專利名稱：多相短擺臂式機械無級變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種結構緊湊，操縱輕便精確，輸出轉速比大，功耗低的機械無級變速器。它不僅具有一般機械無級變速器的功能，而且具有能在開機時作動態調速，下限轉速輸出為零、上限轉速輸出高、制造成本低的特點，是一種應用廣泛的機械傳動裝置。
目前國內所使用的機械無級變速器，有P型齒鏈式，U34型古薩式及SPT型摩擦盤式等幾種，基本屬50年代的老式產品，體積笨重、結構復雜、功耗大、輸出上限轉速過低或下限轉速過高，輸出變速范圍小，輸出速度的精度和穩定度較差，制造成本較高，使用上不夠理想，其應用范圍受到一定限制。日本三木ス－ソ株式會社的一種機械無級變速器，其特性比國內老產品優越不少，但尚有其不足之處是雙側彎桿封閉式框架的調速系統，故其工藝性較差。同時這也限制了構件最合理尺寸的安排和各種提高其性能措施的采納，因此輸出功率和輸出上限轉速受到一定的限制，最大功率只能限制在較小功率的范圍之內，而其最高輸出轉速與輸入軸轉速之比也只能在14.5左右。
本實用新型的目的，是要提供一種多相短擺臂式機械無級變速器，有效地增大最高輸出轉速和輸入轉速的比值，提高了調速精度和輸出轉速的穩定性，同時又在較小體積和成本的條件下，取得了較高的輸出功率及轉矩。它保持了日本機械無級變速器的優點，取得了良好的綜合機械性能，達到最高輸出轉速和輸入軸轉速的比值為12.6，最大輸出功率為4～6KW。
本實用新型的目的是這樣實現的整機由輸入機構，輸出機構及箱體和調速系統組成。輸入機構是由多相偏心輪和偏心輪擺殼組成，多相偏心輪和輸入軸組成一體，由電動機帶動輸入機構的多相偏心輪，各偏心輪作偏心轉動，使松套在各偏心輪上的各偏心輪擺殼繞輸入軸軸心線按等偏心距e為半徑作圓周平移運動；同時，調速系統的蝸輪操縱控制著雙側直桿開口式框架上的橫梁小軸，橫梁小軸上松套著一組弧形壓桿，弧形壓桿可繞橫梁小軸擺動，其擺動端和偏心輪擺殼的下端活動鉚接。因偏心輪擺殼下端被弧形壓桿擺動端牽制，不能自由平移，只可隨壓桿繞橫梁小軸作圓周擺動，這就使輸入軸的旋轉運動轉換成偏心輪擺殼繞輸入軸線作偏心擺轉運動，其下端擺轉輸出幅度的大小，由弧形壓桿的不同位置來決定，轉動操縱手輪使蝸輪帶動雙側直桿開口式框架上的弧形壓桿達到所需位置，完成調速。從而獲得所需輸出轉速；輸出機構為同軸多相超越離合器機構，其相數與輸入機構上偏心輪數目相同，每相離合器擺殼下端與輸入機構對應的偏心輪擺殼下端用一根橫向拉桿的兩端分別活動鉚接相連，使偏心輪擺殼的擺轉運動傳遞給對應的離合器擺殼，使離合器擺殼繞輸出軸線來回擺動。根據超越離合器的單向傳輸功率特性，每相離合器擺殼的來回轉動使芯軸作單向間隙轉動。因輸入機構屬多相偏心輪與輸入軸相結合，每個偏心輪的偏心方向在安裝上保證等分一個圓周的相位差角度。故各偏心輪按相位差節拍依次交錯地對對應的離合器擺殼發生作用，依次牽動的結果使輸出軸產生連續穩定的轉動，輸出平滑的轉速，其轉速平穩性及最大輸出轉速與相數值成正比。各組成機構經有機組合后，固定在箱體機架上，成為一個整體。
本實用新型的具體結構由以下實例及其附圖給出。


如下圖1表示Ⅲ－Ⅲ剖視多相短擺臂式機械無級變速器結構截面圖。
圖2表示Ⅱ－Ⅱ剖視調速系統及操縱系統在機箱內截面圖。
圖3表示Ⅳ－Ⅳ剖視最大速度輸出時結構截面圖。
圖4表示Ⅴ－Ⅴ剖視零速度輸出時結構截面圖。
圖5表示Ⅰ－Ⅰ剖視操縱系統蝸輪蝸桿結構截面圖。
圖6表示雙側直桿開口式框架調速系統圖。
圖7表示超短臂凹沉接合面型的離合器擺殼結構圖圖8表示Ⅵ－Ⅵ剖視雙側直桿開口式框架的極限位置圖。
圖9表示說明書摘要附圖。
圖10表示雙側彎桿封閉式框架結構圖圖11表示長臂平面型離合器擺殼結構圖。
1－箱體，2－離合器擺殼，3－滾柱，4－壓力彈簧，5－放油塞，6－輸出軸，7－軸承蓋，8－橡膠油封，9－滾動軸承，10－隔套，11－離合器擺殼擋圈，12－滾柱隔離片，13－隔套，14－軸承蓋，15－橡膠油封，16－軸承蓋，17－滾動軸承，18－偏心輪擺殼擋圈，19－隔套，20－輸入軸，21－橫向拉桿，22－軸承蓋，23－滾動軸承，24－油窗，25－箱蓋，26－偏心輪，27－平鍵，28－偏心輪擺殼，29－弧形壓桿，30－通汽栓，31－緊固圈，32－速度刻度盤，33－速度指針固定螺絲，34－速度指針，35－蝸輪，36－操縱蝸輪箱，37－主操縱軸，38－滑動軸承，39－橡膠油封，40－主支架，41－操縱手輪，42－蝸桿，43－蝸桿軸承，44－內六角螺釘，45－鉚釘，46－滑動軸承，47－付操縱軸，48－付支架，49－錐銷，50－橫梁小軸，51－錐銷，52－內六角螺釘，53－透明有機玻璃窗，54－限位銷，55－鎖緊螺帽。
本實用新型的實施結合附圖1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，作進一步敘述本實用新型是針對現有技術進行改進而發明，其特征是對調速系統，采用了雙側直桿開口式框架結構，由橫梁小軸50、主支架40、付支架48、主操縱軸37、付操縱軸47互相剛性聯接。以動配合安裝在有散熱片的箱體1，箱蓋25的滑動軸承38，46內成為雙側直桿開口式框架的調速系統(圖6)，其優點是比日本的雙側彎桿封閉式框架結構(圖10)簡單，下端開口故在可利用空間不受限制的條件下，加長弧形壓桿29的擺臂長度，從而增加了偏心輪擺殼28的擺轉幅度，使輸出轉速上限大為提高，雙側直桿結構使桿系彎矩減小，為增加偏心輪相數M值及簡化工藝，降低成本，提供了有利條件，故實用新型的相數M值，由日本的四相增大到六相或更大值，提高了輸出轉速上限值及輸出功率，本實用新型對離合器擺殼2的結構進行了優化，由日本的長臂平面型(圖11)改為超短臂凹沉接合面型(圖7)，擺臂長度R≤0.65D(D為擺殼內徑)，凹沉面深度T＝橫向拉桿21的厚度＋橫向拉桿21厚度公差上限值＋0.1，超短臂結構使離合器擺殼的擺轉角度增加，提高了輸出轉速上限，凹沉接合面使各橫向拉桿21沉沒在對應離合器擺殼2的端面之內，使組合后的尺寸縮短。操縱系統采用了蝸輪蝸桿結構(圖5)；蝸桿42同操縱手輪41緊配合，經蝸桿軸承43同操縱蝸輪箱36動配合聯接。內六角螺釘44將操縱蝸輪箱36固定在箱蓋25上。蝸輪35、速度指針34同主操縱軸37緊配合。由操縱手輪41、蝸桿42、帶動蝸輪35，使速度指針34，隨動到速度刻度盤32、所示的對應速度值，完成調速功能。本實用新型的傳動機理是啟動后的電動機帶動輸入軸20及偏心輪26轉動，松套在偏心輪上的偏心輪擺殼28繞輸入軸20軸線按偏心距e為半徑作上下，左右圓周平移運動，由于各偏心輪擺殼28的下端與松套在橫梁小軸50上的對應弧形壓桿29的另一端活動鉚接，故偏心輪擺殼28下端受對應的弧形壓桿29牽制，在偏心輪擺殼28隨偏心輪26作圓周平移運動的同時，其下端則附加了一個跟隨弧形壓桿29繞橫梁小軸50的圓弧擺動，則兩種運動合成，使偏心輪擺殼28只能繞輸入軸20的軸線作偏心圓周擺轉運動。由于偏心輪擺殼28下端同弧形壓桿29的一端及橫向拉桿21的右端三體成組的活動鉚接，故其對應的橫向拉桿21被牽動而作相應的橫向擺動，又因橫向拉桿21的另一端與對應的離合器擺殼2的下端凹沉面處是活動鉚接，故離合器擺殼2受橫向拉桿21牽動，相應繞輸出軸6的軸線作左右同步擺動，每只離合器擺殼2是松套在輸出軸6的等分角棱面內的六只一組滾柱3上，各滾柱3受相應的壓力彈簧4壓向楔角尖端的方向。當離合器擺殼2下端被橫向拉桿21牽動，向右擺動時，則滾柱3被摩擦力(同壓力彈簧壓力方向相同)帶動而向楔角尖端方向滾動，使離合器擺殼2、滾柱3及輸出軸6的受壓棱面相互壓緊，輸出軸6被帶動而旋轉輸出功率，形成實程。反之離合器擺殼2的下端擺向左方時，滾柱3則滾向楔角角尖的相反方向，壓力彈簧4受壓縮，滾柱3則位于楔角純端，各壓緊面按間隙配合而松開，離合器擺殼2、滾柱3、輸出軸6的被壓棱面之間相互打滑，功率不能傳給輸出軸6，形成空程無功率輸出。因輸入軸20裝有M＝6相偏心輪26，安裝時各偏心輪26的偏心方向保持相位差60°。當輸入軸20在電動機帶動下，則各偏心輪按相位差依次作用，使一半的離合器擺殼2處在實程有功率輸出狀態，而其它一半離合器擺殼2則處在空程無功率輸出狀態，在各離合器擺殼的綜合連續交替作用下，結果每瞬間都有一半數的離合器擺殼2使輸出軸6連續不斷地輸出功率，相數M越大，或者每相成組滾柱3的個數N值越大，都使以扭矩和轉速形式輸出的功率增大，其機械特性也越好。輸出軸6輸出的轉速大小取決于橫梁小軸50所在的

弧線上的定點位置，此位置由調速系統控制，調速時，轉動操縱手輪41，則蝸桿42帶動蝸輪35，使主操縱軸37轉動，帶動雙側直桿開口式框架的橫梁小軸50隨開口式框架繞主付操縱軸37，47的軸線轉動，限位銷54限制橫梁小軸50，使不超越

極限，并有速度刻度盤32及速度指針34指示所調定的轉速值，當所選速度調定后，由鎖緊螺帽55鎖定調速機構，調速時應預先松開鎖緊螺帽55。當橫梁小軸50調定在

的X點時，此點屬偏心輪擺殼28擺轉運動的擺幅最大點，通過橫向拉桿21的傳遞使輸出軸6輸出的轉速值亦最大，即為輸出轉速之上限。本實用新型的最大輸出轉速值等于1／2.6電機的輸入轉速。反之當橫梁小軸50調定在

的Y點時，即橫梁小軸50及主付操縱軸37，47以及離合器擺殼下端鉚接點的各軸線位于同一水平線時，則弧形壓桿29只能繞橫梁小軸50作上下垂直擺動，使偏心輪擺殼28下端鉚鉸點不產生左右橫向擺動，其橫向擺幅分量為零，即輸出軸6的輸出轉速為零。當橫梁小軸50被調定在

上任一位置時，則可得到速度指針34與速度刻度盤32對應值的任一轉速輸出值，從而達到無級調速之要求。
由于本實用新型整機結構簡單、尺寸緊湊，故箱體尺寸相對小的情況下，輸出功率較大，為了滿足工作時熱平衡條件，在箱體兩端面設置了足夠的散熱片。本實用新型輸出轉速上限值高，輸出轉速比范圍大，機械傳輸性能好，功耗低。外形美觀，加工制造方便，用材普通，盡量采用標準件，故其制造成本低，根據已制樣品核算可知，其成本只為市場同等功率產品成本的2／3左右，亦可在開機或停機時，任意調速，故更適用于調速頻繁的機械設備，是一種高效的機械無級變速器。
權利要求1.本實用新型是由原日本三木ス-ソ株式會社的長擺臂平面型離合器擺殼，雙側彎桿封閉式框架調速系統的四相脈動機械無級變速器發展設計的多相短擺臂式機械無級變速器，其特征在于a)離合器擺殼2，由日本的長臂平面型改成超短臂凹沉接合面型，擺臂長度R≤0.65D(D為擺殼內徑)。b)離合器擺殼2的凹沉面深度T=橫向拉桿21的厚度+橫向拉桿21厚度公差上限值+0.1。c)操縱系統上采用了蝸輪蝸桿結構；蝸桿42同操縱手輪41緊配合，經蝸桿軸承43同操縱蝸輪箱36動配合聯接，內六角螺釘44將操縱蝸輪箱36固定在箱蓋25上，蝸輪35，速度指針34同主操縱軸37緊配合。d)由橫梁小軸50，主支架40，付支架48，主操縱軸37，付操縱軸47互相剛性聯接，以動配合安裝在有散熱片的箱體1，箱蓋25的滑動軸承38、46內成為雙側直桿開口式框架調速系統。
2.根據權利要求1所述的無級變速器，其特征在于與輸入軸20緊固配合的偏心輪26的相數值M≥6。
3.根據權利要求1所述的無級變速器，其特征在于每相成組滾柱3的個數值N≥6。
專利摘要多相短擺臂式機械無級變速器。本實用新型是一種結構新穎、使用可靠，可在運動中及靜態時靈活調速，大速比輸出的機械無級變速器。由輸入機構、輸出機構和調速系統及箱體組成。其特點是輸出上限速度高、下限速度為零、成本低、調速精確、輸出速度穩定及功耗低、機械特性好等。適用于所有要求無級調速的機械設備，在中小功率的機械設備中應用廣泛。
文檔編號F16H57/02GK2041379SQ88211808
公開日1989年7月19日 申請日期1988年5月23日 優先權日1988年5月23日
發明者方映江, 方林, 林偉芬 申請人:方映江, 方林, 林偉芬