一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器制造技术

本发明专利技术所述一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，由输入轴（1）、输入加载机构（2）、无自旋输入环盘（3）、中间传动部件（4）、无自旋输出环盘（5）、输出加载机构（6）、输出轴（7）与变速机构（8）组成；输入轴（1）与输出轴（7）平行设置；中间传动部件（4）包括输入滚轮（41）、输出滚轮（42）与滚轮转动轴（43），滚轮转动轴（43）中段设置有限位连接座（44），限位连接座（44）上设置有螺母安装孔；所述变速机构（8）包括螺杆（81）、变速螺母（82），螺杆（81）穿过变速螺母（82）一端，变速螺母（82）安装在滚轮转动轴（43）上限位连接座（44）的螺母安装孔中。本发明专利技术可进一步提高无级变速器的传动效率并实现自适应输出负载变速。

Self adaptive variable speed non spin traction type stepless speed variator

The present invention relates to an adaptive variable spin free traction CVT, the input shaft (1), the input loading mechanism (2), no spin input ring disk (3), transmission parts (4), intermediate spin free output ring disc (5), the output of the loading mechanism (6) and an output shaft. (7) and transmission (8); (1) the input shaft and the output shaft (7) is arranged in parallel; the intermediate transmission part (4) comprises an input wheel (41), (42) the output roller and roller rotation shaft (43), roller rotating shaft (43) of a connecting seat (44), a limiting connecting seat (44) is arranged on the nut mounting hole; the transmission mechanism (8) comprises a screw (81), transmission (82), screw nut (81) through the transmission nut (82) end transmission nut (82) rotating shafts are arranged in the roller (43) connected to the upper limit seat (44) in the nut mounting hole. The invention can further improve the transmission efficiency of the continuously variable transmission and realize the adaptive output load change speed.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器
本专利技术涉及传动系中的牵引式无级变速器，具体为一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器。
技术介绍
无级变速器（CVT）是一种理想的机械传动方案，因为无级变速器可以提供一系列的连续传动比使得车辆发动机始终处于高效点工作，这就极大地提高了整车的效率，减小了车辆排放，达到节能减排的作用。CVT具有动力高、油耗低、排放少的特点，据统计，采用CVT的汽车比采用自动变速器（AT）的汽车油耗减少7%-15%，废气排放降低约10%，生产成本降低20%-30%；而采用CVT传动系的混合动力车的油耗可能减少30%，排放可减少45%。牵引式CVT具有功率密度高、效率高、传递功率大等特点，将会成为未来无级变速器技术的发展方向。因此，牵引式CVT技术在日本、英国、美国等发达国家已经被广泛研究。一般来说，牵引式CVT的效率损失主要包括：自旋损失、滑移损失、侧滑损失，轴承损失以及搅油损失。其中侧滑损失、搅油损失、轴承损失相对较小，尤其是侧滑损失仅在变速时或者其它特殊的工况下在才产生，而滑移损失是完全伴随着牵引传动而产生的这种损失是不可避免的。相对其他诸类损失而言，自旋损失所占比例相对较大，一般为40%-60%，当传动的载荷相对较小时自旋损失所占的比例更大。自旋的产生是由于在牵引传动时，牵引元件与被牵引元件的速度分布不均匀而造成的。一般来说，学者们往往认为这种自旋损失在传动比范围内是只能尽量减少不可消除的。由于自旋的阻碍，在牵引式CVT中，传动效率经过优化后一般只能达到一般为75%-90%，进一步提升将变得异常困难，这也就大大降低了牵引式CVT的应用范围与传动能力。消除自旋也可以改善牵引传动的工作条件（降低油温，改善油膜不对称性等），从而减少其它类型的损失，也可以适当提高牵引式CVT的最大传递扭矩。另外在一定传动比范围内消除自旋，可以提高整体传动效率至少5%。对于牵引式无级变速器而言，主要由变速机构、加载机构与传动机构三大机构组成，实现变速的关键是变速机构。对于变速机构，现在多采用电控方式实现自动变速，工作原理是通过监测负载力信号，整车运动速度、加速度，油门开度等信号反馈给控制器，实现变速控制。可见，电控方式需要复杂的控制电路和监测传感器，成本较高。而在现代机械发展的背景下，对于具有自适应功能的智能机械情有独钟，智能机械是提升现代机械可靠性、高效率、简化控制及结构、降低成本的重要手段，如果可以实现自适应变速，对于无级变速器降低成本、进一步提高经济性，降低机构复杂程度均有推动作用。针对自旋消除的牵引式CVT设计，即所说的无自旋牵引式CVT设计这一问题，在现有的技术方案中，中国专利CN104776180A公开了一种无自旋变速单元，该方案以半环面牵引式CVT为例，进行了锥盘的母线优化，得出优化方程，并限制调速过程中输入锥盘与输出锥盘沿回转轴轴向移动，滚轮沿回转轴径向移动，以实现无自旋传动。该方案的不足在于：仅给出了母线优化的结果，没有给出实际的变速机构、加载机构的结构特征；该方案所述的调速单元为同轴类的传动方案，对于一些要求使用平行轴的特殊场合不再试用，需要增加复杂的转换机构才能实现；该方案不能实现对于负载的自适应变速。结合无自旋牵引式CVT的设计理念，引入自适应变速的设计思路，将两者结合起来，设计出具有自适应变速的无自旋牵引式无级变速器，对于牵引式CVT技术发展将带来新动力。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，不仅可以消除自旋，提高牵引式无级变速器的效率，还可实现对负载的自适应变速，不用设计复杂的控制方案，可降低机构复杂程度、进一步提高牵引式CVT的经济性。本专利技术采用以下技术方案实现：一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，由输入轴、输入加载机构、无自旋输入环盘、中间传动部件、无自旋输出环盘、输出加载机构、输出轴与变速机构组成。所述输入轴与输出轴平行设置，输入轴一端连接输入加载机构，输入加载机构连接无自旋输入环盘；输出轴一端连接输出加载机构，输出加载机构连接无自旋输出环盘；所述中间传动部件包括对称安装的一组内凹滚轮，靠近输入端的为输入滚轮，靠近输出端的为输出滚轮，输入滚轮与输出滚轮中间安装有滚轮转动轴，滚轮转动轴中段设置有限位连接座，滚轮转动轴穿过限位连接座，两端分别与输入滚轮与输出滚轮连接，限位连接座上与滚轮转动轴呈一定夹角的方向设置有螺母安装孔；中间传动部件位于无自旋输入环盘与无自旋输出环盘之间，输入滚轮、输出滚轮分别与无自旋输入环盘、无自旋输出环盘之间牵引接触；所述变速机构包括螺杆、变速螺母，螺杆穿过变速螺母一端，变速螺母安装在滚轮转动轴上限位连接座的螺母安装孔中，以保证变速螺母可以相对滚轮转动轴绕着变速螺母自身轴线转动。本专利技术所述方案中，所述无自旋输入环盘与无自旋输出环盘的环盘母线的方程满足：，其中坐标系XOY的建立方法为：原点O在无自旋输入环盘/无自旋输出环盘的环盘轴线上，X轴与无自旋输入环盘/自旋输出环盘的环盘轴线重合，R为从牵引接触点沿着垂直于无自旋输入环盘/自旋输出环盘的环盘轴线到滚轮转动轴回转轴线的距离，θ是无自旋输入环盘/自旋输出环盘的环盘轴线与滚轮转动轴之间的夹角，C为实常数。本专利技术所述方案中，要完成变速过程，无自旋输入环盘与无自旋输出环盘需要进行轴向的移动，因此，输入加载机构与输出加载机构优选端面凸轮机构或螺旋传动机构，这两种机构加载时一方面能够进行轴向移动，一方面可以实现自适应加载；更进一步，上述方案中所述端面凸轮的凸轮升程应大于无自旋输入环盘与无自旋输出环盘轴向移动的最大值。为了实现本专利技术对于输出轴上负载的自适应变速，本专利技术所述方案中输出轴与变速机构的螺杆之间连接有锥齿轮传动机构，可以将输出轴的扭矩传递至螺杆上，同时变速螺母一端连接有弹簧机构，螺杆对于变速螺母的轴向推力与弹簧机构的弹力构成轴向平衡力。本专利技术所述方案中，为了实现大功率传递，在输入端增加一个牵引传动单元，即平行于输入轴方向，对应于输入端位置再设置第二输入轴、第二输入加载机构、第二无自旋输入环盘、第二中间传动部件与第二变速机构，其连接关系与接触关系同上述方案。本专利技术所述方案中，为了实现双腔传动，在输入端轴线方向与原有输入端对称的位置再设置一组第二牵引传动单元，即在输入轴上对称位置设置第二输入加载机构、第二无自旋输入环盘、第二中间传动部件与第二变速机构，所述输入加载机构与第二输入加载机构为螺旋传动机构，且螺旋方向相反；同时在输出轴上对称设置第二无自旋输出环盘、第二输出加载机构，所述输出加载机构与第二输出加载机构为螺旋传动机构，且螺旋方向相反；所述第二无自旋输入环盘、第二中间传动部件与第二无自旋输出环盘依次牵引接触，构成第二牵引传动单元。本专利技术所述方案中，输入轴与输出轴可以互换，即输入端变为输出端，输出端变为输入端，当互换输入输出端时，响应的调速机构也改变，但其连接关系与接触关系同上述方案。本专利技术所述的方案中，所述螺旋传动机构螺旋传动角小于摩擦角。本专利技术所述的一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器的工作原理是：（1）传动过程：动力从输入轴输入，经过输入加载机构传递至无自旋输入环盘，无自旋输入环盘与中间传动部件的输入滚轮之间牵引传动，将动力传递至中间传动部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，由输入轴（1）、输入加载机构（2）、无自旋输入环盘（3）、中间传动部件（4）、无自旋输出环盘（5）、输出加载机构（6）、输出轴（7）与变速机构（8）组成；其特征在于：所述输入轴（1）与输出轴（7）平行设置，输入轴（1）一端连接输入加载机构（2），输入加载机构（2）连接无自旋输入环盘（3）；输出轴（7）一端连接输出加载机构（6），输出加载机构（6）连接无自旋输出环盘（5）；所述中间传动部件（4）包括对称安装的一组内凹滚轮，靠近输入端的为输入滚轮（41），靠近输出端的为输出滚轮（42），输入滚轮（41）与输出滚轮（42）中间安装有滚轮转动轴（43），滚轮转动轴（43）中段设置有限位连接座（44），滚轮转动轴（43）穿过限位连接座（44），两端分别与输入滚轮（41）与输出滚轮（42）连接，限位连接座（44）上与滚轮转动轴（43）呈一定夹角的方向设置有螺母安装孔；中间传动部件（4）位于无自旋输入环盘（3）与无自旋输出环盘（5）之间，输入滚轮（41）、输出滚轮（42）分别与无自旋输入环盘（3）、无自旋输出环盘（5）之间牵引接触；所述变速机构（8）包括螺杆（81）、变速螺母（82），螺杆（81）穿过变速螺母（82）一端，变速螺母（82）安装在滚轮转动轴（43）上限位连接座（44）的螺母安装孔中，以保证变速螺母（82）可以相对滚轮转动轴（43）绕着变速螺母（82）自身轴线转动；所述输出轴（7）与变速机构（8）的螺杆（81）之间连接有锥齿轮传动机构（9），可以将输出轴（7）的扭矩传递至螺杆（81）上，同时变速螺母（82）一端连接有弹簧机构（10），螺杆（81）对于变速螺母（82）的轴向推力与弹簧机构（10）的弹力构成轴向平衡力。...

【技术特征摘要】
2016.12.21 CN 20161119047381.一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，由输入轴（1）、输入加载机构（2）、无自旋输入环盘（3）、中间传动部件（4）、无自旋输出环盘（5）、输出加载机构（6）、输出轴（7）与变速机构（8）组成；其特征在于：所述输入轴（1）与输出轴（7）平行设置，输入轴（1）一端连接输入加载机构（2），输入加载机构（2）连接无自旋输入环盘（3）；输出轴（7）一端连接输出加载机构（6），输出加载机构（6）连接无自旋输出环盘（5）；所述中间传动部件（4）包括对称安装的一组内凹滚轮，靠近输入端的为输入滚轮（41），靠近输出端的为输出滚轮（42），输入滚轮（41）与输出滚轮（42）中间安装有滚轮转动轴（43），滚轮转动轴（43）中段设置有限位连接座（44），滚轮转动轴（43）穿过限位连接座（44），两端分别与输入滚轮（41）与输出滚轮（42）连接，限位连接座（44）上与滚轮转动轴（43）呈一定夹角的方向设置有螺母安装孔；中间传动部件（4）位于无自旋输入环盘（3）与无自旋输出环盘（5）之间，输入滚轮（41）、输出滚轮（42）分别与无自旋输入环盘（3）、无自旋输出环盘（5）之间牵引接触；所述变速机构（8）包括螺杆（81）、变速螺母（82），螺杆（81）穿过变速螺母（82）一端，变速螺母（82）安装在滚轮转动轴（43）上限位连接座（44）的螺母安装孔中，以保证变速螺母（82）可以相对滚轮转动轴（43）绕着变速螺母（82）自身轴线转动；所述输出轴（7）与变速机构（8）的螺杆（81）之间连接有锥齿轮传动机构（9），可以将输出轴（7）的扭矩传递至螺杆（81）上，同时变速螺母（82）一端连接有弹簧机构（10），螺杆（81）对于变速螺母（82）的轴向推力与弹簧机构（10）的弹力构成轴向平衡力。2.如权利要求1所述的一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，其特征在于：所述无自旋输入环盘（3）与无自旋输出环盘（5）的环盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，张世友，姚进，李华，杨亚茹，李青涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51