[发明专利]活动块轮传输带式机械无级变速器

说明书

技术领域

本发明是属于机械无级变速器。

背景技术

在机械无级变速器里，分摩擦式、链式、带式和脉动式四大类，其中摩擦式、链式、带式实际上都是靠摩擦力传递功率的，摩擦式是通过点接触传递功率的，链式和带式实际上是靠线接触传递功率的，所以链式、带式无级变速器功率和体积比(功率/体积)也较摩擦式大，效率较高。以往的各种链式和带式无级变速器其共同的特点是调整两个圆锥盘的距离，使传输链或带工作在不同的半径来实现无级变速，在圆锥盘上，每个工作半径实际上只是一条线，而传输链或带都有一定的厚度，所以整个传输链或带严格来说不是处于一个工作半径上，传输链或带在进入圆锥盘时，从直线运动转变成圆周运动，这时在接触面上，处于大于工作半径和小于工作半径的地方会产生相对滑动；传输链或带在退出圆锥盘时，从圆周运动转变成直线运动，同样也会使处于大于工作半径和小于工作半径的地方产生相对滑动，因而造成能量损失，接触面越宽损失越大，且能量传输所需的摩擦力，是靠圆锥盘对传输链或带的挤压紧力来产生的，所以在传输中，链或带进入或退出圆锥盘时，都会有能量损失。挤压紧力越大，链或带进入或退出圆锥盘时，对链或带造成的损害越大，链或带的使用寿命越短。用圆锥盘的链式和带式无级变速器，另一个不足是调整比较困难和缓慢。近些年发展起来的金属带无级变速器或叫V型钢带无级变速器，其功率和体积比更大，它也是以圆锥盘的形式，其工作半径实际上也只是一条线，同样存在上述几个不足，且其采用结构较复杂的液压式调整机构。机械无级变速器的发展方向是大功率高效率。

发明内容

本发明采用由活动块构成轮子的传输带无级变速器，传输带和活动块构成的轮子之间是通过面接触传递功率的，而不是象以前通过点或线接触传递功率的，其功率和体积比可以做到比金属带无级变速器还大，随着体积增大，功率可以是很大的。V型钢带无级变速器是靠金属块的推力传递功率的，本发明这种传输带无级变速器是靠传输带的拉力传递功率的，传输带可以采用任何高强度、高弹性摸量的挠性材料，且比重越小越好，在采用下面所述的传输带时，传输带在紧边和松边的伸长率差约为千分之二左右，也既由伸长率差在传输轮上产生的滑移造成的功率损失约为千分之二左右，没有因处于不同工作半径而产生的相对滑动，没有挤压紧力带来的损失，所以效率高，也因为没有挤压所以调整方便。

这种活动块轮子相当于把一个空心的有一定厚度的园拄形传输带轮，沿轴心线等分成多块，如由N块活动块构成的轮子，每块为圆拄的1/N弧面，其弧面角度为360/N度。厚度及弧面低下的厚度分布等，根据强度的需要和材料的选取等决定，每块两边再各加上一个用来调整和固定的耳朵，就构成了一个活动块。两边用来调整和固定的耳朵的结构，会因采用调整和固定的方案的不同，而有很大的不同。轮子的轮面，在最小半径时，各个活动块相靠着，轮面基本上是一个圆柱，在其它半径时，各个活动块之间有一段间隔，传输带在上面包成的轮面，既传输面是由多个曲率半径等于最小半径的圆拄面及圆拄面之间的切面构成，传输带和活动块轮子接触面的曲率半径是固定的，既为圆柱面的曲率半径，对于同一个活动块轮，活动块轮的半径不论调整到多大，只要传输带在上面的包角相同，传输带和活动块轮的接触面积就相同。

在不是最小半径时，会有小的脉动，活动块分的越多脉动越小，如有20个活动块构成的轮子，在半径为3倍最小半径，主从动轮的中心距离为8倍最小半径时，其脉动造成的主从动轮之间的传输带长最大波动约为十万分之二左右，这里所用的传输带在传输最大力矩时使紧边和松边的伸长率差约为千分之二左右，十万分之二为千分之二的百分之一，既紧边或松边的传输力波动为百分之一，所以脉动造成的传输力波动紧边和松边合起来约为百分之二左右，是完全可以忽略不计的。在半径为5倍最小半径，主从动轮的中心距离为12倍最小半径时，脉动造成的传输力波动约为百分之三点五左右，而有10个活动块构成的轮子，在半径为3倍最小半径，主从动轮的中心距离为8倍最小半径时，脉动造成的传输力波动约为百分之三十左右。如拉大主从动轮的中心距离，对有10个活动块构成的轮子，在半径为3倍最小半径，主从动轮的中心距离为12倍最小半径时，脉动造成的传输力波动约为百分之一十四左右。若传输带在紧边和松边的伸长率差加大一倍，则脉动造成的传输力波动减小一倍。

这种活动块轮传输带式无级变速器，表面上看最大的缺点是脉动，而实际上，在活动块约20块时，脉动既可以忽略，所以剩下的问题是如何调整和锁定活动块轮的半径。

调整和固定方案有许多，这里叙述两种结构方案。