專利名稱：機械自控與手調限速的無級變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及牽引傳動裝置。
自控無級變速器是無級變速器的一個新的分枝，其控制有電氣式和機械式兩類。前者是通過一定的檢測系統(tǒng)將輸出的力信號或速度信號反饋給伺服電動機，由伺服電動機調節(jié)變速器的速度。后者是用彈簧與凸輪(或連桿)相結合的機構，由輸出件的力信號傳給彈簧，通過彈簧的位移及凸輪(或連桿)的導引，將調速元件調節(jié)到必要的位置上，從而得到所需的轉速。這些結構雖各有長處，但電氣自控較復雜、價高、體積較大，機械自控的凸輪式或連桿式結構也各有缺點，在電動機滿載恒功率輸出或非恒功率輸出時，由于自控機構作用在調速元件上的力無法集中在同一點上，因而避免不了調速元件可能產生的傾覆力矩。
本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足之處而向社會提供一個結構簡單、緊湊、使用安全可靠的彈簧、曲柄相結合的機械自控還與手調限速相結合的摩擦無級變速器。
本實用新型的技術方案是這樣解決的，機械自控調速機構的設計原理是調速環(huán)的圓周力引起彈簧的壓縮，而彈簧的壓縮又使調速環(huán)沿著曲柄端部的運動軌跡移動，適當選擇彈簧與曲柄(包括其半徑與中心位置)可以匹配出一組自控調速機構，即通過彈簧力、曲柄反作用力與調速環(huán)上的圓周力的平衡關系將摩擦副中的調速元件調節(jié)到相應于所需輸出轉矩的位置上，以達到按照輸出的力信號自動變速的目的。
手調限速機構的設計原理是通過手輪帶動蝸桿和齒條傳動，迫使調速環(huán)沿其圓周方向移動，而調速環(huán)的運動又受到曲柄端部運動軌跡的導引，使調速環(huán)軸向調節(jié)到所需的限速位置。
機械自控與手調限速的無級變速器由輸入軸、輸出軸、3K行星環(huán)錐式摩擦傳動機構、滾珠(或滾柱)式加壓機構、以彈簧力作“力封閉”的曲柄式自動調速機構和有蝸桿和齒條傳動的手調限速機構所構成。輸出軸與輸入軸采用球面自位滾動軸承支承的軸套軸結構的輸出軸又以齒輪聯(lián)軸節(jié)與后續(xù)減速器相聯(lián)接以降低輸出軸的轉速。
按照本實用新型設計的機械自控與手調限速的無級變速器，通過合適的設計，可以使曲柄與彈簧相結合的調速機構能通過彈簧力、曲柄反作用力與調速環(huán)上的圓周力的平衡關系將調速元件調節(jié)到所需輸出轉矩的位置上，以達到按照輸出的力信號自動變速的目的，使作用在調速元件上的力基本上作用在同一點上，避免了調速元件可能產生的傾覆力矩，該結構簡單、工作安全可靠。同時，輸出軸與輸入軸采用球面自位滾動軸承支承的軸套軸結構，使兩軸之間的同心度要求大大減小，從而達到軸向尺寸緊湊，加工難度降低。
本實用新型有下列附圖。


圖1為本實用新型縱向剖視圖。
圖2為
圖1E－E和A－B－C相結合的橫向剖視圖。
圖3為圖2D－D剖視圖。
圖4為高速狀態(tài)調速機構工作原理圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為低速狀態(tài)調速機構工作原理圖。
圖7為圖6的俯視圖。
根據(jù)上述附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
參照
圖1～圖3，本實用新型以彈簧曲柄相結合的機構作力反饋的自控調速的無級變速器。支承主彈簧(10)兩端的球鉸座通過球鉸分別與調速塊(17)和箱體上的端蓋(27)相聯(lián)接，控制調速塊(17)的曲柄(11)通過另一端蓋與箱體相聯(lián)接。變速器的輸入軸(1)就是電動機的輸出軸，動力由輸入軸(1)經輸入輪(3)、行星錐輪組(4)、調速環(huán)(2)傳給輸出輪(5)，經加壓盤(6)與花鍵聯(lián)接傳到輸出軸(7)。調速環(huán)(2)、輸入輪(3)、輸出輪(5)與行星錐輪組(4)之間的各接觸面壓緊力由滾子加壓機構(8)提供。加壓機構(8)中的圓柱彈簧(9)用于提供預壓力。工作時，根據(jù)自動調速原理(見圖4～圖7)，調速環(huán)(2)的力矩T等于輸入軸(1)力矩與輸出軸(7)力矩之和，而調速環(huán)(2)上的圓周力Ft通過調速塊(17)導致主彈簧(10)的壓縮，調速環(huán)(2)的圓周力愈大，則該主彈簧(10)的壓縮愈大，調速環(huán)(2)就會沿著調速塊(17)與曲柄(11)的端部聯(lián)接點的運動軌跡移動。若不計摩擦力，則調速環(huán)(2)上的圓周力Ft、主彈簧(10)上的壓縮力FS和曲柄(11)端部的反作用力FC三力作用在調速塊(17)上達平衡。從調速環(huán)(2)的一系列軸向位置可以確定輸出軸(7)的一系列轉速，此時若調速環(huán)(2)上所需的一系列相應圓周力為Ft、根據(jù)先假定的曲柄(11)位置及上述的三力平衡關系可以分別求出主彈簧(10)上所受相應力的大小，若主彈簧(10)剛度已適當選擇好，則還可以分別求出主彈簧(10)被壓縮后的長度，這樣即可求得調速塊(17)與曲柄(11)聯(lián)接點所需的運動軌跡。在恒功率輸出的條件下這軌跡十分接近于一個圓弧。根據(jù)這一軌跡即可匹配出曲柄(11)半徑及中心位置?；蛩枰恼{速要求并非恒功率輸出，則只要調速塊(17)與曲柄(11)端部聯(lián)接點所需的運動軌跡亦接近于一圓弧，則亦可匹配出適當?shù)闹鲝椈?10)與曲柄(11)，使摩擦副中的調速元件調節(jié)到相應于所需輸出轉矩的位置上，以達到按照輸出的力信號自控變速的目的。主彈簧(10)的預緊可通過端蓋(27)的螺紋來調節(jié)。又由于曲柄(11)端部伸在調速塊(17)的孔內可上下滑動，使它處在同一水平面運動，故作用在調速塊(17)上的諸力基本上作用在同一點上，從而避免了調速元件可能產生的傾覆力矩。
本實用新型的手調限速機構(見圖2、圖3)，由手輪(12)帶動蝸桿傳動(13)和齒條傳動(14)通過限速塊(15)上的滾動軸承(16)迫使調速環(huán)(2)既作圓周運動又作軸向移動，這是因為調速環(huán)(2)的運動受到彈簧曲柄自控機構的約束。即調速環(huán)(2)下部的調速塊(17)在主彈簧(10)與曲柄(11)的導引下能使調速環(huán)(2)作軸向位移，從而達到輸出軸(7)的限速目的。
本實用新型的輸出軸(7)的支承采用軸套軸的結構(見
圖1)，其內支點采用球面自位滾動軸承(18)，它套在與輸入軸(1)相配合的套筒(19)內，而輸出軸(7)又直接用齒輪聯(lián)軸節(jié)(20)與行星齒輪減速器的輸入軸(21)聯(lián)接。由于齒輪聯(lián)軸節(jié)(20)允許浮動和輸出軸(7)的內支點軸承(18)有自位作用，故輸出軸(7)允許略有傾斜，使軸套軸結構之間的同心度要求可以大大減小，從而獲得了軸向尺寸十分緊湊的結構，并降低了成本。
圖1中還標出了行星錐保持架(22)、示油器(23)、調速環(huán)(2)的限位螺釘(24)、出油螺塞(25)和齒條導軌(26)。
本實用新型的自控調速只在一個方向起作用，這個方向由用戶自選，并能獨立起作用。而手調限速卻能在二個正反轉方向起限速作用，但必須與自控調速機構相結合才能起作用。
權利要求1.一種機械自控調速與手調限速相結合的摩擦無級變速器，由輸入軸(1)、輸出軸(7)、3K行星環(huán)錐式摩擦傳動機構、滾珠(或滾柱)式加壓機構(8)、以彈簧作“力封閉”的自動調速機構和有蝸桿與齒條傳動的手調限速機構所構成，其特征是a、所述的自動調速機構即在摩擦副的調速元件和變速器的箱體之間聯(lián)接了一個以彈簧作“力封閉”的曲柄機構，b、所述的有蝸桿與齒條傳動的手調限速機構采用限速塊(5)通過滾動軸承(16)來推動調速元件，而調速元件在曲柄機構的導引下進入到所需的限速位置，c、無級變速器的輸入軸(1)與輸出軸(7)的軸套軸結構中，兩軸之間采用球面自位滾動軸承(18)支承，輸出軸(7)又與下一級減速箱的輸入軸(21)用齒輪聯(lián)軸節(jié)(20)相聯(lián)。
2.如權利要求1所述的無級變速器，其特征是以彈簧作“力封閉”的曲柄機構由支承主彈簧(10)兩端的球鉸座通過球鉸分別與調速塊(17)和箱體上的端蓋(27)相聯(lián)，控制調速塊(17)的曲柄(11)通過另一端蓋與箱體相聯(lián)。
3.如權利要求1所述的無級變速器，其特征是彈簧曲柄機構中的主彈簧(10)的預緊力可借助端蓋(27)螺紋作適當?shù)恼{節(jié)。
4.如權利要求1所述的無級變速器，其特征是滾珠(或滾柱)式加壓機構(8)中的加壓盤(6)間用圓柱彈簧。
專利摘要機械自控與手調限速的無級變速器由輸入軸、輸出軸、3K行星環(huán)錐式摩擦傳動機構、滾珠(或滾柱)式加壓機構、以彈簧作“力封閉”的曲柄式自動調速機構和有蝸桿與齒條傳動的手調限速機構。這種無級變速器具有單向自控調節(jié)輸出轉速，并能雙向手調限速的功能。該結構簡單、合理、緊湊，最大輸出轉速低、工作安全可靠。
文檔編號F16H15/00GK2050505SQ8920630
公開日1990年1月3日 申請日期1989年4月20日 優(yōu)先權日1989年4月20日
發(fā)明者方怡 申請人:浙江省寧波市海洋漁業(yè)公司漁機廠