专利名称：径向加压式机械自动无级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属机械无级变速器技术领域。
此前专利申请号88019003.4获96年全国发明金奖的“自动无级变速链轮系统”，是用自行车中轴大扭簧等、外推8只超越离合器作扩径、上坡加载力压簧缩径的主动轮自动无级(降速)变速系统，变速范围小，骑行时8只超越离合器内外抛收不息并带动张紧轮链系收放不息，能耗高！各结构件滑动面很多并有多重弹簧力，损耗大！再加全系统开敞而缺陷明显。
本实用新型(下称本系统)目的是提供一种变速范围大，变速能耗低、结构体积小而有明显增速功能的自动无级变速器，并使之完全适用于自行车。它仅用装于自行车中轴壳内的一对弧锥轮和一对滚轮及其加压构件，就能应用相互传动时的力矩差实现上述多项目的！所以
图1首先是示出本系统利用力矩差变速的结构原理图；图2是系统由中轴至后轴的传动结构图；图3是图2中轴壳的E-E剖视图，在于示出本系统的加压构件，用三幅图共同说明本系统的主体结构。
由
图1可见在自行车中轴上固装着传送脚踏力的主动弧锥轮(1)，又滚装着可反馈车行转矩力的从动弧锥轮(轮后的传动齿轮未画)(3)，在(1)(3)共成弧圆的弦向，垂直轴对称装一对压传滚轮(2)，(2)由能沿背面钢球碗转动的滚轮(2-1)(由它滚传两弧锥轮的转矩)、与滚轮同轴的油缸(2-2)及与油缸连体的摆轴承(2-3)组成，该连体件内腔有分叉箭头方向的液压力推滚轮(2-1)由O出发，径向压向两弧锥轮。脚踏力由主动弧锥轮(1)经一对滚轮(2-1)同时传动从动弧锥轮(3)驱车，此4滚动体是等线速传动。图中是脚踏力与车行转矩力相等时压传滚轮(2)的均位，当脚踏力比车行转矩力大或相反时，压传滚轮(2)会按图中双向箭头沿弧圆面双向摆移而使(1)(3)对称变速，依上述两力之差自动进行。为何？因压传滚轮(2)的摆移中心定位于弧锥轮弧圆心O，由0至滚轮(2-1)与两弧锥轮的压接点OA、OB距离或垂直距离OA’、OB’均相等；又因油缸(2-2)和缸压力均驻至与滚轮(2-1)同轴并沿弧圆径向同步摆移，故对AB两点的压接力在摆移范围内亦相等，O点两侧力矩平衡。但压接外力即脚踏力或车行转矩力有变，力矩瞬时差就驱压传滚轮(2)绕O双向摆移。即传动中的(2)成为主、从两弧锥轮转矩变化的反应器与传感器。O点两侧的力矩瞬时差是(2)的摆移动力。再说本系统的加压构件根据固体表面摩擦力大小随使物体压在一起的力成正比而与两者接触面积无关的库仑摩擦定律，为使滚轮(2-1)向两弧锥轮密布槽纹的弧圆传动面施加强大径向正压力见图3中停车支脚(9)与双肘杆(9-1)的长度比和加压塞(10)与油缸(2-2)的载面积比构成的双重增力，加压塞(10)已将流体压出，按箭头所示将一对滚轮(2-1)同步向心推进0.5-1毫米，即压紧上述两弧锥轮传动面(图中未画。参见
图1弧锥轮与滚轮位置关系)，由自行车中轴壳上方的停车支脚(9)的运动弧长变滚轮(2-1)运动1毫米长相比，可知其增力倍数很大！扳起或下撑停车支脚即带动加压塞(10)上、下行完成加压或卸压，很实用。图3是图2中轴壳矩形处的E-E剖视，在于示出本系统的加压构件，在图中连接油路下部的调压缸(11)，有补液、保压和可手调压力的作用，图示摆轴承(2-3)为长静压腔室，可提高压传滚轮(2)的垂直摆移精度和反向支持力。
有益效果本系统结构简洁，全封闭于中轴壳内，力线封闭，应力对消，它采用力矩差变速，无任何弹簧力损耗；它又是主、从轮对称变径调速，变速范围大而体积小，如一对弧锥轮大小弧径比为4，则变径比为16，超过有级40速，此对称大变速量，若用于摩托车，可不用2级减速与发动机直配而更便捷省油。它的对称大变速量使其增速功能明显例如在车行平路面而踏力、踏速不变时，因车行动惯量渐增，而本系统无多余的“级”约束，力矩差就畅越平衡点驱压传滚轮(2)向增速侧摆移，此时同为脚踏1周，则车行更长距离，对称变速量越大增速越明显！这是双向对称自动变速结构决定功能之理。本系统为径向加压传动单腔结构，变双腔用于汽车等，可大幅简化变速与操纵结构。
实施例全封轴传动自行车优越性明显，在日本等国市场占有率逐年大幅提高，但配套变速只有后轴内3速；国内轴传动自行车在南京因用者、修者难调除传动间隙而拒用，故结构要方便调隙。图2为轴传动视图按锥齿轮(3)、(4)、直传轴(5)、锥齿轮(6)至后轴单向器外壳锥齿轮(7)驱车，均为轴传动原有结构与顺序；现在只需在中轴壳内匹配装上主动弧锥轮(1)、一对压传滚轮(2)两滚动体，把从动弧锥轮(3)与首传锥齿轮(3)同轴组合仍称(3)，脚踏力由主动弧锥轮(1)经一对压传滚轮(2)滚传(3)，其余不变，就得到国内外今之独有对称大变速量与独具增速功能的全自动变速自行车，自动适应即使在任何一马平川的城乡皆有的各类长短角度不等的坡途，什么变速把、变速线及相关操作精力等，全不要了！变速功耗可达不计，唯其自动大变速量(本例图2的弧锥轮大小弧径比为双向3.3，超出有级20速)和对称变速结构的自动增速功能，才使我们尽享其实用便利和结构功利！为方便消除传动间隙在直传轴(5)两端锥齿轮(4)、6)的钢球碗后，各装1碟弹簧C，如图2，只需旋动锥齿轮(6)前螺帽，利用轴向力传递压迫两碟簧C扩径或缩径，以直传轴(5)连同锥齿轮(4)前推，迫紧锥齿轮(3)后，涨紧在自行车后撑管(8)的内壁，不拆解中轴壳即完成除隙与定位。本实施例以两压传滚轮(2)的摆轴心O-O线为垂直制造基准，只需用中轴两端帽轴向微调两弧锥轮弧圆传动面对O-O线的微量偏移，即调定该车变速力度，供不同需求。
权利要求一种在同轴对置的一对弧锥轮(1)和(3)所共成弧圆的弦向、再垂直轴对称装一对压传滚轮(2)而组成的径向加压式机械自动无级变速器，其特征是(2)又由滚轮(2-1)、作用力与其同轴的油缸(2-2)和与油缸连体的摆轴承(2-3)同轴组成，而压传滚轮(2)的摆移中心和径向力的出发点，则都在所述弧圆的圆心O。
专利摘要本实用新型属机械无级变速器技术领域。这是世界上迄今唯一能以主、从动轮双向对称自动无级变速、唯一具有自动增速功能的双唯一自动无级变速器。它由同轴的一对弧锥轮(1)与(3)，经一对能随(1)与(3)在传动中力的变化而自动改变弦向位置的压传滚轮(2)的传动所组成，结构极为简洁。它完全适用于构成新一代全自动变速自行车。唯其大变速量,才能自动适应城乡各类坡途，唯其自动增速功能，才可尽享自动变速与自动增速的双重便利。将其用于摩托车，不用2级减速即可与发动机直配而便捷省油。
文档编号F16H15/04GK2592960SQ01218099
公开日2003年12月17日 申请日期2001年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者陆应奎 申请人:陆应奎, 陆亚靖