專利名稱：球形無級傳動變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車傳動變速器，特別是一種球形無級傳動變速器。
背景技術：
進口汽車上較早使用的無級傳動變速器是效率較低的皮帶輪式，皮帶輪式無級傳動變速器進一步發(fā)展是在2000年，日本公爵車首次采用了滾柱式無級傳動變速器，并且延用至今。這種滾柱式無級傳動變速器的輸入盤和輸出盤之間形成喇叭口狀，被操縱的傳力滾柱分別與輸入盤和輸出盤的不同半徑曲面相接觸，通過摩擦傳動將輸入盤的轉(zhuǎn)動動力傳遞給輸出盤，而使輸出盤具有不同的輸出速度。這種滾柱式無級傳動變速器較皮帶輪式無級傳動變速器來說結構簡單、換檔平穩(wěn)、省油效果相對較好；但由于滾柱與輸入盤和輸出盤的接觸為點接觸，傳遞摩擦力有限，而且容易磨損，只限于在功率較小的轎車上使用，對于大功率的運輸車輛，滾柱式無級傳動變速器還無能為力。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述滾柱式無級傳動變速器的不足之處，本發(fā)明的目的是提供了一種適用于不同功率運輸車輛的球形無級傳動變速器。
能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的球形無級傳動變速器，包括輸入盤、輸出盤及輸入盤和輸出盤之間的傳力輪，所不同的是碗形輸入盤和輸出盤同軸心相對，輸入盤和輸出盤相對的的凹面形成上下兩個球心相離的半球，同軸的傳力輪分別對稱支撐張緊在上下半球的輸入盤和輸出盤之間，傳力輪的側面與所接觸的球面吻合形成線接觸；由變速軸控制的傳力輪在各自半球的范圍內(nèi)繞球心同步反向擺動；輸入盤和輸出盤的端面之間留有間隙，間隙的寬度大于變速軸的直徑；兩個半球的球心距大于上下半球內(nèi)的傳力輪發(fā)生干涉的尺寸。
輸入盤的轉(zhuǎn)動通過傳力輪傳遞給輸出盤，當變速軸控制傳力輪的軸線處于水平位置時，輸入盤與輸出盤的傳動比為1∶1，變速軸控制傳力輪的軸線擺動傾斜時，如果一側傳力輪與輸入盤球面的接觸的旋轉(zhuǎn)半徑小于與輸出盤球面接觸的旋轉(zhuǎn)半徑，則為降速輸出；如果一側傳力輪與輸入盤球面接觸的旋轉(zhuǎn)半徑大于與輸出盤球面接觸的旋轉(zhuǎn)半徑，則為升速輸出。
所述傳力輪支撐張緊機構保證傳力輪與輸入盤、輸出盤球面之間的壓力，確保一定的摩擦傳動力。支撐張緊機構包括軸套、軸承、轉(zhuǎn)軸、支撐套、導向銷、壓縮彈簧，變速軸也是支撐張緊機構的一部分；軸承分別安裝于軸套的兩端，縱向水平軸套中的轉(zhuǎn)軸兩端的軸頸分別與軸承緊固套逄，傳力輪固連于轉(zhuǎn)軸的兩端；變速軸橫向水平設置，變速軸的軸心與各半球球心重合；軸套中部兩側向外延展的套耳上固設與變速軸垂直的導向銷，與導向銷對應配合的是支撐套，支撐套套裝固定在變速軸上，支撐套軸階與套耳之間設有壓縮彈簧。
所述變速軸的兩端伸出輸入盤和輸出盤之間的間隙，并安裝在固定的變速軸承上，變速從動齒輪同軸固連在變速軸的一端，變速器總成的變速主動齒輪與變速從動齒輪嚙合，變速器總成的驅(qū)動電機由電腦控制。球形無級傳動變速器的無級變速由電腦控制完成，電腦以車速表的傳感信號為依據(jù)，控制變速器總成的正反轉(zhuǎn)，通過齒輪的傳動調(diào)節(jié)兩副傳力輪的偏擺程度與相應的車速相對應。
球形無級傳動變速器還可以通過手動控制實現(xiàn)無級變速，手動變速的結構之一為變速從動鏈輪與變速從動齒輪同軸固連，變速從動鏈輪通過鏈條與變速主動鏈輪連接，手動變速操縱桿控制變速主動鏈輪的正反轉(zhuǎn)。手動無級變速和電腦控制無級變速可以同時裝配在一起，當電腦控制起作用時，手動變速操縱桿自動與變速主動鏈輪分離，電腦控制停止時，手動變速操縱桿與變速主動鏈輪結合。
輸入盤、輸出盤半球內(nèi)壁上涂附有耐磨附著層，以增強耐摩及磨擦能力，延長使用壽命；傳力輪的側面上開設有增大摩擦力的軸向滾花。
球形無級傳動變速器各主要部件的理想配合尺寸分別為傳力輪上底直徑為20mm，傳力輪下底直徑為80mm，傳力輪的高為28mm；上、下半球半徑均為100mm，上、下半球球心間距為60mm；變速軸的直徑為20mm。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明球形無級傳動變速器輸入盤、輸出盤的球面結構，增大了與傳力輪的接觸面積，提高了傳動摩擦力，滿足了發(fā)動機的高功率輸出。本發(fā)明不僅可以供轎車使用，更可以配套給大型客車貨車和載重汽車，使之實現(xiàn)無級變速功能。


圖1是本發(fā)明一種實施方式的結構示意圖。
圖2是圖1實施方式中的傳力輪支撐張緊結構的剖示圖。
圖3是圖1實施方式中A--A剖示圖。
圖4是圖1實施方式中變速軸的安裝示意圖。
圖5是圖1實施方式中無級控制機構的工作原理圖。
圖號標識1、輸入盤；2、輸出盤；3、傳力輪；4、變速軸；5、軸套；6、轉(zhuǎn)軸軸承；7、轉(zhuǎn)軸；8、支撐套；9、導向銷；10、壓縮彈簧；11、傳動殼體；12、變速軸承；13、變速從動齒輪；14、變速器總成；15、變速主動齒輪；16、變速從動鏈輪；17、鏈條；18、變速主動鏈輪；19、手動變速操縱桿。
具體實施例方式本發(fā)明球形無級傳動變速器主要包括輸入盤1、輸出盤2及輸入盤1和輸出盤2之間的傳力輪3，如圖1所示，平底的碗形輸入盤1和輸出盤2通過兩側的軸端安裝在傳動殼體11內(nèi)且左右相對，其端面之間的距離大于20mm；輸入盤1和輸出盤2的內(nèi)凹面構成上下兩個相同半徑的半球，上下半球的球心距為60mm。兩根變速軸4橫向水平設置，變速軸4的軸心分別與上下半球的球心同心，如圖5所示，變速軸4的兩端從輸入盤1和輸出盤2之間的間隙伸出并安裝在傳動殼體11的變速軸承12中。
在輸入盤1和輸出盤2構成的上下半球內(nèi)部各設有一組傳力輪3，以上半球內(nèi)的傳力輪3為例兩個相同的傳力輪3由支撐張緊機構保持在輸入盤1和輸出盤2之間，傳力輪3為圓臺狀，其上底直徑為20mm，下底直徑為80mm，高為28mm，傳力輪3的側面圓弧與半球內(nèi)壁吻合接觸，如圖1、圖2所示。支撐張緊機構包括軸套5、轉(zhuǎn)軸軸承6、轉(zhuǎn)軸7、支撐套8、導向銷9、壓縮彈簧10。軸套5的軸線處于輸入盤1和輸出盤2中心的縱向面內(nèi)，轉(zhuǎn)軸軸承6安裝在軸套5的兩端，軸套5中的轉(zhuǎn)軸7兩頭軸頸與轉(zhuǎn)軸軸承6套裝固定，傳力輪3分別固定安裝在轉(zhuǎn)軸7的兩端，如圖1、圖2所示。
如圖3所示，軸套5中部的兩側橫向延展形成套耳，套耳面上固定有朝向變速軸4且與變速軸4垂直的導向銷9，兩個支撐套8的底部通孔與變速軸4套裝固定，支撐套8的上部銷孔分別與導向銷9配合，支撐套8上的軸階與軸套5套耳面間壓裝著壓縮彈簧10，壓縮彈簧10上頂軸套5將傳力輪3壓緊在半球面上；變速軸4的轉(zhuǎn)動帶動整個支撐張緊機構繞球心在半球的范圍內(nèi)擺動，傳力輪3沿球面移動。
而在下半球內(nèi)具有與上半球內(nèi)相同的結構，不同之處是下半球內(nèi)的變速軸4的轉(zhuǎn)動方向與上半球內(nèi)變速軸4的轉(zhuǎn)動方向相反，實現(xiàn)上下球面內(nèi)的兩組傳力輪3同步反向擺動。
如圖4所示，變速軸4的一端伸出傳動殼體11外，其端頭同軸固連著變速從動齒輪13。如圖5所示，變速從動齒輪13與變速主動齒輪15嚙合，變速主動齒輪15嚙合受控于變速器總成14，變速器總成14的驅(qū)動電機由電腦控制，電腦根據(jù)車速表的信息自動調(diào)節(jié)傳力輪3的擺動位置，達到車輛自動變速的目的。本發(fā)明還具有手動變速機構變速從動鏈輪16與變速從動齒輪13同軸固連在變速軸4的同一端，變速從動鏈輪16通過鏈條17與變速主動鏈輪18連接，變速主動鏈輪18的轉(zhuǎn)動由手動變速操縱桿19控制。手動變速操縱桿19與變速主動鏈輪18脫離時，本發(fā)明球形無級傳動變速器由電腦控制變速，手動變速操縱桿19與變速主動鏈輪18結合時，電腦失去對變速機構的控制。
權利要求
1.球形無級傳動變速器，包括輸入盤、輸出盤及輸入盤和輸出盤之間的傳力輪，其特征在于碗形輸入盤(1)和輸出盤(2)同軸心相對，相對的的凹面形成上下兩個半球，同軸的傳力輪(3)分別對稱支撐張緊在輸入盤(1)和輸出盤(2)之間，傳力輪(3)的側面與所接觸的球面吻合；由變速軸(4)控制的傳力輪(3)在各自半球的范圍內(nèi)繞球心同步反向擺動；輸入盤(1)和輸出盤(2)的端面之間留有間隙，間隙的寬度大于變速軸(4)的直徑；上下半球的圓心距大于傳力輪轉(zhuǎn)動至極限時發(fā)生干涉的尺寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的球形無級傳動變速器，其特征在于支撐張緊機構包括軸套(5)、軸承(6)、轉(zhuǎn)軸(7)、支撐套(8)、導向銷(9)、壓縮彈簧(10)，軸承(6)分別安裝于軸套(5)的兩端，軸套(5)中的轉(zhuǎn)軸(7)兩端的軸頸分別與軸承(6)緊固套連，傳力輪(3)固連于轉(zhuǎn)軸(7)的兩端；變速軸(4)水平設置且與所對應的軸套(5)軸心垂直，變速軸(4)的軸心同心于與各半球球心；軸套(5)中部兩側向外延展的套耳上設有垂直朝向變速軸(4)的導向銷(9)，與導向銷(9)對應配合的支撐套(8)套裝固定在變速軸(4)上，支撐套(8)軸階與套耳之間壓設有壓縮彈簧(10)。
3.根據(jù)權利要求2所述的球形無級傳動變速器，其特征在于變速軸(4)的兩端伸出輸入盤(1)和輸出盤(2)并安裝在軸承(12)上，變速從動齒輪(13)同軸固連在變速軸(4)的一端上，由變速器總成(14)控制的變速主動齒輪(15)與變速從動齒輪(13)嚙合，變速器總成(14)的驅(qū)動電機由電腦控制。
4.根據(jù)權利要求3所述的球形無級傳動變速器，其特征在于變速從動鏈輪(16)與變速從動齒輪(13)同軸固連，變速從動鏈輪(13)通過鏈條(17)與變速主動鏈輪(18)連接，手動變速操縱桿(19)控制變速主動鏈輪(18)；電腦控制起作用時手動變速操縱桿(19)與變速主動鏈輪(18)分離，電腦控制停止時，手動變速操縱桿(19)與變速主動鏈輪(18)結合。
5.根據(jù)權利要求1～4所述的任何一種球形無級傳動變速器，其特征在于輸入盤(1)、輸出盤(2)的內(nèi)壁上涂附有耐磨附著層；傳力輪(3)的側面上開設有軸向滾花。
6.根據(jù)權利要求1～4所述的任何一種球形無級傳動變速器，其特征在于傳力輪(3)為上底小、下底大的圓臺。
7.根據(jù)權利要求6所述的球形無級傳動變速器，其特征在于傳力輪(3)上底直徑為20mm，下底直徑為80mm，高為28mm；輸入盤(1)、輸出盤(2)形成的上、下半球半徑均為100mm，上、下半球圓心間距為60mm，變速軸的直徑為20mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛變速的球形無級傳動變速器，其碗形輸入盤和輸出盤同軸心相對，相對的內(nèi)凹面形成上下兩個不同心的半球，同軸的傳力輪分別對稱支撐張緊在上下半球的輸入盤和輸出盤之間，傳力輪的側面與所接觸的球面吻合；由變速軸控制的傳力輪在各自半球的范圍內(nèi)繞球心同步反向轉(zhuǎn)動；輸入盤和輸出盤相對的端面之間留有間隙，間隙的寬度大于變速軸的直徑；上下半球的圓心距大于上下半球內(nèi)傳力輪發(fā)生干涉的尺寸。本發(fā)明的特點是球形面與傳力輪的側面接觸面積大，可以進行大功率的動力傳遞，且變速過程基本上不消耗發(fā)動機的功率，其結構簡單，非常省油，可以供不同功率的車輛使用。
文檔編號F16H61/00GK101016937SQ200710048468
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權日2007年2月9日
發(fā)明者覃勇 申請人:覃勇