滑片变形活齿啮合型机械无级变速器制造技术

滑片变形活齿啮合型机械无级变速器，属于机械无级变速器设计及制造技术领域。输入轴与齿槽轮固定联接，活齿轮与输出轴之间通过导向键或花键滑动联接；活齿轮由轮体、滑片组环构成；齿槽轮与活齿轮配合构成无级变速器两大核心部件；活齿轮旋转时滑片可在离心力作用下向轮体径向外延作离心运动，与齿槽轮接触的滑片在凸凹齿槽的推动下发生随动变形组合形成与之吻合的啮合齿面，实现了“非摩擦式齿轮啮合无级变速”，结构简单成本低，可方便实现正反向等传动链输出，滑片活齿轮为浮动无级变形啮合，具有磨损自动补偿功能，寿命长，高速适应性能好，广泛适用于车辆及机械传动领域。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械无级变速器设计及制造

技术介绍
无级变速器是一种可连续无级改变传动比的变速装置，其应用范围非常广泛，特别适用于(1)工艺参数多变的机器；(2)要求转速连续变化的机器；(3)探求最佳工作转速的设备；(4)协调几台或一台设备传动系统中几个运转单元间的运转速度；(5)缓速起动对于具有大惯量或带负荷起动的机器，采用此无级变速器之后，可在近零转速下大扭矩起动，在负荷下连续变速达到额定转速，避免了过大的惯性负荷，从而可采用功率较小的原动机。对于机械无级变速器，大量采用摩擦传动，其大致存在以下缺陷1、很难获得超低转速输出，变速范围比较窄；2、存在传递扭矩小、传输功率不大等缺陷；3、承载能力低、抗过载及耐冲击性能较差；4、零部件加工及润滑要求较高、寿命短，结构、工艺复杂、制造成本高；5、滑动率大，机械效率低；有的还存在脉动输出及功率流不连续现象。就目前而言几乎所有的摩擦式无级变速器传动功率均需靠大的法向压紧力，致使各轴承负荷加大，传动体间的弹性滑动、几何滑动现象明显，用于传输功率的有效接触面小，理论上为线接触或点接触，局部应力大，严重时甚至导致工作表面擦伤或胶合，传动效率低，传递功率有限，寿命短。
技术实现思路
本技术针对现有无级变速器的缺憾进行革新改进，在此基础上提供一种新型“滑片变形活齿啮合型机械无级变速器”，其目的在于满足、适应现代化工业需求、尤其是汽车工业的需求，兼具并拓展了目前大多无级变速器功能点，实现了特有的“非摩擦式齿轮啮合无级变速”，属一种全新概念的大功率高效(与齿轮传动效率接近)机械无级变速器。本技术的技术方案如下滑片变形活齿啮合型机械无级变速器，其特征是输入轴(8)与齿槽轮(6)固定联接，活齿轮(22)与输出轴(1)之间通过导向键或花键(10)滑动联接；活齿轮(22)由轮体(3)、滑片组环(23)构成；滑片组环(23)由若干个滑片组(24)构成，滑片组(24)由同类型滑片(25)同向贴合构成，滑片(25)密布于轮体(3)上滑片仓(26)内，滑片可在滑片仓(26)内一定范围内自由径向移动，靠滑片(25)的自由径向移动可以组合形成啮合齿形；齿槽轮(6)是与活齿轮(22)进行啮合传动的轮盘，工作盘面由凸凹齿槽(7)组成；活齿轮(22)旋转时滑片(25)可在离心力作用下向轮体径向外延作离心运动，与齿槽轮(6)接触的滑片(25)在凸凹齿槽(7)的推动下发生随动变形组合形成与之吻合的啮合齿面。基本工作原理整个齿轮工作表面是由大量薄滑片叠合组成，通过滑片的自由径向滑移可构成任意形状的啮合齿形，此设计思想等效于对齿轮进行微元分割，通过多个微元面的有机组合即可形成任意所需齿形。即构成滑片无级啮合活齿轮。由于滑片的滑移方向与受力方向不同向，所以滑片可以自由轻松随当前啮合齿形所需及时变形与之吻合实现无级啮合，而传递功率时的受力方向与自由滑移方向垂直或其夹角在当量摩擦角之内(参见下文)，具有自锁性，所以滑片承载受力时不会改变齿廓形状，可保持正常啮合态，靠滑片与对应齿槽盘的啮合传递功率，实现非摩擦式变形活齿啮合无级变速。活齿的奥妙处在于组成齿形的滑片径向尺寸可以随着齿轮、槽盘的旋转随啮合区的槽面形状变化随时自动变形，始终保持齿形的吻合，所以对滑片、槽盘的齿形加工精度要求很低，不必磨齿，可跑合。而且更适应高速场合。本技术的特点、优点该变速器实现了真正意义上的“齿轮啮合无级变速”，结构简单，成本低，可靠性强，整个无级变速过程为一级传动，且可方便实现正反向等传动链输出，传动链短，效率高！滑片活齿轮为浮动无级变形啮合，对啮合齿槽的精度要求极低，对齿距，齿形无加工精度要求，可采取铸造法高效廉价产业化生产，成本低，其加工、装配精度不会明显影响传动性能，跑合后性能更好，滑片有磨损自动补偿功能，寿命长，噪音低，高速适应性能好。与现有金属带车用无级变速器相比，成本几乎不及其1/5，而综合性能却明显优于现有无级变速器。此变速器关键部件只有两件，结构简单体积小，整体变速箱成本比最廉价的直齿无同步器手动齿轮变速箱都低。在一般场合，其传动性能甚至可完全取代齿轮变速，而其特有的无级变速性能使得其有取代目前应用最为广泛的齿轮变速器趋向。与现有无级变速器相比，其性能更是明显，其整体优越性能可以代替及拓展乃至大、中、小、微功率领域的所有无级变速器。决定该类变速器承载能力的关键点是滑片与槽盘的啮合区，这是整个传动链的薄弱环节，其他环节在满足等功率匹配基础上应尽可能缩小体积，按等功率流承载负荷设计，尽管如此该承载能力甚至可与齿轮传动媲美(齿轮传动由于齿形固定，旋转啮合中为线接触传动)，滑片活齿轮的啮合点面积大于齿轮，所有滑片形成一整体封闭弹力闭合环，等效于将所有滑片束缚在一封闭受力体内，加之与刚性齿槽轮的相互依存实现了“刚柔融合、活齿固化”效应，最大程度的消弱了悬梁受力现象(类似于将弹性平面薄钢片垫在刚性钢件中)，理论上可等效承载整体钢环在圆周向的负荷量，承载能力极强!“滑片变形齿无级啮合活齿轮”齿形可变，可以随时根据啮合区“遇齿成槽”变化齿形，最大限度延展齿槽与所有参工作滑片区域间尽可能多的啮合受力点，尤其在压力角最小区为整体面接触，接触应力小；此外其离心复位啮合传动特点使得其在高速场合可靠性更强，更适应高速及大功率领域工作特性要求。附图说明；以下结合附图和实施例对本技术进行具体说明(注“\”代表“或”的意义)图1、圆柱活齿轮无级变速器结构图图4、圆柱活齿轮用滑片结构图图2、圆柱活齿轮外形结构图 图5、圆柱活齿轮内部结构图图3、圆柱活齿轮轮体结构图其中1、输出轴 12、定位支撑卡挡台23、滑片组环2、轴承 13、润滑油孔 24、滑片组3、圆柱活齿轮体 14、润滑油缝 25、滑片4、填充滑片 15、定位销孔 26、滑片仓5、支撑滑片 16、滑片回缩落座限位面27、滑片仓环6、平盘齿槽轮 17、定位联接销28、填充滑片组7、凸凹齿槽 18、轴装配孔(含键槽) 29、支撑滑片组8、输入轴 19、轮盘对合贴合面30、填充滑片仓9、中心凹坑 20、滑片离心约束面31、支撑滑片仓10、导向键\花键 21、滑片挡脚 32、支撑滑片约束壁面11、滑片约束壁面22、活齿轮33、填充滑片约束壁面名词解释(注相关名词释义在此一并注释，供下文参考)*支撑滑片一般指与滑片仓壁相接触传递动力的滑片，如支撑滑片(5)。*填充滑片一般指与支撑滑片接触传递动力的滑片，如填充滑片(4)。*滑片(25)包括填充滑片(4)、支撑滑片(5)两大类。*等功效滑片(即同类型滑片)形状完全相同、装配方向也相同的滑片，即同形状滑片同向布置。形状完全相同但反方向装配的滑片属不同功能，即功能不等效。*滑片组即滑片基本单元集合，是等功效滑片的分组集合，即滑片组(24)由多个同形状滑片(25)同向贴合组成；滑片组(24)分为支撑滑片组(28)、填充滑片组(29)。*滑片组环由若干个滑片组组合而成的可独立完成工作循环的滑片组的集合总成(如图2中的所有滑片组集合总成称之为一个滑片组环)。包括连续型滑片组环、间隔型滑片组环。连续型滑片组环滑片组间相贴合、无间隙，整体呈满环密布滑片组环(如图2)，一般连续型滑片组环由非同类型滑片组间隔交替组合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
滑片变形活齿啮合型机械无级变速器，其特征是：输入轴（８）与齿槽轮（６）固定联接，活齿轮（２２）与输出轴（１）之间通过导向键或花键（１０）滑动联接；活齿轮（２２）由轮体（３）、滑片组环（２３）构成；滑片组环（２３）由若干个滑片组（２４）构成，滑片组（２４）由同类型滑片（２５）同向贴合构成，滑片（２５）密布于轮体（３）上滑片仓（２６）内，滑片可在滑片仓（２６）内一定范围内自由径向移动，靠滑片（２５）的自由径向移动可以组合形成啮合齿形；齿槽轮（６）是与活齿轮（２２）进行啮合传动的轮盘，工作盘面由凸凹齿槽（７）组成；活齿轮（２２）旋转时滑片（２５）可在离心力作用下向轮体径向外延作离心运动，与齿槽轮（６）接触的滑片（２５）在凸凹齿槽（７）的推动下发生随动变形组合形成与之吻合的啮合齿面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王国斌，
申请(专利权)人：王国斌，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]