一种传动机构及具有该机构的无级变速器的制作方法

本实用新型涉及传动机械领域，更具体地说，涉及一种传动机构及具有该机构的无级变速器。

背景技术：

传动机构包括带链传动、齿轮传动等被广泛的应用于各种机械设备中，如减速器、输送装置等，可调速型的传动机构则主要用于变速器上。目前汽车上的无级变速器使用的传动机构为金属带链和锥轮22，由于金属带链和锥轮22无法构成面接触，故金属带链不但容易打滑并且受到材料等限制也难以通过增加压力来传递更大的扭矩，而其他类型的传动机构，只要是靠刚性摩擦来传动的几乎都存在同样的问题，所以现有摩擦型传动机构均无法传递大的扭矩。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种通过面接触方式能传递大扭矩的带链式传动机构，该机构主要用于构成无级变速器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种传动机构，包括传动链和至少两个传动轮而构成带链传动方式，传动轮至少有一个为变径轮；传动链包括由多个链节首尾铰接构成的链身，传动链和/或变径轮上设有多个活动连接的摩擦块以及控制摩擦块的机构，传动链和变径轮上有摩擦部件能互相构成面接触。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还有以下进一步的可选方案：

所述变径轮包括锥轮和滑座。

所述变径轮上设有辐板。

所述滑座上设有活动连接的摩擦块。

所述传动链的侧面还设有摩擦链，摩擦链上有摩擦部件和弹性部件。

所述摩擦链和链身的节线长度不同。

本实用新型还提供了一种无级变速器，该无级变速器使用上述的传动机构。

附图说明

图1、图2、图3是本实用新型不同实施方式的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详述本实用新型的实施方式：

本实用新型的传动机构，包括传动链和至少两个传动轮而构成带链传动方式，传动轮至少有一个为变径轮；传动链包括由多个链节首尾铰接构成的链身，传动链和/或变径轮上设有多个活动连接的摩擦块以及控制摩擦块的机构，传动链和变径轮上有摩擦部件能互相构成面接触。参见图1，变径轮是指可以改变传动链缠绕直径大小的轮状结构，包括2个对置的锥轮22和多个滑座21，锥轮22通过燕尾或T型斜槽25连接滑座21，当2个同轴连接的锥轮22被调速机构改变轴向距离时，可改变滑座21的径向位置实现变径和调速功能；在图1所示的结构中，变径轮上还设有2块辐板23套在变径轮轴上，2块辐板23也可连接成一体结构而构成辐轮，辐板23上有多个槽口24用于穿置滑座21。传动链包括由多个链节首尾铰接构成的链身，链节由2个传动销1和铰座4固定连接而成，传动销1上套有固定连杆2，每个铰座4上有2处外铰面5，外铰面5用于铰接传动连杆7，外铰面5的位置对应于传动销1的轴线处，能使链节更好的承受侧向负荷，多个链节使用多个连接连杆3首尾铰接构成传动链的链身用于承受拉向负荷。传动链和/或变径轮上设有多个活动连接的摩擦块以及控制摩擦块的机构，即摩擦块可以只连接在传动链上，或者只连接在变径轮上，或者传动链和变径轮上都连接有摩擦块，图1所示为摩擦块只连接在传动链上的一种实施方式。参见图1，摩擦块包括摩擦片10，摩擦片10结构类似于链节上的铰座4，通过传动连杆7连接在链节的两侧，每侧使用2个传动连杆7对应每个铰座4上的2处外铰面5，传动连杆7使用内铰面9分别与摩擦片10和铰座4构成铰接；传动连杆7上有多个控制面8，合理设计参数后可限定传动连杆7的最大和最小摆角，为防止摩擦片10、传动连杆7和铰座4分离，摩擦片10和铰座4之间连接有连杆片11。结合以上所述，本实用新型传动过程是这样的：当传动链为拉直状态时，控制摩擦块的机构通过改变传动连杆7的摆角将摩擦片10收拢，这样能使摩擦片10进出变径轮而不会与辐板23接触，当传动链缠绕在变径轮上并弯曲后，控制摩擦块的机构可将摩擦片10释放并施加预紧力使之与辐板23接触构成摩擦传动，根据摩擦自锁原理，只要此时传动连杆7的倾斜角度小于摩擦片10和辐板23构成的摩擦自锁角，该摩擦传动是可靠的并且不会打滑。参见图1，控制摩擦块的机构包括固定在铰座4上的预紧弹片6、连接在相邻摩擦片10上的推向连杆12和拉向连杆13，预紧弹片6压在传动连杆7侧面上使摩擦片10始终保持弹开趋势，推向连杆12和拉向连杆13的连接位置分别位于链节铰接轴线的上下方，推向连杆12和拉向连杆13使用腰型孔与摩擦片10连接；当链身拉直时，推向连杆12和拉向连杆13分别对相邻摩擦片10起推向和拉向限位作用，摩擦片10无法弹开，当链身弯曲后，推向连杆12和拉向连杆13上的腰型孔由于有自由行程而失去限位作用，这时摩擦片10可被预紧弹片6弹开。使用推向连杆12和拉向连杆13后，只有当摩擦片10两侧的连接连杆3都弯曲后摩擦片10才被允许弹开，故推向连杆12和拉向连杆13可以认为是一种双联式控制机构，优点是能完全在包角范围内控制摩擦片10的动作。传动链和变径轮上有摩擦部件能互相构成面接触，根据上面所述，在图1所示实施方式中，传动链上的摩擦部件为摩擦片10，变径轮上的摩擦部件为辐板23，摩擦片10的侧面和辐板23上的径向平面可构成面接触传动。由于带链式传动其过程必然是从主动轮到传动链，通过传动链再到从动轮，当摩擦块只连接在传动链或传动轮上时，为保证主动轮和传动轮能互相驱动，必须要有倾斜方向相反的多个传动连杆7来连接摩擦块，在图1所示的传动链中，相邻链节上的传动连杆7其斜角方向相反。在上述实施方式中，摩擦片10也可以通过斜面直接连接在链节的铰座4上，这种结构最为简单，但要满足摩擦自锁条件，铰座4和辐板23的材料必须不同，并且相对于摩擦片10，不同摩擦系数的大小决定着斜面斜角的大小，故受到材料限制，使用斜面连接时主要缺点是斜角难以较大，这会给加工制造、传动过程等带来诸多不利之处。

图2所示是传动链和变径轮上都连接有摩擦块的一种实施方式，在变径轮上，摩擦块连接在滑座21上。如果图1中去掉辐板23使摩擦块直接和滑座21径向面接触，图2中去掉传动链上的所有摩擦块，同样能够实现传动，但会产生‘咬死’现象，即在调速过程中，滑座21之间的距离会发生变化并带动摩擦块运动，如果被带动的摩擦块其自锁方向不同将导致两者互相抵触而阻碍调速进行。在图1中，辐板23能阻断滑座21带动摩擦块运动，在图2中，传动链和变径轮上的所有摩擦块其倾斜方向一致，即摩擦块的自锁方向全部相同，这两种手段都可以解决‘咬死’问题。图2所示的实施方式，传动链和变径轮上的摩擦块之间相互构成面接触，在传动时必然会有一种摩擦块会被压紧，这个过程会增加摩擦块自锁行程使传动效率降低，结构上可以采用两种摩擦块在径向位置上错开避免直接接触的办法来改进。图2的结构只能使传动轮朝特定方向旋转才能互相通过传动链来驱动。

以下是对本实用新型进一步可选方案的说明：

所述变径轮包括锥轮和滑座。使用锥轮22和滑座21结构，是变径轮较为理想的一种实施方式，能承受大的轴向力，由于锥轮22的作用是改变滑座21的径向位置，故可以用连杆机构替代。

所述变径轮上设有辐板。辐板23的主要作用之一是调速时防止产生‘咬死’现象，缺点是会使变径轮的轴向尺寸变大，并且调速时会和传动链产生径向位移。

所述滑座上设有活动连接的摩擦块。当滑座21上设有活动连接的摩擦块后，结合图2所示的实施方式，主要作用是调速时防止产生‘咬死’现象。

所述传动链的侧面还设有摩擦链，摩擦链上有摩擦部件和弹性部件。参见图3，传动链的侧面是指宽度方向的外侧面，当传动链套在变径轮上时，摩擦链与变径轮构成径向面接触，可阻断滑座21与摩擦块直接接触。摩擦链可采用上述传动链中链身的结构方式，即使用链节15和连接连杆16首尾铰接构成，链节15为摩擦链上的摩擦部件，摩擦链上设有的弹性部件为嵌在内外圈上的钢带17。增加摩擦链后要实现传动必须满足两个条件：第一，摩擦链上摩擦部件之间的距离必须可变，第二，滑座21、摩擦块和摩擦链之间的预紧摩擦力必须能克服摩擦链上摩擦部件之间距离改变时的阻力，故摩擦链由刚性部件铰接构成时，套在传动轮上就不能有直线段，即节线长度必须大于理论上的最小长度。弹性部件钢带17可使摩擦链保持一定的形状如接近椭圆或卵形避免有直线段，摩擦链使用钢带17变形来调节摩擦部件的距离变化满足传动要求，主要优点是摩擦链主体可用刚性部件铰接构成，能解决上述中提到的‘咬死’问题，这时摩擦链相当于图1中变径轮上辐板23结构的延伸。由于摩擦部件的距离要求可变这样摩擦链不会承受拉向负荷，故摩擦链上的连接连杆16可用弹簧等柔性部件替代，这种结构可应用到图2所示的实施方式中。增加摩擦链后，传动链上必然连接有摩擦块，这时摩擦块也可连接在摩擦链上。

所述摩擦链和链身的节线长度不同。图3所示传动链的结构特点是在宽度方向上的一侧，所有摩擦块的倾斜方向一致，而另外一侧的所有摩擦块倾斜方向也一致，但为反向倾斜。当传动链增加摩擦链后并使摩擦链和链身的节线长度不同，传动时链身和摩擦链在离开传动轮包角范围后会有不同的速度，这种差速运动可对图3所示传动链上的摩擦块具有解锁作用，这样可以简化控制摩擦块的机构，只需施加预紧力的弹性构件即可，这时，上述中摩擦链上钢带17的另一个作用是增加宽度方向的抗弯能力，在摩擦链离开传动轮后防止被摩擦块过度弹开。当摩擦链利用差速运动来控制摩擦块的自锁和解锁时，可认为摩擦链是控制机构的一部分。增加摩擦链并且当摩擦链和链身具有差速结构后，可引导摩擦块始终与摩擦链接触的情况下进出传动轮，大大提高了传动时自锁的响应速度，摩擦块的自锁和解锁过程能做到无缝自动切换，使传动链更适合高速传动。图3所示的实施方式中，由于传动链侧向受力方式不对称会带来一些不利问题，需在结构上进一步改进。

本实用新型还提供了一种无级变速器，该无级变速器使用上述的传动机构。

本实用新型的传动机构，当传动链和变径轮的结构、摩擦块的布局以及控制机构的不同等可以派生出多种方案，如传动链链身可用带式或推式结构，变径轮上的辐板23可用倾斜结构来控制与摩擦块分离和接触等，另外，本实用新型在使用超越传动时不会发生‘咬死’现象，可进一步简化结构。

本实用新型的传动机构使用带链传动方式，传动时利用摩擦自锁原理可防止传动链打滑，故具有较高的传动效率，另外，本实用新型实现了刚性部件采用面接触的传动方式，突破了材料限制具有传递扭矩大的优点。本实用新型的传动机构主要用于构成无级变速器。