[发明专利]一种单向凸轮加压的无级变速器

说明书

本发明涉及一种单向凸轮加压的无级变速器，通过设置加压轨迹线为单调变化的二维线段而使得凸轮加压机构为单向加压的凸轮，使用限定的碟簧作为弹性加压元件满足单向传动过程中导致的反拖加压需求，使得整体无级变速器的加压凸轮补偿范围更宽，结构更加紧凑，更加适合速比范围较大的单向动力和/或无正反转需求工况应用。

技术领域

本发明属于动力机械变速器领域，具体涉及一种单向凸轮加压的无级变速器。

背景技术

锥盘式无级变速器在机械中的使用越来越广泛，现有技术中加压机构多设置在动锥盘侧，如利用端面凸轮与液压系统相配合对无级变速器动锥盘进行实时加压的方法，或直接对动锥盘加压的空间凸轮机构。这种设置方式普通端面凸轮行程无法满足动锥盘调速需要的轴向行程。或通过与液压系统配合使用，或通过增加凸轮机构的轴向齿轮，以达到满足动锥盘调速所需轴向行程。结构上较为复杂且不够紧凑。

目前对于锥盘式无级变速器的使用主要是在双向动力机械中使用效果较好，但是实际使用过程中有很多单向动力机械，它们的旋转方向、载荷方向保持一个方向不变，如水力机械，风力发电，螺旋桨飞机等；或者正反载荷方向受载大小差距悬殊，比如交通机械的驱动力矩与发动机反拖力矩差别较大。

中国专利CN103867678B公开了一种锥盘式无级变速器，具体公开了设置有端面凸轮加压机构，设置的是一种V形槽结构的加压结构，这样设置的加压结构实现了正反向的双向加压，会使系统使用寿命延长，可靠性提高。但在正反向载荷差别较大或单向传动的情况下，反向凸轮槽会造成加压滚子的行程较长，从而影响了系统的动态性能以及系统整体的寿命。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提出一种低成本、可靠性高、传动效率较好的单向凸轮加压的无级变速器。

具体通过如下技术手段实现：

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。

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)与主动定锥盘连接和/或与从动定锥盘背面连接；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。

作为优选，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；