大扭矩对辊式定比/无级变速器制造技术

本发明专利技术提供一种大扭矩对辊式变速器，为链或带式定比或无级变速器，包括主、从动对辊，每付对辊均包括甲乙两个辊轴，在每个辊轴上固有传动辊；每付对辊中的传动辊为定直径辊或锥辊或变径辊，变径辊即传动辊的与传动链接触的外径为可大小变化的结构；环形传动链或带在主、从动对辊的两个传动辊上分别从其外缘环绕若干圈地设置。对于无级变速器，传动辊为变径轮，还包括调速机构，其与传动辊连接使得传动辊的与传动链接触的传动辊的外径变化。本变速器可使输出扭矩达到万余牛.米，速比可达１５∶１，传动件可用任意链带的标准件，有很大宽容度，本变速器可做成开放式结构且在泥浆、沙尘、盐雾等恶劣工作环境中具有极强的耐用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械传动领域，涉及一种机械无级变速器，特别是可以输出大扭 矩和具有较大速比的无级变速器，还提供可输出大扭矩的定比变速器。
技术介绍
在大多数需要变速的机械装置中，如车、船、工程机械、厂矿及港口机械等, 无级变速都优于有级变速，首先是它简化了操作，再有就是它变速平滑，这对车 辆特别有利，尤其是它可以实现传动系与发动机工况的最佳匹配，对发动机的工 作寿命及节能都很有利。由于无级变速器的这些优点，人们研发出多种无级变速器，其中摩擦型的锥 盘式无级变速器获得了较广泛的应用。但该种变速器有些固有的缺点是难以解决 的，如它的输出扭矩较小，多在300牛米以下，无法用于大排量汽车，对于更大 的输出扭矩要求，如卡车、内燃机车、坦克、船舶等则更是无法满足；再有，它 的调速范围即速比也较狭窄，通常不超过6: 1,所以必须与固定速比的变速器配 套使用； 一个更现实的问题是，这种变速器对传动链或传动钢带有较高的质量工 艺要求，而我国目前尚不具有该类产品的自主知识产权，所以单一地改进变速器 结构充其量只能获得部分知识产权，传动件还需依赖进口。这会使得变速器的制 造和使用成本大幅度增加，不利于这种变速器的推广普及。其它类型的无级变速器有的虽比锥盘式的输出扭矩大些，但也有限，从现有 的资料来看，可输出数千或数万牛米的无级变速器还是该
的空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使得输出扭矩可以比现有的无级变速器提高数十 倍，速比可提高数倍的无级变速器，并且对传动带或链除抗拉强度外再无其他特 殊要求，有很大的宽容度。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提供的大扭矩对辊式定比变速器，为链或带式传动机构，(以下链或 带均通称为链)，其包括主动对辊和从动对辊，每付所述对辊均为包括曱乙两个辊轴，在每个辊轴上 固设有传动辊；环形传动链，其在所述主动对辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圈，在所7述从动对辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圈地设置。 进一步地，本定比变速器还可以包括同步传动机构，其是在每付所述对辊中的甲乙两个辊轴之间设置，使得每付表面上的线速度相等。本专利技术提供的大扭矩对辊式无级变速器，也是链式变速传动机构，其包括 主动对辊和从动对辊，每付所述对辊均为包括曱乙两个辊轴的对辊，在每个辊轴上固设传动辊；每付所述对辊中的所述传动辊为变径辊，即该传动辊的与所述传动链接触的外径为可大小变化的结构；环形传动链，其在所述主动对辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圏，在所 述从动对辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圈地设置。进一步地，本无级变速器还包括同步传动机构，其是在每付所述对辊中的甲乙两个轴之间设置，使得每付该 对辊中的甲乙两个辊轴同向转动且该甲乙两个传动辊与传动链同时接触的工作表 面上的线速度相等。调速机构，其与所述变径辊连接使得所述变径辊的与所述传动链接触的外径 变化。本专利技术提供的定比/无级变速器通过将常规链传动装置的两根传动轴变成分 别由两付同向转动且工作面线速度相同的传动辊组成的对辊，链从对辊的两个传 动辊的外缘环绕n丌弧度，则该n 7t弧度(以下省略弧度二字)就是链相对于对辊 的包角。实验证实，此时的对辊与相同直径、相同包角的单体辊等效，但是，包 角却增大许多。显然包角越大，链对对辊的有效摩擦力越大。现有技术中的带传 动机构，其包角一般为1tt左右，且必定小于2r:，同时受限于主从动轮的传动比。 而采用了本变速器的对辊结构，包角与带在对辊外缘环绕的圏数对应。由于包角 的设计没有上限，且有效摩擦力随包角圈数的增加按几何级数增大，所以可以通 过合理地设计包角来彻底消除链传动打滑的现象。事实上当包角为IOtt (即5圏) 时，有效摩擦力可达松边摩擦力的IIO倍，此时给出的输出扭矩已可满足大负荷 的传动需求，而一般输出扭矩情况下，链在对辊上环绕3-4圈就够了。如果用主 动对辊、从动对辊和链组成一个传动系，只要包角足够大，就可以使输出扭矩达 到材料允许的最大限度。之所以使用对辊而不是单体辊，是因为当包角大于2丌 时，在单体辊上容易发生链与链的叠压现象。所述变径辊可以有多种结构，例如，所述传动辊是锥辊，同一付对辊中的两 个锥辊的细端在同 一侧，两付对辊的细端不在同 一侧设置。所述对辊中的两个辊轴的相对位置对于缠绕其上的链能够在运转中顺畅运动 也是有影响的。而当对辊中两个辊轴互成适当的空间角度时，可保证各圈链顺畅、 等距地平绕在传动辊上。所述传动辊还可以是变径辊。其中的两个主动对辊和从动对辊为形状、尺寸、 大小相同或不相同的变径辊。变径对辊的变径结构也可以是多种形式，例如，可 以是螺线盘变径辊，也可以是楔盘变径辊等等。由主动对辊、从动对辊和链组成的摩擦传动系，具有不小于2丌的包角，且每 付对辊的两个辊互成适当的空间角度且可以同步变径，两付对辊的变径又是相关 互补的，这就是本专利技术的特征。由此，使得本专利技术提供的定比/无级变速器具有以 下优点1、 本专利技术通过将传动辊变为传动对辊，由于根除了打滑现象，可大幅度提高 输出扭矩，可比现有锥盘式无级变速器提高数十倍，达万余牛.米。以往对于摩 擦传动机构的设计，需要优先考虑的就是打滑问题，对辊机构的推出，使得打滑 反倒成为最不需忧虑的因素，由于对辊同样适用于固定速比的传动，所以本专利技术 同样可大范围取代齿轮传动机构，且比齿轮传动机构的传递扭矩大，尤其是对于 大负荷的情况，它比齿轮传动机构要耐用得多，制造成本降低，维护条件也可降 低，尤适于开放式结构和在有沙尘、泥浆、盐雾等恶劣条件下工作。2、 现有的锥盘式无级变速器的带或链的宽度以及宽度方向上的耐压强度是其 速比的制约因素，本专利技术因原理不同，不受此限制，故可实现大速比，即调速范 围可比前者大数倍，达15: 1。3、 现有的锥盘式无级变速器的两锥盘之间为比较陡的夹角，传动带的推片或 链的销轴在两锥盘间嵌入或拉出的过程不可避免地要发生 一 些滑动摩擦，从而影 响传动效率，本专利技术链与辊之间则是单一的滚动摩擦，可实现更高的传动效率。4、 本专利技术的传动件的唯一作用就是传力，所以对传动件除抗拉强度外再无其 它要求，如三角皮带、平皮带、活络皮带、钢丝、钢丝绳、钢带、自行车链或摩 托车链、普通锁链等都可以用，且效果相同。附图说明下面通过附图和实施例对本专利技术提供的定比/无级变速器作更详细的说明。 图la为锥辊式无级变速器的剖视结构示意图lb为锥辊式无级变速器显示两付对辊其一个端头的主视结构示意图；图lc为图lb的左视结构示意图； 图ld为图lb的俯;f见结构示意图2a、 2b、 2c为锥辊式无级变速器，显示对辊中两个锥辊同步转动机构端面 的主视结构示意图，其中的同步转动机构为齿轮传动机构；图2d、 2e、 2f为锥辊式无级变速器，显示对辊中两个锥辊同步转动机构端面 的主视结构示意图，其中的同步转动机构为链传动机构；图3a为锥辊式无级变速器的主视剖视结构示意图3b为图3a的A-A剖视结构示意图4a为变径辊式无级变速器的主视剖视结构示意图4b为变径辊式无级变速器的左视剖视结构示意图4c为变径辊式无级变速器的俯视剖视结构示意图5是图4c中I部的局部放大剖视图6是图5的左视结构示意图7是图5的右视结构示意图。图8是变径辊式无级变速器的调速方法之 一 所用的螺线盘调速结构的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大扭矩对辊式定比变速器，为链或带式传动机构，其特征在于，包括：　主动对辊和从动对辊，每付所述对辊均为包括甲乙两个辊轴，在每个辊轴上固设有传动辊；　环形传动链或带，其在所述主动对辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圈，在所述从动对 辊的两个传动辊上从其外缘环绕若干圈地设置；或者还包括：　同步传动机构，其是在每付所述对辊中的甲乙两个轴之间设置，使得每付该对辊中的甲乙两个辊轴同向转动且该甲乙两个传动辊与传动链同时接触的工作表面上的线速度相等。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李正桐，
申请(专利权)人：李正桐，张亚晨，李福田，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]