專利名稱：無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無級變速器，更具體地說，涉及一種用于汽車上的V帶無級變速器。
背景技術(shù)：
一般地，無級變速器，例如日本專利號特開昭64-58848(1989)的專利中提出的一種無級變速器，包括一個主動帶輪、一個從動帶輪、一置于主動、從動帶輪周緣的金屬帶、一個能施加與所使用的扭矩相適應(yīng)的軸向力且安裝在帶輪中至少一個上的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、分別安裝在主動、從動帶輪上用于在軸向上移動活動槽輪的行程機(jī)構(gòu)(致動機(jī)構(gòu))和一個在改變傳動比時操作行程機(jī)構(gòu)的變速裝置。
這個變速裝置包括一個電動機(jī)、具有一對分別連接到主動、從動帶輪行程機(jī)構(gòu)上的齒輪的操作軸、一個由將電動機(jī)連到操作軸上的可反向齒輪列組成的減速機(jī)構(gòu)、和一個能在發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時使發(fā)動機(jī)輸出軸處于懸掛狀態(tài)的電磁制動器。
然而，因為此變速器中使用的金屬帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)μ相當(dāng)小，壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如壓力調(diào)節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)，為傳送扭矩有必要連到帶輪中的至少一個上。壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從后面對固定的皮帶輪施壓使得帶與帶輪之間形成壓力接觸。然而，此通過帶和活動帶輪被傳送到行程機(jī)構(gòu)上的壓力對行程機(jī)構(gòu)施加大載荷。采用螺旋裝置如滾珠螺旋機(jī)構(gòu)作為行程機(jī)構(gòu)。然而，當(dāng)這樣的螺旋裝置在一個大的軸向力下運(yùn)轉(zhuǎn)時，螺旋裝置就會很快磨損，結(jié)果降低了耐久性。而且，當(dāng)向行程機(jī)構(gòu)上施加這樣一個大的軸向力時，就需要一個大的轉(zhuǎn)動作用力來操作行程機(jī)構(gòu)。結(jié)果，電動機(jī)尺寸加大并且電能消耗變大。甚至當(dāng)減速機(jī)構(gòu)的傳送效率提高時，也不總能使電動機(jī)實(shí)現(xiàn)小型化并使其節(jié)省功率。
除了上述金屬帶(濕帶)，還可以采用一種具有由樹脂或橡膠等構(gòu)成的用于與帶輪接觸的摩擦表面的干式帶。因為金屬帶采用油進(jìn)行潤滑，帶和帶輪間的摩擦系數(shù)μ很小，為此，應(yīng)當(dāng)將壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的夾緊力施加到金屬帶上以獲得指定的傳送效率。相反，不使用油潤滑的干式帶與帶輪具有較大的摩擦系數(shù)μ，由此，不需要帶輪對帶施加大的夾緊力就可以得到高水平的傳送效率。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的是提供一種使用干式帶的無級變速器，其能夠解決或防止出現(xiàn)上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
上述目的可由根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器而得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明中的無級變速器包括具有固定到主動軸上的固定槽輪和由可沿軸向移動的所述主動軸支撐的活動槽輪的主動帶輪；具有固定到從動軸上的固定槽輪和由可沿軸向移動的所述從動軸支撐的活動槽輪的從動帶輪；卷繞在所述主動帶輪和所述從動帶輪上的干式環(huán)帶。張力調(diào)節(jié)裝置壓緊所述帶的松弛端，從而產(chǎn)生帶張力。為了改變傳動比，本發(fā)明中的變速器還包括比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)；分別設(shè)置在所述主動帶輪和所述從動帶輪上用于根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)動作用力軸向轉(zhuǎn)換所述活動槽輪的行程機(jī)構(gòu)；和齒輪裝置，其用于將所述電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力傳送到每個帶輪的行程機(jī)構(gòu)上，同時使兩個所述行程機(jī)構(gòu)機(jī)械式連接，以使所述兩個帶輪的所述活動槽輪同步并相對于所述固定槽輪沿彼此相對的方向軸向轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力通過齒輪機(jī)構(gòu)傳送到兩個帶輪的行程機(jī)構(gòu)上以便兩個帶輪同步并相對于固定槽輪沿彼此相對的方向軸向轉(zhuǎn)換。具體地說，兩個帶輪槽寬彼此向相反方向改變。電動機(jī)的轉(zhuǎn)動角通過行程機(jī)構(gòu)在軸向轉(zhuǎn)換成為活動槽輪的移動距離，這樣可以精確地將傳動比控制到適當(dāng)?shù)谋嚷省?br> 作用在活動槽輪上的帶的軸向反作用力也通過行程機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動作用力。此在一個帶輪上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)動作用力作為反向轉(zhuǎn)動作用力通過齒輪機(jī)構(gòu)傳送到另外的帶輪上。相應(yīng)地，電動機(jī)通過基于兩帶輪上轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)動作用力之差而產(chǎn)生的作用力驅(qū)動齒輪機(jī)構(gòu)，這樣具有較小轉(zhuǎn)動作用力的電動機(jī)就可以使傳動比發(fā)生改變。
根據(jù)本發(fā)明，帶的張力不是通過向帶輪上施加軸向壓力產(chǎn)生，而是通過張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對帶的松弛側(cè)施壓而獲得。在干式帶的情況下，帶輪和帶之間的摩擦系數(shù)大到通過對帶松弛側(cè)施壓的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能充分產(chǎn)生傳送驅(qū)動扭矩所需要的帶的張力。相應(yīng)地，由于不會向行程機(jī)構(gòu)施加過多的軸向力，本發(fā)明中的行程機(jī)構(gòu)可以平滑地實(shí)現(xiàn)操作。電動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力通過齒輪機(jī)構(gòu)和行程機(jī)構(gòu)無損失地轉(zhuǎn)換成軸向力來移動活動槽輪。結(jié)果，此變速器的轉(zhuǎn)換響應(yīng)得到改善，從而能夠在硬斷開操作時實(shí)獲得回到較低傳動比范圍的高效率。進(jìn)而，基于同樣原因，電動機(jī)的尺寸和電能損耗都能得到降低。
用于將輸入轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)換成活動槽輪軸向運(yùn)動的行程機(jī)構(gòu)可包括螺旋機(jī)構(gòu)如滾珠螺旋機(jī)構(gòu)。在不同的滾珠螺旋機(jī)構(gòu)形式中，例如，其可以由通過軸承以可轉(zhuǎn)動但不能沿軸向移動的方式與活動槽輪配合的第一螺旋部件、固定到固定部件如箱體上的第二螺旋部件和設(shè)置于兩螺旋部件之間的滾珠構(gòu)成。這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)動作用力輸入到第一螺旋部件時，第一螺旋部件即通過轉(zhuǎn)動作用沿軸向移動到第二螺旋部件，這樣只有軸向運(yùn)動被傳送到活動槽輪上。這樣，活動槽輪僅能沿軸向產(chǎn)生運(yùn)動而不會相對固定槽輪產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
齒輪機(jī)構(gòu)包括同軸安裝到所述主動帶輪上的變速輸入齒輪；用于將所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力傳送到所述主動帶輪上的變速輸入齒輪上的齒輪系；同軸安裝到所述從動帶輪上的另一變速輸入齒輪；具有用于與主動輪和從動輪上的第一、第二變速輸入齒輪相嚙合的變速操作齒輪的變速操作軸。該變速操作軸用于將來自于所述主動帶輪上的所述變速輸入齒輪的轉(zhuǎn)動作用力傳送到所述從動帶輪的所述變速輸入齒輪上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力被傳送到主動帶輪的變速輸入齒輪上，進(jìn)而通過固定在變速操作軸上的變速操作齒輪傳送到從動帶輪的變速輸入齒輪上。這樣，由于齒輪機(jī)構(gòu)的輪隙或者彎曲，從動帶輪比主動帶輪稍微晚些運(yùn)行。硬斷開操作時，在機(jī)器停止前傳動比應(yīng)當(dāng)回到較低范圍。為實(shí)現(xiàn)上述返回到低范圍的操作，主動輪的槽應(yīng)當(dāng)擴(kuò)寬，而從動帶輪的槽應(yīng)當(dāng)變窄。如前所述，因為主動帶輪的擴(kuò)寬操作略早一點(diǎn)開始，從動帶輪就比較容易變窄。由于采用此種設(shè)置方案，與電動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力傳送到從動帶輪的變速輸入齒輪上，之后傳遞到變速操作齒輪，再到主動帶輪的變速輸入齒輪上，或者發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動作用力分配后分別傳送到主動帶輪和從動帶輪的變速輸入齒輪上的情形相比，此優(yōu)選實(shí)施例能夠更快地實(shí)現(xiàn)返回到低傳動比的操作。
在上述齒輪機(jī)構(gòu)中，其包括分別與主動帶輪和從動帶輪嚙合的第一、第二變速操作齒輪的變速操作軸，第一、第二變速操作齒輪的軸向長度分別與主動、從動帶輪行程機(jī)構(gòu)的行程距離相對應(yīng)。而且，主動帶輪和從動帶輪的變速輸入齒輪由樹脂制成，而變速操作齒輪由金屬材料制成。
在本發(fā)明中，使用一種不用油潤滑的干式帶。因為包繞帶輪的腔體不用油潤滑，所以此腔體中設(shè)置的齒輪機(jī)構(gòu)也不進(jìn)行潤滑。這樣，使用樹脂齒輪作主動、從動帶輪的變速輸入齒輪，就有可能在進(jìn)行不潤滑的條件下驅(qū)動。在此例中，第一、第二變速操作齒輪也由樹脂齒輪構(gòu)成。然而，由于那些變速操作齒輪的作用位置根據(jù)傳動比產(chǎn)生變化，變速操作齒輪有可能產(chǎn)生形變磨損。所以，第一、第二變速操作齒輪優(yōu)選采用比樹脂齒輪具有更高硬度的金屬齒輪構(gòu)成。當(dāng)在齒輪機(jī)構(gòu)中使用樹脂齒輪時，由于樹脂齒輪的彈性，從動帶輪與主動帶輪運(yùn)動的滯后時間變長。這樣，硬斷開操作時即可獲得回到較低傳動比范圍的高性能。
上述齒輪機(jī)構(gòu)優(yōu)選方式為由圓形和可反向齒輪如直齒輪或者斜齒輪組成的齒輪系。當(dāng)在齒輪機(jī)構(gòu)中采用可反向齒輪時，轉(zhuǎn)動作用力以高傳動比進(jìn)行傳送，使得即使通過使用很小型號的電動機(jī)也能夠?qū)Ρ嚷兽D(zhuǎn)換操作作出高水平的響應(yīng)。然而，在采用可反向齒輪的情況下，施加在活動槽輪上的軸向力可以用來使行程機(jī)構(gòu)反向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過齒輪機(jī)構(gòu)使電動機(jī)軸反向轉(zhuǎn)動。這樣，當(dāng)向電動機(jī)上加載電流時，傳動比可能產(chǎn)生改變。當(dāng)無級變速器包含具有高摩擦系數(shù)μ的干式帶，施加在活動槽輪上的軸向力可以小到只通過電動機(jī)中磁鐵產(chǎn)生的啟動電阻(僅僅在不加載電流時產(chǎn)生)且不需要其它的制動裝置，即可使傳動比保持不變。附加地，為了安全考慮可以增加防止電動機(jī)軸反向轉(zhuǎn)動的制動裝置。
在上述包括分別與主動帶輪和從動帶輪的第一、第二變速輸入齒輪嚙合的變速操作軸的齒輪機(jī)構(gòu)中，變速操作軸優(yōu)選設(shè)置在上述帶運(yùn)行環(huán)內(nèi)的位置上，并且與連接兩帶輪軸中心部分的直線S相比其與帶的張緊側(cè)更靠近一些。如果此用于傳送發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動作用力到兩帶輪行程機(jī)構(gòu)上的變速操作軸被設(shè)置在帶運(yùn)行環(huán)外的位置上，將會縮短主動、從動帶輪軸間距離。然而這種情況下，固定在此軸上的齒輪將大體突向帶輪的外部，結(jié)果變速器的尺寸就會較大。相反，如果變速操作軸被設(shè)置在帶運(yùn)行環(huán)內(nèi)，帶輪和齒輪設(shè)置則比較緊湊。然而，由于兩帶輪軸間的距離在一定程度上變長，變速器的尺寸也會有些變大。特別是，當(dāng)采用張力調(diào)節(jié)裝置來對帶施壓時，就會出現(xiàn)帶和變速操作軸之間，或者張力調(diào)節(jié)裝置和變速操作軸之間產(chǎn)生不需要的干涉。考慮上述問題，通過將變速操作軸設(shè)置于在帶運(yùn)動環(huán)內(nèi)比連接兩帶輪軸線中心部的直線S更靠近帶張緊側(cè)的位置，就有可能縮短主動、從動帶輪軸線之間的距離，同時防止變速操作軸與帶或與張力調(diào)節(jié)裝置之間產(chǎn)生干涉。
上述行程機(jī)構(gòu)包括第一螺旋部件和與其互相配合的第二螺旋部件。第二螺旋部件可以通過腔體的作用回轉(zhuǎn)停止，所述第一螺旋部件與所述活動槽輪通過第一軸承形成可轉(zhuǎn)動連接，但軸向不可滑動。變速輸入齒輪固定到所述第一螺旋部件上。行程機(jī)構(gòu)還設(shè)置有第二軸承，其以可轉(zhuǎn)動方式將主動或從動軸支撐到所述箱體上。第一、第二軸承設(shè)置成沿軸向相互靠近，以使當(dāng)所述帶輪的槽寬達(dá)到最大時，所述第一螺旋部件和所述第二螺旋部件在軸承的外部沿徑向與軸承部分交疊。這種情況下，由于兩個軸承和螺旋部件徑向部分重合，可以根據(jù)重合的面積縮短行程機(jī)構(gòu)軸向長度。因為第一、第二螺旋部件的直徑比兩個軸承的直徑要大，這些螺旋部件螺旋嚙合的距離應(yīng)足夠長以便即使在軸向長度縮短的情況下也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的行程致動。
上述張力調(diào)節(jié)裝置可優(yōu)選包括從外部與帶的松弛側(cè)形成壓力接觸的張力輥；張力器臂，其一端沿徑向在所述帶輪中的任何一個外部的位置以擺動方式支撐在箱體上，其另一端具有連接到其上的張力輥；和用于以擺動方式沿所述張力輥壓緊所述帶的方向激勵所述張力器臂的激勵裝置。張力器臂優(yōu)選長度長于所述帶輪的直徑并且其形狀沿所述帶輪的外圍形成曲線。另外，張力器臂優(yōu)選設(shè)置成使用于支撐所述張力輥的軸的軌跡運(yùn)動穿過所述主動輪和所述從動輪之間的位置。由于張力輥從外部在帶的松弛側(cè)施壓以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膹埩?，與從外部壓帶的情況相比，帶圍繞帶輪的接觸面積增加，從而改善傳送效率。通過將張力器臂的轉(zhuǎn)動支點(diǎn)設(shè)置于腔體上帶輪徑向外部的位置，并使張力器臂寬度的中心基本上在徑向上對應(yīng)于帶輪的中心，這樣，即可能在張力器臂兩端支撐張力輥的中心軸，同時保持張力器臂兩端不傾斜。結(jié)果，張力輥可以在良好平衡條件下與帶形成接觸。
本發(fā)明的其他特征將在下面對實(shí)施例的敘述中進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一個實(shí)施例的無級變速器的展開剖面圖；圖2是圖1中所示無級變速器中帶輪腔的剖視圖；圖3是圖1中所示無級變速器中的齒輪腔的剖視圖；圖4是沿圖2中A-A線的剖視圖；圖5是沿圖2中B-B線的剖視圖；圖6是圖1中所示無級變速器中張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)部分片斷的剖視圖；圖7是張力器臂的透視圖；圖8是圖1中所示無級變速器的結(jié)構(gòu)簡圖；圖9示出了張力輥與帶以最高傳動比(最高機(jī)器速度比或者高速齒輪)傳送時的接觸位置；圖10示出了張力輥與帶以中等傳動比傳送時的接觸位置；圖11示出了張力輥與帶以最低傳動比(最低的機(jī)器速度比或者低速齒輪)傳送時的接觸位置；圖12示出了當(dāng)只使用張力彈簧時帶張力與傳動比之間的關(guān)系；圖13示出了當(dāng)只使用壓縮彈簧時帶張力與傳動比之間的關(guān)系；圖14示出了當(dāng)使用張力彈簧和壓縮彈簧時帶張力與傳動比之間的關(guān)系；圖15示出了從動帶輪中行程機(jī)構(gòu)的展開剖面圖；圖16沿圖15中C-C線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1到圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第一個實(shí)施例中無級變速器的具體結(jié)構(gòu)，圖8示出了其結(jié)構(gòu)簡圖。
這種在具有橫向裝置的FF系統(tǒng)(前置發(fā)動機(jī)前驅(qū)動)的機(jī)動車輛中的無級變速器一般包括一通過啟動離合器2由發(fā)動機(jī)輸出軸1驅(qū)動的輸入軸3、一副軸4、一支撐主動帶輪11的主動軸10、一支撐從動帶輪21的從動軸20、一圍繞主動帶輪11和從動帶輪21轉(zhuǎn)動的干式V形帶15、一減速軸30、與輪子相連的輸出軸32、一比率轉(zhuǎn)換發(fā)動機(jī)40、一張力調(diào)節(jié)裝置(張力器)50等。輸入軸3、副軸4、主動軸10、從動軸20、減速軸30和輸出軸32不是同軸排列而是彼此平行。
盡管本實(shí)施例中啟動離合器2采用干式離合器，也可以使用濕式離合器或者液壓連接形式如扭矩轉(zhuǎn)換器。傳動箱60通過軸承(一個腔)以可轉(zhuǎn)動方式支撐輸入軸3。輸入軸3具有一個由軸3可轉(zhuǎn)動方式支撐的前向運(yùn)動齒輪3a和一個固定在軸3上的反向運(yùn)動齒輪3b。同步前向轉(zhuǎn)換裝置5有選擇地使前向齒輪3a與固定在輸入軸上的離合器轂3c配合。此前向轉(zhuǎn)換裝置5通過撥叉7可以轉(zhuǎn)換到三個位置，即向前驅(qū)動位置D，中間位置N或者反向驅(qū)動位置R。
與前向齒輪3a嚙合的齒輪4a和在靠近發(fā)動機(jī)的一端與固定在主動軸10一端的齒輪10a嚙合的齒輪4b，一同固定到副軸4上。通過適當(dāng)選擇副軸4上的齒輪4a和4b的減速比，驅(qū)動扭矩以適合于驅(qū)動帶的減速比從輸入軸3傳到主動軸10上。
主動帶輪11包括一安裝在主動軸10上的固定槽輪11a、一個由主動軸10在軸向上可移動地支撐的活動槽輪11b和一個設(shè)置于活動槽輪11b后面的行程機(jī)構(gòu)14。行程機(jī)構(gòu)14設(shè)置于離發(fā)動機(jī)的距離比V帶15較近的位置。根據(jù)本實(shí)施例，行程機(jī)構(gòu)14是一個滾珠螺旋機(jī)構(gòu)，其能夠根據(jù)比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40所施加的轉(zhuǎn)動作用力在軸向移動活動槽輪11b。行程機(jī)構(gòu)14包括一個由活動槽輪11b通過軸承12形成可轉(zhuǎn)動支撐的內(nèi)螺紋部件14b、一個與變速箱60固定相連的外螺紋部件14c和設(shè)置在內(nèi)螺紋部件、外螺紋部件14b、14c之間的滾珠14a。變速輸入齒輪14d固定在內(nèi)螺紋部件14b的外圍。變速輸入齒輪14d為一薄形樹脂齒輪，其直徑大于主動帶輪11的活動槽輪11b。主動軸10通過軸承13以可轉(zhuǎn)動方式支撐在變速箱60上。軸承13的外圈與變速箱60和外螺紋部件14c固定在一起。
從動帶輪21包括一固定在從動軸20上的固定槽輪21a、一個由軸向上可移動的從動軸20支撐的活動槽輪21b和一個設(shè)置在活動槽輪21b后面的行程機(jī)構(gòu)22。行程機(jī)構(gòu)22被設(shè)置在越過V帶15的與發(fā)動機(jī)相對方向的一側(cè)。與主動帶輪11的行程機(jī)構(gòu)14相似，采用滾珠螺旋機(jī)構(gòu)的行程機(jī)構(gòu)22包括一個由活動槽輪21b通過軸承22a形成可轉(zhuǎn)動支撐的內(nèi)螺紋部件22b、一個與變速箱60固定相連的外螺紋部件22c和設(shè)置在螺紋部件之間的滾珠。變速輸入齒輪22d固定于內(nèi)螺紋部件22b的外圍。變速輸入齒輪22d也為一薄形樹脂齒輪，其直徑大于主動帶輪21上的活動槽輪21b。
現(xiàn)在參考圖15和圖16對行程機(jī)構(gòu)22的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。因為行程機(jī)構(gòu)14的結(jié)構(gòu)與致動器22的結(jié)構(gòu)對稱，對其它結(jié)構(gòu)在此不再贅述。
如上所述，致動器22包括第一軸承18、內(nèi)螺紋部件22b、外螺紋部件22c、變速齒輪(輸入齒輪)22d和排列于內(nèi)螺紋部件、外螺紋部件22b、22c之間多個滾珠22a。軸承18的內(nèi)圈18b固定地安裝在活動槽輪21b上，內(nèi)螺紋部件22b和變速輸入齒輪22d通過具有槽狀截面的支架17固定到外圈18a上。具體地說，外圈18a固定在支架17內(nèi)圈17a的內(nèi)表面上，變速輸入齒輪22d安裝到支架17外圈17b的外表面上，內(nèi)螺紋部件22b安裝到支架17外圈17b的內(nèi)表面上。外螺紋部件22c軸向的端部插入由內(nèi)螺紋部件22b和支架17內(nèi)圈17a的外表面所圍繞的圓形空間23中。
另外，用于以可轉(zhuǎn)動方式支撐從動軸20的第二軸承19設(shè)置在變速箱60和從動軸(帶輪軸)20之間。軸承19的內(nèi)圈19a裝配到從動軸20上，與外螺紋部件22c另一端配合的外圈19b固定地裝入到傳動箱60內(nèi)的軸承固定部64上。特別的是，此外螺紋部件22c的另外一端如圖16所示以共圓的方式含有多個突出的限位塊(比如三個限位塊)22c1，軸承固定部64具有凹入部65以與這些限位塊22c1相連。其結(jié)果是，從動軸20，同樣也是帶輪軸，由變速箱60通過軸承19形成穩(wěn)定支撐，外螺紋部件22c通過變速箱60穩(wěn)定地回轉(zhuǎn)停止。
如上所述，行程機(jī)構(gòu)22中的內(nèi)螺紋部件22b和外螺紋部件22c安裝在軸承18和19的外圍，這樣當(dāng)螺紋部件22b和22c嚙合到最深位置時(當(dāng)帶輪槽寬最大時)，在軸承徑向的內(nèi)螺紋部件22b和外螺紋部件22c部分與軸承18和19軸向交疊。相應(yīng)地，行程機(jī)構(gòu)22在軸向上的最小長度G可以對應(yīng)于軸承18和19與螺紋部件22b和22c在軸向部分重合的面積的長度進(jìn)行縮短。
進(jìn)一步說，由于采用槽形支架17，變速輸入齒輪22d可以安裝到固定在軸承18的外圈的支架17上，使得變速輸入齒輪22d可以被穩(wěn)固地支撐住，從而減少其磨損。而且，因為內(nèi)螺紋部件22b安裝到支架17外圈17b的內(nèi)表面上，可以使內(nèi)螺紋部件22b免于傾斜，結(jié)果是行程機(jī)構(gòu)能夠更穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)致動。
在變速箱60的軸承固定部分64外圍整體形成的環(huán)繞壁面66總保持與內(nèi)螺紋部件22d的外表面交疊。其結(jié)果是，外螺紋部件22c的線槽總被環(huán)繞壁面66覆蓋，從而能夠保持清潔免受灰塵。內(nèi)螺紋部件22b通過槽形支架17安裝到外圈18a上，這樣在活動槽輪端圓形空間23的端部被關(guān)閉，從而使線槽能保持清潔免受灰塵。
在與從動帶輪21相比靠近發(fā)動機(jī)的一端以可轉(zhuǎn)動方式支承于從動軸20上的反向齒輪24與固定在輸入軸3上的反向運(yùn)動齒輪3b相嚙合。反向變速裝置25有選擇地使齒輪24與固定在從動軸20上的離合器轂26相配合。用于轉(zhuǎn)換上述前向轉(zhuǎn)換裝置5的撥叉7也與反向轉(zhuǎn)換裝置25相連。這樣，通過操作撥叉7，轉(zhuǎn)換裝置5和25可以同時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。更具體地說，當(dāng)撥叉7轉(zhuǎn)到如圖8所示右邊位置時，前向轉(zhuǎn)換裝置5將離合器轂3c與前向齒輪3a連接起來，而反向轉(zhuǎn)換裝置25與反向齒輪24分離，使得變速器的轉(zhuǎn)換位置處于D范圍內(nèi)。當(dāng)撥叉7轉(zhuǎn)到中間位置時，轉(zhuǎn)換裝置5和25均與前向齒輪3a和反向齒輪24分別分離，使得變速器的轉(zhuǎn)換位置處于N范圍內(nèi)。當(dāng)撥叉7轉(zhuǎn)到如圖8所示左邊位置時，反向轉(zhuǎn)換裝置25將離合器轂26與反向齒輪3b連接起來，而前向轉(zhuǎn)換裝置5與前向齒輪3a分離，使得變速器的轉(zhuǎn)換位置處于R范圍內(nèi)。采用此種方案，因為只有一個撥叉7能同時操作轉(zhuǎn)換裝置5和25，所以不會出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)換裝置25處在R位置，而前向轉(zhuǎn)換裝置5同時處在D位置的情況。
在從動軸20的比較靠近發(fā)動機(jī)的一端整體形成的減速齒輪27與固定在減速軸30上的齒輪30a嚙合。此外，在減速軸30上整體形成的齒輪30b與差動齒輪單元31上的減速軸30相嚙合，以此來驅(qū)動連到置于差動齒輪單元31的輸出軸32上的汽車輪子。
上述輸入軸3的前向齒輪3a和反向齒輪3b、前向轉(zhuǎn)換裝置5、副軸4上的齒輪4a、4b、主動軸10上的齒輪10a、從動軸20上的反向齒輪24、反向轉(zhuǎn)換裝置25、減速齒輪27、減速軸30上的齒輪30a、30b以及差動齒輪單元31都設(shè)置在齒輪腔體61內(nèi)，其形成在變速箱60內(nèi)靠近發(fā)動機(jī)的一側(cè)。此腔體61采用油進(jìn)行潤滑。相反，帶輪11和從動帶輪21安裝在變速箱60的帶輪腔62內(nèi)，其與齒輪腔體61通過分隔壁面63實(shí)現(xiàn)分離。帶輪腔62為非潤滑空間。
下面將對具有上述結(jié)構(gòu)的無級變速器向前驅(qū)動和反向驅(qū)動時的能量流動情況進(jìn)行說明。
向前驅(qū)動時，操縱撥叉7來轉(zhuǎn)換前向轉(zhuǎn)換裝置5到前向位置D。從啟動離合器2輸入到輸入軸3的發(fā)動機(jī)能量通過前向齒輪3a、副軸4、主動軸10、主動帶輪11、V形帶15、從動帶輪21、從動軸20、減速軸30和差動齒輪單元31傳送到輸出軸32。反向驅(qū)動時，操縱撥叉7來轉(zhuǎn)換反向轉(zhuǎn)換裝置25到反向位置R。從啟動離合器2輸入到輸入軸3的發(fā)動機(jī)能量通過反向3b和24、從動軸20、減速軸30和差動齒輪單元31傳送到輸出軸32上。即反向驅(qū)動時，發(fā)動機(jī)能量不經(jīng)過V形帶15傳送。
此方案中設(shè)置向帶15的松弛側(cè)施壓的張力器50來產(chǎn)生下述帶張力。反向驅(qū)動時，因為沿反方向驅(qū)動帶15，帶的松弛側(cè)和張緊側(cè)可以互相代替。結(jié)果，張力器50會不利地壓到張緊面從而給帶15上施加過量載荷。然而根據(jù)本實(shí)施例，因為驅(qū)動扭矩只在向前驅(qū)動時傳送到帶15上，反向驅(qū)動并不傳送，張力器50總向V帶15的松弛側(cè)端施壓。這樣，就能減少帶15的負(fù)荷，進(jìn)而改善帶的耐久性。
現(xiàn)在將對本實(shí)施例中無級變速器的比率變換機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。
比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40處于變速箱60的外部，特別是位于主動帶輪11的斜上方。電動機(jī)40為一具有制動裝置41的伺服電動機(jī)。電動機(jī)40具有一個置于第一變速操作軸45的一端與減速齒輪45a相配合的輸出齒輪42。第一變速操作軸45安裝成穿過變速箱60的內(nèi)壁，與輸出齒輪42一同處在帶輪腔62中。設(shè)置于第一變速操作軸45另一端的齒輪45b，為一具有軸向長度對應(yīng)于主動帶輪11的活動槽輪11b的行程長度的正齒輪或者斜齒輪。齒輪45b與主動帶輪11上的變速輸入齒輪14d相嚙合。第一變速操作軸45、齒輪45a、45b均由金屬材料制成。當(dāng)轉(zhuǎn)動軸45的齒輪45b轉(zhuǎn)動時，變速輸入齒輪14d相應(yīng)地產(chǎn)生轉(zhuǎn)動使得活動槽輪11b能在滾珠螺旋機(jī)構(gòu)14(行程機(jī)構(gòu))的作用下產(chǎn)生軸向移動。也就是說，主動帶輪11的槽寬(圍繞主動帶輪的帶的運(yùn)動直徑)可以產(chǎn)生連續(xù)變化。
主動帶輪11的變速輸入齒輪14d還與設(shè)置成穿過變速箱60內(nèi)壁的第二變速操作軸46(惰輪軸)的第一變速操作齒輪46a(惰輪)嚙合。而且，第二變速操作軸46的第一變速操作齒輪46b(惰輪)還與從動帶輪21的變速輸入齒輪22d相嚙合。這些變速操作齒輪46a、46b也是正齒輪或者斜齒輪，與第一變速操作軸45的齒輪45b相似，其軸向長度與活動槽輪11b、21b的行程距離相應(yīng)。軸46及齒輪46a、46b均由金屬材料制成。如圖2所示，第二變速操作軸46設(shè)置于主動帶輪11和從動帶輪21之間，且位于帶15運(yùn)動環(huán)的內(nèi)部。特別說明的是，第二變速操作軸46位于比連接主動帶輪11和從動帶輪21軸心的直線S更靠近帶15張緊端的位置(見圖2)。通過使第二變速操作軸46偏離連接主動帶輪11和從動帶輪21軸心的直線S，可以縮短兩帶輪的軸間距。而且，下述張力調(diào)整器50從外部向帶15的松弛側(cè)施壓，可以防止帶15的向內(nèi)彎曲部分與第二變速操作軸46之間產(chǎn)生干涉。因為與傳動比有關(guān)的帶15張緊側(cè)的位置幾乎不改變，這樣可以防止帶的張緊側(cè)與軸46之間產(chǎn)生干涉。進(jìn)一步地說，由于采用這種設(shè)置方案，相對于第二變速操作軸46設(shè)置在帶15運(yùn)動環(huán)路之外的情況相比，變速操作齒輪46a、46b可以實(shí)現(xiàn)小型化。
從比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40中輸出的轉(zhuǎn)動作用力通過第一變速操作軸45、主動帶輪11的變速輸入齒輪14d和第二變速操作軸46傳送到從動帶輪21的變速輸入齒輪22d。這樣，主動帶輪11的活動槽輪11a和從動帶輪21的活動槽輪21a可以同步軸向變速以彼此相對地改變兩帶輪的槽寬(帶沿兩帶輪的運(yùn)動直徑)。
如上所述，因為設(shè)置了將從比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40中輸出的轉(zhuǎn)動作用力傳遞到行程機(jī)構(gòu)14和22上，即用于機(jī)械方式連接主動帶輪11的行程機(jī)構(gòu)14、22和從動帶輪21的齒輪機(jī)構(gòu)(42、45a、45b、14d、46a、46b和22d)，就可以通過機(jī)械方式確定活動槽輪的位置即傳動比。這樣，僅僅通過控制比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40，即可以精確地改變傳動比。而且，此傳動比不受溫度等的影響。
在上述齒輪機(jī)構(gòu)所包含的齒輪中，只有變速輸入齒輪14d、22d由樹脂材料制成。因為樹脂齒輪14d、22d可以不經(jīng)摩擦來驅(qū)動，就有可能將齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在不用油潤滑的帶輪腔62中。另外，在由樹脂制成的變速輸入齒輪14d、22d的彈性作用下，從動帶輪21使槽變窄的動作與主動帶輪11的使槽變寬的動作會遲延，為此硬斷開操作下可以獲得回到傳動比較低范圍的高性能。相反，配合位置根據(jù)傳動比不同而不同的變速操作齒輪46a、46b和第一變速操作齒輪45的齒輪45b，由金屬材料制成以防止產(chǎn)生偏差磨損。
由于齒輪機(jī)構(gòu)(42、45a、45b、14d、46b、22d)由具有高傳動效率的圓形或者可反向齒輪組成，例如正齒輪或者斜齒輪，齒輪機(jī)構(gòu)可能在由帶張力引起的活動槽輪上產(chǎn)生的反作用力下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，這樣當(dāng)不向比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40上提供電流時，傳動比將產(chǎn)生不期望的改變。然而，由于帶15使用干式帶，當(dāng)沒有電流時，來自活動槽輪的反作用力很小，使得電動機(jī)40中磁鐵的啟動阻力足夠使齒輪系停止轉(zhuǎn)動。在上述實(shí)施例中，為了安全起見，設(shè)置制動裝置41以當(dāng)不向比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40上施加電流時使輸出齒輪42停止轉(zhuǎn)動。然而，此制動裝置41也可以省略。
下面對向帶V帶15提供張力的裝置即張力器50進(jìn)行說明。
如上所述，通過比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40可以改變帶輪11、21的槽寬(帶沿帶輪的運(yùn)動直徑)。帶15可能由于傳送扭矩的作用在帶輪11和帶輪21上滑動。為了防止產(chǎn)生滑動，如圖2和圖4-7所示，可以設(shè)置向帶15提供張力的張力器50。張力器50包括張力輥51，其通過連接件52由張力器臂53形成可轉(zhuǎn)動支撐。具體地說，連接件52具有鉸鏈52a，其形成于連接件52的端部并在張力器臂53的前端部形成可轉(zhuǎn)動支撐。連接件52的另一端52b穩(wěn)固地固定通過軸承51b以可轉(zhuǎn)動方式支撐于張力輥51的中心軸51a的兩端。
如圖2所示，張力器臂53的轉(zhuǎn)動支點(diǎn)53a位于主動帶輪11徑向外部(特別是上部)附近。長度比主動帶輪11直徑要長的張力器臂53沿主動帶輪11的外圍彎曲。張力器臂53設(shè)置成使用于支撐張力輥的鉸鏈52a沿弧形軌跡運(yùn)動，其通過主動帶輪11和從動帶輪21之間并且其中心與轉(zhuǎn)動支點(diǎn)53a相應(yīng)。
如上所述，張力器臂53的轉(zhuǎn)動支點(diǎn)53a位于主動帶輪11的徑向外部位置，張力器臂53寬度的中心基本上與主動帶輪11的軸向中心位置對正。另外，張力器臂53通過連接件52支撐張力輥51的中心軸51a的兩端。由于采用這些設(shè)置，可能在不發(fā)生傾斜的情況下中心軸51a構(gòu)成支撐，并防止張力輥51與帶15產(chǎn)生不均衡地接觸。
因為張力器臂53沿帶輪11的外圍彎曲，其并不會與主動帶輪11產(chǎn)生干涉。還有，因為張力器臂53比主動帶輪11的直徑要長，而且鉸鏈52a支撐張力輥的軌跡通過主動帶輪11和從動帶輪21之間，所以可以減少張力輥51與帶輪11或21中任一產(chǎn)生干涉的可能性。具體地說，因為隨著使用過程V帶15拉長或磨損，張力輥51與帶15的接觸位置相對于初始接觸位置變化很大。然而，由于用于支撐張力輥的鉸鏈52a的軌跡通過主動帶輪11和從動帶輪21之間，張力輥51可運(yùn)動到使其與帶輪11或21產(chǎn)生干涉的可能性最小的位置。即便是當(dāng)使用連接件52時，由于可以減少連接件52和張力器臂53之間的角度并可以使連接件52長度縮短，通過連接件52也可以使張力器臂53對張力輥51形成安全支撐。
變速箱60的張力器臂53上與主動帶輪11相對的位置設(shè)置有用于將冷卻空氣送進(jìn)帶輪腔62的空氣進(jìn)口67。具體地說，空氣進(jìn)口67形成在變速箱60前表面(正對主動帶輪11前部的位置)的上部位置。另一方面，空氣出口68設(shè)置于主動帶輪21徑向外部并且超過從動帶輪21上與空氣進(jìn)口67相反的位置。具體地說，空氣出口68形成于變速箱60后表面的下部位置。
如圖4所示，在張力器臂53上與空氣進(jìn)口67相對的位置設(shè)置冷空氣通過的孔53d。從空氣進(jìn)口67中進(jìn)入的冷空氣的一部分通過張力器臂53的孔53d到達(dá)主動帶輪11與帶15接觸的位置，并直接到達(dá)張力輥51與帶15接觸的位置。這樣，主動帶輪11和帶15被冷卻。而且，由于位置原因而比較難冷卻的張力輥51可以得到有效地冷卻。冷卻空氣的剩余部分旁路通過張力器臂53，流經(jīng)帶輪腔62以對帶15進(jìn)行冷卻。在從動帶輪21的活動槽輪21b后部設(shè)置有產(chǎn)生氣流的散熱片21c，產(chǎn)生的氣流從空氣進(jìn)口67流向空氣出口68。機(jī)器速度較高時帶15被加熱到最熱，從動帶輪21比主動帶輪11轉(zhuǎn)動得更快。這樣，置于從動帶輪21上的散熱片21c能夠有效地產(chǎn)生從空氣進(jìn)口67流向空氣出口68的空氣流。采用這種方式，大量的流動空氣可以通過帶輪腔62來提高冷卻效果。
如圖7所示，兩個銷53b和53c從張力器臂53前端的邊側(cè)突出。張力彈簧54的一端鉤住銷53b，引導(dǎo)壓縮彈簧57的擴(kuò)展導(dǎo)向器56的一端與銷53c形成可轉(zhuǎn)動配合。張力彈簧54從主動帶輪11的固定槽輪11a的后部延伸通過主動軸10和從動軸20之間的空間，使得其一端鉤住固定到變速箱60上與張力器臂53相對位置的軸55上。這種設(shè)置下，張力彈簧54的拉力使張力輥51從外向內(nèi)對帶15的松弛側(cè)施壓以轉(zhuǎn)動推動臂53。通過從外向內(nèi)對帶15施壓，可以產(chǎn)生合適的帶張力，從而增加帶15沿帶輪11、21的接觸面積，進(jìn)而提高傳送效率。
擴(kuò)展導(dǎo)向器56用于引導(dǎo)壓縮彈簧57的另外一端與變速箱60上的軸58形成可轉(zhuǎn)動配合。壓縮彈簧57與擴(kuò)展導(dǎo)向器56裝配以使其只能沿展開方向由擴(kuò)展導(dǎo)向器56進(jìn)行引導(dǎo)，從而使得壓縮彈簧57和導(dǎo)向器56圍繞軸58轉(zhuǎn)動時不會產(chǎn)生變形或彎折。
下面將參考圖9和圖14對根據(jù)傳動比使張力彈簧54和壓縮彈簧57引起張力輥5 1對帶施加壓力的操作進(jìn)行說明。
圖9、圖10和圖11分別示出了帶輪單元在以最高傳動比、中等傳動比、最低傳動比傳送的運(yùn)動機(jī)構(gòu)。圖12、圖13和圖14分別示出了只使用張力彈簧54、只使用壓縮彈簧57、同時使用彈簧54、57時帶張力的變化。
如圖9和圖11所示，帶15的長度在最大和最小傳動比下幾乎沒有余量。因此張力輥51引起的帶15的變形量小到使張力輥51幾乎不會下降到帶輪11、21之間。另一方面，在中等傳動比時，如圖10所示帶15的長度具有余量。所以帶15引起的帶15的變形量大到使張力輥51會在帶輪11、21之間下降到很深。
連接到變速箱中的張力彈簧54中的支點(diǎn)55位于帶15上與臂53相反的位置。因此，張力彈簧54的彈簧力在張力輥51向內(nèi)對帶15施壓的方向上產(chǎn)生作用(P方向)。如圖12所示，張力彈簧54以中等傳動比引起的帶張力大大小于以最高傳動比和最低傳動比傳送的情況。
另一方面，壓縮彈簧57位于連接變速箱60上的支軸58和張力器臂53的轉(zhuǎn)動支軸53a的直線L附近。在高和低傳動比下，壓縮彈簧57與臂53的配合點(diǎn)53c位于直線L上正對帶15的位置，而在中等傳動比下，其位置比直線L更靠近帶15。這樣，壓縮彈簧57的彈簧力在高和低傳動比時沿使張力輥51與帶15分離的方向上產(chǎn)生作用(M方向)，而其在中等傳動比時沿使張力輥51向內(nèi)對帶15施壓的方向(方向P)上產(chǎn)生作用。換句話說，如圖13所示，壓縮彈簧57引起的帶張力在中等傳動比下在增加側(cè)起作用，而在高和低傳動比下在減小側(cè)起作用。其結(jié)果是，如圖14所示，由于對張力彈簧54和壓縮彈簧57引起的帶張力被加總，在高或低傳動比和中等傳動比之間帶張力的差別減小，從而可以得到需要的張力特性。例如，當(dāng)在中等傳動比下加總后的帶張力設(shè)置為最小的必要值(例如700牛頓)以防止帶15在滑輪上產(chǎn)生滑動，當(dāng)高或低傳動比下加總后的帶張力可被控制在950牛頓至1000牛頓之間來防止達(dá)到過量水平。這樣，既能夠防止此帶產(chǎn)生滑動又能夠提高其耐久性。
本發(fā)明并不限于上面提到的實(shí)施例。
盡管在上述實(shí)施例中，行程機(jī)構(gòu)由滾珠螺旋機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其也可以由普通螺旋機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其外螺旋機(jī)構(gòu)與內(nèi)螺紋的螺旋機(jī)構(gòu)直接相互嚙合。
盡管上述實(shí)施例中，在張力器裝置50中采用張力彈簧54和壓縮彈簧57以對V形帶15的松弛側(cè)施壓，也可以使用致動器如電動機(jī)或液壓缸作為彈簧的附加或者替代以可轉(zhuǎn)動方式激勵張力器臂53壓緊帶15。這種情況下，通過控制致動器可以將帶張力控制在任意水平。使用電動機(jī)作為致動器時，張力器臂53可在其前端形成齒條，電動機(jī)可具有一個小齒輪來驅(qū)動此齒條。使用液壓缸作為致動器時，氣缸活塞與張力器臂53相連以可轉(zhuǎn)動方式向臂施加激勵作用。然而，這種情況下，液壓缸可優(yōu)選設(shè)置于變速箱外部。
在上述的實(shí)施例中，比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)40的轉(zhuǎn)動作用力傳送到連接到主動帶輪11行程結(jié)構(gòu)上的變速輸入齒輪14d，進(jìn)而從變速輸入齒輪14d傳送到通過固定在變速操作軸46上的變速操作齒輪46a、46b連接到從動帶輪21行程結(jié)構(gòu)上的變速輸入齒輪22d。相反，電動機(jī)40的轉(zhuǎn)動作用力可首先傳送到從動帶輪的變速輸入齒輪22d上，之后傳傳遞到變速操作齒輪46a、46b，進(jìn)一步傳送到主動帶輪的變速輸入齒輪14d。另外，電動機(jī)40的轉(zhuǎn)動作用力可首先傳送到變速操作軸46，這樣其分別從軸46的變速操作齒輪46a、46b傳送到主動、從動帶輪11、21的變速輸入齒輪14d、22d上。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述在使用干式帶的無級變速器中，比率變換電動機(jī)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力通過齒輪機(jī)構(gòu)傳送到兩帶輪的行程機(jī)構(gòu)上來同步驅(qū)動行程機(jī)構(gòu)。因此可以精確和穩(wěn)定控制傳動比。
而且，因為不是由滑輪的壓緊力而是由壓帶松弛端的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生帶張力，不會向行程結(jié)構(gòu)上施加過量載荷。這種條件下，行程機(jī)構(gòu)的耐久性得到改善，通過齒輪機(jī)構(gòu)和行程機(jī)構(gòu)有效地將比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力轉(zhuǎn)換成活動槽輪上的軸向位移。這樣，傳動比的轉(zhuǎn)換響應(yīng)得到改善，比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)的尺寸減小和并且其電能消耗降低。
權(quán)利要求
1.一種無級變速器，包括具有固定到主動軸(10)上的固定槽輪(11a)和由所述主動軸(10)支撐的可沿軸向移動的活動槽輪(11b)的主動帶輪(11)；具有固定到從動軸(20)上的固定槽輪(21a)和由所述從動軸(20)支撐的可沿軸向移動的活動槽輪(21b)的從動帶輪(21)；卷繞在所述主動帶輪(11)和所述從動帶輪(21)上的干式環(huán)帶；對所述帶(15)的松弛側(cè)施壓以產(chǎn)生帶張力的張力調(diào)節(jié)裝置(50)；比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)(40)；分別設(shè)置在所述主動帶輪(11)和所述從動帶輪(21)上根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)動作用力軸向轉(zhuǎn)換所述活動槽輪(11b，21b)的行程機(jī)構(gòu)(14，22)；和齒輪裝置(42，45，45a，45b，14d，46，46a，46b，22d)，其用于將所述電動機(jī)(40)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力傳送到每個帶輪的行程機(jī)構(gòu)(14，22)上，同時使兩個所述行程機(jī)構(gòu)(14，22)機(jī)械式連接，以使所述帶輪的所述活動槽輪(11b，21b)同步并相對于所述固定槽輪(11a，21a)沿相對方向軸向轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述齒輪機(jī)構(gòu)(42，45，45a，45b，14d，46，46a，46b，22d)包括同軸安裝到所述主動帶輪(11)上的變速輸入齒輪(14d)；用于將所述電動機(jī)(40)的轉(zhuǎn)動作用力傳送到所述主動帶輪上的變速輸入齒輪(14d)的齒輪系(42，45，45a，45b)；同軸安裝到所述從動帶輪(21)上的變速輸入齒輪(22d)；變速操作軸(46)，其具有用于與所述變速輸入齒輪(14d，22d)嚙合的變速操作齒輪(46a，46b)以將來自所述主動帶輪上的所述變速輸入齒輪(14d)的轉(zhuǎn)動作用力傳送到所述從動帶輪的所述變速輸入齒輪(22d)上。
3.如權(quán)利要求1所述的無級變速器，其特征在于所述齒輪機(jī)構(gòu)(42，45，45a，45b，14d，46，46a，46b，22d)包括同軸安裝到所述主動帶輪(11)上的變速輸入齒輪(14d)；同軸安裝到所述從動帶輪(21)上的變速輸入齒輪(22d)；具有用于與各個帶輪上的所述變速輸入齒輪(14d，22d)嚙合的變速操作齒輪(46a，46b)的變速操作軸(46)；以及其中所述變速操作軸(46)被設(shè)置于所述帶(15)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)部，而且與連接所述主動帶輪(11)和所述從動帶輪(21)的軸中心的直線S相比，其與所述帶(15)的張緊一側(cè)更近一些。
4.如權(quán)利要求2或3所述的無級變速器，其特征在于所述變速操作齒輪(46a，46b)由分別與兩帶輪各自變速輸入齒輪(14d，22d)嚙合的第一、第二變速操作齒輪(46a，46b)組成；第一、第二變速操作齒輪(46a，46b)的軸向長度分別與主動、從動帶輪上的行程機(jī)構(gòu)(14，22)的行程長度相應(yīng)；和其中主動、從動帶輪上所述行程機(jī)構(gòu)上的所述變速輸入齒輪(14d，22d)由樹脂制成，而第一、第二變速操作齒輪(46a，46b)由金屬材料制成。
5.如權(quán)利要求1-4中任何一項所述的無級變速器，其特征在于所述齒輪機(jī)構(gòu)(42，45，45a，45b，14d，46，46a，46b，22d)由可反向齒輪組成。
6.如權(quán)利要求1-5中任何一項所述的無級變速器，其特征在于各個所述行程機(jī)構(gòu)(14，22)包括彼此配合的第一螺旋部件(14b，22b)和第二螺旋部件(14c，22c)；所述第二螺旋部件(14c，22c)通過箱體(60)作用回轉(zhuǎn)停止；所述第一螺旋部件(14b，22b)與所述活動槽輪(11b，21b)通過第一軸承(12，18)形成可轉(zhuǎn)動連接，但軸向不可移動；和其中所述變速輸入齒輪(14d，22d)固定到所述第一螺旋部件(14b，22b)上。
7.如權(quán)利要求6所述的無級變速器，其特征在于還設(shè)置有用于將所述主動軸或從動軸以可轉(zhuǎn)動方式支撐到所述箱體上的第二軸承(13，19)；和其中第一、第二軸承(12，13，18，19)設(shè)置成沿軸向相互靠近，以使當(dāng)所述帶輪(11，21)的槽寬達(dá)到最大時，所述第一螺旋部件(14b，22b)和所述第二螺旋部件(14c，22c)在軸承(12，13，18，19)的外部沿徑向與軸承部分交疊。
8.如權(quán)利要求6或7所述的無級變速器，其特征在于所述第一螺旋部件(14b，22b)為在其內(nèi)壁具有有螺紋槽的內(nèi)螺旋部件；所述第二螺旋部件(14c，22c)為在其外壁有具有螺紋槽的外螺旋部件；所述變速輸入齒輪(14d，22d)和所述內(nèi)螺旋部件(14b，22b)通過支架(17)固定到所述第一軸承(18)的外圈上；和其中所述內(nèi)螺旋部件(14b，22b)和所述支架(17)形成圓形空間(23)以使所述外螺旋部件(14c，22c)部分插入所述圓形空間中。
9.如權(quán)利要求6-8中任何一項所述的無級變速器，其特征在于所述各個行程機(jī)構(gòu)(14，22)為具有置于所述第一螺旋部件(14b，22b)和所述第二螺旋部件(14c，22c)之間的多個滾珠(14a，22a)的滾珠螺旋機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1-9中任何一項所述的無級變速器，其特征在于所述張力調(diào)節(jié)裝置(50)包括從外部與帶的松弛側(cè)形成壓力接觸的張力輥(51)；張力器臂(53)，其一端沿徑向在所述帶輪中的任何一個外部的位置以擺動方式支撐在箱體(60)上，其另一端具有連接到其上的張力輥(51)；和用于以擺動方式沿所述張力輥(51)壓緊所述帶的方向激勵所述張力器臂(53)的激勵裝置；和其中其長度長于所述帶輪(11，21)的直徑并其形狀沿所述帶輪的外圍形成曲線的張力器臂(53)設(shè)置成用于支撐所述張力輥的裝置沿弧形軌跡運(yùn)動，所述弧形軌跡穿過所述主動輪和所述從動輪之間的位置并且其中心對應(yīng)于所述張力器臂(53)的轉(zhuǎn)動支點(diǎn)(53a)。
11.如權(quán)利要求10所述的無級變速器，其特征在于所述張力調(diào)節(jié)裝置還包括一端以可轉(zhuǎn)動方式與所述張力器臂(53)的另一端相連接，并且其另一端具有以可轉(zhuǎn)動方式連接到其上的所述張力輥(51)的連接件(52)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的無級變速器，其特征在于以擺動方式沿所述張力輥(51)壓緊所述帶的方向激勵所述張力器臂(53)的激勵裝置為張力彈簧，其一端在比其所述另一端更接近的位置鉤住所述張力器臂(53)，并且其另一端延伸通過主動帶輪和從動帶輪的軸之間的空間以鉤住位于與所述張力器臂相對的腔體部分(55)。
13.如權(quán)利要求1-12中任何一項所述的無級變速器，其特征在于包圍所述主動帶輪(11)和所述從動帶輪(21)的所述箱體(60)在靠近所述主動帶輪的位置設(shè)置有空氣進(jìn)口(67)和在靠近所述從動帶輪位置設(shè)置有空氣出口(68)，這樣從空氣進(jìn)口(67)進(jìn)入的空氣沿所述主動帶輪向所述張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(50)與所述帶(15)接觸的位置的轉(zhuǎn)動方向流動，之后沿從動帶輪的轉(zhuǎn)動方向流動，進(jìn)而從所述空氣出口(68)中排放出去。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無級變速器，包括主動帶輪(11)、從動帶輪(21)、圍繞兩帶輪的干式環(huán)帶(15)、位于主動、從動帶輪之間用于對帶的松弛側(cè)施壓以產(chǎn)生帶張力的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(50)、分別設(shè)置于主動和從動帶輪上根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)動作用力軸向轉(zhuǎn)換所述活動槽輪的行程機(jī)構(gòu)(14，22)、比率轉(zhuǎn)換電動機(jī)(40)和齒輪裝置，其傳遞電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力，同時其用于以機(jī)械方式連接兩個行程機(jī)構(gòu)，以使兩個行程機(jī)構(gòu)的活動槽輪可以實(shí)現(xiàn)同步及相對于固定槽輪沿軸向相對方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換。采用此種設(shè)置方案，可以防止此帶產(chǎn)生滑動，從而可以精確、穩(wěn)定地控制傳動比，進(jìn)而改善此變速器的轉(zhuǎn)換響應(yīng)。另外，電動機(jī)的尺寸和其電能消耗同時降低。
文檔編號F16H63/02GK1633568SQ02802828
公開日2005年6月29日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月6日
發(fā)明者村上久康, 天滿康之, 田中正廣 申請人:大發(fā)工業(yè)株式會社