[发明专利]钢轴(滚)钢盘无级自动变速器

说明书

本发明属于机械传动系统中的变速装置，特别适用于自行车一类轻型车辆的变速系统。

一般轻型车辆的变速装置有如下缺点：

1、调速范围窄，因此一种变速器不能同时适应各种用途的车辆。

2、速比变化需要人为控制（如多级飞轮换档机构）。

3、速比不能均匀（无级）地变化。连续性差。

4、如要解决上述三点而采用钢球钢盘无级变速器（参见1986年第11期《机械制造》杂志“一种宽调速的无级变速器”）理论上似乎可行，而实际上由于体积过大丧失实用性和经济性。如按比例缩小则由于钢球过小摩擦传递的功率也过小势必增大压力，从而增大压应力，致使钢球钢盘的传动失效。

本发明对针上述问题，为适用于轻型车辆尤其是自行车辆作了创造性的改进：

本发明充分肯定了钢球钢盘的无级变速原理及理论上的调速范围宽，为适用于轻型车辆只须从传递功率过小入手，即能解决体积、重量、机械传动失效之间的矛盾。

众所周知，钢球钢盘无级变速器的变速传动原理是依赖钢球在主动（驱动）钢盘及从动钢盘间的钢球滚动摩擦传动来实现的，传递力必然依赖于摩擦面积的大小，对于钢球这一媒介体来说实际上是其直径的大小。因此若用钢球作为传递媒介时欲增加传递力，只有加大钢球直径或增加轴向压力。前一种将增大体积和重量，而后一种则容易增加压应力使钢盘起槽痕甚至传动失效。本发明采用微型轴承（或钢滚）来替代钢球作为主动盘及从动盘之间的传动媒介，有如下优越性：

1.仍保持了钢球钢盘变速器的调速宽、能均匀地无级变速、反应灵敏等优点。

2.由于钢球为点接触摩擦，而微轴（或钢滚）是线接触摩擦，尤其是微轴轮面为薄壁时弹性效果使接触面更大，有效地增加了接触面积也即增加了摩擦传递功率。根据实样结果表明，同直径的微轴（宽度等于直径）较之钢球在同等轴向压力下传递效率为钢球的100-500倍。因此可大大缩小变速器体积和重量。

3.由于使用钢球时是在保持器中作自由转动，工作时必有球体与保持架的壁间摩擦从而损失一定的功率。而本发明由于采用微轴，可将轴心固定于保持架而只让外轮飞速旋转，没有保持架的壁间摩擦，从而保证高效的传递。

4、微轴钢盘变速器可轻易地在保持架中安置滑块变位系统，并利用轴向压力簧设计力矩平衡和驱动压缩变位系统，使它成为一种完整的可依赖阻力的大小变化而变化的无级自动变速器。

综上所述，本发明由于用钢轴（滚）替代钢球的方法以及增加了驱动变位机构，滑块机构及力距平衡机构的方法，从而使钢球钢盘变速器扩大应用范围有了可能，在轻型车辆尤其是自行车上应用极可能成为新一代优越性能的自行车变速器。故此，本方法具有极大的经济优越性和实用性。