[發明專利]多點接觸無級變速器

有效

• 申請號: 201210403807.0
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102900820A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 崔博琳
• 申請（專利權）人: 崔博琳
• 主分類號: F16H15/06
• 分類號: F16H15/06;F16H37/02;F16H61/32
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及一種無級變速器，具體地是一種多點接觸無級變速器。

背景技術

變速裝置能解決動能和勢能的有效匹配，也是輸入和輸出的橋梁。使外部輸入能量效率最大化，在汽車領域應用變速器的目的是使發動機在最省油區進行工作，并使車輛適應各種路況。摩擦傳動無級變速器工作過程平穩，無沖擊，減少機械系統的銅損鐵損，延長機械壽命，有良好的節能效果。

現有三種類型的無級變速器技術都存在許多缺點；

（1）鋼帶式無級變速器屬液壓控制，壓力控制精度要求極高，制造成本很大，零件加工難度大，零件合格率低，故障率高，修理困難。

（2）兩直錐盤夾鋼環式無級變速器，單點摩擦傳遞動力，鋼環加工變形造成合格率低，工作中容易打滑，影向傳遞效率，低可靠性。

（3）兩錐盤加蝶盤無級變速器，由于蝶盤占據空間大，最多只能布置兩只，容易打滑，加工精度極高，體量很大，成本巨大，產品沒有市場。

上述三種無級變速器均屬摩擦傳動，單點傳力，傳動效率低，制造成本大，機械效率低，結構和控制復雜，制造加工成本高，故障率高，維修困難。

發明內容

為了克服現有技術的不足，通過仿生物學的原理，設計了一種多點接觸無級變速器，采用如下技術方案：一種多點接觸無級變速器，包括：變速器殼體，外動力輸入部件，輸出端部件，外動力輸入部件與主動件連接，輸出端部件和從動件連接，所述主動件和從動件外周均勻設置多個變速調節執行機構。

進一步的，所述主動件為主動圓弧錐盤，所述從動件為從動圓弧錐盤。

進一步的，所述主動圓弧錐盤軸內插進從動圓弧錐盤組成上述兩者可以相對旋轉的圓錐盤總成。

進一步的，所述變速調節執行機構包括杠鈴式擺渡輪，所述杠鈴式擺渡輪的一端與主動件摩擦連接，杠鈴式擺渡輪的另一端與從動圓弧錐盤摩擦連接。

進一步的，所述變速調節執行機構可以是8個、6個、4個或3個。

進一步的，所述杠鈴式擺渡輪通過壓緊彈簧與所述變速調節執行機構的蝸輪連接。

進一步的，所述蝸輪與蝸輪固定桿連接，所述杠鈴式擺渡輪、壓緊彈簧與蝸輪組成的結構以蝸輪的中心為軸心搖動。

進一步的，所述變速調節執行機構還包括調速伺服電機和蝸桿，所述蝸桿兩端固定在變速器殼體上，所述蝸桿的蝸桿齒嚙合蝸輪，所述蝸桿穿過變速器殼體的端部安裝有蝸桿端齒輪，所述蝸桿端齒輪嚙合中心齒，調速伺服電機齒輪與中心齒嚙合。

進一步的，所述主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤的工作圓弧面上沿圓弧母線方向帶有精細的圓弧槽。

進一步的，所述所述主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤的圓弧槽和杠鈴式擺渡輪工作表面的圓弧槽隨機嚙合。

本發明的多點接觸無級變速器，適用于交通運載工具（車輛、飛機、船舶）、石油機械、紡織機械及其它節能調速裝備（風力發電機）。

由調速控制部份的伺服電機帶動齒輪組，齒輪組驅動蝸桿正反向旋轉，使蝸輪順時轉動或逆時針轉動，蝸輪帶動杠鈴式擺渡輪旋轉，杠鈴式擺渡輪是主動圓弧錐盤和從動圓弧錐盤動能傳遞的橋梁，杠鈴式擺渡輪兩端圓周線速度相同，當兩輪所處圓弧錐盤位置的截面半徑不同時就產生變速功能。蝸輪和杠鈴式擺渡輪之間裝有內置壓緊彈簧，使杠鈴式擺渡輪與圓弧錐盤間產生工作所需的正壓力。通過油膜的牽引力和圓弧錐盤表面的精細圓弧隨機嚙合所產生的徑向合力驅動從動圓弧錐盤對外輸出動力。本發明采用半嚙合半摩擦傳動方式，不會打滑，圓弧錐盤跟杠鈴式擺渡輪的轉盤面上帶有細精條紋，在半嚙合的同時也形成了油膜腔，使油膜起到引拉作用，提高機械效率。本發明的多點接觸無級變速器可以根據發動機的功率和負載所需在圓弧錐盤的圓周方向均布10個、8個、6個、4個杠鈴式擺渡輪，由于多點分別獨立工作，當某點瞬間失效也不會影響整體變速功能，相互成為對方的熱備份，也是冗余設計理念在這款變速器中的應用。本發明的多點接觸無級變速器結構簡單，零件數少，對機械加工精度的要求不高，制造成本是傳統自動變速器的三分之一。其傳遞效率比現有的無級變速器提高15％以上。

本發明采用仿生物學的運動方式，對加工的精度要求不高，調速的控制方式非常簡單，僅僅用一只小的伺服電機帶動蝸桿及蝸輪轉角，改變杠鈴式擺渡輪的空間位置，使主動圓弧錐盤與從動圓弧錐盤產生不同的角速度，從而達到變速目的。避開了現有技術采用復雜的油泵、多個比例電磁閥控制的執行機構、復雜的電磁電閥閥塊、變速箱殼體復雜的油路管線。