专利名称：皮带轮自动无级变速器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种自动无级变速器，特别是一种皮带轮自动无级变速器，适用于汽车、摩托车和动力输出需要变速的机器上。
二背景技术：
现有的皮带轮自动无级变速器是由发动机的转速来控制变速器实现无级变速的。变速器主要由主动固定盘与活动盘，离心力起动滚珠，从动固定盘与活动盘，从动盘弹簧以及传动皮带等主要部件组成，发动机带动主动盘转动，通过皮带传动而带动从动盘转动，当发动机的转速由低变高时，主动盘的作用力臂由小变大，从动盘的作用力臂由大变小，反之，则主动盘作用力臂由大变小，从动盘作用力臂由小变大，所以由于从动盘弹簧的存在，发动机输出的功率总有部分用于克服从动盘弹簧的压力，尤其是在中、低速的情况下，发动机的输出功率耗费在这方面的无用功更为明显，对发动机输出功率的利用明显不足。
本人申请的《摩托车自动变速器自动调整器》(专利申请号01225421.5)提供了一种在从动盘部分利用摆舵齿轮的摆动，根据车速自动调节从动盘弹簧压力以提高对发动机输出功率利用率的摩托车自动变速器自动调整器，降低耗油量。但这种自动调整器只控制从动盘部分，主动盘部分未得到更好地控制，两部分未能更好地互相配合调整，输出功率利用得还不够理想，油耗未能降至最低。
三
发明内容
本实用新型的目的，是提供一种能使主动盘和从动盘更好地互相配合调整、提高对发动机输出功率的利用率、降低耗油量的皮带轮自动无级变速器。
本实用新型的皮带轮自动无级变速器改变主动盘部分的结构，增加内、外离合器，支承盘，轴承和轴承座，摆舵齿轮等，利用摆舵齿轮摆动到各处其离心力切向分力大小不同的特性，用摆舵齿轮离心力切向分力较大的摆动区域控制主动活动盘的活动，用摆舵齿轮离心力切向分力由趋近于零至较大的摆动区域控制调节从动盘弹簧的压力，使自动变速器主动盘、从动盘能更好地互相配合调整运作。
本实用新型的皮带轮自动无级变速器，包括主动盘部分的转轴、主动固定盘与活动盘，由从动固定盘与活动盘、弹簧、具有多线螺纹齿端口的外离合器、具有多线螺纹齿端口并与外离合器在内部相互啮合的内离合器、支承盘、轴套、轴承、两个以上的摆舵齿轮、防护罩、转轴构成的从动盘部分以及连接这两部分的传动皮带，其特征在于主动盘部分还包括位于连接主动固定盘的转轴一端具有多线螺纹齿端口的外离合器，具有多线螺纹齿端口并与外离合器在内部相互啮合的内离合器，位于连接主动固定盘的转轴另一端的支承盘，固定于支承盘内侧的轴承座，夹于轴承座和内离合器内部凸缘之间的轴承，以及两个以上均匀分布于内离合器外表面并与内离合器外表齿轮相互啮合的摆舵齿轮；摆舵齿轮支承于支承盘内侧，外离合器端盖和支承盘分别固定于主动活动盘和转轴上，或反向固定。
主动盘部分内、外离合器的啮合端口为三线以上的多线螺纹齿。
由于摆舵齿轮支承在支承盘上随转轴一起旋转，因此，当摆舵齿轮重力部分位于摆舵齿轮轴心与转轴轴心连心线上时，离心力切向分力等于零。当摆舵齿轮向一个方向摆动过轴心连心线时，离心力开始分解出切向分力并逐渐加大，当摆舵齿轮摆动过一定区域，离心力切向分力达到最大值。随后继续摆动，离心力切向分力就逐渐变小，直至再次趋近于零，到达上止点。所以把摆舵齿轮离心力切向分力较大的摆动区域安排在主动盘部分与内离合器表面齿轮相啮合，正好适合主动活动盘须经常保持大力压进的工作需要；而把摆舵齿轮离心力切向分力由零至较大的摆动区域安排在从动盘部分与内离合器表面齿轮相啮合，也适合从动活动盘刚开始起动时对从动盘弹簧调整压力为趋近于零，起动后逐渐加大调整力度的要求。安排摆舵齿轮的摆动区域范围可以通过增减摆舵齿轮的直径，增减内离合器的直径，改变多线螺纹齿端口的坡度、螺纹线数等多种方法来实现。
主动盘部分的摆舵齿轮可以是圆形齿轮增加配重物形成，也可以是半圆形齿轮或摆舵的其它改进形式。
为使主动盘部分工作时更为安全，可在支承盘外缘增加一个防护罩。
本实用新型的皮带轮自动无级变速器工作时，主动盘部分随转轴转动使主动盘部分的摆舵齿轮产生离心力，在离心力切向分力作用下，摆舵齿轮摆动，控制内、外离合器的开合，从而推动主动活动盘向前压进，使主动活动盘轴向滑动，夹紧传动皮带带动从动盘旋转进行变速。从动盘部分由于传动皮带的带动而旋转，使从动盘部分的摆舵齿轮产生离心力。当主动活动盘向前压进，克服从动盘弹簧的压力进行变速时，从动盘部分的摆舵齿轮重力部分已离开摆舵齿轮轴心与转轴轴心的连心线，离心力产生切向分力并逐渐加大，摆舵齿轮摆动控制内外离合器的开合，带动从动活动盘帮助主动盘克服从动盘弹簧的压力产生轴向移动，进行调整。因为变速器变速已全部由摆舵齿轮控制，也就是说摆舵齿轮的离心力切向分力起决定性作用，所以变速器运作时可按输出功率的要求，更换摆舵齿轮的重力部分，改变离心力切向分力的大小，使主动盘、从动盘更好地互相配合工作，更容易适应自动变速器在不同载荷时的不同要求，最大限度地提高对发动机输出功率的利用率，并将油耗量降至最低，从而达到节省发动机功率、节约能源的目的。上文所述的从动盘部分即是本人申请的《摩托车自动变速器自动调整器》(专利申请号01225421.5)。
四
图1是本实用新型皮带轮自动无级变速器主动盘部分的立体图。
图2是本实用新型皮带轮自动无级变速器主动盘部分的结构示意图。
图3是本实用新型皮带轮自动无级变速器主动盘部分内离合器的透视图。
图4是本实用新型皮带轮自动无级变速器主动盘部分外离合器的透视图。
图5是本实用新型皮带轮自动无级变速器主动盘部分中支承盘、摆舵齿轮以及内离合器之间的装配示意图。
图6是摆舵齿轮主视示意图。
图7是本实用新型皮带轮自动无级变速器从动盘部分的立体图。
图8是本实用新型皮带轮自动无级变速器从动盘部分的结构示意图。
图9是本实用新型皮带轮自动无级变速器摆舵齿轮工作原理图。
五具体实施方式
如图3、图4所示先制作出主动盘部分的内离合器12和外离合器11，它们之间的啮合部采用三线螺纹齿，当然也可采用三线以上的多线螺纹齿，它们的啮合方式采用内部啮合，其中外离合器11的啮合端口加工较为复杂，可采用套筒与端盖两部分相结合的方式，内离合器12则要在左侧圆柱体表面加工出与摆舵齿轮15相匹配的齿轮，摆舵齿轮15则可在普通齿轮不在轴心的适当位置上增加配重物形成摆舵，也可采用在一般的摆舵外缘上加工齿轮等多种方式，其形状可以是圆形齿轮，也可以是半圆形齿轮或摆舵的其它改进形式(如图6所示)。摆舵齿轮15的个数必须为两个以上，支承盘16则根据摆舵齿轮15的数量安装上支承摆舵齿轮15中心的支承轴，支承轴心至支承盘16中心的半径应根据内离合器12与摆舵齿轮15的大小确定，支承盘16的支承轴位置应沿圆周等分分布，以保证摆舵齿轮15的摆动力的均衡(如图5所示)，为安全起见，可增加一个防护罩20。
装配时先将内离合器12放入外离合器11内，再将轴承13放在内离合器12内部的凸缘上，然后用轴承座14顶着轴承13的另一端面，并固定在支承盘16内侧；将摆舵齿轮15安装到支承盘16上，与内离合器12表面齿轮相啮合，摆舵齿轮15的配重物位置应放在离心力切向分力较大的摆动区域内；将防护罩20固定到支承盘6外缘处，最后将整个主动盘部分套入连接主动固定盘19的动力输入轴17上，将外离合器11端盖与主动活动盘18固定，支承盘16与转轴17固定；或将外离合器11端盖与转轴17固定，支承盘16与主动活动盘18固定，主动盘部分即安装完毕。
从动盘部分的制作和安装如本人专利申请《摩托车自动变速器自动调整器》(专利申请号01225421.5)所述如图7、图8所示先制作出外离合器1和内离合器2，它们之间的啮合部采用3线螺纹齿，当然也可采用3线以上的多线螺纹齿，它们的啮合方式采用内部啮合，其中外离合器1的啮合端口加工较为复杂，可采用套筒与端盖两部分相结合的方式，内离合器2则要在左侧圆柱体表面加工出与摆舵齿轮5相匹配的齿轮，摆舵齿轮5则可在普通齿轮不在轴心的适当位置上增加配重物形成摆舵，也可采用在一般的摆舵外缘上加工齿轮等多种方式，其形状可以是圆形齿轮，也可以是半圆形齿轮或摆舵的其它改进形式。摆舵齿轮5的个数必须为两个以上，支承盘6则根据摆舵齿轮5的数量安装上支承摆舵齿轮5中心的支承轴，支承轴心至支承盘6中心的半径应根据内离合器2与摆舵齿轮5的大小确定，支承盘6的支承轴位置应沿圆周等分分布，以保证摆舵齿轮5的摆动力的均衡，为安全起见，可增加一个防护罩7。
装配时先将内离合器2放入外离合器1的套筒部分内，再将轴承3放入内离合器2的端盖内侧，然后用轴套4的轴肩部夹着轴承3的另一端面并在内离合器2端盖中心开口处伸出，固定至支承盘6上；将摆舵齿轮5安装到支承盘6上，与内离合器2表面齿轮相啮合，摆舵齿轮5的配重物位置应放置在摆舵齿轮5圆心与内离合器2圆心连心线稍过一点的位置；盖上外离合器1的端盖部分，再将防护罩7固定到支承盘6外缘处，最后将整个自动调整器套入自动变速器从动活动盘弹簧8两端，将外离合器1端盖与从动活动盘10固定，支承盘6与转轴9固定；或将支承盘6与从动活动盘10固定，外离合器1端盖与转轴9固定，至此从动盘部分安装完毕。
用传动皮带将主动盘部分与从动盘部分连接起来，即得本实用新型的皮带轮自动无级变速器。
本实用新型皮带轮自动无级变速器摆舵齿轮的工作原理如图9所示由于摆舵齿轮支承在支承盘上随转轴一起旋转，因此，当摆舵齿轮重力部分位于摆舵齿轮轴心与转轴轴心连心线上时，离心力切向分力等于零。当摆舵齿轮向一个方向摆动过轴心连心线时，离心力开始分解出切向分力并逐渐加大，当摆舵齿轮摆动过一定区域，离心力切向分力达到最大值。随后继续摆动，离心力切向分力就逐渐变小，直至再次趋近于零，到达上止点。
本实用新型的皮带轮自动无级变速器是这样工作的动力输入转轴17，带动主动盘部分旋转，由于摆舵齿轮15支承在支承盘16上，故围绕转轴17同时转动，此时旋转使摆舵齿轮15产生离心力，离心力的切向分力使摆舵齿轮15摆动，从而带动内离合器12相对外离合器11旋转一定角度，产生的轴向推力左边经轴承13、轴承座14传递到支承盘16上，右边经过外离合器11传递到主动活动盘18上。由于支承盘16与转轴17固定，所以轴向推力推动主动活动盘18向前压进，夹紧传动皮带带动从动盘旋转。当输入转轴17速度由低到高，摆舵齿轮15重力部分离心力切向分力不断加大，推动主动活动盘18压传动皮带使主动盘与传动皮带接触半径变大，从动盘与皮带接触半径变小，从而进入高速。
从动盘部分由皮带带动旋转，由于整个从动盘部分随转轴9转动，当主动活动盘18向前压进，克服从动盘弹簧8的压力进行变速时，从动盘部分的摆舵齿轮5重力部分已离开摆舵齿轮5与转轴9的轴心连心线一小段距离，旋转使摆舵齿轮5产生离心力，离心力产生切向分力带动内离合器2相对外离合器1旋转一定角度，产生的轴向拉力左边经内离合器2、轴承3、轴套4传到支承盘6上，右边经过外离合器1传到转轴9上。由于外离合器1与转轴9固定，支承盘6与从动活动盘10固定，所以轴向拉力拉动从动活动盘10帮助主动盘克服从动盘弹簧8的压力进行调整，使从动盘内传动皮带产生径向下移，实现输出速度调整。反之，当从动盘和转轴9的转速下降时，离心力变小，从动盘弹簧8的巨大压力通过外离合器1传到内离合器2，使内离合器2相对外离合器1反向转动，使摆舵齿轮5反向摆动，再通过从动活动盘10向从动固定盘21压进，克服主动盘摆舵齿轮15摆动产生的推力，使从动盘内传动皮带产生径向上移，变速器进入低速状态。由于本实用新型具有摆舵齿轮重力部分摆到不同区域离心力切向分力大小不同的特性，而变速器又是受到摆舵齿轮离心力切向分力的控制，所以本实用新型的皮带轮自动无级变速器便可以通过更换摆舵齿轮的重力部分，改变其轻重，或改变摆舵齿轮的活动区域以及增减摆舵齿轮的数量，来使自动变速器主动盘部分与从动盘部分的相互配合更加完善，满足自动变速器对不同载荷的不同要求，更合理地利用动力，尽可能地节省能源。
以上所述的方案仅是本实用新型的皮带轮自动无级变速器的优选方式，应当指出，对于本专业所属技术领域的普通技术人员来说，根据本实用新型的皮带轮自动无级变速器的原理，还可作出若干变形和改进，也应视为保护范围之内。
权利要求1.一种皮带轮自动无级变速器，包括主动盘部分的转轴(17)、主动固定盘(19)与活动盘(18)，由从动固定盘(21)与活动盘(10)、从动活动盘弹簧(8)、具有多线螺纹齿端口的外离合器(1)、具有多线螺纹齿端口并与外离合器(1)在内部相互啮合的内离合器(2)、支承盘(6)、轴套(4)、轴承(3)、两个以上的摆舵齿轮(5)、防护罩(7)、转轴(9)构成的从动盘部分以及连接这两部分的传动皮带，其特征在于主动盘部分还包括位于连接主动固定盘(19)的转轴(17)一端具有多线螺纹齿端口的外离合器(11)，具有多线螺纹齿端口并与外离合器(11)在内部相互啮合的内离合器(12)，位于连接主动固定盘(19)的转轴(17)另一端的支承盘(16)，固定于支承盘(16)内侧的轴承座(14)，夹于轴承座(14)和内离合器(12)内部凸缘之间的轴承(13)，以及两个以上均匀分布于内离合器(12)外表面并与内离合器(12)外表齿轮相互啮合的摆舵齿轮(15)；摆舵齿轮(15)支承于支承盘(16)内侧，外离合器(11)端盖和支承盘(16)分别固定于主动活动盘(18)和转轴(17)上，或反向固定。
2.根据权利要求1所述的皮带轮自动无级变速器，其特征在于所述的主动盘部分内、外离合器(12、11)的啮合端口为三线以上的多线螺纹齿。
3.根据权利要求1或2所述的皮带轮无级自动变速器，其特征在于所述的主动盘部分摆舵齿轮(15)是圆形齿轮增加配重物形成、也可以是半圆形齿轮或摆舵的其它改进形式。
4.根据权利要求1或2所述的皮带轮自动无级变速器，其特征在于所述的主动盘部分支承盘(16)外缘上固定有防护罩(20)。
5.根据权利要求3所述的皮带轮自动无级变速器，其特征在于所述的主动盘部分支承盘(16)外缘上固定有防护罩(20)。
专利摘要提供一种皮带轮自动无级变速器，包括主动盘部分，从动盘部分以及连接这两部分的传动皮带，其特征在于主动盘部分还包括位于连接主动固定盘19的转轴17一端具有多线螺纹齿端口并在内部相互啮合的外离合器11、内离合器12，位于转轴17另一端的支承盘16，固定于支承盘16内侧的轴承座14，夹于轴承座14和内离合器12内部凸缘之间的轴承13，以及两个以上与内离合器12外表齿轮相互啮合的摆舵齿轮15。本实用新型的自动无级变速器，由摆舵齿轮摆动来控制主动活动盘和从动活动盘的活动，使主动盘和从动盘更好地相互配合调整，最大限度地提高对发动机输出功率的利用率，并将油耗量降至最低。
文档编号F16H9/02GK2532306SQ0220837
公开日2003年1月22日 申请日期2002年3月22日 优先权日2002年3月22日
发明者练德辉 申请人:练德辉