[发明专利]内接触锥环式无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无级变速装置，具体涉及一种内接触锥环式无级变速装置，属于机动车动力传动技术领域。

背景技术

目前，全球范围内的能源消耗和环境污染日益严重，而汽车在消耗能源和排放废气等方面有着重要影响。因此，全球很多汽车厂商通过不断改进和优化汽车结构，以提高汽车的经济性和动力性，减少排放。作为汽车动力传动系统核心部件的变速器更是受到人们的热切关注。在目前的汽车中，使用最多的变速器是手动变速器和自动变速器，由于这些变速器在行驶过程中需要频繁换挡，因此，发动机的工作很不稳定，在很多情况下不能使发动机工作在最佳的燃油消耗区域，不仅增加了油耗，而且造成了排放污染。然而，无级变速器能够根据需要，使发动机大多数情况下工作在高效区域，不仅节省了燃油，而且减少了排放。

现在国际上使用较多的无级变速器有链式无级变速器和带式无级变速器，这些变速器需要可变槽宽的主动轮、从动轮以及液力变矩器等机构，很多无级变速器采用体积庞大的液压加压与调速机构，虽然技术很成熟，但缺点也是很明显：由于液压系统工作需要油泵，不仅损耗了功率，而且增加的液压系统使得整个系统变得复杂，零件多，多加工要求也高，在可靠性等方面有所下降。另外，大多数无级变速器传递的功率也较小。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种内接触锥环式无级变速器，锥轮与锥环之间均为内接触，接触区应力小，有利于提高其使用寿命；同时可靠性高且动力传递效率高。

该内接触锥环式无级变速器包括：壳体以及位于壳体内部的输入轴、行星排、输入锥轮、锥环、输出锥轮、输出轴、差速器、输出齿轮、变速机构和加载机构。其连接关系为：所述输入轴的一端伸出壳体与动力输入装置相连，另一端通过行星排将动力传递给输入锥轮；所述输出锥轮的轴线与输入锥轮的轴线平行，且输入锥轮的大端与输出锥轮小端位于同侧；输出锥轮和输入锥轮之间通过锥环传递动力；输入锥轮与锥环之间、锥环与输出锥轮之间通过加载机构压紧；输出锥轮依次通过输出齿轮和差速器将动力传递给输出轴。

所述锥环套装在输出锥轮和输入锥轮外，锥环的内表面分别与输出锥轮和输入锥轮的外表面接触；定速比工况下，锥环所在平面垂直于两个锥轮的中心轴线；所述变速机构推动锥环沿两个锥轮的母线方向移动。

作为本发明的一种优选方式：所述变速机构包括外圈、液压伺服机构和滚珠；在所述锥环外同轴套装外圈，锥环外表面与外圈的内表面上分别加工有相互匹配的环形凹槽，在该环形凹槽内均匀间隔分布一圈滚珠，滚珠通过保持架实现周向定位；定速比工况下，锥环在输入锥轮的带动下转动，外圈静止不动；需要变速时，通过液压伺服机构推动外圈沿两个锥轮的母线方向移动，进而通过滚珠带动锥环沿锥轮母线方向移动。

作为本发明的一种优选方式：所述变速机构包括伺服电机、电机支架、滑块、滚动轴承以及液压伺服机构；所述变速机构设置在锥环与输入锥轮）的接触区所在位置，具体为：伺服电机的输出轴与电机支架垂直相连，伺服电机输出轴的轴线垂直于输入锥轮的母线，所述滑块与电机支架下表面设置的滑轨配合，滑块能够在液压伺服机构的推动下在滑轨上滑动；设置在滑块下表面的四个滚动轴承对上接触区处的锥环进行轴向定位；同时所述伺服电机能够通过上述四个滚动轴承带动锥环沿垂直于锥轮母线的方向转动，液压伺服机构能够通过上述四个滚动轴承带动锥环沿两个锥轮的母线移动。

作为本发明的一种优选方式：所述加载机构包括液压部分和机械部分；其中液压部分位于输出锥轮的小端，机械部分位于输出锥轮的大端；液压部分包括空心轴及外部液压油输入装置；所述输出锥轮为中空结构，在其小端同轴安装空心轴，空心轴的一端伸出壳体与液压油输入装置相连，另一端伸入输出锥轮内部；所述输出锥轮的大端加工有阶梯状开口，该开口通过输出齿轮的齿轮轴封闭；在齿轮轴与输出锥轮相匹配的竖直端面上，沿圆周方向均匀分布有两个以上环形槽，每个环形槽内放置一个钢球，所述钢球能够在其所在的环形槽内沿圆周方向移动。

作为本发明的一种优选方式：所述锥环的内表面与输出锥轮和输入锥轮的锥面点接触。

作为本发明的一种优选方式：所述齿轮轴与输出锥轮相匹配的竖直端面上，每个环形槽的深度沿输出锥轮的转动方向逐渐减小。

作为本发明的一种优选方式：所述空心轴与输出锥轮之间、齿轮轴与输出锥轮之间通过O型圈密封。

有益效果：

（1）在该变速器中，锥环与两个锥轮间均为内接触，接触区应力小，有利于提高其使用寿命。