叶片齿轮锥传动机构制造技术

本发明专利技术“叶片齿轮锥传动机构”专为无级变速的实现而设计。本发明专利技术的思路是，将相互啮合的两个齿轮之一的轮齿用尽量多的活动叶片代替，活动叶片布满整个圆周。每个活动叶片可以在自己的径向自由移动，且各个叶片之间的移动互不影响。将另一个齿轮的轮齿作相应的改动，以使其适应于与叶片之间的啮合。改变后的齿轮由齿数相同的“Ｌ”齿形或“Ｔ”齿形的小齿轮和大齿轮进行放样，形成圆锥形状。齿轮锥成对使用时结构对称。齿圈沿着齿轮锥对外侧母线方向的移动就可以实现主动轴与从动轴之间的变速。本发明专利技术机构的关键技术是：１．由独立自由活动的叶片布满圆周的内齿圈或外齿圈。２．专为叶齿传动的顺利啮合而特殊设计的齿轮锥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械传动领域，无级变速器技术，机械无级变速机构。
技术介绍
在汽车行业，“无级变速技术”是汽车的关键技术之一，是汽车技术的研究发展方向。自“九·五”期间，轿车无级自动变速器的研究和开发已经被列入国家的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合我国国情的汽车。无级变速器传动大多利用摩擦传动实现变速，可分为机械、液力、液压、气压和电力等型式。机械无级变速器通常由传动机构、加压装置和调速机构3部分组成。液力无级变速以液体为工作介质的无级变速，一般由液力耦合器或液力变矩器实现变速。后者对载荷变化有良好的自动适应性。液力传动有良好的防振、隔振性能，但有时需要补偿系统和冷却系统。液压无级变速分节流无级变速和容积无级变速两类。前者是通过调节节流元件流通面积的大小来调节液压马达的转速；后者是通过变换变量泵或液压马达的排量来调节液压马达的转速。液压无级变速操纵控制方便，易实现过载保护，但传动效率低。气压无级变速通过控制压缩空气流量，调节气动马达的输出功率和转速来实现无级变速。气压无级变速的调速范围很宽。电力无级变速依靠改变电动机的转速来实现无级变速。当前常用的无极变速器的传动构件主要由轮带驱动，它有两种形式，分别是金属带V轮式和金属链带V轮式。金属带V轮式采用一根非常坚韧的金属带与一对可作轴向移动，宽度可调的V型带轮配合。金属带紧压在V型带轮上，通过改变带轮槽的宽度来改变金属带与带轮接触的直径，从而改变传动比。以下是几种典型的无级变速机构弹簧加载圆盘无级变速机构用摩擦力通过双圆锥滚轮带动从动盘和输出轴。为减少滑转，在输出轴上安装压紧弹簧，增加滚轮与圆盘间的压力。当旋转调速丝杠时，可调节滚轮的位置，在铅垂方向移动滚轮实现无级速度调节。行星圆锥无级变速机构以摩擦圆锥代替齿轮的行星轮系传动机构，由电动机驱动中心圆锥摩擦轮，通过行星摩擦圆锥带动行星定位器、加压器和输出轴。行星圆锥的外侧锥面与不转动的滑环内侧面接触，用速度控制轮改变滑环的轴向位正，可改变行星定位器及输出轴的转速。球面滚轮无级变速机构在同一轴线上的主、从动球面圆盘之间，装有球形端面的偏置滚轮。通过操纵机构改变滚轮的角度，得到无级变速(增速或减速)。当滚轮中心线与两圆盘的中心线平行时，则主、从动盘等速；当滚轮与主动盘的接触点远离中心线，则为增速；反之，滚轮与从动盘接触点在大直径处，则为减速。为保持圆盘与滚轮间必需的接触压力，附设加载凸轮。油膜圆盘无级变速机构由三组主动圆锥圆盘围着中间从动凸缘圆盘组成。这类装置中，金属与金属之间不直接接触。在传动中互相夹持的圆盘被油涂敷而形成表面油膜，在各接触点处依靠凸缘盘所施加的轴向力，挤压油膜使其正压力增加，主动圆锥盘在剪切高粘度油膜分子的同时将运动传给从动凸缘盘。金属带式无级变速传动装置CVT它由上部主动锥盘形成的V形槽通过金属带摩擦片驱动下部从动锥盘同向转动。主、从动锥盘各有一盘固定，另一盘可作轴向移动，改变金属带与锥盘接触的节圆半径，达到无级变速传动的要求。液力变速机构主动轴带动泵轮旋转，泵轮叶片搅动变矩器内的工作液推动输出涡轮上的叶片，由涡轮输出转矩。视泵轮输入转矩与转速为常数，则涡轮输出转矩与其转速成反比，涡轮转速愈高，输出转矩愈小。液力变速机构常与行星变速器串联使用，在汽车上作为自动变速机构。脉冲式无级变速机构以单向离合器代替曲柄摇杆机构中的摇杆固定铰链，当曲柄作匀速转动时，摇杆通过单向离合器带动从动轴作单向脉冲转动。若改变曲柄长度或附加二级杆组，将获得脉冲式无级变速转动。
技术实现思路
本专利技术机构专为无级变速的实现而设计。就像普通齿轮擅长于两轴之间的定传动比传动一样，本机构擅长于两轴之间的无级变传动比传动。且变速过程不需要流体的参与，不需要电力的调节，不依靠机械构件之间的摩擦。由叶片和齿轮之间的可靠啮合来模拟普通齿轮之间的啮合来实现传动，从而提高了传动效率；由特定部件的单自由度移动来实现无级变速，从而简化了控制方式。本专利技术的思路是，将相互啮合的两个齿轮之一的轮齿用尽量多的活动叶片代替，活动叶片布满整个圆周。每个活动叶片可以在自己的径向自由移动，且各个叶片之间的移动互不影响。将另一个齿轮的轮齿作相应的改动，以使其适应于与叶片之间的啮合。改动后的新机构，布满圆周的叶片可以适应不同齿数和不同齿间距的啮合需要，从而为无级传动的实现提供了可能。改变后的齿轮由齿数相同的“L”齿形的小齿轮和大齿轮进行放样，形成圆锥形状，齿轮锥成对使用时结构对称。齿圈沿着齿轮锥母线的移动就可以实现主动轴与从动轴之间的变速。本专利技术机构暂取名为“叶片齿轮锥传动机构”，简称为“叶齿传动机构”。本专利技术机构的关键技术是1、由独立自由活动的叶片布满圆周的内齿圈或外齿圈。2、专为叶齿传动的顺利啮合而特殊设计的齿轮锥。为制造方便和增大重合度考虑，推荐使用内齿圈结构。附图说明内齿圈由叶片槽、叶片、弹簧、卡箍等组成。图1所示为叶片槽的结构三视图。槽呈对称结构，槽的中间部位有一个长方形的凹槽，用来容纳叶片和圈形弹簧。完整的齿圈大约需要180～200个独立叶片，当然，更多一些会带来更平滑的传动效果。为了便于这些叶片紧密地排列在圆周上，叶片槽的侧面呈“/”形。当然，这导致中间部位的凹槽和叶片也呈同样的形状。叶片槽的两边设计了两个翼翅，每个翼翅上压印出前凸后凹的十字凸台。当几百个叶片槽紧贴在一起围成一个内齿圈时，凸台和凹槽之间就紧密地插在一起，以防止各齿轮槽之间的相对滑动。当围成内齿圈时，各翼翅的顶部衔接成圆形轮廓，通过热装配的方法用卡箍将各翼翅紧紧地箍在一起，就组装成了叶片槽环。图2所示为叶片的结构三视图。叶片呈对称结构。叶片两边的凸起部分用来做叶片工作时的向下位移限位。从叶片左视图可以看出，叶片的侧面呈“/”形结构。叶片在尺寸设计上刚好装入叶片槽内。其装入后的状态如图3所示。图中画剖面线的部分是叶片。画网格线的圆圈代表一个封闭的弹性圆环，用来提供叶片伸缩的动力。圆环直径30mm，压缩时压缩量10mm，横向伸长小于10mm，可以容在叶片槽内。图4所示为圆锥形齿轮的主视图和左视图。在图6中可以更清楚地看清圆锥形齿轮的端面形状。轮齿呈“L”形或反写的“L”形。拐折部分用来防止轮齿啮出过程中与未压下叶片之间的干涉。轮齿的直边用来拨动齿圈的旋转。轮齿的高度应高于叶片伸出齿圈的高度。采用这样的结构时，两齿轮锥旋向应对称安装，且传动路线只能是单向的，也就是说没有反向传动。如果采用倒置的“T”形形状，则可以同时获得正、反向传动，但那样会减少齿轮锥的轮齿数量。图5所示为两齿轮锥和齿圈组合在一起工作时的情形。齿圈3在两齿轮锥1、2形成的平行母线上工作，“A”向为齿圈的移动方向。当齿轮锥1为输入且速度不变，齿轮锥2为输出时，齿圈3沿“A”正向移动，则输出速度均匀地由大变小，当齿圈3沿“A”负向移动，则输出速度均匀地由小变大。反之，亦然。图6所示为本专利技术机构工作时沿齿圈处剖切的剖视图。图中，大齿轮为主动件，小齿轮为从动件(反之亦可)。此时，传动比为正，大于1，逆时针转向，加速输出。而图7所示为同一处剖视图的小齿轮为主动件，大齿轮为从动件的运动示意图。此时，传动比为正，小于1，顺时针传动，减速输出。具体实施方式利用冲压、铣削可以加工出叶片槽，叶片槽上部放置“O”形弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术，以多个可以自由且独立伸缩的叶片形成内外齿轮（圈）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆树亮，
申请(专利权)人：穆树亮，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]