无级变速谐波传动方法及装置制造方法及图纸

一种无级变速谐波传动方法，其特征在于：在谐波传动中，使刚轮具有锥形孔或锥形表面，通过调速机构使刚轮沿锥形轴线方向相对柔轮产生位移；具有加压装置的波发生器作用于柔轮，使柔轮与刚轮紧密接触；当波发生器旋转时，则柔轮与刚轮相互转过的周长差２π（Ｒ－ｒ）获得连续变化，从而实现无级变连谐波传动，其中Ｒ为柔轮与刚轮接触处刚轮内壁的半径，ｒ为柔轮外壁未变形半径。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无级变速方法与无级变速装置，特别是一种无级变速谐波传动方法及装置。
技术介绍
世界主要机械无级变速器的生产国家有日本、美国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式及脉动式30多种结构形式。机械无级变速器具有以下主要特点转速稳定、滑动率小、工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，结构简单，维修方便，价格相对便宜，但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及冲击性能较差，一般适用于中、小功率传动。中国在20世纪60年代前后起步，目前能够初步满足社会生产的要求(周有强主编，机械无级变速器，机械工业出版社，2001；4-5)。谐波传动技术是二十世纪中期随着空间科学、宇航技术的发展，在弹性薄壳理论的基础上出现的一种新型的传动技术。它具有运动精度高、传动比大、重量轻、体积小、承载能力大、并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作等优点，已经成功应用于空间技术、仪器仪表、机器人、印刷机械及医疗器械等领域中。谐波传动装置通常由波发生器、柔轮和刚轮等构件组成，俗称“三大件”。其运动学可简述如下(伊万诺夫，沈允文，李克美译.谐波齿轮传动.国防工业出版社，19872-3)。如附图1所示的具有内置波发生器的谐波传动，在波发生器1的作用下，横截面为圆形的弹性薄壁构件柔轮2发生弹性变形。在波发生器长轴方向，柔轮2的外壁被紧压在横截面为圆形的刚轮3的内壁上。当波发生器1旋转时，柔轮2沿着刚轮1的内壁滚动。如果为无滑动的滚动，则柔轮2与刚轮3相互转过由其周长差决定的角度。假设柔轮2外壁未变形前的半径为r，刚轮3内壁的半径为R，其周长差为2π(R-r)＝2πw0。波发生器1每转一转，两轮相对转过的转角为当刚轮3固定时，柔轮2沿波发生器1的旋转方向转过φ＝2πw0/r的角度；当柔轮2固定时，刚轮3沿波发生器1旋转的反方向转过φ＝-2πw0/R的角度。在上述情况下，从波发生器1到柔轮2的传动比为i123=r/w0=r/(R-r),]]>从波发生器1到刚轮3的传动比为i132=-R/w0=-R/(R-r).]]>在普通的摩擦传动中，传动比等于两个摩擦轮直径之比，而在谐波摩擦传动中，传动比为从动轮半径对两轮半径的差值之比。张景和在中国专利技术专利98108619.5(摩擦谐波传动器)中，设计了具有定传动比的摩擦谐波传动装置。如果柔轮2与刚轮3的接触面分别制有轮齿，则上述比值应代以齿数与齿数差之比，谐波摩擦传动即演变为谐波齿轮传动。目前对于钢制柔轮的谐波摩擦传动，其单级传动比范围约为20-1000，对于钢制柔轮的谐波齿轮传动，其单级传动比约为30-320。通常单级谐波传动装置只能提供定传动比传动。人们一直在努力研究如何将谐波传动的优良性能充分发挥出来，实现谐波传动的无级变速。在鲍侃、王维的中国专利技术专利87108217.9(谐波齿轮无级变速机)中，通过在波发生器和输入轴之间附加一个行星锥轮装置，依靠行星锥轮的轴向位移实现波发生器输入转速的无级调速。其特点是谐波齿轮传动部分是定传动比传动。在邢万义的中国技术专利95232041.X(谐波传动变速装置)中，使用离合器或其它变速机构控制变速，而谐波传动装置仍作为定传动比装置使用。其特点是谐波传动部分为定传动比传动。在黄幼德的中国技术专利93238803.5(谐波链式无级变速传动器)中，调整转速的是机械摩擦控制器等阻尼装置，链式谐波传动部分仍然为定传动比传动。文献(Н.И.Цейтлин，Э.М.Цукерман.谐波传动.吴桂英译)光学精密工程，1974(5)53-60)介绍了使用截锥形柔轮的方式实现无级变速的结构。但是其结构、加工工艺复杂，而且刚轮与发生器作用位置之间距离在变化，导致装置承载能力改变。同时，两端以衬套的柔性筒的强迫变形将导致巨大的内应力。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种无级变速谐波传动方法及装置，该方法简便，根据该方法设计的装置具有体积小，重量轻，输出转速范围宽的特点。为达到上述目的本专利技术采用以下技术方案这种无级变速谐波的方法是在谐波传动中，使刚轮具有锥形孔或锥形表面，通过调速机构使刚轮沿锥形轴线方向相对柔轮产生位移；具有加压装置的波发生器作用于柔轮，使柔轮与刚轮紧密接触；当波发生器旋转时，则柔轮与刚轮相互转过的周长差2π(R-r)获得连续变化，从而实现无级变连谐波传动，其中R为柔轮与刚轮接触处刚轮内壁的半径，r为柔轮外壁未变形半径。无级变速谐波传动方法装置是它包括刚轮、柔轮、波发生器、调速机构，所述的波发生器由加压装置和滚轮组成，所述的刚轮具有锥形孔或锥形外表面。所述的刚轮呈锥形孔，杯形柔轮套在刚轮的锥形孔内，柔轮的底部与输出轴由紧固件连接，刚轮与壳体以滑键或花键或型面连接；所述的波发生器包括滚轮支架，支架套在输入轴上，支架上装有与柔轮接触的轴承，轴承中装有支撑轴，支撑轴与加压装置配合。本专利技术也可以是刚轮的底部与输出轴连接，柔轮与壳体以滑键或花键或型面连接；本专利技术通过使谐波摩擦传动中的刚轮具有锥形孔或锥形外表面，在波发生器的作用下，柔轮与刚轮紧密接触。在连续改变柔轮与刚轮沿轴线方向的相对位移过程中，波发生器在压紧力的作用下，使柔轮与刚轮始终紧密接触。这样柔轮与刚轮的周长差2π(R-r)获得连续变化，按照前述运动学的分析，谐波摩擦传动实现了无级变速。所述的波发生器还可以是包括三个压力弹簧、导杆和挡板，每个导杆上方均有作为滚轮使用的轴承，其安装轴线夹角为120°。本专利技术的特点是，通过改变谐波摩擦传动中柔轮与刚轮的周长差来获得无级变速，并根据该无级变速方法设计了无级变速谐波传动装置。本专利技术的优点本专利技术提出了实现无级变速谐波传动的方法，根据该无级变速方法设计了无级变速谐波传动装置。无级变速谐波传动具有体积小、重量轻、输出转速范围宽等优点。对钢制柔轮的谐波传动，可以实现的变速范围为20到1000，变速比达到30以上，如果采用如塑料、尼龙等非金属材料柔轮，则变速比可达100以上。大大拓宽了谐波传动的应用领域。在该无级变速谐波传动中，如果采用密闭谐波传动柔轮结构，还具有可以向密闭空间和介质辐射的环境中输出无级变速传动的特点。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步详细描述。图1是谐波传动简图；图2是无级变速谐波传动简图；图3是无级变速谐波传动用于径向内波谐波传动简4是无级变速谐波传动用于径向外波谐波传动简5是无级变速谐波传动用于端面谐波传动简6是一种无级变速谐波传动装置图；图7是发生器滚轮支架两侧具有压力锥盘的波发生器结构图；图8是发生器滚轮支架不随输入轴旋转的行星波发生器结构图；图9是具有两个加压装置和滚轮装在滚轮支架上的波发生器结构图；图10是具有四个加压装置和滚轮装在滚轮支架上的波发生器结构图；图11是柔轮上与刚轮相接触的工作部分的结构；图12是柔轮与刚轮相接触的工作部分做成分离零件的结构。图7至图10是几种内波发生器结构。依据同样的方法还可以制成无级变速外波谐波传动波发生器和无级变速端面谐波传动波发生器。图11和图12是柔轮与刚轮接触工作部分的两种结构。这两种结构置于柔轮内侧，则成为无级变速外波谐波传动。如图2所示的无级变速谐波传动，刚轮3具有锥形内孔，在波发生器1的作用下，横截面为圆形的弹性薄壁构件柔轮2发生弹性变形。在波发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛洪兵，
申请(专利权)人：辛洪兵，
类型：发明
国别省市：