[发明专利]恒比例变速集合传动装置

说明书

技术领域

一种恒比例变速集合传动装置，输出转速成恒比例升降速，适用于恒线速的缠绕类传动；一群摩擦副集合排列共同传力，实现了大功率传动；内外双向加压机构达到恒功率传动的转矩与摩擦力始终成正比变动，大幅度提高效率和承载能力；行星轮圆周运行产生的离心力被转移使输入高转速不受限制。

背景技术

变速传动，尤其是恒线速的缠绕类传动，卷筒直径的逐渐增加作恒线速的转速应按比例逐渐降低，每转一圈，转速减小才能使线速恒定。

摩擦传动依靠压紧力才能形成摩擦力，传动副间的接触应力限制了大功率传动。每个接触传力点只能按许用接触应力承载，所以加压特性影响效率的提高。作恒功率传动转矩的增加需要压紧力同步增大，但通常结构很难达到增减一致性，甚至相矛盾，如德国发明专利DISO的高转速其压紧力最大，发热与磨损严重，使用寿命降低。还有离心力与角速度平方值成正比，附加作用形成高压紧力，而高转速所需的压紧力较小，这个矛盾限制了高转速输入，迄今为止摩擦副无级变速很难制成大功率、恒功率、高效率、高寿命产品。

行星传动行星轮的径向位移才使工作半径增减变动，通常是采用巨大的轴向挤压力，迫使行星轮作径向移距，并且操控力矩过大，增加动能消耗。

汽车变速采用无级变速传动其匹配性最佳，但是无级变速的承载能力和效率过低影响到车用变速传动的应用。

发明内容

一种恒比例变速集合传动装置，将一群单层摩擦副集合排列成共同传力，各单个垒加构成大功率传动。以输出机构自行调速达到每一转的升降速成恒定百分比，实现了恒线速缠绕传动。采用内外双向加压机构，分别将各主动轮及各个外压圈各自压紧着，其压紧力产生的摩擦力始终与恒功率传动的转矩对压紧力的所需相一致，有效提高了效率和承载能力。还有行星轮在圆周运动必须产生的离心力被转移了，所以高转速输入不受限制。

下面详细说明结构、形状各细节：

1.集合排列传动机构

摩擦传动副受材料的接触应力强度限制，各传力点的载荷在许用范围内才有高寿命和安全热载荷。所以传力点越多其承载力越大。将单层传动副集合垒加到同一传动轴上，由传动轴将输入的总功率分散到各排及各个传动副上，每个传动副以额定载荷运行，然后又集合到同一输出机构，汇成大功率传递。

多个主动轮夹紧了多个行星轮，外围也有多个外压圈夹紧着行星轮，作行星运行。主动轴以键联接各个主动轮，主动轮每每传动了各个行星轮自转，所有行星轮又受到外压圈的压紧，形成行星轮的自转及公转，即行星轮以内孔滑套在心轴上，各心轴联接于滑块中，各滑块联接到一个转盘的滑槽里，转盘与一锥齿轮组合，锥齿轮有径向螺旋与滑块的螺旋牙齿相啮合，锥齿轮还与小锥齿轮相啮合，这样构成输出转动，就是从行星轮的公转带动心轴、滑块、转盘及锥齿轮同转，输出转矩。各个行星轮在各单列层面里构成组合排，各个单排集合成垒加的多排，使所有的行星轮的公转以心轴传递到同一个转盘，成为集合式传动。只要列数足够，大功率不受限制。

2.加压机构

每个行星轮要有主动轮和外压圈在径向内外压紧着，而多排的主动轮和外压圈只要有内外碟簧压紧着，就形成所有的主动轮和各外压圈连锁压紧了各个行星轮，所需压紧力单排与多排相近，因而大幅度提高了效率。

高转速，碟簧压紧各个主动轮，主动轮又夹紧各行星轮，其压紧点在行星轮近中心小工作半径处，由于力臂小，所需的压紧力较大，即碟簧压得最紧。而外压圈的碟簧将外压圈压紧行星轮在边缘大工作半径处，因为力臂较大，所需的压紧力较小，这时外碟簧压得最松。

低转速，行星轮以内孔滑套于心轴上随同心轴向外位移，使主动轮夹紧在工作半径较大处，所需压紧身力应降低，这时因行星轮厚度减薄，碟簧松开，压紧力减小，符合需求。而外压圈的接触传力点移到行星轮的近中心小工作半径上，需有较大的压紧力，这时由于行星轮的中心厚度增大了各外压圈的间距，碟簧的压紧力增大，形成的较大压紧力正是低转速高转矩的所需。上述加压特性是内外双向加压机构的效果。

3.行星轮制成扁平垫圈状，其楔角小，常取0.5°～1°，且轴向尺寸减小，结构更紧凑。近于平面状的行星轮，同样的碟簧力下，容易压紧，所需总压紧力减小，有利于效率的提高。多个行星轮以内孔滑套在心轴上，各个行星轮共同推动心轴作功，使输出机构在各个行星轮的集体力矩下，成为大功率传递。