一种章动盘式无级变速传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于减速机，特别涉及一种章动盘式无级变速传动装置；其特征在于：由输入轴、章动盘、球面键、压盘、调速锥齿轮、输出轴、摩擦锥、发电机、电池和步进电机等组成；所述的输入轴上插装有章动盘，其可相对输入轴滑动及转动；所述的步进电机驱动安装在轴承套杯上的调速锥齿轮，从而驱动摩擦面沿轴向移动，达到变速的目的；所述的摩擦锥通过电磁轴向离合器间歇工作，其仅在电池电量不足时驱动发电机发电。本发明专利技术通过改变偏置轴段偏置角的方式实现传动装置的无级变速，不仅设计合理，新颖独特，而且解决了同类无级变速装置效率低、存在变速冲击及无过载保护的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种章动盘式无级变速传动装置
本专利技术属于无级变速器领域，特别是涉及一种章动盘式无级变速传动装置。
技术介绍
在直升机传动系统中，根据直升机不同的飞行状态和飞行任务，选择适当的旋翼转速可使得主旋翼工作在较优的状态。现有的直升机传动系统均为固定传动比的传动系统，只能通过调整发动机转速来实现主旋翼变速，但是当涡轴发动机转速变化较大时，其燃油消耗率将急剧升高。因此，为了充分发挥主旋翼变速的优势，在直升机传动系统中采用无级变速技术有助于满足未来直升机的燃油经济性需求。传统的机械无级变速器的总传动比较小，传动的效率不高，其实际应用受到了诸多限制；锥齿轮行星减速器的单级传动比虽然较大，但内锥齿轮的加工工艺复杂，限制了它的普及。专利号为201610163984.4的一种锥齿轮行星机构无级变速传动装置；它的结构包括发动机、发电机、电动机、转换器、蓄电池、两组圆柱斜齿轮传动副、一组锥齿轮行星传动副、滚动轴承；其发动机主轴上安装有行星双联内锥齿轮，与双联内锥齿轮的左端齿面相啮合的外锥齿轮套接在发动机主轴上，该外锥齿轮由电动机驱动，可以绕发动机主轴旋转；其发动机主轴左端通过功率分流的形式安装有发电机传动齿轮，主轴功率经过分流后进入发电机，发电机发出的电流存储至蓄电池，蓄电池驱动左端的外锥齿轮从而实现无级变速。上述的锥齿轮行星机构无级变速装置提出了一种运用电动机实现无级变速的理念，尽管解决了传统无级变速器传动比小的缺点，但仍然存在传动结构不太理想的问题。在多数真实工作情况下，发动机只需要偶尔改变传动比，但该装置的调速电机连续工作驱动外锥盘，浪费了大量能量；当变速时，连接在高速轴上的行星锥齿轮要和左边的调速锥齿轮发生整齿的错位，将产生较严重的冲击和噪声；该装置仍然含有不易加工的双联内锥齿轮，不利于该装置的广泛应用；变速前后电动机转子承受的扭矩变化较大，影响了其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：本专利技术旨在避免上述技术中存在的缺点和不足之处，提供了一种章动盘式无级变速传动装置，是一种新型章动传动的无级变速器。该装置既解决了同类无级变速器传动效率低、工艺复杂、无过载保护的缺点，又防止了变速时的冲击和噪声，可广泛应用于汽车和直升机的发动机，具有广泛的应用前景。本专利技术的技术方案是：一种章动盘式无级变速传动装置，包括机座、主传动模块、发电模块、电能存放及管理模块和调速模块；当减速器正常运转时，主传动模块无需变速动作，此时调速模块不工作；当减速器需要变速时，电能存放及管理模块给调速模块供电，调速模块进行调速；当减速器正常运转时或当减速器需要变速时，如果电能存放及管理模块电量低于设定值，则其向发电模块发出控制电流，使发电模块开始发电，如果电能存放及管理模块电量充足，则发电模块无需工作。本专利技术的进一步技术方案是：所述主传动模块包括输入轴、输出轴、轴承套杯、第一偏置轴段、第二偏置轴段、章动盘、圆锥滚子轴承、环面键顶紧弹簧、压紧套筒、弹簧滑移套筒、弹簧挡圈和碟形弹簧；输入轴整体为柱状体，其输入端通过两个圆锥滚子轴承安装在轴承套杯上，为轴承连接；输入轴轴筒中部自输入端起，依次装有弹簧挡圈、弹簧滑移套筒和压紧套筒，三者轴线均与输入轴轴线相互重合，弹簧挡圈为两端开口的多阶状空腔柱状体，其中小径端内壁和输入轴中部的外壁为间隙配合；压紧套筒与输入轴接触的部分为两端开口的空腔柱状体，柱状体一端有一个伸出的压头，柱状体内壁和轴筒外壁为间隙配合，压头与第一偏置轴段接触；弹簧滑移套筒为两端开口的空腔柱状体，一端的大径深入弹簧挡圈大径端内壁，存下很大的间隙，另一端位于压紧套筒台阶面上，为间隙配合；碟形弹簧整体呈筒状，套在弹簧滑移套筒外壁上并通过弹簧挡圈大径端和弹簧滑移套筒端口实现限位；第一偏置轴段和第二偏置轴段通过六个螺钉固连成组合式偏置轴段，组合式偏置轴段的两端有挡边，中部为空腔圆柱体，在圆柱体的内表面有两个沿圆柱体轴线对称的环面键槽，章动盘为带有内腹边的圆柱体，圆柱体两端光滑过渡，圆柱体内侧有一轴承安装环，轴承安装环内安装有两个背靠背安装的圆锥滚子轴承，两轴承的内圈和外圈均为过盈配合，使得章动盘可以绕组合式偏置轴段的轴线自由旋转；限位螺母通过连接螺纹安装在输入轴右侧的螺纹上，环面键顶紧弹簧位于环面键和限位螺母之间，使环面键可以沿着输入轴的轴线方向往复移动。输入轴的尾端通过深沟球轴承安装在输出轴的轴承腔中；输出轴通过两个肩对肩安装的圆锥滚子轴承安装在机座上。本专利技术的进一步技术方案是：所述调速模块包括步进电机、第一调速锥齿轮、第二调速锥齿轮、螺纹套筒、传动套筒、限位钉、限位钉顶紧弹簧、限位钉套筒、第一摩擦环和第二摩擦环；轴承端盖通过螺钉链接固定于机座上，用于将轴承套杯固定在机座，并固定两个对称的机座，同时起到密封的作用；步进电机带动第一调速锥齿轮转动，第一调速锥齿轮带动第二调速锥齿轮转动；螺纹套筒为两端开口的空腔柱状体，一端与第二调速锥齿轮通过螺钉固连，靠近另一端的外壁上开有传动螺纹；传动套筒为两端开口的空腔柱状体，内壁开有连接螺纹和传动螺纹，外壁轴向开有沿柱状体轴线对称分布的凹槽；安装时保证传动套筒有连接螺纹的一端与第一摩擦环通过连接螺纹固连，另一端与螺纹套筒螺纹连接；限位钉套筒位于机座上，限位钉一端置于套筒中，另一端位于凹槽中，且限位钉轴线与凹槽轴线垂直；套筒通过两个螺钉固连在机座上，其轴线垂直于机座的对称平面；限位钉和套筒底部之间的限位钉顶紧弹簧使限位钉的伸出部分始终紧贴传动套筒的凹槽；限位钉位于凹槽中使得传动套筒沿其轴向移动，并增加了第一摩擦环的刚度；第二摩擦环与输出轴通过六个螺钉实现固连；章动盘在压紧套筒的作用下，一端顶在第一摩擦环上，另一端顶在第二摩擦环上，导致章动盘的轴线和输入轴的轴线不重合，使其在转动的过程中始终以一定的倾斜角度(章动角)和两个摩擦环面接触，达到降低转速目的。本专利技术的进一步技术方案是：所述发电模块包括大摩擦锥、传动轴、摩擦锥复位弹簧、小摩擦锥、环形磁铁、固定卡扣、螺线管和发电机；所述传动轴与发电机一端连接，发电机另一端自端头起，依次套有限位螺母、摩擦锥复位弹簧、垫片和小摩擦锥；环形磁铁位于小摩擦锥上，固定卡扣位于环形磁铁上；螺线管固定于发电机的外端；大摩擦锥通过平键固定在输出轴的一端；当电池的电量低于设定值时，控制器发出直流电供给螺线管，管线管通电后在其一端产生恒定磁场，恒定磁场推动装有极性相反的环形磁铁的小摩擦锥沿着其轴线移动，最终和大摩擦锥接触传动，从而使发电机开始工作，发电机产生的电流存贮在电池中。本专利技术的进一步技术方案是：所述电能存放及管理模块包括电池和控制器，当电池电量不足时，控制器发出微弱直流电供给螺线管，使发电机开始发电，产生的电能存贮在电池内；当电池电量充足时，控制器停止给螺线管供电，发电机停止工作。本专利技术的进一步技术方案是：所述机座为两个相同的结构组成，两个结构在相互对应的位置处开有三个半圆形槽，组装拼接后内部为空腔体，并形成三个通孔，分别作为调速锥齿轮支座、输出轴承支座和输入轴承支座。本专利技术的进一步技术方案是：所述大摩擦锥和小摩擦锥均采用木材制成。本专利技术的进一步技术方案是：环面键的上表面为环面，其嵌入组合式偏置轴段内圆柱面的环面中，连个圆环面的半径相等，圆环中心与输入轴的轴线重合，两个环面键沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种章动盘式无级变速传动装置，其特征在于，包括机座(10)、主传动模块、发电模块、电能存放及管理模块和调速模块；当减速器正常运转时，主传动模块无需变速动作，此时调速模块不工作；当减速器需要变速时，电能存放及管理模块给调速模块供电，调速模块进行调速；当减速器正常运转时或当减速器需要变速时，如果电能存放及管理模块电量低于设定值，则其向发电模块发出控制电流，使发电模块开始发电，如果电能存放及管理模块电量充足，则发电模块无需工作。

【技术特征摘要】
1.一种章动盘式无级变速传动装置，其特征在于，包括机座(10)、主传动模块、发电模块、电能存放及管理模块和调速模块；当减速器正常运转时，主传动模块无需变速动作，此时调速模块不工作；当减速器需要变速时，电能存放及管理模块给调速模块供电，调速模块进行调速；当减速器正常运转时或当减速器需要变速时，如果电能存放及管理模块电量低于设定值，则其向发电模块发出控制电流，使发电模块开始发电，如果电能存放及管理模块电量充足，则发电模块无需工作。2.如权利要求1所述的一种章动盘式无级变速传动装置，其特征在于，所述主传动模块包括输入轴(8)、输出轴(25)、轴承套杯(7)、第一偏置轴段(21)、第二偏置轴段(22)、章动盘(21)、圆锥滚子轴承(5)、环面键顶紧弹簧(26)、压紧套筒(19)、弹簧滑移套筒(13)、弹簧挡圈(11)和碟形弹簧(14)；输入轴(8)整体为柱状体，其输入端通过两个圆锥滚子轴承安装在轴承套杯(7)上，为轴承连接；输入轴轴筒中部自输入端起，依次装有弹簧挡圈(11)、弹簧滑移套筒(13)和压紧套筒(19)，三者轴线均与输入轴(8)轴线相互重合，弹簧挡圈(11)为两端开口的多阶状空腔柱状体，其中小径端内壁和输入轴(8)中部的外壁为间隙配合；压紧套筒(19)与输入轴(8)接触的部分为两端开口的空腔柱状体，柱状体一端有一个伸出的压头，柱状体内壁和轴筒外壁为间隙配合，压头与第一偏置轴段(21)接触；弹簧滑移套筒(13)为两端开口的空腔柱状体，一端的大径深入弹簧挡圈(11)大径端内壁，存下很大的间隙，另一端位于压紧套筒(19)台阶面上，为间隙配合；碟形弹簧(14)整体呈筒状，套在弹簧滑移套筒(13)外壁上并通过弹簧挡圈(11)大径端和弹簧滑移套筒(13)端口实现限位；第一偏置轴段(21)和第二偏置轴段(22)通过六个螺钉固连成组合式偏置轴段，组合式偏置轴段的两端有挡边，中部为空腔圆柱体，在圆柱体的内表面有两个沿圆柱体轴线对称的环面键槽，章动盘(21)为带有内腹边的圆柱体，圆柱体两端光滑过渡，圆柱体内侧有一轴承安装环，轴承安装环内安装有两个背靠背安装的圆锥滚子轴承，两轴承的内圈和外圈均为过盈配合，使得章动盘(20)可以绕组合式偏置轴段的轴线自由旋转；限位螺母(27)通过连接螺纹安装在输入轴(8)右侧的螺纹上，环面键顶紧弹簧(26)位于环面键(23)和限位螺母(27)之间，使环面键(23)可以沿着输入轴(8)的轴线方向往复移动；输入轴(8)的尾端通过深沟球轴承(28)安装在输出轴(25)的轴承腔(48)中；输出轴(25)通过两个肩对肩安装的圆锥滚子轴承安装在机座(10)上。3.如权利要求1所述的一种章动盘式无级变速传动装置，其特征在于，所述调速模块包括步进电机(1)、第一调速锥齿轮(2)、第二调速锥齿轮(9)、螺纹套筒(6)、传动套筒(12)、限位钉(15)、限位钉顶紧弹簧(16)、限位钉套筒(17)、第一摩擦环(18)和第二摩擦环(24)；轴承端盖通过螺钉链接固定于机座上，用于将轴承套杯(7)固定在机座(10)，并固定两个对称的机座，同时起到密封的作用；步进电机(1)带动第一调速锥齿轮(2)转动，第一调速锥齿轮(2)带动第二调速锥齿轮(9)转动；螺纹套筒(6)为两端开口的空腔柱状体，一端与第二调速锥齿轮(9)通过螺钉固连，靠近另一端的外壁上开有传动螺纹；传动套筒(12)为两端开口的空腔柱状体，内壁开有连接螺纹和传动螺纹，外壁轴向开有沿柱状体轴线对称分布的凹槽；安装时保证传动套筒(12)有连接螺纹的一端与第一摩擦环(18)通过连接螺纹固连，另一端与螺纹套筒(6)螺纹连接；限位钉套筒(17)位于机座上，限位钉(15)一端置于套筒中，另一端位于凹槽中，且限位钉(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：王三民，崔渊博，程辉，朱慧玲，赵凯，周启航，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61