一種摩擦球功率分流無級變速器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無級變速器領域，具體是指一種摩擦球功率分流無級變速器。
【背景技術】
[0002]目前，無級變速器主要應用于車輛傳動領域，如金屬帶無級變速器，液壓機械無級變速器等，這些變速器大多結構復雜、成本較高，難以應用于小功率傳動場合，如小型加工中心、移動機器人等。
[0003]為此，Kim等人創造性地提出了一種面向小功率應用的摩擦球無級變速器(Kim J,Park F C,Park Y.Design and analysis of a spherical continuously variabletransmiss1n!!J].Journal of Mechanical Design，2002，124(I):21-29.)，該變速器通過改變摩檫球的旋轉軸線實現其傳動比的改變，結構簡單、操作方便，但因其主要依靠球面的單點摩檫傳遞功率，在運行中容易打滑，傳動效率不高，承載能力較為有限，從而限制了其應用范圍。
【發明內容】
[0004]為解決現有技術中存在的不足，本實用新型基于功率分流的原理，將摩擦球無級變速器作為差動行星齒輪功率分流系統中的調速單元，從而設計出一種承載能力相對較高且主要應用于小功率傳動場合的新型無級變速器，同時具有結構簡單、成本低廉、操作方便的特點。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0006]—種摩擦球功率分流無級變速器，包括輸入軸，輸入軸上依次固定有前錐齒輪和前齒輪;與前錐齒輪嚙合設有后錐齒輪，后錐齒輪的輸出軸為摩擦球輸入軸，摩擦球輸入軸的端部固定主動摩擦盤；
[0007]與上述的前齒輪配合嚙合有惰輪，與惰輪嚙合有后齒輪，后齒輪通過空心軸與行星齒輪的齒圈連接，行星輪固定于行星架上并分別與齒圈和太陽輪嚙合，輸出軸與行星架連接;太陽輪固定在太陽輪軸上，太陽輪軸穿過上述空心軸連接有從動摩擦盤；
[0008]還包括有摩擦球調速單元，所述的摩擦球調速單元包括一個摩擦球，上述的主動摩擦盤、從動摩擦盤分別與摩擦球摩擦接觸；
[0009]與摩擦球摩擦接觸還設有控制摩擦盤；
[0010]主動摩擦盤、從動摩擦盤、控制摩擦盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心；[0011 ]還包括有控制摩擦盤輔盤，所述的控制摩擦盤輔盤與上述控制摩擦盤共軸，且控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤的軸線在聯動機構作用下可繞摩擦球球心同步轉動，改變控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤的軸線繞摩擦球球心的轉角可改變摩擦球旋轉軸線方向，同步改變太陽輪軸轉速，可實現輸出軸的無級變速。
[0012]優選的，控制摩擦盤輔盤與控制摩擦盤聯動方式如下:控制摩擦盤固定在異形軸I上且可繞異形軸I自由旋轉，控制摩擦盤輔盤固定在異形軸Π上且可繞異形軸II自由旋轉，與異形軸1、異形軸Π上分別固定有控制盤前齒輪I和控制盤前齒輪Π，與控制盤前齒輪I和控制盤前齒輪Π分別嚙合有控制盤后齒輪I和控制盤后齒輪Π，控制盤后齒輪I和控制盤后齒輪π共軸且穿設有聯動軸。
[0013]優選的，還包括有主動摩擦盤輔盤，主動摩擦盤輔盤位于主動摩擦盤的對側，兩者共軸。
[0014]優選的，還包括有從動摩擦盤輔盤，從動摩擦盤輔盤位于從動摩擦盤的對側，兩者共軸。
[0015]優選的，摩擦球上、下兩側表面分別設有同軸的主動摩擦盤與主動摩擦盤輔盤;摩擦球左、右兩側表面分別設有同軸的從動摩擦盤輔盤與從動摩擦盤;摩擦球前、后兩側表面分別設有同軸的控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤;主動摩擦盤、主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤、從動摩擦盤輔盤、控制摩擦盤、控制摩擦盤輔盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心。
[0016]本實用新型所述變速器基于功率分流原理實現無級變速功能，本實用新型采用摩擦球作為調速單元。
[0017]摩擦球上、下兩側表面分別設有同軸的主動摩擦盤與主動摩擦盤輔盤;摩擦球左、右兩側表面分別設有同軸的從動摩擦盤輔盤與從動摩擦盤;摩擦球前、后兩側表面分別設有同軸的控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤。
[0018]主動摩擦盤、主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤、從動摩擦盤輔盤、控制摩擦盤、控制摩擦盤輔盤的軸線均以一定距離偏離摩擦球的球心。
[0019]控制摩擦盤輔盤除了控制功能外，另一個存在的必要性在于承載摩擦球，從而限制摩擦球的平移自由度；同時，既然控制摩擦盤輔盤必須存在，那么，它的軸線繞摩擦球球心的轉動就必須和控制摩擦盤同步，否則控制摩擦盤與控制摩擦盤輔盤無法在變速器調速過程中保持共軸，從而導致滑摩和不確定性運動。
[0020]而主動摩擦盤輔盤、從動摩擦盤輔盤的作用僅僅是承載摩擦球，從而限制摩擦球的平移自由度。
[0021]動力經輸入軸輸入本實用新型的變速器后，其功率分成兩部分進行傳遞:
[0022]一部分功率經由“定比支路”(即“輸入軸—前齒輪—惰輪—后齒輪—空心軸—齒圈”)進入行星齒輪的齒圈；
[0023]另一部分功率經由“調速支路”(即“輸入軸—前錐齒輪—后錐齒輪—摩擦球輸入軸—主動摩擦盤—摩擦球—從動摩擦盤—太陽輪軸—太陽輪”)進入行星齒輪的太陽輪。
[0024]上述的兩路功率于行星齒輪處進行匯合并經由行星架輸出至輸出軸。
[0025]由于“定比支路”傳動比固定，因此在不改變摩擦球調速單元摩擦球旋轉軸線的情況下，變速器一直維持定比輸出；而通過控制摩擦盤以及控制摩擦盤輔盤改變摩擦球調速單元中摩擦球的旋轉軸線，可實現“調速支路”主動摩擦盤與從動摩擦盤之間傳動比的連續改變，進而實現整個變速器傳動比的連續改變，即實現變速器的無級變速。
[0026]本實用新型可取得如下有益效果:
[0027]1、本實用新型采用摩擦球作為調速單元，摩擦球調速單元的傳動比范圍僅取決于主動摩擦盤與從動摩擦盤的實際動力半徑之比，與摩擦球直徑無關，故摩擦球可設計的足夠小，空間利用率尚;
[0028]2、現有的摩擦球無級變速器容易打滑、承載能力不高，而本實用新型通過功率分流，僅部分功率經由承載能力不高的摩擦球調速單元進行傳遞，從而提高整個變速器的承載能力；
[0029]3、調速方式更加新穎，通過轉動聯動軸調節摩擦球調速單元中摩擦球旋轉軸線的空間位置，可實現整個變速器的無級變速。
【附圖說明】
[0030]附圖1所示為摩擦球功率分流無級變速器傳動系統圖；
[0031 ]附圖2所示為摩擦球調速單元的控制機構示意圖；
[0032]附圖3所示為摩擦球調速單元的三維示意圖；
[0033]附圖4所示為摩擦球調速單元的零速輸出示意圖；
[0034]附圖5所示為摩擦球調速單元的正向輸出示意圖；
[0035]附圖6所示為摩擦球調速單元的反向輸出示意圖；
[0036]圖中標號名稱:1、輸入軸;2、前錐齒輪;3、前齒輪;4、惰輪;5、齒圈;6、行星輪;7、行星架;8、輸出軸;9、太陽輪；10、空心軸；11、后齒輪；12、太陽輪軸；13、摩擦球；14、主動摩擦盤輔盤；15、控制摩擦盤；16、控制盤后齒輪I; 17、從動摩擦盤輔盤；18、控制盤前齒輪I; 19、后錐齒輪;20、摩擦球輸入軸;21、主動摩擦盤;22、從動摩擦盤;23、異形軸I; 24、聯動軸;25、控制盤后齒輪II; 26、控制盤前齒輪II; 27、異形軸II; 28、控制摩擦盤輔盤;29、異形軸旋轉軸線;30、控制摩擦盤旋轉軸線;31、摩擦球旋轉軸線。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0038]如圖1至圖6所示，一種摩擦球功率分流無級變速器，它包括輸入軸I;前錐齒輪2;前齒輪3;惰輪4;齒圈5;行星輪6;行星架7;輸出軸8;太陽輪9;空心軸10;后齒輪11;太陽輪軸12;摩擦球13;主動摩擦盤輔盤14;控制摩擦盤15;控制盤后齒輪I 16;從動摩擦盤輔盤17；控制盤前齒輪I 18;后錐齒輪19;摩擦球輸入軸20;主動摩擦盤21;從動摩擦盤22;異形軸I 23;聯動軸24;控制盤后齒輪II 25;控制盤前齒