程乃士 (中国辽宁省沈阳市和平区望湖路23-6号2单元23-2, Liaoning 4, 110004, CN)
程乃士 (中国辽宁省沈阳市和平区望湖路23-6号2单元23-2, Liaoning 4, 110004, CN)
| 权 利 要 求 1、一种智能加压无级变速器，有至少两根互相平行的传动轴，其中两根传动轴上分别各 有至少一对锥盘， 锥盘间夹持有至少一个挠性传动元件， 其特征在于： 至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传动轴以滑动螺旋传动方式或滚动螺旋传动方式 互相连接。 2、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传动轴以推力轴承， 或其他能保证此锥盘和其所 属的传动轴可以相对转动， 不能轴向相对移动的方式连接。 3、 按照权利要求 2所述的智能加压无级变速器， 其特征在于，所述锥盘与其所属的传动 轴之间设有径向承载的滑动轴承或滚动轴承。 4、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 至少一对锥盘中， 两个锥盘以球键， 或花键， 或其他能保证此两个锥盘可以相对轴向移 动， 不能相对转动的方式连接。 5、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 至少一对锥盘中的一个锥盘背面由弹簧轴向压紧， 弹簧的另一端通过推力轴承， 或其他 不能相对轴向移动、 可以相对转动的方式连接于其所属的传动轴上， 将这对锥盘和其间夹持 的挠性传动元件相互压紧。 6、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 每对锥盘中， 或两个盘都为锥盘， 或其中一个为锥盘， 另一个为平盘。 7、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 挠性传动元件为无级变速器用推力钢带， 或无级变速器用金属带， 或链， 或 V型带， 或 其他闭环挠性元件。 8、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 一根传动轴上的与此轴之间相互轴向移动的锥盘背面设置有螺旋机构， 或其他能驱动此 锥盘在此传动轴上轴向运动或复合有相对转动的轴向运动的机构;此螺旋机构的螺母与螺杆， 分别通过轴承与锥盘及传动轴相连接。 9、 按照权利要求 8所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 背面连接有螺旋机构的锥盘， 与其所属传动轴以滑动螺旋传动方式或滚动螺旋传动方式 互相连接， 其相对的锥盘与所属传动轴以推力轴承， 或其他能保证此锥盘和其所属的传动轴 可以相对转动， 不能轴向相对移动的方式连接； 或者， 此背面连接有螺旋机构的锥盘， 与其所属传动轴以球键、 或花键、 或其他可以相 互轴向移动但不能相对转动的方式连接， 其相对的锥盘与所属传动轴固连， 此时此背面连接 有螺旋机构的锥盘背面连接有弹簧加压机构， 或没有加压机构。 10、 按照权利要求 1所述的智能加压无级变速器， 其特征在于： 滚动螺旋中设有端面循环式反向器或镶块式反向器或浮动内循环式反向器； 或者， 螺旋 滚道的长度大于滚动体的总长度与轴向移动行程之和， 从而不需要设置反向器。 |
本发明涉及变速器领域， 具体为一种智能加压无级变速器， 主要应用于交通运输工具、 工程机械、 动力机械等领域。
背景技术：
锥盘式无级变速器广泛应用于交通工具、 工程机械、 农机、 发电设备及其他工业领域， 由夹持于锥盘间的挠性传动元件， 如橡胶带、 钢带、 链等， 以摩擦方式传递动力和运动。 其 加压系统保证了锥盘和挠性传动元件之间的摩 擦连接， 是此类无级变速器中的关键部分。
目前， 通用的无级变速器加压系统有液压系统和弹簧 系统， 此类系统的特点是可以按照 预先设定的加压模式对锥盘施加压力， 但无法针对变速器所受载荷实时智能地调整压 力。 这 样， 设计加压压力比实际需要的压力大很多， 来保证系统的功能和可靠性。 由此带来的结果 是， 无级变速器的传递效率下降， 各部件的负载增加， 系统寿命和可靠性下降， 系统对突变 载荷无法有效地做出反应。
发明内容：
本发明的目的是提供一种智能加压无级变速器 ， 解决现有技术中存在的无级变速器的传 递效率较低， 系统寿命和可靠性较差， 成本较高等问题。
本发明的技术方案是：
一种智能加压无级变速器， 有至少两根互相平行的传动轴， 其中两根传动轴上分别各有 至少一对锥盘， 锥盘间夹持有至少一个挠性传动元件；
至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传动轴 以滑动螺旋传动方式或滚动螺旋传动方式 互相连接。
所述的智能加压无级变速器， 至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传动轴 以推力轴 承， 或其他能保证此锥盘和其所属的传动轴可以相 对转动， 不能轴向相对移动的方式连接。
所述锥盘与其所属的传动轴之间设有径向承载 的滑动轴承或滚动轴承。
所述的智能加压无级变速器， 至少一对锥盘中， 两个锥盘以球键， 或花键， 或其他能保 证此两个锥盘可以相对轴向移动， 不能相对转动的方式连接。
所述的智能加压无级变速器， 至少一对锥盘中的一个锥盘背面由弹簧轴向压 紧， 弹簧的 另一端通过推力轴承， 或其他不能相对轴向移动、 可以相对转动的方式连接于其所属的传动 轴上， 将这对锥盘和其间夹持的挠性传动元件相互压 紧。 所述的智能加压无级变速器， 每对锥盘中， 或两个盘都为锥盘， 或其中一个为锥盘， 另 一个为平盘。
所述的智能加压无级变速器， 挠性传动元件为无级变速器用推力钢带， 或无级变速器用 金属带， 或链， 或 V型带， 或其他闭环挠性元件。
所述的智能加压无级变速器， 一根传动轴上的与此轴之间相互轴向移动的锥 盘背面设置 有螺旋机构， 或其他能驱动此锥盘在此传动轴上轴向运动或 复合有相对转动的轴向运动的机 构； 此螺旋机构的螺母与螺杆， 分别通过轴承与锥盘及传动轴相连接。
所述的智能加压无级变速器， 背面连接有螺旋机构的锥盘， 与其所属传动轴以滑动螺旋 传动方式或滚动螺旋传动方式互相连接， 其相对的锥盘与所属传动轴以推力轴承， 或其他能 保证此锥盘和其所属的传动轴可以相对转动， 不能轴向相对移动的方式连接；
或者， 此背面连接有螺旋机构的锥盘， 与其所属传动轴以球键、 或花键、 或其他可以相 互轴向移动但不能相对转动的方式连接， 其相对的锥盘与所属传动轴固连， 此时此背面连接 有螺旋机构的锥盘背面连接有弹簧加压机构， 或没有加压机构。
所述的智能加压无级变速器， 无级变速器设有主动加压螺杆轴、 主动轴动锥盘、 主动轴 定锥盘、 主动锥盘加压机构、 从动加压螺杆轴、 从动轴动锥盘、 从动轴定锥盘、 从动锥盘加 压机构、 挠性传动元件， 主动加压螺杆轴上安装有一对锥面相对设置的 锥盘： 主动轴动锥盘 和主动轴定锥盘， 从动加压螺杆轴上安装有一对锥面相对设置的 锥盘： 从动轴定锥盘和从动 轴动锥盘； 主动加压螺杆轴和从动加压螺杆轴的定锥盘与 其所属的传动轴可以相对转动， 不 能轴向移动； 主动加压螺杆轴和从动加压螺杆轴的动锥盘与 其所属的传动轴可以相对转动和 轴向移动； 主动加压螺杆轴上的锥盘和从动加压螺杆轴上 的锥盘之间夹持挠性传动元件， 主 动加压螺杆轴和从动加压螺杆轴通过挠性传动 元件传动连接； 主动锥盘加压机构设有集成于 主动轴动锥盘上的主动锥盘加压螺母、 集成于主动加压螺杆轴上的主动锥盘加压螺杆 ； 主动 轴加压螺母套装于主动轴加压螺杆上， 主动锥盘加压螺杆与主动锥盘加压螺母通过螺 旋配合 安装； 主动轴定锥盘安装于主动加压螺杆轴上， 主动轴动锥盘与主动轴定锥盘之间通过球键 或花键连接； 主动锥盘加压螺杆与主动加压螺杆轴为一体， 主动锥盘加压螺母与主动轴动锥 盘一体； 主动轴动锥盘的背面设有电机驱动调速机构， 电机驱动调速机构为螺旋调速结构， 该机构设有调速螺母和调速螺杆， 调速螺杆与调速螺母通过螺旋配合安装， 调速螺杆通过轴 承连接至主动轴动锥盘， 调速螺母通过轴承安装于主动加压螺杆轴上， 电机驱动调速机构的 输出端调速螺杆与主动加压螺杆轴通过轴承连 接， 电机驱动调速机构的输入端与调速电机连 接； 从动锥盘加压机构设有集成于在从动轴动锥盘 上的从动锥盘加压螺母、 集成于从动加压 螺杆轴上的从动锥盘加压螺杆； 从动锥盘加压螺母套装于从动锥盘加压螺杆上 ， 从动锥盘加 压螺杆与从动锥盘加压螺母通过螺旋配合安装 ； 从动轴定锥盘安装于从动加压螺杆轴上， 从 动轴动锥盘与从动轴定锥盘之间通过球键或花 键连接； 从动锥盘加压螺杆与从动加压螺杆轴 为一体， 从动锥盘加压螺母与从动轴动锥盘一体； 从动轴动锥盘背面有压紧弹簧， 压紧弹簧 与从动加压螺杆轴的连接件通过轴承连接。
所述的智能加压无级变速器， 滚动螺旋中设有端面循环式反向器或镶块式反 向器或浮动 内循环式反向器； 或者， 螺旋滚道的长度大于滚动体的总长度与轴向移 动行程之和， 从而不 需要设置反向器。
本发明的有益效果是：
1、 本发明传动轴上的一个锥盘与传动轴之间以滑 动螺旋传动或滚动螺旋传动的方式连 接， 另一个锥盘和传动轴之间以推力轴承或其他能 保证锥盘和传动轴可以相对转动， 但不能 轴向相对移动的方式连接， 这两个锥盘间以球键或花键或其他能保证这两 个锥盘可以相对轴 向移动， 不能相对转动的方式连接。 当传动轴受到扭矩时， 通过螺旋或滚动螺旋连接将其上 的动锥盘压紧于挠性传动元件和另一与传动轴 无法轴向相对移动的锥盘， 从而获得锥盘间与 扭矩相适应的， 保证摩擦传动的压力。
2、本发明能够根据变速器承受的扭矩实时调 对锥盘的压力，在传递较小扭矩时， 降低 锥盘间加压压力，提高了无级变速器的系统效 率，降低了各部件的负载，提高了系统的寿命 。
3、本发明能够根据变速器承受的扭矩变化实 调整对锥盘的压力，在载荷突变时， 如路 面有沟坎， 突遇积水路面、 结冰路面等， 可以及时调整锥盘加压压力， 保证系统工作的可靠 性。
4、 本发明结构简单紧凑， 有效地减小了空间尺寸， 降低了成本。
附图说明：
图 1: 本发明智能加压无级变速器传动结构示意图。
图 2: 本发明智能加压无级变速器传动过程示意图。
图 3: 本发明智能加压无级变速器中的端面循环式反 向器的示意图。
图中， 1 电机驱动调速机构； 101—调速螺母； 102—调速螺杆； 2—带加压螺母的主动 轴动锥盘； 3 主动锥盘加压机构； 301—做在主动加压螺杆轴上的主动锥盘加压螺 杆； 302— 做在主动轴动锥盘上的主动锥盘加压螺母； 主动加压螺杆轴 （主动轴） ； 5—从动轴定锥 盘； 6—主动轴定锥盘； 7—挠性传动元件； 8—带加压螺母的从动轴动锥盘； 9一压紧弹簧； 10 球键； 11 从动锥盘加压机构； 12—从动加压螺杆轴 （从动轴） ； 111 做在从动加压 螺杆轴上的从动锥盘加压螺杆； 112—做在从动轴动锥盘上的从动锥盘加压螺母 ； 13—螺杆; H滚动体（钢球） ； 15—螺母； 16—端面循环式反向器； 17—滚道； 18—反向循环孔 I； 19- (端面循环式反向器中） 反向循环孔 II。
具体实施方式：
本发明智能加压无级变速器， 设有至少两根互相平行的传动轴， 其中两根传动轴上分别 各有一对锥盘， 锥盘间夹持有一个挠性传动元件， 至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传 动轴以螺旋或带有中间滚动体的螺旋互相连接 。 至少一对锥盘中的一个锥盘和其所属的传动 轴以推力轴承或其他能保证此锥盘和其所属的 传动轴可以相对转动， 不能轴向相对移动的方 式连接。 至少一对锥盘中， 两个锥盘以球键或花键或其他能保证此两个锥 盘可以相对轴向移 动，不能相对转动的方式连接。至少一对锥盘 中的一个锥盘以弹簧连接于其所属的传动轴上 ， 将这对锥盘和其间夹持的挠性传动元件相互压 紧。
如图 1-2所示， 本发明智能加压无级变速器， 主要包括： 电机驱动调速机构 1、 带加压 螺母的主动轴动锥盘 2、 主动锥盘加压机构 3、 主动加压螺杆轴 4、 从动轴定锥盘 5、 主动轴 定锥盘 6、 挠性传动元件 7、 带加压螺母的从动轴动锥盘 8、 压紧弹簧 9、 球键 10、 从动锥盘 加压机构 11、 从动加压螺杆轴 12等， 具体结构如下：
主动加压螺杆轴 4上安装有一对锥面相对设置的锥盘： 带加压螺母的主动轴动锥盘 2和 主动轴定锥盘 6， 从动加压螺杆轴 12上安装有一对锥面相对设置的锥盘： 从动轴定锥盘 5和 带加压螺母的从动轴动锥盘 8；主动加压螺杆轴 4上的锥盘和从动加压螺杆轴 12上的锥盘之 间夹持挠性传动元件 7， 通过挠性传动元件 7传动连接；
主动轴定锥盘 6与带加压螺母的主动轴动锥盘 2安装于主动加压螺杆轴 4上， 带加压螺 母的主动轴动锥盘 2套装于做在主动加压螺杆轴 4上的主动锥盘加压螺杆 301上； 带加压螺 母的主动轴动锥盘 2与主动轴定锥盘 6之间通过球键或花键连接， 能保证此两个锥盘可以相 对轴向移动， 不能相对转动， 主动轴定锥盘 6通过轴承安装于主动加压螺杆轴 4上， 带加压 螺母的主动轴动锥盘 2的背面设有电机驱动调速机构 1。
从动轴定锥盘 5与带加压螺母的从动轴动锥盘 8安装于从动加压螺杆轴 12上，带加压螺 母的从动轴动锥盘 8套装于做在从动加压螺杆轴 12上的从动锥盘加压螺杆 111上;从动轴定 锥盘 5和带加压螺母的从动轴动锥盘 8之间通过球键 10连接，能保证此两个锥盘可以相对轴 向移动， 不能相对转动， 从动轴定锥盘 5通过轴承安装于从动加压螺杆轴 12上，带加压螺母 的从动轴动锥盘 8的背面设有压紧弹簧 9。 本发明中， 无级变速器中的挠性传动元件 7可以采用闭环式挠性传动元件， 如： 中国实 用新型专利提及的： "一种摩擦片金属带式传动组件（公告号 CN2428624Y) "； 或者， 中国 实用新型专利提及的： "无级变速传动用干式复合型金属带组件（公 号 CN2662006Y) "。
本实施例中， 主动锥盘加压机构 3设有： 做在主动加压螺杆轴上的主动轴加压螺杆 301、 做在主动轴动锥盘上的主动轴加压螺母 302。 做在主动加压螺杆轴上的主动轴加压螺杆 301 与做在主动加压螺杆轴上的主动轴加压螺母 302通过螺旋配合， 做在主动加压螺杆轴上的主 动轴加压螺杆 301与主动加压螺杆轴 4做为一体，做在主动轴动锥盘上的主动轴加 螺母 302 与带加压螺母的主动轴动锥盘 2做为一体， 做在主动加压螺杆轴上的主动轴加压螺杆 301可 随主动加压螺杆轴 4一起转动， 同时推动带加压螺母的主动轴动锥盘 2， 保持主动加压螺杆 轴 4上带加压螺母的主动轴动锥盘 2、 主动轴定锥盘 6与金属带间的压力。
带加压螺母的主动轴动锥盘 2背面的电机驱动调速机构 1可以为螺旋调速结构， 该机构 设有调速螺母 101和调速螺杆 102， 调速螺杆 102—端与调速螺母 101通过滚动螺旋配合， 调速螺母 101与主动加压螺杆轴 4连接，调速螺杆 102与带加压螺母的主动轴动锥盘 2连接， 调速螺母 101与调速螺杆 102的相对运动改变主动轴动锥盘的运动方向和 速度。
电机驱动调速机构 1的输入端与调速电机连接， 电机驱动调速机构 1的输出端通过调速 螺杆 102与做在主动轴动锥盘上的主动轴加压螺母 302通过轴承连接， 以允许调速螺杆 102 和做在主动轴动锥盘上的主动轴加压螺母 302之间的相对转动。
本实施例中，从动锥盘加压机构 11设有：做在从动加压螺杆轴上的从动轴加压 杆 111、 做在从动轴动锥盘上的从动轴加压螺母 112， 做在从动加压螺杆轴上的从动轴加压螺杆 111 和做在从动轴动锥盘上的从动轴加压螺母 112通过螺旋连接。 做在从动轴动锥盘上的从动轴 加压螺母 112和从动加压螺杆轴 12—起转动， 同时推动带加压螺母的从动轴动锥盘 8， 保持 从动加压螺杆轴 12上带加压螺母的从动轴动锥盘 8、 从动轴定锥盘 5与金属带间的压力。
带加压螺母的从动轴动锥盘 8背面的压紧弹簧 9， 与做在从动加压螺杆轴上的从动轴加 压螺杆 111上的连接件通过轴承连接， 以允许压紧弹簧 9与做在从动加压螺杆轴上的从动轴 加压螺杆 111之间的相对转动。
如图 2所示， 本发明的工作过程如下：
发动机输出的动力直接传到主动加压螺杆轴 4上， 主动加压螺杆轴 4上的主动锥盘加压 机构 3驱动带加压螺母的主动轴动锥盘 2，与主动轴定锥盘 6共同压紧带动挠性传动元件 7， 同时挠性传动元件 7带动从动加压螺杆轴 12上的带加压螺母的从动轴动锥盘 8和从动轴定锥 盘 5， 从而使动力输出。 从动加压螺杆轴 12上的压紧弹簧 9与从动轴加压机构 11使从动加 压螺杆轴 12上的带加压螺母的从动轴动锥盘 8和从动轴定锥盘 5压紧挠性传动元件 7。 调速 电机通过电机驱动调速机构 1推动带加压螺母的主动轴动锥盘 2， 从而使挠性传动元件 7在 主动加压螺杆轴 4和从动加压螺杆轴 12上的工作半径产生变化， 实现无级变速。
如图 3所示， 本发明可采用在滚动螺旋部分设有端面循环式 反向器（又称端盖式循环反 向器）包括螺杆 13、滚动体（钢球） 14、 螺母 15、端面循环式反向器 16等， 螺杆 13外侧设 置两个端面循环式反向器 16，两个端面循环式反向器 16之间设置螺母 15，螺母 15中开有反 向循环孔 1 18， 端面循环式反向器 16中开有反向循环孔 II 19， 端面循环式反向器 16的反向 循环孔 II 19一端与螺母 15的反向循环孔 I 18相通，端面循环式反向器 16的反向循环孔 II 19 另一端与螺杆 13的滚道 17相通。工作时， 滚珠丝杠中的滚动体 14从滚道 17运动到螺杆 13 或螺母 15的端面后，进入到端面循环式反向器 16中，并改变运动方向进入螺母 15中的反向 循环孔 1 18， 回到滚道 17的另一端进入滚道 17， 完成循环动作。 本发明中， 端面循环式反 向器可以更有效地利用滚道有效长度，在减小 体积和重量的同时增加螺旋的承载能力和寿命 ， 端面循环还能减小运动时的噪音。 另外， 本发明中， 滚动螺旋部分的端面循环式反向器可以采用镶 块式反向器或浮动内循 环式反向器代替。 或者， 螺旋滚道的长度大于滚动体的总长度与轴向移 动行程之和， 从而不 需要设置反向器。
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