[发明专利]一种全接触易调速內锥式无级变速单元

说明书

本发明提供一种全接触易调速內锥式无级变速单元，包括有输入盘、中间传动部件、输出盘；所述的中间传动部件包括两个内圆锥滚子铰接而成，铰接点为两个内圆锥滚子的内圆锥面顶点；中间传动部件的两边分别与输入盘、输出盘接触并压紧，靠牵引力传递动力。本发明要调节速比，就沿输入输出盘的回转轴线移动内圆锥滚子的铰接点，由于接触，内圆锥滚子的内圆锥表面将自动在输入盘和输出盘的工作面上做包络式滚动，此时内圆锥滚子回转轴自动倾斜，输入盘和输出盘拥有不同的转速，完成了调速。整个速比范围内，内圆锥滚子的工作表面和输入盘、输出盘的工作表面是全接触，磨损和疲劳破环均匀，有效地增加了各元件的寿命。

技术领域

本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种全接触易调速內锥式无级变速单元。

背景技术

牵引式无级变速器(Continuously Variable Transmission-CVT)以具有功率密度高、传动扭矩大等特点，被认为是一种理想的传动形式。这种变速器存在的效率损失多种多样，在曾经很长的一段自变量内，人们认为自旋损失和侧滑损失是不可避免的。自旋损失是由于在牵引传动时，牵引元件与被牵引元件的速度分布不均匀而造成的，侧滑损失是由于这种牵引变速器在调速时，两个接触元件中的一个接触位置改变而另外一个接触位置不变而导致的不可避免地相对摩擦所导致的。近期以四川大学牵引式CVT研究团队为代表，结合消除自旋的两种状态：(1)平行状态：即牵引元件与被牵引元件的回转轴线平行于接触平面；(2)相交状态：即牵引元件与被牵引元件的回转轴线与接触平面相交于一点；提出了一些无自旋牵引式无级变速单元专利，如中国专利CN104776180B、CN106931114B、CN106907445B、CN106838190B、CN206478181U等，都已经基本消除了自旋损失，但依然存在着侧滑损失。

牵引式无级变速器的调速，根据调速元件的运动方式可以分为移动调速式和摆动调速式等。现有研究的无自旋牵引式无级变速器虽然消除了自旋损失，但往往伴随着调速困难的问题，即现有技术往往是牺牲调速简易程度来降低自旋的。在传统半环形CVT中，可以通过倾斜滚子来调节速比，并且输入和输出锥盘的轴向位置不变。该技术可方便地进行速比调节，因为圆盘可提供可观的轴向力并确保牵引力接触。中国专利CN104776180B公开的一种无自旋无级变速单元，对传统半环形CVT的锥盘母线进行了优化，但需要在调速过程中调整输入锥盘与输出锥盘的轴向位置，滚子沿回转轴径向移动，以实现无自旋传动。这就使得该装置在调速过程中需要调节更多的组件的相对位置，导致了同步控制的难题。

牵引式无级变速器在调速过程中，两个接触元件之间靠牵引力传递力矩，其形状会导致名义上的线接触。其中一个接触元件所有的工作面都用来工作，但是另外一个接触元件在整个工作阶段只有接触线所在的局部区域受力，这会导致后者元件的磨损更严重，相对于前者元件寿命更短。在传统的半环形CVT中，输入锥盘和输出锥盘分别与中间的滚子进行牵引传动，其中输入锥盘和输出锥盘的工作区域是整个锥面，而滚子的工作区域只有接触线所在的局部区域，因此滚子更容易产生疲劳破坏。针对这种情况，现有解决办法往往是增加全接触元件输入和输出锥盘的工作面硬度，降低线接触元件滚子工作区域的硬度，使两个元件的寿命尽量接近。但是研究发现往往还是滚子更早出现疲劳破坏，不能完全使两种元件拥有相同寿命。目前还没有任何牵引式无级变速器可以实现所有元件都进行全接触。

如附图1是传统半环形CVT单元的结构图，包括有输入锥盘1、滚子2和输出锥盘3，借助夹紧力使得其相互压紧接触，靠锥盘与滚子之间的牵引运动传递动力，滚子摆动一定的角度可以实现调速。传统半环形CVT的锥盘的接触面母线是圆形，锥盘母线和滚子母线在接触点A、B、C、D相切，且切线与锥盘回转轴线和滚子回转轴线不能交于一点，有自选效率的损失。这种传统半环形CVT，通过摆动滚子2的角度进行调速，在调速过程中，输入锥盘1和输出锥盘2的接触面母线是全接触，而滚子只在A、B、C、D四个工作点接触。

现有技术一的缺点