进行一定范围内的摆动和转动。
实施例4：
如图1～20所示，
一种限制碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度的方法，包括碟形盘1，碟形盘1中心设置有通孔11，通孔11中通过连杆12设置有中心转盘16，中心转盘16转动设置在盘架17上，中心转盘17旋转轴与碟形盘1径向相同，盘架17转动设置在基座上，盘架17旋转轴穿过碟形盘1中心。
本实施例中，碟形盘1包括有中心转盘16，还包括有与中心转盘16通过连接杆12连接的环状结构，环状结构中间为通孔11，中心转盘16可以在盘架17上自由转动，盘架17可以在基座上自由转动，其中盘架17相对于基座的旋转轴与中心转盘16相对于盘架17的旋转轴互相垂直，进而使碟形盘1能够具有三个方向的转动自由度，同时能够对碟形盘1的三个移动自由度的限制，允许碟形盘1相对于球套51进行摆动和转动。
实施例5：
如图8～20所示，一种碟形无极变速装置，包括基座8，基座8上沿同轴转动设置有输入轴3和输出轴4，输出轴4上设置有球套51，球套51中转动设置有中心球13，中心球13通过连杆12连接有圆环14，球套51上设置有供连杆12穿出的穿孔511，穿孔511至少有一边沿竖直，基座8上还通过升降装置10设置有托盘2，圆环14与托盘2接触且接触点两者相对速度为定值，输入轴3设置有用于按压圆环14的按压装置7，按压装置7与圆环14接触。
同时本实施中，中心球及球套的结构也可替换为中心转盘和盘架的结构，具体为输出轴4上设置有盘架17，盘架17中转动设置有中心转盘16，中心转盘16通过连杆12连接有圆环14，盘架17上设置有供连杆12穿出的穿孔511。
本实施例中，按压装置7为按压杆，按压装置7与圆环14接触点能够自由滑动，随着输入轴3的转动，按压装置7的转速与输入轴3相同，由于按压装置7与圆环14的按压作用，圆环14最低点相对于托盘2的转动速度与输入轴3相同，由于圆环14与托盘2滚动连接或滚动的同时以固定速度发生滑动，圆环14在随着按压装置7转动的同时会由于与托盘2的作用回转，圆环14同样会带动连杆12运动，连杆12能够通过球套51上的穿孔511带动球套51转动，由于穿孔511中至少有一条沿竖直设置的边沿，连杆12能够通过与这条边沿作用将其运动在托盘2平面上的分运动输出至球套51，进而带动输出轴4转动，实现动力的输出，其中按压装置7能够调整圆环14倾斜的角度，升降装置10能够调整托盘2的高度，使托盘2与圆环14保持接触顶紧的关系。
其中，按压装置7与圆环14为滑动接触，圆环14与托盘2在接触点存在压力，压力会产生阻力，进而阻拦圆环14与托盘2间发生相对滑动或以固定速度进行滑动，还可通过改变圆环14与托盘2的接触面表面质量或结构来增大阻力增大约束力防止圆环14与托盘2滑动的发生。
本实施例中，升降装置3为使托盘高度发生改变的装置，本领域技术人员基于为使托盘2高度发生改变的目的能够想到若干种实施方式，如采用气缸气压缸电缸丝杆丝母等，在此不过多赘述。
进一步，连杆12两端分别通过轴承与中心球13和圆环14转动连接，能够使连接杆与穿孔的滑动变滚动，进而降低了滑动率提高了传动效率。
进一步，圆环14与托盘2接触且接触点两者相对速度为零。
本实施例中，圆环14与托盘2间不发生相对滑动时，即圆环14与托盘2接触点两者相对速度为零为最佳实施方案，两者接触点不发生滑移，没有因摩擦力做功产生的损耗，传动效率最高，设置科学合理。
进一步，按压装置7包括在输入轴3上设置的连接部71，连接部71连接有压环装置6，压环装置6与圆环14接触，压环装置6与连接部71间或连接部71与输入轴3间设置有伸缩装置9。
本实施例中，连接部71与输入轴3共同转动，在连接部71上设置有压环装置6，其中随着伸缩装置9的伸缩，压环装置6的高度能够发生变化，进而带动圆环14倾斜角度发生变化，实现变速。
进一步，连接部71包括驱动盘，驱动盘的轴心与输入轴3的轴心共线，驱动盘下方通过伸缩装置9设置有压环装置6。当驱动盘转动时，带动压环装置6转动，通过调节伸缩装置9和托盘2下方的升降装置10能够实现对圆环14倾斜角度的调节。
进一步，压环装置6与圆环14接触处设置有驱动滚珠61。
本实施例中，压环装置6与圆环14接触点设置有驱动滚珠61，能消除压环装置6与圆环14的滚动摩擦力，进而变滑动为滚动，降低滑动率增加了传动效率。
进一步，圆环14上设置有供驱动滚珠61滚动的滚动槽141，滚动槽141在圆环14上沿周向设置。
本实施中，驱动滚珠61能够在圆环14上设置的滚动槽141中滚动，进而使压环装置6与圆环14的接触点运动的轨迹更规则，提高了传动精度和效率。
进一步，伸缩装置9为两端分别连接压环装置6和连接部71或两端分别连接连接部71或输入轴3的伸缩缸。伸缩杆可以为气缸液压缸或电缸或现有技术中其他能够对长度进行调节的装置。
进一步，球套51包括两个半球套52，半球套52上开有缺口521，半球套52拼合时缺口521拼合为穿孔511。
本实施例中，球套51为两个半球套52互相拼合形成，便于球套51和中心球13的安装，穿孔511同样分为两个缺口521分别设置在两个半球套52上，在安装时便于将连杆12穿入穿孔511中。
本实施例中，在圆环14倾斜角度在一定范围中，由于圆环14与托盘2压力角小于摩擦角，实现自锁，圆环14与托盘2不发生相对滑动，仅发生滚动，实现无滑动高效率传动。
实施例6：
如图8～20所示，一种碟形无极变速装置，包括基座8，基座8上沿同轴转动设置有输入轴3和输出轴4，输出轴4上设置有球套51，球套51中转动设置有中心球13，中心球13通过连杆12连接有圆环14，球套51上设置有供连杆12穿出的穿孔511，穿孔511至少有一边 沿竖直，基座8上还通过升降装置10设置有托盘2，圆环14与托盘2接触且接触点两者相对速度为定值，输入轴3设置有用于按压圆环14的按压装置7，按压装置7与圆环14接触。
本实施例中，按压装置7为按压斜盘，按压装置7与圆环14接触点能够自由滑动，随着输入轴3的转动，按压装置7的转速与输入轴3相同，由于按压装置7与圆环14的按压作用，圆环14最低点相对于托盘2的转动速度与输入轴3相同，由于圆环14与托盘2滚动连接或滚动的同时以固定速度发生滑动，圆环14在随着按压装置7转动的同时会由于与托盘2的作用回转，圆环14同样会带动连杆12运动，连杆12能够通过球套51上的穿孔511带动球套51转动，由于穿孔511中至少有一条沿竖直设置的边沿，连杆12能够通过与这条边沿作用将其运动在托盘2平面上的分运动输出至球套51，进而带动输出轴4转动，实现动力的输出，其中按压装置7能够调整圆环14倾斜的角度，升降装置10能够调整托盘2的高度，使托盘2与圆环14保持接触顶紧的关系，
其中，按压装置7与圆环14为滑动接触，圆环14与托盘2在接触点存在压力，压力会产生阻力，进而阻拦圆环14与托盘2间发生相对滑动或以固定速度进行滑动，还可通过改变圆环14与托盘2的接触面结构来增大阻力增大约束力。
同时本实施例中，穿孔511为条形孔，连杆12与穿孔511的两个边接触均能实现圆环14半径在托盘2上头顶转速的输出。
本实施例中，升降装置3为使托盘高度发生改变的装置，本领域技术人员基于为使托盘高度发生改变的目的能够想到若干种实施方式，如采用气缸气压缸电缸丝杆丝母等，在此不过多赘述。
进一步，连杆12两端分别通过轴承与中心球13和圆环14转动连接，能够使连接杆与穿孔的滑动变滚动，进而降低了滑动率提高了传动效率。
进一步，圆环14与托盘2接触且接触点两者相对速度为零。
本实施例中，圆环14与托盘2间不发生相对滑动时，即圆环14与托盘2接触点两者相对速度为零为最佳实施方案，两者接触点不发生滑移，没有因摩擦力做功产生的损耗，传动效率最高，设置科学合理。
进一步，按压装置7包括在输入轴3上设置的转动架72，转动架72上转动设置有压环装置6，压环装置6一侧通过伸缩装置9与输入轴3或转动架72连接。
本实施例中，压环装置6的转动设置在转动架72上，当伸缩装置9带动压环装置6转动时，能够改变圆环14的倾斜角度，进而实现对传动比的调节。
进一步，压环装置6与圆环14接触处设置有驱动滚珠61。
本实施例中，压环装置6与圆环14接触点设置有驱动滚珠61，能消除压环装置6与圆环14的滚动摩擦力，进而变滑动为滚动，降低滑动率增加了传动效率。
进一步，圆环14上设置有供驱动滚珠61滚动的滚动槽141，滚动槽141在圆环14上沿周向设置。
本实施中，驱动滚珠61能够在圆环14上设置的滚动槽141中滚动，进而使压环装置6与圆环14的接触点运动的轨迹更规则，提高了传动精度和效率。
进一步，伸缩装置9为两端分别连接压环装置6和转动架72或两端分别连接压环装置6或输入轴3的伸缩缸。伸缩杆可以为气缸液压缸或电缸或现有技术中其他能够对长度进行调节的装置。
进一步，伸缩装置9包括套设在输入轴3上的调整环91，调整环91通过拉锁92连接压环装置6一侧。伸缩装置9还可以为调整环91，调整环91能够沿输入轴3滑动，调整环91远离压环装置6，能够通过拉锁92拉动压环装置6倾斜，进而实现变速效果。
进一步，球套51包括两个半球套52，半球套52上开有缺口521，半球套52拼合时缺口521拼合为穿孔511。
本实施例中，球套51为两个半球套52互相拼合形成，便于球套51和中心球13的安装，穿孔511同样分为两个缺口521分别设置在两个半球套52上，在安装时便于将连杆12穿入穿孔511中。
本实施例中，在圆环14倾斜角度在一定范围中，由于圆环14与托盘2压力角小于摩擦角，实现自锁，圆环14与托盘2不发生相对滑动，仅发生滚动，实现无滑动高效率传动。
实施例7：
如图18～20所示：
圆环14包括基环142，基环142通过连杆12与中心球13或中心转盘16连接，基环142上设置有压环143，压环143与按压装置7接触，基环142上沿周向分布有若干弹片144，弹片144与压环143接触。
本实施例中，压环143能够被按压装置压在若干弹片144上，当按压装置随着输入轴转动时，会对压环143施加压力，压环143受压会使弹片144变形，弹片144形变后会产生弹力，该弹力能够对压环143施加阻力，同时由于压环143受到阻力，会产生阻力的相互作用力推动基环142转动，进而通过球套51或盘架17带动输出轴4转动，将动力输出，同时使按压装置7能够与压环143直接产生相互作用力，在圆环14倾斜和滚动的过程中，为圆环14在其周向的转动提供阻力，阻碍圆环14在其周向自由转动，同时阻力的相互作用力带动基环142转动，进而达到传动的效果，另一方面，弹片144的设置能够使变速装置具备一定的抗冲击能力，在一定程度上消除发动机爆燃所产生的冲击力，使动力输出更加平稳。
进一步，基环142顶面通过沿周向设置的限位环设置有压环143，限位环外径小于压环143的内径。
本实施例中，在基环142上还设置有限位环，压环143套在限位环上，能够防止压环143脱落，同时限位环的外径小于压环143的内径，能够允许压环143相对于基环142和限位环的角度发生变化。
进一步，弹片144一端设置在基环142上，弹片144另一端与压环143侧面接触，弹片144中部通过弹簧与基环142连接。
本实施例中，弹片144可以是条形，并通过弹簧提供弹力，当弹片144受压，弹簧会施加相反方向的弹力为压簧提供阻力。
进一步，弹片144为U型，弹片144一端设置在基环142上，另一端与基环142接触，弹片144中部与压环143接触。
本实施例中，弹片144也可以是U型，一端与基环142固定，另一端与基环142滑动接触，当弹片144受压，弹片144两端距离增大的同时也会产生弹力，为他换提供弹力和阻力。
本文中所描述的具体实施实例仅是对发明精神做举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对描述的具体实施例做各种的修改或补充或采用类似的方式方法替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求所定义的范围。尽管本文较多的使用了，1-碟形盘，11-通孔，12-连杆，13-中心球，14-圆环，141-滚动槽，142-基环，143-压环，144-弹片，15-通道，16-中心转盘，17-盘架，2-托盘，3-输入轴，4-输出轴，5-拨动杆，51-球套，511-穿孔，52-半球套，521-缺口，6-压环装置，61-驱动滚珠，7-按压装置，71-连接部，72-转动架，8-基座，9-伸缩装置，91-调整环，92-拉锁，10-升降装置等术语，但并不排除使用其他术语的可能性，使用这些术语仅是为了更方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任意术语名称都是与本发明精神相违背。

Claims (17)

  1. 碟形无级变速装置的变速方法，其特征在于，固定圆环的圆心使之不发生位移，通过改变圆环的倾斜角度，使圆环的水平半径发生变化，驱动盘的驱动滚珠沿圆环转动，推动圆环水平方向转动从而实现无极变速的方法。碟形无级变速装置中因受力而产生无级变速效果的环形结构。碟形无级变速装置圆环圆心不产生位移的球形结构。圆环与中间的中心球用两个圆柱形的连杆连接在一起，两个连杆位于中心球的两边，贯穿圆环的一条直径线，或用四个圆柱形的连杆连接在一起，位于圆环的两条相互垂直的直径线上。圆环与中心球同心，连在一起的碟形盘结构。固定圆环圆心不产生位移的方法，其特征在于，两个固定位置的球套内部为球形弧面，围住中间的中心球，使之不产生位移的方法。球套为空心半球形结构，内部与碟形盘中心球的接触面为球形的弧面。球套与碟形盘中心球的接触面置有驱动滚珠。球套有两条对称的或四条平均分布的豁口，豁口从半球性的底部延伸到接近半球形顶部。托盘，其特征在于，为环形，内径稍大于球套，安置在输出动力的球套的轴上，可上下移动，不可水平移动。
  2. 一种碟形无级变速方法，其特征在于，包括碟形盘(1)，限制所述碟形盘(1)中心xyz三个方向的移动自由度，还包括与所述碟形盘(1)接触的托盘(2)，限制所述托盘(2)xyz三个方向的转动自由度，所述托盘(2)距所述碟形盘(1)中心距离小于所述碟形盘(1)半径，所述碟形盘(1)受力与所述托盘(2)接触，且在所述碟形盘(1)与所述托盘(2)的接触点两者相对速度为定值，
    随着所述碟形盘(1)中心与所述托盘(2)距离变化，所述碟形盘(1)半径在所述托盘(2)上的投影的转速与所述碟形盘(1)最低点在所述托盘(2)上的投影的转速的比值改变。
  3. 根据权利要求2所述的一种碟形无级变速方法，其特征在于，在所述碟形盘(1)与所述托盘(2)的接触点两者相对速度为零。
  4. 根据权利要求2所述的一种碟形无级变速方法，其特征在于，还包括旋转轴经过所述碟形盘(1)中心的输出轴(4)，所述输出轴(4)旋转轴与所述托盘(2)垂直，所述输出轴(4)上设置有拨动杆(5)，所述碟形盘(1)上设置有供所述拨动杆(5)穿过的通道(15)，拨动杆(5)与输出轴(4)非同轴共线设置。
  5. 根据权利要求2所述的一种碟形无级变速方法，其特征在于，还包括旋转轴经过所述碟形盘(1)中心的输入轴(3)，所述输入轴(3)旋转轴与所述托盘(2)垂直，所述输入轴(3)上设置有用于使所述碟形盘(1)倾斜的压环装置(6)，所述压环装置(6)与所述碟形盘(1)滑动接触。
  6. 一种限制所述碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度的方法，其特征在于，包括碟形盘(1)，所述碟形盘(1)中心设置有通孔(11)，所述通孔(11)中通过连杆(12)设置有中心球(13)，所述中心球(13)球心与所述碟形盘(1)中心重合，还包括球套(51)，所述 中心球(13)转动设置在所述球套(51)中，所述球套(51)上设置有供所述连杆(12)穿出的穿孔(511)，所述球套(51)转动设置在基座(8)上，所述球套(51)旋转轴穿过所述中心球(13)中心。
  7. 一种限制所述碟形盘中心xyz三个方向的移动自由度的方法，其特征在于，包括碟形盘(1)，所述碟形盘(1)中心设置有通孔(11)，所述通孔(11)中通过连杆(12)设置有中心转盘(16)，所述中心转盘(16)转动设置在盘架(17)上，所述中心转盘(17)旋转轴与所述碟形盘(1)径向相同，所述盘架(17)转动设置在基座上，所述盘架(17)旋转轴穿过所述碟形盘(1)中心。
  8. 一种碟形无极变速装置，其特征在于，包括基座(8)，所述基座(8)上沿同轴转动设置有输入轴(3)和输出轴(4)，所述输出轴(4)上设置有球套(51)，所述球套(51)中转动设置有中心球(13)，所述中心球(13)通过连杆(12)连接有圆环(14)，所述球套(51)上设置有供所述连杆(12)穿出的穿孔(511)，所述穿孔(511)至少有一边沿竖直，.所述基座(8)上还通过升降装置(10)设置有托盘(2)，所述圆环(14)与所述托盘(2)接触且接触点两者相对速度为定值，所述输入轴(3)设置有用于按压所述圆环(14)的按压装置(7)，所述按压装置(7)与所述圆环(14)接触。
  9. 一种碟形无极变速装置，其特征在于，包括基座(8)，所述基座(8)上沿同轴转动设置有输入轴(3)和输出轴(4)，所述输出轴(4)上设置有盘架(17)，所述盘架(17)中转动设置有中心转盘(16)，所述中心转盘(16)通过连杆(12)连接有圆环(14)，所述盘架(17)上设置有供所述连杆(12)穿出的穿孔(511)，所述穿孔(511)至少有一边沿竖直，.所述基座(8)上还通过升降装置(10)设置有托盘(2)，所述圆环(14)与所述托盘(2)接触且接触点两者相对速度为定值，所述输入轴(3)设置有用于按压所述圆环(14)的按压装置(7)，所述按压装置(7)与所述圆环(14)接触。
  10. 根据权利要求8或9所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述圆环(14)包括基环(142)，所述基环(142)通过连杆(12)与所述中心球(13)或所述中心转盘(16)连接，所述基环(142)上设置有压环(143)，所述压环(143)与所述按压装置(7)接触，所述基环(142)上沿周向分布有若干弹片(144)，所述弹片(144)与所述压环(142)接触。
  11. 根据权利要求8或9所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述圆环(14)与所述托盘(2)接触且接触点两者相对速度为零。
  12. 根据权利要求8或9所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述按压装置(7)包括在所述输入轴(3)上设置的连接部(71)，所述连接部(71)连接有压环装置(6)，所述压环装置(6)与所述圆环(14)接触，所述压环装置(6)与所述连接部(71)间或所述连接部(71)与所述输入轴(3)间设置有伸缩装置(9)。
  13. 根据权利要求8或9所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述按压装置(7)包括在所述输入轴(3)上设置的转动架(72)，所述转动架(72)上转动设置有压环装置(6)，所述压环装置(6)一侧通过伸缩装置(9)与所述输入轴(3)或转动架(72)连接。
  14. 根据权利要求12或13所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述压环装置(6)与所述圆环(14)接触处设置有驱动滚珠。
  15. 根据权利要求14所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述圆环(14)上设置有供所述驱动滚珠(61)滚动的滚动槽(141)，所述滚动槽(141)在所述圆环(14)上沿周向设置。
  16. 根据权利要求13所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述伸缩装置(9)包括套设在所述输入轴(3)上的调整环(92)，所述调整环(92)通过拉锁(93)连接所述压环装置(6)一侧。
  17. 根据权利要求8所述的一种碟形无极变速装置，其特征在于，所述盘架(17)包括两个半球套(52)，所述半球套(52)上开有缺口(521)，所述半球套(52)拼合时所述缺口(521)拼合为所述穿孔(511)。
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