一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)變速裝置，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，包括箱體、輸入軸和輸出軸，輸入軸和輸出軸軸線(xiàn)平行，輸入軸一端設(shè)有錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的摩擦盤(pán)，摩擦盤(pán)在液力推動(dòng)器的作用下沿輸入軸滑動(dòng)，輸出軸的一端設(shè)有大錐齒輪，其中摩擦盤(pán)和大錐齒輪位于箱體內(nèi)部，在箱體的側(cè)壁上還設(shè)有從動(dòng)軸，從動(dòng)軸的軸線(xiàn)與輸入軸垂直，從動(dòng)軸上固定有小錐齒輪，從動(dòng)軸上套設(shè)有錐臺(tái)，所述的錐臺(tái)在彈簧的作用下沿著從動(dòng)軸滑動(dòng)，摩擦盤(pán)與錐臺(tái)的表面滑動(dòng)配合，大錐齒輪和小錐齒輪之間嚙合。本發(fā)明通過(guò)連續(xù)改變摩擦盤(pán)與環(huán)布摩擦錐臺(tái)的接觸截面半徑，實(shí)現(xiàn)在較大變速范圍內(nèi)平穩(wěn)地?zé)o級(jí)變速，傳動(dòng)平穩(wěn)，能夠傳遞較大扭矩，適用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械工業(yè)對(duì)動(dòng)力傳遞的要求逐漸趨于平穩(wěn)的無(wú)級(jí)傳動(dòng)，無(wú)級(jí)變速器成為熱點(diǎn)。變速器的設(shè)計(jì)必須要考慮到傳動(dòng)效率，在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上盡量減少傳動(dòng)級(jí)數(shù)，同時(shí)對(duì)其結(jié)構(gòu)盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于維修。
[0003]傳統(tǒng)的無(wú)級(jí)變速器CVT結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳動(dòng)效率高，但是當(dāng)傳遞較大扭矩時(shí)，金屬帶易打滑，只能用在小功率發(fā)動(dòng)機(jī)上，另外要求其零部件制造精度高，大大增加了制造成本，CVT的故障診斷困難，維修難度大。用液力方式實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的裝置(如液力變矩器、液力偶合器等)，傳動(dòng)平穩(wěn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修難度大，傳動(dòng)效率低。一些新型的無(wú)級(jí)變速裝置應(yīng)運(yùn)而生，如專(zhuān)利號(hào)為CN101550995B的設(shè)計(jì)，但是該設(shè)計(jì)的零部件在加工制造和安裝布置上要求極為苛刻，維修難度大，在結(jié)構(gòu)上相對(duì)復(fù)雜；專(zhuān)利CNl 0240 1 1 OOA與專(zhuān)利CN103603934A的設(shè)計(jì)中分別利用了鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)不緊湊；對(duì)于CN102401100A和CN103016650B的設(shè)計(jì)內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，該裝置通過(guò)改變離合錐臺(tái)的軸向位置，改變離合錐臺(tái)對(duì)變速錐臺(tái)的壓緊力，實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞或者不傳遞;通過(guò)連續(xù)改變摩擦盤(pán)與環(huán)布變速錐臺(tái)的接觸截面半徑，實(shí)現(xiàn)在較大變速范圍內(nèi)平穩(wěn)地?zé)o級(jí)變速，并且保證摩擦盤(pán)和環(huán)布錐臺(tái)受力平衡，避免產(chǎn)生受力不均而影響錐齒輪的配合，整個(gè)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)離合和變速的整合，自動(dòng)變速，能夠傳遞較大扭矩。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于包括箱體，在箱體上設(shè)有輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸和輸出軸軸線(xiàn)平行，輸入軸一端設(shè)有錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的摩擦盤(pán)，摩擦盤(pán)在液力推動(dòng)器上的變速推柱作用下沿輸入軸滑動(dòng)，輸出軸的一端設(shè)有大錐齒輪，其中摩擦盤(pán)和大錐齒輪位于箱體內(nèi)部，在箱體的側(cè)壁上還設(shè)有從動(dòng)軸，從動(dòng)軸的軸線(xiàn)與輸入軸垂直，從動(dòng)軸設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)從動(dòng)軸的軸線(xiàn)共線(xiàn)且相對(duì)設(shè)置，從動(dòng)軸中部固定有小錐齒輪，從動(dòng)軸自由端套設(shè)有變速錐臺(tái)和離合錐臺(tái)，離合錐臺(tái)在液力推動(dòng)器上的離合推柱作用下可在從動(dòng)軸上做軸向移動(dòng)，彈簧套設(shè)于從動(dòng)軸，彈簧的兩端支撐在小錐齒輪和離合錐臺(tái)之間，彈簧處于壓縮狀態(tài)，在彈簧彈性力的作用下，兩個(gè)從動(dòng)軸端部的變速錐臺(tái)表面與摩擦盤(pán)表面緊密接觸，且滑動(dòng)配合，大錐齒輪和小錐齒輪之間嚙合，同時(shí)兩個(gè)從動(dòng)軸的軸線(xiàn)與輸入軸的軸線(xiàn)共面。
[0006]本發(fā)明中離合錐臺(tái)通過(guò)特制滾珠滑套布置在從動(dòng)軸上，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)離合錐臺(tái)的軸向移動(dòng)和徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧套設(shè)于從動(dòng)軸，彈簧的兩端支撐在小錐齒輪和離合錐臺(tái)之間，彈簧處于壓縮狀態(tài)，在彈簧彈性力的作用下，離合錐臺(tái)對(duì)變速錐臺(tái)施加推力，配合液力推動(dòng)器對(duì)摩擦盤(pán)的推力，兩個(gè)從動(dòng)軸端部的變速錐臺(tái)表面與摩擦盤(pán)表面緊密接觸、且滑動(dòng)配合，大錐齒輪和小錐齒輪之間嚙合，同時(shí)兩個(gè)從動(dòng)軸的軸線(xiàn)與輸入軸的軸線(xiàn)共面。當(dāng)不需要?jiǎng)恿鬟f時(shí)，離合錐臺(tái)在液力推動(dòng)器的作用下沿軸向移動(dòng)壓縮彈簧，不對(duì)變速錐臺(tái)施加推力，摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)不再緊密接觸，斷開(kāi)動(dòng)力傳遞。本發(fā)明中設(shè)計(jì)兩個(gè)相對(duì)布置的從動(dòng)軸，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦盤(pán)和大錐齒輪均勻受力，避免產(chǎn)生受力不均而影響錐齒輪的配合，進(jìn)一步保證了平穩(wěn)傳動(dòng)，每個(gè)從動(dòng)軸上的設(shè)有雙錐臺(tái)，實(shí)現(xiàn)離合與變速一體化。
[0007]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的輸出軸進(jìn)入箱體的一端，依次設(shè)有大錐齒輪和摩擦盤(pán)，在大錐齒輪和摩擦盤(pán)之間設(shè)有一塊與箱體固接的板，該板上固定有推動(dòng)摩擦盤(pán)和離合錐臺(tái)在相應(yīng)軸上做軸向移動(dòng)的液力推動(dòng)器，摩擦盤(pán)表面與兩個(gè)從動(dòng)軸端部的變速錐臺(tái)表面緊密接觸。本方案是在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在輸出軸端增加了一個(gè)摩擦盤(pán)，增加的摩擦盤(pán)與原有摩擦盤(pán)相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)摩擦盤(pán)均受到一個(gè)液力推動(dòng)器控制，兩個(gè)摩擦盤(pán)的壓力相同，一方面增大摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)的接觸面積，增大摩擦力，提高傳動(dòng)效率，另一方面可以避免從動(dòng)軸和離合錐臺(tái)因單向受到橫向推力不均而產(chǎn)生的從動(dòng)軸彎曲變形，影響設(shè)備壽命O
[0008]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的離合錐臺(tái)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)繞從動(dòng)軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿從動(dòng)軸軸向移動(dòng)。
[0009]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的兩個(gè)從動(dòng)軸相鄰一端留有間隙，且兩個(gè)軸端通過(guò)軸套c連接，在軸套c內(nèi)設(shè)有與兩個(gè)從動(dòng)軸配合的軸承。該方案進(jìn)一步的對(duì)兩個(gè)從動(dòng)軸的相鄰軸端進(jìn)行了約束，在零部件裝配精度不足的情況下，避免兩個(gè)從動(dòng)軸因受力不均而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速不同，從而產(chǎn)生錐齒輪的卡齒現(xiàn)象，影響零件使用壽命。
[0010]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的摩擦盤(pán)的錐度角為60-90度，摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)的錐度角之和為180度。由于本結(jié)構(gòu)中的摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)之間是通過(guò)摩擦力傳動(dòng)，并且傳動(dòng)方向要求90度變向，為了提高傳動(dòng)效率，避免變向時(shí)對(duì)從動(dòng)軸產(chǎn)生彎曲變向，因此需要摩擦盤(pán)的錐度小于等于變速錐臺(tái)的錐度，通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定了摩擦盤(pán)的錐度角。
[0011]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的離合錐臺(tái)與變速錐臺(tái)相鄰布置，離合錐臺(tái)通過(guò)內(nèi)套筒、滾珠保持架和外套筒設(shè)于從動(dòng)軸上，離合錐臺(tái)大端開(kāi)有與彈簧配合的環(huán)形凹槽，離合錐臺(tái)外壁開(kāi)有與離合推柱配合的條形凹槽，變速錐臺(tái)大端開(kāi)有與滾珠保持架和內(nèi)套筒配合的階梯孔。
[0012]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的外套筒長(zhǎng)度與離合錐臺(tái)長(zhǎng)度相等，外套筒與離合錐臺(tái)過(guò)盈配合，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，內(nèi)套筒與從動(dòng)軸過(guò)盈配合，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，內(nèi)套筒長(zhǎng)度和滾珠保持架長(zhǎng)度均大于外套筒長(zhǎng)度，內(nèi)套筒與滾珠保持架制造為一體，滾珠保持架內(nèi)均布有滾珠。
[0013]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的液力推動(dòng)器固定安裝在箱體上，在液力推動(dòng)器上分別設(shè)有離合推柱和變速推柱，變速推柱分別沿著摩擦盤(pán)軸線(xiàn)均勻布置，變速推柱與摩擦盤(pán)接觸的一端為滾輪，滾輪隨著摩擦盤(pán)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，離合推柱與離合錐臺(tái)接觸的一端設(shè)有與離合錐臺(tái)外壁面條形凹槽配合的推腳。該方案中，離合推柱與離合錐臺(tái)接觸的一端有與條形凹槽配合的推腳，保證離合平穩(wěn)。由于摩擦盤(pán)隨著輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而液力推動(dòng)器固定在箱體上，因此為了減小兩者的摩擦，兩者接觸部位設(shè)計(jì)為具有彈性的滾輪，并且滾輪的數(shù)目均布在摩擦盤(pán)的圓周方向，保證受力均勻。
[0014]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的液力推動(dòng)器上各個(gè)離合推柱和變速推柱的內(nèi)部控制接口匯集到外部的電控單元，電控單元對(duì)液力推動(dòng)器的推進(jìn)力進(jìn)行操控，液力推動(dòng)器分別獨(dú)立地通過(guò)離合推柱對(duì)離合錐臺(tái)的軸向位置和變速推柱對(duì)摩擦盤(pán)的軸向位置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸?shù)闹袛嗯c恢復(fù)，通過(guò)傳感器對(duì)輸出軸的速度測(cè)量，利用摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)之間的接觸截面半徑的改變實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。該方案中，液力推動(dòng)器上設(shè)有分別對(duì)摩擦盤(pán)和離合錐臺(tái)作用的變速推柱和離合推柱，液力推動(dòng)器對(duì)摩擦盤(pán)和離合錐臺(tái)的作用是相互獨(dú)立進(jìn)行的。當(dāng)不需要傳遞動(dòng)力時(shí)，液力推動(dòng)器對(duì)離合錐臺(tái)施加推力，同時(shí)停止對(duì)摩擦盤(pán)施加的推力，當(dāng)需要?jiǎng)恿鬟f時(shí)液力推動(dòng)器對(duì)摩擦盤(pán)施加推力，同時(shí)撤去對(duì)離合錐臺(tái)的推力，實(shí)現(xiàn)離合的作用。
[0015]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的彈簧與小錐齒輪之間以及小錐齒輪與箱體內(nèi)壁之間分別設(shè)有套筒b和套筒a，其中套筒b與從動(dòng)軸之間過(guò)盈連接。各個(gè)彈簧同軸安裝在相應(yīng)的從動(dòng)軸上，彈簧與小錐齒輪間安裝有與從動(dòng)軸過(guò)盈連接的套筒b，以減小彈簧工作過(guò)程中對(duì)小錐齒輪的損害，同時(shí)套筒b可以對(duì)彈簧起到軸向定位作用，配合同軸上的另一個(gè)套筒a可以對(duì)小錐齒輪起到軸向定位作用。
[0016]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步限定，所述的輸入軸與輸出軸同軸安置，進(jìn)一步保證扭矩傳遞過(guò)程中整個(gè)裝置的穩(wěn)定。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用電控單元控制液力推動(dòng)器分別獨(dú)立的對(duì)離合錐臺(tái)和摩擦盤(pán)進(jìn)行均勻施壓，聯(lián)合從動(dòng)軸上的彈簧，在需要?jiǎng)恿鬟f的時(shí)候，連續(xù)地改變輸入摩擦盤(pán)與環(huán)布變速錐臺(tái)的接觸截面半徑，再通過(guò)小錐齒輪與大錐齒輪的嚙合，實(shí)現(xiàn)了在較大變速范圍內(nèi)平穩(wěn)地?zé)o級(jí)變速，能夠應(yīng)用在大功率的設(shè)備上，在不需要?jiǎng)恿鬟f時(shí)，可以平穩(wěn)地分離摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)，平穩(wěn)地切斷動(dòng)力。本發(fā)明充分應(yīng)用了摩擦與齒輪嚙合的組合作用，巧妙地把彈簧與液力推動(dòng)器組合使用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)改變傳動(dòng)比，能夠傳遞較大的傳動(dòng)比。所用到的零件結(jié)構(gòu)與安裝位置簡(jiǎn)單，制造成本低，維修方便。本發(fā)明中利用液力推動(dòng)器提供的推力具有自調(diào)節(jié)功能，液體可壓縮;變速推柱與摩擦盤(pán)的接觸端設(shè)置為滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)，自適應(yīng)調(diào)整變速錐臺(tái)的受力，防止產(chǎn)生偏心，致使兩個(gè)錐齒輪不同步而產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。巧妙地利用了雙錐臺(tái)配合的相互作用，實(shí)現(xiàn)了離合與變速的一體化。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為離合錐臺(tái)和變速錐臺(tái)與從動(dòng)軸連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為摩擦盤(pán)與錐臺(tái)的錐角配合示意圖；
圖6為本發(fā)明中液力推動(dòng)器及其控制裝置示意圖。
[0020]圖中，1、輸入軸，2、端蓋，3、液力推動(dòng)器，4、彈簧，5、圓錐滾子軸承，6、箱體，7、圓柱滾子軸承，8、輸出軸，9、大錐齒輪，10、小錐齒輪，11、套筒a，12、從動(dòng)軸，13、套筒b，14、離合錐臺(tái)，15、緊固螺釘，16、變速錐臺(tái)，17、摩擦盤(pán)，18、套筒C，19、電控單元，20、變速推柱，21、離合推柱，22、內(nèi)套筒，23、滾珠保持架，24、外套筒。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明具體涉及一種利用摩擦傳動(dòng)的環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，如附圖1所示，具體包括箱體6，以及在箱體6上設(shè)置的輸入軸1、輸出軸8和處于箱體6內(nèi)部的兩個(gè)軸上配置的零部件，輸入軸I和輸出軸8通過(guò)圓柱滾子軸承7安裝在變速器箱體6上，并用軸承端蓋2對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，對(duì)箱體6防塵密封，輸入軸I與輸出軸8同軸安裝，進(jìn)一步保證扭矩傳遞過(guò)程中整個(gè)裝置的穩(wěn)定;其中輸入軸I 一端設(shè)有錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的摩擦盤(pán)17，摩擦盤(pán)17在液力推動(dòng)器3的作用下沿輸入軸I滑動(dòng)，輸出軸8的一端設(shè)有大錐齒輪9，輸入軸I和輸出軸8軸線(xiàn)平行;從動(dòng)軸12的軸線(xiàn)與輸入軸I垂直，從動(dòng)軸12上固定有小錐齒輪10與輸入軸8上的大錐齒輪9嚙合，從動(dòng)軸12上套設(shè)有離合錐臺(tái)14和變速錐臺(tái)16，所述的離合錐臺(tái)14通過(guò)內(nèi)套筒22、滾珠保持架23和外套筒24所組成的滾珠滑套設(shè)于從動(dòng)軸上12，離合錐臺(tái)14可繞傳動(dòng)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)和沿傳動(dòng)軸12做軸向移動(dòng)，變速錐臺(tái)16與離合錐臺(tái)14相鄰布置，離合錐臺(tái)14在彈簧4的作用下沿著從動(dòng)軸12滑動(dòng)，將彈簧4的推力傳遞至變速錐臺(tái)16，摩擦盤(pán)17在液力推動(dòng)器3通過(guò)變速推柱20的推動(dòng)作用沿輸入軸I移動(dòng)，在液力推動(dòng)器3和彈簧4的相互配合下，摩擦盤(pán)17和變速錐臺(tái)16的接觸截面半徑連續(xù)改變，可以連續(xù)改變傳動(dòng)比，再通過(guò)小錐齒輪10與大錐齒輪9的嚙合擴(kuò)大傳動(dòng)比，擴(kuò)大了裝置的傳動(dòng)比范圍，實(shí)現(xiàn)了在較大的變速范圍內(nèi)和在傳遞高扭矩情況下的無(wú)級(jí)變速。液力推動(dòng)器3上還設(shè)有離合推柱21，當(dāng)需要斷開(kāi)動(dòng)力傳遞時(shí)，液力推動(dòng)器3通過(guò)離合推柱21推動(dòng)離合錐臺(tái)14向彈簧4方向移動(dòng)，撤去對(duì)變速錐臺(tái)16的推力，變速錐臺(tái)16不再與摩擦盤(pán)17緊密接觸，切斷動(dòng)力傳遞；當(dāng)需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，液力推動(dòng)器3通過(guò)離合推柱21撤去對(duì)離合錐臺(tái)14的推力，在彈簧4與液力推動(dòng)器3的聯(lián)合作用下，摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16緊密結(jié)觸，實(shí)現(xiàn)了離合與變速的一體化。
[0022]在附圖1和附圖2中可以看出，本發(fā)明中的從動(dòng)軸12設(shè)有兩個(gè)，軸線(xiàn)共線(xiàn)且相對(duì)設(shè)置，還可以設(shè)置為4個(gè)，增加于箱體6的前后表面。從動(dòng)軸12的一端通過(guò)圓錐滾子軸承5安裝在變速器箱體內(nèi)，另一端套設(shè)的彈簧4，其兩端分別與小錐齒輪10小端面相接觸的套筒bl3和離合錐臺(tái)14的大端面環(huán)形凹槽接觸，這樣在彈簧4彈力的作用下，離合錐臺(tái)14沿著從動(dòng)軸12滑動(dòng)將推力傳遞至變速錐臺(tái)16，保證了變速錐臺(tái)16表面與摩擦盤(pán)17表面緊密接觸，兩個(gè)從動(dòng)軸12的軸線(xiàn)與輸入軸I的軸線(xiàn)共面。從動(dòng)軸12的布置方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦盤(pán)17和大錐齒輪9均勻受力，避免產(chǎn)生受力不均而影響錐齒輪的配合，進(jìn)一步保證了平穩(wěn)傳動(dòng)。
[0023]附圖2為本發(fā)明的另一種實(shí)施例，在附圖1的基礎(chǔ)上，在輸出軸8進(jìn)入箱體6的一端增加了摩擦盤(pán)17，該摩擦盤(pán)17套設(shè)于輸出軸8上，并隨著輸出軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，在大錐齒輪9和摩擦盤(pán)17之間設(shè)有一塊與箱體6固接的板，該摩擦盤(pán)17通過(guò)固定于板上的液力推動(dòng)器3推動(dòng)，沿著軸向移動(dòng)，摩擦盤(pán)17表面與兩個(gè)從動(dòng)軸12端部的變速錐臺(tái)16表面緊密接觸。在輸出軸8的軸端增加了一個(gè)摩擦盤(pán)17，增加的摩擦盤(pán)17與原有摩擦盤(pán)17相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)摩擦盤(pán)17均受到一個(gè)液力推動(dòng)器3控制，兩個(gè)摩擦盤(pán)17的壓力相同，一方面增大摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16的接觸面積，增大摩擦力，提高傳動(dòng)效率，另一方面可以避免從動(dòng)軸12因單向受到橫向推力不均而產(chǎn)生的從動(dòng)軸12彎曲變形，影響設(shè)備壽命。
[0024]附圖3所示，為了在零部件裝配精度不足的情況下，避免兩個(gè)從動(dòng)軸12因受力不均而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速不同，從而產(chǎn)生錐齒輪的卡齒現(xiàn)象，影響零件使用壽命，對(duì)兩個(gè)從動(dòng)軸12的相鄰軸端進(jìn)行了約束，兩個(gè)從動(dòng)軸12相鄰一端留有間隙，且兩個(gè)軸端通過(guò)軸套cl8連接，在軸套cl8內(nèi)設(shè)有與兩個(gè)從動(dòng)軸12配合的軸承。
[0025]在附圖4中，雙錐臺(tái)相鄰布置，變速錐臺(tái)16通過(guò)花鍵設(shè)在從動(dòng)軸12上，離合錐臺(tái)14通過(guò)內(nèi)套筒22、滾珠保持架23和外套筒24所制造的滾珠滑套設(shè)在從動(dòng)軸12上，滾珠保持架23上設(shè)有勻布的滾珠，其中內(nèi)套筒22與從動(dòng)軸12之間過(guò)盈配合，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，內(nèi)套筒22外壁有配合滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)的弧形凹槽，內(nèi)套筒12與滾珠保持架23制造為一體，外套筒24與離合錐臺(tái)14長(zhǎng)度相等，外套筒24與離合錐臺(tái)14內(nèi)壁過(guò)盈配合，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，離合錐臺(tái)14的外壁面有條形凹槽，條形凹槽保證離合推柱與離合錐臺(tái)接觸，保證離合平穩(wěn)，離合錐臺(tái)14與彈簧4接觸的一端設(shè)有環(huán)形凹槽。變速錐臺(tái)16與離合錐臺(tái)14相鄰的一端設(shè)有與內(nèi)套筒22和滾珠保持架23配合的階梯孔。
[0026]由于本結(jié)構(gòu)中的摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16之間是通過(guò)摩擦力傳動(dòng)，并且傳動(dòng)方向要求90度變向，為了提高傳動(dòng)效率，避免變向時(shí)對(duì)從動(dòng)軸12產(chǎn)生彎曲變向，設(shè)定摩擦盤(pán)17的錐度角α為60-90度，摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16的錐度角之和為180度保證輸入軸I與從動(dòng)軸12垂直，如附圖5所示。上述設(shè)置目的，需要摩擦盤(pán)17的錐度小于等于變速錐臺(tái)16的錐度，通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定了摩擦盤(pán)17的錐度角。
[0027]本發(fā)明中，液力推動(dòng)器3用均勻環(huán)布的緊固螺釘15固定連接在變速器箱體6的內(nèi)壁上，在液力推動(dòng)器3上分別設(shè)有離合推柱21和變速推柱20，液力推動(dòng)器3的相應(yīng)推柱數(shù)目與相應(yīng)錐臺(tái)數(shù)目相等，且相間圓心角相等，以保證液力推動(dòng)器3所作用的壓力均勻的施加在摩擦盤(pán)17和離合錐臺(tái)14上，各個(gè)摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16的摩擦接觸截面相同，保證傳遞扭矩均勻平穩(wěn)。變速推柱20分別沿著摩擦盤(pán)17軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，變速推柱20與摩擦盤(pán)17接觸的一端為滾輪，滾輪隨著摩擦盤(pán)17的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)。變速推柱20施加的作用力作用在摩擦盤(pán)17上，作用部分面的中心法線(xiàn)與相應(yīng)變速錐臺(tái)16的軸線(xiàn)同處于一個(gè)平面，以此保證對(duì)摩擦盤(pán)17與各個(gè)變速錐臺(tái)16的作用力均衡，對(duì)摩擦盤(pán)17和環(huán)布變速錐臺(tái)16的接觸截面半徑改變量相等。離合推柱21也集成于液力推動(dòng)器3上，離合推柱21與離合錐臺(tái)14一一對(duì)應(yīng)，離合推柱21對(duì)離合錐臺(tái)14接觸的一端設(shè)有與離合錐臺(tái)14外壁面條形凹槽配合的推腳，當(dāng)從動(dòng)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)離合錐臺(tái)14不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以平穩(wěn)的推動(dòng)離合錐臺(tái)14做軸向移動(dòng)。
[0028]如附圖6所示，本發(fā)明中的液力推動(dòng)器3上各個(gè)推柱的內(nèi)部控制接口匯集到外部的電控單元19，電控單元19對(duì)液力推動(dòng)器3的推進(jìn)力進(jìn)行合理操控，通過(guò)傳感器對(duì)輸出軸8的速度采集測(cè)量，根據(jù)所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，電控單元19合理調(diào)控液力推動(dòng)器3施加在摩擦盤(pán)17上的壓力，利用摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16之間的接觸截面半徑的連續(xù)改變實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。
[0029]本發(fā)明中，摩擦盤(pán)17和變速錐臺(tái)16均是由摩擦系數(shù)大且耐磨的材料制造，摩擦盤(pán)17和變速錐臺(tái)16分別由花鍵連接在輸入軸I和從動(dòng)軸12上，摩擦盤(pán)17與輸入軸I的同軸度有一定的要求，變速錐臺(tái)16和離合錐臺(tái)14與相應(yīng)從動(dòng)軸12的同軸度有一定的要求，摩擦盤(pán)17和變速錐臺(tái)16摩擦接觸，摩擦盤(pán)17隨輸入軸I 一同轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸I的扭矩經(jīng)摩擦盤(pán)17傳遞給變速錐臺(tái)16，傳遞至從動(dòng)軸12，合理設(shè)計(jì)輸入軸I與從動(dòng)軸12的尺寸，保證摩擦盤(pán)17和變速錐臺(tái)16不脫離相應(yīng)軸。
[0030]本發(fā)明中，離合錐臺(tái)14和變速錐臺(tái)16的小端距輸入軸I近，大端距輸入軸I遠(yuǎn)，離合錐臺(tái)14的大端開(kāi)環(huán)形凹槽，方便彈簧4的安裝與一端固定，削弱在工作中彈簧4與離合錐臺(tái)14的相互磨損，變速錐臺(tái)16大端開(kāi)有與內(nèi)套筒22和滾珠保持架23配合的階梯孔，保證在離合錐臺(tái)14軸向移動(dòng)過(guò)程中，變速錐臺(tái)16的軸向移動(dòng)不發(fā)生干涉，彈簧4與從動(dòng)軸12的同軸度有一定的要求，彈簧4與液力推動(dòng)器3的離合推柱21相互配合調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的中斷與恢復(fù)，彈簧4與液力推動(dòng)器3的變速推柱20相互配合調(diào)節(jié)摩擦盤(pán)17與變速錐臺(tái)16的接觸位置，可以連續(xù)改變二者的接觸截面半徑，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，彈簧4與小錐齒輪10之間安裝有與從動(dòng)軸12過(guò)盈連接的套筒bl3，套筒bl3可以避免彈簧4與小錐齒輪10的相互磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)能夠分別對(duì)彈簧4和小錐齒輪10的一端起到定位作用。
[0031]本發(fā)明中，環(huán)布的小錐齒輪10分別與其相應(yīng)的從動(dòng)軸12花鍵連接，摩擦盤(pán)17與輸入軸I通過(guò)花鍵連接，變速錐臺(tái)16與其各自的從動(dòng)軸12花鍵連接，各個(gè)小錐齒輪10與其各自從動(dòng)軸12花鍵連接，大錐齒輪9與輸出軸8花鍵連接，分別減小了對(duì)其連接的輸入軸1、從動(dòng)軸12和輸出軸8的強(qiáng)度削弱，可承受較大的扭矩傳遞，摩擦盤(pán)17、環(huán)布變速錐臺(tái)16和各齒輪的導(dǎo)向性和對(duì)中性較好，對(duì)摩擦盤(pán)17與環(huán)布變速錐臺(tái)16在軸上的滑動(dòng)過(guò)程很重要;小錐齒輪10與相應(yīng)從動(dòng)軸12的同軸度有一定的要求，小錐齒輪10與箱體6內(nèi)壁之間安裝有與從動(dòng)軸12過(guò)盈連接的套筒all，對(duì)小錐齒輪10進(jìn)行定位。
[0032]本發(fā)明中，各個(gè)小錐齒輪10均與同一個(gè)大錐齒輪9嚙合，增大整個(gè)變速裝置的傳動(dòng)比，擴(kuò)大傳動(dòng)范圍，大錐齒輪9與輸出軸8花鍵連接，能夠承載較大扭矩，大錐齒輪9與輸出軸8有一定的同軸度要求，輸出軸8的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有軸肩對(duì)大錐齒輪9進(jìn)行軸向定位。
[0033]本發(fā)明中，在安裝從動(dòng)軸12的軸向方向上，變速器箱體6的兩端開(kāi)有圓孔，方便從動(dòng)軸12的安裝布置。
[0034]本發(fā)明利用液力推動(dòng)器與彈簧的巧妙地安裝位置，調(diào)節(jié)摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)的接觸位置，連續(xù)地改變接觸截面半徑，達(dá)到無(wú)級(jí)變速的目的，電控單元根據(jù)設(shè)備工作速度，智能地控制液力推動(dòng)器對(duì)摩擦盤(pán)施壓，將摩擦盤(pán)向前方移動(dòng)，環(huán)布變速錐臺(tái)在彈簧的彈性壓縮作用下，在受到來(lái)自摩擦盤(pán)的壓力時(shí)，逐漸遠(yuǎn)離輸入軸，連續(xù)地減小了摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)的接觸截面半徑，傳動(dòng)比連續(xù)減小。當(dāng)需要增大傳動(dòng)比時(shí)，電控單元智能調(diào)控液力推動(dòng)器，減小液力推動(dòng)器對(duì)摩擦盤(pán)施加的壓力，同時(shí)摩擦盤(pán)對(duì)變速錐臺(tái)的壓力減小，當(dāng)此壓力小于彈簧對(duì)摩擦錐臺(tái)的彈力時(shí)，摩擦錐臺(tái)將向輸入軸方向移動(dòng)，同時(shí)摩擦盤(pán)在環(huán)布變速錐臺(tái)的壓力下向后方移動(dòng)，連續(xù)地增大了摩擦盤(pán)與變速錐臺(tái)的接觸截面半徑，傳動(dòng)比連續(xù)增大。當(dāng)扭矩經(jīng)摩擦盤(pán)輸給變速錐臺(tái)后，從動(dòng)軸獲得的扭矩經(jīng)過(guò)環(huán)布小錐齒輪與大錐齒輪的嚙合傳遞給輸出軸。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)了在較大傳動(dòng)范圍內(nèi)的無(wú)極變速，可靠且平穩(wěn)的傳動(dòng)，能夠傳遞較大的扭矩，實(shí)現(xiàn)了在大功率設(shè)備上的無(wú)級(jí)變速。本發(fā)明巧妙地利用了雙錐臺(tái)的結(jié)構(gòu)，在需要斷開(kāi)動(dòng)力傳遞時(shí)，液力推動(dòng)器通過(guò)推動(dòng)離合錐臺(tái)遠(yuǎn)離輸入軸，撤去對(duì)變速錐臺(tái)施加的推力，變速錐臺(tái)不再與摩擦盤(pán)保持緊密接觸，當(dāng)需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，撤去離合推柱對(duì)離合錐臺(tái)的推動(dòng)，變速錐臺(tái)受到來(lái)自彈簧傳遞來(lái)的推力，與摩擦盤(pán)緊密接觸，傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了離合與變速的一體化，該無(wú)級(jí)變速裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，組成該裝置的零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于包括箱體(6)，在箱體(6)上設(shè)有輸入軸(I)和輸出軸(8)，所述的輸入軸(I)和輸出軸(8)軸線(xiàn)平行，輸入軸(I)一端設(shè)有錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的摩擦盤(pán)(17)，摩擦盤(pán)(17)在液力推動(dòng)器(3)上的變速推柱(20)作用下沿輸入軸(I)滑動(dòng)，輸出軸(8)的一端設(shè)有大錐齒輪(9)，其中摩擦盤(pán)(17)和大錐齒輪(9)位于箱體(6)內(nèi)部，在箱體(6)的側(cè)壁上還設(shè)有從動(dòng)軸(12)，從動(dòng)軸(12)的軸線(xiàn)與輸入軸(I)垂直，從動(dòng)軸(12)設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)從動(dòng)軸(12)的軸線(xiàn)共線(xiàn)且相對(duì)設(shè)置，從動(dòng)軸(12)中部固定有小錐齒輪(10)，從動(dòng)軸(12)自由端套設(shè)有變速錐臺(tái)(16)和離合錐臺(tái)(14)，離合錐臺(tái)(14)在液力推動(dòng)器(3)上的離合推柱(21)作用下可在從動(dòng)軸(12)上做軸向移動(dòng)，彈簧(4)套設(shè)于從動(dòng)軸(12)，彈簧(4)的兩端支撐在小錐齒輪(10)和離合錐臺(tái)(14)之間，彈簧(4)處于壓縮狀態(tài)，在彈簧(4)彈性力的作用下，兩個(gè)從動(dòng)軸(12)端部的變速錐臺(tái)(16)表面與摩擦盤(pán)(17)表面緊密接觸、且滑動(dòng)配合，大錐齒輪(9)和小錐齒輪(10)之間嚙合，同時(shí)兩個(gè)從動(dòng)軸(12)的軸線(xiàn)與輸入軸(I)的軸線(xiàn)共面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的輸出軸(8)進(jìn)入箱體(6)的一端，依次設(shè)有大錐齒輪(9)和摩擦盤(pán)(17)，在大錐齒輪(9)和摩擦盤(pán)(17 )之間設(shè)有一塊與箱體(6 )固接的板，該板上固定有推動(dòng)摩擦盤(pán)(17 )軸向移動(dòng)的液力推動(dòng)器(3)，摩擦盤(pán)(17)表面與兩個(gè)從動(dòng)軸(12)端部的變速錐臺(tái)(16)表面緊密接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的離合錐臺(tái)(14 )能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)繞從動(dòng)軸(12 )軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿從動(dòng)軸(12 )軸向移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的兩個(gè)從動(dòng)軸(12)相鄰一端留有間隙，且兩個(gè)軸端通過(guò)軸套c(18)連接，在軸套c(18)內(nèi)設(shè)有與兩個(gè)從動(dòng)軸(12)配合的軸承。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的摩擦盤(pán)(17)的錐度角為60-90度，摩擦盤(pán)(17)與變速錐臺(tái)(16)的錐度角之和為180度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的離合錐臺(tái)(14)與變速錐臺(tái)(16)相鄰布置，離合錐臺(tái)(14)通過(guò)內(nèi)套筒(22)、滾珠保持架(23)和外套筒(24)設(shè)于從動(dòng)軸(12)上，離合錐臺(tái)(14)大端開(kāi)有與彈簧(4)配合的環(huán)形凹槽，離合錐臺(tái)(14)外壁開(kāi)有與離合推柱(21)配合的條形凹槽，變速錐臺(tái)(16)大端開(kāi)有與滾珠保持架(23)和內(nèi)套筒(22)配合的階梯孔。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的外套筒(24)長(zhǎng)度與離合錐臺(tái)(14)長(zhǎng)度相等，外套筒(24)與離合錐臺(tái)(14)過(guò)盈配合，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，內(nèi)套筒(22)與從動(dòng)軸(12)過(guò)盈配合，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，內(nèi)套筒(22)長(zhǎng)度和滾珠保持架(23)長(zhǎng)度均大于外套筒(24)長(zhǎng)度，內(nèi)套筒(22)與滾珠保持架(23)制造為一體，滾珠保持架(23)內(nèi)均布有滾珠。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的液力推動(dòng)器(3)固定安裝在箱體(6)上，在液力推動(dòng)器(3)上分別設(shè)有離合推柱(21)和變速推柱(20)，變速推柱(20)分別沿著摩擦盤(pán)(17)軸線(xiàn)均勻布置，變速推柱(20)與摩擦盤(pán)(17)接觸的一端為滾輪，滾輪隨著摩擦盤(pán)(17)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，離合推柱(21)與離合錐臺(tái)(14)接觸的一端設(shè)有與離合錐臺(tái)(14)外壁面條形凹槽配合的推腳。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的液力推動(dòng)器(3 )上各個(gè)離合推柱(21)和變速推柱(20 )的內(nèi)部控制接口匯集到外部的電控單元(19)，電控單元(19)對(duì)液力推動(dòng)器(3)的推進(jìn)力進(jìn)行操控，液力推動(dòng)器(3)分別獨(dú)立地通過(guò)離合推柱(21)對(duì)離合錐臺(tái)(14)的軸向位置和變速推柱(20)對(duì)摩擦盤(pán)(17)的軸向位置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸?shù)闹袛嗯c恢復(fù)，通過(guò)傳感器對(duì)輸出軸(8)的速度測(cè)量，利用摩擦盤(pán)(17)與變速錐臺(tái)(16)之間的接觸時(shí)截面半徑的改變實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)布雙錐臺(tái)摩擦式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的彈簧(4)與小錐齒輪(10)之間以及小錐齒輪(10)與箱體(6)內(nèi)壁之間分別設(shè)有套筒b( 13)和套筒a( 11)，其中套筒b( 13)與從動(dòng)軸(12)之間過(guò)盈連接。
【文檔編號(hào)】F16H37/02GK105840755SQ201610215527
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】伏軍, 張?jiān)龇? 李劍星, 袁文華, 康文杰, 顏飛斌, 羅姿, 李煜
【申請(qǐng)人】邵陽(yáng)學(xué)院