锥轮活齿无级变速器的制作方法

1.本发明涉及变速器技术领域，具体涉及一种锥轮活齿无级变速器。


背景技术：

2.cvt无级变速器利用v形传动带作为挠性传动元件，v形传动带两端分别套在由两个锥盘组成的锥轮上，并绕过两个锥盘之间的楔形槽。由于锥轮的两个锥盘可沿轴向相对运动以改变楔形槽的宽度，从而使v形传动带相对于锥轮径向运动，改变了v形传动带绕过锥轮的有效半径，进而改变传动比，实现无级变速。因此，它的变速比是一系列连续的值，实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性。
3.然而，这一特定变速方式决定了，由于v形传动带受到的径向力无法消除，因此在一定的传动比下，v形传动带会在径向力的作用下产生一定的径向偏移，导致传动比发生改变，直接影响汽车的动力性和经济性。而锥盘可移动范围受限于楔形槽的宽度和v形传动带的宽度，为了在有限的锥盘可移动范围内充分调节传动比，这就需要v形传动带相对于锥轮有足够大的径向运动，这就使得楔形槽的楔形角θ(对应v形传动带的v形角)较小，则v形传动带在径向力的作用下产生较大的径向偏移，直接影响汽车的动力性和经济性，车辆油耗增加，且v形传动带磨损严重，配件寿命降低。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：如何在不降低传动比可调范围的前提下，消除或减小挠性传动元件的径向偏移，提高汽车的动力性和经济性以及配件寿命。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
6.本发明提供了一种锥轮活齿无级变速器，包括主动轴、从动轴、挠性传动元件和调速机构，所述主动轴上设有主动锥轮，所述从动轴上设有从动锥轮，所述挠性传动元件同时套接在主动锥轮和从动锥轮上；
7.所述主动锥轮和所述从动锥轮分别包括两个锥形端相对的锥盘，所述锥盘的锥形端沿周向为实体凸起部分和缺口部分交错分布，其中任意一个锥盘的实体凸起部分沿轴向插入相对的另一个锥盘的缺口部分并能沿轴向相对运动；所述调速机构能用于驱动锥盘沿自身轴向运动。
8.本发明的有益效果是：
9.本发明通过任意一个锥盘的实体凸起部分插入相对的另一个锥盘的缺口部分，使得一个锥盘的实体凸起部分可沿相对的另一个锥盘的缺口部分轴向运动，从而相对的两个锥盘有足够大的相对可移动距离，从而减小了锥轮中楔形槽的楔形角θ，消除或减小挠性传动元件的径向偏移，提高汽车的动力性和经济性以及配件寿命，且不降低传动比的可调范围；同时，降低了挠性传动元件的磨损，提高了配件寿命。
10.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
11.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分和相对的另一个锥盘的缺口部分沿周向的宽
度相同。
12.采用如上进一步方案，当实体凸起部分插入缺口部分时，两个锥盘的实体凸起部分断面相互接触，在两个锥盘的实体凸起部分外周交替与挠性传动元件接触的情况下，增加锥轮沿周向与挠性传动元件接触的面积，提高传动效率。此外，防止挠性传动元件嵌入两个锥盘的实体凸起部分断面之间的缺口间隙，保护挠性传动元件。
13.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分和自身的缺口部分沿周向的宽度相同。
14.采用如上进一步方案，两个锥盘的实体凸起部分宽度相同，使两个锥盘与挠性传动元件对称接触，传动平稳性好，元件寿命长。
15.进一步的，所述锥盘的大端设有大端圆盘，大端圆盘中部与其所在的主动轴或从动轴传动配合，所述实体凸起部分与大端圆盘端面一体连接。
16.采用如上进一步方案，大端圆盘可用于与其所在的轴传动配合，提高轮轴传动的可靠性。
17.进一步的，所述大端圆盘的中部还设有加强筒，加强筒的外周面与所述实体凸起部分的内周面接触。
18.采用如上进一步方案，对两个锥盘的相对轴向运动起到导向作用，可有效防止相对的两个锥盘的实体凸起部分产生相对径向的运动，防止挠性传动元件打滑，提高传动平稳性；加强筒还可以与锥盘的大端圆盘传动配合，保持任意时刻两个锥盘的旋转状态一致，减小机械抖动，提高驾驶平稳性。
19.进一步的，其中一个锥盘的大端圆盘和实体凸起部分均与加强筒固定连接，相对的另一个锥盘的大端圆盘和实体凸起部分均与加强筒滑动配合。
20.采用如上进一步方案，有利于使锥轮具有良好的刚性，并且保持加强筒相对于锥轮的位置稳定。
21.进一步的，所述锥盘的大端圆盘和实体凸起部分均与加强筒滑动配合的情况下，其大端圆盘与加强筒传动配合。
22.采用如上进一步方案，例如大端圆盘与加强筒通过键连接，只需要保持加强筒的键槽、传动键足够长，就可以使大端圆盘与加强筒相互带动旋转，保持任意时刻两个锥盘的旋转状态一致。
23.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分外周侧设有齿条结构，并通过齿条结构与挠性传动元件配合；齿条结构为斜齿条。
24.采用如上进一步方案，避免滑动，提高传动效率；利用斜齿条具有更高接触率的特点，使得齿条结构与挠性传动元件更好的配合，避免打滑。
25.进一步的，所述调速机构包括推力轴承和伸缩杆，推力轴承的一端面连接伸缩杆的移动端，另一端面连接在自身所在的主动锥轮或从动锥轮的锥盘端面；伸缩杆的固定端固定于锥轮活齿无级变速器的固定结构上。
26.采用如上进一步方案，调速时，通过伸缩杆驱动推力轴承、锥盘沿轴向移动，结构简单，操作方便；伸缩杆的固定端固定于锥轮活齿无级变速器的外壳上，推力轴承背离锥盘的一端不随着锥盘转动，从而避免伸缩杆承受弯矩。
27.进一步的，所述主动锥轮和所述从动锥轮分别包括定锥盘、动锥盘，定锥盘固定于其所在的主动轴或从动轴上，动锥盘可相对于其所在的主动轴或从动轴的轴向活动，所述
推力轴承的另一端面连接在自身所在的动锥盘的大端端面。
28.采用如上进一步方案，调速机构驱动动锥盘即可控制传动比，同时，主动锥轮的定锥盘和动锥盘相对于从动锥轮的定锥盘和动锥盘沿轴向反向布置，使得调速时两个动锥盘始终沿同一方向运动，主动锥轮和从动锥轮的楔形槽始终正对，避免调速时发生故障。
附图说明
29.图1为本发明的低速传动状态结构示意图。
30.图2为本发明的高速传动状态结构示意图。
31.图3为锥轮的锥盘的结构示意图。
32.图4为图3的左视图。
33.图5为图3的右视图。
34.图6为与图3-5的锥盘相对的另一锥盘的示意图。
35.附图中，各附图标记所代表的技术特征如下：
36.1-主动轴；2-从动轴；3-挠性传动元件；4-调速机构；5-主动锥轮；6-从动锥轮；7-实体凸起部分；8-缺口部分；9-齿条结构；10-大端圆盘；11-加强筒；12-推力轴承；13-伸缩杆；18-定锥盘；19-动锥盘；θ-楔形角。
具体实施方式
37.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
38.本发明参见图1-6。
39.实施例一，如图1-3所示：
40.本发明提供了一种锥轮活齿无级变速器，包括主动轴1、从动轴2、挠性传动元件3和调速机构4，所述主动轴1上设有主动锥轮5，所述从动轴2上设有从动锥轮6，所述挠性传动元件3同时套接在主动锥轮5和从动锥轮6上；
41.所述主动锥轮5和所述从动锥轮6分别包括两个锥形端相对的锥盘，所述锥盘的锥形端沿周向为实体凸起部分7和缺口部分8交错分布，其中任意一个锥盘的实体凸起部分7沿轴向插入相对的另一个锥盘的缺口部分8并能沿轴向相对运动；所述调速机构4能用于驱动锥盘19沿自身轴向运动。
42.原理：在主动轴1上，一个锥盘的实体凸起部分7插入相对的另一个锥盘的缺口部分8形成主动锥轮5；在从动轴2上，一个锥盘的实体凸起部分7插入相对的另一个锥盘的缺口部分8形成从动锥轮6。当调速机构4驱动两个相对的锥盘沿自身轴向相对运动时，例如，从图1至图2，主动锥轮5的两个锥盘相对靠近，与挠性传动元件3接触的有效半径增大，从动锥轮6的两个锥盘相对远离，与挠性传动元件3接触的有效半径减小，从低速传动状态(小轮带大轮)逐渐过渡到高速传动状态(大轮带小轮)，从而实现了无级变速。反之，从图2至图1的传动状态过渡原理相同。传动时，同一锥轮的两个锥盘的实体凸起部分7外周交替与挠性传动元件3接触，通过两个锥盘的实体凸起部分7外周与挠性传动元件3内周的配合相互带动；此时挠性传动元件3需要压紧锥轮周面，具体为，挠性传动元件3在某一实体凸起部分7位置处，一侧压紧实体凸起部分7外周，另一侧可少量嵌入另一锥盘的缺口部分8，起到防止
打滑的作用。
43.本发明通过任意一个锥盘的实体凸起部分7插入相对的另一个锥盘的缺口部分8，使得一个锥盘的实体凸起部分7可沿相对的另一个锥盘的缺口部分8轴向运动，从而相对的两个锥盘有足够大的相对可移动距离，从而减小了锥轮中楔形槽的楔形角θ，消除或减小挠性传动元件3的径向偏移，提高汽车的动力性和经济性以及配件寿命，且不降低传动比的可调范围；同时，降低了挠性传动元件3的磨损，提高了配件寿命。
44.实施例二：
45.在以上实施例中，还可做如下改进，如图3-6所示：
46.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分7和相对的另一个锥盘的缺口部分8沿周向的宽度相同。
47.采用如上进一步方案，当实体凸起部分7插入缺口部分8时，两个锥盘的实体凸起部分7断面相互接触，在两个锥盘的实体凸起部分7外周交替与挠性传动元件3接触的情况下，增加锥轮沿周向与挠性传动元件3接触的面积，提高传动效率。此外，防止挠性传动元件3嵌入两个锥盘的实体凸起部分7断面之间的缺口间隙，保护挠性传动元件3。
48.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分7和自身的缺口部分8沿周向的宽度相同。
49.采用如上进一步方案，两个锥盘的实体凸起部分7宽度相同，使两个锥盘与挠性传动元件3对称接触，传动平稳性好，元件寿命长。
50.进一步的，所述锥盘的大端设有大端圆盘10，大端圆盘10中部与其所在的主动轴1或从动轴2传动配合，所述实体凸起部分7与大端圆盘10端面一体连接。
51.采用如上进一步方案，大端圆盘10可用于与其所在的轴传动配合，提高轮轴传动的可靠性。
52.进一步的，所述大端圆盘10的中部还设有加强筒11，加强筒11的外周面与所述实体凸起部分7的内周面接触。
53.采用如上进一步方案，对两个锥盘的相对轴向运动起到导向作用，可有效防止相对的两个锥盘的实体凸起部分7产生相对径向的运动，防止挠性传动元件3打滑，提高传动平稳性；加强筒11还可以与锥盘的大端圆盘10传动配合，保持任意时刻两个锥盘的旋转状态一致，减小机械抖动，提高驾驶平稳性。
54.进一步的，其中一个锥盘的大端圆盘10和实体凸起部分7均与加强筒11固定连接，相对的另一个锥盘的大端圆盘10和实体凸起部分7均与加强筒11滑动配合。
55.采用如上进一步方案，有利于使锥轮具有良好的刚性，并且保持加强筒11相对于锥轮的位置稳定。
56.进一步的，所述锥盘的大端圆盘10和实体凸起部分7均与加强筒11滑动配合的情况下，其大端圆盘10与加强筒11传动配合。
57.采用如上进一步方案，例如大端圆盘10与加强筒11通过键连接，只需要保持加强筒11的键槽、传动键足够长，就既可以使大端圆盘10与加强筒11滑动配合，又可以使大端圆盘10与加强筒11相互传动旋转，保持任意时刻两个锥盘的旋转状态一致。而两个锥盘的相对轴向位置是被调速机构4控制的，因此不会出现既能滑动又能传动带来的零件窜动问题。
58.进一步的，所述锥盘的实体凸起部分7外周侧设有齿条结构9，并通过齿条结构9与挠性传动元件3配合；齿条结构9为斜齿条。
59.采用如上进一步方案，避免滑动，提高传动效率；利用斜齿条具有更高接触率的特点，使得齿条结构9与挠性传动元件3更好的配合，避免打滑。
60.进一步的，所述调速机构4包括推力轴承12和伸缩杆13，推力轴承12的一端面连接伸缩杆13的移动端，另一端面连接在自身所在的主动锥轮5或从动锥轮6的锥盘端面；伸缩杆13的固定端固定于锥轮活齿无级变速器的固定结构上。
61.采用如上进一步方案，调速时，通过伸缩杆13驱动推力轴承12、锥盘沿轴向移动，结构简单，操作方便；伸缩杆13的固定端固定于锥轮活齿无级变速器的外壳上，推力轴承12背离锥盘的一端不随着锥盘转动，从而避免伸缩杆13承受弯矩。
62.进一步的，所述主动锥轮5和所述从动锥轮6分别包括定锥盘18、动锥盘19，定锥盘18固定于其所在的主动轴1或从动轴2上，动锥盘19可相对于其所在的主动轴1或从动轴2的轴向活动，所述推力轴承12的另一端面连接在自身所在的动锥盘19的大端端面。
63.注：前文“大端圆盘10、加强筒11”等技术特征是对锥盘构造的改进；而此处“定锥盘、动锥盘”用于指代是否和调速机构(4)有关联，能被调速机构(4)驱动的，也就成了动锥盘，否则是定锥盘，所以这里描述的不是锥盘的结构，而是哪个锥盘被调速机构(4)驱动；且主动锥轮5的定锥盘18和动锥盘19相对于从动锥轮6的定锥盘18和动锥盘19沿轴向反向布置。
64.采用如上进一步方案，调速机构4驱动动锥盘19即可控制传动比，同时，主动锥轮5的定锥盘18和动锥盘19相对于从动锥轮6的定锥盘18和动锥盘19沿轴向反向布置，使得调速时两个动锥盘19始终沿同一方向运动，主动锥轮5和从动锥轮6的楔形槽始终正对，避免调速时发生故障。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，如果出现了指示方位、方向或位置关系的描述用语，例如：“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，在本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便理解本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的部分、元件或整体必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.此外，如果出现了次序描述用语，例如：“第一”、“第二”等，在本说明书中的用途是为了便于理解或简化描述，例如，为了区分多个具有相同类型或功能的技术特征，而又不得不单独提及时，本说明书可能采用前缀或后缀次序描述用语的方式将其区分。因此，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
67.在本发明中，如果采用了结构相对作用关系描述用语，例如：“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义的理解。例如，“安装”、“相连”、“连接”等，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；“固定”可以是形成一体的固定，也可以是通过紧固件可拆卸的固定；可以是直接固定，也可以是通过中间媒介固定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本发明中的具体含义。
68.在本发明中，如果出现了含有附属或连接含义的描述用语，例如，第一特征在第二特征“上”或“下，除非另有明确的规定和限定，否则不应做限定性的理解，例如，“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，也可以是第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本发明中的具体含义。
69.进而，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述，并不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例、示例以及不同实施例、示例的特征进行结合和组合，这些结合或组合都应归入本发明所概括的范围之内。
71.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在其公开渠道可以获得的信息范围内，结合本技术文件所给出的技术启示，可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种锥轮活齿无级变速器，其特征在于：包括主动轴(1)、从动轴(2)、挠性传动元件(3)和调速机构(4)，所述主动轴(1)上设有主动锥轮(5)，所述从动轴(2)上设有从动锥轮(6)，所述挠性传动元件(3)同时套接在主动锥轮(5)和从动锥轮(6)上；所述主动锥轮(5)和所述从动锥轮(6)分别包括两个锥形端相对的锥盘，所述锥盘的锥形端沿周向为实体凸起部分(7)和缺口部分(8)交错分布，其中任意一个锥盘的实体凸起部分(7)沿轴向插入相对的另一个锥盘的缺口部分(8)并能沿轴向相对运动；所述调速机构(4)能用于驱动锥盘(19)沿自身轴向运动。2.根据权利要求1所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述锥盘的实体凸起部分(7)和相对的另一个锥盘的缺口部分(8)沿周向的宽度相同。3.根据权利要求2所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述锥盘的实体凸起部分(7)和自身的缺口部分(8)沿周向的宽度相同。4.根据权利要求1所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述锥盘的大端设有大端圆盘(10)，大端圆盘(10)中部与其所在的主动轴(1)或从动轴(2)传动配合，所述实体凸起部分(7)与大端圆盘(10)端面一体连接。5.根据权利要求4所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述大端圆盘(10)的中部还设有加强筒(11)，加强筒(11)的外周面与所述实体凸起部分(7)的内周面接触。6.根据权利要求5所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：其中一个锥盘的大端圆盘(10)和实体凸起部分(7)均与加强筒(11)固定连接，相对的另一个锥盘的大端圆盘(10)和实体凸起部分(7)均与加强筒(11)滑动配合。7.根据权利要求6所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述锥盘的大端圆盘(10)和实体凸起部分(7)均与加强筒(11)滑动配合的情况下，其大端圆盘(10)与加强筒(11)传动配合。8.根据权利要求1所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述锥盘的实体凸起部分(7)外周侧设有齿条结构(9)，并通过齿条结构(9)与挠性传动元件(3)配合；齿条结构(9)为斜齿条。9.根据权利要求1所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述调速机构(4)包括推力轴承(12)和伸缩杆(13)，推力轴承(12)的一端面连接伸缩杆(13)的移动端，另一端面连接在自身所在的主动锥轮(5)或从动锥轮(6)的锥盘端面；伸缩杆(13)的固定端固定于锥轮活齿无级变速器的固定结构上。10.根据权利要求9所述的锥轮活齿无级变速器，其特征在于：所述主动锥轮(5)和所述从动锥轮(6)分别包括定锥盘(18)、动锥盘(19)，定锥盘(18)固定于其所在的主动轴(1)或从动轴(2)上，动锥盘(19)可相对于其所在的主动轴(1)或从动轴(2)的轴向活动，所述推力轴承(12)的另一端面连接在自身所在的动锥盘(19)的大端端面；且主动锥轮(5)的定锥盘(18)和动锥盘(19)相对于从动锥轮(6)的定锥盘(18)和动锥盘(19)沿轴向反向布置。

技术总结
本发明提供了一种锥轮活齿无级变速器，包括主动轴、从动轴、挠性传动元件和调速机构，主动轴上设有主动锥轮，从动轴上设有从动锥轮，挠性传动元件同时套接在主动锥轮和从动锥轮上；主动锥轮和从动锥轮分别包括两个锥形端相对的锥盘，锥盘的锥形端沿周向为实体凸起部分和缺口部分交错分布，其中任意一个锥盘的实体凸起部分沿轴向插入相对的另一个锥盘的缺口部分；调速机构能用于驱动锥盘沿自身轴向运动。本发明的锥盘的实体凸起部分可沿相对的另一个锥盘的缺口部分轴向运动，从而相对的两个锥盘有足够大的相对可移动距离，从而减小了锥轮中楔形槽的楔形角，消除或减小挠性传动元件的径向偏移，不降低传动比的可调范围。不降低传动比的可调范围。不降低传动比的可调范围。


技术研发人员：邹振康
受保护的技术使用者：邹振康
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/31