專利名稱：摩擦無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為摩擦無級(jí)變速器，屬于在運(yùn)轉(zhuǎn)中可連續(xù)無級(jí)調(diào)速的行星錐輪機(jī)械摩擦無級(jí)變速器。
已有的技術(shù)和存在的問題現(xiàn)有的同類行星錐輪機(jī)械摩擦無級(jí)變速器如

圖1所示，為3K型行星傳動(dòng)輪系，包括輸入輪1、輸出輪2、調(diào)速環(huán)3、圓錐輪4和錐輪保持架5，F(xiàn)1、F2和F3分別為圓錐輪對(duì)輸入輪、輸出輪和調(diào)速環(huán)的接觸反力。
其變速比為R= (n2)/(n1) =- (R1)/(R2) · (R3·R42-R2·R43)/(R1·R43+R3·R41)輸出轉(zhuǎn)速為n2=- (R1)/(R2) · (R3·R42-R2·R43)/(R1·R43+R3·R41) ·n1式中“-”表示輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向相反;n1為輸入轉(zhuǎn)速;R1、R2和R3分別為輸入輪、輸出輪和調(diào)速環(huán)的有效半徑;R41、R42和R43分別為與輸入輪、輸出輪和調(diào)速環(huán)接觸的圓錐輪接觸點(diǎn)半徑。如圖1所示。
采用圖1機(jī)構(gòu)的無級(jí)變速器，其輸入輪與圓錐輪接觸點(diǎn)處曲率半徑在三個(gè)接觸點(diǎn)中最小，為機(jī)構(gòu)中強(qiáng)度薄弱點(diǎn)，設(shè)該點(diǎn)所能承受的最大接觸壓力為F1max。
R43為可變量。若除上述接觸點(diǎn)外的其余二接觸點(diǎn)處的零件材料強(qiáng)度等性能滿足承載能力要求，根據(jù)能量守恒原理，當(dāng)R43較大時(shí)，輸出轉(zhuǎn)速較低，相應(yīng)能夠傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，因R2為恒量，這時(shí)需要較大的圓周摩擦力。而摩擦力與摩擦系數(shù)和接觸反力成正比，在摩擦系數(shù)一定時(shí)，需要較大的接觸反力F2。特別是當(dāng)R43→ (R3)/(R2) ·R42時(shí)，n2→0時(shí)，理論上可傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，要求F2很大。
現(xiàn)有的圖1所示機(jī)構(gòu)中，與輸出輪接觸的圓錐輪面為環(huán)狀平面。圖中，α為與輸出輪接觸的圓錐輪面和圓錐輪外圓錐面的母線夾角，α′、F1′、F2′、F3′和R3′分別為虛線所示機(jī)構(gòu)中與粗實(shí)線所示機(jī)構(gòu)相應(yīng)的角度、接觸反力和半徑值。由圖可見，當(dāng)α′＜α、F1′＝F1＝F1max時(shí)，在同一軸向位置上，F(xiàn)2′＞F2，R3′＞R3，即當(dāng)F1和R43一定時(shí)，α越小，F(xiàn)2/F1越大，F(xiàn)2相對(duì)越大，R3越大。由于太小的α角會(huì)導(dǎo)致R3過大，所以α角不能太小，這樣就限制了機(jī)構(gòu)低速輸出時(shí)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩值。
本發(fā)明提出的無級(jí)變速方案，其圓錐輪具有雙錐面結(jié)構(gòu)，可提高低速輸出轉(zhuǎn)矩，改善輸出特性，使變速器輕量化、小型化，可廣泛用于汽車、造紙機(jī)械等有關(guān)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
如圖2所示，為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖中1、2、3、4和5同圖1相應(yīng)件，α、F1、F2、F3、R1、R2、R3和R41、R42、R43分別為與圖1所示機(jī)構(gòu)相應(yīng)的角度、接觸反力和半徑值。
本發(fā)明的特征在于其圓錐輪具有雙錐面結(jié)構(gòu)，其一即為已有的與調(diào)速環(huán)接觸的外圓錐面，其二即與輸出輪接觸的圓錐輪面為環(huán)狀內(nèi)凹圓錐面，且該內(nèi)凹圓錐面頂角φ大于調(diào)速環(huán)接觸的外圓錐面頂角θ;而與輸入輪接觸的圓錐輪環(huán)狀凹弧面和與輸出輪接觸的圓錐輪環(huán)狀內(nèi)凹圓錐面相切。
采用該機(jī)構(gòu)的無級(jí)變速器可使α角較小，F(xiàn)2/F1較大，F(xiàn)2相對(duì)較大，而R3與α值無關(guān)。和圖1機(jī)構(gòu)相比，在基本尺寸R3等條件相同的條件下，當(dāng)F1和R43一定時(shí)，由于該機(jī)構(gòu)具有較小的α值，可使F2較大，從而使機(jī)構(gòu)低速輸出時(shí)能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩值，改善了輸出特性;在負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同的條件下，和圖1機(jī)構(gòu)相比，該機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的接觸力F1較小，軸向推力較小，對(duì)強(qiáng)度要求相對(duì)較低;緊湊的結(jié)構(gòu)使該變速器體積小、重量輕，從而使變速器輕量化、小型化?？梢姡摍C(jī)構(gòu)改善了調(diào)速性能，提高了傳動(dòng)效率。
如圖3所示，為輸出特性曲線。圖中，細(xì)實(shí)線與圖1機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)，粗實(shí)線與圖2機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)，可見，圖2機(jī)構(gòu)明顯優(yōu)于圖1機(jī)構(gòu)。
實(shí)施本發(fā)明時(shí)，要結(jié)合實(shí)際要求根據(jù)設(shè)計(jì)理論選擇內(nèi)凹圓錐面頂角φ、外圓錐面頂角θ以及α角，既要充分利用α角小的優(yōu)點(diǎn)，又要考慮各點(diǎn)接觸強(qiáng)度條件限制以及其它制約因素。
權(quán)利要求
1.摩擦無級(jí)變速器，屬于在運(yùn)轉(zhuǎn)中可連續(xù)無級(jí)調(diào)速的機(jī)械摩擦無級(jí)變速器，主要包括輸入輪、輸出輪、調(diào)速環(huán)、圓錐輪組和錐輪保持架。本發(fā)明的特征是其圓錐輪具有雙錐面結(jié)構(gòu)，與輸出輪接觸的圓錐輪面為環(huán)狀內(nèi)凹圓錐面，且內(nèi)凹圓錐面頂角大于與調(diào)速環(huán)接觸的外圓錐面頂角。
2.按權(quán)利要求1的無級(jí)變速器，其特征是與輸入輪接觸的圓錐輪環(huán)狀凹弧面和與輸出輪接觸的圓錐輪環(huán)狀內(nèi)凹圓錐面相切。
全文摘要
本發(fā)明為摩擦無級(jí)變速器，屬于在運(yùn)轉(zhuǎn)中可連續(xù)無級(jí)調(diào)速的行星錐輪機(jī)械摩擦無級(jí)變速器，其行星錐輪具有雙錐面結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的無級(jí)變速器大大改善了輸出特性，提高了傳動(dòng)效率，從而使產(chǎn)品輕量化、小型化，具有良好的調(diào)速性能，可廣泛用于汽車、造紙機(jī)械等有關(guān)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F16H15/50GK1074737SQ92100350
公開日1993年7月28日 申請(qǐng)日期1992年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月21日
發(fā)明者顓清平 申請(qǐng)人:顓清平