[发明专利]长寿命耐冲击的凸轮加压机构及无级变速器

说明书

本发明属于变速器领域，具体涉及一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构及应用此类加压机构的无级变速器，通过对凸轮滚道、滚动体和弹性加压元件等部件的具体设置方式进行改进，使得凸轮工作点切换更加稳定，相对传统凸轮加压机构，能更好地缓冲载荷的剧烈反复变化，加压机构更加稳定可靠。

技术领域

本发明属于动力机械变速器领域，具体涉及一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构以及使用该凸轮加压机构的无级变速器。

背景技术

锥盘式无级变速器的主要工作原理是通过对锥盘和挠性传动元件这一对摩擦副实现动力传递，其中加压机构用以保证挠性传动元件和锥盘之间的压力，进而保证传递动力所需的摩擦力。二十一世纪初以来，一系列的机电控制锥盘式无级变速器逐渐成熟，并由于其低成本、高效率及高可靠性在道路、车辆及通用机械得到广泛应用。

中国专利公开文本CN110762174A公开了一种凸轮加压的锥盘式无级变速器，其中公开了一种凸轮加压机构，定锥盘侧设置了一种加压机构V形槽结构，并对角度以及与相关部件关联关系进行了设定，使系统动态响应得到提升。该技术方案的V形槽正向加压段或加压面和反向加压段或加压面设计相同，适合于正反转外特性曲线相同的动力机械，但对于柴油机、汽油机等正常工作单一旋向动力机械，反向加压段主要是由于反拖造成，正向加压段和反向加压面相同的V形槽结构设计会造成冗余，且在正反向加压切换比较频繁的工况下，不合理的结构会导致凸轮槽的磨损加大，进而影响到锥盘和链条的磨损，减小系统寿命。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提出一种适合正反向加压切换比较频繁、寿命较长、可靠性高的凸轮加压机构，及应用此结构的无级变速器。

通过如下技术手段实现：

一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构，所述凸轮加压机构设置于无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面，所述凸轮加压机构包括主动凸轮、从动凸轮、滚动体和弹性加压元件，所述主动凸轮通过不允许相互转动方式与无级变速器的主动轴和/或从动轴连接；所述从动凸轮通过不允许相互转动的方式与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面连接；在无级变速器的主动轴和/或从动轴与主动凸轮之间，和/或从动凸轮与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘之间设有弹性加压元件；所述主动凸轮和从动凸轮的端面上分别相对设置有n个圆周方向均布的滚道或加压面。

所述主动凸轮和从动凸轮的滚道或加压面相对设置，主动凸轮和从动凸轮通过夹持在相对设置的滚道或加压面之间的滚动体而连接；所述滚道包括正向加压段、过渡段、反向加压段和终止段，所述正向加压段、过渡段和反向加压段为具有同一形状(该同一性状例如为两段不同心的圆弧组成的半圆形或两段不同心的圆弧组成的半椭圆形等)的横截面沿着一条位于平行于锥盘轴线的直线为母线，并以此锥盘轴线为回转中心的圆柱面上的轨迹线运动而构建的三维曲面；所述轨迹线分为正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线3个部分，轨迹线所在的圆柱面展开为平面后，正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线3个部分即展开为正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线3条线段。

所述过渡段轨迹线展开线为一条包括一段单调上升和一段单调下降的曲线。

所述正向加压段轨迹线展开线和所述反向加压段轨迹线展开线分别为一条单调上升的线段和一条单调下降的线段，所述正向加压段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线分别与过渡段轨迹线展开线以相切的形式连接。

作为优选，在主动凸轮和从动凸轮的端面上分别设置的n个圆周方向均布的滚道内，设置有n个滚动体，所述n个滚动体夹紧于主动凸轮和从动凸轮之间；所述n≥3；所述滚道的表面硬度大于等于HRC56；所述滚动体的表面硬度大于等于HRC58。

作为优选，所述正向加压段轨迹线长度与反向加压段轨迹线长度不相等(优选其中较长轨迹线长度为较短轨迹线长度的1.05～1.8倍)。