专利名称：转臂输入式钢球无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明属于转臂输入式行星摩擦无级变速器领域。适用于需要无级变速范围宽广的各种不同场合下的动力传动。
钢球作为行星轮的行星钢球无级变速器(中国专利号ZL93213958.2)其传动特征是主动锥轮带动钢球作行星运动。由于保持架和调速盘的尺寸受到限制，使得心轴的倾角α也受到限制，导致变速范围受到限制。一般情况下，输入转速为1500转/分时，输出转速的范围为-350至+200转/分。该变速器的调速部分采用齿轮差动机构，机构比较复杂，制造成本高。详情参见行星钢球无级变速器(中国专利号ZL93213958.2)。
行星锥鼓轮式无级变速器(如图4所示)中，行星锥鼓轮(3)是由两段半径不同的圆弧母线组成的旋转体，由转臂(1)带着作公转。同时在固定环(4)的摩擦作用下产生自转形成行星运动。将行星锥鼓轮(3)作轴向移动，改变行星锥鼓轮(3)、固定环(4)和从动环(2)的接触半径，从而改变输出转速，并可获得很宽广的变速范围。当输入转速为1500转/分时，输出转速为-1250至+375转/分。这种变速器没有自动加压装置，行星锥鼓轮、固定环和从动环三者之间的压紧力是依靠行星锥鼓轮公转时产生的离心力提供的。输入转速提高时，输出转矩增大。但输入转速过高会引起接触点正压力过大而降低寿命。同时，在无负载或轻负载运转时，压紧力相对过大，大大超过摩擦力所需的数值。另外，这种变速器中的行星锥鼓轮的加工制造困难，变速器的整体轴向尺寸较长。有关结构和计算参见阮忠唐主编《机械无级变速器》机械工业出版社1983年。
本发明的目的是以钢球作行星运动，盘形转臂输入的方式实现宽广的变速范围，并具有一定恒功率特性和简单的调速机构。
本发明的目的是这样实现的如
图1所示，变速器中有多个钢球(9)，钢球内装有轴承和心轴(10)。心轴(10)两端装在盘形转臂(7)、(14)的径向直槽中，盘形转臂(7)、(14)用螺钉联接成一体。输入轴(1)与盘形转臂(7)、(14)用键相联接，输入轴(1)带动盘形转臂(7)、(14)转动，并通过插在盘形转臂(7)、(14)的径向直槽中的心轴(10)带动钢球(9)作公转，即绕输入轴线转动。固定锥环(8)固定在箱体(19)内。在固定锥环(8)的摩擦作用下，钢球(9)在公转的同时又产生自转。从动锥轮(11)将钢球(9)的自转与公转运动合成之后，经自动加压器(12)由输出轴(13)将动力输出。内环(15)空套在输入轴(1)上，随钢球(9)转动，起支承钢球(9)的作用。改变心轴(10)的倾角α，使钢球(9)与固定锥环(8)和从动锥环(11)之间的接触半径改变即可改变输出轴的转速。
如图2所示，曲槽板(16)上开有曲线槽，心轴(10)的一端插入到曲线槽内，利用曲线槽(相当于凸轮)来控制心轴(10)的倾角α。在曲槽板(16)的空心套上开有一条斜槽，斜槽的中心线与轴线成一夹角β。盘形转臂(7)的空心套上沿轴线方向开了一条直槽，即轴向直槽(如图3所示)。曲槽板(16)套在盘形转臂(7)上，它们之间为间隙配合，可以相对转动，但不能相对轴向移动。弹簧卡圈(20)卡在盘形转臂(7)上，其作用是防止它们之间产生相对轴向移动。
调速时，转动蜗杆(4)使蜗轮(3)转动并带动齿轮(5)转动，使得齿条(2)沿平行于输入轴(1)的轴线作轴向移动。齿条(2)固定在滑套外圈(17)上。滑套外圈(17)在齿条(2)的带动下也作轴向移动，但不能转动。滑套外圈(17)和滑套内圈(18)之间装有轴承，滑套内圈(18)也随滑套外圈(17)一起作轴向移动。同时滑套内圈(18)随曲槽板(16)一起转动。滑套内圈(18)上装有一个圆柱销(6)，圆柱销(6)穿过曲槽板(16)上的斜槽插入盘形转臂(7)的轴向直槽中。由于圆柱销(6)的轴向移动，迫使盘形转臂(7)和曲槽板(16)之间产生相对转动。在曲槽板(16)的曲线槽的作用下，心轴(10)的倾角α产生变化，从而改变了钢球(9)与固定锥环(8)和从动锥环(11)之间的接触半径，使输出转速变化。
本发明所产生的效果如下
1.变速范围大，如果输入轴的旋转方向一定时，变速器的传动比i＝-1.3至+0.25，即当输入转速为1500转/分时，输出转速为-2000至+375转/分；2.在输出端装有自动加压器(12)，可随负载的变化自动改变钢球(9)与固定锥环(8)和从动锥环(11)之间的压力，并在低转速输出时可获得较大的转矩；3.调速装置简单可靠，加工制造容易。
权利要求
1.转臂输入式钢球无级变速器，其特征是输入轴(1)与盘形转臂(7)、(14)用键相联接，输入轴(1)带动盘形转臂(7)、(14)转动，通过心轴(10)带动钢球(9)作公转，即绕输入轴(1)的轴线转动，固定锥环(8)固定在箱体内，钢球(9)在固定锥环(8)的摩擦作用下，同时又作自转，从动锥轮(11)将钢球(9)的自转与公转合成后，经自动加压器(12)由输出轴(13)将动力输出。
2.根据权力要求1所述的转臂输入式钢球无级变速器，其调速机构的特征是齿条(2)固定在滑套外圈(17)上，滑套外圈(17)不能转动，滑套内外圈之间装有轴承，滑套内圈(18)随盘形转臂(7)、曲槽板(16)一起转动，滑套内圈(18)上装有一个圆柱销(6)，圆柱销(6)穿过曲槽板(16)上的斜槽，插入盘形转臂(7)的轴向直槽中，在齿条(2)的带动下，滑套外圈(17)、滑套内圈(18)和圆柱销(6)一起轴向移动，迫使盘形转臂(7)和曲槽板(16)之间产生相对转动，从而改变心轴(10)的倾角α。
3.根据权力要求2所述的调速机构，其特征在于曲槽板(16)上开有一条斜槽，斜槽的中心线与轴线成一夹角β，盘形转臂(7)在沿轴线方向上开了一条轴向直槽。
4.根据权力要求2所述的调速机构，其特征在于曲槽板(16)套在盘形转臂(7)上，它们之间为间隙配合，弹簧卡圈(20)卡在盘形转臂(7)上，用来防止它们之间产生相对轴向移动。
全文摘要
本发明属转臂输入式行星摩擦无级变速器领域，主要由盘形转臂(7)，(14)、钢球(9)、从动锥轮(11)、固定锥环(8)和内环(15)组成，结构原理如图1所示，输入轴(1)带动盘型转臂(7)，(14)转动，盘型转臂(7)、(14)通过心轴(10)带动钢球(9)作行星运动，从而带动从动锥轮(11)转动，经过V型槽自动加压器(12)、输出轴(13)将动力传递出来。调速机构沿轴向移动滑套外圈(17)使盘型转臂(14)与曲槽板(16)之间产生相对转动，进而调整心轴(10)的倾角α，即可以达到变速的目的。
文档编号F16H15/00GK1151491SQ9511425
公开日1997年6月11日 申请日期1995年12月5日 优先权日1995年12月5日
发明者徐海涛, 徐琦, 胡莉妮 申请人:胡莉妮, 徐琦, 徐海涛