[实用新型]一种机械摩擦式无级变速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无级变速传动技术，具体为一种具有带与链等中间挠性元件的机械摩擦式无级变速装置。

背景技术

无级变速器是一种传动比连续可调的机械传动装置，由于能适应机器运转过程中工况多变或转速连续变化的要求，不仅广泛应用于纺织、食品、造纸、橡胶等轻工业部门，而且也用于工作母机(机床)、超重运输、石油化工等各类机械设备中，特别是近些年来它在汽车变速上的成功应用。

汽车用机械摩擦式无级变速器的基本组成包括油泵、前进后退切换机构、输入轴、主动轮(锥盘)、金属带(链)、从动轮(锥盘)，输出轴、主减速器、差速机构和驱动桥等，其工作程序是：汽车正常行驶时，离合器接合传入动力，主动轮通过带或链驱动从动轮，然后再将动力经主减速器、差速器等分配予车轮，实现前进行驶；在主、从动轮的锥盘上作用有推力油缸，依据道路行驶阻力和驾驶员控制的油门踏板位置等来调节油缸的压力，从而改变主、从动轮锥盘的节圆半径，达到所要求的速比，实现无级变速。其锥盘母线一种为直母线，优点是接触面积大，接触应力低，摩擦副表面寿命高，缺点是变速过程中必然出现带(链)对称轴线与锥盘回转轴线的偏斜，影响传动的稳定，为了减少偏差，变速比不能大，一般只做到R＝5～6；另一种为曲母线，摩擦片(或销端)与锥盘接触的侧面为摩擦工作面，工作面的母线为曲线(中国专利，专利号为00212516.1)，其锥盘曲母线与带(链)侧形形成一对共轭曲线，优点是实现了变速过程中带(链)对称轴线永远与锥盘回转轴线垂直，传动稳定，缺点是接触应力稍大，因而影响寿命。另外，其加压与调速系统除了胶带和齿形链以外，金属带和摆销链式无级变速器多采用液压加压调速系统，目前汽车用无级变速器(CVT)中几乎均采用液压加压与调速系统，如图1所示机-液控制系统包括主动轮油缸31、带轮位置传感器32、皮托管33、速比控制阀34、节气门控制凸轮35、柔性钢线36、节气门37、加速踏板38、主压力控制阀39、油泵40、推力式金属带41、从动轮油缸42及带轮等，如图2所示电-液控制系统，包括主动锥轮51、安全阀52、速比阀53、夹紧力控制阀54、制动踏板55、节气门56、从动锥轮57及电控装置等，其技术已经十分成熟，但其缺点是显而易见的，即支持液压系统工作需要油泵，功率损耗不可避免，系统所用泵、阀、油缸活塞、密封(尤其是高速回转密封)等使得系统复杂，不仅零件多，要求加工精密，对油的清洁度也要求很高，比一般润滑油要求高得多，因而可靠性下降。

实用新型内容

本实用新型提供一种整机效率高、可靠性高、成本低、寿命长的机械摩擦式无级变速装置。

本实用新型的技术方案是机械加压与调速机构通过压盘、加压弹簧至复合母线摩擦副组合而成的变速结构，所述复合母线摩擦副为定锥盘与动锥盘同轴、锥面相对、二者之间通过摩擦片组成的挠性闭环摩擦接触连接，所述定锥盘固装于输入轴，随输入轴转动并沿输入轴轴向滑动的动锥盘另一侧依次固装有加压弹簧、压盘，其中定锥盘、动锥盘的锥面曲线为直线和曲线两段复合而成，直线段靠近锥盘轴线，所述摩擦片工作母线与锥盘母线为共轭的复合母线；所述机械加压与调速机构为双向三位离合器两侧对称设有行星轮系，其中一侧行星轮系由行星轮Z2、Z2′(双联齿轮)及行星架、太阳轮Z1和Z3组成，另一侧行星轮系由行星轮Z4、Z4′(双联齿轮)及系杆、太阳轮Z5和Z6组成；齿轮螺母为螺母和其外缘的齿轮固接的一体结构，与输入轴同轴、并与其上的丝杠相配合，通过齿轮与行星轮Z2′、Z4′传动连接，螺母与齿轮间设拉杆穿过压盘与动锥盘相连。

所述摩擦片可以用销代替；所述加压弹簧为碟型弹簧；所述双向三位离合器采用磁粉离合器、电磁离合器或手动机械离合器。

本实用新型的有益效果是：

1.降低接触应力、提高寿命。本实用新型锥盘母线由直线和曲线两段复合而成，既保证在变速过程中带(链)与锥盘回转轴线永远保持垂直，又使带(链)与锥盘接触区靠近锥盘轴线时(回转半径小，接触弧长小且压力大)有较大的接触面，从而降低接触应力，提高寿命。

2.整机效率高、可靠性高、成本低。本实用新型采用碟型弹簧加压、机械控制调速(或电子机械控制调速)，弹簧将动锥盘压向定锥盘，夹住摩擦片(或销)，将输入轴的动力传给被动锥盘，避免了目前通常应用的液压和控制的油泵能量损失、高精度液压阀及控制系统的高价格，从而提高整机效率、可靠性，降低成本。另外，本实用新型采用磁粉离合器、电磁离合器或手动机械离合器取代常用的液压多片湿式离合器，同样避免采用耗能和复杂的液压系统，提高效率和可靠性、降低成本。