專利名稱：皮帶輪自動無級變速器的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種自動無級變速器，特別是一種皮帶輪自動無級變速器，適用于汽車、摩托車和動力輸出需要變速的機器上。
二背景技術：
現(xiàn)有的皮帶輪自動無級變速器是由發(fā)動機的轉速來控制變速器實現(xiàn)無級變速的。變速器主要由主動固定盤與活動盤，離心力起動滾珠，從動固定盤與活動盤，從動盤彈簧以及傳動皮帶等主要部件組成，發(fā)動機帶動主動盤轉動，通過皮帶傳動而帶動從動盤轉動，當發(fā)動機的轉速由低變高時，主動盤的作用力臂由小變大，從動盤的作用力臂由大變小，反之，則主動盤作用力臂由大變小，從動盤作用力臂由小變大，所以由于從動盤彈簧的存在，發(fā)動機輸出的功率總有部分用于克服從動盤彈簧的壓力，尤其是在中、低速的情況下，發(fā)動機的輸出功率耗費在這方面的無用功更為明顯，對發(fā)動機輸出功率的利用明顯不足。
本人申請的《摩托車自動變速器自動調(diào)整器》(專利申請?zhí)?1225421.5)提供了一種在從動盤部分利用擺舵齒輪的擺動，根據(jù)車速自動調(diào)節(jié)從動盤彈簧壓力以提高對發(fā)動機輸出功率利用率的摩托車自動變速器自動調(diào)整器，降低耗油量。但這種自動調(diào)整器只控制從動盤部分，主動盤部分未得到更好地控制，兩部分未能更好地互相配合調(diào)整，輸出功率利用得還不夠理想，油耗未能降至最低。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，是提供一種能使主動盤和從動盤更好地互相配合調(diào)整、提高對發(fā)動機輸出功率的利用率、降低耗油量的皮帶輪自動無級變速器。
本實用新型的皮帶輪自動無級變速器改變主動盤部分的結構，增加內(nèi)、外離合器，支承盤，軸承和軸承座，擺舵齒輪等，利用擺舵齒輪擺動到各處其離心力切向分力大小不同的特性，用擺舵齒輪離心力切向分力較大的擺動區(qū)域控制主動活動盤的活動，用擺舵齒輪離心力切向分力由趨近于零至較大的擺動區(qū)域控制調(diào)節(jié)從動盤彈簧的壓力，使自動變速器主動盤、從動盤能更好地互相配合調(diào)整運作。
本實用新型的皮帶輪自動無級變速器，包括主動盤部分的轉軸、主動固定盤與活動盤，由從動固定盤與活動盤、彈簧、具有多線螺紋齒端口的外離合器、具有多線螺紋齒端口并與外離合器在內(nèi)部相互嚙合的內(nèi)離合器、支承盤、軸套、軸承、兩個以上的擺舵齒輪、防護罩、轉軸構成的從動盤部分以及連接這兩部分的傳動皮帶，其特征在于主動盤部分還包括位于連接主動固定盤的轉軸一端具有多線螺紋齒端口的外離合器，具有多線螺紋齒端口并與外離合器在內(nèi)部相互嚙合的內(nèi)離合器，位于連接主動固定盤的轉軸另一端的支承盤，固定于支承盤內(nèi)側的軸承座，夾于軸承座和內(nèi)離合器內(nèi)部凸緣之間的軸承，以及兩個以上均勻分布于內(nèi)離合器外表面并與內(nèi)離合器外表齒輪相互嚙合的擺舵齒輪；擺舵齒輪支承于支承盤內(nèi)側，外離合器端蓋和支承盤分別固定于主動活動盤和轉軸上，或反向固定。
主動盤部分內(nèi)、外離合器的嚙合端口為三線以上的多線螺紋齒。
由于擺舵齒輪支承在支承盤上隨轉軸一起旋轉，因此，當擺舵齒輪重力部分位于擺舵齒輪軸心與轉軸軸心連心線上時，離心力切向分力等于零。當擺舵齒輪向一個方向擺動過軸心連心線時，離心力開始分解出切向分力并逐漸加大，當擺舵齒輪擺動過一定區(qū)域，離心力切向分力達到最大值。隨后繼續(xù)擺動，離心力切向分力就逐漸變小，直至再次趨近于零，到達上止點。所以把擺舵齒輪離心力切向分力較大的擺動區(qū)域安排在主動盤部分與內(nèi)離合器表面齒輪相嚙合，正好適合主動活動盤須經(jīng)常保持大力壓進的工作需要；而把擺舵齒輪離心力切向分力由零至較大的擺動區(qū)域安排在從動盤部分與內(nèi)離合器表面齒輪相嚙合，也適合從動活動盤剛開始起動時對從動盤彈簧調(diào)整壓力為趨近于零，起動后逐漸加大調(diào)整力度的要求。安排擺舵齒輪的擺動區(qū)域范圍可以通過增減擺舵齒輪的直徑，增減內(nèi)離合器的直徑，改變多線螺紋齒端口的坡度、螺紋線數(shù)等多種方法來實現(xiàn)。
主動盤部分的擺舵齒輪可以是圓形齒輪增加配重物形成，也可以是半圓形齒輪或擺舵的其它改進形式。
為使主動盤部分工作時更為安全，可在支承盤外緣增加一個防護罩。
本實用新型的皮帶輪自動無級變速器工作時，主動盤部分隨轉軸轉動使主動盤部分的擺舵齒輪產(chǎn)生離心力，在離心力切向分力作用下，擺舵齒輪擺動，控制內(nèi)、外離合器的開合，從而推動主動活動盤向前壓進，使主動活動盤軸向滑動，夾緊傳動皮帶帶動從動盤旋轉進行變速。從動盤部分由于傳動皮帶的帶動而旋轉，使從動盤部分的擺舵齒輪產(chǎn)生離心力。當主動活動盤向前壓進，克服從動盤彈簧的壓力進行變速時，從動盤部分的擺舵齒輪重力部分已離開擺舵齒輪軸心與轉軸軸心的連心線，離心力產(chǎn)生切向分力并逐漸加大，擺舵齒輪擺動控制內(nèi)外離合器的開合，帶動從動活動盤幫助主動盤克服從動盤彈簧的壓力產(chǎn)生軸向移動，進行調(diào)整。因為變速器變速已全部由擺舵齒輪控制，也就是說擺舵齒輪的離心力切向分力起決定性作用，所以變速器運作時可按輸出功率的要求，更換擺舵齒輪的重力部分，改變離心力切向分力的大小，使主動盤、從動盤更好地互相配合工作，更容易適應自動變速器在不同載荷時的不同要求，最大限度地提高對發(fā)動機輸出功率的利用率，并將油耗量降至最低，從而達到節(jié)省發(fā)動機功率、節(jié)約能源的目的。上文所述的從動盤部分即是本人申請的《摩托車自動變速器自動調(diào)整器》(專利申請?zhí)?1225421.5)。
四

圖1是本實用新型皮帶輪自動無級變速器主動盤部分的立體圖。
圖2是本實用新型皮帶輪自動無級變速器主動盤部分的結構示意圖。
圖3是本實用新型皮帶輪自動無級變速器主動盤部分內(nèi)離合器的透視圖。
圖4是本實用新型皮帶輪自動無級變速器主動盤部分外離合器的透視圖。
圖5是本實用新型皮帶輪自動無級變速器主動盤部分中支承盤、擺舵齒輪以及內(nèi)離合器之間的裝配示意圖。
圖6是擺舵齒輪主視示意圖。
圖7是本實用新型皮帶輪自動無級變速器從動盤部分的立體圖。
圖8是本實用新型皮帶輪自動無級變速器從動盤部分的結構示意圖。
圖9是本實用新型皮帶輪自動無級變速器擺舵齒輪工作原理圖。
五具體實施方式
如圖3、圖4所示先制作出主動盤部分的內(nèi)離合器12和外離合器11，它們之間的嚙合部采用三線螺紋齒，當然也可采用三線以上的多線螺紋齒，它們的嚙合方式采用內(nèi)部嚙合，其中外離合器11的嚙合端口加工較為復雜，可采用套筒與端蓋兩部分相結合的方式，內(nèi)離合器12則要在左側圓柱體表面加工出與擺舵齒輪15相匹配的齒輪，擺舵齒輪15則可在普通齒輪不在軸心的適當位置上增加配重物形成擺舵，也可采用在一般的擺舵外緣上加工齒輪等多種方式，其形狀可以是圓形齒輪，也可以是半圓形齒輪或擺舵的其它改進形式(如圖6所示)。擺舵齒輪15的個數(shù)必須為兩個以上，支承盤16則根據(jù)擺舵齒輪15的數(shù)量安裝上支承擺舵齒輪15中心的支承軸，支承軸心至支承盤16中心的半徑應根據(jù)內(nèi)離合器12與擺舵齒輪15的大小確定，支承盤16的支承軸位置應沿圓周等分分布，以保證擺舵齒輪15的擺動力的均衡(如圖5所示)，為安全起見，可增加一個防護罩20。
裝配時先將內(nèi)離合器12放入外離合器11內(nèi)，再將軸承13放在內(nèi)離合器12內(nèi)部的凸緣上，然后用軸承座14頂著軸承13的另一端面，并固定在支承盤16內(nèi)側；將擺舵齒輪15安裝到支承盤16上，與內(nèi)離合器12表面齒輪相嚙合，擺舵齒輪15的配重物位置應放在離心力切向分力較大的擺動區(qū)域內(nèi)；將防護罩20固定到支承盤6外緣處，最后將整個主動盤部分套入連接主動固定盤19的動力輸入軸17上，將外離合器11端蓋與主動活動盤18固定，支承盤16與轉軸17固定；或將外離合器11端蓋與轉軸17固定，支承盤16與主動活動盤18固定，主動盤部分即安裝完畢。
從動盤部分的制作和安裝如本人專利申請《摩托車自動變速器自動調(diào)整器》(專利申請?zhí)?1225421.5)所述如圖7、圖8所示先制作出外離合器1和內(nèi)離合器2，它們之間的嚙合部采用3線螺紋齒，當然也可采用3線以上的多線螺紋齒，它們的嚙合方式采用內(nèi)部嚙合，其中外離合器1的嚙合端口加工較為復雜，可采用套筒與端蓋兩部分相結合的方式，內(nèi)離合器2則要在左側圓柱體表面加工出與擺舵齒輪5相匹配的齒輪，擺舵齒輪5則可在普通齒輪不在軸心的適當位置上增加配重物形成擺舵，也可采用在一般的擺舵外緣上加工齒輪等多種方式，其形狀可以是圓形齒輪，也可以是半圓形齒輪或擺舵的其它改進形式。擺舵齒輪5的個數(shù)必須為兩個以上，支承盤6則根據(jù)擺舵齒輪5的數(shù)量安裝上支承擺舵齒輪5中心的支承軸，支承軸心至支承盤6中心的半徑應根據(jù)內(nèi)離合器2與擺舵齒輪5的大小確定，支承盤6的支承軸位置應沿圓周等分分布，以保證擺舵齒輪5的擺動力的均衡，為安全起見，可增加一個防護罩7。
裝配時先將內(nèi)離合器2放入外離合器1的套筒部分內(nèi)，再將軸承3放入內(nèi)離合器2的端蓋內(nèi)側，然后用軸套4的軸肩部夾著軸承3的另一端面并在內(nèi)離合器2端蓋中心開口處伸出，固定至支承盤6上；將擺舵齒輪5安裝到支承盤6上，與內(nèi)離合器2表面齒輪相嚙合，擺舵齒輪5的配重物位置應放置在擺舵齒輪5圓心與內(nèi)離合器2圓心連心線稍過一點的位置；蓋上外離合器1的端蓋部分，再將防護罩7固定到支承盤6外緣處，最后將整個自動調(diào)整器套入自動變速器從動活動盤彈簧8兩端，將外離合器1端蓋與從動活動盤10固定，支承盤6與轉軸9固定；或將支承盤6與從動活動盤10固定，外離合器1端蓋與轉軸9固定，至此從動盤部分安裝完畢。
用傳動皮帶將主動盤部分與從動盤部分連接起來，即得本實用新型的皮帶輪自動無級變速器。
本實用新型皮帶輪自動無級變速器擺舵齒輪的工作原理如圖9所示由于擺舵齒輪支承在支承盤上隨轉軸一起旋轉，因此，當擺舵齒輪重力部分位于擺舵齒輪軸心與轉軸軸心連心線上時，離心力切向分力等于零。當擺舵齒輪向一個方向擺動過軸心連心線時，離心力開始分解出切向分力并逐漸加大，當擺舵齒輪擺動過一定區(qū)域，離心力切向分力達到最大值。隨后繼續(xù)擺動，離心力切向分力就逐漸變小，直至再次趨近于零，到達上止點。
本實用新型的皮帶輪自動無級變速器是這樣工作的動力輸入轉軸17，帶動主動盤部分旋轉，由于擺舵齒輪15支承在支承盤16上，故圍繞轉軸17同時轉動，此時旋轉使擺舵齒輪15產(chǎn)生離心力，離心力的切向分力使擺舵齒輪15擺動，從而帶動內(nèi)離合器12相對外離合器11旋轉一定角度，產(chǎn)生的軸向推力左邊經(jīng)軸承13、軸承座14傳遞到支承盤16上，右邊經(jīng)過外離合器11傳遞到主動活動盤18上。由于支承盤16與轉軸17固定，所以軸向推力推動主動活動盤18向前壓進，夾緊傳動皮帶帶動從動盤旋轉。當輸入轉軸17速度由低到高，擺舵齒輪15重力部分離心力切向分力不斷加大，推動主動活動盤18壓傳動皮帶使主動盤與傳動皮帶接觸半徑變大，從動盤與皮帶接觸半徑變小，從而進入高速。
從動盤部分由皮帶帶動旋轉，由于整個從動盤部分隨轉軸9轉動，當主動活動盤18向前壓進，克服從動盤彈簧8的壓力進行變速時，從動盤部分的擺舵齒輪5重力部分已離開擺舵齒輪5與轉軸9的軸心連心線一小段距離，旋轉使擺舵齒輪5產(chǎn)生離心力，離心力產(chǎn)生切向分力帶動內(nèi)離合器2相對外離合器1旋轉一定角度，產(chǎn)生的軸向拉力左邊經(jīng)內(nèi)離合器2、軸承3、軸套4傳到支承盤6上，右邊經(jīng)過外離合器1傳到轉軸9上。由于外離合器1與轉軸9固定，支承盤6與從動活動盤10固定，所以軸向拉力拉動從動活動盤10幫助主動盤克服從動盤彈簧8的壓力進行調(diào)整，使從動盤內(nèi)傳動皮帶產(chǎn)生徑向下移，實現(xiàn)輸出速度調(diào)整。反之，當從動盤和轉軸9的轉速下降時，離心力變小，從動盤彈簧8的巨大壓力通過外離合器1傳到內(nèi)離合器2，使內(nèi)離合器2相對外離合器1反向轉動，使擺舵齒輪5反向擺動，再通過從動活動盤10向從動固定盤21壓進，克服主動盤擺舵齒輪15擺動產(chǎn)生的推力，使從動盤內(nèi)傳動皮帶產(chǎn)生徑向上移，變速器進入低速狀態(tài)。由于本實用新型具有擺舵齒輪重力部分擺到不同區(qū)域離心力切向分力大小不同的特性，而變速器又是受到擺舵齒輪離心力切向分力的控制，所以本實用新型的皮帶輪自動無級變速器便可以通過更換擺舵齒輪的重力部分，改變其輕重，或改變擺舵齒輪的活動區(qū)域以及增減擺舵齒輪的數(shù)量，來使自動變速器主動盤部分與從動盤部分的相互配合更加完善，滿足自動變速器對不同載荷的不同要求，更合理地利用動力，盡可能地節(jié)省能源。
以上所述的方案僅是本實用新型的皮帶輪自動無級變速器的優(yōu)選方式，應當指出，對于本專業(yè)所屬技術領域的普通技術人員來說，根據(jù)本實用新型的皮帶輪自動無級變速器的原理，還可作出若干變形和改進，也應視為保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種皮帶輪自動無級變速器，包括主動盤部分的轉軸(17)、主動固定盤(19)與活動盤(18)，由從動固定盤(21)與活動盤(10)、從動活動盤彈簧(8)、具有多線螺紋齒端口的外離合器(1)、具有多線螺紋齒端口并與外離合器(1)在內(nèi)部相互嚙合的內(nèi)離合器(2)、支承盤(6)、軸套(4)、軸承(3)、兩個以上的擺舵齒輪(5)、防護罩(7)、轉軸(9)構成的從動盤部分以及連接這兩部分的傳動皮帶，其特征在于主動盤部分還包括位于連接主動固定盤(19)的轉軸(17)一端具有多線螺紋齒端口的外離合器(11)，具有多線螺紋齒端口并與外離合器(11)在內(nèi)部相互嚙合的內(nèi)離合器(12)，位于連接主動固定盤(19)的轉軸(17)另一端的支承盤(16)，固定于支承盤(16)內(nèi)側的軸承座(14)，夾于軸承座(14)和內(nèi)離合器(12)內(nèi)部凸緣之間的軸承(13)，以及兩個以上均勻分布于內(nèi)離合器(12)外表面并與內(nèi)離合器(12)外表齒輪相互嚙合的擺舵齒輪(15)；擺舵齒輪(15)支承于支承盤(16)內(nèi)側，外離合器(11)端蓋和支承盤(16)分別固定于主動活動盤(18)和轉軸(17)上，或反向固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的皮帶輪自動無級變速器，其特征在于所述的主動盤部分內(nèi)、外離合器(12、11)的嚙合端口為三線以上的多線螺紋齒。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的皮帶輪無級自動變速器，其特征在于所述的主動盤部分擺舵齒輪(15)是圓形齒輪增加配重物形成、也可以是半圓形齒輪或擺舵的其它改進形式。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的皮帶輪自動無級變速器，其特征在于所述的主動盤部分支承盤(16)外緣上固定有防護罩(20)。
5.根據(jù)權利要求3所述的皮帶輪自動無級變速器，其特征在于所述的主動盤部分支承盤(16)外緣上固定有防護罩(20)。
專利摘要提供一種皮帶輪自動無級變速器，包括主動盤部分，從動盤部分以及連接這兩部分的傳動皮帶，其特征在于主動盤部分還包括位于連接主動固定盤19的轉軸17一端具有多線螺紋齒端口并在內(nèi)部相互嚙合的外離合器11、內(nèi)離合器12，位于轉軸17另一端的支承盤16，固定于支承盤16內(nèi)側的軸承座14，夾于軸承座14和內(nèi)離合器12內(nèi)部凸緣之間的軸承13，以及兩個以上與內(nèi)離合器12外表齒輪相互嚙合的擺舵齒輪15。本實用新型的自動無級變速器，由擺舵齒輪擺動來控制主動活動盤和從動活動盤的活動，使主動盤和從動盤更好地相互配合調(diào)整，最大限度地提高對發(fā)動機輸出功率的利用率，并將油耗量降至最低。
文檔編號F16H9/02GK2532306SQ0220837
公開日2003年1月22日 申請日期2002年3月22日 優(yōu)先權日2002年3月22日
發(fā)明者練德輝 申請人:練德輝