一種無級變速動力軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
[0002]本發(fā)明涉及機械傳動領(lǐng)域，具體是一種帶有離合功能的無級變速動力軸承。
【背景技術(shù)】
[0003]目前工業(yè)上用的變速器大部分是速比固定的變速器；汽車上大部分配備的有檔自動變速器(AT)，傳動效率低、制作復雜、成本高；現(xiàn)有的無極變速器(CVT)的主、從動輪靠摩擦來傳遞動力，這種傳遞方式不能實現(xiàn)大扭矩動力傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無級變速動力軸承，能使軸承在轉(zhuǎn)動過程中把軸承內(nèi)圈的動力異步傳遞到軸承外圈，通過高壓油壓力的調(diào)節(jié)能實現(xiàn)無級變速。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種無級變速動力軸承，包括有軸承主動內(nèi)圈，軸承從動外圈和活齒總成；所述的軸承主動內(nèi)圈的外周設(shè)置有一圈活齒槽，所述的活齒總成一一嵌入對應(yīng)的活齒槽內(nèi)，且活齒槽底部與高壓進油口連通；所述的軸承從動外圈的內(nèi)周面為變徑面，且變徑面被均分成多個等分部，每個等分部的變徑大小和方向相等，所述的活齒總成的外端部與變徑面貼合。
[0006]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無級變速動力軸承，所述的活齒總成的每個活齒包括有活齒支稱體和連接于活齒支稱體外端的滾柱活齒，所述的活齒支稱體與活齒槽相對的側(cè)部開有多個槽口。
[0007]所述的無級變速動力軸承還包括有活齒變速系統(tǒng)；活齒變速系統(tǒng)包括有速比控制單元，分別與速比控制單元連接的高壓油泵、軸承從動外圈速度傳感器、速比給定信號輸入端、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端；所述的高壓油泵的高壓出油口與高壓進油口連通，所述的軸承從動外圈速度傳感器設(shè)置于軸承從動外圈上，且所述的速比給定信號輸入端、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端與系統(tǒng)控制中心連接。
[0008]所述的軸承從動外圈的外周面為動力輸出面，為齒牙、滾柱或圓周面形式。
[0009]所述的高壓進油口設(shè)置于軸承主動內(nèi)圈上，且軸承主動內(nèi)圈上設(shè)置有高壓油路，所述的高壓進油口通過高壓油路與活齒槽底部連通。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點:
本發(fā)明中的活齒總成與變徑面接觸，使得本發(fā)明的無級變速動力軸承能夠提供較大扭矩輸出；本發(fā)明中的變徑面的等分部為多個，每個等分部的變徑大小和方向相等，所以傳遞動力相對于圓心徑向平衡，沒有偏心力。
[0011]本發(fā)明能使軸承在轉(zhuǎn)動過程中把軸承內(nèi)圈的動力異步傳遞到軸承外圈，通過高壓油壓力的調(diào)節(jié)能實現(xiàn)無級變速，能實現(xiàn)高效率、大扭矩、無級變速傳動，同時具有徑向動力平衡、噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，制造成本低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明活齒總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明活齒變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4本發(fā)明旋轉(zhuǎn)做功的受力分析圖。
[0016]圖5本發(fā)明活齒總成與變徑面部分受力分析圖，其中，21表示活齒在A弧段與變徑面接觸點的弧面切線21，22表示弧面切線21的垂直線，23表示活齒在A弧段與變徑面接觸點到軸承主動內(nèi)圈I圓心的連線。
[0017]圖6是本發(fā)明變速控制運算流程框圖。
【具體實施方式】
[0018]見圖1，一種無級變速動力軸承，包括有軸承主動內(nèi)圈1，軸承從動外圈2、活齒總成3和活齒變速系統(tǒng)；軸承主動內(nèi)圈I的外周設(shè)置有一圈活齒槽4，活齒總成3—一嵌入對應(yīng)的活齒槽4內(nèi)，且活齒槽4底部與軸承主動內(nèi)圈上的高壓進油口 5通過高壓油路6連通；軸承從動外圈2的內(nèi)周面為變徑面7，外周面為動力輸出面8，為齒牙、滾柱或圓周面形式，且變徑面被均分成三個等分部，每個等分部的變徑大小和方向相等，活齒總成3的外端部與變徑面貼合。
[0019]見圖2，活齒總成3的每個活齒包括有活齒支稱體31和連接于活齒支稱體31外端的滾柱活齒32，活齒支稱體31與活齒槽4相對的側(cè)部均開有一列圓形槽口 33。
[0020]見圖3，活齒變速系統(tǒng)包括有速比控制單元61，分別與速比控制單元61連接的高壓油泵62、軸承從動外圈速度傳感器63、速比給定信號輸入端64、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端65 ;高壓油泵的高壓出油口 66與高壓進油口 5連通，速比控制單元61采集高壓油泵62的油壓信號，同時通過控制輸出端子向高壓油泵63輸出控制信號，控制高壓油的輸出壓力；軸承從動外圈速度傳感器63設(shè)置于軸承從動外圈2上，用于采集軸承從動外圈2的轉(zhuǎn)速信號；且速比給定信號輸入端64、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端65與系統(tǒng)控制中心67連接，用于獲取軸承主動內(nèi)圈I的轉(zhuǎn)速信號和軸承主動內(nèi)圈I與軸承從動外圈2的速比給定信號。
[0021]見圖4，A1、A2和A3弧段為變徑面離圓心的距離由大到小的弧段，所以是三個軸承主動內(nèi)圈I對軸承從動外圈2產(chǎn)生切向力的弧段；B1、B2和B3弧段為變徑離圓心的距離由小到大的弧段，是活齒長度的恢復弧度段，是軸承主動內(nèi)圈I對軸承從動外圈2不產(chǎn)生切向力的弧段。
[0022]見圖2和圖5，當無級變速動力軸承工作時，軸承主動內(nèi)圈I帶動活齒總成3逆時針旋轉(zhuǎn)，活齒總成3在活齒槽4底部高壓油的壓力作用下，壓緊變徑面。當活齒經(jīng)過的變徑面離圓心的距離由大到小變化時，活齒對變徑面產(chǎn)生垂直于切面的作用力FB，即活齒底部的高壓油壓力FB，F(xiàn)B的大小為FB對軸承主動內(nèi)圈I徑向方向上的分解力FC和軸承主動內(nèi)圈I的轉(zhuǎn)矩力產(chǎn)生的切向力FA的合力；變徑面同時對活齒總成產(chǎn)生的反作用力為FB"，反作用力FB"與FB大小相等、方向相反；當變徑面離圓心的距離由小到大時，活齒在離心力和液壓油的作用下向外伸展、恢復在變徑面內(nèi)的最大長度，由于弧道面背向旋轉(zhuǎn)方向，活齒對變徑面不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)切向力；當變徑面離圓心的距離不變時，活齒在變徑面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動；活齒在A弧段與變徑面接觸點的弧面切線21與接觸點到軸承主動內(nèi)圈I圓心的連線23有一夾角90° +α，調(diào)整活齒槽偏移角α，使活齒通過A段區(qū)只承受弧面垂直作用力，不承受切向力，減少活齒在活齒槽內(nèi)移動時對側(cè)壁的硬力。
[0023]見圖4和圖5，主動內(nèi)圈I帶動活齒總成3逆時針旋轉(zhuǎn)時，活齒總成3通過三個弧段Α1、Α2、Α3對軸承從動外圈2施加旋轉(zhuǎn)圓弧切向推力FA’當這個切向推力FA大于軸承從動外圈2與纏繞于軸承從動外圈2載體之間傳動的靜摩擦力時，軸承從動外圈2逆時針旋轉(zhuǎn)；當軸承主動內(nèi)圈I轉(zhuǎn)動一圈對軸承從動外圈2做的功小于軸承從動外圈2轉(zhuǎn)動一圈做的功時，即軸承主動內(nèi)圈I的轉(zhuǎn)速N大于軸承從動外圈2的轉(zhuǎn)速M ;加大高壓油的壓力，軸承主動內(nèi)圈I對軸承從動外圈2產(chǎn)生的切向推力FA也伴隨加大，使得軸承主動內(nèi)圈I的轉(zhuǎn)速N與軸承從動外圈2的轉(zhuǎn)速M速度差變小，即傳動速比提高；當軸承主動內(nèi)圈I對軸承從動外圈2產(chǎn)生的切向推力FA小于或等于軸承從動外圈2與纏繞于軸承從動外圈2載體之間傳動的靜摩擦力時，軸承從動外圈2靜止，軸承主動內(nèi)圈I在軸承從動外圈2內(nèi)空轉(zhuǎn)；
三個等分部弧面形狀一致，所以切向推力FA也一致，軸承的徑向力平衡。
[0024]見圖6，變速控制運算流程框圖，71為變換速率計算器，計算出軸承主動內(nèi)圈I與軸承從動外圈2的實際變換速率ES，72為速率誤差比較器，計算出實際變換速率ES與系統(tǒng)給定的變換速率RP的誤差值ER，再通過計算控制器73計算出需要對高壓油泵63所需的控制輸出信號值DO，使油泵輸出壓力調(diào)節(jié)到需要的傳動速比所需要的壓力。
【主權(quán)項】
1.一種無級變速動力軸承，其特征在于:包括有軸承主動內(nèi)圈，軸承從動外圈和活齒總成；所述的軸承主動內(nèi)圈的外周設(shè)置有一圈活齒槽，所述的活齒總成一一嵌入對應(yīng)的活齒槽內(nèi)，且活齒槽底部與高壓進油口連通；所述的軸承從動外圈的內(nèi)周面為變徑面，且變徑面被均分成多個等分部，每個等分部的變徑大小和方向相等，所述的活齒總成的外端部與變徑面貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無級變速動力軸承，其特征在于:所述的活齒總成的每個活齒包括有活齒支稱體和連接于活齒支稱體外端的滾柱活齒，所述的活齒支稱體與活齒槽相對的側(cè)部開有多個槽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無級變速動力軸承，其特征在于:所述的無級變速動力軸承還包括有活齒變速系統(tǒng)；活齒變速系統(tǒng)包括有速比控制單元，分別與速比控制單元連接的高壓油泵、軸承從動外圈速度傳感器、速比給定信號輸入端、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端；所述的高壓油泵的高壓出油口與高壓進油口連通，所述的軸承從動外圈速度傳感器設(shè)置于軸承從動外圈上，且所述的速比給定信號輸入端、軸承主動內(nèi)圈轉(zhuǎn)速信號輸入端與系統(tǒng)控制中心連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無級變速動力軸承，其特征在于:所述的軸承從動外圈的外周面為動力輸出面，為齒牙、滾柱或圓周面形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種無級變速動力軸承，其特征在于:所述的高壓進油口設(shè)置于軸承主動內(nèi)圈上，且軸承主動內(nèi)圈上設(shè)置有高壓油路，所述的高壓進油口通過高壓油路與活齒槽底部連通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無級變速動力軸承，包括有軸承主動內(nèi)圈，軸承從動外圈和活齒總成；軸承主動內(nèi)圈的外周設(shè)置有一圈活齒槽，活齒總成一一嵌入對應(yīng)的活齒槽內(nèi)，且活齒槽底部與高壓進油口連通；軸承從動外圈的內(nèi)周面為變徑面，且變徑面被均分成多個等分部，每個等分部的變徑大小和方向相等，活齒總成的外端部與變徑面貼合。本發(fā)明能使軸承在轉(zhuǎn)動過程中把軸承內(nèi)圈的動力異步傳遞到軸承外圈，通過高壓油壓力的調(diào)節(jié)能實現(xiàn)無級變速，能實現(xiàn)高效率、大扭矩、無級變速傳動，同時具有徑向動力平衡、噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，制造成本低的優(yōu)點。
【IPC分類】F16H15-36
【公開號】CN104864051
【申請?zhí)枴緾N201510156710
【發(fā)明人】袁廷華
【申請人】袁廷華
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月3日