专利名称：一种无级调速机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械传动中的无级调速机构，尤其涉及对锥盘无级变速器的调速机构。
背景技术：
在各种机械传动中，广泛地运用到了各种无级变速器。这其中有许多是锥盘无级变速器。该变速器包括主、从动锥盘轮组，每一锥盘轮组有一个可轴向移动、以调整锥盘间轴向距离的移动盘。通过改变主、从动锥盘轮组锥盘的轴向距离、进而改变柔性传动带与各组锥盘间接触的直径(也称基准直径，此过程习称变径)来达到改变传动比、实现变速的目的。现在，直接操作锥盘变径(或日直接执行变径操作)的基本上还是机械传动方式和液压传动方式。机械传动方式的例子有摩托车上使用的无级调速器。它主要是靠滚子在高速转动时所产生的离心力来推动锥盘轮变径以实现变速的。但它在速度低时(因离心力不够大)不能实现无级调速；另外，该调速器实现自动控制也相当困难。如果采用液压传动方式来变径，则必须设计相应的液压传动装置，显然，结构、成本都会大大增加。目前，汽车上使用的大多是将液力变矩器和行星齿轮系组合(即两种传动方式结合)的无级调速技术。但是，液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明显的缺点传动比不连续，只能实现分段范围内的无级调速；液压传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃料经济性；若增加变速器的档位数来扩大无级调速的覆盖范围，就又必须采用较多的控制或执行元件来控制行星齿轮系的动力传递路线、导致无级变速器零部件数量过多，结构复杂，保养和维护不便。
发明内容
针对上述的不足，本实用新型的目的是提出一种对锥盘执行变径操作的改进机构，该机构能在锥盘无级变速机构中的全部传动比范围内实现连续的无级凋速。
实现所述目的的这种无级调速机构包括，锥盘无级变速器和安装在该锥盘无级变速器从动轴上的行星轮系。其改进之处是，所述行星轮系的中心轮固联在该从动轴上。不言而喻，本行星轮系中的其他构件均空套在该从动轴上。支承行星轮轴的行星架的外周是一个制动轮盘，有一个行星架制动器与该制动轮盘相对。在每一行星轮轴的两端各有一个副行星轮和一个与中心轮啮合的行星轮，也就是说，行星轮和副行星轮位于行星架的两端；有一个空套在从动轴上的副中心轮与副行星轮啮合。该副中心轮也有一个制动盘，有一个中心制动器与该制动盘相对。在与行星轮啮合的内齿轮的毂孔外端延伸有一段螺纹轴，锥盘无级变速器从动锥盘轮中移动盘的毂孔外端有一个与该螺纹轴配合的螺母套。
本实用新型执行调速的过程如下在本机构运行过程中，当需要增速时，用自动或人工的方法让中心制动器压紧副中心轮的制动盘以制动(附图中，用虚线箭头画出了制动方向)，此时本轮系为行星轮系。公转的行星轮带动内齿轮朝与中心轮相同的方向转动，内齿轮毂孔外端的螺纹轴跟着转动、并通过螺母套带动从动锥盘轮中的移动盘一起向右移动，使从动锥盘轮相对柔性传动带的基准直径变小，输出轴转速增大，从而实现增速。达到所需转速时，或自动或人工地迅速地停止制动(特别说明此处称从动锥盘轮中的移动盘一起向右移动，只是为了叙述方便。本领域的技术人员都知道，该移动盘是否是一起向右移动？是由锥盘无级变速器的转向和所述螺纹的旋向共同确定的。若移动方向相反，则为减速。由于确定后就再不发生变化，因此，本说明书把它定为右移)。同理，当需要减速时，用自动或人工的方法让行星架制动器压紧行星架的制动盘以制动(附图中，同样用虚线箭头画出了制动方向)，此时本轮系成为定轴轮系。自转的行星轮带动内齿轮朝与中心轮相反的方向转动，内齿轮毂孔外端的螺纹轴跟着转动、并通过螺母套带动从动锥盘轮中的移动盘一起向左移动，使从动锥盘轮相对柔性传动带的基准直径变大，输出轴转速减小，从而实现减速。达到所需转速时，或自动或人工地迅速地停止制动。两制动器松开、停止制动后，该轮系无相对运动，此时整个轮系与从动轴一道运动。制动的时间和对象可由人工控制，当然，由装有位移传感器或转速传感器的控制装置来实现，其可靠性更好。
本实用新型进一步的改进是，其中的螺母套与螺纹轴的有效旋合长度等于从动锥盘轮中移动盘的最大移动距离；在该螺母套的螺纹段以内有一段其长度不小于该旋合长度、其直径与螺纹大径呈间隙配合的圆柱孔；在该螺纹轴的螺纹段到其内齿轮的毂孔外端面之间有一段其长度不小于该旋合长度、其直径与螺纹小径呈间隙配合的圆柱段。换言之，当转动的螺纹轴通过螺母套带动其移动盘移动到两个极端位置(即该锥盘无级变速器的最大或最小传动比的位置)时，两者的螺纹部分脱离旋合状态，转动的螺纹轴再也不可能带动移动盘继续移动了。其中，当螺纹轴深入进螺母套时，内、外螺纹均在所述圆柱段和圆柱孔的外、内作相互无关联的相对转动。在螺纹柱作相对于脱离旋合状态时的反向旋转时，为能可靠地使两者重新进入旋合状态，在螺母套的低部安装有一个对准螺纹轴轴端的回复弹簧；内齿轮的毂孔内端对着另一回复弹簧，该回复弹簧的另一端顶在中心轮的一毂孔端而上或者顶在从动轴的一个轴肩上。显然，两回复弹簧的弹力，以螺纹轴轴端或内齿轮的毂孔的内端压住它们中之一时，能保证可靠地重新进入旋合状态为度。
从上述技术方案和其执行调速的过程中不难看出，本实用新型有如下的优越性1、分别通过定轴轮系到行星轮系的变换实现调速，能保证在锥盘无级变速机构中的全部传动比范围内实现连续的无级调速。克服了离心力凋节机构在低速时不能调速的缺陷，即能提供最大的输出扭矩；无需增加档位数来扩大无级调速的覆盖范围，故大大地减少了配套的控制元器件。
2、执行调速的机构简单，仅为齿轮传动和螺旋传动的组合，制造成本低。
3、由于本身的机构简单和配套数量少，所以，降低了出故障的几率、增加了调速机构的可靠性。
4、上述进一步改进的特征，不但确保了在全部传动比范围内实现连续的无级凋速，更增加了本实用新型的安全性和实用性。
因此，本实用新型可广泛地运用在需要无级调速的场合。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图1——本实用新型的结构简图具体实施方式
实施例1一种无级调速机构，它包括锥盘无级变速器和安装在该锥盘无级变速器从动轴(II)上的行星轮系。其中，动力从锥盘无级变速器的主动轴(I)输入，从其从动轴(II)输出。行星轮系的中心轮(1)固联在从动轴(II)上，该轮系中的其他构件均空套在从动轴(II)上。支承行星轮轴的行星架(4)的外周是一个制动轮盘，有一个行星架制动器(40)与该制动轮盘相对。控制行星架制动器(40)对其制动轮盘实施制动的，可采用公知公用的任何控制技术或结构。在每一行星轮轴的两端各有一个副行星轮(2′)和一个与中心轮(1)啮合的行星轮(2)，有一个空套在从动轴(II)上的副中心轮(1′)与该副行星轮(2′)啮合；该副中心轮(1′)有一个制动盘，有一个中心制动器(10)与该制动盘相对。控制中心制动器(10)对其制动盘实施制动的，可采用公知公用的任何控制技术或结构。另外，中心制动器(10))和行星架制动器(40)在各自实施制动时，相互间互锁。其互锁技术或结构也是公知公用的(本例涉及公知公用的技术或结构均不赘述)。在与行星轮(2)啮合的内齿轮(3)的毂孔外端延伸有一段螺纹轴(3′)，锥盘无级变速器从动锥盘轮中移动盘(5)的毂孔外端有一个与该螺纹轴(3′)配合的螺母套(5′)。
实施例2本例是在实施例1的基础上的进一步改进，故与实施例1相同的内容不赘述。进一步改进之处是，螺母套(5′)与螺纹轴(3′)的有效旋合长度等于从动锥盘轮中移动盘(5)的最大移动距离——所述“等于”是理论值，从安全性角度讲，在工程实践中以该旋合长度约小于所述移动距离为宜，即以“等于”为目标，同时留出合适的安全裕度；在该螺母套(5′)的螺纹段以内有一段其长度不小于该旋合长度、其直径与螺纹大径呈间隙配合的圆柱孔；在该螺纹轴(3′)的螺纹段到其内齿轮(3)的毂孔外端面之间有一段其长度不小于所述旋台长度、其直径与螺纹小径呈间隙配合的圆柱段。在螺母套(5′)的低部有一个对准螺纹轴(3′)轴端的回复弹簧(30)，该回复弹簧(30)对着螺纹轴(3′)的一端装有一圆盘；内齿轮(3)的毂孔内端对看另一回复弹簧(31)，该回复弹簧(31)对着内齿轮(3)毂孔的一端装有一圆盘、另一端顶在所述中心轮(1)的一毂孔端面上。装在弹簧一端的圆盘以减小弹簧与它相对部分的磨擦，防止其划伤为目的。
显然，根据本实用新型不同产品的具体规格、尺寸差异，对着内齿轮(3)的毂孔内端的回复弹簧(31)的另一端也可设计成让其项在从动轴(II)的一个轴肩上(由于显见，未另画附图)。同样显然的是，本例中的“不大于”或“不小于”所述旋合长度的数值并非没有限度，本领域的技术人员均知道，它们以确保两螺纹段能可靠地脱离旋合状态、能在螺母套(5′)低部安装回复弹簧(30)并让其正常起作用、同时又不让轴向尺寸过大为度。
权利要求1.一种无级调速机构，它包括锥盘无级变速器和安装在该锥盘无级变速器从动轴(II)上的行星轮系，其特征在于所述行星轮系的中心轮(1)固联在该从动轴(II)上；支承行星轮轴的行星架(4)的外周是一个制动轮盘，有一个行星架制动器(40)与该制动轮盘相对；在每一行星轮轴的两端各有一个副行星轮(2′)和一个与中心轮(1)啮合的行星轮(2)，有一个空套在从动轴(II)上的副中心轮(1′)与所述副行星轮(2′)啮合，该副中心轮(1′)有一个制动盘，有一个中心制动器(10)与该制动盘相对；在与行星轮(2)啮合的内齿轮(3)的毂孔外端延伸有一段螺纹轴(3′)，锥盘无级变速器从动锥盘轮中移动盘(5)的毂孔外端有一个与该螺纹轴(3′)配合的螺母套(5′)。
2.根据权利要求1所述的无级调速机构，其特征在于，所述螺母套(5′)与螺纹轴(3′)的有效旋合长度等于从动锥盘轮中移动盘(5)的最大移动距离，在该螺母套(5′)的螺纹段以内有一段其长度不小于所述旋合长度、其直径与螺纹大径呈间隙配合的圆柱孔，在该螺纹轴(3′)的螺纹段到其内齿轮(3)的毂孔外端面之间有一段其长度不小于所述旋合长度、其直径与螺纹小径呈间隙配合的圆柱段；在螺母套(5′)的低部有一个对准螺纹轴(3′)轴端的回复弹簧(30)；所述内齿轮(3)的毂孔内端对着另一回复弹簧(31)，该回复弹簧(31)的另一端顶在所述中心轮(1)的一毂孔端面上或者顶在所述从动轴(II)的一个轴肩上。
专利摘要一种无级调速机构，它包括锥盘无级变速器和安装在该锥盘无级变速器从动轴上的行星轮系。其中行星轮系的中心轮固联在该从动轴上；支承行星轮轴的行星架的外周是一个制动轮盘，有一个行星架制动器与该制动轮盘相对；在每一行星轮轴的两端各有一个副行星轮和一个与中心轮啮合的行星轮，有一个空套在从动轴上的副中心轮与所述副行星轮啮合，该副中心轮有一个制动盘，有一个中心制动器与该制动盘相对。在与行星轮啮合的内齿轮的毂孔外端延伸有一段螺纹轴，锥盘无级变速器从动锥盘轮中移动盘的毂孔外端有一个与该螺纹轴配合的螺母套。它能保证在锥盘无级变速机构中的全部传动比范围内实现连续的无级调速；控制配件少，制造成本低，可靠性和安全性好。
文档编号F16F9/53GK2746202SQ200420061698
公开日2005年12月14日 申请日期2004年10月14日 优先权日2004年10月14日
发明者林昌华, 罗剑波, 杜潇 申请人:重庆工学院