凹凸共曲圓弧變速器的制造方法
【專利摘要】一種凹凸共曲圓弧變速器，兩件內(nèi)圓弧曲面的調(diào)速環(huán)和輸出環(huán)，與左右圓弧曲面的二件主動(dòng)輪，在徑向內(nèi)外包容并夾緊了一組鋼球(行星輪)，調(diào)速環(huán)的外圓和機(jī)體部分內(nèi)圓上制成螺旋副，當(dāng)調(diào)速環(huán)相聯(lián)接的斜齒輪，受蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)而使調(diào)速環(huán)在機(jī)體腔內(nèi)作螺旋軸向進(jìn)退位移，從而使各圓弧曲面的接觸點(diǎn)工作半徑變動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)速逐漸升降，甚至過零反轉(zhuǎn)。內(nèi)外四件傳動(dòng)副的工作面，以圓弧曲面與一組鋼球成凹凸共曲，接觸應(yīng)力低、使用壽命長、效率高、承載能力大提高，實(shí)現(xiàn)了功率體積比的大突破。采用槽孔板與滾輪組合將各鋼球均布間隔著，并按滾輪相接觸共同自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，花鍵套外圓與兩主動(dòng)輪、兩碟簧聯(lián)接，內(nèi)圓滑移于輸入軸，作軸向浮動(dòng)。構(gòu)成“球軸承式”的變速器，適用范圍廣泛。
【專利說明】
凹凸共曲圓弧變速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]—種凹凸共曲圓弧變速器，兩內(nèi)環(huán)圓弧曲面和左右圓弧主動(dòng)輪內(nèi)外包容并夾緊著一組鋼球作行星輪系傳動(dòng)，調(diào)速環(huán)的外圓與機(jī)體的內(nèi)圓制成螺旋傳動(dòng)副，調(diào)速環(huán)聯(lián)接斜齒輪在蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)作軸向進(jìn)退位移，改變了各傳動(dòng)副與鋼球接觸傳力點(diǎn)的工作半徑大小，達(dá)到輸出轉(zhuǎn)速逐漸升降成為無極變速器。
[0002]四件圓弧曲面夾緊鋼球成凹凸共曲，接觸應(yīng)力低、耐磨性和承載能力提高，輸出轉(zhuǎn)速過零反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩增減成恒功率傳動(dòng)，效率突破。
【背景技術(shù)】
[0003]原德國制造的鋼球行星無級(jí)變速器，四件傳動(dòng)副中有三件為直線工作面，傳力接觸應(yīng)力高、磨損嚴(yán)重、效率低，尤其是一組鋼球與分布槽板間以滑動(dòng)受力，磨阻大，易損壞且降低了傳動(dòng)效率。加壓裝置和調(diào)速環(huán)的傳動(dòng)與位移機(jī)構(gòu)不完善，操控不簡便使結(jié)構(gòu)不緊湊，功率體積比較小，制造成本高效益低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種凹凸共曲圓弧變速器，內(nèi)外圓弧曲面受碟簧力夾緊著一組鋼球，作凹凸共曲圓弧接觸傳力的行星傳動(dòng)，成為高效率無級(jí)變速器。采用調(diào)速環(huán)的外圓與機(jī)體內(nèi)圓制成螺旋副，當(dāng)調(diào)速環(huán)與斜齒輪聯(lián)接受到蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)便因螺旋傳動(dòng)達(dá)到軸向位移，使鋼球相對于各圓弧曲面的傳力接觸點(diǎn)工作半徑逐漸增減，輸出轉(zhuǎn)速升降和轉(zhuǎn)矩作恒功率增減，調(diào)速范圍過零反轉(zhuǎn)，提高了應(yīng)用范圍。
[0005]調(diào)速環(huán)、輸出環(huán)和左右主動(dòng)輪的圓弧工作面與鋼球夾緊傳力成凹凸接觸，應(yīng)力降低，磨損減小，效率和承載能力顯著提高。
[0006]—組鋼球是無物理心軸的行星滾動(dòng)體，在運(yùn)轉(zhuǎn)圓周分布圓上應(yīng)間隔均布，互不接觸。采用槽孔板和滾輪組合件，將各個(gè)鋼球與滾輪相滾動(dòng)接觸而分隔，使鋼球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)中與滾輪同行，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。
[0007]花鍵套安裝在輸入軸上鍵聯(lián)接，與左右主動(dòng)輪以花鍵聯(lián)接，軸向受到左右碟簧組的彈性力壓緊著左右主動(dòng)輪同時(shí)夾緊著各鋼球，當(dāng)鋼球受到調(diào)速環(huán)軸向位移時(shí)推動(dòng)作徑向內(nèi)移，碟簧再度壓縮，彈簧力增大，正好是輸出轉(zhuǎn)速降低轉(zhuǎn)矩增大所需要碟簧壓緊力同步增大，達(dá)到恒功率高效率變速傳動(dòng)。
[0008]左右調(diào)速環(huán)與輸出環(huán)以左右兩個(gè)主動(dòng)輪與鋼球傳力接觸點(diǎn)的工作半徑大小與位置不同形成輸出轉(zhuǎn)速值的不同，設(shè)計(jì)時(shí)使高速范圍的左右主動(dòng)輪對鋼球傳力點(diǎn)徑向高低相差越大，鋼球自轉(zhuǎn)軸線水平上偏移也越大，形成調(diào)速環(huán)和輸出環(huán)的夾持傳力接觸點(diǎn)的工作半徑相差較大，輸出轉(zhuǎn)速數(shù)值最高(即高轉(zhuǎn)速)，隨著調(diào)速環(huán)的推移，鋼球作徑向內(nèi)移，自轉(zhuǎn)軸線逐漸變?yōu)榕c輸入軸平行，調(diào)速環(huán)和輸出環(huán)的工作半徑達(dá)到相等時(shí)，輸出轉(zhuǎn)速為零，調(diào)速環(huán)繼續(xù)軸向位移，輸出轉(zhuǎn)速過零后即反轉(zhuǎn)。
[0009]主要結(jié)構(gòu)特征是:
[0010]1、調(diào)速環(huán)(4)輸出環(huán)(14)和左右主動(dòng)輪(5、13)的傳力工作面制成圓弧曲面與鋼球(12)形成凹凸共曲的接觸傳力。
[0011]2、調(diào)速環(huán)(4)與斜齒輪(3)聯(lián)接，其外圓和機(jī)體(I)內(nèi)圓制成螺旋傳動(dòng)副，同斜齒輪
(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作軸向進(jìn)退位移，將一組鋼球(12)作徑向和軸向復(fù)合移動(dòng)，從而改變相關(guān)工作半徑，達(dá)到輸出環(huán)(14)及其輸出軸(18)作無級(jí)變速傳動(dòng)。
[0012]3、鋼球(12)為無物理心軸行星輪，被槽孔板(10)及其滾輪(19)組合件間隔著相接觸，均布于運(yùn)行圓周上，高轉(zhuǎn)速時(shí)，鋼球(12)自轉(zhuǎn)軸線與輸入軸線偏斜。
[0013]4、花鍵套(7)滑套在輸入軸(8)上，將左右兩個(gè)主動(dòng)輪滑移聯(lián)接，并受到左右兩組碟簧(6)的彈性力而始終壓緊著，又將一組鋼球(12)夾緊，并將鋼球推壓到調(diào)速環(huán)(4)和輸出環(huán)(13)的圓弧曲面上，由于花鍵套與輸入軸滑移并浮動(dòng)。
[0014]5、調(diào)速環(huán)(4)、輸出環(huán)(13)、左右主動(dòng)輪(5、13)的圓弧工作面的曲率半徑及圓弧中心設(shè)計(jì)中選擇最佳尺寸和中心位置，除輸出環(huán)(4)的工位不變外，其他三件工位調(diào)速中逐漸變動(dòng)，選用的參數(shù)以利于鋼球(12)的復(fù)合位移，操控輕松省力。
【附圖說明】
:
[0015]圖1是凹凸共曲圓弧變速器的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0016]圖2是凹凸共曲圓弧變速器左俯視圖。
[0017]圖3是凹凸共曲圓弧變速器的變速工作原理及主件工位。
[0018]圖4是凹凸共曲圓弧變速器槽孔板外形示意圖。
[0019]圖5是凹凸共曲圓弧變速器左主動(dòng)輪零件示意圖。
[0020]圖6是凹凸共曲圓弧變速器右主動(dòng)輪零件示意圖。
[0021]圖7是凹凸共曲圓弧變速器輸出環(huán)零件示意圖。
[0022]圖8是凹凸共曲圓弧變速器調(diào)速環(huán)零件示意圖。
[0023]圖1中，1、機(jī)體(1)，2、聯(lián)接法蘭(2)，3、斜齒輪(3)，4、調(diào)速環(huán)(4)，5、右主動(dòng)輪(5)，6、碟簧組(6)，7、花鍵套(7)，8、輸入軸(8)，9、蝸桿(9)，10、槽孔板(10)，11、銅套(11)，12、鋼球(12)，13、左主動(dòng)輪(13)，14、輸出環(huán)(14)，15、輸出件(15)，16、端蓋(16)，17、圓螺母(17)，18、輸出軸(18)，19、滾輪(19)，20、銷軸(20)。
[0024]圖2中，21、手輪(21)，22、油封(22)，23、軸承(23)，9、蝸桿(9)，3、斜齒輪(3)，1、機(jī)體⑴。
[0025]圖3中，2、端蓋(2)，9、蝸桿(9)，3、斜齒輪(3)，4、調(diào)速環(huán)(4)，12、鋼球(12)高速工位，12'鋼球(120低速工位，14、輸出環(huán)(14)，13、左主動(dòng)輪(13)，5、右主動(dòng)輪(5)，7、花鍵套
(7)，8、輸入軸(8)。
[0026]圖4中，10、槽孔板(10)，(12勺鋼球(120低速工位，12、鋼球(12)。
[0027]圖5中，左主動(dòng)輪圓弧曲面的工作角度范圍最佳選用30°。
[0028]圖6中，右主動(dòng)輪圓弧曲面的工作角度最佳范圍選用30°至35°。
[0029]圖7中，輸出環(huán)圓弧曲面工作角度最佳范圍選用25°至30°。
[0030]圖8中，調(diào)速環(huán)的圓弧曲面工作角度最佳范圍選用45°至75°。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]依據(jù)附圖，詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
[0032]圖1中的機(jī)體(I)內(nèi)圓制成內(nèi)螺紋，正好與調(diào)速環(huán)(4)的外圓螺紋配合聯(lián)接，當(dāng)斜齒輪(3)受蝸桿(9)轉(zhuǎn)動(dòng)的將調(diào)速環(huán)(4)作轉(zhuǎn)動(dòng)而軸向同時(shí)移動(dòng)，壓著鋼球(I 2)作徑向和軸向復(fù)合位移，向低轉(zhuǎn)速調(diào)整時(shí)鋼球(12)逐漸移動(dòng)至新位置，并將左右主動(dòng)輪(5、13)沿花鍵套軸向壓開，同時(shí)產(chǎn)生對碟簧(6)的再壓縮使其彈簧力增大，正是低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩所需的較大壓緊力，符合恒功率高效率傳動(dòng)。
[0033]向高轉(zhuǎn)速調(diào)整時(shí)蝸桿反轉(zhuǎn)，調(diào)速環(huán)(4)軸向退回，鋼球(12)受彈力作徑向上升，碟簧放松，夾緊力減小，又正好是某高速工位只需較小的壓緊力，減小磨損消耗降低發(fā)熱。
[0034]輸出環(huán)(14)聯(lián)接于輸出結(jié)構(gòu)上輸出轉(zhuǎn)矩，因存在軸向力而選用推力軸承。
[0035]輸入軸(8)以鍵聯(lián)接著花鍵套(7)使其軸承滑移，達(dá)到左右主動(dòng)輪(5、13)與鋼球(12)的接觸傳力左右側(cè)相平衡，自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)更穩(wěn)定可靠。
[0036]圖2是蝸桿(9)與斜齒輪(3)受手輪(21)的手控或電控調(diào)速傳動(dòng)，蝸桿(9)支承于機(jī)體(I)和軸承(23)上，操控輕松自力。
[0037]圖3中，斜齒輪(3)以內(nèi)圈支承于聯(lián)接法蘭(2)上并被蝸桿(9)轉(zhuǎn)動(dòng)后于輸出環(huán)(14)同轉(zhuǎn)動(dòng)、同軸向移動(dòng)。
[0038]調(diào)速環(huán)(4)的圓弧曲面半徑是AA，輸出環(huán)的圓弧曲面半徑是BB，左主動(dòng)輪的圓弧曲面半徑是CC，右主動(dòng)輪的圓弧曲面半徑是DD。除了輸出環(huán)軸向工位不變外其他三件傳動(dòng)副(4、5、13)均作軸向逐漸位移，成為無級(jí)變速器。
[0039]圖4是槽孔板(10)均布分隔著一組鋼球(12)，銷孔中裝銷軸和滾輪，兩個(gè)滾輪正好與左右鋼球相接觸而隔開，使各個(gè)鋼球(12)在整個(gè)變速范圍只能與滾輪(19)、調(diào)速環(huán)(4)、輸出環(huán)(14)、左主動(dòng)輪(13)和右主動(dòng)輪(5)的各圓弧曲面作點(diǎn)接觸純滾動(dòng)，符合高效率傳動(dòng)。
[0040]四件內(nèi)外傳動(dòng)副與一組鋼球(I2)以圓弧曲面凹凸共曲點(diǎn)接觸純滾動(dòng)，接觸應(yīng)力低，磨損小，壽命長，承載能力大，效率高，效益顯著。設(shè)計(jì)時(shí)左右主動(dòng)輪(5、13)夾緊鋼球
(12)的傳力點(diǎn)半徑相差越大，鋼球(12)的自轉(zhuǎn)軸線偏斜越大，造成高速工位的輸出轉(zhuǎn)速越高，反之亦然，設(shè)計(jì)較簡便。
[0041 ]凹凸共曲圓弧變速器結(jié)構(gòu)緊湊，功率體積比值高，效率、承載力和使用壽命突破，尤其是整體軸向尺寸縮小，重量輕，調(diào)速操控力小，成為“球軸承式”的高效、緊湊結(jié)構(gòu)，應(yīng)用范圍廣泛。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凹凸共曲圓弧變速器，調(diào)速環(huán)(4)和輸出環(huán)(14)與左右兩個(gè)圓弧主動(dòng)輪(5、13)夾緊著一組鋼球(12)作行星輪系傳動(dòng)，其特征是:調(diào)速環(huán)(4)的外圓與機(jī)體(I)的內(nèi)圓制成螺旋傳動(dòng)副，受到蝸桿(9)對斜齒輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸向位移，從而逐漸改變各傳動(dòng)半徑，使輸出轉(zhuǎn)速作無級(jí)變速升降；各個(gè)傳動(dòng)件(4、14、5、13)的圓弧曲面與所述鋼球(12)構(gòu)成凹凸共曲，使接觸應(yīng)力降低;安裝在花鍵套(7)上并能滑移聯(lián)接的左右所述主動(dòng)輪(5、13)，受到兩組碟簧(6)彈性力壓緊，并傳遞到所述鋼球(12)、所述調(diào)速環(huán)(4)和所述輸出環(huán)(14)，構(gòu)成摩擦傳動(dòng);還有槽孔板(10)和滾輪(19)將所述鋼球(12)均布分隔于運(yùn)行圓周上，并與所述滾輪(19)相接觸作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)行，成為“球軸承式”高效率變速器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸共曲圓弧變速器，其特征是:所述調(diào)速環(huán)(4)、所述輸出環(huán)(14)、所述左右主動(dòng)輪(5、13)的圓弧曲面半徑各不相等，從低轉(zhuǎn)速至高轉(zhuǎn)速時(shí)，所述鋼球(12)自轉(zhuǎn)軸線與輸入軸線成偏斜；當(dāng)所述鋼球(12)的自轉(zhuǎn)軸線與輸入軸平行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)速為零轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸共曲圓弧變速器，其特征是:所述鋼球(12)受到所述碟簧(6)始終壓緊著，當(dāng)所述調(diào)速環(huán)(4)退移到極限時(shí)，所述鋼球(12)升至圓周分布圓最大直徑，這時(shí)碟簧(6)放松至最低彈性力，而所述鋼球(12)的公轉(zhuǎn)運(yùn)行所產(chǎn)生的離心力最大，符合高轉(zhuǎn)速而較低轉(zhuǎn)矩時(shí)較小壓緊力，減小發(fā)熱損耗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸共曲圓弧變速器，花鍵套(7)滑套在輸入軸(8)上移動(dòng)，左右兩件所述主動(dòng)輪(5、13)與碟簧組件(6)與所述花鍵套(7)同轉(zhuǎn)，碟簧產(chǎn)生的軸向力內(nèi)部平衡，并能軸向滑移浮動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F16H15/50GK105889440SQ201610293957
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】陳廣杰
【申請人】陳廣杰