一种凸轮式无级变速方法及变速器技术

一种凸轮式无级变速方法及变速器，通过两组端面圆槽凸轮曲柄指销传动副并列错位叠装在一起，采用调变端面圆盘凸轮中心相对于初级齿轮主轴的中心偏移量来实现调速，并通过操作控制机构对带端面圆槽凸轮变速机构对调速变速进行修正过滤，剔除凸轮曲柄指销变速副上下始点及附近低速低效运行区段的不良运行速度，保留高速高效区段的优良运行速度，实现变速器高效均衡地变速传动，并在调变速度的同时，同步调整平衡机构的惯性力矩，消除因偏心距变化而产生的机械振动；最后通过带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出动力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械传动方式及装置，尤其是指一种无级变速的方式及装置；主要用于汽车、机车车辆、船舶、工程机械、农业机械、矿山机械、轻纺机械和航空航天机械装备的无级变速。
技术介绍
在目前的机械工程中，变速是一种经常要用到的机械传递方式，实现变速主要是通过变速器来实现；变速器按照变速方式主要分为手动变速器和自动变速器，按照变速级数可分为有级变速器和无级变速器。随着技术的不断改进无级变速应用越来越广泛；所谓无级变速指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)。为实现无级变速，按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。液体传动分为两类一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率(几百至几千千瓦)。液体传动的主要特点是调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。电力传动基本上分为三类一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单，成本低，操作维护方便但滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围(几十至几百千瓦)，现已逐步被交流电动机式替代。三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。近年来，变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速发展，对机械无级变速器产生了一定的冲击。机械传动常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)，有V型橡胶带式、金属带式、多盘式、钢球式、滚轮转盘式等多种构造，大都利用金属带和可变半径的滚轮传输动力。透过主动滚轮与被动滚轮半径的变化，达到齿轮比的变化。理论上这种传动方式的效率很高，不过必须建立在能负荷所传递的动力的情况下。由于是利用钢带与滚轮之间的摩擦力传递动力，所以钢带及滚轮的工作情况十分苛刻。为了有效传递动力，钢带与滚轮之间不允许打滑，而且原本产生的热能已经很多，如果再打滑恐怕将会造内部机件的烧毁或严重耗损。而为了增加静摩擦力，最直接的方式就是增加钢带与滚轮之间的压力。但摩擦力增加了，动力传输的耗损也会增加，无形中还是增加了油耗。并且钢带的强度也是一大重点。所以CVT变速箱纵然有舒适、效率高及节能等等优点。缺点就是目前一般的CVT变速箱不能承受较大的扭力。不然就是要用较高的油耗作补偿。机械传动特点主要是转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，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，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。因此现有的各种无级变速器都存在这样或那样的不足，所以需要对此加以改进。
技术实现思路
本专利技术主要是针对现有无级变速方式及装置所存在的一些问题，提出一种传动结构更加简单、运行更加平稳、传动效率更高的无级变速传动方式及装置，该种级变速传动方式及装置具有结构简单、制作成本低廉、传动平稳效率高的特点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种凸轮式无级变速方法，通过两组端面圆槽凸轮曲柄指销传动副并列错位叠装在一起，采用调变端面圆盘凸轮中心相对于初级齿轮主轴的中心偏移量来实现调速，并通过操作控制机构对带端面圆槽凸轮变速机构对调速变速进行修正过滤，剔除凸轮曲柄指销变速副上下始点及附近低速低效运行区段的不良运行速度，保留高速高效区段的优良运行速度，实现变速器高效均衡地变速传动，并在调变速度的同时，同步调整平衡机构的惯性力矩，消除因偏心距变化而产生的机械振动；最后通过带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出动力。进一步地，所述的两组端面圆槽凸轮曲柄指销传动副并列错位叠装是指两组变速传动机构的端面圆槽凸轮安装突缘上的孔槽方向(端面圆槽凸轮的滑动方向)相互错位90度安装，使得变速传动机构的凸轮曲柄指销运动副始终有效地工作在高效、高速、匀速的运动区段，过滤并消除了上下终点及相近区段的高摩擦、低速停顿等不良运动形态，从而实现了高效均衡的速度与动力输出，保证速度调变的连续性与稳定性。进一步地，所述的在调变速度的同时，同步调整平衡机构的惯性力矩是通过由蜗轮蜗杆副(也可以是丝杆螺母副或液压驱动装置)、拨叉、调速滑套、平衡盘、调速杠杆组成的操作控制机构，由蜗轮蜗杆副驱动拨叉，再由拨叉推动调速滑套作前行或后退的轴向滑动，利用滑套叉块上的斜孔槽拨动平衡盘沿平衡盘安装突缘上孔槽径向滑动，平衡惯性力矩；同时，由平衡盘驱动调速杠杆拨动端面圆槽凸轮沿凸轮安装突缘的孔槽作径向滑动(滑动方向与平衡盘滑动方向相反)，调整改变端面圆槽凸轮中心与初级齿轮主轴中心的偏移量，实现调整改变输出速度。进一步地，所述的通过带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出动力是由曲柄指销、齿圈、单向轴承(单向超越离合器)、次级齿轮主轴、次级齿轮副轴、输出轴及齿轮组成带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出端总成，承担凸轮I——曲柄指销所产生的变速运动集合与输出；工作时，由安装在次级齿轮主轴和次级齿轮副轴上单向轴承相互交替进行负载传动和空转超越滑行，实现全波负载有效输出，消除空转损失。进一步地，所述的带端面圆槽凸轮变速机构包括输入轴、齿轮副、初级齿轮主轴、平衡盘、平衡盘安装突缘、端面圆槽安装突缘、端面圆槽凸轮，平衡盘安装突缘和端面圆槽凸轮的安装突缘均安装在初级齿轮主轴上；平衡盘和端面圆槽凸轮分别装配在各自的安装突缘上，并能在突缘上作径向滑动；滚子和指销环安装在凸轮的端面圆槽中，并能在圆槽中转动。根据上述凸轮式无级变速方法所提出的无级变速器，包括动力输入部分和动力输出部分；其中，所述的动力输入部分为带端面圆槽凸轮变速机构和操作控制机构组合形成的动力输入端总成；通过带端面圆槽凸轮变速机构进行调速变速，并通过操作控制机构对带端面圆槽凸轮变速机构对调速变速进行修正过滤，剔除凸轮曲柄指销变速副上下始点及附近低速低效运行区段的不良运行速度，保留高速高效区段的优良运行速度，实现变速器高效均衡地变速传动，并在调变速度的同时，同步调整平衡机构的惯性力矩，消除因偏心距变化而产生的机械振动；所述的动力输出部分为带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出端总成，带单向轴承的曲柄齿圈副将输入端输送来的旋转运动接收变速与整合后转化为速度均衡的低速同向旋转运动，配合输出端共同完成速度调变、速度整合、速度过滤和动力输出。进一步地，所述的带端面圆槽凸轮变速机构包括输入轴、齿轮副、初级齿轮主轴、平衡盘、平衡盘安装突缘、端面圆槽安装突缘和端面圆槽凸轮，平衡盘安装突本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮式无级变速方法，通过两组端面圆槽凸轮曲柄指销传动副并列错位叠装在一起，采用调变端面圆盘凸轮中心相对于初级齿轮主轴的中心偏移量来实现调速，并通过操作控制机构对带端面圆槽凸轮变速机构对调速变速进行修正过滤，剔除凸轮曲柄指销变速副上下始点及附近低速低效运行区段的不良运行速度，保留高速高效区段的优良运行速度，实现变速器高效均衡地变速传动，并在调变速度的同时，同步调整平衡机构的惯性力矩，消除因偏心距变化而产生的机械振动；最后通过带单向轴承的曲柄齿圈副的速度集合输出动力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周忠达，周文杰，
申请(专利权)人：周忠达，
类型：发明
国别省市：