[实用新型]机械自控摩擦无级变速器

说明书

本实用新型属于牵引传动装置（TRACTION    DRIVE）。

摩擦无级变速器的速度自动控制（以下简称“自控”）大多采用电气式，很少采用机械式。前者是通过一定的检测系统及电气回路，将输出件的速度信号或力信号反馈给伺服电动机，由伺服电动机调节变速器的调整系统，以达到所需的速度控制。后者是用某种连杆机构将输出件的力信号传给所匹配的弹簧系统，工作时通过弹簧力的变化，将调速元件调节到必要的调速位置上，以得到所需的输出转速。这些结构虽各有长处，但前者复杂、价高、体积较大，后者结构仍然不够紧凑。

为获得一种简单、价廉、结构紧凑而又可以根据输出转矩自动调速的变速器，本实用新型则是在摩擦副的调速元件和变速器的输出轴之间，联接了一个以弹簧力作“力封闭”的凸轮机构，通过设计合适的凸轮廓线，使输出转矩（力信号）所造成的凸轮推力与弹簧的推力相平衡，从而将摩擦副的调速元件调节到相应于该输出转矩的位置上，以达到按照输出的力信号自动变速的目的。

本实用新型由于采用凸轮机构依靠反馈进行自控调速，凸轮机构可设计成与输出轴和摩擦副中的调速元件同轴线安装，故结构简单、紧凑、价格低廉。

另外，公知的3K（注：3K即3个中心轮）行星环锥式摩擦无级变速器的行星锥轮几何形状不尽合理，其行星锥轮－中心轮接触处的综合曲率较大，因而该处的接触应力较高，几何滑动较大，寿命较短，效率较低。同时最大输出转速较高，不能适应多数用户的最大输出转速较低的使用要求。故为了提供一种长寿高效而最大输出转速较低的变速器，本实用新型则将3K行星环锥式摩擦无级变速器行星锥轮凹弧回转面的最大外径设计成与该轮外锥的最大直径相等，并将行星锥轮的内锥设置在凹弧回转面的下部，故本实用新型的行星锥轮－中心轮接触处的综合曲率较小，因而其接触应力和几何滑动较小，寿命较长，效率较高，而最大输出转速较低。

本实用新型包括：输入轴、输出轴、3K行星环锥式摩擦传动机构、滚珠式（或滚柱式）加压机构和以弹簧力作“力封闭”的凸轮式自动调速机构。

下面通过附图，对本实用新型具体细节作进一步描述。

图1为机械自控摩擦无级变速器的纵向剖视图。

图2为圆柱凸轮12的凸轮廓线展开及滚子轴心受力图。

图3为输出环7－套环8－销轴9－中间环10－滚子心轴11系统的受力图。

图4为图1的A－A剖面图。

图1为本实用新型实施例的纵向剖视图，它是一个以凸轮机构作力反馈的自动调速3K行星环锥式摩擦无级变速器。变速器的输入轴3借键与电动机1的轴2相联，中心轮6固定，动力由输入轴3径中心轮4、行星锥轮组5、调速环7、套环8、心轴9（见图4）、中间环10、滚子拨销11、圆柱凸轮12、加压机构13传给输出轴14。输入轴3和中心轮4之间为花键联接，加压盘13a与输出轴14之间为键联接，调速环7与套环8，心轴9与中间环10以及圆柱凸轮12与加压盘13b之间为过盈联接。中心轮4、6、7与行星轮组之间各接触面的压紧力，由滚子加压机构13提供。碟形弹簧17用于提供预压力。工作时，自动调速原理如下：输出环7至输出轴14的这段动力传递线上传递着输出转矩，故由图2可知，在各元件几何尺寸已拟定的情况下，若任意输出转矩为T，则滚子心轴11滚子轴心处的相应的圆周力为Ft，若不计摩擦力，则此处的法向力Fn应与已拟定的凸轮理论廓线12a上的法线相一致，故由此即可求出相应的轴向力Fa，据此，取定弹簧15，并使其相应的推力与其相等，则输出环7、套环8、销轴9、中间环10、滚子心轴11所组成的系统便如图3所示那样处于平衡状态，即输出环7在弹簧力的调节下可处于某一轴向位置，从而具有相应于该位置的输出转速。例如，欲作恒功率输出，即欲使输出环7的输出转矩T与输出转速n之积恒为常值，则对应于任一输出转速n应有一个相应的输出转矩T，如已拟定圆柱凸轮12的工作直径，即可求出相应的Ft，如再取定弹簧15的推力Fa，则由图2即可知Fn＝Ft＋Fa，从而即可求出所需的凸轮理论廓线12a的法线以及与其相垂直的切线，进而即可求出所需的凸轮理论廓线12a。同理，如已给出圆柱凸轮12的工作直径和弹簧15的尺寸（即已知其推力Fa），也可求出对应于恒转矩输出或变功率变转矩输出时的凸轮理论廓线12a。