一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器，由输入轴、输入锥盘、中间传动部件、输出轴、输出锥盘与变速机构组成；输入轴与输出轴同轴安装，中间传动部件包含上传动滚轮和下传动滚轮、上变速摇杆和下变速摇杆、变速套筒与滑轨，上、下变速摇杆一端铰接在变速套筒同一点，滑轨安装在输入、输出轴轴线且固定在机架，滑轨和变速套筒间为滑动连接；变速机构为丝杠螺母机构，丝杠平行于输入轴与输出轴设置，螺母设置在变速套筒内且可绕丝杠轴线转动。动力从输入轴输入，通过输入端面凸轮加载机构传给输入锥盘，又通过牵引传动传给上、下传动滚轮，再传给输出锥盘，进而通过输出端面凸轮加载机构输出至输出轴，实现动力输出。输出。输出。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器


[0001]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转轮指数式无自旋牵引式无级变速器。

技术介绍

[0002]无级变速器（CVT）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，能极大地提高整车的效率，减小车辆排放，达到节能减排的作用，是一种理想的机械传动方案。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。
[0003]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。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%。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。
[0004]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，以四川大学牵引式CVT研究团队为代表给出了解决思路，即从无自旋条件出发，采用微分方程的办法优化传动件的母线方程，重新设计变速机构等，使得优化后的牵引式CVT结构满足无自旋条件。该团队申请的中国专利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；该方案不能实现对于负载的自适应变速。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述技术中的不足，提供一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器结构。本专利技术采用以下技术方案：一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器，由输入轴、输入锥盘、中间传动部件、输出轴、输出锥盘与变速机构组成。所述输入轴与输入锥盘之间设置有输入端面凸轮加载机构，输出轴与输出锥盘之间设置有输出端面凸轮加载机构，输入轴与输出轴同轴安装；所述中间传动部件由上下两组对称放置的上传动滚轮和下传动滚轮、上变速摇杆和下变速摇杆、变速套筒与滑轨组成，所述上传动滚轮和下传动滚轮通过轴承分别安装在上变速摇杆和下变速摇杆上，且轴向位置固定，上变速摇杆和下变速摇杆一端铰接在变速套筒的同一点处，该点始终位于输入轴与输出轴的轴线上，所述滑轨安装在输入轴和输出轴轴线上且固定在机架上，滑轨和变速套筒之间为滑动连接；所述变速机构为丝杠螺母机构，丝杠平行于输入轴与输出轴的轴线设置，螺母设置在变速套筒内部且可以绕着丝杠轴线自由
转动；中间传动部件安装于输入锥盘与输出锥盘之间，具体方式为：输入锥盘与中间传动部件的上传动滚轮和下传动滚轮牵引接触，输出锥盘与中间传动部件的上传动滚轮和下传动滚轮牵引接触。动力从输入轴输入，通过输入端面凸轮加载机构传递给输入锥盘，输入锥盘通过牵引传动将动力传递给中间传动部件的上传动滚轮和下传动滚轮，上传动滚轮和下传动滚轮通过牵引传动将动力传递给输出锥盘，进而通过输出端面凸轮加载机构输出至输出轴，实现动力输出。
[0006]为了实现无自旋结构，本专利技术所述方案中其输入锥盘与输出锥盘的母线方程为，其中该母线方程的坐标系建立方法为X轴与锥盘回转轴线重合，平面XOY过滚轮与锥盘的接触点，Y轴过O点垂直于X轴设置；式中，，是中间传动部件中滚轮与锥盘接触点法线与其回转轴线的交点到接触点之间的距离，是滚轮的半锥角，C是常数，输入锥盘、输出锥盘的母线的曲线方程中X相互异号。
[0007]本专利技术所述方案中，为了能在变速过程中确保实现无自旋状态，即保证输入锥盘回转轴线、上传动滚轮和下传动滚轮回转轴线、输入锥盘与上传动滚轮和下传动滚轮接触点公法线交于一点，同时保证输出锥盘回转轴线、上传动滚轮和下传动滚轮回转轴线、输出锥盘与上传动滚轮和下传动滚轮接触点公法线交于一点，在输入轴和输出轴的回转轴线上设置有滑轨和变速套筒，滑轨固定在机架上，滑轨和变速套筒之间为滑动连接，上传动滚轮和下传动滚轮铰接在变速套筒的同一点处。
[0008]为了实现电控自动变速，在丝杠的一端连接有变速电机，变速电机可以根据工况输出一定扭矩实现变速，变速方式为：当变速电机输出扭矩带动丝杆旋转时，螺母沿着丝杠轴向移动，从而带动变速套筒沿着丝杠轴向移动，变速套筒的移动使得上变速摇杆和下变速摇杆绕着两根变速摇杆的铰接点同时转动，上变速摇杆和下变速摇杆的转动带着上传动滚轮和下传动滚轮同步转动，同时输入端面凸轮加载机构与输出端面凸轮加载机构迫使输入锥盘与输出锥盘沿着各自回转轴线移动以保证输入锥盘、输出锥盘与上传动滚轮和下传动滚轮在新的接触点压紧接触，输入锥盘和输出锥盘的工作半径改变，无级变速器的传动比也随之改变，实现了变速过程。
[0009]为了实现自适应输出负载变速，所述丝杠一端通过齿轮机构与输出轴连接，丝杠随着输出轴转动而转动；在所述螺母上连接有弹簧，弹簧的另一端固定在机架上并和丝杠同轴放置。变速方式为：当工况稳定时，输出轴施加在丝杠上的扭矩稳定，所以丝杠施加在螺母上的力稳定且与弹簧施加在螺母上的力大小相等，方向相反，此时螺母处于力平衡状态，输出轴带动丝杠转动，丝杠带着螺母空转；当负载发生变化时，输出轴扭矩发生变化，输出轴施加在丝杠上的扭矩随之发生变化，所以丝杠施加在螺母上的力改变，而弹簧施加在螺母上的力没变，此时螺母处于力失衡状态，输出轴带动丝杠转动，螺母就会沿着丝杠轴向移动直至到达新的力平衡点，螺母沿着丝杠轴向移动带动变速套筒沿着丝杠轴向移动，变速套筒的移动使得上变速摇杆和下变速摇杆绕着两根变速摇杆的铰接点同时转动，上变速摇杆和下变速摇杆的转动带着上传动滚轮和下传动滚轮同步转动，同时输入端面凸轮加载机构与输出端面凸轮加载机构迫使输入锥盘与输出锥盘沿着各自回转轴线移动以保证输入锥盘、输出锥盘与上传动滚轮和下传动滚轮在新的接触点压紧接触，输入锥盘和输出锥盘的工作半径改变，无级变速器的传动比也随之改变，实现了变速过程。
[0010]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，相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。
[0011]本专利技术所述方案中，输入锥盘和输出锥盘、上传动滚轮和下传动滚轮、上变速摇杆和下变速摇杆均采用对称式分布。
[0012]本专利技术所述方案中，通过变速套筒沿着丝杠轴向的移动，使得上变速摇杆和下变速摇杆绕着两根变速摇杆的铰接点同时转动，从而带着上传动滚轮和下传动滚轮同步转动，加上输入端面凸轮加载机构与输出端面凸轮加载机构迫使输入锥盘与输出锥盘沿着各自回转轴线的移动，从而实现变速。
[0013]本专利技术所述方案中，为了保证上传动滚轮和下传动滚轮与输入锥盘、输出锥盘之间的接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器由输入轴、输入锥盘、中间传动部件、输出轴、输出锥盘与变速机构组成；其特征在于：所述输入轴与输入锥盘之间设置有输入端面凸轮加载机构，输出轴与输出锥盘之间设置有输出端面凸轮加载机构，输入轴与输出轴同轴安装；所述中间传动部件由上下两组对称放置的上传动滚轮和下传动滚轮、上变速摇杆和下变速摇杆、变速套筒与滑轨组成，所述上传动滚轮和下传动滚轮通过轴承分别安装在上变速摇杆和下变速摇杆上，且轴向位置固定，上变速摇杆和下变速摇杆一端铰接在变速套筒的同一点处，该点始终位于输入轴与输出轴的轴线上，所述滑轨安装在输入轴和输出轴轴线上且固定在机架上，滑轨和变速套筒之间为滑动连接；所述变速机构为丝杠螺母机构，丝杠平行于输入轴与输出轴的轴线设置，螺母设置在变速套筒内部且可以绕着丝杠轴线自由转动；中间传动部件安装于输入锥盘与输出锥盘之间。2.如权利要求1所述的一种自适应变速转轮指数式无自旋牵引式无级变速器，其特征在于：所述输入锥盘与输出锥盘的母线方程为；该母线方程的坐标系建立方法为：X轴与锥盘回转轴线重合，O为速比为1时，滚轮轴线与X轴交点，平面XOY过滚轮与锥盘的接触点，Y轴过O点垂直于X轴设置；母线方程中，，是中间传动部件中滚轮与锥盘接触点法线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚进，李华，李超，彭科铭，唐斯琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：