[發(fā)明專利]一種抑制活齒無級(jí)變速器轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710382802.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN107218364A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮能蓮;黃洪印
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16H9/24
• 分類號(hào): F16H9/24;F16H57/12;F16H55/17;F16H55/56
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到一種抑制活齒無級(jí)變速器轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的方法。

背景技術(shù)：

專利200580039668.6(滑片變形齒無級(jí)嚙合活齒輪，授權(quán)公告日：2009年6月10日，授權(quán)公告號(hào)：CN 100498006C)中介紹一種滑片變形活齒無級(jí)嚙合活齒輪裝置，活齒無級(jí)變速裝置是建立在活齒嚙合理論基礎(chǔ)之上的一種新型無級(jí)變速器，這種活齒無級(jí)變速器是依靠滑片組合滑移變形來實(shí)現(xiàn)活齒無級(jí)嚙合傳動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)非摩擦嚙合無級(jí)變速。但是由于活齒滑片具有一定的厚度，造成活齒滑片和金屬齒形鏈嚙合時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的嚙合齒隙。嚙合齒隙的存在會(huì)使系統(tǒng)在傳遞動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生齒側(cè)沖擊，造成傳動(dòng)的不穩(wěn)定，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容：

針對(duì)活齒無級(jí)變速器存在嚙合齒隙的問題，本發(fā)明提出一種計(jì)算“嚙合齒隙”的公式，可以根據(jù)“嚙合齒隙”的公式對(duì)活齒滑片厚度及數(shù)量以及金屬齒形鏈鏈齒節(jié)距及齒寬進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，增加“無隙速比”的數(shù)量，從而抑制活齒無級(jí)變速器在傳動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。

一種抑制活齒無級(jí)變速器轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的方法，其特征在于：指某一速比下，確定“嚙合齒隙”的計(jì)算公式為：

其中Δx為嚙合齒隙，i為速比，A為軸心距，L為金屬鏈鏈長，h為鏈齒高度，s為鏈齒節(jié)距。N為活齒滑片數(shù)量，b為活齒滑片的厚度，n為嚙合滑片與臨界嚙合滑片之間鏈齒節(jié)距的個(gè)數(shù)。

根據(jù)“嚙合齒隙”設(shè)計(jì)活齒滑片厚度及數(shù)量以及金屬齒形鏈鏈齒節(jié)距及齒寬，使得“嚙合齒隙”盡量接近0。

下圖結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明：

附圖說明：

圖1：活齒無級(jí)變速變速器含“嚙合齒隙”示意圖

圖2：“嚙合齒隙”計(jì)算公式求解示意圖

圖3：N₁＝6，b＝2.0mm，嚙合齒隙與速比的關(guān)系圖

圖4：N₁＝8，b＝1.5mm，嚙合齒隙與速比的關(guān)系圖

圖5：N₁＝12，b＝1.0mm，嚙合齒隙與速比的關(guān)系圖

其中：

1、錐盤2、活齒滑片

3、錐盤嵌槽4、金屬齒形鏈

5、活齒單元6、傳動(dòng)軸

具體實(shí)施方式：

圖1以主動(dòng)輪為例，錐盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，傳遞轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的方向?yàn)?錐盤——活齒單元——活齒滑片——金屬齒形鏈鏈齒。在某一速比下，相互嚙合的活齒滑片和鏈齒分離時(shí)，下一臨界嚙合處，活齒滑片和鏈齒之間存在間隙，此間隙稱為“嚙合齒隙”。“嚙合齒隙”的存在，使活齒無級(jí)變速器在傳動(dòng)過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，造成傳動(dòng)的不穩(wěn)定性。由于活齒滑片具有一定的厚度，“嚙合齒隙”是不可避免的，為了抑制轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，通過推導(dǎo)“嚙合齒隙”的計(jì)算公式，找到“嚙合齒隙”的影響因素，如圖2所示，“嚙合齒隙”的推導(dǎo)公式如下：

其中R₀為鏈齒內(nèi)切圓半徑，b為活齒滑片的厚度，k為齒厚，而齒側(cè)間隙x為：

某一速比下：

其中r_D、r_F主從動(dòng)輪工作半徑，且r_D＝R₀+h，有鏈長公式：

根據(jù)(2)、(3)、(4)、(5)整理得“嚙合齒隙”公式為：

從公式可以看出,在速比一定時(shí)，“嚙合齒隙”與活齒滑片厚度及數(shù)量以及金屬齒形鏈鏈節(jié)距及齒厚有關(guān)。當(dāng)“嚙合齒隙”為零時(shí)，滿足此條件的速比稱為“無隙速比”，通過合理設(shè)計(jì)，我們可以獲得很多數(shù)量的“無隙速比”，“無隙速比”的數(shù)量越多，說明變速器在傳動(dòng)過程中零齒隙傳動(dòng)更多，從而可以抑制活齒無級(jí)變速器由于“嚙合齒隙”導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使活齒無級(jí)變速器的性能優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步提升。以某型號(hào)活齒無級(jí)變速器作為實(shí)例，其活齒滑片的總數(shù)量N₁＝6，厚度b＝2mm，其嚙合齒隙與速比的關(guān)系圖如圖3。根據(jù)“嚙合齒隙”公式，將活齒滑片數(shù)量和厚度分別設(shè)計(jì)成8和1.5mm以及12和1.0mm，其嚙合齒隙和速比之間的關(guān)系圖4、圖5。從圖4、圖5可以看出，通過重新設(shè)計(jì)活齒滑片的數(shù)量及厚度，增加了其“無隙速比”的數(shù)量，從而可以抑制其傳動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。

注：本文所述的“無隙”并不是理論上完全無齒隙，實(shí)踐證明：有微量齒隙有利于改善潤滑及壽命，并有利于降低加工精度及裝配精度要求，所以本文所述的“無隙”只是相對(duì)而言，只要在現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的通用傳動(dòng)機(jī)械(如齒輪傳動(dòng))允許范圍內(nèi)，就可以視為“無隙”。