专利名称：多相短摆臂式机械无级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种结构紧凑，操纵轻便精确，输出转速比大，功耗低的机械无级变速器。它不仅具有一般机械无级变速器的功能，而且具有能在开机时作动态调速，下限转速输出为零、上限转速输出高、制造成本低的特点，是一种应用广泛的机械传动装置。
目前国内所使用的机械无级变速器，有P型齿链式，U34型古萨式及SPT型摩擦盘式等几种，基本属50年代的老式产品，体积笨重、结构复杂、功耗大、输出上限转速过低或下限转速过高，输出变速范围小，输出速度的精度和稳定度较差，制造成本较高，使用上不够理想，其应用范围受到一定限制。日本三木ス－ソ株式会社的一种机械无级变速器，其特性比国内老产品优越不少，但尚有其不足之处是双侧弯杆封闭式框架的调速系统，故其工艺性较差。同时这也限制了构件最合理尺寸的安排和各种提高其性能措施的采纳，因此输出功率和输出上限转速受到一定的限制，最大功率只能限制在较小功率的范围之内，而其最高输出转速与输入轴转速之比也只能在14.5左右。
本实用新型的目的，是要提供一种多相短摆臂式机械无级变速器，有效地增大最高输出转速和输入转速的比值，提高了调速精度和输出转速的稳定性，同时又在较小体积和成本的条件下，取得了较高的输出功率及转矩。它保持了日本机械无级变速器的优点，取得了良好的综合机械性能，达到最高输出转速和输入轴转速的比值为12.6，最大输出功率为4～6KW。
本实用新型的目的是这样实现的整机由输入机构，输出机构及箱体和调速系统组成。输入机构是由多相偏心轮和偏心轮摆壳组成，多相偏心轮和输入轴组成一体，由电动机带动输入机构的多相偏心轮，各偏心轮作偏心转动，使松套在各偏心轮上的各偏心轮摆壳绕输入轴轴心线按等偏心距e为半径作圆周平移运动；同时，调速系统的蜗轮操纵控制着双侧直杆开口式框架上的横梁小轴，横梁小轴上松套着一组弧形压杆，弧形压杆可绕横梁小轴摆动，其摆动端和偏心轮摆壳的下端活动铆接。因偏心轮摆壳下端被弧形压杆摆动端牵制，不能自由平移，只可随压杆绕横梁小轴作圆周摆动，这就使输入轴的旋转运动转换成偏心轮摆壳绕输入轴线作偏心摆转运动，其下端摆转输出幅度的大小，由弧形压杆的不同位置来决定，转动操纵手轮使蜗轮带动双侧直杆开口式框架上的弧形压杆达到所需位置，完成调速。从而获得所需输出转速；输出机构为同轴多相超越离合器机构，其相数与输入机构上偏心轮数目相同，每相离合器摆壳下端与输入机构对应的偏心轮摆壳下端用一根横向拉杆的两端分别活动铆接相连，使偏心轮摆壳的摆转运动传递给对应的离合器摆壳，使离合器摆壳绕输出轴线来回摆动。根据超越离合器的单向传输功率特性，每相离合器摆壳的来回转动使芯轴作单向间隙转动。因输入机构属多相偏心轮与输入轴相结合，每个偏心轮的偏心方向在安装上保证等分一个圆周的相位差角度。故各偏心轮按相位差节拍依次交错地对对应的离合器摆壳发生作用，依次牵动的结果使输出轴产生连续稳定的转动，输出平滑的转速，其转速平稳性及最大输出转速与相数值成正比。各组成机构经有机组合后，固定在箱体机架上，成为一个整体。
本实用新型的具体结构由以下实例及其附图给出。
如下图1表示Ⅲ－Ⅲ剖视多相短摆臂式机械无级变速器结构截面图。
图2表示Ⅱ－Ⅱ剖视调速系统及操纵系统在机箱内截面图。
图3表示Ⅳ－Ⅳ剖视最大速度输出时结构截面图。
图4表示Ⅴ－Ⅴ剖视零速度输出时结构截面图。
图5表示Ⅰ－Ⅰ剖视操纵系统蜗轮蜗杆结构截面图。
图6表示双侧直杆开口式框架调速系统图。
图7表示超短臂凹沉接合面型的离合器摆壳结构图图8表示Ⅵ－Ⅵ剖视双侧直杆开口式框架的极限位置图。
图9表示说明书摘要附图。
图10表示双侧弯杆封闭式框架结构图图11表示长臂平面型离合器摆壳结构图。
1－箱体，2－离合器摆壳，3－滚柱，4－压力弹簧，5－放油塞，6－输出轴，7－轴承盖，8－橡胶油封，9－滚动轴承，10－隔套，11－离合器摆壳挡圈，12－滚柱隔离片，13－隔套，14－轴承盖，15－橡胶油封，16－轴承盖，17－滚动轴承，18－偏心轮摆壳挡圈，19－隔套，20－输入轴，21－横向拉杆，22－轴承盖，23－滚动轴承，24－油窗，25－箱盖，26－偏心轮，27－平键，28－偏心轮摆壳，29－弧形压杆，30－通汽栓，31－紧固圈，32－速度刻度盘，33－速度指针固定螺丝，34－速度指针，35－蜗轮，36－操纵蜗轮箱，37－主操纵轴，38－滑动轴承，39－橡胶油封，40－主支架，41－操纵手轮，42－蜗杆，43－蜗杆轴承，44－内六角螺钉，45－铆钉，46－滑动轴承，47－付操纵轴，48－付支架，49－锥销，50－横梁小轴，51－锥销，52－内六角螺钉，53－透明有机玻璃窗，54－限位销，55－锁紧螺帽。
本实用新型的实施结合附图1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，作进一步叙述本实用新型是针对现有技术进行改进而发明，其特征是对调速系统，采用了双侧直杆开口式框架结构，由横梁小轴50、主支架40、付支架48、主操纵轴37、付操纵轴47互相刚性联接。以动配合安装在有散热片的箱体1，箱盖25的滑动轴承38，46内成为双侧直杆开口式框架的调速系统(图6)，其优点是比日本的双侧弯杆封闭式框架结构(图10)简单，下端开口故在可利用空间不受限制的条件下，加长弧形压杆29的摆臂长度，从而增加了偏心轮摆壳28的摆转幅度，使输出转速上限大为提高，双侧直杆结构使杆系弯矩减小，为增加偏心轮相数M值及简化工艺，降低成本，提供了有利条件，故实用新型的相数M值，由日本的四相增大到六相或更大值，提高了输出转速上限值及输出功率，本实用新型对离合器摆壳2的结构进行了优化，由日本的长臂平面型(图11)改为超短臂凹沉接合面型(图7)，摆臂长度R≤0.65D(D为摆壳内径)，凹沉面深度T＝横向拉杆21的厚度＋横向拉杆21厚度公差上限值＋0.1，超短臂结构使离合器摆壳的摆转角度增加，提高了输出转速上限，凹沉接合面使各横向拉杆21沉没在对应离合器摆壳2的端面之内，使组合后的尺寸缩短。操纵系统采用了蜗轮蜗杆结构(图5)；蜗杆42同操纵手轮41紧配合，经蜗杆轴承43同操纵蜗轮箱36动配合联接。内六角螺钉44将操纵蜗轮箱36固定在箱盖25上。蜗轮35、速度指针34同主操纵轴37紧配合。由操纵手轮41、蜗杆42、带动蜗轮35，使速度指针34，随动到速度刻度盘32、所示的对应速度值，完成调速功能。本实用新型的传动机理是启动后的电动机带动输入轴20及偏心轮26转动，松套在偏心轮上的偏心轮摆壳28绕输入轴20轴线按偏心距e为半径作上下，左右圆周平移运动，由于各偏心轮摆壳28的下端与松套在横梁小轴50上的对应弧形压杆29的另一端活动铆接，故偏心轮摆壳28下端受对应的弧形压杆29牵制，在偏心轮摆壳28随偏心轮26作圆周平移运动的同时，其下端则附加了一个跟随弧形压杆29绕横梁小轴50的圆弧摆动，则两种运动合成，使偏心轮摆壳28只能绕输入轴20的轴线作偏心圆周摆转运动。由于偏心轮摆壳28下端同弧形压杆29的一端及横向拉杆21的右端三体成组的活动铆接，故其对应的横向拉杆21被牵动而作相应的横向摆动，又因横向拉杆21的另一端与对应的离合器摆壳2的下端凹沉面处是活动铆接，故离合器摆壳2受横向拉杆21牵动，相应绕输出轴6的轴线作左右同步摆动，每只离合器摆壳2是松套在输出轴6的等分角棱面内的六只一组滚柱3上，各滚柱3受相应的压力弹簧4压向楔角尖端的方向。当离合器摆壳2下端被横向拉杆21牵动，向右摆动时，则滚柱3被摩擦力(同压力弹簧压力方向相同)带动而向楔角尖端方向滚动，使离合器摆壳2、滚柱3及输出轴6的受压棱面相互压紧，输出轴6被带动而旋转输出功率，形成实程。反之离合器摆壳2的下端摆向左方时，滚柱3则滚向楔角角尖的相反方向，压力弹簧4受压缩，滚柱3则位于楔角纯端，各压紧面按间隙配合而松开，离合器摆壳2、滚柱3、输出轴6的被压棱面之间相互打滑，功率不能传给输出轴6，形成空程无功率输出。因输入轴20装有M＝6相偏心轮26，安装时各偏心轮26的偏心方向保持相位差60°。当输入轴20在电动机带动下，则各偏心轮按相位差依次作用，使一半的离合器摆壳2处在实程有功率输出状态，而其它一半离合器摆壳2则处在空程无功率输出状态，在各离合器摆壳的综合连续交替作用下，结果每瞬间都有一半数的离合器摆壳2使输出轴6连续不断地输出功率，相数M越大，或者每相成组滚柱3的个数N值越大，都使以扭矩和转速形式输出的功率增大，其机械特性也越好。输出轴6输出的转速大小取决于横梁小轴50所在的
弧线上的定点位置，此位置由调速系统控制，调速时，转动操纵手轮41，则蜗杆42带动蜗轮35，使主操纵轴37转动，带动双侧直杆开口式框架的横梁小轴50随开口式框架绕主付操纵轴37，47的轴线转动，限位销54限制横梁小轴50，使不超越
极限，并有速度刻度盘32及速度指针34指示所调定的转速值，当所选速度调定后，由锁紧螺帽55锁定调速机构，调速时应预先松开锁紧螺帽55。当横梁小轴50调定在
的X点时，此点属偏心轮摆壳28摆转运动的摆幅最大点，通过横向拉杆21的传递使输出轴6输出的转速值亦最大，即为输出转速之上限。本实用新型的最大输出转速值等于1／2.6电机的输入转速。反之当横梁小轴50调定在
的Y点时，即横梁小轴50及主付操纵轴37，47以及离合器摆壳下端铆接点的各轴线位于同一水平线时，则弧形压杆29只能绕横梁小轴50作上下垂直摆动，使偏心轮摆壳28下端铆铰点不产生左右横向摆动，其横向摆幅分量为零，即输出轴6的输出转速为零。当横梁小轴50被调定在
上任一位置时，则可得到速度指针34与速度刻度盘32对应值的任一转速输出值，从而达到无级调速之要求。
由于本实用新型整机结构简单、尺寸紧凑，故箱体尺寸相对小的情况下，输出功率较大，为了满足工作时热平衡条件，在箱体两端面设置了足够的散热片。本实用新型输出转速上限值高，输出转速比范围大，机械传输性能好，功耗低。外形美观，加工制造方便，用材普通，尽量采用标准件，故其制造成本低，根据已制样品核算可知，其成本只为市场同等功率产品成本的2／3左右，亦可在开机或停机时，任意调速，故更适用于调速频繁的机械设备，是一种高效的机械无级变速器。
权利要求1.本实用新型是由原日本三木ス-ソ株式会社的长摆臂平面型离合器摆壳，双侧弯杆封闭式框架调速系统的四相脉动机械无级变速器发展设计的多相短摆臂式机械无级变速器，其特征在于a)离合器摆壳2，由日本的长臂平面型改成超短臂凹沉接合面型，摆臂长度R≤0.65D(D为摆壳内径)。b)离合器摆壳2的凹沉面深度T=横向拉杆21的厚度+横向拉杆21厚度公差上限值+0.1。c)操纵系统上采用了蜗轮蜗杆结构；蜗杆42同操纵手轮41紧配合，经蜗杆轴承43同操纵蜗轮箱36动配合联接，内六角螺钉44将操纵蜗轮箱36固定在箱盖25上，蜗轮35，速度指针34同主操纵轴37紧配合。d)由横梁小轴50，主支架40，付支架48，主操纵轴37，付操纵轴47互相刚性联接，以动配合安装在有散热片的箱体1，箱盖25的滑动轴承38、46内成为双侧直杆开口式框架调速系统。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于与输入轴20紧固配合的偏心轮26的相数值M≥6。
3.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于每相成组滚柱3的个数值N≥6。
专利摘要多相短摆臂式机械无级变速器。本实用新型是一种结构新颖、使用可靠，可在运动中及静态时灵活调速，大速比输出的机械无级变速器。由输入机构、输出机构和调速系统及箱体组成。其特点是输出上限速度高、下限速度为零、成本低、调速精确、输出速度稳定及功耗低、机械特性好等。适用于所有要求无级调速的机械设备，在中小功率的机械设备中应用广泛。
文档编号F16H57/02GK2041379SQ88211808
公开日1989年7月19日 申请日期1988年5月23日 优先权日1988年5月23日
发明者方映江, 方林, 林伟芬 申请人:方映江, 方林, 林伟芬