一种无级变速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无级变速器，无级变速器包括输入构件、输出构件及柱锥体；输入构件的旋转轴线和输出构件的旋转轴线共线；柱锥体围绕旋转轴线周向间隔布置，并夹持在输入构件和输出构件之间；柱锥体具有中间圆柱段及中间圆柱段两端的输入圆锥段、输出圆锥段，输入圆锥段和输出圆锥段的圆锥面母线均设置成垂直于旋转轴线，输入构件通过抵接并压紧到输入圆锥段圆锥面并以滚动摩擦的方式传递转矩，输出构件通过抵接并压紧到输出圆锥段圆锥面并以滚动摩擦的方式传递转矩，通过使柱锥体沿柱锥体的轴线方向运动而在输入构件和输出构件之间使变速比无级变化。本实用新型能够控制输入构件和输出构件与柱锥体的接触半径连续性地变化，从而实现无级变速。
【专利说明】
-种无级变速器
技术领域
[0001 ]本实用新型设及一种无级变速器，特别是设及一种柱锥体无级变速器。
【背景技术】
[0002] 变速器是用来改变来自动力传动和控制设备（比如：发动机）的转速和转矩的机 构，并能固定或分档改变输出轴和输入轴的传动比。无级变速器则为可W实现传动比的连 续改变而能够得到传动系与发动机工况的最佳匹配的变速器。但是，现有技术中大部分无 级变速器的机械特性无法满足机动车变速的动特性要求，比如:恒功率和恒转矩控制等。
[0003] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种柱锥体无级变速器来克服或至少减轻现有技术 中的至少一个上述缺陷。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供一种无级变速器，所述无级变速器包括输入构 件、输出构件及柱锥体;所述输入构件的旋转轴线和所述输出构件的旋转轴线共线;多个所 述柱锥体围绕所述旋转轴线周向间隔布置，并夹持在所述输入构件和所述输出构件之间； 每一所述柱锥体具有中间圆柱段及所述中间圆柱段两端的输入圆锥段、输出圆锥段，所述 输入圆锥段和输出圆锥段的圆锥面母线均设置成垂直于所述旋转轴线，所述输入构件通过 抵接并压紧到所述输入圆锥段圆锥面并W滚动摩擦的方式传递转矩，所述输出构件通过抵 接并压紧到所述输出圆锥段圆锥面并W滚动摩擦的方式传递转矩，通过使所述柱锥体沿所 述柱锥体的轴线方向运动而在所述输入构件和所述输出构件之间使变速比无级变化。
[0006] 进一步地，所述输入构件和所述输出构件设置成能够使所述输入构件压紧到所述 输入圆锥段圆锥面上的轴向压紧力与所述输出构件压紧到所述输出圆锥段圆锥面上的轴 向压紧力方向相反、共线且平行于所述旋转轴线。
[0007] 进一步地，所述输入构件的旋转轴和所述输出构件的旋转轴连接成一体，形成轴 体。
[000引进一步地，所述输入构件和所述输出构件相同，包括均套设在所述轴体外的输入 输出法兰、轴承和摩擦环，所述输入输出法兰与所述轴体之间设所述轴承，所述摩擦环布置 在所述输入输出法兰与所述柱锥体之间，上部W点接触的摩擦方式抵接并压紧到所述输入 圆锥段和所述输出圆锥段的圆锥面而能够在所述输入输出法兰与柱锥体之间传递转矩W 及使所述柱锥体沿所述柱锥体的轴线方向运动，下部设于所述输入输出法兰内端面的凸台 侧面上，并与所述输入输出法兰同步旋转。
[0009] 进一步地，所述无级变速器还包括滚子，所述滚子夹设在形成于所述摩擦环与所 述输入输出法兰的两相对面上的压紧凹槽中，所述滚子(8)与所述压紧凹槽配合设置成将 输入到所述输入构件的转矩能够向所述柱锥体(1)施加轴向压紧力。
[0010] 进一步地，多个所述压紧凹槽围绕所述旋转轴线周向间隔布置，每一个所述压紧 凹槽沿切线方向开设。
[0011] 进一步地，所述无级变速器还包括连接盘，所述连接盘套设在所述轴体分别伸出 于所述输入构件和输出构件外侧的两端外，W限制所述输入构件和输出构件在所述轴体沿 轴向向外侧运动。
[0012] 进一步地，所述连接盘与所述轴体W螺纹连接的方式固定连接。
[0013] 进一步地，所述轴体两端形成有第一阶梯承槽，所述输入输出法兰的内壁形成有 第二阶梯承槽，所述第一阶梯承槽和第二阶梯承槽分别抵接所述轴承的内端面下部和上 部。
[0014] 进一步地，所述无级变速器还包括预压弹性件，所述连接盘具有盘体和设在所述 盘体一端面的凸台，所述凸台抵接到所述轴承的外端面，所述预压弹性件的两端分别抵接 到所述盘体突出于所述凸台的部分和所述轴承的外端面，为相应端的所述轴承提供向内的 轴向压紧力。
[0015] 本实用新型W较为简单的结构，能够控制所述输入构件和所述输出构件与柱锥体 的接触半径连续性地变化，从而实现无级变速，为实现恒功率和恒转矩控制等多种动力特 性控制提供有利条件。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型所提供的一优选实施例中无级变速器的立体结构示意图。
[0017] 图2是图1的一侧面示意图。
[001引图3是图2的A-A剖面示意图。
[0019] 图4是图1的另一侧面示意图。
[0020] 图5是图4的B-B剖面示意图。
[00別]附图标记： Γ00991
【具体实施方式】
[0023]在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能 的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0024] 在本实用新型的描述中，术语"中也'、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖 直"、''水平"、''顶"、''底"''内"、''外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的 限制。
[0025] 如图1、图2和图3所示，本实施例所提供的无级变速器包括输入构件、输出构件及 柱锥体1，所述输入构件的旋转轴线和所述输出构件的旋转轴线共线。"共线"可W界定为所 述输入构件的旋转轴线和所述输出构件的旋转轴线位于同一条直线上，该直线可视为图3 中的直线2。也就是说，动力(包括转矩)从所述输入构件输入时，所述输入构件围绕直线2旋 转。所述输入构件将动力输入到所述输出构件，所述输出构件也围绕直线2旋转，输出动力。
[0026] 由图1和图2可W看出：多个柱锥体1围绕所述旋转轴线(直线2)周向间隔布置，并 通过固定支架12进行安装。固定支架12上对应设置有供多根柱锥体1的安装轴13,并且，柱 锥体1与安装轴13之间安装有直线轴承14,因此，在柱锥体1受到较小的轴向压力更容易沿 着安装轴13的轴线3运动。柱锥体1的数量及圆锥面的大小直径比可W自由选择参数，运对 整体结构设计影响甚少，从而应用设计当中可W得到更广的变速比和可控的寿命。
[0027] 各柱锥体1夹持在所述输入构件和所述输出构件之间。再参阅图3,每一柱锥体1具 有中间圆柱段1曰、输入圆锥段化和输出圆锥段Ic，输入圆锥段化和输出圆锥段Ic分别连接 在中间圆柱段la的两端，Ξ段的轴线位于同一条直线上，柱锥体1相当于中部柱体结构，两 端的外径逐渐缩小而形成渐缩端。输入圆锥段lb的圆锥面母线和输出圆锥段Ic的圆锥面母 线均设置成垂直于所述旋转轴线(直线2)。柱锥体1的输入圆锥段化和输出圆锥段Ic对称设 置，可W实现无级变速传动，从而大大提高传动转矩和寿命。
[0028] 所述输入构件通过抵接并压紧到输入圆锥段化圆锥面并W滚动摩擦的方式传递 转矩，所述输出构件通过抵接并压紧到输出圆锥段Ic圆锥面并W滚动摩擦的方式传递转 矩，变速时，外界输入的动力(包括转矩)经由所述输入构件，所述输入构件W滚动摩擦的方 式将转矩从输入圆锥段lb圆锥面传递给柱锥体1，柱锥体1的输出圆锥段Ic圆锥面再W滚动 摩擦的方式将转矩传递给所述输出构件，并由所述输出构件将转矩输出。本实施例中，由于 所述输入构件和所述输出构件分别位于柱锥体1的两端，所述输入构件对柱锥体1施加的轴 向压紧力与所述输出构件对柱锥体1施加的轴向压紧力的方向相向。因此，在将所述输入构 件和所述输出构件设置成能够使所述输入构件压紧到输入圆锥段lb圆锥面上的轴向压紧 力与所述输出构件压紧到输出圆锥段Ic圆锥面上的轴向压紧力方向相反、共线且平行于所 述旋转轴线时，两个轴向压紧力能够实现相互平衡并抵消，W防止柱锥体1产生倾覆力矩。
[0029] 通过使柱锥体1沿柱锥体1的轴线3方向运动而在所述输入构件和所述输出构件之 间使变速比无级变化。变速时，外界对柱锥体1施加一个从所述输入构件到所述输出构件方 向的轴向压紧力时，柱锥体1能够沿着柱锥体1的轴线3方向运动，当柱锥体1转动时，此时的 柱锥体1具有两个方向的运动，一个运动是柱锥体1沿着轴线3周向旋转，另一个运动是柱锥 体1沿着轴线3的方向直线运动，因此，此时的柱锥体1相当于沿着轴线3的方向螺旋运动，运 样可W使得所述输入构件和所述输出构件与柱锥体1的接触半径连续性地变化，从而实现 无级变速，为实现恒功率和恒转矩控制等多种动力特性控制提供有利条件。
[0030] 在一个实施例中，所述输入构件的旋转轴和所述输出构件的旋转轴连接成一体， 形成轴体6。也就是说，所述输入构件和所述输出构件共用同一根轴。运样可W使得所述输 入构件压紧到输入圆锥段lb圆锥面上的轴向压紧力与所述输出构件压紧到输出圆锥段Ic 圆锥面上的轴向压紧力方向相反、共线且平行于轴体6的轴线（图3中的直线2)，防止柱锥体 1产生倾覆力矩。
[0031] 在一个实施例中，所述输入构件和所述输出构件相同，对称地设置在轴体6的两 端。因此，图3中示出的左端的构件若作为所述输入构件，则右端的构件则为所述输出构件。 若左端的构件作为所述输出构件，则右端的构件则为所述输入构件，从而实现对称调速可 逆转。
[0032] 在一个实施例中，所述输入构件和所述输出构件均包括输入输出法兰4、轴承5和 摩擦环7,输入输出法兰4、轴承5和摩擦环7均套设在轴体6外，可相对于轴体6旋转。鉴于柱 锥体1在所述输入构件和所述输出构件之间传递转矩，使得所述输入构件的旋转方向与所 述输出构件的旋转方向相反，而所述输入构件和所述输出构件套设在同一根轴体6外，因 此，需要在每一端的输入输出法兰4与轴体6之间设轴承5,也就是说，输入输出法兰4与轴体 6用轴承5进行隔离。另外，轴承5还可W保证所述输入构件和所述输出构件的同轴度，并具 有一定的调屯、作用。每一端的摩擦环7布置在输入输出法兰4与柱锥体1之间，W保证实际应 用当中的易损的更换和维护。摩擦环7内端面的上部W点接触的方式抵接到输入圆锥段lb 的圆锥面和输出圆锥段的圆锥面，由此摩擦环7与柱锥体1的输入圆锥段lb和输出圆锥段的 圆锥面之间能够通过摩擦的方式在输入输出法兰4与柱锥体1之间传递转矩。外界输入的轴 向作用力通过摩擦环7内端面的上部对输入圆锥段化的圆锥面的轴向压紧作用而能够使柱 锥体1沿柱锥体1的轴线3方向运动。轴承5的下部设于输入输出法兰4内端面的凸台侧面上， 并与输入输出法兰4同步旋转。
[0033] 上述实施例工作时，从轴体6的一端输入的转矩依次经由该端的输入输出法兰4、 摩擦环7,传递到柱锥体1的输入圆锥段Ib，再由柱锥体1的输出圆锥段Ic依次传递给轴体6 的另一端的摩擦环7、输入输出法兰4,最后由该输入输出法兰4输出。变速时，外界输入的轴 向作用力也相应地改变，使柱锥体1沿柱锥体1的轴线3方向运动，所述输入构件的摩擦环7 和所述输出构件的摩擦环7与柱锥体1的接触半径连续性地变化，从而实现无级变速。
[0034] 在一个实施例中，所述无级变速器还包括滚子8,滚子8夹设在形成于摩擦环7与输 入输出法兰4的两相对面上的压紧凹槽9中，滚子8与压紧凹槽9配合设置成将输入到所述输 入构件的转矩能够向柱锥体1施加轴向压紧力。具体地:滚子8随通输入输出法兰4和摩擦环 7旋转到某个角度后，滚子8的曲面和压紧凹槽9的两侧相接触，产生旋转扭矩，从而能够向 柱锥体1施加较大的轴向力，从而可W防止传动转矩时摩擦环7和柱锥体1之间发生打滑而 导致传动失效。
[0035] 如图4和图5所示，多个(比如Ξ个)压紧凹槽9围绕所述旋转轴线周向间隔布置，每 一个压紧凹槽9沿切线方向开设，从而有利于滚子8的曲面和压紧凹槽9的两侧相接触，产生 旋转扭矩。摩擦环7与输入输出法兰4压紧凹槽9相对设置，将滚子的往轴向压紧在其中。压紧 凹槽9可W设置成V型，运样有利于压紧凹槽9的两侧与滚子8的曲面接触并产生相互作用 力。
[0036] 在一个实施例中，所述无级变速器还包括连接盘11，连接盘11套设在轴体6分别伸 出于所述输入构件和输出构件外侧的两端外，W限制所述输入构件和输出构件在轴体6沿 轴向向外侧运动。优选地，连接盘11与轴体6W螺纹连接的方式固定连接。连接盘11的外缘 可设置齿轮结构，W与外界齿轮晒合。
[0037] 在一个实施例中，轴体6两端形成有第一阶梯承槽61，输入输出法兰4的内壁形成 有第二阶梯承槽41，第一阶梯承槽61和第二阶梯承槽41分别抵接轴承5的内端面下部和上 部。第一阶梯承槽61可W限制所述输入构件和输出构件在轴体的往轴向向内侧运动。在连接 盘11接收到外界输入的轴向作用力时，在第一阶梯承槽61的阻挡作用下，所述输入构件和 输出构件在轴体6无法继续沿轴向向内侧运动，而第二阶梯承槽41的台阶面在轴承5的轴向 作用力的压紧作用下，推动输入输出法兰4沿轴向压紧柱锥体1。
[0038] 在一个实施例中，所述无级变速器还包括预压弹性件10,连接盘11具有盘体11a和 设在盘体11a-端面的凸台11b，凸台11b抵接到轴承5的外端面，预压弹性件10的两端分别 抵接到盘体11a突出于凸台11b的部分和轴承5的外端面，为相应端的轴承5提供向内的轴向 压紧力。预压弹性件10可W是碟形弹黃，碟形弹黃沿轴向压紧在轴承5的外端面，使轴承5的 内端面沿轴向压紧在输入输出法兰4,输入输出法兰4再通过滚子8加压在摩擦环7的外端 面，两端的摩擦环7将柱锥体1夹紧，从而可W保证和防止:传动启动时滚子8起作用之前不 会摩擦环7和柱锥体1之间发生打滑。
[0039] 本实用新型中的"内"和"外"是相对于无级变速器整体而言的，指向无级变速器中 屯、或内部均可W称作为"朝内"，反之则称作为"朝外"。如果未具体交代是沿着轴线3的方 向，那么"轴陆'均指的是沿着轴体6的轴线2的方向。
[0040] 最后需要指出的是：W上实施例仅用W说明本实用新型的技术方案，而非对其限 审IJ。本领域的普通技术人员应当理解:可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换;运些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱 离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种无级变速器，其特征在于，包括输入构件、输出构件及柱锥体（1);所述输入构件 的旋转轴线和所述输出构件的旋转轴线共线；多个所述柱锥体（1)围绕所述旋转轴线周向 间隔布置，并夹持在所述输入构件和所述输出构件之间;每一所述柱锥体(1)具有中间圆柱 段（Ia)及所述中间圆柱段（Ia)两端的输入圆锥段（lb)、输出圆锥段（lc)，所述输入圆锥段 (Ib)和输出圆锥段（Ic)的圆锥面母线均设置成垂直于所述旋转轴线，所述输入构件通过抵 接并压紧到所述输入圆锥段(Ib)圆锥面并以滚动摩擦的方式传递转矩，所述输出构件通过 抵接并压紧到所述输出圆锥段（Ic)圆锥面并以滚动摩擦的方式传递转矩，通过使所述柱锥 体(1)沿所述柱锥体（1)的轴线(3)方向运动而在所述输入构件和所述输出构件之间使变速 比无级变化。2. 如权利要求1所述的无级变速器，其特征在于，所述输入构件和所述输出构件设置成 能够使所述输入构件压紧到所述输入圆锥段（Ib)圆锥面上的轴向压紧力与所述输出构件 压紧到所述输出圆锥段（Ic)圆锥面上的轴向压紧力方向相反、共线且平行于所述旋转轴 线。3. 如权利要求1或2所述的无级变速器，其特征在于，所述输入构件的旋转轴和所述输 出构件的旋转轴连接成一体，形成轴体(6)。4. 如权利要求3所述的无级变速器，其特征在于，所述输入构件和所述输出构件相同， 包括均套设在所述轴体(6)外的输入输出法兰(4)、轴承(5)和摩擦环(7)，所述输入输出法 兰(4)与所述轴体(6)之间设所述轴承(5)，所述摩擦环(7)布置在所述输入输出法兰(4)与 所述柱锥体（1)之间，上部以点接触的摩擦方式抵接并压紧到所述输入圆锥段（Ib)和所述 输出圆锥段（Ic)的圆锥面而能够在所述输入输出法兰(4)与柱锥体（1)之间传递转矩以及 使所述柱锥体(1)沿所述柱锥体(1)的轴线(3)方向运动，下部设于所述输入输出法兰(4)内 端面的凸台侧面上，并与所述输入输出法兰(4)同步旋转。5. 如权利要求4所述的无级变速器，其特征在于，还包括滚子(8)，所述滚子(8)夹设在 形成于所述摩擦环(7)与所述输入输出法兰(4)的两相对面上的压紧凹槽(9)中，所述滚子 (8)与所述压紧凹槽(9)配合设置成将输入到所述输入构件的转矩能够向所述柱锥体(1)施 加轴向压紧力。6. 如权利要求5所述的无级变速器，其特征在于，多个所述压紧凹槽(9)围绕所述旋转 轴线周向间隔布置，每一个所述压紧凹槽(9)沿切线方向开设。7. 如权利要求6所述的无级变速器，其特征在于，还包括连接盘（11 )，所述连接盘（I 1) 套设在所述轴体(6)分别伸出于所述输入构件和输出构件外侧的两端外，以限制所述输入 构件和输出构件在所述轴体(6)沿轴向向外侧运动。8. 如权利要求7所述的无级变速器，其特征在于，所述连接盘（11)与所述轴体(6)以螺 纹连接的方式固定连接。9. 如权利要求7所述的无级变速器，其特征在于，所述轴体(6)两端形成有第一阶梯承 槽(61)，所述输入输出法兰(4)的内壁形成有第二阶梯承槽(41)，所述第一阶梯承槽(61)和 第二阶梯承槽(41)分别抵接所述轴承(5)的内端面下部和上部。10. 如权利要求9所述的无级变速器，其特征在于，还包括预压弹性件（10)，所述连接盘 (11)具有盘体（Ila)和设在所述盘体(Ila)-端面的凸台（11b)，所述凸台（Ilb)抵接到所述 轴承(5)的外端面，所述预压弹性件（10)的两端分别抵接到所述盘体（Ila)突出于所述凸台 (Ilb)的部分和所述轴承(5)的外端面，为相应端的所述轴承(5)提供向内的轴向压紧力。
【文档编号】F16H15/04GK205559711SQ201620276000
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】其格其
【申请人】其格其