专利名称：Cvt无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传动系中的变速机构一无级变速器，具体讲就是无级变速器的调速机构。
背景技术：
CVT即英文Continuousl Variable Transmission縮略语，简称无级变速传动或无段变速传动，采用了该机构的变速器称为无级变速器或变速箱，简称CVT变速器。这种CVT变速器主要包括两个锥形盘和一个钢带链条组成，锥形盘就是把两个圆锥形的盘片组合在一起形成一个带V型槽的驱动盘，通过锥形盘轴向间距的改变来实现传动比的调节。推力钢带式CVT经过近些年的发展，己取得了很大的进步，并在小型车上得到成功的应用和推广，但由于金属间摩擦系数的限定以及带抗拉能力的制约，使得其在大扭矩传递中一直没有获得突破性进展，使得CVT实际油耗和成本优势并不明显。
现有技术中的调速机构采用了液压机构来实现加压和调速，由于加压是通过液压给动盘提供长期的压力，使得其效率很低，根据分析大约有10%左右的发动机的功率消耗在该液压机构上；调速是通过液压缸的动作驱动并调整输入带
轮轴上设置的活动锥盘与固定锥盘间的轴向间距，以及扭矩输出轴上的固定锥
盘和活动锥盘间的轴向间距，从而实现变速传动。采用液压装置对执行元件实
施控制是十分复杂，制造成本高，使得CVT实际油耗和成本优势并不明显。而且
液压系统对零件制造精度要求很高，而且受环境影响较大。
发明内容
本发明的目的就是提供一种CVT无级变速器，采用机械方式驱动锥形盘动作保持其传动的正常与可靠性，减少发动机的动力消耗。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案 一种CVT无级变速器，输
入带轮轴机构与输出带轮轴机构机构之间设置传输钢带，输出带轮轴机构与扭
矩输出轴周向固定传递扭矩，所述的输入带轮轴机构包括输入带轮轴上有固定
锥盘和输入带轮轴上套设的活动锥盘，活动锥盘与输入带轮轴轴向移动、周向
固定连接，输出带轮轴机构包括扭矩输出轴上有固定锥盘和扭矩输出轴上套设
的活动锥盘，活动锥盘与扭矩输出轴轴向移动、周向固定连接，其特征在于
所述的输入带轮轴上的活动锥盘或扭矩输出轴上的活动锥盘中至少有一个与螺
纹传动副相连，螺纹传动副与电机相连。
由上述技术方案可知，本发明采用机械方式即螺纹传动副代替现有技术中
的液压机构实施变速调节，通过电机驱动螺纹传动副带动活动锥盘移动使其完
成正常的变速工作，采用上述机械方式调节，活动锥盘的背面受到均匀的作用
力，活动锥盘移动沿其轴向平稳移动调节与固定锥盘之间的间距，本发明减少
了由于液压机构消耗发动机提供的部分功率，提高了发动机的效率，同时由于
采用了机械传动的方式，显著地降低部件的加工成本和装配工序。
图1是本发明的传动机构原理图2是本发明的结构示意图3是图1中的局部放大示意图4是图2中的A-A剖视图。
具体实施例方式
参见图l、 2、 3、 4， 一种CVT无级变速器，输入带轮轴机构20与输出带轮轴机构30机构之间设置传输钢带10，输出带轮轴机构30与扭矩输出轴40周向
5固定传递扭矩，所述的输入带轮轴机构20包括输入带轮轴21上有固定锥盘22和输入带轮轴21上套设的活动锥盘23，活动锥盘23与输入带轮轴21轴向移动、周向固定连接，输出带轮轴机构30包括扭矩输出轴40上有固定锥盘31和扭矩输出轴40上套设的活动锥盘32，活动锥盘32与扭矩输出轴40轴向移动、周向固定连接，所述的输入带轮轴21上的活动锥盘23或扭矩输出轴40上的活动锥盘32中至少有一个与螺纹传动副相连，螺纹传动副与电机50相连。这里，至少一个的含义就是，输入带轮轴21的活动锥盘23与扭矩输出轴40上的活动锥盘32中，两者中可以有一个采用机械结构形式的移动机构，也可以是两者同时采用，具体实施时，通常只是选择输入带轮轴21上的活动锥盘23采用机械结构形式的调节机构实现活动锥盘23与固定锥盘31之间间距的调节，既可实现传动比的调节，以下具体说明。
以下结合附图2、 3、 4说明具体优选的方案，所述的螺纹传动副包括一个与输入带轮轴21上的活动锥盘23轴向固定、周向转动配合齿圈56，齿圈56的内圈后段设置螺纹与螺杆60的外螺纹配合，齿圈56外侧有齿轮与齿轮轴55上的齿轮51啮合，齿轮轴55由电机50驱动，齿圈56、螺杆60罩设在活动锥盘23的后部且三者的回转中心重合，螺杆60与变速器箱体固定连接，齿轮轴55位于活动锥盘23的旁侧且两者的轴芯平行。
所述的齿轮轴55由两端设置的轴承安装在变速器箱体上，齿轮轴55上设置有涡轮53，与涡轮53配合的蜗杆52由轴承固定在变速器箱体上，蜗杆52的一端由联轴器54与电机50相连。所述的齿圈56的内圈前段光孔部位与活动锥盘23的背面的轴身之间设置轴承57，所述的齿圈56的内圈中部开设有凹槽与活动锥盘23的背面的轴身的后端开设的凹槽之间设置卡环58、 59，卡环58、59—方面用来固定轴承57， 一方面使活动锥盘23与齿圈56的轴向固定，两者 可以相互转动。
齿圈56内侧带有传动螺旋副、外侧为直齿轮，齿圈56通过轴承57安装在 输入带轮轴的活动锥盘23上，在周向方向，齿圈56相对输入带轮轴机构30的 活动锥盘23能够相对转动，轴向通过卡环58、 59将齿圈28轴向固定在输入带 轮轴活动锥盘23上，齿圈56上的外齿与齿轮轴55上的齿轮51相互啮合，管 座状的螺杆60外圈有螺纹与齿圈56内侧的螺纹段配合构成螺旋传动副，螺杆 60固定在箱体上，并且相对于箱体，螺杆60的轴向和周向都被固定。当步进电 机50转动时，经由连轴器54带动蜗杆52转动，蜗杆52与蜗轮53配合带动齿 轮轴55转动，齿轮51随动进而带动齿圈56转动，由于螺杆60固定在箱体上， 使得齿圈56在转动的同时又作轴向移动，由于齿圈56与活动锥盘23轴向被固 定，所以活动锥盘23同时作轴向移动，从而实现活动锥盘23与固定锥盘22之 间间距的调整，实现了转速的调节。
通过改变电机转向就可以实现输入带轮轴21上的活动锥盘23朝不同方向 做轴向运动，从而实现变速功能。由于输入带轮轴21上的活动锥盘23和固定 锥盘22配合以及扭矩输出轴40上的活动锥盘32和固定锥盘31配合向传输钢 带10实施夹紧且两侧夹紧力大小相差不大，并且电机输出运动通过蜗轮蜗杆、 齿轮及丝杠螺母副的减速后动力得到放大，足已推动输入带轮轴21上的活动锥 盘23做轴向运动，实现变速。
所述的活动锥盘23的背面设置有环形的凹槽容纳碟形弹簧24，弹簧档圈 26的前端面抵靠在碟形弹簧24上。采用碟形弹簧可以实现均匀可靠的的弹力提 供以及轴向布置空间也小。所述的活动锥盘32的环形背面与弹簧档圈33之间设置碟形弹簧35，碟形 弹簧35套设在活动锥盘32的环形背面柱状的管壁上，弹簧档圈33由扭矩输出 轴40上设置的螺母34固定，这种结构便于扭矩输出轴40的合理布置以及其上 各部件的装配，同时其受力更为合理。
与所述的活动锥盘23、 32配合的输入带轮轴21、扭矩输出轴40的轴身上
开设沿轴长方向布置的条形槽211、 41，条形槽211、 41与活动锥盘23、 32的
孔壁上开设的凹槽配合构成的空腔用来容纳有钢珠25、 42。这种结构便于实现
转动配合，同时保证轴向移动的实现，而且装配也十分简单。
调速机构是通过上图中的丝杆螺母机构实现，由于只需通过选择合适的弹
簧特性，就能使输入及输出轴上的夹压弹簧力得到很好的平衡，从而使得丝杆
只要提供很小的轴向力就可以推动活动压板轴向移动实现调速，所以通过选择
合适的中间减速比，选择小型直流电机就可以提供相应的轴向力从而实现调速
的功能；又由于丝杆螺母及蜗轮蜗杆具有自锁功能，所以当电机停转后，输入
输出轴上的弹簧力由于存在不平衡而产生的压力差都会通过丝杆螺母及蜗轮蜗
杆的自锁功能而得到抵消，速比将稳定在设定值不变。
权利要求
1、一种CVT无级变速器，输入带轮轴机构(20)与输出带轮轴机构(30)机构之间设置传输钢带(10)，输出带轮轴机构(30)与扭矩输出轴(40)周向固定传递扭矩，所述的输入带轮轴机构(20)包括输入带轮轴(21)上有固定锥盘(22)和输入带轮轴(21)上套设的活动锥盘(23)，活动锥盘(23)与输入带轮轴(21)轴向移动、周向固定连接，输出带轮轴机构(30)包括扭矩输出轴(40)上有固定锥盘(22)和扭矩输出轴(40)上套设的活动锥盘(32)，活动锥盘(32)与扭矩输出轴(40)轴向移动、周向固定连接，其特征在于所述的输入带轮轴(21)上的活动锥盘(23)或扭矩输出轴(40)上的活动锥盘(32)中至少有一个与螺纹传动副相连，螺纹传动副与电机(90)相连。
2、 根据权利要求1所述的CVT无级变速器，其特征在于所述的螺纹传动副包括一个与输入带轮轴(21)上的活动锥盘(23)轴向固定、周向转动配合齿圈(56)，齿圈(56)的内圈后段设置螺纹与螺杆(60)的外螺纹配合，齿圈(56)外侧有齿轮与齿轮轴(55)上的齿轮(51)啮合，齿轮轴(55)由电机(50)驱动，齿圈(56)、螺杆(60)罩设在活动锥盘(23)的后部且三者的回转中心重合，螺杆(60)与变速器箱体固定连接，齿轮轴(55)位于活动锥盘(23)的旁侧且两者的轴芯平行。
3、 根据权利要求1或2所述的CVT无级变速器，其特征在于所述的齿轮轴(55)由两端设置的轴承安装在变速器箱体上，齿轮轴(55)上设置有涡轮(53)，与涡轮(53)配合的蜗杆(52)由轴承固定在变速器箱体上，蜗杆(52)的一端由联轴器(54)与电机(50)相连。
4、 根据权利要求2所述的CVT无级变速器，其特征在于所述的齿圈(56)的内圈前段光孔部位与活动锥盘(23)的背面的轴身之间设置轴承(57)，所述的齿圈(56)的内圈中部开设有凹槽与活动锥盘(23)的背面的轴身的后端开设的凹槽之间设置卡环(58)、 (59)。
5、 根据权利要求2或4所述的CVT无级变速器，其特征在于所述的活动锥盘(23)和活动锥盘(32)的锥面的背面各设置有弹簧档圈(26)、 (33)，活动锥盘(23)与弹簧档圈(26)之间设置碟形弹簧(24)，所述的活动锥盘(23)的背面设置有环形的凹槽容纳碟形弹簧(24)，弹簧档圈(26)的前端面抵靠在碟形弹簧(24)上，所述的活动锥盘(32)的环形背面与弹簧档圈(33)之间设置碟形弹簧(35)，碟形弹簧(35)套设在活动锥盘(32)的环形背面柱状的管壁上，弹簧档圈(33)由扭矩输出轴(40)上设置的螺母(34)固定。
6、 根据权利要求5所述的CVT无级变速器，其特征在于与所述的活动锥盘(23)、 (32)配合的输入带轮轴(21)、扭矩输出轴(40)的轴身上开设沿轴长方向布置的条形槽(211)、 (41)，条形槽(211)、 (41)与活动锥盘(23)、 (32)的孔壁上开设的凹槽配合构成的空腔分别容纳有钢珠(25)、 (42)。
全文摘要
本发明涉及无级变速器的调速机构，采用机械方式驱动锥形盘动作保持其传动的正常与可靠性，减少发动机的动力消耗，所述的输入带轮轴上的活动锥盘或扭矩输出轴上的活动锥盘中至少有一个与螺纹传动副相连，螺纹传动副与电机相连。通过电机驱动螺纹传动副带动活动锥盘移动使其完成正常的变速工作，活动锥盘的背面受到均匀的作用力，活动锥盘移动沿其轴向平稳移动调节与固定锥盘之间的间距，本发明提高了发动机的效率，显著地降低部件的加工成本和装配工序。
文档编号F16H9/02GK101463887SQ20091011606
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者潘国扬 申请人:奇瑞汽车股份有限公司