专利名称：无级变速传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以下类型的滚动牵引式变速器，在该滚动牵引式变速器中通过至少一个滚子将驱动力(drive)从一个座圈传递到另一个座圈，所述至少一个滚子的定向可以根据变速器传动比的变化而改变。更具体地，它涉及这样的变速器，在该变速器中所述滚子安装在通过太阳轮和环形齿轮控制的过桥齿轮上。
背景技术：
在本文中使用“变速器” 一词来指代将旋转驱动力以无级变速的变速器传动比 (输入速度与输出速度之比)从旋转输入端传递到旋转输出端的设备。变速器特别地但非排它地可应用于机动车辆传动应用中。滚动牵引式变速器的一种已知形式使用具有相对的表面的至少两个同轴安装的座圈，所述相对的表面被成形使得座圈共同形成大致环形的空间。至少一个滚子定位在座圈之间的该空间中，并且在它们的被成形表面上滚动以将驱动力从一个座圈传递到另一个座圈。滚子的偏斜度上的变化与座圈的相对速度上的变化相关联，进而与变速器传动比的变化相关联。需要一些机构来控制滚子的偏斜度，现有技术包括很多示例。这种机构典型地不通过直接向滚子的支座施加转矩而使滚子倾斜来起作用。相反地，滚子以以下方式安装使得移动滚子致使滚子因为由座圈施加于其上的力而使它自身转向新的偏斜度。因为由于在任何其它情况下，在滚子和座圈彼此相接合的区域中滚子的运动与座圈的运动不平行而使得滚子找寻其自己的轴线与变速器座圈的共同轴线一致的位置，所以会产生转向效果。控制机构用于调节滚子的移位。在申请人的在先公开的包括PCT/GB03/00259(W003/062670)和 JP2006-292079A 的专利案例中可找到这种机构的示例。在很多示例中，致使滚子使自身转向所需的移位是沿着圆周方向(绕着变速器座圈的共同轴线)的，并且通过允许滚子绕相对于径向平面偏斜的轴线倾斜而在滚子的移位与滚子的偏斜之间建立关系。致动器被设置用来沿圆周方向迫压滚子，从而影响滚子的移位并相应地影响变速比。在图1至3中图示出了原理，图1至3是沿着座圈的共同轴线的方向观看(图lb、 2b和3b)和沿着径向于所述轴线的方向观看(图la、h、3a)的变速器的非常简化的表示。 尽管如以上提及的在真正的变速器中，变速器的输入和输出座圈111、112被成形以形成大体环形的腔穴，但是在径向视图中它们用直线表示，而在轴向视图中它们看起来是圆形的。 滚子113(其为一组滚子中的一个，而为了简化将其它滚子从图中省略掉)布置在输入和输出座圈111、112之间，使输入和输出座圈111、112朝向彼此迫压以在滚子和座圈之间提供牵引力。滚子以允许其绕它自身的轴线P自由旋转的方式安装在支架116上。支架116连接于液压致动器115的活塞。动力在原则上能沿任何方向流动通过变速器——从输入端到输出端，或反之亦然。考虑动力从输入端流向输出端的情况。在这种情况下，输入座圈111 转动滚子113 (它的旋转方向在图中示出为ω 1)，并且滚子113驱动输出座圈112 (它的旋转方向示出为《3)。由正在驱动滚子113的输入座圈111向滚子113施加牵引力F11。由被滚子113驱动的输出圈向滚子施加牵引力F12。通过液压致动器115对牵引力之和F11+F12 进行反作用，并且必须由致动器的力将其平衡。牵引力F11+F12与致动器115的力之间的短暂不平衡致使滚子113运动。例如， 假设从变速器处于平衡状态的条件开始，由致动器115施加的力减小。于是牵引力F11+F12 将暂时占优势，并且如图2中所示，滚子将朝向致动器115运动。参见图2b，如果滚子113 在其接合输出座圈112的区域117处的速度矢量V’ r保持不变，则其将不平行于同一区域中输出座圈112的表面的速度矢量V’d。结果是作用在滚子113上的牵引力矢量F14倾向于使滚子113倾斜。输入座圈111与滚子113之间的类似作用在滚子上在其与输入座圈接触的区域(未示出)处产生牵引力，并且作用在滚子113上的两个力形成力偶，从而在滚子 113上产生转向效果。即，致使滚子113绕转向轴线119倾斜。注意该转向轴线119形成相对于径向平面118的前伸角β。由于该前伸角，使得滚子113的倾斜运动能够使矢量V’r 和V’d恢复平行。因此滚子倾斜(如图北中那样)直至其到达所述矢量平行的位置，并且上述力偶由此减小为零。随着滚子前后运动，其倾斜度(及相应地变速器的传动比)相应地改变。必须从滚子反作用到变速器壳体上的总转矩常常被称为“反作用转矩”，并且其等于作用在变速器的输入座圈111和输出座圈112上的转矩之和。注意该转矩可仅通过液压致动器115进行反作用。因此通过调节致动器115中的液压流体压力，直接调节反作用转矩。滚子自动地运动到使变速器产生对应于所述流体压力的反作用转矩的位置。因此直接调节的是反作用转矩，而不是变速器的实际传动比。该控制模式因此有时被称为“转矩控制”。在1Torotrak (开发)有限公司的公布了的国际专利申请W02007/065900和 W02005/121602中描述了用于控制变速器滚子的不同配置，这两个国际专利申请都公开了这样的变速器，在该变速器中一组滚子中的每一个滚子都承载在相应的过桥齿轮上，过桥齿轮以周转轮系中行星齿轮的方式与径向内太阳轮和径向外环形齿轮啮合。在这种配置中，太阳轮相对于环形齿轮的旋转致使过桥齿轮转动，并且是该过桥齿轮的转动在滚子上产生控制滚子倾斜所需的转向效果。在这种配置中，为了控制变速器，必须控制太阳轮和环形齿轮的运动，并且在上述国际专利申请中包括多种用于此目的的机构。其中有设置了一个或一组控制小齿轮 (pinion)的配置，其和过桥齿轮一样与太阳轮和环形齿轮啮合。具体地，W02007/065900公开了这样一种配置，在该配置中控制小齿轮(在此称为行星轮)以使致动器能够使小齿轮前后运动但防止小齿轮旋转的方式联接至液压致动器。通过这种方式，致动器控制太阳轮和环形齿轮二者的位置。该现有技术文献中的所有配置允许控制小齿轮和过桥齿轮绕变速器座圈的共同轴线前后运动，而控制小齿轮上的力通过某种形式的致动器进行反作用，并因此由该致动器控制。通过这种方式能够调节反作用转矩。当来自旋转动力源(诸如，例如发动机)的转矩被从输入圈传递到滚子时，牵引力 (Fll)作用，并且当实现从滚子到输出圈的转矩传递时，牵引力(F12)作用，因此为了支撑滚子，必须施加平衡这些牵引力(F11+F12)的反作用力(F13)。所以必须通过太阳轮、环形齿轮和液压伺服系统给动力滚子施加反作用力。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述类型的变速器，其具有太阳轮和环形齿轮以及过桥齿轮，滚子安装在所述过桥齿轮上，其中无需用于驱动太阳轮和环形齿轮的设备来对变速器的反作用转矩作出反应。根据本发明的第一方面，提供一种变速器，其包括壳体、一对半环形凹进座圈、以及滚子，每一个半环形凹进座圈安装于所述壳体以绕变速器轴线旋转，所述滚子安装在所述座圈之间以便在它们之间以可变传动比传递驱动力，所述变速器进一步包括
位于所述座圈之间的太阳轮；
位于所述座圈之间的环形齿轮，所述环形齿轮位于所述太阳轮的径向外侧； 设置在所述太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合的过桥齿轮，所述滚子以使所述滚子能绕其自身轴线绕转并能相对于所述座圈倾斜以改变传动比的方式安装在所述过桥齿轮上；以及
设置在所述太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合的控制小齿轮，所述变速器的特征在
于，
所述控制小齿轮以允许其绕小齿轮轴线自由旋转、但防止所述小齿轮轴线相对于所述壳体移动的方式安装于所述壳体。根据本发明的第二方面，提供了一种变速器2，其包括 外壳6，
夹持在两种圈11、12 (即输入圈11与输出圈12)之间的动力滚子14 ； 设置在两种圈11、12之间的位于周向内侧上的太阳轮25A、25B ； 设置在所述两种圈之间的位于周向外侧上的环形齿轮06A、26B)；以及行星齿轮33，其具有旋转和偏斜支撑部件31和支撑轴32，所述旋转和偏斜支撑部件31 以可自由旋转方式并具有相对于两种圈11、12倾斜的自由度来支撑动力滚子14，所述支撑轴32支撑所述旋转和偏斜支撑部件31且其一端与太阳轮25Α、25Β啮合、另一端与环形齿轮26Α、26Β啮合， 其特征在于， 变速器2包括
旋转驱动设备四，其驱动太阳轮25Α、25Β和环形齿轮中的至少一个或另一个旋转；
位于太阳轮25A、25B与环形齿轮^A、26B之间的控制小齿轮27，其在一端与太阳轮 25A、25B啮合，并在另一端与环形齿轮啮合；以及
以可自由旋转方式支撑控制小齿轮27的托架观，并且其特征在于， 在通过环式无极变速装置2改变传动比过程中，当通过借助于旋转驱动设备四经由控制小齿轮27驱动太阳轮25A、25B和环形齿轮^A、26B沿着彼此相反方向旋转而改变行星齿轮33的偏斜角度时，通过旋转和偏斜支撑部件31改变动力滚子14相对于两种圈11、12 旋转方向的角度，并且，由于在接触区域17处的在相对于两种圈11、12角度变化的动力滚子的旋转方向上所产生的差异，使其姿态自动变化成使得动力滚子沿由此接触区域17的接触半径变化的方向偏斜并同时返回到与两种圈11、12旋转方向相切的方向；而且其特征还在于， 托架观紧固于外壳6。优选地，旋转驱动设备包括电机四。优选地，旋转和偏斜支撑部件31具有
中央支撑部件35，其固定地支撑在支撑轴32上并且其形成为以第一轴线I为中心的圆柱体形状，所述第一轴线I相对于与支撑轴正交的轴线H具有后倾角(caster angle) γ ； 滚子旋转支撑部件37，其被支撑成相对于中央支撑部件35的圆柱形拱形表面36具有旋转自由度，并且其形成为以与第一轴线I正交的第二轴线J为中心的圆柱体形状；以及
动力滚子14，其被支撑成具有相对于滚子旋转支撑部件37的圆柱形形状的拱形表面 38以第二轴线J为中心的旋转自由度；
旋转和偏斜支撑部件31通过中央支撑部件35的圆柱形平行面支撑滚子旋转支撑部件 37和动力滚子14，并且在通过行星齿轮33的旋转控制使支撑轴32偏斜时使动力滚子14 相对于两种圈11、12的旋转方向偏斜，并且在使动力滚子因在接触区域17处的旋转方向上的差异而沿改变接触区域17的接触半径的方向偏斜时，通过中央支撑部件35的圆柱形拱形表面36使动力滚子绕第一轴线I偏斜，并且同时使动力滚子按照后倾角返回到与两种圈 11、12的旋转方向相切的方向。在根据本发明的变速器中，能消除动力滚子在圆周方向上相对于两种圈的运动， 由此能将以可自由旋转方式支撑控制小齿轮的托架固定于外壳。
现在将仅以示例方式参照附图来描述本发明的具体实施方式
，在附图中。图Ia和Ib表示出常规类型的环形无级变速设备的力的平衡状态，(a)为在径向方向上的视图，(b)为在轴向方向上的视图。图加和2b表示出处于动力滚子移位的状态下的常规类型的环形无级变速设备， (a)为在径向方向上的视图，(b)为在轴向方向上的视图。图3a和北表示出处于动力滚子偏斜的状态下的常规类型的环形无级变速设备，
(a)为在径向方向上的视图，(b)为在轴向方向上的视图。图4是沿穿过根据本发明的变速器的轴向平面的截面图。图5是沿穿过根据本发明的变速器的径向平面的截面图。图6是滚子单元的透视图。图7a_7c图示出变速器的多个部件，(a)表示出滚子处于变速比为_1的位置处，
(b)为滚子单元旋转的状态图，(c)为滚子偏斜的状态图。
具体实施例方式图4和5中所示的变速器2为双腔穴、全环式。它可用在机动车辆的传动装置中， 并且在本文中，它可与已知类型的行星齿轮(在此未描述)组合以提供向前和倒退的驱动力，并且在合适的情况下提供两个或多个“模式” 一即，两个或多个不同的传动比范围。变速器2具有一对输入座圈11，它们安装在输入轴3上以与输入轴3 —起旋转。 输入轴3形成在本实施方式中的变速器的旋转输入端，并且可以例如通过适合的齿轮联接
6到诸如内燃发动机的旋转驱动力源。输出座圈12在其外围处连接到输出构件16，输出构件 16形成变速器的输出端并且可以例如被联接到通向机动车辆车轮的齿轮。稍后将要详细描述的滚子单元5 (见图6)分别包括布置在输入座圈11之一与输出座圈12之间的滚子14。 每个输入座圈11具有半环形凹进表面，相关滚子14在该半环形凹进表面上滚动。输出座圈12具有两个半环形凹进表面，从而使得这些座圈共同形成两个容置滚子14的大体环形的腔穴。为了简化起见，图4仅示出每个腔穴中的单个滚子14，但实际上多个滚子14(例如每个腔穴中的三个动力滚子)以固定间隔围绕腔穴的圆周布置。为了在滚子14与座圈 11、12之间提供牵引力，必须将它们偏压成彼此相接合。以本领域中的已知方式，这借助于液压致动器8实现，该液压致动器8作用在输入座圈11之一上，从而沿着输入轴3将该输入座圈11推向其它座圈。防止另一个输入座圈11沿着轴3移动，使得致动器8的力通过滚子14和输出座圈12传递到轴3上。滚子控制装置4控制滚子14的偏斜。这样通过滚子14与输入圈11和输出圈12 接合的半径的改变可以实现变速器传动比的连续(无极)变化。输出圈12沿着与输入圈 11相反的方向旋转，这样变速器传动比为负。滚子控制装置4以如下方式形成。将太阳轮25A、25B周向地朝向相应滚子14的内侧布置，以可自由旋转的方式支撑在输入轴3上并由穿过输出座圈12的套筒构件2 连结，使得太阳轮25A、25B —起旋转。将环形齿轮^A、26B周向地朝向相应滚子14的外侧布置，并且相对于输入轴3以可自由旋转的方式支撑。小齿轮安装部件观相对于传动装置外壳6固定并且以可自由旋转的方式支撑控制小齿轮27，控制小齿轮27布置在太阳轮25A、25B与环形齿轮^A、26B之间以与二者啮合。另外，滚子控制装置4包括以上所称的滚子单元5以及构成旋转驱动装置的电机单元 29 (见图5)，该旋转驱动装置驱动环形齿轮26A旋转。 托架28包括前主托架板^a、前子托架板^b、后子托架板28c和后主托架板^d。 前主托架板28a在其周向内侧上形成有套筒^g。套筒28g通过轴承43以可自由旋转的方式支撑在输入轴3上。前主托架板28a在其周向外侧上形成有连接部件^s。该连接部件^s固定于传动装置外壳6的内侧面。另外，前主托架板28a与小齿轮轴28e —体形成。 将要描述的控制小齿轮27通过轴承41以可自由旋转的方式支撑于其上。前子托架板28b形成有孔^h，形成在小齿轮轴28e上的凸部28f装配到孔^h 中，前子托架板^b由此通过孔2 相对于主托架板^a固定。而且，前子托架板28b形成有套筒，该套筒28i位于前子托架板28b的周向内侧上并被布置成位于套筒构件2 的周向外侧上。后主托架板28d在其周向内侧上形成有套筒^m。套筒28m通过轴承44以可自由旋转的方式支撑在输入轴3上。而且，小齿轮轴28j —体形成在后主托架板28d上，并且控制小齿轮27通过轴承42以可自由旋转的方式支撑在小齿轮轴28j上。后子托架板28c形成有孔观1，形成在小齿轮轴28j上的凸部2 装配到孔
中，后子托架板^c由此通过孔281相对于后主托架板^d固定。后子托架板28c在其周向内侧上形成有套筒^n，该套筒28η被布置成位于套筒构件25a的周向外侧上。前子托架板28b和后子托架板28c在输出圈12的周向内侧上连结，并且通过这种方式，由前主托架板20a、前子托架板^b、后子托架板28c和后主托架板28d构成的托架观相对于传动装置外壳6固定。而且，在前子托架板^b与后子托架板28c连结的部分处，输出圈12由轴承 45以可自由旋转的方式支撑。位于图4左侧上的控制小齿轮27布置在腔穴13中相邻的动力滚子14之间，并与太阳轮25A和环形齿轮26A啮合。它们由轴承41以可自由旋转的方式支撑在与托架观一体形成的小齿轮轴28e上。类似地，位于图4右侧上的控制小齿轮27布置在腔穴13中相邻的滚子14之间，并与太阳轮25B和环形齿轮26B啮合。它们由轴承42、42以可自由旋转的方式支撑在与托架观一体形成的小齿轮轴28j上。在本实施方式中，六个如上所述的滚子单元5布置在两个腔穴中(每个腔穴三个)。所有这些滚子单元5以相同的方式构造。如图6中所示，滚子单元5具有这样的形状，在该形状中上述动力滚子14的运动范围剪切(cut out)自环形齿轮，并且包括行星齿轮33以及旋转和偏斜支撑部件31，行星齿轮33的周向内侧(图4中的下侧)与太阳轮 25A(25B)啮合而其周向外侧(图4中的上侧)与环形齿轮啮合，旋转和偏斜支撑部件31由该行星齿轮33的中部来固定和支撑并且以在ω 1的方向上可自由旋转而在ω 2 的方向上自由偏斜的方式支撑动力滚子14。旋转和偏斜支撑部件31包括中央支撑部件35和滚子旋转支撑部件37。该中央支撑部件35与支撑轴32 —体形成并形成为以轴线(第一轴线)I为中心的圆柱形形状，轴线 I在正交于支撑轴32的平面中相对于与两个圈11、12平行的轴线H偏斜后倾角Y。滚子旋转支撑部件37形成为以构成动力棍子14的旋转轴线并与上述轴线I正交的轴线(第二轴线)J为中心的圆柱形形状，并且相对于该中央支撑部件35的圆柱形成形的拱形表面36 以可自由旋转的方式被支撑。而且，滚子旋转支撑部件35通过其圆柱形拱形表面38以可自由旋转的方式支撑绕轴线J旋转的滚子14。如图5中所示，电机单元四布置在传动装置外壳6内的变速器2的下方，并且包括由步进电机构成的驱动部^a、以及齿条四13。在驱动部29a中设置有转子(未示出)，基于来自未示出的电子控制装置的信号、根据车辆的操作状态来控制该转子。齿条29b通过将旋转运动转换成直线运动的螺纹机构(未示出)与转子相连。齿条29b为在其上表面上形成有多个齿^c的齿条形构件。齿29b与形成在环形齿轮2队的外圆周上的外齿26a啮
口 O下面，将参照图7对变速器2的操作进行描述。当将变速器2安装在车辆中时，与发动机的输出轴相连的输入轴3的旋转被传递到变速器2的输入圈11。动力滚子14因输入圈11的旋转而旋转，并且通过该旋转使输出圈12如图7(a)中所示沿方向ω3旋转。当此情况发生时，在将转矩从输入圈11传递到输出圈12时产生的牵引力Fl作用在腔穴13中的动力滚子14上，并且该牵引力Fl与由环形齿轮26Α和太阳轮25Α接收到的反作用力F2’、F3’相平衡。图7(b)示出了例如当环形齿轮26Α被电机单元四驱动而沿ω4方向旋转时所发生的情况。滚子单元5的行星齿轮33沿与环形齿轮26Α相同的方向旋转，并且控制小齿轮 27绕托架28的小齿轮轴28e旋转，从而致使与控制小齿轮27啮合的太阳轮25A沿ω 5方向旋转，ω 5方向是与环形齿轮2队的方向相反的方向。因此，动力滚子单元5沿来自环形齿轮^^的ω4方向旋转和沿来自太阳轮25Α的ω5方向旋转，使得动力滚子单元(通过它们自身)旋转到它们的初始位置，并且如图7(b)中所示滚子单元5的支撑轴32的角度被改变。此时，通过设置在旋转和偏斜支撑部件31的中央支撑部件35上的圆柱形成形的平行面，使滚子14与滚子旋转支撑部件37 —起朝向输出圈12的旋转方向ω 3偏斜。当这种情况发生时，在输出圈12与动力滚子14的接触区域17处，动力滚子14的速度矢量Vr正面向周向内侧多于面向输出圈12的切向方向，而输出圈12的速度矢量Vd 则在该输出圈12的切向方向上。因此，输出圈12的速度矢量Vd与动力滚子14的速度矢量Vr变得不平行。此外，在接触区域17处，产生了同速度矢量Vd与速度矢量Vr之差在相同方向上的牵引力F4，该牵引力F4作用在动力滚子14上。类似的作用发生在动力滚子14与输入圈11之间，但是在与牵引力F4反方向上的牵引力作用在动力滚子14上。通过产生于滚子14与输入圈11之间的该牵引力、以及牵引力F4的作用，如图4(c)中所示，滚子14的旋转轴线J(见图6)沿着设置在中央支撑部件 35上的拱形表面36绕轴线I倾斜，并且滚子14通过后倾角γ的作用被带入动力滚子14 的速度矢量Vr与输出圈12的速度矢量Vd变得平行的位置。换言之，输出圈12相对于输入圈11的传动比(接触半径)自动变化。下面，将描述变速器2中力的平衡。即使当变速器2处于未在进行传动比控制的固定传动比时，仍然会在输入圈11与输出圈12之间进行转矩传递的同时，在滚子14上产生牵引力F1。如图5中所示，牵引力Fl可以分解成力F2和力F3，力F2作用在行星齿轮33 上位于变速器2的周向外侧区域处，力F3作用在行星齿轮33上位于变速器2的周向内侧区域上。过行星齿轮33与环形齿轮26Α的啮合，力F2被传递到环形齿轮26Α成为力F5，力 F5倾向于使环形齿轮26Α沿图5中的顺时针方向旋转。通过环形齿轮2认与控制小齿轮 27的啮合，传递到环形齿轮2队的力F5被传递到控制小齿轮27成为力F7，力F7倾向于使控制小齿轮27沿图5中的顺时针方向旋转。此外，通过行星齿轮33与太阳轮25Α的啮合，力F3被传递到太阳轮25Α成为力 F6，力F6倾向于使太阳轮25Α沿图5中的顺时针方向旋转。通过太阳轮25Α与控制小齿轮 27的啮合，传递到太阳轮25Α的力F6被传递到控制小齿轮27成为力F8，力F8倾向于使控制小齿轮27沿图5中的逆时针方向旋转。力F7和F8倾向于使控制小齿轮27沿彼此相反的方向旋转，即它们构成了力F9， 力F9作用在小齿轮轴28e上从而倾向于使该控制小齿轮沿图5中的顺时针方向(输入圈 11的旋转方向)运动。力F9通过托架观作用在传动装置外壳6 (见图4)上。力F9是力F7和F8之和，力F7和F8具有与如上所述由牵引力Fl分解得到的力 F2、F3相同的量值，因此力F9与牵引力Fl具有相同的量值。此外，因为牵引力Fl和F9分别作用于其上的行星齿轮33(滚子14)和小齿轮轴^e的旋转中心与输入圈11处于基本上相同的半径处，所以牵引力Fl和F9能够处于平衡状态(在该平衡状态下它们不会使行星齿轮33和控制小齿轮27旋转)。换言之，产生于滚子14上的所有牵引力Fl作用在传动装置外壳6上，所以可由传动装置外壳6生成对这些传动力Fl的所有反作用力。应当指出，尽管从图5中省略了对这些牵引力Fl到F9的反作用，但是这些反作用就是反作用力F1’到F9’并且可用在与所示相应箭头相反方向上的箭头来表示。更具体地， 如图7(a)中所图示的，示出了反作用力F2’、F3’以便描述作用在滚子单元5上的力。当变速器进行传动比控制时，通过如上所述的电机单元四来实现环形齿轮26A的旋转驱动，而转矩在输入圈11与输出圈12之间传递。尽管环形齿轮26A受电机单元四驱动而旋转，从而使行星齿轮33和控制小齿轮27旋转，但是行星齿轮33与控制小齿轮27的相应啮合位置以及环形齿轮26A与太阳轮2A的相应啮合位置不变。因此，如上所述，由于是由传动装置外壳6生成对动力滚子14上所产生牵引力的反作用，所以力的关系是不变的。 因此，由电机单元四提供的驱动力可驱动环形齿轮26A而无须承载这些反作用力。电机单元四中诸如液压伺服系统或液压电路的机构由此不需要输出大于牵引力Fl的驱动力。应当指出，在根据本实施方式的变速器2中，控制小齿轮27布置在滚子14之间， 从而在进行支撑滚子14的滚子单元5的传动比控制时，不会发生动力滚子14在两个圈11 和圈12的旋转方向上的运动。由此也就没有动力滚子14和控制小齿轮27的阻塞风险。在上述的变速器2中，相对于传动装置外壳6不可移动地安装的托架观以可自由旋转的方式支撑控制小齿轮27，所述控制小齿轮27与太阳轮25A、25B以及环形齿轮2队、 26B啮合。因此，即使当牵引力Fl作用在滚子14上致使反作用要通过行星齿轮33传递到太阳轮25A、25B以及环形齿轮时，传递到太阳轮25A、25B以及环形齿轮
的牵引力Fl的反作用通过控制小齿轮27和托架28指向传动装置外壳6。通过这种方式， 可以由传动装置外壳6生成对牵引力Fl的反作用，并且变得无需电机单元四来对由滚子 14产生的牵引力Fl作出反应。通过这种方式，可以无需制造用于输出比牵引力Fl大的驱动力的机构(液压伺服系统和/或液压电路)，因而能够使变速器2更紧凑。即使在传动力Fl根据不可预知的运行条件变化时，仍由传动装置外壳6对由动力滚子14产生的牵引力Fl作出反应。由此变得无需对由电机单元四产生的反作用力进行输出控制，以便追踪牵引力Fl。这样，使得无需用于进行诸如例如反馈控制等复杂控制的控制机构，因而能够实现简化和成本降低。而且，由于旋转驱动设备由电机构成，因此能够采用简单的构造。而且，特别是如果采用步进电机(即能够响应于电指令控制其自身位置的电机)用于电机单元四，则用于通过检测例如太阳轮25A、25B或环形齿轮的位置来进行反馈的装置变得没有必要，所以能够简化变速器2并降低成本。而且，旋转和偏斜支撑部件31能够在支撑轴32由于行星齿轮33的旋转控制而偏斜时，通过中央支撑部件35的圆柱形成形的平行面使滚子14相对于两种圈11、12的旋转方向偏斜，并且随后能在这些动力滚子14因在接触区域17处旋转方向上的不同而沿接触区域17的具有变化的接触半径的方向偏斜时，通过中央支撑部件35的圆柱形成形的拱形表面36根据后倾角γ使动力滚子14偏斜并使动力滚子14返回到两种圈11、12的旋转方向的切向方向上。由此简单地通过行星齿轮33的旋转控制，能够改变动力滚子14相对于两种圈11、12的接触半径并使动力滚子14自动地返回到两种圈11、12的旋转方向的切向方向上，而不移动动力滚子14的旋转中心。通过这种方式，可以消除动力滚子14在圆周方向上相对于两种圈11、12的运动，从而能将以可自由旋转方式支撑控制小齿轮27的托架观固定到外壳6上。在上述示例中，通过旋转驱动设备驱动环形齿轮旋转。本发明还可应用于通过旋转驱动设备驱动太阳轮、或太阳轮和环形齿轮旋转的构造中。旋转驱动设备不需要一定是具有步进电机和螺纹机构的电机单元2。例如，可以采用液压伺服系统。
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权利要求
1.一种变速器，其包括壳体、一对半环形凹进座圈、以及滚子，每一个半环形凹进座圈安装于所述壳体以绕变速器轴线旋转，所述滚子安装在所述座圈之间以便在它们之间以可变传动比传递驱动力，所述变速器进一步包括位于所述座圈之间的太阳轮；位于所述座圈之间的环形齿轮，所述环形齿轮位于所述太阳轮的径向外侧； 设置在所述太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合的过桥齿轮，所述滚子以使所述滚子能绕其自身轴线绕转并能相对于所述座圈倾斜以改变传动比的方式安装在所述过桥齿轮上；以及设置在所述太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合的控制小齿轮，所述变速器的特征在于，所述控制小齿轮以允许其绕小齿轮轴线自由旋转、但防止所述小齿轮轴线相对于所述壳体移动的方式安装于所述壳体。
2.如权利要求1所述的变速器，其进一步包括用于使所述太阳轮和所述环形齿轮中的至少一个转动的旋转驱动装置。
3.如权利要求2所述的变速器，其中，所述旋转驱动装置适于使所述太阳轮和/或所述环形齿轮移动到选定位置。
4.如权利要求3所述的变速器，其中，所述旋转驱动装置包括步进电机。
5.如任一前述权利要求所述的变速器，其中，所述旋转驱动装置包括齿条齿轮机构。
6.如任一前述权利要求所述的变速器，其中，所述控制小齿轮安装在相对于所述壳体固定的托架部件上。
7.如任一前述权利要求所述的变速器，其中，所述滚子的支座使所述滚子能绕倾斜轴线倾斜，所述倾斜轴线对径向于所述变速器轴线的平面偏斜一个后倾角。
全文摘要
本发明涉及一种变速器(2)，其具有安装于壳体(6)以绕共同的变速器轴线旋转的一对半环形凹进座圈(11，12)。滚子(14)安装在所述座圈之间以便在它们之间以可变传动比传递驱动力。太阳轮(25)安装在所述座圈之间，环形齿轮(26)也安装在所述座圈之间。环形齿轮位于太阳轮的径向外侧。安装在太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合的是过桥齿轮(33)，所述滚子以使其既能在通过所述座圈转动时绕其自身轴线绕转、又能相对于所述座圈倾斜以改变传动比的方式安装在所述过桥齿轮上。控制小齿轮(27)也布置在太阳轮与环形齿轮之间并与二者啮合。所述控制小齿轮能绕其自身轴线自由地旋转，但是小齿轮轴线相对于所述壳体固定。
文档编号F16H15/38GK102483140SQ200980156761
公开日2012年5月30日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者杜特森 B., 安多 M., 伊施哈拉 Y. 申请人:Kk 伊阔斯研究株式会社, 托罗特拉克(开发)有限公司