专利名称：一种带传动式无极变速机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及无极变速传动中的带传动式无极变速机构。
背景技术：
带传动式无极变速器已经在汽车行业里得到商业化的应用，既是近年来汽车变速 器研究中最为活跃的领域之一。由于技术的不断改进和性能的逐步提高，车用带传动式无 极变速器正在小功率汽车中大量应用，并呈现迅速递增的发展态势。V形钢带式无极变速器 在汽车的商业化应用有作广泛前景。已经公开的商用V形钢带无级变速传动机构由一个主 动钢带轮、一个从动钢带轮和V形钢带组成。主、从动钢带轮都是由固定锥盘和移动锥盘两 部分组成，移动锥盘可以在轴上沿轴向移动。当移动锥盘向靠近固定锥盘方向移动时，钢带 轮与钢带的接合部外移，钢带轮的工作半径增大；当移动锥盘向远离固定锥盘方向移动时， 钢带轮与钢带的接合部内移，钢带轮的工作半径减小。V形钢带无级变速传递装置的主、从 动钢带轮两轴之间的距离是不变的，V形钢带的长度也是固定不变的，当主动钢带轮的工作 半径增大时，从动钢带轮的工作半径减小，此时传动比减小，当从动钢带轮的工作半径增大 时，主动钢带轮的工作半径减小，此时传动比增大，由于钢带轮的工作半径可以连续变化， 因此，该装置可以实现在一定范围内传动比的连续变化，即无极变速。V形钢带包括一定数量楔形金属块和两根多层钢质环带。V形钢带传动原理与V 形橡胶带类似，都是借助带与带轮侧面之间的摩擦力进行动力传递，但V形胶带传动是由 带的张紧力产生摩擦力，并通过带的拉力来传递动力，而V形钢带传动是由钢质环带的张 紧力产生楔形金属块与钢带轮之间的摩擦力，但不依靠带的拉力来传送动力，而是通过楔 形金属块的推力来传递动力。如上所述，V形钢带式无极变速器是通过V形钢带钢质环带 的张紧力产生楔形金属块与钢带轮之间的摩擦力来传递动力，存在着摩擦系数及单位承受 压力的限制，因而传动带容易损坏，传递力矩小，不能承受较大的载荷等缺点，目前仅限于 中小功率汽车上使用。减少和避免无级变速器传动构件之间在运转时相对打滑，是获得更 大转矩能力和延长其使用寿命的有效途径之一。本发明既是利用传动带与带轮之间的移动 阻力来避免传动带与带轮在运转时相对打滑的有益尝试。
发明内容
根据带传动式无级变机构的变速传递原理，传动带轮与传动带之间始终存在着一 对矛盾。即在带轮的圆周上，要求带轮与传动带间摩擦力大，以便于动力的有效传递。在带 轮的半径方向上，要求传动带与带轮间摩擦力小，以便于传动带放大缩小容易即变径收放 自如。为了克服这对矛盾，本发明提出通过带轮的曲面，和传动带侧面的柔性可变接合，在 传动带楔入带轮时，传动带侧面与带轮锥盘曲面产生一种啮合。从而使传动带与带轮之间 不仅是由于摩擦力，而更是由于移动阻力，使其相互带动。因此，本发明的目的在于提供一种能够提高带传动式无极变速机构的传动效率和 动力传递的可靠性的带传动式无极变速机构。
为实现上述目的而采用的技术方案是这样的即一种带传动式无极变速机构，包 括键连接在输入带轮轴上的主动带轮、键连接在输出带轮轴上的从动带轮及推进式传动 带，所述主动带轮由输入轴移动锥盘和输入轴固定锥盘构成，所述从动带轮由输出轴移动 锥盘和输出轴固定锥盘构成；推进式传动带封闭式卷绕在主动带轮及从动带轮的V形带轮 槽中，通过改变移动锥盘相对于固定锥盘的轴向移动距离，带动推进式传动带在V形槽中 沿锥盘的锥面上升或下降，即改变输入和输出的速比及传递动力；其特征在于
所述锥盘的锥面上具有周向等分锥盘锥面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每个 所述凹曲面或凸曲面沿径向逐渐收缩呈倒三角形，所述移动锥盘与所对应的固定锥盘上的 凹凸曲面错位对应；即移动锥盘锥面上的凹曲面或凸曲面分别对应固定锥盘锥面上的凸曲 面或凹曲面；所述推进式传动带包括闭合环形的拉伸连接件和沿该拉伸连接件的延伸方向依 次排列的若干楔形横向元件，所述横向元件具有带封口件的凹槽，所述带封口件的凹槽的 宽度大于闭合环形的拉伸连接件的横截面宽度，闭合环形的拉伸连接件从每一个所述横向 元件的带封口件的凹槽中穿过，将楔形横向元件依次串联呈闭合的环形带；在移动锥盘相 对于固定锥盘移动及主动带轮旋转过程中，依次串联在拉伸连接件上的楔形横向元件的两 端在锥盘锥面的推压作用下，自适应的与锥盘的锥面形成波浪形紧密啮合而实现无级变速 的动力传递。上述装置中，当两个锥盘相互靠近时，带轮与传动带的接合部沿V形带轮槽上移， 推进式传动带的转动半径增大；当两个锥盘相互远离时，带轮与推进式传动带的接合部沿 V形带轮槽下移，传动带的转动半径减小，从而使力和力矩由主动带轮向从动带轮进行传递 时，实现变速传递。显然，推进式传动带与带轮锥盘间不仅依靠摩擦力来传递动能，而更是 增加了移动阻力来传递动能。上述技术方案所产生的积极效果毋容置疑，即装置通过横向元件构成的推进式传 动带与锥盘的锥面形成波浪形紧密啮合而实现无级变速的动力传递，减少了摩擦方式传动 时部件之间损耗，同时使动力的传递更可靠。
图1为本发明的结构示意图，其中a、为结构俯视图；b为最大减速时的剖视图；c 为最小减速时的剖视图；d为勻速传递动力时的剖视图；图2为无推进式传动带时结构俯视图；图3为图2的A-A剖视图；图4为本发明的局剖立体图；图5为楔形横向元件机构示意图，a为横剖示意图；b为纵剖示意图；c为居中复位 座33的立体结构示意图，d为楔形横向元件的立体图；图6为推进式传动带32的结构立体图；图7为防颤动回位装置4的结构剖视图。附图中1_主动带轮；2-从动带轮；3-推进式传动带；4-传动带防颤动回位装 置；5-输入带轮轴；6-输出带轮轴；7-输入轴移动锥盘；8-输入轴固定锥盘；9-输出轴固 定锥盘；10-输出轴移动锥盘；11-锥盘的锥面；12-凹曲面与凸曲面对齐；13-V形带轮槽；14-波浪式凹凸起伏；15-闭合环形的拉伸连接件；16-楔形横向元件；18-推进式传动带直形；19-推进式传动带波浪形；20-滚轮组；21-滚轮组；22-压轮；23-槽轮；24-横向槽； 25-推杆；26-传动带通过区；27-锥盘中心轴；28-曲面的母线；29-锥盘凹曲面；30-锥盘 凸曲面；32-推进式传动带的侧面；33-楔形横向元件的居中复位座；34-带轮与传动带的 接合部；35-花键。
具体实施例方式本发明的机构由附图给出的一个非限定性的实施例进一步说明，参见附图图中 的带传动式无极变速机构，包括键连接在输入带轮轴5上的主动带轮1、键连接在输出带轮 轴上的从动带轮2及推进式传动带3，所述主动带轮由输入轴移动锥盘7和输入轴固定锥盘 8构成，所述从动带轮由输出轴移动锥盘10和输出轴固定锥盘9构成；推进式传动带3封 闭式卷绕在主动带轮及从动带轮构成的V形带轮槽13中，通过改变移动锥盘相对于固定锥 盘的轴向移动距离，带动推进式传动带3在V形槽中沿锥盘的锥面上升或下降，即改变输入 和输出的速比及传递动力；其特征在于所述锥盘的锥面11上具等分锥面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每个所述凹 曲面或凸曲面沿径向逐渐收缩呈倒三角，所述移动锥盘7或10与所对应的固定锥盘8或9 上的凹凸曲面错位对应；所述推进式传动带3包括闭合环形的拉伸连接件15和沿该拉伸连接件的延伸方 向依次排列的若干楔形横向元件16，所述横向元件16具有带封口件的凹槽，所述带封口件 的凹槽的宽度大于闭合环形的拉伸连接件15的横截面宽度，闭合环形的拉伸连接件15从 每一个所述横向元件16的带封口件的凹槽中穿过，将楔形横向元件16依次串联呈闭合的 环形带；在移动锥盘相对于固定锥盘移动及主动带轮旋转过程中，依次串联在拉伸连接件 15上的楔形横向元件16的两端在锥盘锥面的推压作用下，自适应的与锥盘的锥面形成波 浪形紧密啮合而实现无级变速的动力传递。上述结构中，所述闭合环形的拉伸连接件15为高强度高模量材料制成的带、链 条、履带或者绳索。所述楔形横向元件16由具有一定弹性的金属或塑料制成。所述闭合环形的拉伸连接件15卡在两端带弹簧或弹簧片的居中复位座33中，所 述居中复位座33位于所述楔形横向元件16的带封口件的凹槽中，居中复位座33两端的弹 簧或弹簧片弹性顶在凹槽的内壁，在楔形横向元件16两端不受锥盘挤压时，居中复位座33 保证楔形横向元件16居中回位。参见图5c，所述居中复位座33还具有向下两个翻边形成 的卡口与带封口件的凹槽的厚度一致，通过卡口卡在凹槽底部，保证居中复位座33不会脱 落。所述楔形横向元件16可沿闭合环形的拉伸连接件15横向移动最小距离不低于锥 盘波浪曲面的振幅即凸面的凸起高度。进一步，所述楔形横向元件16前后两端及左右两端的截面为上大下小的楔形；楔 形横向元件16在前后接触面上具有与相邻楔形横向元件搭接的搭接肩，防止楔形横向元 件16在运行过程中上下串动，并可减少横向移动的摩擦力。进一步，每个楔形横向元件16的最大厚度略小于或等于楔形横向元件16位于V形带轮槽13底部时所对应的锥面11上凹形曲面的宽度；每个楔形横向元件16的最大宽度 略大于或等于楔形横向元件16位于V形带轮槽13顶部时所对应的V形带轮槽13的宽度 加凹曲面的深度。更进一步，至少一个所述楔形横向元件16的带封口件的凹槽的底部还有一个横 向槽24、封口件上以及居中复位座33上具有横向条形通孔；推杆25由封口件的横向条形 孔穿过闭合环形的拉伸连接件15上对应的定位圆孔及居中复位座33上横向通孔延伸至所 述横向槽内。以避免拉伸连接件15与楔形横向元件16之间的打滑。其中所述推杆与闭合 环形的拉伸连接件15上对应的定位圆孔紧配合。尽管在上述结构中存在居中复位座33，为了 保证推进式传动带在离开啮合面是尽 可能的回复成相互对齐的平整端面，在主动带轮和从动带轮之间具有防颤动回位装置4，所 述防颤动回位装置4由两组滚轮20和21构成，每组滚轮由压轮22和槽轮23相对组成，所 述压轮22和槽轮23之间构成推进式传动带3的归直通道；所述槽轮23具有略大于楔形横 向元件(16)底端宽度的V形槽口 ；所述压轮22具有与楔形横向元件16顶面形状适应的滚 压面。所述压轮22具有与楔形横向元件16顶面形状适应的滚压面为凹弧面或凹槽。本发明实施方式与已经公开的汽车商用无极变速器(CVT)的V形钢带式无级变速 传动相比，所不同的是本发明对锥盘锥面，传动带结构进行了实质性的改进，并增加了传动 带防颤动回位装置。很显然，本发明在同样实现无级变速的同时，通过楔形横向元件构成的 推进式传动带与锥盘的锥面形成波浪形紧密啮合而实现无级变速的动力传递，减少了 CVT 摩擦方式传动时部件之间损耗，同时使动力的传递更可靠。利用本发明和创新的部件替换已经成熟的公知的带传动式变速器的相应部件并 增加传动带防颤动回位装置构成的带传动式无级变速器将成为本发明带传动式无极变速 机构，公知部分是已经成熟的公开技术，在此不再赘述。虽然这里描述了本发明的一种形 式，但是不排除在不脱离本发明所描述的精神和范围的情况下，对本发明的结构和相关部 分做出各种变化，这些变化由于本发明的公开已经成为显而易见的事情。
权利要求
一种带传动式无极变速机构，包括键连接在输入带轮轴(5)上的主动带轮(1)、键连接在输出带轮轴上的从动带轮(2)及推进式传动带(3)，所述主动带轮由输入轴移动锥盘(7)和输入轴固定锥盘(8)构成，所述从动带轮由输出轴移动锥盘(10)和输出轴固定锥盘(9)构成；推进式传动带(3)封闭式卷绕在主动带轮及从动带轮的V形带轮槽(13)中，通过改变移动锥盘相对于固定锥盘的轴向移动距离，带动推进式传动带(3)在V形槽中沿锥盘的锥面上升或下降，即改变输入和输出的速比及传递动力；其特征在于所述锥盘的锥面(11)上具有等分锥面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每个凹曲面或凸曲面沿径向逐渐收缩呈倒三角形，所述移动锥盘(7或10)与所对应的固定锥盘(8或9)上的凹凸曲面错位对应；所述推进式传动带(3)包括闭合环形的拉伸连接件(15)和沿该拉伸连接件的延伸方向依次排列的若干楔形横向元件(16)，所述横向元件(16)具有带封口件的凹槽，所述带封口件的凹槽的宽度大于闭合环形的拉伸连接件(15)的横截面宽度，闭合环形的拉伸连接件(15)从每一个所述横向元件(16)的带封口件的凹槽中穿过，将楔形横向元件(16)依次串联呈闭合的环形带；在移动锥盘相对于固定锥盘移动及主动带轮旋转过程中，依次串联在拉伸连接件(15)上的楔形横向元件(16)的两端在锥盘锥面的推压作用下，自适应的与锥盘的锥面形成波浪形紧密啮合而实现无级变速的动力传递。
2.根据权利要求1所述的带传动式无极变速机构，其特征在于，所述闭合环形的拉伸 连接件(15)为高强度高模量材料制成的带、链条、履带或者绳索。
3.根据权利要求1所述的带传动式无极变速机构，其特征在于，所述楔形横向元件 (16)由具有一定弹性的金属或塑料制成。
4.根据权利要求1或2所述的带传动式无极变速机构，其特征是所述闭合环形的拉 伸连接件(15)卡在两端带弹簧或弹簧片的居中复位座(33)中，所述居中复位座(33)位于 所述楔形横向元件(16)的带封口件的凹槽中，居中复位座(33)两端的弹簧或弹簧片弹性 顶在凹槽的内壁，在楔形横向元件(16)两端不受锥盘挤压时，居中复位座(33)保证楔形横 向元件(16)居中回位。
5.根据权利要求1或3所述的带传动式无极变速机构，其特征是所述楔形横向元件 (16)可沿闭合环形的拉伸连接件(15)横向移动最小距离不低于锥盘波浪曲面的振幅即凸 面的凸起高度。
6.根据权利要求1或3所述的带传动式无极变速机构，其特征是楔形横向元件(16) 前后两端及左右两端的截面为上大下小的楔形；楔形横向元件(16)在前后接触面上具有 与相邻楔形横向元件搭接的搭接肩，防止楔形横向元件(16)在运行过程中上下串动，并可 减少横向移动的摩擦力。
7.根据权利要求6所述的带传动式无极变速机构，其特征是每个楔形横向元件(16) 的最大厚度略小于或等于楔形横向元件(16)位于V形带轮槽(13)底部时所对应的锥面 (11)上凹形曲面的宽度；每个楔形横向元件(16)的最大宽度略大于或等于楔形横向元件 (16)位于V形带轮槽(13)顶部时所对应的V形带轮槽(13)的宽度加凹曲面的深度。
8.根据权利要求1所述的带传动式无极变速机构，其特征是至少一个所述楔形横向 元件(16)的带封口件的凹槽的底部还有一个横向槽(24)、封口件上以及居中复位座(33) 上具有横向条形通孔；推杆(25)由封口件的横向条形孔穿过闭合环形的拉伸连接件(15)上对应的定位圆孔及居中复位座(33)上横向通孔延伸至所述横向槽(24)内。
9.根据权利要求1所述的带传动式无极变速机构，其特征是在主动带轮和从动带轮 之间具有防颤动回位装置(4)，所述防颤动回位装置(4)由两组滚轮(20和21)构成，每组 滚轮由压轮(22)和槽轮(23)相对组成，所述压轮(22)和槽轮(23)之间构成推进式传动 带(3)的归直通道；所述槽轮(23)具有略大于楔形横向元件(16)底端宽度的V形槽口 ；所 述压轮(22)具有与楔形横向元件(16)顶面形状适应的滚压面。
10.根据权利要求9所述的带传动式无极变速机构，其特征是所述压轮(22)具有与 楔形横向元件(16)顶面形状适应的滚压面为凹弧面或凹槽。
全文摘要
本发明涉及无极变速传动中的带传动式无极变速机构。在输入输出带轮的锥盘的锥面上具周向等分锥盘锥面的呈波浪式凹凸起伏的若干曲面，每个所述凹曲面或凸曲面沿径向逐渐收缩呈倒三角，所述移动锥盘与所对应的固定锥盘上的凹凸曲面错位对应；采用推进式传动带自适应的与锥盘的锥面形成波浪形紧密啮合而实现无级变速的动力传递。推进式传动带与带轮锥盘间不仅依靠摩擦力来传递动能，而更是增加了移动阻力来传递动能。减少了摩擦方式传动时部件之间损耗，同时使动力的传递更可靠。
文档编号F16H9/04GK101865264SQ20101018463
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者欧阳立 申请人:重庆怡海科技发展有限公司