[发明专利]变速器

说明书

环面形变速器，包括：被同轴地安装在限定变速器轴线的轴上以便旋转的输入表面和输出表面，以及与输入和输出表面驱动接合的两个滚轮；分出驱动件，所述分出驱动件与输出表面操作性地接合且相对于变速器轴线径向地设置，从而产生与变速器轴线垂直且与变速器轴线相交的径向接触力，且其中，滚轮定位成使得在变速器操作范围内的一个特定比率时，滚轮与输入和输出表面的接触点大致位于与径向接触力的方向基本垂直的平面中。该平面位于变速器结构的弯曲中性轴线上或附近，因而盘和两个滚轮之间的法向接触负荷将大致相同。

技术领域

本发明涉及变速器。更具体地，本发明涉及作为机械传动装置系统的部件的变速器。

背景技术

在该上下文中，变速器是传动装置部件，其互连两个可旋转元件，从而当旋转时这两个元件具有由比率（被称为“变速器比率”或变速器传动比（variator ratio））彼此关联的旋转速度，该比率能够以基本无级的方式在最小变速器比率和最大变速器比率之间变化。具体地，本发明涉及一种变速器传动装置，其具有以垂直于变速器轴线的方向施加径向力的分出驱动件（take-off drive）。

全环面形变速器

一种范围的变速器被称为“全环面形”变速器。全环面形变速器包括在变速器内的输入座圈和输出座圈，座圈绕公共轴线（变速器轴线）旋转。每个座圈，通常是盘的形式，具有工作表面，其被设置成使得工作表面沿平行于变速器轴线的方向面向彼此。弧形横截面的环状凹槽被形成在每个工作表面内、与变速器轴线同轴。凹槽相对于变速器轴线具有基本相同半径（环面形半径），并且被设置成使其横截面位于共同假想圆上，该圆的平面与变速器轴线相交并且该圆的中心处于平行于工作表面且在工作表面之间等距地隔开的平面（“中心平面”）内。通过绕变速器轴线延长假想圆，勾勒了假想环面，工作表面占据了环面的边界的相对区域。因此，座圈的工作表面之间的空间被称为环面形腔室。

可旋转元件被安装，从而在座圈表面上滚动，且在本文称为滚动元件或滚轮。在环面形腔室内提供多个滚动元件。每个滚动元件具有与两个座圈的相应工作表面产生接触（如下文讨论的）的滚动表面。每个滚动元件被支承在相应托架内，以致其能够相对于托架绕滚动轴线旋转，滚动表面居中在该滚动轴线上。

一个所述座圈（在本讨论中称为输入座圈）相对于托架的旋转导致每个滚动元件旋转，并且这又导致另一座圈（在本讨论中称为输出座圈）沿与输入座圈旋转相反的方向旋转。如果允许输出座圈响应于所施加的转矩旋转，则其将沿与输入座圈旋转相反的方向旋转。在这种旋转期间，每个滚动元件将绕在相应工作表面上勾勒的相应圆形接触轨迹接触输入座圈和输出座圈。如果这两个轨迹具有相同半径，则输出座圈和输入座圈将具有相同旋转速度（但是沿相反方向）。然而，如果在输入座圈上的轨迹的半径（输入半径）不等于输出座圈上的轨迹的半径（输出半径），则输出座圈的速度将大于或小于输入座圈的速度。大体而言，变速器比率将等于输入半径与输出半径的比。

每个托架被构造成使得滚动轴线能够被移动以改变输入和输出半径，这种移动被称为倾斜。至少当变速器以平衡条件操作时，输入和输出半径关于环面形半径被对称地布置。

上述描述涉及工作表面和滚动元件之间的接触。然而，这是一种简化形式。环面形变速器的大部分实施例通过使用牵引驱动器来操作。也就是说，工作表面和滚动元件至少部分沉浸在牵引流体中。这具有当其压力超过阈值时粘度快速增加的性质。随着座圈旋转，牵引流体被吸入在滚动元件和工作表面之间形成的间隙内，以便在滚动表面和工作表面之间产生薄的牵引流体层，因此字面上讲，它们之间没有接触。为了实现令人满意的牵引驱动器，施加端部负荷，这会沿变速器轴线朝向彼此推动座圈。端部负荷被优化成平衡提供充分的加载来在工作表面和滚动表面之间的界面处产生适度牵引但是又不足以损害变速器的效率和耐久性的需求。在许多实施例中，座圈可以响应于端部负荷沿变速器轴线产生轻微运动。

在上述的全环面形变速器的总体设置中，与托架的控制、安装和运动自由度；座圈的数量和构造；滚动元件的数量和构造等等有关的大量变型是可能的。