[发明专利]连续变速的机械传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有连续可变的传动比的机械传动装置。这是通过由一系列本发明公开的机械装置经适当组合而得到，即通过具有各种固定传动比的变速装置与分速器联用从而使变速器传输的功率减小到理想值。本发明公开了如何使用最少的元件达到这种效果，并且使能量尽可能直接从输入轴传输到输出轴，同时使传输到输出轴的转矩任何时间都不中断。

背景技术

当机械转动速度由恒定角速度ω1变为另一角速度ω2时，它们的比值被定义为齿轮传动比。变速装置，或连续变速传动，目的在于使传动比连续、逐渐地变化。

连续变速传动分为三大类：A)通过摩擦，转动由输入轴驱动，经过一个中间元件，直接驱动输出轴；这类传动有V型带变速器，环形变速器，锥形辊轴变速器等。B)把由输入轴传来的功率转化为另一种容易控制的动力，再把动力转化成输出轴的转动功率；包括流体静力学变化器，转矩变换器，一个作为发电机一个作为发动机的成对电机，把转动转化为摆动后再转化为转动的系统。C)由前述两种装置中的一个或多个不同装置结合而得到的系统。

A类装置的传动比从最小值连续渐进地变化到最大值，具有同样的记号，也就是说不能反向转动，因为在经过零传动比时，摩擦元件会在无效范围以无限牵引力驱动其中的一个轴；在摩擦元件滑动和装置停止运转时传动比达到一个近似的最小值。输出能量相对于由摩擦产生的齿轮传动能量而言要小。

B类装置如果正确地设计，能反向转动，其机械功率输出比齿轮传动小，这是因为能量由一种形式转化为另一种形式时会有损耗。

对于C类装置，即一种或多种不同装置与变速器的组合，其应用出于以下两个目的：获得这样一种装置：变速器可逆向旋转，但其起始旋转方向不能改变。功率分为两部分，一部分通过变速器传输，另一部分通过齿轮传输，从而得到一个更小的变速器和一个输出功率更大的装置。

所述装置可划分成两小类：一类是把变速器和一个或多个分速器进行简单组合，另一类是在外部增加一个变速杆以扩大装置的速度变化范围。

对仅由变速器和一个分速器组合得到的装置而言，已有数个专利公开了如何减小变速器所传输功率，如US1762199；这些装置被认为是“动力分离”。其他专利，如US 1833475，FR091705，US2745297，ES2142223发明了能逆向旋转的装置，这些装置被认为是“动力循环”。

各专利间彼此不同源自变速器和分速器种类的不同以及连接它们的传动不同。

不可能同时获得两种效果。能反转旋转方向的装置(“动力循环”)，其变速器传输的功率增大；而变速器传输功率减小的装置(“动力分离”)不能使旋转方向反转。

如现有专利所公开的装置，其传动比是通过变速器齿轮传动比的函数得到的：

τ＝a+b·r    r_min≤r≤r_max

或

τ=1a+b·rrmin≤r≤rmax]]>

其中：

τ是装置的总传动比，即输入轴角速度与输出轴角速度的比值。

r是变速器的传动比：其最小值rmin与最大值rmax相差10，变速器不逆向旋转时标记相同。

a和b为常数，其大小取决于齿轮固定传动比，分速器的性能及各部件相互连接的方式。

在这些条件下，变速器的传输功率是装置传动比的函数，如果常数a和b选定，此时功率达到最大值，r值可能是最小值从而：

对一个有A类变速器的装置：