[發明專利]一種無自旋單環盤式無級變速單元

有效

• 申請號: 201610929317.2
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN107339385B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 李青濤;王霜;廖敏;梁劍;盧勁竹;何江波;陳華;李超
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: F16H15/48
• 分類號: F16H15/48
• 代理公司: 成都其知創新專利代理事務所(普通合伙) 51326
• 代理人: 范忠華

本發明公開了一種無自旋單環盤式無級變速單元，旨在提供一種在變速比范圍內均能避免自旋效率損失的無級變速單元。其技術要點是：變速單元由輸入環盤、輸入軸、輸出環盤、輸出軸組成，動力由輸入軸輸入，途徑輸入環盤、輸出環盤，最終由輸出軸輸出。輸出環盤母線是一種特殊的曲線，輸入軸與輸出軸呈一定角度交錯布置，夾角在調速過程中保持不變。調速時輸入環盤與輸入軸沿著輸出環盤母線的形狀做仿形運動，并且始終保持輸入環盤與輸出環盤壓緊并接觸。

技術領域

本發明涉及傳動系中的變速單元，具體講就是牽引式無級變速單元。

背景技術

無級變速器是一種理想的機械傳動方案。因為無級變速器可以提供一系列連續傳動比使得車輛發動機始終處于高效點工作，這也就提高了整車的效率并減少了車輛的排放。現有各種機械式無級變速器主要可以分為：摩擦式無級變速器以及牽引式無級變速器。對于大排量內燃機車輛而言，相較于摩擦式無級變速器牽引式無級變速器的傳動效率較高，一般為75％－90％，并且傳遞的扭矩較大。因此在該領域牽引式無級變速器得到了學者們廣泛關注與研究。

牽引式無級變速器主要指利用主動元件的滾動帶動從動元件的滾動來傳遞動力的無級變速器。牽引式無級變速單元是牽引式無級變速器中主要傳動元件的集合。傳動元件是剛性的，但是在接觸的地方往往不是剛體對剛體的直接接觸，而是在中間形成了油膜，油膜是在壓力下黏度提高，達到一種類似固體的狀態從而傳遞較大的剪切力。

牽引式無級變速器的效率損失主要包括：自旋損失、滑移損失、側滑損失，軸承損失以及攪油損失。一般來說，牽引式無級變速器中攪油損失、軸承損失所占比例相對較小，而側滑損失僅在變速時或者其它特殊的工況下在才產生，而滑移損失是完全伴隨著牽引傳動而產生的，之所以有滑移損失，就是因為在牽引力的作用下油膜有一定的剪切變形，這種損失是不可避免的。相對其它諸類損失而言，自旋損失在總效率損失中所占比例相對較大一般為40％－60％，當傳動的載荷較小時自旋損失所占的比例更大。所謂“自旋”是指在牽引傳動時主動件和從動件在接觸區域內各點的速度不一致的情況，該情況會導致效率降低、油膜發熱等不良后果，最終影響牽引傳動性能。

現有技術的不足之處在于：現有的牽引式無級變速器在大多數的工作狀態下，都不能避免自旋效率損失。自旋損失只有當主動件的回轉軸、從動件的回轉軸、牽引油膜的切平面三者相互平行或者交于一點時才能消失，其他的牽引傳動情況均存在自旋。不難發現，無級變速器在保證連續調速的同時很難兼顧無自旋的相對幾何位置要求。因此，現有的牽引式無級變速器產品均有自旋損失。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種在一定變速比范圍內均能避免自旋效率損失的無級變速單元。

為了解決上述存在的技術問題，本發明將采用下述技術方案：一種無自旋單環盤式無級變速單元，包括輸入環盤、輸入軸、輸出環盤、輸出軸。輸入環盤與輸入軸固定連接，輸入環盤與輸入軸可以繞著輸入軸回轉軸線轉動，輸出環盤與輸出軸固定連接，輸出環盤與輸出軸可以繞著輸出軸回轉軸線轉動，輸入環盤與輸出環盤壓緊并接觸于牽引點，輸入軸與輸出軸呈一定的角度布置。輸入環盤上的輸出環盤母線是一種曲線，其方程滿足：

其中坐標系XOY的原點O在輸出軸回轉軸線上，X軸與輸出軸回轉軸線重合，R為從牽引點沿著垂直于輸出軸回轉軸線到輸入軸回轉軸線的距離，θ是輸入軸與輸出軸之間的夾角，C為實常數。

輸入軸處設置有仿形調速盤，仿形調速盤上設置有垂直軌道與仿形軌道，垂直軌道與輸出軸垂直，仿形軌道形狀與輸出環盤母線的形狀一致，在輸入軸上分別安裝有滑塊與滾子，滑塊上設置有斜槽限制輸入軸與輸出軸保持夾角為θ，滑塊被限制在垂直軌道中能沿著垂直軌道滑動，滾子被安裝在仿形軌道中能沿著仿形軌道滑動，從而在調速時僅需要驅動輸入軸移動，由于滑塊與滾子均被限制在相應的軌道中，輸入軸實際做仿形運動。