一种无自旋无级变速器及其调速装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域的传动装置，具体讲就是牵引式无级变速器。
【背景技术】
[0002]牵引式全环面型无级变速器以及牵引式半环面型无级变速器已经有部分装车并投入市场，如中国专利公开号CN 101479503B、CN 100460715C、CN 1116536C、CN102725561B以及CN 101156006A都公开了这种类型的无级变速器。这种类型的变速器主要构成是:输入轴、轴向加载装置、输入锥盘、传动滚轮、输出锥盘、输出轴，原理都是借助牵引油在输入盘、传动滚轮和输出盘接触区间的牵引性能来传递运动和动力的，这样的设计改善了接触面间的摩擦条件，提高了承载能力，适用于中、大排量轿车。
[0003]这两种无级变速器:牵引式全环面型无级变速器以及牵引式半环面型无级变速器在调速过程中，由于输入锥盘、输出锥盘的曲面回转母线是圆弧线，滚轮只需要绕着一点摆动，通过改变其与输入锥盘、输出锥盘的接触位置来调整变速比，输入锥盘与输出锥盘均不需要沿着轴向移动。这两种环面无级变速器在大多数的工作状态下，都不能避免“自旋”效率损失。“自旋”一词通常在描述牵引传动装置时被用到，其意指牵引表面与被牵引表面的速度没有精确地以相互匹配的方式滚动时所发生的空转现象。这种“自旋”会造成牵引效率降低、油温升高、工件表面软化等不良后果。
[0004]为了在一定的调速比范围下都可以避免这种“自旋”效率损失，可以采用一种:无自旋无级变速单元，这种无自旋无级变速单元输入锥盘与输出锥盘的采用特殊的曲面，这种曲面可以使得输入锥盘、输出锥盘以及滚轮在调速过程中均能保证没有“自旋”的牵引传动。
[0005]这种无级变速单元的不足之处在于:其在调速过程中，除了滚轮需要摆动一定角度之外，滚轮、输入锥盘以及输出锥盘的位置均需要调整自身位置，控制复杂。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是:提供一种在一定变速比范围内均能避免自旋效率损失的无级变速器以及其简单的调速装置。
[0007]为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下属技术方案:包含输入轴、输入轴轴向加压装置，输入锥盘、滚轮、输出锥盘、输出轴轴向加压装置、输出轴；输入轴轴向加压装置固定安装在输入轴上，并能向输入锥盘提供轴向力保证输入锥盘与滚轮压紧接触；输出轴轴向加压装置固定安装在输出轴上，并能向输出锥盘提供轴向力保证输出锥盘与滚轮压紧接触；输入锥盘、滚轮、输出锥盘靠牵引力传递动力，滚轮摆动一定角度实现调速；输入锥盘，输出锥盘的回转曲面的母线是一种对数曲线，滚轮安装在耳轴上，滚轮可以沿着自身回转轴线转动，滚轮相对于耳轴的位置不变；滚轮上接触点法线与滚轮回转轴线的交点为滚轮不动点，滚轮不动点到接触点的距离为IV滚轮的半锥角为Θ ;耳轴两端安装有耳轴滑块，耳轴滑块只能相对于耳轴沿自身回转轴线转动，通过限制耳轴滑块的位移使得在调速过程中滚轮不动点只能沿着输入、输出锥盘的径向移动；中心环按距离位置要求加工在耳轴两端，中心环的轴线与不动点的距离保持为iVcos Θ ;中心环与中心滑块铰接，中心滑块被限制成仅能沿着输入、输出锥盘的回转轴线的平行方向平动，通过中心滑块的位置的变化来调整耳轴与滚轮的位置以及摆动角度从而达到调速的目的；在耳轴调速过程中，输入锥盘与输出锥盘可以分别需要沿着自身回转轴线移动，同时输入轴轴向加压装置以及输出轴轴向加压装置均能保证继续产生轴向力。
[0008]本发明提供的无自旋无级变速器及其调速装置，具有这样的有益效果:即在调速范围内，这种无自旋无级变速器无自旋效率损失，而且这种无自旋无级变速器可以用简单的控制方式来进行调速。
【附图说明】
[0009]图1是无自旋无级变速单器的主剖视图。
[0010]图2是图1的1-1剖视图。
[0011]图3是图1的仰视图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明做进一步详细描述。
[0013]图1示出本无自旋无级变速单器的主剖视图。如图所示，在本方案中，输入轴5上安装有输入轴凸轮6a，输入轴凸轮6a与输入轴凸轮滚子6b、输入轴滚子架6c组成了输入轴轴向加压装置，用于向无自旋输入锥盘7提供轴向力，用于保证其与无自旋滚轮11保持压紧接触于输入点C，无自旋滚轮11安装在滚轮轴10上，滚轮轴10固定安装在耳轴9上，最终可以保证无自旋滚轮11相对于耳轴9的位置保持固定，无自旋滚轮11仍可以绕着自身的滚轮回转轴线4转动；另一边，输出轴14上安装有输出轴凸轮13a，输出轴凸轮13a与输出轴凸轮滚子13b、输出轴滚子架13c组成了输出轴轴向加压装置，用于向无自旋输出锥盘12提供轴向力，用于保证其与无自旋滚轮11保持压紧接触于输出点D ;无自旋输入锥盘7、无自旋滚轮11与无自旋输出锥盘12之间靠牵引力传递动力。其中耳轴9、滚轮轴10与无自旋滚轮11在无自旋输入锥盘7与无自旋输出锥盘12之间成上下对称分布。
[0014]其中无自旋输入锥盘7的输入回转曲面母线8a以及无自旋输出锥盘12的输出回转母线8b的是一种对数曲线，输入点C的输入法线3与输出点D的输出法线28与无自旋滚轮11的滚轮回转轴线4的交点为滚轮不动点25，该滚轮不动点25到输入点C与输出点D之间的距离均是IV滚轮的半锥角是Θ ;中心环16被加工在耳轴9上，中心环被限制在只能沿着平行于锥盘轴向I的方向上移动。
[0015]图2是图1的1-1剖视图。如图所示，耳轴9、滚轮轴10与无自旋滚轮11在无自旋输入锥盘7与无自旋输出锥盘12之间成上下对称分布，在耳轴的两端加工有中心环16，其上的中心孔轴线17与滚轮不动点25的距离为Dl，Dl=rQ/cos Θ，中心滑块18上有圆柱销将两个耳轴9上的中心环16铰接在一起，中心滑块18被限制成只能沿着平行于锥盘轴向I的方向上移动，中心滑块上有螺纹孔，在耳轴9的两端的两个中心滑块18中的一个与丝杠19连接，通过丝杠19来控制中心滑块18的轴向位移，从而限制中心环16的位置；在耳轴两端加工有耳轴孔24，耳轴孔轴线23过滚轮不动点25，在耳轴孔上安装有耳轴滑块15，耳轴滑块15被限制成只能沿着锥盘径向2的平行的方向移动，由于无自旋滚轮11与滚轮轴10固定安装在耳轴9上，耳轴滑块15的移动即是限制滚轮不动点25能在调速过程中沿着锥盘径向2的平行的方向移动。
[0016]图3是图1的仰视图，图3中示出了这种无自旋无级变速器的控制装置，步进电机22与I齿轮21联接，I齿轮21与II齿轮20啮合，II齿轮20与丝杠19连接，丝杠19与中心滑块18连接，从而步进电机22可以控制中心滑块18的轴向位移，中心滑块18与耳轴的中心环16铰接，从而中心孔轴线17能沿着X轴的方向移动。
[0017]由上述可以看出，中心孔轴线17被限制在只能沿着沿着平行于锥盘轴向I的方向上移动，同时，滚轮不动点25只能在调速过程中沿着锥盘径向2的平行的方向移动。采用这种变速单元以及这种控制方式，即可以在调速范围内，无自旋效率损失，而且这种无自旋无级变速器可以用简单的控制方式来进行调速，即仅通过控制中心滑块18的轴向位置，既可以使得耳轴9以及滚轮轴10的摆动与位置均达到无自旋传动的要求。
【主权项】
1.一种无自旋无级变速器及其调速装置，包含输入轴、输入轴轴向加压装置，输入锥盘、滚轮、输出锥盘、输出轴轴向加压装置、输出轴；输入轴轴向加压装置固定安装在输入轴上，并能向输入锥盘提供轴向力保证输入锥盘与滚轮压紧接触；输出轴轴向加压装置固定安装在输出轴上，并能向输出锥盘提供轴向力保证输出锥盘与滚轮压紧接触；输入锥盘、滚轮、输出锥盘靠牵引力传递动力，滚轮摆动一定角度实现调速；输入锥盘，输出锥盘的回转曲面的母线是一种对数曲线，滚轮安装在耳轴上，滚轮可以沿着自身回转轴线转动，滚轮相对于耳轴的位置不变；滚轮上接触点法线与滚轮回转轴线的交点为滚轮不动点，滚轮不动点到接触点的距离为IV滚轮的半锥角为Θ ； 其特征是:耳轴两端安装有耳轴滑块，耳轴滑块只能相对于耳轴沿自身回转轴线转动，通过限制耳轴滑块的位移使得，在调速过程中滚轮不动点只能沿着输入、输出锥盘的径向移动；中心环按距离位置要求加工在耳轴两端，中心环的轴线与不动点的距离保持为rQ/cos Θ ;中心环与中心滑块铰接，中心滑块被限制成仅能沿着输入、输出锥盘的回转轴线的方向平动，通过中心滑块的位置的变化来调整耳轴与滚轮的位置以及摆动角度从而达到调速的目的；在耳轴调速过程中，输入锥盘与输出锥盘可以分别需要沿着自身回转轴线移动，同时输入轴轴向加压装置以及输出轴轴向加压装置均能保证继续产生轴向力。
【专利摘要】本发明公开了一种无自旋无级变速器及其调速装置；旨在提供一种在一定变速比范围内均能避免自旋效率损失的无级变速器；它包含输入轴、输入轴轴向加压装置，输入锥盘、滚轮、输出锥盘、输出轴轴向加压装置、输出轴；输入锥盘、输出锥盘分别与滚轮压紧接触，靠牵引力传递动力，输入锥盘，输出锥盘的回转曲面的母线是一种对数曲线，滚轮安装在耳轴上，通过限制耳轴滑块的位移使得滚轮不动点只能沿着锥盘径向移动，中心环按距离位置要求加工在耳轴两端，通过中心滑块的位置的变化来调整耳轴与滚轮的位置以及摆角从而达到简单实现调速的目的；同时在调速过程中输入锥盘与输出锥盘分别需要沿着自身回转轴线移动。
【IPC分类】F16H15-38
【公开号】CN104776181
【申请号】CN201510189617
【发明人】李青涛, 李华, 姚进
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月21日