长寿命耐冲击的凸轮加压机构及无级变速器制造技术

本实用新型专利技术属于变速器领域，具体涉及一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构及应用此类加压机构的无级变速器，通过对凸轮滚道、滚动体和弹性加压元件等部件的具体设置方式进行改进，使得凸轮工作点切换更加稳定，相对传统凸轮加压机构，能更好地缓冲载荷的剧烈反复变化，加压机构更加稳定可靠。压机构更加稳定可靠。压机构更加稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
长寿命耐冲击的凸轮加压机构及无级变速器


[0001]本技术属于动力机械变速器领域，具体涉及一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构以及使用该凸轮加压机构的无级变速器。

技术介绍

[0002]锥盘式无级变速器的主要工作原理是通过对锥盘和挠性传动元件这一对摩擦副实现动力传递，其中加压机构用以保证挠性传动元件和锥盘之间的压力，进而保证传递动力所需的摩擦力。二十一世纪初以来，一系列的机电控制锥盘式无级变速器逐渐成熟，并由于其低成本、高效率及高可靠性在道路、车辆及通用机械得到广泛应用。
[0003]中国专利公开文本CN110762174A公开了一种凸轮加压的锥盘式无级变速器，其中公开了一种凸轮加压机构，定锥盘侧设置了一种加压机构V形槽结构，并对角度以及与相关部件关联关系进行了设定，使系统动态响应得到提升。该技术方案的V形槽正向加压段或加压面和反向加压段或加压面设计相同，适合于正反转外特性曲线相同的动力机械，但对于柴油机、汽油机等正常工作单一旋向动力机械，反向加压段主要是由于反拖造成，正向加压段和反向加压面相同的V形槽结构设计会造成冗余，且在正反向加压切换比较频繁的工况下，不合理的结构会导致凸轮槽的磨损加大，进而影响到锥盘和链条的磨损，减小系统寿命。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本技术的目的是提出一种适合正反向加压切换比较频繁、寿命较长、可靠性高的凸轮加压机构，及应用此结构的无级变速器。
[0005]通过如下技术手段实现：
[0006]一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构，所述凸轮加压机构设置于无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面，所述凸轮加压机构包括主动凸轮、从动凸轮、滚动体和弹性加压元件，所述主动凸轮通过不允许相互转动方式与无级变速器的主动轴和/或从动轴连接；所述从动凸轮通过不允许相互转动的方式与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面连接；在无级变速器的主动轴和/或从动轴与主动凸轮之间，和/或从动凸轮与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘之间设有弹性加压元件；所述主动凸轮和从动凸轮的端面上分别相对设置有n个圆周方向均布的滚道或加压面。
[0007]所述主动凸轮和从动凸轮的滚道或加压面相对设置，主动凸轮和从动凸轮通过夹持在相对设置的滚道或加压面之间的滚动体而连接；所述滚道包括正向加压段、过渡段、反向加压段和终止段，所述正向加压段、过渡段和反向加压段为具有同一形状(该同一性状例如为两段不同心的圆弧组成的半圆形或两段不同心的圆弧组成的半椭圆形等)的横截面沿着一条位于平行于锥盘轴线的直线为母线，并以此锥盘轴线为回转中心的圆柱面上的轨迹线运动而构建的三维曲面；所述轨迹线分为正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线3个部分，轨迹线所在的圆柱面展开为平面后，正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线
和反向加压段轨迹线3个部分即展开为正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线3条线段。
[0008]所述过渡段轨迹线展开线为一条包括一段单调上升和一段单调下降的曲线。
[0009]所述正向加压段轨迹线展开线和所述反向加压段轨迹线展开线分别为一条单调上升的线段和一条单调下降的线段，所述正向加压段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线分别与过渡段轨迹线展开线以相切的形式连接。
[0010]作为优选，在主动凸轮和从动凸轮的端面上分别设置的n个圆周方向均布的滚道内，设置有n个滚动体，所述n个滚动体夹紧于主动凸轮和从动凸轮之间；所述n≥3；所述滚道的表面硬度大于等于HRC56；所述滚动体的表面硬度大于等于HRC58。
[0011]作为优选，所述正向加压段轨迹线长度与反向加压段轨迹线长度不相等(优选其中较长轨迹线长度为较短轨迹线长度的1.05～1.8倍)。
[0012]作为优选，所述滚动体为钢球，所述钢球的直径d≥0.06(R
max1
+R
max2
)，其中R
max1
为无级变速器的主动锥盘组外半径的最大值，R
max2
为无级变速器的从动锥盘组外半径的最大值。
[0013]作为优选，以展开平面上平行锥盘轴线的方向为y轴，以展开平面上垂直y轴的方向为x轴，正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线3条线段组成的线段表示为函数f(x)，f(x)的一阶导数在正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线范围内处处连续，优选f(x)的三阶导数f
″′
(x)在正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线范围内处处连续。
[0014]作为优选，f(x)在正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线范围内任意位置的理论曲率半径大于等于滚动体的半径。
[0015]作为优选，沿正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线运动的横截面为包含2段不同心的圆弧，2段所述圆弧的曲率半径相等，所述圆弧的曲率半径为R，满足R≥(d+0.25mm)/2，其中d为滚动体的直径。
[0016]一种长寿命耐冲击的凸轮加压的无级变速器，所述无级变速器包括主动轴、主动锥盘组、从动轴、从动锥盘组、凸轮加压机构和钢制挠性传动元件，所述凸轮加压机构为上述的长寿命耐冲击的凸轮加压机构，所述主动锥盘组包括有主动定锥盘和主动动锥盘，所述从动锥盘组包括有从动定锥盘和从动动锥盘，所述主动锥盘组和/或从动锥盘组背面设置有所述凸轮加压机构，连接有从动凸轮的主动锥盘组和/或从动锥盘组与主动轴和/或从动轴之间设有滚针轴承；在主动轴和/或从动轴与主动凸轮之间，和/或从动凸轮与主动定锥盘和/或从动定锥盘之间设有弹性加压元件。
[0017]作为优选，所述主动凸轮端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述正向加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α
11
；所述主动凸轮端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述反向加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α
12
；所述从动凸轮端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述正向加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α
21
；所述从动凸轮端面上的所述滚道或加压面沿圆周方向展开后的所述反向加压段与锥盘回转中心线的垂直面的夹角为α
22
；且满足：
[0018][0019][0020][0021][0022]γ为所述无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度，或无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线在几何中点的切线与锥盘回转中心线的垂直面的夹角角度；i
max
为无级变速器的最大传动比。
[0023]作为优选，所述弹性加压元件为一片或多片碟簧，所述碟簧轴向一端通过直接或间接方式与所述长寿命耐冲击的凸轮加压机构接触，另一端通过直接或间接方式与主动轴或从动轴接触，所述碟簧的主要加压方向为轴向，所述碟簧总最大推力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命耐冲击的凸轮加压机构，其特征在于：所述凸轮加压机构设置于无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面，所述凸轮加压机构包括主动凸轮、从动凸轮、滚动体和弹性加压元件，所述主动凸轮通过不允许相互转动方式与无级变速器的主动轴和/或从动轴连接；所述从动凸轮通过不允许相互转动的方式与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘的背面连接；在无级变速器的主动轴和/或从动轴与主动凸轮之间，和/或从动凸轮与无级变速器的主动定锥盘和/或从动定锥盘之间设有弹性加压元件；所述主动凸轮和从动凸轮的端面上分别相对设置有n个圆周方向均布的滚道或加压面；所述主动凸轮和从动凸轮的滚道或加压面相对设置，主动凸轮和从动凸轮通过夹持在相对设置的滚道或加压面之间的滚动体而连接；所述滚道包括正向加压段、过渡段、反向加压段和终止段，所述正向加压段、过渡段和反向加压段为具有同一形状的横截面沿着一条位于平行于锥盘轴线的直线为母线，并以此锥盘轴线为回转中心的圆柱面上的轨迹线运动而构建的三维曲面；所述轨迹线分为正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线3个部分，轨迹线所在的圆柱面展开为平面后，正向加压段轨迹线、过渡段轨迹线和反向加压段轨迹线3个部分即展开为正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线3条线段；所述过渡段轨迹线展开线为一条包括一段单调上升和一段单调下降的曲线；所述正向加压段轨迹线展开线和所述反向加压段轨迹线展开线分别为一条单调上升的线段和一条单调下降的线段，所述正向加压段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线分别与过渡段轨迹线展开线以相切的形式连接。2.根据权利要求1所述的长寿命耐冲击的凸轮加压机构，其特征在于，在主动凸轮和从动凸轮的端面上分别设置的n个圆周方向均布的滚道内，设置有n个滚动体，所述n个滚动体夹紧于主动凸轮和从动凸轮之间；所述n≥3；所述滚道的表面硬度大于等于HRC56；所述滚动体的表面硬度大于等于HRC58。3.根据权利要求1所述的长寿命耐冲击的凸轮加压机构，其特征在于，所述正向加压段轨迹线长度与反向加压段轨迹线长度不相等，并且其中较长轨迹线长度为较短轨迹线长度的1.05～1.8倍。4.根据权利要求1～2任一项所述的长寿命耐冲击的凸轮加压机构，其特征在于，所述滚动体为钢球，所述钢球的直径d≥0.06(R
max1
+R
max2
)，其中R
max1
为无级变速器的主动锥盘组外半径的最大值，R
max2
为无级变速器的从动锥盘组外半径的最大值。5.根据权利要求1所述的长寿命耐冲击的凸轮加压机构，其特征在于，以展开平面上平行锥盘轴线的方向为y轴，以展开平面上垂直y轴的方向为x轴，正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线3条线段组成的线段表示为函数f(x)，f(x)的一阶导数在正向加压段轨迹线展开线、过渡段轨迹线展开线和反向加压段轨迹线展开线范围内处处连续，且f(x)的三阶导数f
″′
(x)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛虎，蒋林，程越，
申请(专利权)人：常州东风无级变速器有限公司，
类型：新型
国别省市：