[實用新型]長錐輪無級變速裝置

無效

• 申請號: 200920076409.6
• 申請日: 2009-06-16
• 公開（公告）號: CN201461881U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 葉大衛;葉廉華
• 申請（專利權）人: 葉大衛;葉廉華
• 主分類號: F16H9/04
• 分類號: F16H9/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 季申清

(一)技術領域

本實用新型屬于機械傳動領域，特別是涉及一種機械式無級變速裝置。

(二)背景技術

在機械傳動領域，特別是汽車領域，變速始終和傳動共生共存。

通過離合器和排檔切換，以不同的齒輪比來達到不同的速度輸出是最基本的變速。但這種變速是跳躍式的，其過程能明顯地感受到速度的突變，且有瞬時的動力中斷，很容易造成打齒和機械的沖擊。

通過液力變矩器，動力輸入與輸出構件間無剛性聯接，雖能較好消除沖擊和振動，且在一定范圍內可實現自動變速，起動和過載保護性能良好；但此技術液力傳動的效率較低，影響整車的動力性能與經濟性；且零部件數量多，結構復雜，維護和保養不便。

汽車領域目前廣泛采用的無級變速裝置CVT(Continuously?VariableTransmission)，作為世界汽車工業十大劃時代技術之一，七十年代由荷蘭工程師Van?Doorne博士所發明。典型樣式由一對可變徑V型摩擦輪和金屬傳動帶所組成：(如圖3至圖8所示)傳動帶為一V型帶，一對可變徑V型摩擦輪則由定片和動片組成；其定片分別與輸入軸和輸出軸固定，對應動片在隨軸轉動時，可按控制要求沿軸向對定片夾緊或放松，以調節摩擦輪與帶的作用半徑，從而改變傳動比，來達到無級變速之目的。CVT具有零件少、體積小、重量輕、有較高的傳動效率等優點。

但分析此裝置的受力情況，可發現所有動力傳遞均由V型摩擦輪夾持傳動帶的兩側來完成。夾持力的控制是關鍵：如施力過大則會消耗部分動力，也加速金屬帶和摩擦輪的磨損，夾持力過小則易打滑；尤其變速時須同步對兩輪進行收放，控制要求極高，極易使車輛發生滯澀、失速和突然變速之現象。另外，如果V型摩擦輪的張角過大，則調速不明顯，張角如過小，則對控制要求更高，且動力損耗和機件磨損更大。綜上所述，均加大了該裝置的技術要求和實現成本。

為此，市場希望有不斷改進、有更加理想的結構問世，希望能實現同樣的無級變速之目的，但能使技術要求和實現成本大大降低。

(三)發明內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單，變速容易，傳遞可靠，動力損耗和機件磨損小的機械式無級變速裝置。

技術方案

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：

長錐輪無級變速裝置，其特征是：動力輸入軸和輸出軸為一對大小端相對配置的長錐輪；其中一軸為定軸，其軸端軸承與機箱固定，另一軸為可變軸，其軸端軸承受外加控制力約束，兩軸軸線之夾角可變；環繞輸入軸和輸出軸配置一根環形的傳動帶。

所述可變軸之軸一端或軸兩端配置預緊彈簧。

所述傳動帶為平面帶，平面帶上可設置一張力輪，配張力彈簧。

所述傳動帶也可為高彈性鋼環帶而無須再設置張力輪和張力彈簧。

所述輸入軸和輸出軸軸端配置相宜的軸端軸承和萬向節聯軸器。

長錐輪無級變速裝置作為機械無級變速技術之一，通常采用導輪等方式對兩平行且相對布置的長錐輪間的中間摩擦件進行操控，所述摩擦件一般采用摩擦輪或摩擦帶，使其能沿軸向移動來實現無級變速。(如圖1、2和9所示)

以采用傳動帶調速為例(如圖9)。當機械啟動時，傳動帶由導輪限定于輸入軸的小端和輸出軸的大端之間，此時傳動比大于1，呈減速狀態，隨著驅動扭矩的變化或要求，控制系統可控制導輪沿導桿向右或左右移動，從而引導傳動帶的移動，且逐漸改變傳動比，直至小于1，呈增速狀態。整個調速過程無級而平滑，特別是在控制系統的主導下，可使機械始終處于最佳的經濟運行狀態。

本實用新型注意到：對于任何采用導輪等操控傳動帶來進行調速的長錐輪無級變速裝置而言，在運行中，如果傳動帶不受導輪等所限制時，其有“趨中”之傾向，即傳動帶趨向于低張力端，傾向于傳動比為1的位置。換言之，有自動“復位”之功能。原理：當兩錐輪軸處于平行時，傳動帶的兩側邊在正視圖上的投影線雖是等長的，但其實際環繞周長是略有差異的。即：當兩圓圓心距不變、兩圓半徑之和為定值時，其半徑之差愈小，則環周線愈短。推導從略。因此在變速操控時，采用導輪是一種方式。如果在維持傳動帶張力的同時，對輸入軸與輸出軸的夾角略作些微變化，可視為對傳動帶兩側邊的張力略作些微變化，也將能改變傳動帶的“復位”位置，以達到變速之目的，而無須導輪了。

實際使用中，如果以高彈性鋼環帶來替代尋常傳動帶。軸間加壓裝置為預緊彈簧，使鋼環帶對輸入輸出錐輪維持必須的法向壓緊力。同樣，對輸入軸與輸出軸的夾角略作些微變化，也將能改變鋼環傳動帶的“復位”位置，以達到變速之目的，且無須張力輪了。