专利名称：数字式自动无级变速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种光、机、电结合一体的数字式自动无级变速装置。
手动无级变速不能用于自动生产线及自动机等要求无级变速的场合。
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种数字式自动无级变速装置，该装置的主体结构保留了机械无级变速器的优点，同时利用计算机及其控制装置，实现在线自动调速和光电生动检测。
数字式无级变速器的组成及工作原理1、组成这是一种由光－机－电相结合的新的广义机构。
如
图1所示，由以下四部分组成(1)自动调速机构Ⅰ；(2)机械无级变速机构Ⅱ；(3)光－电自动检测机构Ⅲ；(4)计算机及其接口控制装置Ⅳ。
2、工作原理图2所示，当功率电机将电机转速n1输入机械无级变速器后，便输出一个转速n2。在输出轴［11］上装有一个同步器［9］，与输出轴同步转动，通过光电踊踪装置，适时检测输出轴的转速n2，并将信号输入控制计算机(单板机TP－801B)，通过计算机与所要求的转速n’2(预置转速或称选定转速)比较后，发出信号，控制调速电机(步进机)，带动变速器内的调速装置进行调速，改变机械无级变速器的输入－输出比。当输出转速达到所要求的转速时，调速完成。整个过程由计算机数字控制。
本实用新型把自动调速机构、1机械无级变速机构，光电自动检测机构装配为一个整体，并配上计算机及其接口控制装置。以下对组成数字式无级变速器各部分的结构功能进行说明1、自动调速机构该机构由计算机控制步进电机正转(转速调高)或反转(转速调低)，带动滚动丝杆左右移动，使一端支承在移动支架上的菱锥左右移动，达到调速目的。滚动丝杆的一端装在自动调速机构的轴承上，其另一端与固定在移动支架孔内的螺母配合。所需调整的转数，由丝杆－螺母付的位移量所决定，而移位量由步进电机的输入脉冲数所决定。
2、机械无级变速机构当电机转速输入主传动轴［1］上，通过输入侧压装置［15］将运动传给主动轮［14］，菱锥［13］和外环［6］。菱锥一般采用3－8个(视其结构的大小而定)，沿园周方向均布在支架［3］上，钢球“V”形槽加压装置［15］的加压盘用键联接在输入轴［1］上，而主动轮［14］，则滑套在轴［1］上，主动轮［14］在加压装置的作用下，以适当压力与菱锥接触，菱锥［13］始终与外环［6］保持接触，外环［6］与从动轮［8］之间亦用钢球“V”形槽式加压装置联接的。因此，在摩擦力的作用下，运动由［15］传给［14］，使菱锥［13］转动，带动外环［6］，通过侧输出加压装置［7］，将运动传给从动轮［8］，从动轮［8］与输出轴［11］是一个整体，用两个轴承［10］支承，保持传动的稳定性及输出轴的刚度，同时，将与输出轴相邻的输入轴1的一端伸入到从动轮8中有滚针轴承［16］的支承孔内，以减小结构尺寸，这样可以保证主动轮［14］、外环［6］、菱锥［13］良好的接触及对中性。同时，主体结构为对称法兰盘式，便于装配，输入、输出为同轴传动，该机构以输入轴为基础装配。
3、光－电自动检测机构该机构由输出轴、同步器、光电跟踪器、轴承、密封圈、轴承盖组成。输出轴安装在机械无级变速机构的右端盖和光电自动检测机构的外端盖的轴承上，并装上轴承盖，该轴的一端与从动轮固定连接，其另一端伸出光电自动检测的外端盖外；同步器固定在光电自动检测机构的外端盖和机械无级变速机构的右端盖之间的封闭空间的输出轴上，且随该轴一起同步转动，光电跟踪器固定在光电自动检测机构的外端盖的内壁上，其上的光源和光电二极管对称布置，并对准同步器周边上与60成整倍数的孔数，孔的位置与回转中心等径等分，在任一孔位上多作一个计数孔，通过光电跟踪与转换装置，把电信号输入到计算机及其控制装置。
在同步器［9］上开有120个与回转中心等径的矩形孔，并在任一孔位径向上多作一个相同的矩形孔，作转数的计数用。通过光电跟踪器，使输出轴每转发出120个光脉冲信号，通过光－电转换装置，将光信号转换成电信号(采用斯密特触发器作整形电路)，使控制计算机每分种接收信号总数为120n2，每秒钟是2n2个脉冲信号，相邻的两信号间的间隔时间，即信号周期T，有T＝ 1/(2n2) (秒) 或 n2＝ 1/(2T) ×60 (转／分)测得每个脉冲的周期T后，即可算出实际转速，这个过程由计算机完成。
4、计算机及其接口控制装置需要调速时，将所需转速n’2数据输入计算机(可人工输入，也可自动输入)，与现场所测输出轴［11］的实际转速n2比较后，由计算机控制调速机构调速。这是一种可逆调速系统，能用于一切需要适时调速的自动化系统中。
图3是调速的运行框图。
图4是计算机控制程序框图。
该数字无级变速装置，用在机械加工过程自动化中可作为加工模块与数控机床上的主无级调速用。此时，可需要另配控制计算机，可将调速程序并入机床控制计算机内。同时，可作为功率或转速约束自适应控制机床的主轴驱动系统。
在轻工、食品、化工等自动生产线中，可将其调速控制纳入中央控制系统中。
本实用新型能实现在线自动调速、无级变速和自动检测。
本装置实现自动调速的过程是测速－运算－反馈调速－测速－……－反馈调速。它是一个闭环调速系统，相对于直接调速而言，过程时间稍长，其调速精度决定于步进机的脉冲当量精度，与目前所使用的交、直流电机调速时采用电压细分调速相比较，其调速精度差别不大。它是一种适用的经济型的自动调速装置。
附图
图1 数字式无级变速器装置组成图。
图2 数字式无级变速器装置结构图。
图3 数字式无级变速器装置调速运行框图。
图4 数字式无级变速器装置计算机控制程序框图。
图2标号说明1－输入轴，2－步进电机，3－支架，4－滚动丝杆，5－菱锥心轴，6－从动外环，7－输出侧加压装置，8－从动轮，9－同步器，10－轴承，11－输出轴，12－光电跟踪器，13－菱锥，14－主动轮，15－输入侧加压装置，16－滚针轴承
权利要求1.一种数字式自动无级变速装置，包括安装在该装置上的调速机构，机械无级变速机构，其特征在于该装置把自动调速机构、机械无级变速机构，光电自动检测机构装配为一整体，自动调速机构由计算机控制步进电机正或反转，带动滚动丝杆左右移动，使一端支承在移动支架上的菱锥左右移动，滚动丝杆的一端装在自动调速机构的轴承上，其另一端与固定在移动支架孔内的螺母配合；机械无级变速机构的所有传动件均以输入轴为基准，进行装配，与输出轴相邻的输入轴的一端伸入到带有滚针轴承的从动轮的支承孔内，其主体结构为对称法兰盘式结构，输入、输出为同轴传动；光电自动检测机构由输出轴、同步器、光电跟踪器、轴承、密封圈、轴承盖组成，输出轴安装在机械无级变速机构的右端盖和光电自动检测机构的外端盖的轴承上，并装上轴承盖，该轴的一端与从动轮固定连接，其另一端伸出光电自动检测机构的外端盖外，同步器固定在光电自动检测机构的外端盖和机构无级变速机构的右端盖之间的封闭空间的输出轴上，且随该轴一起同步转动，光电跟踪器固定在光电自动检测机构的外端盖内壁上，其上的光源和光电二极管对称布置，并对准同步器周边上与60成整倍数的孔数，孔的位置与回转中心等径等分，在任一孔位径上多作一个计数孔，通过光电跟踪与转换装置，把电信号输入到计算机及其控制装置。
专利摘要本实用新型是一种光、机、电结合为一体的数字式自动无级变速装置。该装置由自动调速机构，机构无级变速机构，光电自动检测机构，计算机及其接口控制装置组成。本实用新型能实现在线自动调速和无级变速、自动检测。广泛用于轻工、食品、化工等行业的自动生产线。
文档编号F16H3/02GK2128395SQ9221481
公开日1993年3月17日 申请日期1992年6月19日 优先权日1992年6月19日
发明者陈庆生 申请人:重庆大学