[发明专利]一种摩擦球功率分流无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及无级变速器领域，具体是指一种摩擦球功率分流无级变速器。

背景技术

目前，无级变速器主要应用于车辆传动领域，如金属带无级变速器，液压机械无级变速器等，这些变速器大多结构复杂、成本较高，难以应用于小功率传动场合，如小型加工中心、移动机器人等。

为此，Kim等人创造性地提出了一种面向小功率应用的摩擦球无级变速器(KimJ,ParkFC,ParkY.Designandanalysisofasphericalcontinuouslyvariabletransmission[J].JournalofMechanicalDesign,2002,124(1):21-29.)，该变速器通过改变摩擦球的旋转轴线实现其传动比的改变，结构简单、操作方便，但因其主要依靠球面的单点摩擦传递功率，在运行中容易打滑，传动效率不高，承载能力较为有限，从而限制了其应用范围。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明基于功率分流的原理，将摩擦球无级变速器作为差动行星齿轮功率分流系统中的调速单元，从而设计出一种承载能力相对较高且主要应用于小功率传动场合的新型无级变速器，同时具有结构简单、成本低廉、操作方便的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种摩擦球功率分流无级变速器，包括输入轴，输入轴上依次固定有前锥齿轮和前齿轮；与前锥齿轮啮合设有后锥齿轮，后锥齿轮的输出轴为摩擦球输入轴，摩擦球输入轴的端部固定主动摩擦盘；

与上述的前齿轮配合啮合有惰轮，与惰轮啮合有后齿轮，后齿轮通过空心轴与行星齿轮的齿圈连接，行星轮固定于行星架上并分别与齿圈和太阳轮啮合，输出轴与行星架连接；太阳轮固定在太阳轮轴上，太阳轮轴穿过上述空心轴连接有从动摩擦盘；

还包括有摩擦球调速单元，所述的摩擦球调速单元包括一个摩擦球，上述的主动摩擦盘、从动摩擦盘分别与摩擦球摩擦接触；

与摩擦球摩擦接触还设有控制摩擦盘；

主动摩擦盘、从动摩擦盘、控制摩擦盘的轴线均以一定距离偏离摩擦球的球心；

还包括有控制摩擦盘辅盘，所述的控制摩擦盘辅盘与上述控制摩擦盘共轴，且控制摩擦盘辅盘与控制摩擦盘的轴线在联动机构作用下可绕摩擦球球心同步转动，改变控制摩擦盘辅盘与控制摩擦盘的轴线绕摩擦球球心的转角可改变摩擦球旋转轴线方向，同步改变太阳轮轴转速，可实现输出轴的无级变速。

优选的，控制摩擦盘辅盘与控制摩擦盘联动方式如下：控制摩擦盘固定在异形轴Ⅰ上且可绕异形轴I自由旋转，控制摩擦盘辅盘固定在异形轴Ⅱ上且可绕异形轴II自由旋转，与异形轴Ⅰ、异形轴Ⅱ上分别固定有控制盘前齿轮Ⅰ和控制盘前齿轮Ⅱ，与控制盘前齿轮Ⅰ和控制盘前齿轮Ⅱ分别啮合有控制盘后齿轮Ⅰ和控制盘后齿轮Ⅱ，控制盘后齿轮Ⅰ和控制盘后齿轮Ⅱ共轴且穿设有联动轴。

优选的，还包括有主动摩擦盘辅盘，主动摩擦盘辅盘位于主动摩擦盘的对侧，两者共轴。

优选的，还包括有从动摩擦盘辅盘，从动摩擦盘辅盘位于从动摩擦盘的对侧，两者共轴。

优选的，摩擦球上、下两侧表面分别设有同轴的主动摩擦盘与主动摩擦盘辅盘；摩擦球左、右两侧表面分别设有同轴的从动摩擦盘辅盘与从动摩擦盘；摩擦球前、后两侧表面分别设有同轴的控制摩擦盘与控制摩擦盘辅盘；主动摩擦盘、主动摩擦盘辅盘、从动摩擦盘、从动摩擦盘辅盘、控制摩擦盘、控制摩擦盘辅盘的轴线均以一定距离偏离摩擦球的球心。

本发明所述变速器基于功率分流原理实现无级变速功能，本发明采用摩擦球作为调速单元。

摩擦球上、下两侧表面分别设有同轴的主动摩擦盘与主动摩擦盘辅盘；摩擦球左、右两侧表面分别设有同轴的从动摩擦盘辅盘与从动摩擦盘；摩擦球前、后两侧表面分别设有同轴的控制摩擦盘与控制摩擦盘辅盘。

主动摩擦盘、主动摩擦盘辅盘、从动摩擦盘、从动摩擦盘辅盘、控制摩擦盘、控制摩擦盘辅盘的轴线均以一定距离偏离摩擦球的球心。

控制摩擦盘辅盘除了控制功能外，另一个存在的必要性在于承载摩擦球，从而限制摩擦球的平移自由度；同时，既然控制摩擦盘辅盘必须存在，那么，它的轴线绕摩擦球球心的转动就必须和控制摩擦盘同步，否则控制摩擦盘与控制摩擦盘辅盘无法在变速器调速过程中保持共轴，从而导致滑摩和不确定性运动。

而主动摩擦盘辅盘、从动摩擦盘辅盘的作用仅仅是承载摩擦球，从而限制摩擦球的平移自由度。

动力经输入轴输入本发明的变速器后，其功率分成两部分进行传递：