用于小型动力机械的无级变速器及应用于其的单销轴无级变速链制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单销轴无级变速链以及使用该无级变速链的用于小型动力机械的无级变速器，包括锥盘轴系I、锥盘轴系II、单销轴无级变速链、调速机构和加压机构。通过对单销轴无级变速链的链节、链板、销轴部件的相互比例关系以及形状进行具体设置，同时通过对无级变速链与无级变速装置相配合部件进行具体设置，提高了用于小型动力机械的无级变速器变速性能，增加了用于小型动力机械的无级变速器的承载能力，使其更加适用于小、微型动力机械，使得小型动力机械的工作效率和稳定性得到了提升。

【技术实现步骤摘要】
用于小型动力机械的无级变速器及应用于其的单销轴无级变速链
本技术属于变速箱领域，具体涉及一种用于小型动力机械的无级变速器及应用于其的单销轴无级变速链。
技术介绍
应用于汽车的CVT传动装置为链条或钢带围绕在动、定锥盘之间，通过改变两锥盘的距离，调整链条或钢带与锥盘接触点处工作半径，从而实现变速。此种变速箱传动比稳定，设计制造简便。除汽车外，很多小型动力机械，如小型飞行器，小型自走式机器人等，也有应用无级变速器的需求。但由于目前的CVT结构，尤其是链条的结构，无法进一步小型化，阻碍了CVT在小型动力机械领域的应用。公知的CVT传动的核心部件是链条或钢带和主、从动带轮组成的传动系统，一种用于小型动力机械的无级变速器的障碍之一就是尺寸更小的链条或钢带，以及与其相配的锥盘系统。钢带由于其结构限制，以及工艺较为固定，减小尺寸较难，因此一种用于小型动力机械的无级变速器的传动元件的希望在链条上。PCT/DE2006/002053《平环链》、PCT/DE2006/001675《链板、包含该链板的链以及通过该链构成的链传动装置和装备有该链传动装置的车辆》分别公开了摆销链结构，且对节距、链板、铰接件相互之间结构或相互尺寸关系进行了优化构造。在此基础上，德国LuK公司开发了链板类型为0.8mm厚的系列链条产品。但LuK公司开发的最小链条节距为6mm，最小工作半径为25mm，更紧凑的CVT及链条结构全球范围内未见公开。通过对结构的分析，链条工作半径减小的障碍在于铰接结构。为了抑制多边形效应，无级变速链多采用摆销链作为铰接结构。但摆销链的铰接结构为一对销轴，限制了其节距进一步减小，且其活动范围受到摆销结构的限制，无法灵活弯曲，实现更小的最小弯曲半径。也有将一对异形销轴简化为一根异形销和链板上的对应对滚结构，但由于其基本的结构限制，最小弯曲半径仍然无法进一步减小。链条进一步小型化的障碍还在于销轴在链板中的固定方式及固定位置。公知技术中，CN108167390A和CN108368915A公开了用于限制销轴在链条中的相对位置的挡销的结构和连接方法，也是公知技术中较有代表性的思路。对于进一步减小的链条及销轴尺寸，挡销结构较难实现。US005728021和EP1624225公开了一种以过盈方式将销轴固定在链板中的结构，并且通过缩短一对销轴中的一根销轴的长度实现了单销轴的摩擦传动，在一定程度上，提高了传动效率。但由于其依然采用双销结构，以及异形销在过盈配合中较易松动，长时间可靠性受到影响，在工程实施中较难实现小型化应用。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种小型无级变速装置，满足小型动力机械对无级变速功能的需求。具体通过如下技术手段实现：一种用于小型动力机械的无级变速器，包括锥盘轴系I、锥盘轴系II、单销轴无级变速链、调速机构和加压机构。所述锥盘轴系I和锥盘轴系II均包括定锥盘和动锥盘；所述单销轴无级变速链夹持在锥盘轴系I和锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘之间，用于传递动力；所述调速机构用于驱动锥盘轴系I和/或锥盘轴系II的动锥盘轴向移动；所述加压机构通过对定锥盘和/或动锥盘施加压力提供单销轴无级变速链传递扭矩所需的轴向力。所述单销轴无级变速链由多个链节组成；单销轴无级变速链在工作状态下的全长形状为分布于一个平面上的闭环，工作状态的单销轴无级变速链全长包括圆弧段和连接圆弧段的直线段。每个所述链节包含数片链板，链板为薄片状，即一个方向的尺寸明显小于另外两个方向的尺寸，明显较小的尺寸定义为链板厚度，与单销轴无级变速链直线段运动方向一致的尺寸定义为链板长度，垂直于链板厚度和链板长度方向的尺寸定义为链板高度。每片所述链板上设置有2个链板厚度方向的通孔，每个通孔内设置有1根销轴，相邻的两个链节通过设置于所述通孔中的1根销轴相连接；或者每片所述链板上设置有将2个通孔之间的材料去除而集成为1个长形通孔，每个长形通孔内设置有2根销轴，每相邻的两个链节通过设置于所述长形通孔中的1根销轴相连接；销轴端部的两个侧面在直线段平行于链板长度方向，且与长度方向和高度方向所组成的平面相倾斜设置。锥盘轴系I的定锥盘和动锥盘的外直径为D1(单位mm)，锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘的外直径为D2(单位mm)。无级变速器的速比范围(即最大减速比/最小减速比)为i；单销轴无级变速链的最小节距为p(单位mm)。作为优选，所述销轴端部的两个侧面与链板长度方向和高度方向所组成的平面相倾斜设置，销轴侧面在链板高度方向上的中点在链板高度方向和链板厚度方向所组成的平面上的切线与链板长度方向和高度方向所组成的平面形成的角度小于等于15度，大于等于7度，优选小于等于11度，大于等于9度。销轴侧面中90％以上面积在垂直于链板长度方向的平面上具有投影，所得投影的曲线的曲率半径大于80mm。作为优选，所述销轴的主要受力和连接配合部分为圆柱体，所述圆柱体的直径大于等于作为优选，所述链板，在高度方向上与销轴接触最高点处的链板宽度大于等于所述链板，在高度方向上与销轴接触最低点处的链板宽度大于等于所述链板的长度方向上的链板宽度大于等于作为优选，除与定锥盘和/或动锥盘接触的侧面外，销轴表面设置有陶瓷层，所述陶瓷层的厚度大于等于5纳米，所述陶瓷层的材质为氧化铝、氧化锆、氮化钛、碳化钛、氧化钛、碳化钨中的一种或几种的组合。作为优选，所述链板厚度大于等于每节所述链节上的所有链板厚度的和大于等于作为优选，所述单销轴无级变速链的最大节距小于等于5.6mm。作为优选，无级变速器的输入转速为单一方向时，链条的运动方向也为单一方向。至少每节链节的链板宽度方向上的外侧的2片链板，分别通过其上的2根销轴的2对通孔中，以链板运动方向为前，后方的一对通孔与销轴过盈配合。作为优选，当销轴与所述链板上的通孔不是过盈配合时，在销轴上所述通孔的外侧加装紧固环或挡销与销轴过盈配合，或采用焊接、粘接等方式固连，防止链板脱落。或者，无级变速器的输入转速为单一方向时，链条的运动方向也为单一方向；相邻的两个链节通过设置于链板上的通孔中的1根异形销轴相连接，所述异形销轴，即销轴的受力及配合部分为圆柱体，非受力部分设置异形面，所述异形面优选为平面；链板的前方通孔为圆形，后方通孔为销轴相应形状；外侧以紧固环或挡销与销轴过盈配合，或采用焊接、粘接等方式固连；链节采用2链节循环或3链节循环排列方式连接。作为优选，所述链板材质采用合金钢，该合金钢的化学成分中除基体铁和不可避免的杂质外，按质量百分比含量还含有：碳：0.55-0.75％，锰：0.3-1.2％，铬：0.4-1.2％，镍：0.3-1.0％，钼：0.05-0.2％；或该合金钢的化学成分中除基体铁和不可避免的杂质外，按质量百分比含量还含有：碳：0.45-0.55％，锰：0.70-1.2％，铬：0.9-1.2％，钒：0.1-0.25％。进一步的，还包括采用上述单销轴无级变速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于小型动力机械的无级变速器，其特征在于，/n包括锥盘轴系I、锥盘轴系II、单销轴无级变速链、调速机构和加压机构；/n所述锥盘轴系I和锥盘轴系II均包括定锥盘和动锥盘；所述单销轴无级变速链夹持在锥盘轴系I和锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘之间，用于传递动力；所述调速机构用于驱动锥盘轴系I和/或锥盘轴系II的动锥盘轴向移动；所述加压机构通过对定锥盘和/或动锥盘施加压力提供单销轴无级变速链传递扭矩所需的轴向力；/n所述单销轴无级变速链由多个链节组成；单销轴无级变速链在工作状态下的全长形状为分布于一个平面上的闭环，工作状态的单销轴无级变速链全长包括圆弧段和连接圆弧段的直线段；/n每个所述链节包含数片链板，链板为薄片状，即一个方向的尺寸明显小于另外两个方向的尺寸，明显较小的尺寸定义为链板厚度，与单销轴无级变速链直线段运动方向一致的尺寸定义为链板长度，垂直于链板厚度和链板长度方向的尺寸定义为链板高度；/n每片所述链板上设置有2个链板厚度方向的通孔，每个通孔内设置有1根销轴，相邻的两个链节通过设置于所述通孔中的1根销轴相连接；或者每片所述链板上设置有将2个通孔之间的材料去除而集成为1个长形通孔，每个长形通孔内设置有2根销轴，每相邻的两个链节通过设置于所述长形通孔中的1根销轴相连接；/n销轴端部的两个侧面在直线段平行于链板长度方向，且与长度方向和高度方向所组成的平面相倾斜设置；/n锥盘轴系I的定锥盘和动锥盘的外直径为D1，单位mm，锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘的外直径为D2，单位mm；/n无级变速器的速比范围为i；单销轴无级变速链的最小节距为p，单位mm。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于小型动力机械的无级变速器，其特征在于，
包括锥盘轴系I、锥盘轴系II、单销轴无级变速链、调速机构和加压机构；
所述锥盘轴系I和锥盘轴系II均包括定锥盘和动锥盘；所述单销轴无级变速链夹持在锥盘轴系I和锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘之间，用于传递动力；所述调速机构用于驱动锥盘轴系I和/或锥盘轴系II的动锥盘轴向移动；所述加压机构通过对定锥盘和/或动锥盘施加压力提供单销轴无级变速链传递扭矩所需的轴向力；
所述单销轴无级变速链由多个链节组成；单销轴无级变速链在工作状态下的全长形状为分布于一个平面上的闭环，工作状态的单销轴无级变速链全长包括圆弧段和连接圆弧段的直线段；
每个所述链节包含数片链板，链板为薄片状，即一个方向的尺寸明显小于另外两个方向的尺寸，明显较小的尺寸定义为链板厚度，与单销轴无级变速链直线段运动方向一致的尺寸定义为链板长度，垂直于链板厚度和链板长度方向的尺寸定义为链板高度；
每片所述链板上设置有2个链板厚度方向的通孔，每个通孔内设置有1根销轴，相邻的两个链节通过设置于所述通孔中的1根销轴相连接；或者每片所述链板上设置有将2个通孔之间的材料去除而集成为1个长形通孔，每个长形通孔内设置有2根销轴，每相邻的两个链节通过设置于所述长形通孔中的1根销轴相连接；
销轴端部的两个侧面在直线段平行于链板长度方向，且与长度方向和高度方向所组成的平面相倾斜设置；
锥盘轴系I的定锥盘和动锥盘的外直径为D1，单位mm，锥盘轴系II的定锥盘和动锥盘的外直径为D2，单位mm；
无级变速器的速比范围为i；单销轴无级变速链的最小节距为p，单位mm。


2.根据权利要求1所述的用于小型动力机械的无级变速器，其特征在于，
所述销轴端部的两个侧面与链板长度方向和高度方向所组成的平面相倾斜设置，销轴侧面在链板高度方向和链板厚度方向所组成的平面上投影所得弧线在链板高度方向上的中点处的切线与链板长度方向和高度方向所组成的平面形成的角度小于等于15度，大于等于7度；
销轴侧面中90％以上面积在垂直于链板长度方向的平面上具有投影，所得投影的曲线的曲率半径大于80mm。


3.根据权利要求1所述的用于小型动力机械的无级变速器，其特征在于，所述销轴的主要受力和连...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州肇鹏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33