[发明专利]一种传动轮和用这种传动轮构造无级变速器的方法

摘要

本发明公开了一种名为“螺旋线式传动轮”的机械装置，以及用它构造无级变速器的方法。该装置的主要结构为：用高弹性、高韧性、抗疲劳弹簧片做成平面螺旋线形状，中心处与一条垂直于此平面的动力输入轴紧固，最外圈表面做成链齿、轮齿、高摩擦系数的粗糙面均可。当动力输入轴旋转时，通过最外圈的表面把动力向外传递。其特征为：随着负荷的大小而自动改变自身半径。用传动带把该装置与从动轮相连，就构成一个变速单元。把多个不尽相同的这种单元串联，即可获得足够大的传动比。这种变速器克服了传统无级变速器的所有缺点：结构简单，无电子和液压元件，无额外能耗，传动效率高，变速范围宽，制造成本低，可广泛应用于机械传动领域(如汽车)。

主权项

1、一种传动轮，命名为“螺旋线式传动轮”，其特征在于：(A)它主要由五部分组成：螺旋线式弹簧片[5]、动力输入轴[3]、U形拉杆[6]、一对防挤裙摆[4]、一对止馈凸起[1和2]；(B)来自中心轴的旋转动力通过最外圈的表面向外传递。所述螺旋线式弹簧片[5]，其特征在于：(1)用薄条形弹簧片做成一平面螺旋线形状，各圈之间留有适当间隙；最外圈半径逐渐缩小，使其与相邻内圈的间隙逐渐减小，但在弹簧片的末梢处，与内圈的间隙仍要大于相邻内圈的最大厚度；(2)在弹簧片的末梢段，其宽度要稍大，呈大头状；(3)弹簧片内壁(靠螺旋线中心一侧)光滑；(4)弹簧片最外圈表面[7]，要经过特殊加工：如做成链齿、轮齿、高摩擦系数的粗糙面等，两边缘外侧各留有一幅光滑区域，以便用于后述的防挤裙摆的接触区域。；(5)在弹簧片最外圈上、与弹簧片末梢端相邻的一段长度内[8]，弹簧片外部表面是光滑的；[8]的长度范围是：在未受外力的放松状态下，长度为最外圈周长的0.01至0.75倍；(6)弹簧片材料是选用高弹性、高韧性、抗疲劳、耐高低温的材质。所述动力输入轴[3]，其特征在于：垂直于权利要求1中所述螺旋线式弹簧片[5]所在平面，并穿过螺旋线式弹簧片[5]的中心，与此中心处弹簧片紧固。所述U形拉杆[6]，其特征在于：由两条直杆和一光滑的横杆连接成U形(底部两侧呈直角)，底部横杆上套有一光滑的圆筒状滚筒，滚筒可在横杆上滚动；U形拉杆的两直杆固定在权利要求1所述螺旋线式弹簧片的末梢大头处的两侧，U形拉杆的宽度要略大于相邻内侧弹簧片的宽度，U形拉杆的高度为以能保证相邻弹簧片伸缩时顺利通过的高度最小值。所述一对防挤裙摆[4]，其特征在于：位于权利要求1所述螺旋线式弹簧片[5]末梢的大头处两侧边缘，沿垂直于弹簧片切平面指向螺旋线式弹簧片中心方向伸出的两块突起，两突起的大小相同，其高度大于相邻内圈的最大厚度，突起的边缘光滑连续。所述一对止馈凸起[1和2]，其特征在于：固定在权利要求1所述螺旋线式弹簧片的正反两面上的两个突起，突起的位置在第N/2圈上(假定螺旋线式弹簧片的总圈数是N)；两突起有一定间距，间距大小的设计标准为：当螺旋线式弹簧片即将馈缩至极限(无法再馈缩)之前，保证这两个突起能够提前相触，以阻止螺旋线式弹簧片进一步馈缩。