[发明专利]一种单向凸轮加压的无级变速器

权利要求书

1.一种单向凸轮加压的无级变速器，所述无级变速器包括主动轴、主动定锥盘、主动动锥盘、从动轴、从动定锥盘、从动动锥盘和钢制挠性传动元件，主动定锥盘和主动动锥盘组成主动锥盘组，从动定锥盘和从动动锥盘组成从动锥盘组，所述主动锥盘组和从动锥盘组通过夹持的钢制挠性传动元件在有润滑油的环境中工作；其特征在于：

所述无级变速器还包括有单向凸轮加压机构，所述单向凸轮加压机构设置于主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面；所述单向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(例如直接固连、键、焊接、压装、过盈配合或粘接)与主动轴和/或从动轴连接；所述从动凸轮通过不允许相互转动的方式(例如直接固连、键、焊接、压装、过盈配合或粘接)与主动定锥盘和/或与从动定锥盘的背面连接；所述主动凸轮和从动凸轮的端面上均分别设有n个圆周方向均布的滚道或加压面；n个滚动体设置于主动凸轮和从动凸轮之间的所述滚道内；其中，3≤n≤9；所述滚道沿圆周方向展开后包括起始段、加压段和终止段，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连接；

所述加压段设置为单向，所述加压段为两段不同心圆弧组成的半圆形横截面沿着一条位于平行于锥盘轴线、并以该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，该轨迹线所在的圆柱面展开为平面后，即展开为加压段轨迹线的展开线，所述加压段轨迹线的展开线为一条单调变化的二维线段。

2.根据权利要求1所述的单向凸轮加压的无级变速器，其特征在于，所述主动凸轮的端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α₁；所述从动凸轮端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α₂；γ为所述无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度，或无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线在几何中点的切线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度；

i_max为无级变速器的设计最大传动比，其中R_Wmin1为主动锥盘组的最小工作半径，即锥盘与钢制挠性传动元件的接触区的最小包络半径；R_Wmax2为从动锥盘组的最大工作半径，即锥盘与钢制挠性传动元件的接触区的最大包络半径，各参数满足如下关系：

3.根据权利要求1所述的单向凸轮加压的无级变速器，其特征在于，连接有从动凸轮的主动锥盘组和/或从动锥盘组与主动轴和/或从动轴之间设有滚针轴承；在主动轴和/或从动轴与主动凸轮之间，和/或从动凸轮与锥盘之间设有弹性加压元件。

4.根据权利要求3所述的单向凸轮加压的无级变速器，其特征在于，所述弹性加压元件为螺旋弹簧或所述弹性加压元件为一片或多片的碟簧，所述碟簧的轴向一端通过直接或间接方式与单向凸轮加压机构接触，碟簧的另一端通过直接或间接方式与主动轴或从动轴接触，所述碟簧的主要加压方向为轴向，所述弹性加压元件的轴向总最大推力为F₁，单位为千牛(kN)，R_max1为主动锥盘组外半径的最大值，单位为mm，R_max2为从动锥盘组外半径的最大值，单位为mm，γ为所述无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度，或无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线在几何中点的切线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度；T为无级变速器输入最大扭矩，单位为牛顿·米(N·m)，满足

5.根据权利要求1所述的单向凸轮加压的无级变速器，其特征在于，所述滚动体为钢球，所述钢球的直径d≥0.04(R_max1+R_max2)，其中R_max1为无级变速器的主动锥盘组外半径的最大值，单位为mm，R_max2为无级变速器的从动锥盘组外半径的最大值，单位为mm。