[发明专利]协变冲力矩传动方法和装置制造方法

说明书

本发明涉及一种适合在机械传动领域内通用的自动无级变速传动方法，及使用该方法的装置制造方法。

现有的机械动力传动装置，约有半数以上是定传动比（包括有级变速）的传动装置。由于定传动比传动装置，并不具有使原动机驱动功与工作机阻抗功保持自动平衡的性质，其传动过程，会产生欠载或过载传动问题，其后果会损失浪费机械能，并增加机器制造的复杂性，也不利于延长机器寿命。为此调查现有的自动无级变速传动技术，归纳起来有三种，其中属于电磁场传动的、流体传动的技术，存在着难以在机械传动领域普遍使用的问题;属于机械构件传动的技术，则均是采用由多种零件组成自动控制调速装置，再同机械构件传动装置相组合，而构成传动设备的技术。这种技术的自动控制调速装置，存在着结构不通用规范化、制造比较复杂、适用范围窄的问题。

针对上述问题，本发明目的在于：提供一种可在机械传动领域内通用的自动无级变速传动方法，及使用该方法的装置制造方法。所采用的自动控制调速装置，被简化为一种容易规范化制造的通用零件-楔紧碰撞物，并采用极为简单的结构制造传动装置，克服了上述三种自动无级变速技术适用范围窄的弱点。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

协变冲力矩传动方法，使用一种主动件转动楔紧与从动件之间运动副间隙传动的装置，该装置使用主动件、楔紧碰撞物、从动件作为基本构件。这三种基本构件的安装条件，是将楔紧碰撞物安装在定轴线转动的主动件与从动件之间，使主动件转动时，驱动楔紧碰撞物在主动件与从动件之间，作连续地楔紧两构件之间运动副间隙，同时弹性碰撞从动件的复合运动。此复合运动过程，使主动件旋转驱动力转换成垂直于转动半径并作用在从动件上的冲力，且该冲力瞬时值自动正比于从动件转动载荷瞬时值，同时该冲力值协同从动件转动载荷变化而相应变化，而使从动件在此冲力产生的协变冲力矩作用下，自动无级变速转动。

协变冲力矩传动方法的传动过程用计算式表示等于：

1、2πM₁n₁＝2πM₂n₂

2、 (M₁)/(M₂) = (n₂)/(n₁)

1和2式中，π：圆周率。

M₁：主动件转矩（N·m）。

n₁：主动件转数（r/s）。

M₂：从动件阻力矩（N·m）。

n₂：从动件转数（r/s）。

2πM₁n₁：主动件阻抗功（W）。

2πM₂n₂：从动件阻抗功（W）。

1和2式，是使用协变冲力矩传动方法，设计制造传动装置时，通用的基本方程式。

使用协变冲力矩传动方法，制造传动装置的关键问题，是设计和使用楔紧碰撞物的问题，该物的结构型状和工作条件，决定了主动件和从动件运动副结构型状和工作条件。设计楔紧碰撞物的型状和尺寸，需根据该物的受力方向、传动角、压力角、运动副是低副或高副条件，以及载荷参数而确定，因而该物有很多类型。下面选择介绍三种楔紧碰撞物。

1、滚楔体：它是在主动件与从动件之间运动副中滚动，楔紧其运动副间隙并弹性碰撞从动件传力的楔紧碰撞物。附图1中数码标记3所示的物体，即是呈滚柱状的一种滚楔体。

2、滑楔体：它是在主动件与从动件之间运动副中滑动，楔紧其运动副间隙并弹性碰撞从动件传力的楔紧碰撞物。附图2中数码标记5所示的物体，即是一种滑楔体-滑楔瓦，该滑楔瓦的一对称截面形状为弓形;另一对称截面形状为长方形。

3、转楔体：它是绕主动件转动旋转楔紧主动件与从动件之间运动副间隙，并弹性碰撞从动件传力的楔紧碰撞物。转楔体类型之一是转楔环，它是有距环心等半径和不等半径圆壁面的环状物。附图3中数码标记8和9所示的物体，即是一种转楔环。转楔体类型之2是转楔轮，它是受主动件驱动楔紧与从动件之间的间隙，并弹性碰撞从动件传动的轮状楔紧碰撞物，其轮圆周上可有齿或无齿。其转楔轮之一，是一种轮轴孔心距轮圆周等半径的同心轮;其转楔轮之二，是一种轮轴孔心距轮圆周不等半径的不同心轮。附图4和附图5中数码标记12和18所示物体，即是一种转楔轮。

使用楔紧碰撞物制造传动装置，可单独使用一种，也可组合使用楔紧碰撞物。