專利名稱：無級變速器的無級變速傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車用CVT無級變速器，特別是涉及一種無級變速器的無級變速傳動裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今汽車上配裝的無級變速器是一種新式的高效變速器，由欒琪文、于京諾主編的《最新汽車無級變 速器結(jié)構(gòu)原理與維修》(ISBN 978-7-5381-4803-9) —書中，披露了東風(fēng)日產(chǎn)軒逸轎車無級變速器的結(jié)構(gòu)原 理，還披露了廣州本田飛度轎車、奧迪A6/A4轎車、菲亞特轎車、福特Fiesta小客車等車輛的無級變速器 的結(jié)構(gòu)原理。上述這些車輛的無級變速器，雖然互相之間存在許多差別，但它們最核心的部分即無級變速 傳動裝置是相同的都是由一個主動輪和一個從動輪和套在這兩個傳動輪的鋼質(zhì)傳動帶或鋼質(zhì)傳動鏈組 成，主動輪和從動輪分別同是由一個可移動錐盤和一個固定錐盤同軸對置構(gòu)成，固定錐盤與傳動軸固定結(jié) 合或者一體化，可移動錐盤與軸通過可滑動的花鍵/花槽方式連接，與軸一起轉(zhuǎn)動，并可沿軸向移動；兩個 可移動錐盤在兩軸上成對角布置；每個傳動輪的兩個錐盤結(jié)構(gòu)出一條內(nèi)徑處窄而外徑處寬的V形環(huán)槽，傳 動帶的楔形金屬塊或傳動鏈的轉(zhuǎn)動壓塊的兩側(cè)在該V形環(huán)槽內(nèi)被兩側(cè)的錐盤夾緊傳遞動力。需要變速時， 由電控系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)配合控制主動輪的可移動錐盤、從動輪的可移動錐盤同時作同一空間方向的軸向移 動，反值調(diào)節(jié)主動輪、從動輪的傳動半徑，從而實現(xiàn)無級變速功能。
實踐己充分證明，汽車配裝上無級變速器，比起配裝上手動變速器或液力自動變速器都具有很大的優(yōu) 勢。這是因為無級變速器的速比變化是無級和連續(xù)的，在各種行駛工況下都能選擇最佳的速比，能夠使發(fā) 動機以最佳的工況工作，故在排放性能和經(jīng)濟性能上都占優(yōu)；又因為它的傳動速比范圍大，能獲得發(fā)動機 的最大的后備功率，故其動力性能的優(yōu)勢非常顯著。同時，相對手動變速器來說，它給車輛帶來的易駕性 是不言而喻的，且它對發(fā)動機和其他與它相連的零部件不發(fā)生沖擊；相對液力自動變速器來說，它結(jié)構(gòu)簡 單零件少體積小，大批生產(chǎn)后其成本比液力自動變速器要低。
由于無級變速器具備上述優(yōu)點，現(xiàn)在配裝它的汽車越來越多，而且越來越大的發(fā)動機排量的汽車配裝 它。但是，無級變速器也存在突出的問題
1. 傳動帶或傳動鏈容易磨損。傳動輪與傳動帶或傳動鏈傳遞動力是依賴前者對后者的軸向夾緊力所 產(chǎn)生的摩擦力來實現(xiàn)的，傳動帶的每一楔形金屬塊或傳動鏈的每一轉(zhuǎn)動壓塊進入傳動輪的入端時，要經(jīng)過 摩擦移動才能到達被夾緊的位置，離開出端時也要經(jīng)過摩擦移動才能從被夾緊的位置脫離。傳動帶或傳動 鏈每轉(zhuǎn)一周，與錐盤接觸的每一工作質(zhì)點，都發(fā)生四次以錐盤夾緊力為壓力的摩擦移動而引起的磨損，雖 然每次的磨損不大，但傳動帶或傳動鏈每分鐘的周轉(zhuǎn)數(shù)以千計，如果以每分鐘轉(zhuǎn)一千周計算，那么每小時 這種磨損次數(shù)就達到24萬次，致使傳動帶或傳動鏈的磨損在較短時間內(nèi)積累到嚴(yán)重程度而報廢，或者導(dǎo) 致須采用成本高的耐磨材料來延長使用期。
2. 存在變速滯澀現(xiàn)象。由于傳動輪的V形環(huán)槽夾角及與之相配套的傳動帶的楔形金屬塊或傳動鏈的 轉(zhuǎn)動壓塊的夾角太小，因而當(dāng)其中某一傳動輪的可移動錐盤向固定錐盤移動進行擴大傳動半徑動作時，該 傳動輪的兩錐盤對傳動帶或傳動鏈的夾緊力數(shù)倍于兩錐盤對傳動帶或傳動鏈向外推的力。在這種工況下， 可移動錐盤和傳動帶或傳動鏈的作動不可能順暢而出現(xiàn)滯澀。以東風(fēng)日產(chǎn)軒逸轎車的無級變速器為例，其 帶輪的V形環(huán)槽的夾角只有22°角，當(dāng)其中某一帶輪的可移動錐盤向固定錐盤移動進行擴大傳動半徑動作 時，該帶輪的兩錐盤對傳動帶的夾緊力5倍于兩錐盤對傳動帶向外推的力。在以變速為常態(tài)的無級變速器 中，這種滯澀現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，積累起來的消極作用不可小觀，它必然會拉低無級變速器的整體優(yōu)勝指數(shù)。
3. 傳動功率小。變速器的動力傳遞，依賴錐盤對傳動帶的楔形金屬塊或傳動鏈的轉(zhuǎn)動壓塊兩側(cè)施加 軸向夾緊力所產(chǎn)生摩擦力來實現(xiàn)，若要增大變速器的功率，就要增大錐盤的夾緊力。然而，夾緊力是受到 限制的，因為大的夾緊力會使傳動帶或傳動鏈被夾死導(dǎo)致變速器不能工作，即使不被夾死也會加劇變速中 的滯澀現(xiàn)象和傳動帶或傳動鏈的磨損，而現(xiàn)有技術(shù)的無級變速器這種確保正常運轉(zhuǎn)的夾緊力所產(chǎn)生的摩擦 力能實現(xiàn)的功率較小，不能滿足帶動總質(zhì)量較大車輛的需要。至今未見適合配裝在轎車以外的總質(zhì)量較大 的車輛上使用的無級變速器，其個中原因就在于此?，F(xiàn)有技術(shù)的無級變速器存在以上問題，是因為它的無級變速傳動裝置的結(jié)構(gòu)所決定的，其根本原因在 于無級變速傳動裝置的傳動輪的錐盤所形成的V形環(huán)槽的夾角太小。然而，它卻又不能將該V形環(huán)槽的 夾角做大，因為如果該V形環(huán)槽的夾角做大了，那么對于采用V形帶傳動來的說，造成傳動帶的楔形金 屬塊的跨度太大，導(dǎo)致其機械性能帶來太大的負面影響，對于采用傳動鏈傳動來的說，造成其轉(zhuǎn)動壓塊兩 端斜面在多數(shù)的傳動半徑上與錐盤的貼合程度變差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的無級變速器的無級變速傳動裝置的傳動帶或傳動鏈容易磨損、在變速中存在滯澀 現(xiàn)象和傳遞功率小等問題，本發(fā)明提供一種每一帶輪的兩個錐盤相互對插、利用對插的深淺程度的變化來 改變傳動輪的傳動半徑，并配以鋼質(zhì)拉力V形傳動帶的無級變速傳動裝置。該無級變速傳動裝置以及配備 它的無級變速器傳遞功率大，變速中順暢無滯澀現(xiàn)象，而且傳動帶使用壽命長。
本發(fā)明的無級變速器的無級變速傳動裝置，它包括組成主動帶輪的可移動錐盤和固定錐盤、組成從動 帶輪的可移動錐盤和固定錐盤以及套在兩帶輪上的傳動帶，所述各錐盤用于構(gòu)造V形環(huán)槽的錐盤正面開設(shè)
有至少三條的扇形溝，該扇形溝由外寬端向內(nèi)窄端逐漸加深，內(nèi)窄端與軸孔相通，外寬端至盤體人端的區(qū) 域為一個以其四角為基點的平面或者中間保留一條有內(nèi)迎坡的徑向壟狀塊，因開設(shè)扇形溝而形成的扇形輻 條與扇形溝數(shù)量相等相間排列，主動帶輪的可移動錐盤以花鍵槽方式活動地套裝在主動帶輪軸上，主動帶 輪的同定錐盤與主動帶輪軸固定結(jié)合，其扇形溝可容可移動錐盤的扇形輻條活動地插入，直至主動帶輪達 到最大傳動半徑，從動帶輪的可移動錐盤以花鍵槽方式活動地套裝在從動帶輪軸上，從動帶輪的固定錐盤 與從動帶輪軸固定結(jié)合，其扇形溝可容可移動錐盤的扇形輻條活動地插入，直至從動帶輪達到最大傳動半
徑；所述傳動帶由內(nèi)層窄到外層寬的多層鋼質(zhì)環(huán)帶疊合而成，其橫截面上與錐盤摩擦的兩側(cè)面的夾角與V 形環(huán)槽的夾角相等。所述扇形溝、扇形輻條的扇形，是指它們在錐盤正面表面的表現(xiàn)形狀。
采用每一帶輪的兩個錐盤彼此對插結(jié)構(gòu)，使傳動帶在橫向跨度較小的情況下，帶輪的V形環(huán)槽的夾角 輕易地可做成做成大于45°角。V形環(huán)槽的夾角一旦大于45°角，首先是將現(xiàn)有技術(shù)依靠帶輪與傳動帶的 軸向緊張摩擦力傳遞動力，為依靠徑向緊張摩擦力傳遞動力，使傳動帶不會出現(xiàn)被帶輪夾死現(xiàn)象，因此可 以大大增加徑向緊張力來產(chǎn)生滿足大功率的無級變速器對帶輪與傳動帶的摩擦力的要求(以荷蘭國VDT 公司的P821型鋼帶的鋼質(zhì)環(huán)帶為參考值，其鋼質(zhì)環(huán)帶規(guī)格為寬9mm、厚0.2mm、 2組每組10層，傳遞轉(zhuǎn) 矩為250N m，本發(fā)明的傳動帶的鋼質(zhì)環(huán)帶取100層才20mm加層間油膜的厚度，可獲得約4倍于前者傳 遞轉(zhuǎn)矩的承受能力，能適應(yīng)大額增加徑向緊張力)，所以本發(fā)明的無級變速傳動裝置不僅適用于總質(zhì)量較 小車輛的無級變速器，也可用它生產(chǎn)出適用于總質(zhì)量較大車輛的無級變速器；其次是帶輪在擴大傳動半徑 時，其可移動錐盤作用于傳動帶和固定錐盤反作用于傳動帶的向外推徑向分力大于軸向夾緊分力，所以變 速時不發(fā)生滯澀現(xiàn)象；再次是傳動帶進入帶輪的入端和離開帶輪的出端不發(fā)生徑向的無用功摩擦，與現(xiàn)在 技術(shù)相比減少了一種比重較大的磨損，傳動帶因此而有長的使用壽命。帶輪采用兩個錐盤彼此對插結(jié)構(gòu)， V形環(huán)槽的夾角當(dāng)然也可做成大于現(xiàn)有技術(shù)的等于或小于45"角，其變速過程的暢順性將優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
作為本發(fā)明的第一種改進，扇形輻條、扇形溝在錐盤止面上呈均勻分布，同一帶輪的兩錐盤彼此的扇 形輻條插入另一錐盤的扇形溝內(nèi)，兩者之間只留出供平穩(wěn)滑動的空隙。采用扇形輻條、扇形溝在錐盤正面 上呈均勻分布這種結(jié)構(gòu)，可增加錐盤T作中的平穩(wěn)性；采用對插的扇形幅條與扇形溝之間小間隙這種結(jié)構(gòu)， 作為塊狀的扇形幅條的周向厚度達到最厚，其強度得到保障，避免扇形幅條被傳動帶繃?yán)哳l地發(fā)生形變 而縮短使用壽命。
作為本發(fā)明的第二種改進，在扇形輻條摩擦接觸傳動帶的面上設(shè)有若干徑向或大致為徑向的V形淺 溝。采用這種結(jié)構(gòu)，扇形輻條與傳動帶的摩擦系數(shù)得到增加，從而可提高傳動率和傳動功率。同時，該V 形淺溝還起到輔助泄油作用，使帶輪在臨近最大傳動半徑向最大傳動半徑動作時更加暢順。
作為本發(fā)明的第三種改進，傳動帶的鋼質(zhì)環(huán)帶由內(nèi)層到外層逐漸加厚。因為傳動帶中由內(nèi)層至外層的 鋼質(zhì)環(huán)帶的彎曲度逐漸降低，撓性要求也可隨之逐漸降低，所以可以將傳動帶的鋼質(zhì)環(huán)帶做成由內(nèi)層到外 層逐漸加厚。采用這種結(jié)構(gòu)，傳動帶的橫向剛性會更好。
作為本發(fā)明的第四種改進，在傳動帶的最內(nèi)層起，有確保其之外層次鋼質(zhì)環(huán)帶平面得以保持的若干層松懈鋼質(zhì)環(huán)帶。不采用這種結(jié)構(gòu)，傳動帶會在最內(nèi)層起部分層次的鋼質(zhì)環(huán)帶的平面因錐盤的繃?yán)l(fā)生兩邊 外翻中間內(nèi)凸的現(xiàn)象(這個現(xiàn)象最內(nèi)層最嚴(yán)重，向外遞減直至消失)，使這部分外翻內(nèi)凸的鋼質(zhì)環(huán)帶摩擦 力和撓性下降。采用這種結(jié)構(gòu)，可用少量的若干層因沒有受到錐盤繃?yán)瓘亩划a(chǎn)生外翻內(nèi)凸的松懈鋼質(zhì)環(huán) 帶，抵頂它們外側(cè)的鋼質(zhì)環(huán)帶的平面也不產(chǎn)生外翻內(nèi)凸，確保最多數(shù)的鋼質(zhì)環(huán)帶正面的撓性和側(cè)面的剛性。 至于松懈鋼質(zhì)環(huán)帶的具體層數(shù)，須視它們的材質(zhì)、厚度及跨度等確定，不能一概而論，而是以達到不被它 們外側(cè)的鋼質(zhì)環(huán)帶壓迫而內(nèi)凸為準(zhǔn)。
作為本發(fā)明的第五種改進，在傳動帶的外周增加一條外箍鏈。采用這種結(jié)構(gòu)， 一方面使傳動帶的鋼質(zhì) 環(huán)帶不發(fā)生被過度拉長變僵而導(dǎo)致?lián)闲詼p低；另一方面使傳動帶承受帶輪施加的緊張力的能力增加，從而 可獲得更大的傳動率和傳遞功率；如果該外箍鏈與錐盤相對的兩側(cè)斜面緊貼錐盤，那么外箍鏈能保護傳動 帶的兩側(cè)面不受錐盤過分?jǐn)D壓而損傷，且還可參與傳遞動力。
作為本發(fā)明的第六種改進，對各錐盤的扇形輻條在錐盤正面上的徑向棱邊，作越近盤體大端圓周越大 的倒角，以增加扇形輻條對傳動帶的壓強和減少扇形輻條在徑向上不同位置對傳動帶的壓強差別；在傳動 帶的鋼質(zhì)環(huán)帶上兩邊設(shè)有縱向多行錯位的細長孔眼。采用這種結(jié)構(gòu)，傳動帶在對應(yīng)扇形輻條之處W受到的 抵頂而發(fā)生輕微向內(nèi)凹陷，這種兼有壓陷式的動力傳遞方式，將平面摩擦改為淺凸凹面摩擦，傳遞率和傳 遞功率因此得到提高。若傳動帶含有松懈鋼質(zhì)環(huán)帶的，那么松懈鋼質(zhì)環(huán)帶也設(shè)有所述的細長孔眼。


以下附圖是向?qū)嵤┓绞教峁┓奖憬忉屨f明的示意圖，并不代表本發(fā)明的無級變速傳動裝置相應(yīng)部分的 技術(shù)特征完全如圖所示。圖中凡標(biāo)記數(shù)字有下劃線的，表示該標(biāo)記所指的部分為空間結(jié)構(gòu)；圖中所繪的傳 動帶的鋼質(zhì)環(huán)帶層次分明是為了清楚地表示傳動帶的層疊構(gòu)造，實際上鋼質(zhì)環(huán)帶之間是密切無間的，并且 圖中的鋼質(zhì)環(huán)帶數(shù)目不代表實際數(shù)目。
圖1為錐盤正面主視示意圖。
圖2為一種錐盤局部立體放人圖。
圖3為另一種錐盤局部立體放大圖。
圖4為組成一個帶輪的兩個錐盤對插示意圖。
圖5為圖4的剖視圖(近讀者的半部剖去)。
圖6為鋼質(zhì)環(huán)帶組成傳動帶的構(gòu)造示意圖。
圖7為不含內(nèi)松懈層的傳動帶側(cè)視示意圖。
圖8為含有內(nèi)松懈層的傳動帶側(cè)視示意圖。
圖9為圖8傳動帶A—A向截面放大圖。
圖IO為外箍鏈的立體示意圖。
圖11為外箍鏈的鏈節(jié)連接示意放大圖(接觸傳動帶的面朝向讀者)。 圖12為圖10的鏈節(jié)裝好后的示意圖。 圖13為圖11中M向視圖的局部放大圖。
圖14為無級變速傳動裝置最小速比時的示意圖(圖中傳動帶及外箍鏈近讀者的半部被剖去)。 圖15為圖10的剖視圖(除帶輪軸外近讀者的半部剖去)。
圖16為無級變速傳動裝置最大速比時的示意圖(圖中傳動帶及外箍鏈近讀者的半部被剖去)。
圖17為圖12的剖視圖(除帶輪軸外近讀者的半部剖去)。
圖18為兼有壓陷式動力傳遞方式中的錐盤立體示意圖之一。
圖19為兼有壓陷式動力傳遞方式中的錐盤立體示意圖之二。
圖20為兼有壓陷式動力傳遞方式中扇形輻條對傳動帶的壓陷示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的無級變速傳動裝置作進一步的說明。
實施方式一圖l所示的是錐盤正面圖，從該圖中可以看出，錐盤正面上相間排列有扇形溝6和扇形輻條5,扇形溝6的內(nèi)窄端9與軸孔8相通。在此圖中，由扇形溝6的外寬端10向外延至錐盤大端的區(qū)域 7是一個以其四角為基點的平面，圖2則更直觀地顯示該區(qū)域7的面貌。區(qū)域7采用這樣的平面，是為了 使傳動帶及其外箍鏈在帶輪擴大傳動半徑時能全程順利外移。區(qū)域7如果周向跨度較大，還可以中間保留 一條有內(nèi)迎坡的徑向壟狀塊，如圖3所示，以壟狀塊增加錐盤的圓周性。圖4、圖5所示的是設(shè)有扇形溝 6和扇形輻條5的兩個錐盤可以對插，對插后的兩個錐盤構(gòu)造出一個具有V形環(huán)槽11的帶輪，本實施方 式的V形環(huán)槽11的夾角取值大于45°角。為了保證錐盤的強度， 一是扇形溝的外寬端至錐盤大端圓周的 距離h等于或者大于傳動帶12及其外箍鏈14的厚度之和；二是對插起來的扇形輻條5與扇形溝6之間供 滑動的間隙能確保兩錐盤相對內(nèi)插與外抽暢順即可，不宜過大。為了增加摩擦力，扇形輻條5在與傳動帶 12相摩擦接觸的面上設(shè)有若干徑向或大致徑向的V形淺溝(本圖及其他圖均未畫出)。從圖5可以看出， 扇形溝6的內(nèi)窄端9沿軸向進入錐盤體內(nèi)部有一定的深度，扇形溝6的近盤背的一面由其內(nèi)窄端9的深處 向外寬端10逐漸淺出，所示的扇形溝6是可以容納另一錐盤的扇形輻條5插入至本帶輪形成最大傳動半 徑。如圖6至圖9所示，傳動帶12是由多層的鋼質(zhì)環(huán)帶13和松懈鋼質(zhì)環(huán)帶13'組成，這些鋼質(zhì)環(huán)帶13 寬度和周長不一，由內(nèi)環(huán)窄短向外環(huán)寬長平滑過渡，傳動帶12的橫截面呈梯形，該梯形延長線的夾角與V 形環(huán)槽U的夾角是相等的。所示的松懈鋼質(zhì)環(huán)帶13'，實際上就是將在最內(nèi)若干層鋼質(zhì)環(huán)帶13的周長作 了相應(yīng)的增加。圖10所示的是外箍鏈14的立體示意圖，該外箍鏈14套在傳動帶12外周起箍束作用，其 鏈節(jié)之間的連接如圖11至圖13所示，從圖11可以看出，外箍鏈?zhǔn)怯珊铣烧w后為H形鏈節(jié)15、矩形鏈 節(jié)16和連接銷18a、 18b構(gòu)成，連接銷18a、 18b是橫截面大體上呈橄欖形條銷，將連接銷18a、 18b合起 來依該圖所示插入連接銷孔17中，并將H形鏈節(jié)作永久性固定連接后成為如圖12所示樣子，其中每鏈節(jié) 兩連接銷孔17近端頭的內(nèi)壁與一連接銷作永久性固定結(jié)合，這種固定結(jié)合體現(xiàn)在圖13中就是連接銷孔17 中在上方的連接銷18a與在下方的H形鏈節(jié)15結(jié)合，在下方的連接銷18b與在上方的矩形鏈節(jié)6結(jié)合。 這種結(jié)合完成后，外箍鏈彎曲時兩連接銷18a、 18b它們互以弧形曲面相抵頂轉(zhuǎn)動。其實對于實現(xiàn)外箍鏈 14的作用來說，其結(jié)構(gòu)并不大重要，主要確保連接銷在運動中不伸出連接銷孔17外插入扇形溝6內(nèi)造成 故障即可。本實施方式的外箍鏈14至所以采用所述結(jié)構(gòu)， 一是因為連接銷18a 、 18b在工作中的轉(zhuǎn)動為 兩者滾動摩擦，比起采用銷外表與銷孔內(nèi)壁的周面摩擦，其磨損大大減輕；二是H形鏈節(jié)15掩蔽著矩形 鏈節(jié)16兩側(cè)邊，既可使H形鏈節(jié)15加長，避免鏈節(jié)被頂入錐盤的扇形溝6內(nèi)發(fā)生故障，又可取得短鏈節(jié) 較高的彎曲度。
圖14至圖n示出了本發(fā)明的無級變速傳動裝置的結(jié)構(gòu)。它由四個本體各相同部分結(jié)構(gòu)與尺寸相同的 錐盤l、 2、 3、 4組成兩對具有V形環(huán)槽11的帶輪，主動帶輪的可移動錐盤1與從動帶輪的可移動錐盤3 在兩軸上成對角配置，傳動帶12套在兩帶輪的V形環(huán)槽11內(nèi)，外箍鏈14套在傳動帶12的外周上。從結(jié) 構(gòu)上說，本發(fā)明的無級變速傳動裝置它是將現(xiàn)有技術(shù)的CVT無級變速器的無級變速傳動裝置中組成兩個 帶輪的兩對對置錐盤，換成兩對對插錐盤，并以本發(fā)明的層疊鋼質(zhì)環(huán)帶傳動帶12替代現(xiàn)有技術(shù)的傳動帶 或傳動鏈；從傳動原理上說，它與橡膠皮帶的無級變速器的無級變速傳動裝置相同，是通過兩帶輪對傳動 帶12的繃緊力或者說傳動帶12對兩帶輪的拉緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動力。其工作過程是這樣的車 輛每次起步前，主、從動帶輪的傳動半徑總是處于最小傳動比狀態(tài)。起步時，從動帶輪的可移動錐盤3受 到其背部液壓腔(圖中只畫出液壓腔的剖面根部，主動帶輪的可移動錐盤1也只畫出液壓腔的剖面根部) 的加壓推動，向固定錐盤4作深插方向(即圖中向左)移動，從動帶輪的傳動半徑加大，將傳動帶12及 外箍鏈14繃緊，傳動帶12與兩個帶輪產(chǎn)生拉緊摩擦力，被發(fā)動機帶動的主動帶輪通過拉緊摩擦力將轉(zhuǎn)動 力傳遞給傳動帶12,而傳動帶12則通過拉緊摩擦力將從動帶輪帶動。加速時，主動帶輪的可移動錐盤1 背部的液壓腔的壓力增加，推動可移動錐盤l向固定錐盤2作深插方向(即圖中向右)移動，主動帶輪的 V形環(huán)槽11變窄傳動半徑增大；與此同時，從動帶輪的可移錐盤3背部的液壓腔的壓力減小，因為傳動 帶12的長度是不變的，從動帶輪的可移動錐盤3在主動帶輪作擴徑的過程中，被傳動帶12拉壓而相對固 定錐盤4作淺插方向(即圖中向右)移動，從動帶輪的V形環(huán)槽11變寬傳動半徑減小。減速時，從動帶 輪的可移動錐盤3背部的液壓腔的壓力增加，推動可移動錐盤3向固定錐盤4作深插方向(即圖中向左) 移動，從動帶輪的V形環(huán)槽11變窄傳動半徑增大；與此同時，主動帶輪的可移錐盤1背部的液壓腔的壓 力減小，因為傳動帶12的長度是不變的，主動帶輪的可移動錐盤1在從動帶輪作擴徑的過程中，被傳動 帶12拉壓而相對固定錐盤2作淺插方向(即圖中向左)移動，主動帶輪的V形環(huán)槽ll變寬傳動半徑減小。因為兩可移動錐盤l、 3背部的液壓腔的壓力調(diào)整，是通過輪軸中芯的油道在帶輪保持傳動狀態(tài)下進行的， 所以無級變速傳動裝置在變速時其動力傳遞不間斷，速比到達目標(biāo)值時，它則以該新的速比繼續(xù)工作。當(dāng) 無級變速傳動裝置為最小速比時，如圖14、圖15所示，主動帶輪的可移動錐盤1移動到處于插入固定錐 盤2的最淺位置，其V形槽11最寬傳動半徑最小，同時從動帶輪的可移動錐盤3移動到處于插入固定錐 盤的最深位置，其V形槽11最窄傳動半徑最大。此時變速器的速比最小，但扭矩最大。當(dāng)變速裝置為最 大速比時，如圖16、圖17所示，主動帶輪的可移動錐盤1移動到處于插入固定錐盤2的最深位置，其V 形槽11最窄傳動半徑最大，同時從動帶輪的可移動錐盤3移動到處于插入固定錐盤4的最淺位置，其V 形槽ll最寬傳動半徑最小。此時變速器的速比最大，但扭矩最小。外箍鏈14在整個傳動過程與傳動帶12 同步運動，其作用是箍束傳動帶12不被兩帶輪繃?yán)^度變長而變僵，同時增加傳動帶12承受繃?yán)o張力 的能力，并且參與傳遞動力。傳動帶12的松懈鋼質(zhì)環(huán)帶13'，在其之外的緊張鋼質(zhì)環(huán)帶13的繃?yán)饔孟拢?被動地緊貼在錐盤上跟隨周轉(zhuǎn)，但是由于錐盤對松懈鋼質(zhì)環(huán)帶沒有繃緊，所以它們的平面(即松懈鋼質(zhì)環(huán) 帶13'力'膽相接觸的面)不發(fā)生內(nèi)凸而保持平整，因而抵擋被繃緊的用于傳遞動力的鋼質(zhì)環(huán)帶13也不發(fā) 生內(nèi)凸而保持平整，傳動帶的整體傳動性能因而得到保障。至于傳動帶12的鋼質(zhì)環(huán)帶13 (包括松懈鋼質(zhì) 環(huán)帶13')的材質(zhì)與厚度，在現(xiàn)有的帶式無級變速器中己有成熟的技術(shù)；至于變速器的電控系統(tǒng)和液壓系 統(tǒng)以及它們的配合控制，當(dāng)今也已是成熟的技術(shù)。
實施方式二如圖18和圖20所示，扇形輻條5在錐盤正面上的兩條棱邊有越近錐盤體大端圓周越大 的倒角形成倒角面19,同時傳動帶12每層鋼質(zhì)環(huán)帶13和每層松懈鋼質(zhì)環(huán)帶13'的平面上兩邊開有細長的 孔眼20，并采用窄于傳動帶輪V形環(huán)槽相應(yīng)處的外箍鏈14。工作時，傳動帶12的鋼質(zhì)環(huán)帶13和松懈鋼 質(zhì)環(huán)帶13'被扇形輻條5頂壓位置上的細長孔眼21被壓癟，鋼質(zhì)環(huán)帶13和松懈鋼質(zhì)環(huán)帶13'此處相應(yīng)發(fā) 生輕微的內(nèi)陷，形成扇形輻條5與傳動帶12為淺凸凹相對面的摩擦。本實施方式的其他部分與實施方式 一的相應(yīng)部分相同。
本發(fā)明的無級變速傳動裝置還可以有多種實施方式，例如實施方式一與實施方式二調(diào)換傳動帶、令外 箍鏈不參與摩擦傳動或者取消外箍鏈等；各技術(shù)特征也可以作改動，例如V形環(huán)槽的夾角設(shè)計為等于或小 于45。角，將扇形溝的外寬端向外延至錐盤大端的區(qū)域設(shè)計為下凹面，將本發(fā)明結(jié)構(gòu)的外箍鏈置換成其他 結(jié)構(gòu)形式的外箍鏈等；還可對有的結(jié)構(gòu)作公知常識的改善，例如傳動帶與錐盤相接觸的面做成平滑斜面而 無鋸齒狀，根據(jù)實際需要設(shè)計兩傳動帶輪尺寸不相等，可移動錐盤與輪軸作滾珠滑動鍵槽結(jié)合等。但是， 無論是采用何種實施方式，或者對技術(shù)特征作何種的改變，或者對有的結(jié)構(gòu)作公知常識的改善，只要在無 級變速傳動裝置中采用錐盤對插結(jié)構(gòu)組成帶輪以及層疊式傳動帶的，就落入本發(fā)明的保護范圍。同時，也 無論無級變速器中無級變速傳動裝置以外的其他部分如何，只要它采用本發(fā)明的無級變速傳動裝置，本發(fā) 明的無級變速傳動裝置依然受本發(fā)明的保護。另外，即使帶輪是采用現(xiàn)有技術(shù)的錐盤對置結(jié)構(gòu)，但在錐盤 正面上設(shè)置若干徑向凸條或凹溝，或者將錐盤正面做成若干放射狀平面，無論是否采用外箍鏈，只要是配 用本發(fā)明設(shè)有細長孔眼的傳動帶來實現(xiàn)動力傳遞的，同樣也落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種無級變速器的無級變速傳動裝置，它包括組成主動帶輪的可移動錐盤和固定錐盤、組成從動帶輪的可移動錐盤和固定錐盤以及套在兩帶輪上的傳動帶，其特征在于所述各錐盤(1、2、3、4)用于構(gòu)造V形環(huán)槽(11)的錐盤正面開設(shè)有至少三條的扇形溝(6)，該扇形溝(6)由外寬端(10)向內(nèi)窄端(9)逐漸加深，內(nèi)窄端(9)與軸孔(8)相通，外寬端(10)至盤體大端的區(qū)域(7)為一個以其四角為基點的平面或者中間保留一條有內(nèi)迎坡的徑向壟狀塊，因開設(shè)扇形溝(6)而形成的扇形輻條(5)與扇形溝(6)數(shù)量相等相間排列，主動帶輪的可移動錐盤(1)以花鍵槽方式活動地套裝在主動帶輪軸上，主動帶輪的固定錐盤(2)與主動帶輪軸固定結(jié)合，其扇形溝(6)可容可移動錐盤(1)的扇形輻條(5)活動地插入，直至主動帶輪達到最大傳動半徑，從動帶輪的可移動錐盤(3)以花鍵槽方式活動地套裝在從動帶輪軸上，從動帶輪的固定錐盤(4)與從動帶輪軸固定結(jié)合，其扇形溝(6)可容可移動錐盤(3)的扇形輻條(5)活動地插入，直至從動帶輪達到最大傳動半徑；所述傳動帶(12)由內(nèi)層窄到外層寬的多層鋼質(zhì)環(huán)帶(13)疊合而成，其橫截面上與錐盤摩擦的兩側(cè)面的夾角與V形環(huán)槽(11)的夾角相等。
2. 如權(quán)利要求1所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的扇形輻條(5)、扇形 溝(6)在錐盤正面上呈均勻分布，同一帶輪的兩錐盤彼此的扇形輻條(5)插入另一錐盤的扇形溝(6) 內(nèi)，兩者之間只留出供平穩(wěn)滑動的空隙。
3. 如權(quán)利要求1所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的扇形輻條(5)在與傳 動帶(12)相摩擦接觸的面上，設(shè)有若干徑向或大致為徑向的V形淺溝。
4. 如權(quán)利要求1所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述傳動帶(12)的鋼質(zhì)環(huán) 帶(13)由內(nèi)層到外層逐漸加厚。
5. 如權(quán)利要求1所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的傳動帶(12)內(nèi)層設(shè) 有比相應(yīng)層次鋼質(zhì)環(huán)帶(13)長、確保鋼質(zhì)環(huán)帶(13)平面得以保持的松懈鋼質(zhì)環(huán)帶(13')。
6. 如權(quán)利要求1至5任一項所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的傳動帶(12) 的外周箍束一條外箍鏈(14)。
7. 如權(quán)利要求1至4任一項所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述各錐盤(1、 2、 3、 4)的扇形輻條(5)在錐盤正面上的兩條棱邊作越近盤體大端越大的倒角處理；所述傳動帶(12) 的鋼質(zhì)環(huán)帶(13)兩邊設(shè)有縱向多行錯位的細長孔眼。
8. 如權(quán)利要求5所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述各錐盤(1、 2、 3、 4) 的扇形輻條(5)在錐盤正面上的兩條棱邊作越近盤體大端越大的倒角處理；所述傳動帶(12)的鋼質(zhì)環(huán) 帶(13)及松懈鋼質(zhì)環(huán)帶(13')兩邊設(shè)有縱向多行錯位的細長孔眼。
9. 如權(quán)利要求7所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的傳動帶(12)的外周 箍束一條外箍鏈(14)，此外箍鏈(14)的內(nèi)外兩平面的寬度均比V形環(huán)槽(11)相應(yīng)處的跨度窄。
10. 如權(quán)利要求8所述的無級變速器的無級變速傳動裝置，其特征在于所述的傳動帶(12)的外周 箍束一條外箍鏈(14)，此外箍鏈(14)的內(nèi)外兩平面的寬度均比V形環(huán)槽(11)相應(yīng)處的跨度窄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主、從動帶輪均由可移動錐盤和固定錐盤對插構(gòu)成的CVT無級變速器的無級變速裝置。它的每個錐盤的曲面上設(shè)有相間排列的扇形溝(6)和扇形輻條(5)，同一帶輪的兩個錐盤可彼此以己方的扇形輻條(5)插入對方的扇形溝(6)內(nèi)作往復(fù)滑動，以改變插入的程度改變帶輪的傳動半徑。對插的兩個錐盤輕易構(gòu)造出V形環(huán)槽大于45°夾角的帶輪，兩帶輪與由多層鋼質(zhì)環(huán)帶組成的傳動帶以拉緊摩擦力來實現(xiàn)動力傳遞，而傳動帶可承受產(chǎn)生極大摩擦力的拉力，因此它的傳動功率大，若加外箍鏈、內(nèi)松懈層效果更佳。同時，帶輪對傳動帶的力主要是向外徑向力，在作擴大傳動半徑時動作暢順。另外，傳動帶進出帶輪時不產(chǎn)生無用功摩擦，故其使用期長。
文檔編號F16H9/20GK101457823SQ200810169320
公開日2009年6月17日 申請日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:麥錫汕;麥倡隺