專利名稱：無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及變速器，并且更具體地涉及無(wú)級(jí)變速器(CVT )。
背景技術(shù)：
已有獲得從輸入速度到輸出速度的連續(xù)可變比率的熟知的方法。 用于在CVT從輸出速度調(diào)節(jié)輸入速度的機(jī)構(gòu)稱為變換器(variator)。 在帶式CVT中，變換器由兩個(gè)可調(diào)節(jié)的帶輪組成，所述帶輪在帶輪 之間具有帶。在單腔環(huán)式CVT中的變換器具有兩個(gè)繞軸旋轉(zhuǎn)的部分 環(huán)形的變速器盤(pán)和兩個(gè)或多個(gè)盤(pán)形動(dòng)力滾子，所述盤(pán)形動(dòng)力滾子繞垂 直于軸的各自軸線旋轉(zhuǎn)并且被夾緊在輸入與輸出變速器盤(pán)之間。這里公開(kāi)的本發(fā)明的實(shí)施例是使用球形速度調(diào)節(jié)器(也稱為動(dòng)力 調(diào)節(jié)器、球、球形齒輪或滾子)的球式變換器，所述球形速度調(diào)節(jié)器 每個(gè)都具有可傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；調(diào)節(jié)器繞CVT的縱向軸線分布在一 平面中。滾子一側(cè)與輸入盤(pán)接觸，另一側(cè)與輸出盤(pán)接觸，輸入盤(pán)和輸 出盤(pán)中的一個(gè)或兩個(gè)都向滾子施加夾緊接觸力，用于轉(zhuǎn)矩的傳遞。輸 入盤(pán)以輸入轉(zhuǎn)速向滾子施加輸入轉(zhuǎn)矩。當(dāng)滾子繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 滾子將轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出盤(pán)。輸入速度與輸出速度的比是輸入和輸出盤(pán) 的接觸點(diǎn)到滾子的軸線的半徑的函數(shù)。通過(guò)相對(duì)于變換器的軸線傾斜 滾子的軸線調(diào)節(jié)速比。發(fā)明內(nèi)容一個(gè)實(shí)施例是CVT。該CVT包括中心軸和變換器。變換器包括 輸入盤(pán)、輸出盤(pán)、多個(gè)可傾斜的球-腿組件和惰輪組件。輸入盤(pán)繞中心 軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝。所述多個(gè)可傾斜的球-腿組件每個(gè)都包括球、軸和至 少兩個(gè)腿。球可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在軸上，并且接觸輸入盤(pán)和輸出盤(pán)。腿構(gòu) 造成控制球的傾斜。惰輪組件構(gòu)造成控制腿的徑向位置，以便由此控制球的傾斜。在一個(gè)實(shí)施例中，CVT適于在自行車中使用。在一個(gè)實(shí)施例中，變換器包括具有帶鍵結(jié)構(gòu)(spline)的孔的盤(pán)和 具有鍵配合部的驅(qū)動(dòng)件。驅(qū)動(dòng)件的鍵配合部聯(lián)接到盤(pán)的帶鍵結(jié)構(gòu)的孑L。在一個(gè)實(shí)施例中，換擋桿通過(guò)中心軸延伸并且連接到惰輪組件。 換擋桿致動(dòng)惰輪組件。在一個(gè)實(shí)施例中，凸輪加栽器定位成與輸入盤(pán)相鄰并且構(gòu)造成至 少部分地產(chǎn)生軸向力并傳遞轉(zhuǎn)矩。在一個(gè)實(shí)施例中，凸輪加栽器定位 成與輸出盤(pán)相鄰并且構(gòu)造成至少部分地產(chǎn)生軸向力并傳遞轉(zhuǎn)矩。而在 其它實(shí)施例中，與輸入盤(pán)和輸出盤(pán)相鄰地定位有凸輪加載器；凸輪加 載器構(gòu)造成至少部分地產(chǎn)生軸向力并傳遞轉(zhuǎn)矩。另一個(gè)實(shí)施例是用于支承并分離CVT的籠的間隔件，該CVT具 有至少部分地圍繞變換器的輪轂殼。該間隔件包括刮擦件，該刮擦件 構(gòu)造成從輪轂殼的表面刮掉潤(rùn)滑劑并向變換器的內(nèi)側(cè)導(dǎo)向潤(rùn)滑劑。在 一個(gè)實(shí)施例中，間隔件包括構(gòu)造成導(dǎo)向潤(rùn)滑劑的流動(dòng)的通道。本發(fā)明的另一個(gè)方面是關(guān)于用于CVT的轉(zhuǎn)矩盤(pán)。該轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 繞其中心軸線的帶鍵結(jié)構(gòu)的孔、形成在盤(pán)中用于接收軸承的座圏的環(huán)形凹槽和用于支承扭簧的升高的表面。本發(fā)明的另一個(gè)特征涉及用于支承CVT的某些部件的軸。在某 些實(shí)施例中，該軸具有帶鍵結(jié)構(gòu)的凸緣、從軸的一個(gè)端部橫跨到超過(guò) 軸的中間的點(diǎn)的中心孔和用于附裝到CVT的各種部件上的一個(gè)或多 個(gè)凸緣。在一個(gè)實(shí)施例中，軸上的凸緣適于聯(lián)接到CVT的定子上。本發(fā)明的CVT的另一個(gè)方面涉及軸向力產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有 聯(lián)接到CVT的轉(zhuǎn)矩盤(pán)和輸入盤(pán)的扭簧。軸向力產(chǎn)生系統(tǒng)還可包括具 有用于激勵(lì)滾子的斜坡的一個(gè)或多個(gè)載荷凸輪盤(pán)，所述滾子優(yōu)選地位 于載荷凸輪盤(pán)與CVT的輸入盤(pán)和/或輸出盤(pán)之間。本發(fā)明的另一個(gè)特征涉及用于CVT的軸和軸-球組合件。在某些 實(shí)施例中，軸包括凸肩部分和腰部。該軸構(gòu)造成配合在CVT的牽引 滾子的中心孔中。在某些實(shí)施例中，在軸與球之間的軸承表面可以是 軸頸軸承、軸襯、巴氏合金襯套或軸本身。在其它實(shí)施例中，軸和球 使用帶保持架的軸承。
圖1是CVT的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；圖2是圖1的CVT的部分分解的橫截面圖；圖3是CVT的第二實(shí)施例的橫截面圖；圖4是圖3的CVT的部分分解的橫截面圖；圖5a是可在CVT中使用的帶鍵結(jié)構(gòu)的輸入盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的側(cè)視圖；圖5b是圖5a的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的前視圖；圖6a是可在CVT中使用的帶鍵結(jié)構(gòu)的輸入盤(pán)的側(cè)視圖；圖6b是圖6a的帶鍵結(jié)構(gòu)的輸入盤(pán)的前視圖；圖7示出可被CVT使用的凸輪滾子盤(pán)；圖8示出可被CVT使用的定子；圖9是可被CVT使用的刮擦隔離器的透視圖；圖IO是可在CVT中使用的換擋器組件的橫截面圖；圖11是用于在CVT中使用的球-腿組件的透視圖；圖12是可在球式CVT中使用的籠的透視圖；圖13是CVT的另一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；圖14是包括CVT的實(shí)施例的自行車輪轂的透視圖；圖15是包含在圖14的自行車輪轂中的CVT的實(shí)施例的各種組 件的頂部俯視視圖；圖16是圖15的CVT的某些組件的部分分解的透視圖；圖17是圖15的CVT的某些組件的俯視圖；圖18是沿圖17的組件的截面A-A的橫截面圖；圖19是可被圖15的CVT使用的換擋凸輪組件的一個(gè)實(shí)施例的 透視圖；圖20是圖19的換擋凸輪組件的俯視圖21是沿圖20的換擋凸輪組件的截面B-B的橫截面圖； 圖22是可被圖15的CVT使用的籠組件的透視圖； 圖23是圖22的籠組件的前視圖； 圖24是圖22的籠組件的右側(cè)視圖；圖25是用于圖15的CVT的某些軸向力產(chǎn)生部件的部分分解的 前視圖；圖26是沿圖25所示的CVT部件的截面C-C的橫截面圖； 圖27是可被圖15的CVT使用的配合輸入軸和轉(zhuǎn)矩盤(pán)的分解透 視圖；圖28是圖27的轉(zhuǎn)矩盤(pán)的透視圖；圖29是圖28的轉(zhuǎn)矩盤(pán)的左側(cè)視圖；圖30是圖28的轉(zhuǎn)矩盤(pán)的前視圖；圖31是圖28的轉(zhuǎn)矩盤(pán)的右側(cè)視圖；圖32是沿圖31的轉(zhuǎn)矩盤(pán)的截面D-D的橫截面圖；圖33是圖27的輸入軸的透視圖；圖34是圖33的輸入軸的左側(cè)視圖；圖35是圖33的輸入軸的俯視圖；圖36是可被圖15的CVT使用的載荷凸輪盤(pán)的透視圖； 圖37是可被圖15的CVT使用的球和軸組件的俯視圖； 圖38是沿圖37的球和軸組件的截面E-E的橫截面圖； 圖39是圖14的自行車輪轂的俯視圖；圖40是沿圖39的輪轂的截面F-F的橫截面圖，示出圖14的自行車輪轂和圖15的CVT的某些部件；圖41是可被圖15的CVT使用的主軸的透視圖；圖42是圖41的主軸的俯視圖；圖43是沿圖42的主軸的截面G-G的橫截面圖；圖44是可被圖14的自行車輪轂使用的CVT的替代實(shí)施例的的俯視圖；圖45是沿圖44的CVT的截面H-H的橫截面圖46是可被圖14的自行車輪轂使用的CVT的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
這里說(shuō)明的CVT實(shí)施例大致是美國(guó)專利第6,241,636號(hào)、第 6,419,608號(hào)和第6,689,012號(hào)中公開(kāi)的類型。這些專利中的每個(gè)的全 部公開(kāi)內(nèi)容都通過(guò)參考包含于此。圖1示出可改變輸入到輸出的速比的球式CVT100。 CVT 100具 有通過(guò)CVT 100的中心延伸并超過(guò)自行車的框架的兩個(gè)后端部 (dropouts) 10的中心軸105。每個(gè)都位于中心軸105的對(duì)應(yīng)的端部 處的第一蓋螺母106和第二蓋螺母107將中心軸105附裝到端部 (dropouts )。雖然該實(shí)施例說(shuō)明了用在自行車上的CVT 100，但CVT 100可應(yīng)用在使用變速器的任何設(shè)備上。為了說(shuō)明的目的，中心軸105 限定CVT的縱向軸線，該縱向軸線將用作用于說(shuō)明CVT的其它部件 的位置和運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)點(diǎn)。如在這里所使用的那樣，術(shù)語(yǔ)"軸向"、"軸 向地"、"橫向"、"橫向地"指的是與由中心軸105限定的縱向軸線同 軸或平行的位置或方向。術(shù)語(yǔ)"徑向"和"徑向地"指的是從縱向軸 線垂直地延伸的位置或方向。參照?qǐng)D1和圖2，中心軸105提供用于籠(cage)組件180、輸入 組件155和輸出組件160的徑向和橫向支承。在該實(shí)施例中，中心軸 105包括容納換擋桿112的孔199。如后文將說(shuō)明的，換擋桿112致動(dòng) CVT 100中的速比變化。CVT 100包括變換器140。該變換器140可以是適于改變輸入速 度到輸出速度的比的任何機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，變換器140包括輸 入盤(pán)110、輸出盤(pán)134、可傾斜的球-腿組件150和惰輪組件125。輸入 盤(pán)110可以是繞中心軸105可轉(zhuǎn)動(dòng)地并且同軸地安裝的盤(pán)。在輸入盤(pán) 110的徑向外邊緣處，盤(pán)以一角度延伸到一點(diǎn)，該盤(pán)在該點(diǎn)終止于接 觸面111。在某些實(shí)施例中，接觸面111可以是單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，例如附裝 到輸入盤(pán)110上的環(huán)，該輸入盤(pán)提供用于接觸面111的支承。接觸面 111可被螺紋配合或壓配合到輸入盤(pán)110中，或者該接觸面可被用任
何適當(dāng)?shù)木o固件或粘合劑附裝。輸出盤(pán)134可以是通過(guò)壓配合或其它方式附裝到輸出輪轂殼138 上的環(huán)。在某些實(shí)施例中，輸入盤(pán)110和輸出盤(pán)134具有支承結(jié)構(gòu)113， 該支承結(jié)構(gòu)從接觸面lll徑向地向外延伸，并提供結(jié)構(gòu)支承以提高徑 向剛度、抵抗在CVT 100的軸向力作用下的那些部件的柔度并且使軸 向力機(jī)構(gòu)殼徑向地向外移動(dòng)，由此減小CVT 100的長(zhǎng)度。輸入盤(pán)110 和輸出盤(pán)134殼具有油口 136、 135，以使變換器140中的潤(rùn)滑劑殼通 過(guò)CVT 100循環(huán)。在某些實(shí)施例中的輪轂殼138是可繞中心軸105轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形管。 輪轂殼138具有容納CVT100的大部分部件的內(nèi)側(cè)和適于連接到使用 該CVT的任何部件、設(shè)備或車輛的外側(cè)。這里，輪轂殼138的外側(cè) 構(gòu)造成應(yīng)用在自行車上。然而，CVT 100可被用在希望調(diào)節(jié)輸入和輸 出轉(zhuǎn)速的任何機(jī)器中。參照?qǐng)D1、 2、 lO和ll, CVT可包括球-腿組件150，該球-腿組件 用于將轉(zhuǎn)矩從輸入盤(pán)IIO傳遞到輸出盤(pán)134并改變輸入速度到輸出速 度的比。在某些實(shí)施例中，球-腿組件150包括球101、球軸102和腿 103。軸102可以是通過(guò)穿過(guò)球101的中心形成的孔延伸的大致圓柱形 的軸。在某些實(shí)施例中，軸102經(jīng)由使球101在軸102上對(duì)準(zhǔn)的滾針 或徑向軸承與球IOI中的孔的表面實(shí)現(xiàn)表面連接(interface)-軸102 延伸超過(guò)孔終止的球101的側(cè)面，以使/f吏腿103可在球101的位置上 致動(dòng)換擋。軸102在延伸超過(guò)球101的邊緣的位置處聯(lián)接到腿103的 徑向外端。腿103是使球軸102傾斜的徑向延伸部。軸102穿過(guò)形成在腿103的徑向外端中的孔。在某些實(shí)施例中， 腿103在用于使軸102穿過(guò)腿103的孔處具有倒角，減小了腿103的 側(cè)面與軸102之間的接觸部分處的應(yīng)力集中。該減小的應(yīng)力增大了球-腿組件150的能力以吸收換擋力和轉(zhuǎn)矩反作用力。腿103可通過(guò)諸如 e環(huán)(e-rings)的彈簧擋圏定位在軸102上，或者可被壓配合到軸102 中；然而，可使用軸102與腿103之間的任何其它類型的固定。球-腿組件150還可包括腿滾子151，所述腿滾子是附裝到球軸102的每
個(gè)端部的滾動(dòng)元件，并且當(dāng)軸102通過(guò)CVT 100的其它部件凈皮對(duì)準(zhǔn) (align)時(shí)提供軸102的滾動(dòng)接觸。在某些實(shí)施例中，腿103在徑向 內(nèi)端處具有凸輪輪152，以幫助控制腿103的徑向位置，該徑向位置 控制軸102的傾角。仍在其它實(shí)施例中，腿103聯(lián)接到定子輪1105(見(jiàn) 圖ll)，該定子輪使腿103可被導(dǎo)向并支承在定子800 (見(jiàn)圖8)中。 如圖ll所示，定子輪1105可相對(duì)于腿103的縱向軸線成一角度。在 某些實(shí)施例中，定子輪1105構(gòu)造成使其中心軸線與球101的中心相交。 仍參照?qǐng)D1、 2、 lO和ll，在各種實(shí)施例中，球101與軸102之 間的交界物(interface)可以是以下在其它實(shí)施例中所述的任何軸承。 然而，球101在其它實(shí)施例中固定到軸上，軸與球101—起轉(zhuǎn)動(dòng)。在 某些這種實(shí)施例中，軸承(未示出)定位在軸102與腿103之間，以 便使作用在軸102上的橫向力由腿103和/或籠(在以下各實(shí)施例中說(shuō) 明)抵抗。在某些這種實(shí)施例中，位于軸102與腿103之間的軸承是 徑向軸承(滾珠或滾針)、軸頸軸承或任何其它類型的軸承或適當(dāng)?shù)臋C(jī) 構(gòu)或部件。參照?qǐng)D1、 2、 3、 4和10,現(xiàn)在將說(shuō)明惰輪組件125。在某些實(shí)施 例中，惰輪組件125包括惰輪126、凸輪盤(pán)127和惰輪軸承129。惰輪 126是大致圓柱形管。惰輪126具有大致恒定的外徑；然而，在其它 實(shí)施例中，該外徑不是恒定的。該外徑可以在中心部分處比在端部處 小，或者可以在中心處較大而在端部處較小。在其它實(shí)施例中，外徑 在一個(gè)端部處比在另 一個(gè)端部處大，并且根據(jù)換擋速度和轉(zhuǎn)矩要求， 兩個(gè)端部之間的變化可以是線性的或非線性的。凸輪盤(pán)127定位在惰輪126的任意一端或兩端上，并且與凸輪輪 152相互作用以致動(dòng)腿103。凸輪盤(pán)127在所示實(shí)施例中是凸起的，但 可以是產(chǎn)生腿103的希望的運(yùn)動(dòng)的任何形狀。在某些實(shí)施例中，凸輪 盤(pán)127構(gòu)造成使其軸向位置控制腿103的徑向位置，該徑向位置控制 軸102的傾角。在某些實(shí)施例中，凸輪盤(pán)127的徑向內(nèi)徑軸向地向彼此延伸，以 將一個(gè)凸輪盤(pán)127附裝到另一個(gè)凸輪盤(pán)127上。這里， 一凸輪延伸部128繞中心軸105形成一圓筒。凸輪延伸部128從一個(gè)凸輪盤(pán)127延 伸到另一個(gè)凸輪盤(pán)127，并且通過(guò)彈簧擋圏、螺母或某種其它的適當(dāng) 的緊固件保持就位。在某些實(shí)施例中，凸輪盤(pán)127中的一個(gè)或兩個(gè)都 被螺紋固定到凸輪盤(pán)延伸部128上，以將所述凸輪盤(pán)固定就位。在所 示實(shí)施例中，凸輪盤(pán)127的凸曲線遠(yuǎn)離惰輪組件125的軸向中心軸向 地延伸到局部最大值，然后徑向地向外延伸，并且向惰輪組件125的 軸向中心軸向地向內(nèi)往回延伸。該凸輪輪廓減少了在惰輪組件125在 軸向極限處的換擋期間可能發(fā)生的約束(binding )。在圖l的實(shí)施例中，換擋桿112致動(dòng)CVT100的變速比切換。同 軸地定位在中心軸105的孔199內(nèi)側(cè)的換擋桿112是延長(zhǎng)桿，該延長(zhǎng) 桿具有帶螺紋的端部109，該帶螺紋的端部延伸出中心軸105的一側(cè) 并超過(guò)蓋螺母107。換擋桿112的另一端延伸到惰輪組件125中，換 擋桿在該位置處容納一換擋銷114,該換擋銷大致橫向地安裝在換擋 桿112中。換擋銷114與惰輪組件125接合，以便使換擋桿112可控 制惰輪組件125的軸向位置。導(dǎo)螺桿組件115控制換擋桿112在中心 軸105內(nèi)的軸向位置。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)螺桿組件115包括一換擋 致動(dòng)器117，該換擋致動(dòng)器可以是在其外徑上具有一套系繩槽(tether threads) 118的滑輪，該滑輪在其內(nèi)徑的部分上具有螺紋以與換擋桿 112接合。導(dǎo)螺桿組件115可通過(guò)任何部件被保持在其在中心軸105 上的軸向位置，并且在此通過(guò)滑輪卡環(huán)116保持就位。系繩槽118與 換擋繩(未示出)接合。在某些實(shí)施例中，換擋繩是標(biāo)準(zhǔn)的換擋索， 而在其它實(shí)施例中，換擋繩可以是能夠承受張力并由此轉(zhuǎn)動(dòng)換擋滑輪 117的任:何繩。參照?qǐng)D1和圖2，輸入組件155使轉(zhuǎn)矩可傳遞到變換器140中。 輸入組件155具有將來(lái)自鏈條(未示出)的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的鏈輪156。雖然這里使用鏈輪，但CVTIOO的其它實(shí)施例可使用例 如從皮帶接收運(yùn)動(dòng)的皮帶輪。鏈輪156將轉(zhuǎn)矩傳遞到軸向力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)， 該軸向力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在所示實(shí)施例中是將轉(zhuǎn)矩傳遞到輸入盤(pán)110的凸輪 加載器(cam loader) 154。凸輪加載器154包括凸輪盤(pán)157、承載盤(pán)(load disc ) 158和一套凸輪滾子159。凸輪加載器154將轉(zhuǎn)矩從鏈輪 156傳遞到輸入盤(pán)110，并且還產(chǎn)生軸向力，該軸向力分解為用于輸入 盤(pán)110、球101、惰輪126和輸出盤(pán)134的接觸力。軸向力與施加到凸 輪加載器154上的轉(zhuǎn)矩的大小大致成比例。在某些實(shí)施例中，鏈輪156 經(jīng)由單向離合器(未示出細(xì)節(jié))將轉(zhuǎn)矩施加到凸輪盤(pán)157上，該單向 離合器當(dāng)輪轂138旋轉(zhuǎn)但鏈輪156并不供給轉(zhuǎn)矩時(shí)用作滑行機(jī)構(gòu)。在 某些實(shí)施例中，承載盤(pán)158可作為單個(gè)部件與輸入盤(pán)157形成一體。 在其它實(shí)施例中，凸輪加載器154可與輸出盤(pán)134形成一體。在圖1和圖2中，CVT100的內(nèi)部部件通過(guò)端蓋160容納在輪轂 殼138內(nèi)。端蓋160大致是平盤(pán)，該平盤(pán)附裝到輪轂殼138的敞開(kāi)端 并且具有穿過(guò)中心的孔，以使凸輪盤(pán)157、中心軸105和換擋桿112 可通過(guò)。端蓋160附裝到輪轂殼138上并且用于抵抗由凸輪加載器154 產(chǎn)生的軸向力。端蓋160可由能夠抵抗該軸向力的任何材料制成，例 如鋁、鈦、鋼或高強(qiáng)度熱塑性塑料或熱固塑料。端蓋160通過(guò)緊固件(未示出)緊固到輪轂殼138上；然而，端蓋160也可以螺紋連接到 輪轂殼138中，或者可以以其它方式附裝到輪轂殼138上。端蓋160 在其面對(duì)容納有預(yù)加栽器的凸輪加載器154的一側(cè)具有繞半徑形成的 槽。預(yù)加栽器161可以是在非常低的轉(zhuǎn)矩水平下提供初始夾緊力的彈 簧。預(yù)加載器161可以是能夠?qū)⒊跏剂┙o到凸輪加載器154并由此 供給到輸入盤(pán)134的任何裝置，諸如彈簧或如O形圏的彈性材料。預(yù) 加載器161可以是像可在其壽命中具有高彈簧常數(shù)并維持高水平彈性 的彈簧一樣的波形彈簧(wave-spring )。這里，預(yù)加載器161通過(guò)止 推墊圏162和止推軸承163被直接加載到端蓋160。在該實(shí)施例中， 止推墊圏162是覆蓋預(yù)加載器161的槽并提供用于止推軸承163的止 推座圏(thrust race)的典型的環(huán)形墊圏。止推軸承163可以是滾針 止推軸承，當(dāng)與組合止推徑向軸承相比時(shí)，該滾針止推軸承具有高水 平的止推能力，提高了結(jié)構(gòu)剛度，并且降低了公差要求和成本；然而， 可使用任何其它類型的止推軸承或組合軸承。在某些實(shí)施例中，止推 軸承163是滾珠止推軸承。由凸輪加載器154產(chǎn)生的軸向力通過(guò)止推 軸承163和止推墊圏163反作用到端蓋160上。端蓋160附裝到輪轂 殼138上以使CVT 100的結(jié)構(gòu)完整。在圖1和圖2中，凸輪盤(pán)軸承172將凸輪盤(pán)157保持在相對(duì)于中 心軸105的徑向位置上，同時(shí)端蓋軸承173維持凸輪盤(pán)157與端蓋160 的內(nèi)徑之間的徑向?qū)?zhǔn)。這里，凸輪盤(pán)軸承172和端蓋軸承173是滾 針軸承；然而，也可使用其它類型的徑向軸承。滾針軸承的使用可增 大軸向浮動(dòng)并容納由騎乘者和鏈輪156產(chǎn)生的約束力矩(binding moment )。在CVT 100的其它實(shí)施例或在此說(shuō)明的任何其它實(shí)施例中， 凸輪盤(pán)軸承172和端蓋軸承173中的每個(gè)或任意一個(gè)也可以由互補(bǔ)的 一對(duì)組合徑向止推軸承代替。在這種實(shí)施例中，徑向止推軸承不僅提 供徑向支承，而且能夠吸收推力，這可以幫助并且至少部分地減輕止 推軸承163的載荷。仍參照?qǐng)D1和圖2，軸142保持輪轂殼138相對(duì)于中心軸105軸 向?qū)?zhǔn)，該軸142是繞中心軸105同軸地安裝的支承件，并且被保持 在中心軸105與輪轂殼138的封閉端的內(nèi)徑之間。軸142^皮固定成與 中心軸105角度對(duì)準(zhǔn)。這里，鍵144將軸142固定在其角度對(duì)準(zhǔn)中， 但該固定可通過(guò)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何部件。在軸142與輪轂 殼138的內(nèi)徑之間配合有徑向輪轂軸承145,以保持輪轂殼138的徑 向位置和軸向?qū)?zhǔn)。輪轂軸承145通過(guò)封閉軸蓋143保持就位。軸蓋 143是具有配合在中心軸105周圍的中心孔并且在此用緊固件147附 裝到輪轂殼138上的盤(pán)。在輪轂殼138與籠189之間配合有輪轂止推 軸承146，以保持籠189和輪轂殼138的軸向定位。圖3、 4和10示出CVT 300，該CVT 300是上述CVT 100的替 代實(shí)施例。在上述實(shí)施例的CVT100與該CVT300之間，許多部件是 相似的。這里，分別減小了輸入和輸出盤(pán)310、 334的角度，以獲得較 大的強(qiáng)度以承受軸向力并減小CVT300的整個(gè)徑向直徑。該實(shí)施例示 出可替代的換擋機(jī)構(gòu)，其中用于致動(dòng)惰輪組件325的軸向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)螺 桿機(jī)構(gòu)形成在換擋桿312上。導(dǎo)螺桿組件是形成在換擋桿312的端部 上的一套導(dǎo)螺紋313，換擋桿312的該端部在惰輪組件325內(nèi)或其附 近。 一個(gè)或多個(gè)惰輪組件銷314從凸輪盤(pán)延伸部328徑向地延伸到導(dǎo) 螺紋313中，并且當(dāng)換擋桿312轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸向地移動(dòng)。在所示實(shí)施例中，惰輪326不具有恒定的外徑，而是具有在惰輪 326的端部處減小的外徑。這使得惰輪326可以抵抗通過(guò)傾向于驅(qū)動(dòng) 惰輪326軸向地遠(yuǎn)離中心位置的動(dòng)態(tài)接觸力和旋轉(zhuǎn)接觸產(chǎn)生的惰輪 326的力。然而，這僅是一示例，并且惰輪326的外徑可以以設(shè)計(jì)者 希望的任何方式被改變，以便抵抗由惰輪326承受的旋轉(zhuǎn)力并幫助 CVT 300的換擋?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5a、 5b、 6a和6b，兩部分盤(pán)由帶鍵結(jié)構(gòu)的盤(pán)600和 盤(pán)驅(qū)動(dòng)器500組成。盤(pán)驅(qū)動(dòng)器500和帶鍵結(jié)構(gòu)的盤(pán)600通過(guò)形成在盤(pán) 驅(qū)動(dòng)器500上的鍵配合部510和形成在帶鍵結(jié)構(gòu)的盤(pán)600中的帶鍵結(jié) 構(gòu)的孔610配合在一起。鍵配合部510配合在帶鍵結(jié)構(gòu)的孔610內(nèi)， 以便使盤(pán)驅(qū)動(dòng)器500和帶鍵結(jié)構(gòu)的盤(pán)600形成用于在CVT 100、 CVT 300或任何其它球形CVT中使用的盤(pán)。帶鍵結(jié)構(gòu)的盤(pán)600提供系統(tǒng)中 的順應(yīng)性，以使變換器140、 340找到徑向平衡位置，從而減小對(duì)變換 器140、 340的部件的制造公差的敏感度。圖7示出凸輪盤(pán)700，該凸輪盤(pán)可在CVT 100、 CVT 300、其它 球形CVT或任何其它類型的CVT中使用。凸輪盤(pán)700具有形成在其 徑向外邊緣中的凸輪通道710。凸輪通道710容納一套凸輪滾子(未 示出)，所述凸輪滾子在該實(shí)施例中是球體(諸如軸承滾珠)，但可以 是與凸輪通道710的形狀相結(jié)合的任何其它形狀，以將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn) 矩和軸向力分量以緩和施加到變換器140、 340的軸向力，該軸向力的 大小與施加到CVT的轉(zhuǎn)矩成比例。其它這種形狀包括圓柱形滾子、 桶形滾子、不對(duì)稱滾子或任何其它形狀。在許多實(shí)施例中，用于凸輪 盤(pán)通道710的材料優(yōu)選地是足夠堅(jiān)固以抵抗在凸輪盤(pán)700將經(jīng)受的載 荷下的過(guò)度的或永久的變形。在高轉(zhuǎn)矩應(yīng)用中可能需要特殊硬化。在 某些實(shí)施例中，凸輪盤(pán)通道710由被硬化到洛氏硬度值高于40 HRC 的碳鋼制成。凸輪加載器(圖1的154或任何其它類型的凸輪加栽器) 的操作的效率可受到硬度值的影響，典型地通過(guò)增大硬度以提高效率； 然而，高度硬化會(huì)導(dǎo)致凸輪加載部件的脆性，并且還會(huì)導(dǎo)致較高的成本。在某些實(shí)施例中，硬度高于50 HRC，而在其它實(shí)施例中，硬度 高于55HRC、高于60HRC并高于65HRC。圖7示出共形(conformal)凸輪的實(shí)施例。也就是說(shuō)，凸輪通道 710的形狀與凸輪滾子的形狀一致。由于通道710與滾子一致，因此 通道710起軸承滾子保持件的作用，并且消除了對(duì)籠元件的需要。圖 7的實(shí)施例是單向凸輪盤(pán)700;然而，凸輪盤(pán)可以使如在CVT 1300(見(jiàn) 圖13)中的雙向凸輪。消除對(duì)軸承滾子保持件的需要簡(jiǎn)化了 CVT的 設(shè)計(jì)。共形凸輪通道710還可以減小軸承滾子與通道710之間的接觸 應(yīng)力，可以減小軸承滾子的尺寸和/或數(shù)量，或者用于較大的材料選擇 柔性。圖8示出用于形成球形CVT 100、 300 (和其它類型)中的變換 器140、 340的籠189的剛性支承結(jié)構(gòu)的籠盤(pán)800?；\盤(pán)800成形為當(dāng) 腿103在換擋期間徑向地向內(nèi)和向外移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向腿103。籠盤(pán)800還 提供軸102的角度對(duì)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，用于各軸102的兩個(gè)籠盤(pán) 800的對(duì)應(yīng)的槽在角度方向上稍微偏移，以減小變換器140和340中 的換擋力。腿103由定子中的狹槽導(dǎo)向。腿103上的腿滾子151跟隨定子中 的圓形輪廓。腿滾子151大致提供平移反作用點(diǎn)以抵消由換擋力或牽 引接觸旋轉(zhuǎn)力施加的平移力。當(dāng)CVT速比變化時(shí)，腿103及其相應(yīng) 的腿滾子151在平面運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)，并且因而描繪出以球101為中心的 圓形包絡(luò)線。由于腿滾子151從腿103的中心偏移，因此腿滾子151 描繪處相似地偏移的包絡(luò)線。為了在每個(gè)定子上產(chǎn)生相容的輪廓以與 腿滾子151的平面運(yùn)動(dòng)相配，需要一圓形切口，該切口從槽中心偏移 與滾子在每個(gè)腿103中偏移的量相同的量。該圓形切口可用盤(pán)鋸切割 機(jī)完成；然而，在每個(gè)槽處要求有單獨(dú)的切口。由于切口是獨(dú)立的， 因此出了定子之間的變化之外，在單個(gè)定子中，公差還有可能從一個(gè) 槽到下一個(gè)槽變化。消除該額外加工步驟的一種方法是可由車床車削 操作產(chǎn)生的單個(gè)輪廓。環(huán)形車床車削可在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)操作中產(chǎn)生該單個(gè)
輪廓。環(huán)形切割的中心被調(diào)整成在徑向方向上遠(yuǎn)離球101位置的中心， 以補(bǔ)償腿滾子103的偏移?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1、 9和12,示出籠組件1200的替代實(shí)施例，該實(shí)施 例應(yīng)用潤(rùn)滑劑增強(qiáng)用于某些CVT的潤(rùn)滑間隔件900,其中間隔件1210 支承并間隔開(kāi)兩個(gè)籠盤(pán)1220。在所示實(shí)施例中，在這種情況下為籠389 的用于動(dòng)力傳遞元件的支承結(jié)構(gòu)通過(guò)將輸入和輸出側(cè)籠盤(pán)1220附裝 到多個(gè)間隔件1210上而形成，所述間隔件包括一個(gè)或多個(gè)具有籠緊固 件1230的潤(rùn)滑間隔件900。在該實(shí)施例中，籠緊固件1230是螺釘， 但它們可以是任何類型的緊固件或緊固方法。潤(rùn)滑間隔件900具有刮 擦件910,該刮擦件用于從輪轂殼138的表面刮掉潤(rùn)滑劑并向變換器 140或340的中心元件導(dǎo)向回該潤(rùn)滑劑。某些實(shí)施例的潤(rùn)滑間隔件900 還具有通道920，以幫助將潤(rùn)滑劑的流動(dòng)導(dǎo)向到最需要用它的區(qū)域。 在某些實(shí)施例中，間隔件900在通道920之間的部分形成向通道920 導(dǎo)向潤(rùn)滑劑的流動(dòng)的升高的楔形部925。刮擦件910可以與間隔件900 是整個(gè)一體的，或者可以是與刮擦件910分離的并且由與刮擦件910 的材料不同的材料制成，包括但不局限于橡膠以增強(qiáng)從輪轂殼138刮 掉潤(rùn)滑劑。間隔件1210和潤(rùn)滑間隔件900的端部終止于凸緣狀的基板 1240，所述基板垂直地延伸以形成用于與籠盤(pán)1220相配的表面。所示 實(shí)施例的基板1240在面對(duì)籠盤(pán)1240的側(cè)面上大致是平的，但在面對(duì) 球101的側(cè)面上是圓的，以便形成腿滾子151在上面靠行(ride)的 上述曲面。基板1240還形成其中腿103在其整個(gè)軌跡上靠行(ride) 的通道?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D3、 9和IO說(shuō)明潤(rùn)滑系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。當(dāng)球101 旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑劑傾向于向球101的赤道流動(dòng)，并且潤(rùn)滑劑然后被向外 飛濺到輪轂殼138上。某些潤(rùn)滑劑不落在具有最大直徑的輪轂殼138 的內(nèi)壁上；然而，離心力使該潤(rùn)滑劑向輪轂殼138的最大內(nèi)徑處流動(dòng)。 刮擦件910直立地定位，以便使其去除積累在輪轂殼138的內(nèi)側(cè)的潤(rùn) 滑劑。重力將潤(rùn)滑劑從V形楔形部925的每一側(cè)拉下并使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入 通道920。間隔件900定位成使通道920的內(nèi)徑端部終止于凸輪盤(pán)127
和惰輪126的附近。這樣，惰輪126和凸輪盤(pán)127接收在輪轂殼138 中循環(huán)的潤(rùn)滑劑。在一個(gè)實(shí)施例中，刮擦件910的尺寸設(shè)計(jì)成與輪穀 殼138的間隙大約為一英寸的千分之三十。當(dāng)然，根據(jù)不同的應(yīng)用， 該間隙可以較大或較小。如圖3和10所示，凸輪盤(pán)127可構(gòu)造成使其面對(duì)惰輪226的側(cè)面 形成角度以便接收從通道920落下的潤(rùn)滑劑并向凸輪盤(pán)127與惰輪 226之間的空間導(dǎo)向潤(rùn)滑劑。在潤(rùn)滑劑流道惰輪226上后，潤(rùn)滑劑向 惰輪226的最大直徑處流動(dòng)，在惰輪226的最大直徑處一些潤(rùn)滑劑飛 濺到軸102處。 一些潤(rùn)滑劑從通道920落到惰輪226上。該潤(rùn)滑劑潤(rùn) 滑惰輪226和球101與惰輪226之間的接觸面(contact patch )。由于 惰輪226的每一側(cè)上的斜面， 一些潤(rùn)滑劑向惰輪226的邊緣離心地向 外流動(dòng)，該潤(rùn)滑劑在惰輪226的邊緣處徑向地向外飛濺。參照?qǐng)D1、 3和10,在某些實(shí)施例中，從惰輪126、 226向軸102 飛濺的潤(rùn)滑劑落在槽345上，該槽接收潤(rùn)滑劑并將其泵送到球101的 內(nèi)側(cè)。 一些潤(rùn)滑劑還落在輸入盤(pán)110和輸出盤(pán)134接觸J求101的接觸 面111上。當(dāng)在球101的一側(cè)上存在潤(rùn)滑劑時(shí)，潤(rùn)滑劑在離心力的作 用下向球101的赤道流動(dòng)。 一些潤(rùn)滑劑接觸輸入盤(pán)與球101的接觸面 111，并且繼而向球101的赤道流動(dòng)。 一些潤(rùn)滑劑沿輸出盤(pán)134背離球 101的一側(cè)徑向地向外流動(dòng)。在某些實(shí)施例中，輸入盤(pán)110和/或輸出 盤(pán)134分別設(shè)有潤(rùn)滑劑口 136和135。潤(rùn)滑劑口 135、136向輪轂殼138 的最大內(nèi)徑處導(dǎo)向潤(rùn)滑劑。圖13示出CVT 1300的實(shí)施例，該CVT 1300具有分擔(dān)CVT 1300 中的軸向力的產(chǎn)生和分布的兩個(gè)凸輪加載器1354。這里，凸輪加載器 1354定位成與輸入盤(pán)1310和輸出盤(pán)1334相鄰。CVT 1300示出如何 經(jīng)由輸入盤(pán)1310供給并通過(guò)輸出盤(pán)1334輸出或者反向以便使轉(zhuǎn)矩通 過(guò)輸出盤(pán)1334輸入并通過(guò)輸入盤(pán)1310輸出。圖14示出構(gòu)造成包含這里所述CVT的實(shí)施例的發(fā)明特征的自行 車輪轂1400。輪轂1400的若干部件與上述部件相同；因此，對(duì)這種 部件的進(jìn)一步說(shuō)明將是有限的。輪轂1400包括聯(lián)接到輪轂蓋1460的
輪轂殼138。在某些實(shí)施例中，輪轂1400還包括密封輪轂殼138的與 輪轂蓋1460相反的端部的端蓋1410。輪轂殼138、輪轂蓋1460和端 蓋1410優(yōu)選地由能提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的材料制成。這種材料包括， 例如，鋼、鋁、鎂和高強(qiáng)度塑料等。在某些實(shí)施例中，根據(jù)該技術(shù)的 給定的應(yīng)用的特定要求，其它材料也可能是合適的。例如，輪轂殼138 可由復(fù)合材料、熱塑性塑料和熱固性塑料等制成。現(xiàn)在參照?qǐng)D14，所示輪轂1400在其內(nèi)部容納在此提出的CVT的 實(shí)施例。主軸105支承輪轂1400并且提供到自行車或其它車輛或設(shè)備 的伸出端部(dropouts) 10上的附裝。參照?qǐng)D41-43進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 該實(shí)施例的主軸105。在某些實(shí)施例中，如圖15-18所示，CVT 1500 包括具有螺紋端部109的桿112的換擋機(jī)構(gòu)。螺母106和107將伸出 端部10鎖定到主軸105上。在圖14的實(shí)施例中，輪轂1400包括飛輪 1420，該飛輪可操作地聯(lián)接到用于將轉(zhuǎn)矩輸入傳遞到CVT 1500中的 輸入軸(見(jiàn)圖33和圖40)上。應(yīng)注意，雖然參照自行車應(yīng)用討論這 里所述的CVT的各種實(shí)施例和特征，但可在使用變速器的任何車輛、 機(jī)器或設(shè)備中使用所述C V T的易于識(shí)別的變型及其特征。參照?qǐng)D15和16，在一個(gè)實(shí)施例中，CVT 1500具有用于將轉(zhuǎn)矩傳 遞到一套球形牽引滾子(這里作為球101示出)的輸入盤(pán)1545。圖16 是CVT 1500的部分分解視圖。球101將轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出盤(pán)1560。在 該實(shí)施例中，為了在說(shuō)明CVT 1500的各種特征時(shí)清楚，僅示出一個(gè) 球IOI，然而，根據(jù)每個(gè)具體應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩、重量和尺寸要求，CVT的 各種實(shí)施例采用大概從2至16個(gè)球或更多。不同實(shí)施例使用2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16或更多中的任意個(gè)數(shù) 個(gè)球101。繞主軸105同軸地安裝的惰輪1526接觸球101并且為其提 供支承并維持它們關(guān)于主軸105的徑向位置。某些實(shí)施例的輸入盤(pán) 1545具有潤(rùn)滑劑口 1590以便于潤(rùn)滑劑在CVT 1500中的循環(huán)。另外參照?qǐng)D37-38，球101在軸3702上旋轉(zhuǎn)。腿103和換擋凸輪 1527協(xié)同操作以用作致動(dòng)軸3702的位置的變化的杠桿，該位置的變 化導(dǎo)致球101的傾斜并由此導(dǎo)致上文已說(shuō)明的變速比的變化。當(dāng)換擋
凸輪1527致動(dòng)腿103的徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，籠1589 (見(jiàn)圖22-24 )提供腿 103的支承和對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，籠包括通過(guò)定子間隔件1555聯(lián) 接的定子1586和1587。在其它實(shí)施例中，采用其它籠180、 389、 1200。另外參照?qǐng)D41-43，在所示實(shí)施例中，籠1589同軸地并且不可轉(zhuǎn) 動(dòng)地繞主軸105安裝。在該實(shí)施例中，定子1586剛性地附裝到主軸 105的凸緣4206上。額外的凸緣1610將定子1587保持就位。鍵1606 將凸緣1610聯(lián)接到主軸105上，該主軸具有用于接收鍵1606的鍵槽 1608。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，有許多等效的 或可替代的方法用于將主軸105連接到凸緣1610上，或?qū)⒍ㄗ?586、 1587聯(lián)接到凸緣1620、 4206上。在某些實(shí)施例中，主軸105包括用 于軸向地定位并約束凸緣1610的凸肩4310。端蓋1410安裝在徑向軸承1575上，該徑向軸承本身安裝在凸緣 1610上。在一個(gè)實(shí)施例中，徑向軸承1575是環(huán)形接觸軸承，該環(huán)形 接觸軸承支承來(lái)自地面反作用的載荷并將輪轂殼138徑向地對(duì)準(zhǔn)到主 軸105。在某些實(shí)施例中，輪轂1400在主軸105的一端或兩端處包括 密封件。例如，這里，輪轂1400在輪轂殼138與端蓋1410聯(lián)接到一 起的端部處具有密封件1580。另外，為了在輸出側(cè)上提供軸向力預(yù)加 載并且保持輪轂殼138的軸向位置，輪轂1400可以在定子1587與徑 向軸承1575之間包括間隔件1570和滾針止推軸承(未示出)。間隔件 1570繞凸緣1610同軸地安裝。在某些實(shí)施例中，可以不使用滾針止 推軸承，在這種情況下，徑向軸承1575可以是適于承受推力載荷的環(huán) 形接觸軸承。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到提供間隔件 1570、滾針止推軸承和徑向軸承所提供的承載徑向和推力載荷的功能 的替代部件。仍參照?qǐng)D14、 15和16，在所示實(shí)施例中，用于輪轂1400的變換 器1500包括在一端處可操作地聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的輸入軸1505。輸 入軸1505的另一端經(jīng)由飛輪支座1510可操作地聯(lián)接到飛輪1420。轉(zhuǎn) 矩盤(pán)1525構(gòu)造成將轉(zhuǎn)矩傳遞到具有斜坡3610 (見(jiàn)圖36)的栽荷凸輪 盤(pán)1530。載荷凸輪盤(pán)1530將轉(zhuǎn)矩和軸向力傳遞到一套滾子2504 (見(jiàn) 圖25)，該套滾子作用在第二載荷凸輪盤(pán)1540上。輸入盤(pán)1545聯(lián)接 到第二載荷凸輪盤(pán)1540上以接收轉(zhuǎn)矩和軸向力輸入。在某些實(shí)施例 中，滾子2504通過(guò)滾子保持件1535保持就位。如我們所熟知的，許多牽引型CVT使用夾緊機(jī)構(gòu)以避免當(dāng)傳遞 某水平的轉(zhuǎn)矩時(shí)球101與輸入盤(pán)1545和/或輸出盤(pán)1560之間的滑動(dòng)。 夾緊裝置的提供在這里有時(shí)指的是產(chǎn)生軸向力或提供軸向力產(chǎn)生器。 通過(guò)罐子2504與載荷凸輪1540協(xié)同作用的栽荷凸輪盤(pán)1530的上述構(gòu) 造是一個(gè)這種軸向力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)。然而，當(dāng)軸向力產(chǎn)生設(shè)備或子組件在 CVT中產(chǎn)生軸向力時(shí)，在某些實(shí)施例中還產(chǎn)生作用在CVT本身中的 反作用力。另外參照?qǐng)D25和26,在CVT 1500的所示實(shí)施例中，通 過(guò)分別具有第一和第二座圏1602和1603的止推軸承至少部分地抵抗 反作用力。在所示實(shí)施例中，軸承元件未被示出，但可以是滾珠、滾 子、桶形滾子、不對(duì)稱滾子或任何其它類型的滾子。另外，在某些實(shí) 施例中，座圏1602中的一個(gè)或兩個(gè)由各種軸承座圏材料制成，諸如鋼、 軸承鋼、陶瓷或用于軸承座圏的任何其它材料。第一座圏1602抵靠轉(zhuǎn) 矩盤(pán)1525，并且第二座圏1603抵抗輪轂蓋1460。所示實(shí)施例的輪轂 蓋1460幫助吸收軸向力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的反作用力。在某些實(shí)施例中，軸向 力的產(chǎn)生包括額外地設(shè)置預(yù)加載器，諸如一個(gè)或多個(gè)軸向彈簧，該軸 向彈簧諸如波形彈簧1515或轉(zhuǎn)矩彈簧2502 (見(jiàn)下文對(duì)圖25的說(shuō)明)。參照?qǐng)D15-18、 22-24和43,示出CVT 1500的某些子組件。定子 1586安裝在主軸105的凸肩4208上并且抵靠主軸105的凸緣4206。 定子1587安裝在凸緣1610的凸肩1810上。這里，螺釘(未示出)將 凸緣4206附裝道定子1586上，并且將凸緣1610附裝到定子1587上， 然而，在其它實(shí)施例中，雖然定子1587可通過(guò)任意方法或部件附裝到 凸肩1810上，但定子1587螺紋固定到凸肩1810上。因?yàn)橥咕?610 和4206 ^皮不可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到主軸105上，所以由定子1586和1587 組成的籠1589在該實(shí)施例中尤其不可轉(zhuǎn)動(dòng)地附裝到主軸105上。定子 間隔件1555為籠1589提供額外的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。另外，定子間隔 件1555幫助實(shí)現(xiàn)定子1586與1587之間的精確的軸向間隔。定子1586
和1587通過(guò)導(dǎo)槽2202導(dǎo)向并支承腿103和軸3702。現(xiàn)在參照?qǐng)D15-21、 37、 38，球101繞軸3702旋轉(zhuǎn)并且與惰輪1526 接觸。繞主軸105同軸地安裝的軸承1829將惰輪1526支承在其徑向 位置上，該軸承1829可從惰輪1526分離或與惰輪1526形成一體。通 過(guò)換擋桿112控制的換擋銷114致動(dòng)換擋凸輪1527的軸向運(yùn)動(dòng)。換擋 凸輪1527繼而致動(dòng)腿103,功能上導(dǎo)致在球101的軸3702上的杠桿 作用或樞轉(zhuǎn)作用。在某些實(shí)施例中，CVT 1500包括保持架1804，該 保持架保持換擋銷114不與惰輪1526發(fā)生干涉。保持架1804可以是 由塑料、金屬或其它適當(dāng)?shù)牟牧现瞥傻沫h(huán)。保持架1804配合在軸承 1829之間并且繞換擋凸輪延伸部1528同軸地安裝。圖19-21示出用于所示CVT 1500的換擋凸輪1527的一個(gè)實(shí)施例。 每個(gè)換擋凸輪盤(pán)1572都具有輪廓(profile )2110,腿103沿該輪廓2110 靠行(ride)。這里，輪廓2110具有大致凸起的形狀。通常，輪廓2110 的形狀由希望的腿103的運(yùn)動(dòng)確定，腿103的該運(yùn)動(dòng)最終影響CVT 1500的換擋性能。下文進(jìn)一步討論換擋凸輪輪廓。如圖所示，換擋凸 輪盤(pán)1527中的一個(gè)具有繞主軸105安裝的延伸部1528。所示實(shí)施例 的延伸部1528足夠長(zhǎng)以延伸超過(guò)惰輪1526并聯(lián)接到另一個(gè)換擋凸輪 盤(pán)1527。這里，聯(lián)接由滑動(dòng)配合和卡持件提供。然而，在其它實(shí)施例 中，換擋凸輪1527可通過(guò)螺紋、螺釘、過(guò)盈配合或任何其它連接方法 相互緊固。在某些實(shí)施例中，延伸部1528設(shè)置為來(lái)自每個(gè)換擋凸輪 1527的延伸部。換擋銷114配合在穿過(guò)延伸部1528的孔1910中。在 某些實(shí)施例中，換擋凸輪1527具有孔1920以改善潤(rùn)滑劑通過(guò)惰輪軸 承1829的流動(dòng)。在某些實(shí)施例中，惰輪軸承1829壓配合到延伸部1528 上。在這種實(shí)施例中，孔1920通過(guò)使工具可穿過(guò)換擋凸輪1527并將 惰輪軸承1829推下延伸部1528而有助于從延伸部1528拆除惰輪軸承 1829。在某些實(shí)施例中，惰輪軸承1829是角度接觸軸承，而在其它實(shí) 施例中，它們是徑向軸承或止推軸承或任何其它類型的軸承。許多材 料都適于制作換擋凸輪1527。例如，根據(jù)每個(gè)特定應(yīng)用的條件，某些 實(shí)施例使用諸如鋼、鋁和鎂的金屬，而其它實(shí)施例使用諸如復(fù)合材料、
塑料和陶瓷的其它材料。所示換擋凸輪1527是具有大致凸出形狀的換擋凸輪輪廓2110的 一個(gè)實(shí)施例。換擋凸輪輪廓通常根據(jù)惰輪1526與球-腿組件1670 (見(jiàn) 圖16)之間的接觸點(diǎn)的位置以及球101與惰輪1526之間的相對(duì)軸向 運(yùn)動(dòng)的量而變化?，F(xiàn)在參照?qǐng)D16和18-21所示的實(shí)施例，換擋凸輪1527的輪廓是 這樣的以便使惰輪1526相對(duì)于球101的軸向位移與球101的軸線的角 度的變化成比例。球101的軸線的角度在此稱為 "gamma"。 申請(qǐng)人: 發(fā)現(xiàn)，控制關(guān)于gamma的變化的惰輪1526的軸向位移影響CVT速 比控制力。例如，在所示CVT 1500中，如果惰輪1526的軸向位于與 gamma的變化成線性比例，則在換擋凸輪1527和球-腿交界面處的法 向力大致平行于軸3702。這使水平換擋力能高效地轉(zhuǎn)換成繞球-腿組 件1670的換擋力矩。當(dāng)惰輪位移是球101的半徑、gamma 角和RSF的數(shù)學(xué)乘積時(shí)(即， 惰輪位移-球半徑x gamma角x RSF ),給出惰輪位移與 gamma之間 的線性關(guān)系，其中RSF是滾-滑系數(shù)。RSF描述了球101與惰輪126 之間的橫向蠕變速率。如這里所使用的，"蠕變"是一個(gè)體部相對(duì)于另 一個(gè)體部的離散局部運(yùn)動(dòng)。在牽引驅(qū)動(dòng)中，動(dòng)力經(jīng)由牽引截面從主動(dòng) 元件到從動(dòng)元件的傳遞需要蠕變。通常，在動(dòng)力傳遞方向上的蠕變稱 為"滾動(dòng)方向上的蠕變"。有時(shí)主動(dòng)件和從動(dòng)件經(jīng)歷在垂直于動(dòng)力傳遞 方向的方向上的蠕變，在這種情況下，該蠕變的分量稱為"橫向蠕變"。 在CVT操作期間，球101和惰輪1526在彼此上滾動(dòng)。當(dāng)惰輪被軸向 (即，垂直于滾動(dòng)方向)地移動(dòng)時(shí)，在惰輪1526與球101之間產(chǎn)生橫 向蠕變。等于1.0的RSF指示純滾動(dòng)。在小于1.0的RSF下，惰輪1526 移動(dòng)得比球101轉(zhuǎn)動(dòng)得慢。在大于1.0的RSF下，惰輪1526移動(dòng)得 比球101轉(zhuǎn)動(dòng)得快。仍然參照?qǐng)D16和18-21示出的實(shí)施例，申請(qǐng)人為惰輪1526與球-腿組件1570之間的橫向蠕動(dòng)和/或界面位置的任何變化設(shè)計(jì)了用于凸 輪輪廓的布局的過(guò)程。該過(guò)程產(chǎn)生不同的凸輪輪廓并且?guī)椭_定對(duì)換
擋力和換擋器位移的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，該過(guò)程包括參數(shù)方程的 使用，以限定具有希望的凸輪輪廓的基準(zhǔn)曲率。該曲率然后用于產(chǎn)生換擋凸輪127的模型。在該過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)曲率的參數(shù)方 程如下theta=2*GAMMA_MAX*t-GAMMA—MAXx=LEG*sin(theta)-0.5*BALL—DIA*RSF*theta*pi/180+0.5*ARM*cos(theta)y=LEG*cos(theta)-0.5*ARM*sin(theta)z=0角度theta從最小的gamma (在某些實(shí)施例中是-20度)到最大 的gamma (在某些實(shí)施例中是+20度)變化。GAMMA—MAX是最大 的gamma。參數(shù)范圍變量"t"從O到1變化。這里"x"和"y"是 凸輪輪152(見(jiàn)圖1)的中心點(diǎn)。用于x和y的方程是變量的。"LEG" 和"ARM"限定球-腿組件1670與惰輪和換擋凸輪1527之間的界面 的位置。更具體地，LEG是球-腿組件1670的球軸3702的軸線與穿 過(guò)該球-腿組件1670的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的凸輪輪152的中心并且平行于球軸 3702的直線之間的垂直距離。ARM是球-腿組件1670的凸輪輪152 的中心之間的距離。優(yōu)選RSF值大于零。CVTIOO演示了等于約1.4的RSF的應(yīng)用。 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)，等于零的RSF顯著增大CVT換擋所需的力。通常優(yōu)選 RSF值大于1.0并且小于2.5。仍參照?qǐng)D16和18-21所示的實(shí)施例，在CVT IOO的所示實(shí)施例 中，有用于最大gamma角的最大RSF。例如，對(duì)于gamma等于+20 度，大約1.6的RSF是最大值。RSF還取決于球101的尺寸、惰輪1526 的尺寸以及凸輪輪152的位置。根據(jù)使CVT換擋的能量輸入，能量可被輸入為大位移和小力(給 定大的RSF)或小位移和大力(給定小的RSF)。對(duì)于給定的CVT, 有最大允許換擋力，并且還有最大允許位移。因此，折衷在(trade off) 為設(shè)計(jì)者提供了用于任何具體應(yīng)用的各種設(shè)計(jì)選擇。大于零的RSF通
過(guò)增大獲得希望的換擋速比所必須的軸向位移減小了所需的換擋力。 最大位移由諸如某些實(shí)施例衷的把手或扳機(jī)換擋器的具體換擋機(jī)構(gòu)的 限制確定，所述最大位移在某些實(shí)施例中也會(huì)受到影響或者受到用于CVT100的包裝(package)限制的影響。每單位時(shí)間的能量是另 一個(gè)因素。對(duì)于給定應(yīng)用的換擋速率根據(jù) 用于致動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源需要一定水平的力或位移以實(shí)現(xiàn)一換擋速 率。例如，在使用電動(dòng)機(jī)使CVT換擋的某些應(yīng)用中，在低轉(zhuǎn)矩下具 有高速度的電動(dòng)機(jī)在某些情況下是優(yōu)選的。由于動(dòng)力源偏向于速度， 因此RSF將偏向于位移。在使用液壓換擋的其它應(yīng)用中，在低流速下 的高壓會(huì)比在高流速下的低壓更適合。因此，人們會(huì)根據(jù)應(yīng)用選擇較 低的RSF以匹配動(dòng)力源。惰輪位移與gamma線性地相關(guān)不是唯一希望的關(guān)系。因此，例 如，如果希望惰輪位移與CVT速比成線性比例，則將RSF系數(shù)做成 gamma角或CVT速比的函數(shù)，以便使惰輪位置與CVT速比之間的關(guān) 系成線性比例關(guān)系。這對(duì)于某些類型的控制方案是希望的特征。圖22-24示出可在CVT 1500中使用的籠1589的一個(gè)示例。所示 的籠1589具有通過(guò)一套定子間隔件1555 (為了清楚僅示出一個(gè))相 互聯(lián)接的兩個(gè)定子1586和1587。定子間隔件1555在該實(shí)施例中被緊 固到定子1586和1587的外周上。這里，螺釘將間隔件1555附裝到定 子1586和1587上。然而，定子1586和1587以及間隔件1555可構(gòu)造 成用于其它附裝部件，諸如壓配合、螺紋配合或任何其它方法或部件。 在某些實(shí)施例中，間隔件1555的一端永久地固定到定子1586和1587 中的一個(gè)上。在某些實(shí)施例中，間隔件1555由能提供結(jié)構(gòu)剛度的材料 制成。定子1586和1587具有導(dǎo)向并支承腿103和/或軸3702的槽2202。 在某些實(shí)施例中，腿103和/或軸3702具有在槽2202上靠行(ride ) 的輪(圖11的對(duì)象15或其它實(shí)施例的等效物)。圖24示出定子1586與定子1586的槽2202相反的側(cè)面。在該實(shí) 施例中，孔2204接收將定子間隔件1555附裝到定子1586上的螺釘。 內(nèi)孔2210接收將定子1586附裝到主軸105的凸緣4206上的螺釘。為 了使定子1586的某些實(shí)施例較輕，從其除去了材料，如該實(shí)施例中的 切除部分2206所示的那樣。為了重量方面的考慮以及球-腿組件1670 的元件的間隙，定子1586還可包括如該實(shí)施例中 一樣的額外的切除部 分2208?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D25、 26和36的實(shí)施例以說(shuō)明可被圖15的CVT使 用的軸向力產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。圖25和26是部分分解視圖。輸 入軸1505將轉(zhuǎn)矩輸入施加到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525上。轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525聯(lián)接到具有 斜坡3610的載荷凸輪盤(pán)1530。當(dāng)載荷凸輪盤(pán)1530轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜坡3610 促動(dòng)滾子2504，所述滾子2504向上靠行第二載荷凸輪盤(pán)1540的斜坡 3610。滾子2504然后楔入就位，被擠壓在載荷凸輪盤(pán)1530與1540 的斜坡之間，并且將轉(zhuǎn)矩和軸向力從載荷凸輪盤(pán)1530傳遞到栽荷凸輪 盤(pán)1540。在某些實(shí)施例中，CVT 1500包括滾子保持件1535以保證滾 子2504的適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)。滾子2504可以是球形、圓柱形、桶形、非對(duì) 稱形或適于給定應(yīng)用的其它形狀。在某些實(shí)施例中，滾子2504每個(gè)都 具有附裝到滾子保持件上的單獨(dú)的彈簧(未示出)或如在某些應(yīng)用中 所希望的那樣沿斜坡3610向上或向下偏壓滾子2504的其它結(jié)構(gòu)。在 所示實(shí)施例中的輸入盤(pán)1545構(gòu)造成聯(lián)接到栽荷凸輪盤(pán)1540,并且既 接收輸入轉(zhuǎn)矩又接收軸向力。軸向力繼而將球101夾緊在輸入盤(pán)1545、 輸出盤(pán)1560和惰輪1526之間。在所示實(shí)施例中，載荷凸輪盤(pán)1530用定位銷緊固到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525 上。然而，可以使用將栽荷凸輪盤(pán)1530緊固到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525上的其它 方法。而且，在某些實(shí)施例中，載荷凸輪盤(pán)1530與轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525形成 一體。在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525具有加工到其中的斜坡3610， 以做成用于傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的單個(gè)單元。在所示實(shí)施例中，載荷凸 輪盤(pán)1540用定位銷聯(lián)接到輸入盤(pán)1545上。還可以使用任何其它適當(dāng) 的緊固方法以將輸入盤(pán)1545聯(lián)接到載荷凸輪盤(pán)1540上。在某些實(shí)施 例中，輸入盤(pán)1545和載荷凸輪盤(pán)1540是整體單元，在效果上如同斜 坡3610被建立在輸入盤(pán)1545中。仍在其它實(shí)施例中，軸向力產(chǎn)生機(jī) 構(gòu)可僅包括一套斜坡3610。也就是說(shuō)，載荷凸輪盤(pán)1530或1540中的
一個(gè)不具有斜坡3610，而是設(shè)有用于接觸滾子2504的平面。類似地， 在斜坡凈皮建立在轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525或輸入盤(pán)1545中的情況下，它們中的一 個(gè)可不包括斜坡3610。在兩個(gè)或僅一個(gè)盤(pán)上具有斜坡的兩個(gè)實(shí)施例中 的載荷凸輪盤(pán)1530、 1540中，斜坡3710和沒(méi)有斜坡的盤(pán)上的平面可 形成有與滾子2504表面形狀一致的共形(conformal)形狀，以部分 地捕獲滾子2504并降低表面應(yīng)力水平。在某些實(shí)施例中，在某些操作條件下，希望有施加到CVT 1500 的預(yù)加載軸向力。通過(guò)示例，在低轉(zhuǎn)矩輸入下，輸入盤(pán)1545可能在球 IOI上滑動(dòng)，而不是實(shí)現(xiàn)摩擦牽引。在圖25和26所示的實(shí)施例中，預(yù)加栽。扭簧2502的一端配合在轉(zhuǎn)矩盤(pán)1545的孔2930(見(jiàn)圖29 )中， 而扭簧2502的另一端配合在輸入盤(pán)1545的孔中。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員將容易理解將扭簧2502聯(lián)接到輸入盤(pán)1545和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525 上的大量替代方式。在其它實(shí)施例中，扭簧2502可聯(lián)接到轉(zhuǎn)子保持架 1535和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525或輸入盤(pán)1545上。在僅轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525或輸入盤(pán)1545 中的一個(gè)具有斜坡3610的某些實(shí)施例中，扭簧2502將滾子保持件 1535聯(lián)接到具有斜坡的盤(pán)上。仍參照?qǐng)D15、 25和26所示的實(shí)施例，如上所述，在某些實(shí)施例 中，軸向力的施加產(chǎn)生了作用在CVT 1500中的反作用力。在CVT 1500 的該實(shí)施例中，滾珠止推軸承通過(guò)在輪轂蓋1460與轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525之間 傳遞推力幫助管理反作用力。止推軸承具有抵靠在輪轂蓋1460上的座 圏1602，該輪轂蓋在該實(shí)施例中在其內(nèi)孔附近具有凹槽，用于接收座 圏1602。止推軸承的第二座圏1603套在轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的凹槽中。在某 些實(shí)施例中，在座圈1602與輪轂1460之間包括波形彈簧1515以提供 軸向預(yù)加載荷。在所示實(shí)施例中，軸承2610徑向地支承輪穀蓋1460。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，由于這里稱為軸承摩擦阻力再循環(huán)的現(xiàn)象，CVT 1500的某些構(gòu)造比其它構(gòu)造更適于應(yīng)對(duì)CVT 1500的效率的降低。該 現(xiàn)象當(dāng)軸承位于轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525與輪轂蓋1460之間時(shí)出現(xiàn)，以應(yīng)對(duì)來(lái)自 軸向力的產(chǎn)生的反作用力。
在如圖1所示的某些實(shí)施例中，使用具有約等于載荷凸輪盤(pán)1530 的直徑的直徑的滾針軸承以使端蓋160的偏轉(zhuǎn)最小。在低速傳動(dòng) (underdrive)中，轉(zhuǎn)矩盤(pán)157的速度(輸入速度)大于端蓋160的 速度(輸出速度)。在減速傳動(dòng)中，滾針軸承(該實(shí)施例中的止推軸承 163)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的拖拽轉(zhuǎn)矩。該拖拽轉(zhuǎn)矩沿 與由載荷凸輪盤(pán)1530施加的軸向載荷相反的方向作用在轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525 上，并且沿輸出的方向作用在端蓋160上并因而作用在輪穀殼138和 輸出盤(pán)134上并傾向于加速這些部件的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些效果相結(jié)合以卸栽 凸輪加載器154，由此減小CVT 1500中的軸向力的大小。這種情況 會(huì)導(dǎo)致輸入盤(pán)110、球101和/或輸出盤(pán)134之間或之中的的滑動(dòng)。在超速傳動(dòng)(overdrive)中，轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的速度大于端蓋160 的速度，并且滾針軸承產(chǎn)生拖拽轉(zhuǎn)矩，該拖拽轉(zhuǎn)矩沿轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向作用在轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525上，并且與端蓋160的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)相反地作用 在端蓋160上。這導(dǎo)致CVT 1500中產(chǎn)生的軸向力的增大。軸向力的 增大繼而使系統(tǒng)產(chǎn)生更大的拖拽轉(zhuǎn)矩。軸向力與拖拽轉(zhuǎn)矩之間的該反 饋現(xiàn)象在此稱為軸承摩擦阻力再循環(huán)，這最終導(dǎo)致CVT 100的效率的 降低。另外，作用在端蓋160上的拖拽轉(zhuǎn)矩起CVT100的輸出上的額 外阻力的作用，由此進(jìn)一步降低了其效率。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)了用于使由于軸承摩擦阻力再循環(huán)而產(chǎn)生的效率損 失最小化的各種系統(tǒng)和方法。如圖25、 26和40所示，在某些實(shí)施例 中，CVT 1500采用具有座圏1602和1603的滾子止推軸承，而是不使 用如上述構(gòu)造的滾針軸承。由于拖拽轉(zhuǎn)矩的大小隨著所使用的軸承的 直徑的增大而增大，因此座圏1602和1603的直徑小于產(chǎn)生軸向力的 載荷凸輪盤(pán)1530的直徑，并且在某些實(shí)施例中盡可能小。座圏1602 和1603的直徑可以是載荷凸輪盤(pán)1530的直徑的百分之10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80或90。在某些實(shí)施例中，座圏1602和1603的直 徑在載荷凸輪盤(pán)1530的直徑的百分之30和百分之70之間。在其它實(shí) 施例中，座圏1602和1603的直徑在載荷凸輪盤(pán)1530的直徑的百分之 40和百分之60之間。
當(dāng)使用滾珠止推軸承時(shí)，在某些實(shí)施例中，滾子和/或座圏由陶資 制成，座圏被潤(rùn)滑和/或被超精加工，并且/或者使?jié)L子的數(shù)量最小同 時(shí)保持希望的承載能力。在某些實(shí)施例中，可使用深槽徑向滾珠軸承或環(huán)形接觸軸承。對(duì)于某些應(yīng)用，CVT 1500可采用磁軸承或空氣軸 承作為使軸承摩擦阻力再循環(huán)最小化的部件。下文參照?qǐng)D46結(jié)合輸入 軸1505和主軸105的替代實(shí)施例討論用于減小軸承摩擦阻力再循環(huán)的 影響的其它方法。圖27-35示出可用于圖15的CVT 1500的轉(zhuǎn)矩輸入軸1505和轉(zhuǎn) 矩盤(pán)1525的某些實(shí)施例的示例。輸入軸1505和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525經(jīng)由轉(zhuǎn)矩 盤(pán)1525上的帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710和輸入軸1525上的帶鍵結(jié)構(gòu)的凸緣 2720聯(lián)接。在某些實(shí)施例中，輸入軸1505和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525是一個(gè)部件， 該部件或者作為單個(gè)單元(如圖1所示)制成或者其中輸入軸1505 和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525通過(guò)諸如焊接或任何其它適當(dāng)?shù)母街^(guò)程的永久附裝 手段聯(lián)接在一起。在其它實(shí)施例中，輸入軸1505和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525通過(guò) 諸如螺釘、定位銷、卡持件或任何其它部件或方法的緊固件可操作地 聯(lián)接。這里示出的具體構(gòu)造在希望輸入軸1505和轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525是分離 部件的情況下是優(yōu)選的，這可以應(yīng)對(duì)由于載荷凸輪盤(pán)1530在載荷下變 大以及經(jīng)由帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710和帶鍵結(jié)構(gòu)的軸2720的分離扭矩而產(chǎn) 生的未對(duì)準(zhǔn)和軸向位移。這種構(gòu)造在某些實(shí)施例中也是優(yōu)選的，因?yàn)?它允許較低的制造公差，并因此降低CVT的制造成本。參照?qǐng)D16、 28-32，在所示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525是具有外周3110 和帶鍵結(jié)構(gòu)的內(nèi)孔2710的大致為圓形的盤(pán)。轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的一側(cè)具有 接收止推軸承的座圏1603的凹槽3205。轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的另一側(cè)包括用 于接收并聯(lián)接到栽荷凸輪盤(pán)1530的支座3210和凸肩3220。轉(zhuǎn)矩盤(pán) 1525包括升高表面3230，該升高表面從凸肩3220升高、到達(dá)凸起形 狀中的最高高度而后向內(nèi)孔2710落下。在CVT 1500的一個(gè)實(shí)施例中， 升高表面3230部分地支承并約束轉(zhuǎn)矩盤(pán)2502,同時(shí)一套定位銷(未 示出)幫助將轉(zhuǎn)矩盤(pán)2502保持就位。在這種實(shí)施例中，定位銷位于孔 2920中。這里示出的轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525在其帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710上具有三個(gè)
鍵配合部。然而，在其它實(shí)施例中，鍵配合部的數(shù)量可以是l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 IO或更多。在某些實(shí)施例中，鍵配合部的數(shù)量是 2至7,而在其它實(shí)施例中，鍵配合部的數(shù)量是3、 4或5。
在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525包括孔2910，所述孔用于接收將 轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525聯(lián)接到載荷凸輪盤(pán)1530上的定位銷。轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525還可具 有用于接收扭簧2502的一端的孔2930。在所示實(shí)施例中，設(shè)有若干 個(gè)孔2930以便容納扭簧2502的可能的不同構(gòu)造，并提供預(yù)載荷水平 的調(diào)節(jié)。
轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525可以由剛度和強(qiáng)度足以傳遞在給定應(yīng)用中所預(yù)期的 轉(zhuǎn)矩和軸向載荷的任何材料制成。在某些實(shí)施例中，材料選擇設(shè)計(jì)成 幫助抵抗產(chǎn)生的反作用力。例如，根據(jù)應(yīng)用，硬化鋼、鋼、鋁、鎂或 其它金屬可以是適當(dāng)?shù)模谄渌鼞?yīng)用中，塑料是適當(dāng)?shù)摹?br>
圖33-35示出用于由CVT 1500使用的轉(zhuǎn)矩輸入軸1505的實(shí)施例。 轉(zhuǎn)矩輸入軸1505由在一端具有凸緣2720并且在另一端具有鍵槽3310 的空心圓柱體構(gòu)成。在該實(shí)施例中，鍵槽3310接收將輸入軸1505可 操作地聯(lián)接到飛輪支座1510 (見(jiàn)圖14、 15)的鍵(未示出)，該飛輪 保持架本身聯(lián)接到飛輪1420。表面2720和3410成形為與轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525 的帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710相配。因此，某些實(shí)施例的凹面2720將優(yōu)選地 在數(shù)量上等于帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710中的鍵配合部。在某些實(shí)施例中，凹 面2720的數(shù)量可以是1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10或更多。在某 些實(shí)施例中，凹面2720的數(shù)量是2至7，在其它實(shí)施例中有3、 4或5 個(gè)凹面2720。
如圖所示，輸入軸1505具有若干卡持件槽，所述卡持件槽幫助保 持諸如軸承、間隔件等的各種部件軸向地就位。輸入軸1505由可傳遞 在給定應(yīng)用中預(yù)期的轉(zhuǎn)矩的材料制成。在某些實(shí)例中，輸入軸1505 由硬化鋼、鋼或其它金屬的合金制成，而在其它實(shí)施例中，它由鋁、 鎂或任何塑料或復(fù)合材料或其它適當(dāng)?shù)牟牧现瞥伞?br>
圖36示出可用于CVT 1500的載荷凸輪盤(pán)1540 (或者1530 )的 實(shí)施例。盤(pán)1540大致是在其外周處具有帶部的圓環(huán)。該帶部由斜坡3610組成。某些斜坡3610具有接收定位銷(未示出)的孔3620,所 述定位銷用于將載荷凸輪盤(pán)1530聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525或?qū)⑤d荷凸輪盤(pán) 1540聯(lián)接到輸入盤(pán)1545。在某些實(shí)施例中，斜坡3610與載荷凸輪盤(pán) 1530、 1540作為單個(gè)單元被加工。在其它實(shí)施例中，斜坡3610可從 環(huán)形基板(未示出)分離，并且經(jīng)由任何已知的固定方法聯(lián)接到該環(huán) 形基板上。在后者實(shí)例中，斜坡3610和環(huán)形基板可以由不同的材料制 成并且經(jīng)過(guò)不同的加工或鍛造方法。例如，載荷凸輪盤(pán)1540可由金屬 或復(fù)合材料制成。
參照?qǐng)D37和圖38，軸3702的實(shí)施例由具有兩個(gè)凸肩3704和腰 部3806的長(zhǎng)形圓柱體構(gòu)成。凸肩3704在超過(guò)圓柱體的中點(diǎn)的點(diǎn)處開(kāi) 始，并且延伸超過(guò)球101的孔。所示實(shí)施例的凸肩3704 一皮倒角，這有 助于防止軸襯3802的過(guò)度磨損并減小應(yīng)力集中。軸3702的端部構(gòu)造 成聯(lián)接到用于與腿103連接的軸承或其它部件。在某些實(shí)施例中，凸 肩3704通過(guò)設(shè)有用于腿103的支承、停止和/或公差基準(zhǔn)點(diǎn)而改善了 球-腿組件1670的組裝。腰部3806在某些實(shí)施例中用作油儲(chǔ)蓄器。在 該實(shí)施例中，軸襯3802將軸3702圍繞在球101的孔內(nèi)。在其它實(shí)施 例中，使用軸承代替軸襯3802。在那些實(shí)施例中，腰部3806終止于 軸承配合在球101內(nèi)側(cè)的位置處。軸承可以是滾子軸承、拉制杯形滾 針軸承(drawn cup needle roller )、帶保持架的滾針軸承、軸頸軸承 或軸襯。在某些實(shí)施例中，優(yōu)選軸承是帶保持架的滾針軸承或其它帶 保持架的軸承。在試圖使用普通摩擦軸承時(shí)，由于軸承的軸襯或滾動(dòng) 元件沿軸3702、 102移出球101到達(dá)與腿103發(fā)生干涉并卡住球101 的位置，CVTIOO、 1500經(jīng)常失靈或卡住。該移動(dòng)被認(rèn)為是由在操作 部件通過(guò)球101分配的力或應(yīng)變波造成的。大量的測(cè)試和設(shè)計(jì)導(dǎo)致這 種理解，并且申請(qǐng)人認(rèn)為，帶保持架的滾針軸承或其它帶保持架的軸 承的使用顯著地并且出乎意料地導(dǎo)致CVTIOO、 1500的某些實(shí)施例的 較長(zhǎng)的壽命和提高的耐久性。使用軸襯和軸頸材料的實(shí)施例也有助于 減少由于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的故障。例如，軸襯3802可由覆蓋球101或軸 3702中的任意一個(gè)或兩個(gè)的巴氏合金襯代替。在其它實(shí)施例中，軸
3702由青銅制成并且為球101提供支承表面而不需要軸承、軸襯或其 它襯套。在某些實(shí)施例中，球101由帶保持架的滾針軸承支承，所述 滾針軸承通過(guò)位于球101的孔的中間部分中的間隔件(未示出)分離。 另夕卜，在其它實(shí)施例中，間隔件安裝在凸肩3704上并且從腿103的部 件分離帶保持架的滾針軸承。軸3702可由鋼、鋁、鎂、青銅或任何其 它金屬或合金制成。在某些實(shí)施例中，軸3702由塑料或陶瓷材料制成。
在圖41-43中示出主軸105的一個(gè)實(shí)施例。主軸105是具有用于 接收換擋桿112(見(jiàn)圖16和40 )的內(nèi)孔4305的長(zhǎng)形體。如在CVT 1500 中所使用的，主軸105是為CVT 1500的許多部件提供支承的單件軸。 在單件軸用于主軸105的實(shí)施例中，主軸105減小或消除了在CVT 1500的某些實(shí)施例中的公差疊加。而且，與多件軸相比，單件主軸105 為CVT 1500提供了較大的剛度和穩(wěn)定性。
主軸105還包括通槽4204，該通槽接收換擋銷114并4吏其可軸向 地移動(dòng)，也就是說(shuō)，沿著主軸105的縱向軸線移動(dòng)。可將槽4204的尺 寸選擇成為CVT 1500的給定應(yīng)用提供用于選擇性的確定速比范圍的 換擋停止(shift stops )。例如，可通過(guò)選擇槽4204的適當(dāng)?shù)某叽绾? 或位置將CVT 1500構(gòu)造成具有比超速傳動(dòng)范圍大的低速傳動(dòng)范圍， 或者相反。通過(guò)示例，如果假設(shè)圖42所示的槽4204能提供CVT 1500 能夠?qū)崿F(xiàn)的整個(gè)換擋范圍，則比槽4204短的槽將減小速比范圍。如果 要在圖42的右側(cè)縮短槽4204,則低速傳動(dòng)范圍將減小。相反，如果 要在圖42的左側(cè)縮短槽4204,則超速傳動(dòng)范圍將減小。
在該實(shí)施例中，從主軸105在徑向方向上延伸有凸緣4206和凸肩 4208。如已經(jīng)說(shuō)明的，凸緣4206和凸肩4208便于定子1586到主軸 105的固定。在某些實(shí)施例中，定子1586的孔的尺寸設(shè)計(jì)成能使該定 子安裝在主軸105上，以便可省去凸肩4208。在其它實(shí)施例中，凸肩 4208和/或凸緣4206可以是從主軸105分離的部件。在那些實(shí)例中， 凸肩4208和/或凸緣4206通過(guò)相關(guān)技術(shù)中熟知的任何手段繞主軸105 同軸地安裝并固定在其上。在所示實(shí)施例中，主軸105包括用于接收 鍵1606的鍵槽4202,該鍵1606轉(zhuǎn)動(dòng)地固定凸緣1610 (見(jiàn)圖16)。鍵
1606可以是半圓鍵。某些實(shí)施例的主軸105由在可制造性、成本、強(qiáng) 度和剛度方面適當(dāng)?shù)慕饘僦瞥?。例如，主軸可由鋼、鎂、鋁或其它金 屬或合金制成。
現(xiàn)在將具體參照?qǐng)D39和40說(shuō)明具有上述CVT 1500的一個(gè)實(shí)施 例的輪轂1400的操作。飛輪1420從自行車鏈條(未示出)接收轉(zhuǎn)矩。 由于飛輪1420固定到飛輪支座1510上，因此飛輪1420將轉(zhuǎn)矩施加到 飛輪支座1510上，該飛輪支座繼而將轉(zhuǎn)矩經(jīng)由鍵聯(lián)接(未示出)傳遞 到輸入軸1505。騎在安裝在主軸105上的滾針軸承4010和4020上的 輸入軸1505經(jīng)由帶鍵結(jié)構(gòu)的孔2710和輸入軸1505的鍵配合部表面 2720和3410將轉(zhuǎn)矩輸入到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525。滾針軸承4010優(yōu)選地位于飛 輪支座1510和/或飛輪1420的附近或下面。這種布置為輸入軸1505 提供了適當(dāng)?shù)闹С?，以防止?lái)自飛輪支座1510的徑向載荷作為彎曲載 荷通過(guò)CVT 1400傳遞。另外，在某些實(shí)施例中，在滾針軸承4010與 4020之間設(shè)置有間隔件4030。例如，間隔件4030可由特氟綸制成。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525的栽荷凸輪盤(pán)1530 跟隨該轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，斜坡3610激勵(lì)滾子2504。滾子2504沿栽荷凸輪 盤(pán)1540的斜坡3610向上靠行，并且變成楔入載荷凸輪盤(pán)1530與載荷 凸輪盤(pán)1540之間。滾子2504的楔入導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和軸向力從載荷凸輪盤(pán) 1530傳遞到栽荷凸輪盤(pán)1540。滾子籠1535用于將滾子2504約束在適 當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)中。
因?yàn)檩d荷凸輪盤(pán)1540剛性地聯(lián)接到輸入盤(pán)1545，所以載荷凸輪 盤(pán)1540將軸向力和轉(zhuǎn)矩傳遞到輸入盤(pán)1545，該輸入盤(pán)繼而經(jīng)由摩擦 接觸將軸向力和轉(zhuǎn)矩施加到球101上。當(dāng)輸入盤(pán)1545在其從栽荷凸輪 盤(pán)1540接收的轉(zhuǎn)矩下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸入盤(pán)1545與球101之間的摩擦接觸 迫使球繞軸3702旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，軸3702被阻止與球101繞它 們自己的縱向軸線一起轉(zhuǎn)動(dòng)；然而，軸3702在^^擋期間可繞球101 的中心樞轉(zhuǎn)或傾斜。
輸入盤(pán)1545、輸出盤(pán)1560和惰輪1526與球101摩擦接觸。當(dāng)球 101在軸3702上S走轉(zhuǎn)時(shí)，^求101將轉(zhuǎn)矩施加到輸出盤(pán)1560上，迫^f吏
輸出盤(pán)1560繞軸105轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)檩敵霰P(pán)1560剛性地聯(lián)接到輪轂殼138， 所以輸出盤(pán)1560將輸出轉(zhuǎn)矩施加到輪轂殼138上。輪轂殼138繞主軸 105同軸地并且可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝。輪轂殼138繼而經(jīng)由諸如輪輻的公知 方法將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞到自行車的車輪。仍參照?qǐng)D39和40，通過(guò)傾斜球101的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，實(shí)現(xiàn)輸入速度 到輸出速度的比的變化，以及因此輸入轉(zhuǎn)矩到輸出轉(zhuǎn)矩的比的變化， 傾斜球101的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線需要致動(dòng)軸3702的角度的變化。傳動(dòng)比的變化 包括致動(dòng)主軸105中的換擋桿的軸向運(yùn)動(dòng)，或圖3的換擋桿312的轉(zhuǎn) 動(dòng)。換擋桿112軸向地移動(dòng)銷114，該銷經(jīng)由延伸部1528中的孔1910 與換擋凸輪1527接觸。換擋銷114的軸向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致?lián)Q擋凸輪1527的 對(duì)應(yīng)的軸向運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閾Q擋凸輪1527與腿103接合(例如，經(jīng)由凸輪 輪152)，所以當(dāng)腿103沿?fù)Q擋凸輪輪廓2110移動(dòng)時(shí)，腿103徑向地 移動(dòng)。由于腿103連接到軸3702，因此腿103起繞球101的中心樞轉(zhuǎn) 軸3702的杠桿的作用。軸3702的樞轉(zhuǎn)導(dǎo)致球101球101改變轉(zhuǎn)動(dòng)的 軸線，因此產(chǎn)生變速器中的速比變化。圖44和圖45示出具有軸向力產(chǎn)生才幾構(gòu)的CVT 4400的實(shí)施例， 該軸向力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)包括作用在輸入盤(pán)1545上的一個(gè)凸輪盤(pán)4440和作 用在輸出盤(pán)1560上的另一個(gè)載荷凸輪盤(pán)4420。在該實(shí)施例中，載荷 凸輪盤(pán)4440和4420包括諸如載荷凸輪盤(pán)1530和1540的斜坡3610 的斜坡。在該實(shí)施例中，輸入盤(pán)1545或輸出盤(pán)1560中沒(méi)有一個(gè)具有 斜坡或聯(lián)接到具有斜坡的盤(pán)。然而，在其它實(shí)施例中，可能希望輸入 盤(pán)1545或輸出盤(pán)1560中的一個(gè)或兩個(gè)設(shè)有具有斜坡的盤(pán)，或者將斜 坡建立在輸入盤(pán)1545和/或輸出盤(pán)1560中，以與載荷凸輪盤(pán)4420、4440 協(xié)同操作。某些實(shí)施例的CVT4400還包括滾子保持件4430以容納并 對(duì)準(zhǔn)在栽荷凸輪盤(pán)4420與輸出盤(pán)1560之間的一套滾子(未示出)。在 所示實(shí)施例中，滾子保持件4430在輸出盤(pán)1560上徑向地樞轉(zhuǎn)。類似 地，在載荷凸輪盤(pán)4440與輸入盤(pán)1545之間也有滾子保持件4410。參 照這些實(shí)施例說(shuō)明的滾子和盤(pán)可以是如上所述用于預(yù)軸向力產(chǎn)生裝置 的的任何類型或形狀。在某些實(shí)施例中，斜坡從盤(pán)的表面傾斜的角度 是1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15度(或在它們之間)或更大或它們中的任意兩個(gè)之間的任何部分。圖46示出CVT 1600的實(shí)施例，該CVT 1600具有適于減輕軸承 摩擦阻力再循環(huán)效果的輸入軸4605和周知4625。 CVT 1600包括軸向 力產(chǎn)生器165，該軸向力產(chǎn)生器產(chǎn)生部分地由滾針軸承4620反作用的 軸向力。輪轂蓋4660反作用來(lái)自滾針軸承4620的拖拽轉(zhuǎn)矩和軸向力。 在其它實(shí)施例中，滾針軸承4620由滾珠止推軸承代替，并且在其它實(shí) 施例中，滾珠止推軸承具有比滾針軸承4620的直徑小的直徑。在該實(shí)施例中，主軸4625具有提供用于墊圏4615的作用表面的 凸肩4650，該墊圏4615也可以是例如卡持件(在某些實(shí)施例中，所 有這些都是一體的)。輸入軸4605與作用在軸承4645上的延伸部1410 相配合。軸承4645可以是止推軸承。如圖所示，輸入軸4605和驅(qū)動(dòng) 盤(pán)(類似于轉(zhuǎn)矩盤(pán)1525)是單個(gè)部件。然而，在某些實(shí)施例中，輸入 軸4605可通過(guò)例如螺紋連接、鍵連接或其它緊固部件聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩盤(pán) 1525。在所示實(shí)施例中，從軸向力的產(chǎn)生而出現(xiàn)的反作用力中的一些 作用到主軸4625上，由此減輕軸承摩擦阻力再循環(huán)。在另一個(gè)實(shí)施例 (未示出)中，延伸部1410作用在有角度的止推軸承上，該有角度的 止推軸承還將輸入軸4605支承在主軸4625上。在該后者實(shí)施例中， 不需要凸肩4650和墊圏4615。而是主軸4625將適于支承并保持有角 度的止推軸承。在此所述的許多實(shí)施例中，使用潤(rùn)滑流體減小支承許多所述元件 的軸承的摩擦。而且，某些實(shí)施例得益于將較高牽引系數(shù)提供給通過(guò) 變速器傳遞轉(zhuǎn)矩的的牽引部件的流體。適于使用在某些實(shí)施例中的稱 為"牽引流體"的這種流體包括可從市場(chǎng)上買到的Santotrac 50、 Ashland oil的5CST AF、 Lubrizol的OS # 155378、 Exxon Mobile的 IVTFluid #SL-2003B21-A以及任何其它適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑。在某些實(shí)施 例中，用于轉(zhuǎn)矩傳遞部件的牽引流體與潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑劑分開(kāi)。上述說(shuō)明詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，無(wú)論 上文顯得多么詳細(xì)，本發(fā)明都可以以許多方式實(shí)施。也如上所述，應(yīng)
注意，當(dāng)說(shuō)曰/理解為意味著該技術(shù)在此被重新定義以被限制成包括與該技術(shù)相關(guān)聯(lián) 的本發(fā)明的特征或方面的任何特定特征。因此本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)所 附權(quán)利要求書(shū)及其任何等效物來(lái)解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)級(jí)變速器的輸入轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)，該輸入轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)包括輸入軸，所述輸入軸具有帶鍵結(jié)構(gòu)的凸緣；轉(zhuǎn)矩盤(pán)，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)具有帶鍵結(jié)構(gòu)的孔；以及其中所述帶鍵結(jié)構(gòu)的凸緣和帶鍵結(jié)構(gòu)的孔適于可操作地聯(lián)接到一起，以將轉(zhuǎn)矩從所述輸入軸傳遞到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶鍵結(jié)構(gòu)的凸 緣包括至少兩個(gè)鍵配合部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶鍵結(jié)構(gòu)的凸 緣包括鍵槽，所述鍵槽用于接收鍵，所述鍵適于將轉(zhuǎn)矩傳遞到所述輸 入軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶鍵結(jié)構(gòu)的孔 包括至少兩個(gè)鍵配合部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括用 于接收軸承座圏的凹槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承座圏與所 述轉(zhuǎn)矩盤(pán)整體形成一體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括聯(lián) 接到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)上的第 一載荷凸輪盤(pán)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括適 于聯(lián)接到所述無(wú)級(jí)變速器的輸入盤(pán)上的第二載荷凸輪盤(pán)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括在 所述第一載荷凸輪盤(pán)與所述第二載荷凸輪盤(pán)之間的滾子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滾子是球形的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滾子是圓柱 形的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一載荷凸輪盤(pán)包括斜坡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二載荷凸 輪盤(pán)包括斜坡。
14. 一種轉(zhuǎn)矩軸，包括 具有第一端部和第二端部的空心圓柱體； 聯(lián)接在所述第一端部處的帶鍵結(jié)構(gòu)的凸緣；以及 在所述第二端部附近的鍵槽。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩軸，其特征在于，所述凸緣和所 述圓柱體形成單獨(dú)一個(gè)整體部件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩軸，其特征在于，所述凸緣螺紋 連接到所述圓柱體上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩軸，其特征在于，所述凸緣壓配 合到所述圓柱體上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩軸，其特征在于，所述凸緣具有 至少三個(gè)鍵配合部。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)矩軸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩軸還 包括在所述鍵槽附近或所述鍵槽處的至少一個(gè)卡持件槽，該卡持件槽 用于接收卡持件以保持鍵。
20. —種轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，包括圓盤(pán)，該圓盤(pán)具有繞其中心軸線的帶鍵結(jié)構(gòu)的孔； 形成在所述盤(pán)中用于接收軸承的座圏的環(huán)形凹槽； 形成在所述盤(pán)中用于接收載荷凸輪盤(pán)的圓形凸肩；以及升高的表面，該升高的表面與所述環(huán)形凹槽相反，并用于支承扭簧。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述帶鍵結(jié)構(gòu)的 孔具有至少三個(gè)鍵配合部。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述座圏與所述 環(huán)形凹槽整體形成一體。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述載荷凸輪盤(pán)與所述圓盤(pán)整體形成一體。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述載荷凸輪盤(pán) 包括斜坡。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 用于將所述圓盤(pán)附裝到載荷凸輪盤(pán)上的部件。
26. —種用于無(wú)級(jí)變速器的軸，該軸包括 具有第一端部、中間部分和第二端部的長(zhǎng)形體部； 穿過(guò)所述長(zhǎng)形體部的主軸線的中心孔，所述孔從所述第一端部延伸并超過(guò)所述體部的中間部分；位于所述中間部分與所述第一端部之間的凸緣；以及 使所述中心孔與所述軸的外徑連通的一對(duì)狹槽。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述軸還包括位于 所述第二端部近旁的鍵槽。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述凸緣和所述長(zhǎng) 形體部是一個(gè)整體部件。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述凸緣螺紋連接 到所述長(zhǎng)形體部上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述凸緣壓配合到 所述長(zhǎng)形體部上。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述狹槽位于所述 軸的中間部分的近旁。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述凸緣還包括凸 肩，所述凸肩用于支承所述無(wú)級(jí)變速器的定子的孔。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的軸，其特征在于，所述凸肩和所述凸緣是一個(gè)整體部件。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的軸，其特征在于，所述凸緣適于聯(lián)接 到所述無(wú)級(jí)變速器的定子上。
35. —種有助于無(wú)級(jí)變速器的換擋的裝置，該裝置包括 具有內(nèi)孔的第一換擋凸輪盤(pán)，其中該第一換擋凸輪盤(pán)還具有從所述內(nèi)孔附近延伸到所述第一換擋凸輪盤(pán)的外周并具有凸起彎曲形狀的一側(cè)；具有內(nèi)孔的第二換擋凸輪盤(pán)，其中該第二換擋凸輪盤(pán)還具有從所 述內(nèi)孔附近延伸到所述第二換擋凸輪盤(pán)的外周并具有凸起彎曲形狀的 一側(cè)；以及適于將所述第一換擋凸輪盤(pán)聯(lián)接到所述第二換擋凸輪盤(pán)的延伸 件，該延伸件具有大致圓柱形的空心體部。
36. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述延伸件與所 述第 一換擋凸輪盤(pán)是一個(gè)整體部件。
37. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述延伸件螺紋 連接到所述第一和/或第二換擋凸輪盤(pán)上。
38. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述延伸件壓配 合到所述第一和/或第二換檔凸輪盤(pán)上。
39. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述延伸件經(jīng)由 卡持件聯(lián)接到所述第二換擋凸輪盤(pán)上。
40. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述延伸件還包 括通孔，該通孔垂直于所述空心體部，用于接收所述無(wú)級(jí)變速器的換 擋銷。
41. 一種用于無(wú)級(jí)變速器的變換器組件的籠，該籠包括 第一和第二圓板，每個(gè)板都具有中心孔； 多個(gè)間隔件，所述間隔件中的至少一個(gè)還包括大致平的體部，該體部具有穿過(guò)其的中心孔并具有第一和第二端部；在所述體部的第一端部處聯(lián)接到所述體部上的第一端部板，該第 一端部板大致垂直于所述體部；以及在所述體部的第二端部處聯(lián)接到所述體部上的第二端部板，該第 二端部板大致垂直于所述體部；以及其中所述第一端部板聯(lián)接到所述第一圓板上，并且所述第二端部 板聯(lián)接到所述第二圓板上。
42. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的籠，其特征在于，所述第一端部板還 包括彎曲的表面。
43. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的籠，其特征在于，所述第二端部板還 包括彎曲的表面。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的籠，其特征在于，所述間隔件中的至 少一個(gè)還包括徑向地延伸超過(guò)所述第一和第二圓板的直徑的刮擦件。
45. —種用于在具有中心軸的無(wú)級(jí)變速器(CVT)中產(chǎn)生軸向力 的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包4舌繞所述CVT的中心軸同軸地安裝的扭簧； 聯(lián)接到所述扭簧的轉(zhuǎn)矩盤(pán)，該轉(zhuǎn)矩盤(pán)適于部分地約束所述扭簧； 具有多個(gè)斜坡的第一載荷凸輪盤(pán)，所述第一載荷凸輪盤(pán)可操作地 聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)上；以及構(gòu)造成能被所述第一栽荷凸輪盤(pán)激勵(lì)的多個(gè)滾子。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 具有多個(gè)斜坡的第二載荷凸輪盤(pán)，該第二載荷凸輪盤(pán)構(gòu)造成能傳遞從 所述多個(gè)滾子接收的軸向力。
47. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 用于接收并支承所述第一栽荷凸輪盤(pán)的凸肩。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 用于接收并支承軸承的凹槽。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 帶鍵結(jié)構(gòu)的孔。
50. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 帶鍵結(jié)構(gòu)的孔。
51. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 用于部分地保持所述扭簧的升高的凸起表面。
52. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一載荷凸 輪盤(pán)與所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)整體形成一體。
53. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滾子是球形的。
54. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滾子是圓柱 形的。
55. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一載荷凸 輪盤(pán)和所述第二載荷凸輪盤(pán)每個(gè)都包括螺旋狀的斜坡。
56. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述扭簧聯(lián)接到 所述CVT的輸入盤(pán)。
57. —種用于在無(wú)級(jí)變速器(CVT)中產(chǎn)生軸向力的系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括輸入盤(pán)； 輸出盤(pán)；布置在所述輸入盤(pán)與所述輸出盤(pán)之間的多個(gè)牽引滾子； 具有多個(gè)斜坡的第一栽荷凸輪盤(pán)；第一套滾子，該第一套滾子布置在所述第一載荷凸輪盤(pán)與所述輸 入盤(pán)之間，適于被所述第一栽荷凸輪盤(pán)激勵(lì)，并且構(gòu)造成能將軸向力 傳遞到所述輸入盤(pán)；具有多個(gè)斜坡的第二載荷凸輪盤(pán)；第二套滾子，該第二套滾子布置在所述第二載荷凸輪盤(pán)與所述輸 出盤(pán)之間，適于被所述第二栽荷凸輪盤(pán)激勵(lì)，并且構(gòu)造成能將軸向力 傳遞到所述輸出盤(pán)。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括構(gòu)造成保持所述第 一套滾子的第 一滾子保持件。
59. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 構(gòu)造成保持所述第二套滾子的第二滾子保持件。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 構(gòu)造成保持所述第二套滾子的第二滾子保持件。
61. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入盤(pán)包括構(gòu)造成與所述第一套滾子摩擦接觸的斜坡。
62. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出盤(pán)包括構(gòu)造成與所述第二套滾子摩擦接觸的斜坡。
63. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 聯(lián)接所述第一載荷凸輪盤(pán)和所述輸入盤(pán)的扭簧。
64. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一載荷凸 輪盤(pán)與所述CVT的轉(zhuǎn)矩盤(pán)整體形成一體。
65. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一載荷凸 輪盤(pán)聯(lián)接到所述CVT的轉(zhuǎn)矩盤(pán)。
66. —種用于無(wú)級(jí)變速器的球形牽引滾子的軸，該軸包括 具有第一端部和第二端部的長(zhǎng)形的并且大致圓柱形的體部；在所述體部的第一端部近旁形成在所述體部上的第一凸肩； 在所述體部的第二端部近旁形成在所述體部上的笫二凸肩；以及 在所述第一和第二凸肩之間在所述體部上的腰部。
67. 根據(jù)權(quán)利要求66所述的軸，其特征在于，所述第一和第二凸 肩在由所述第一和第二凸肩限定的邊緣處具有倒角。
68. 根據(jù)權(quán)利要求66所述的軸，其特征在于，所述腰部適于形成 潤(rùn)滑劑儲(chǔ)蓄器。
69. 根據(jù)權(quán)利要求66所述的軸，其特征在于，所述軸由青銅制成。
70. 根據(jù)權(quán)利要求66所述的軸，其特征在于，所述軸由青銅與鋅 的合金制成。
71. —種用于無(wú)級(jí)變速器(CVT)的球-腿組件的軸-球組合件，該 軸-球組合件包括適于在所述CVT的輸入盤(pán)與輸出盤(pán)之間傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向載荷的 球，該球具有通過(guò)該球的直徑的中心孔；以及軸，該軸進(jìn)一步包括長(zhǎng)形的并且大致為圓柱形的第一部分，該第一部分配合在所 述中心孔中并且在所述中心孔的每一側(cè)上延伸超過(guò)所述球的直徑；以 及在所述軸的第一部分的每個(gè)端部上的大致為長(zhǎng)形和圓柱形 的第二和第三部分，其中所述第二和第三部分具有小于所述第一部分 的直徑的直徑。
72. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的軸-球組合件，其特征在于，所述第 一部分包括中間部分，該中間部分具有小于所述第 一部分的其它部分 的直徑的直徑。
73. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的軸-球組合件，其特征在于，所述第 一部分的直徑小于所述中心孔的直徑。
74. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的軸-球組合件，其特征在于，所述軸-球組合件還包括繞所述軸的第一部分同軸地安裝的軸村。
75. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的軸-球組合件，其特征在于，所述軸-球組合件還包括繞所述軸的第一部分同軸地安裝的軸頸軸承。
76. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的軸-球組合件，其特征在于，所述軸-球組合件還包括在所述軸與所述球之間的巴氏合金襯套。
77. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的軸-球組合件，其特征在于，所述軸 由青銅、鋅或它們的合金制成。
78. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的軸-球組合件，其特征在于，由所述 中間部分限定的邊緣包括倒角。
79. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的軸-球組合件，其特征在于，所述第 一、第二和第三部分整個(gè)是一體的，并且形成一個(gè)實(shí)心部件。
80. —種具有中心軸線的無(wú)級(jí)變速器(CVT)，該CVT包括 在一平面中繞所述中心軸線分布的多個(gè)球，每個(gè)球都具有穿過(guò)其的孔，該孔形成所述球的可傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；輸入盤(pán)，該輸入盤(pán)可繞所述中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并接觸每個(gè)所述球上的 第一點(diǎn)；輸出盤(pán)，該輸出盤(pán)可繞所述中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且接觸每個(gè)速度調(diào)節(jié) 器上的第二點(diǎn)；大致為圓柱形的惰輪，該惰輪可繞縱向軸線環(huán)狀地轉(zhuǎn)動(dòng)并接觸每 個(gè)球上的第三點(diǎn)；多個(gè)具有兩個(gè)端部的大致為圓柱形的軸，其中在每個(gè)球的孔中定 位有一個(gè)心軸；以及 位于每個(gè)球與其相應(yīng)的軸之間的多個(gè)軸承，其中帶保持架的滾針 軸承適于使所述球可相對(duì)于它們各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述滾針軸承固 定在它們各自的球中的它們的位置上。
81. —種制造無(wú)級(jí)變速器(CVT)的方法，該方法包括 提供多個(gè)球形滾子；提供輸入盤(pán)和輸出盤(pán)；提供繞所述CVT的主軸同軸地安裝的惰輪； 將所述球形滾子設(shè)置成與所述輸入盤(pán)和輸出盤(pán)摩擦接觸； 將所述球形滾子設(shè)置成與所述惰輪摩擦接觸； 設(shè)置適于將轉(zhuǎn)矩傳遞到所述輸入盤(pán)的轉(zhuǎn)矩盤(pán)，其中該轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 帶鍵結(jié)構(gòu)的孔；以及將帶鍵結(jié)構(gòu)的軸聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)。
82. 根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于，所述方法還包括
83. 根據(jù)權(quán)利要求82所述的方法，其特征在于，所述軸向力產(chǎn)生 組件包括至少 一個(gè)栽荷凸輪盤(pán)。
84. 根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)包括 用于接收軸承的凹槽。
85. —種制造轉(zhuǎn)矩傳遞裝置的方法，該方法包括 提供盤(pán)；在所述盤(pán)中形成帶鍵結(jié)構(gòu)的孔；以及在所述盤(pán)中形成凹槽，該凹槽適于接收軸承。
86. 根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在所述圓盤(pán)上形成凸肩，用于支承載荷凸輪盤(pán)。
87. 根椐權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在所述圓盤(pán)上形成升高的表面，該升高的表面與所述環(huán)形凹槽相反。
88. 根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將扭簧聯(lián)接到所述圓盤(pán)。
89. —種制造有助于無(wú)級(jí)變速器(CVT)的速比變化的換擋凸輪 盤(pán)的方法，所述CVT具有球-腿組件，所述方法包括 根據(jù)以下形式的參數(shù)方程產(chǎn)生基準(zhǔn)曲率 theta=2*gamma—max*t-gamma—max x=leg*sin(theta)-0.5*ball—dia*RSF*theta*pi/180+ 0.5*ARM*cos(theta)y=leg*cos(theta)-0.5*ARM*sin(theta); 以及 根據(jù)所述基準(zhǔn)曲率的x和y的值形成換擋凸輪盤(pán)表面。
90. 根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，gamma一max是 在15度與30度之間的角度值。
91. 根椐權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，RSF大于l.O。
92. 根據(jù)權(quán)利要求91所述的方法，其特征在于，RSF小于2.5。
93. —種制造用于具有主軸的無(wú)級(jí)變速器(CVT)的軸向力產(chǎn)生 器的方法，該方法包4舌繞所述主軸同軸地安裝轉(zhuǎn)矩盤(pán)；將扭簧聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)，所述扭簧繞所述主軸同軸地安裝； 提供具有多個(gè)斜坡的第一載荷凸輪盤(pán)；以及將所述第一栽荷凸輪盤(pán)聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)矩盤(pán)。
94. 根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 具有斜坡的第二載荷凸輪盤(pán)，該第二栽荷凸輪盤(pán)可操作地聯(lián)接到所述 第一栽荷凸輪盤(pán)。
95. 根據(jù)權(quán)利要求94所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 設(shè)置在所述第一載荷凸輪盤(pán)與所述第二載荷凸輪盤(pán)之間的多個(gè)滾子。
96. —種轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，包括圓盤(pán)，其具有繞其中心軸線的帶鍵結(jié)構(gòu)的孔； 形成在所述盤(pán)中用于接收軸承座圏的部件； 形成在所述盤(pán)中用于接收載荷凸輪盤(pán)的部件；以及 形成在所述盤(pán)中用于支承扭簧的部件。
97. 根據(jù)權(quán)利要求96所述的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，其特征在于，所述用 于接收所述軸承座圏的部件設(shè)置在與用于支承所述扭簧的所述部件相 反的所述圓盤(pán)的那一側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)級(jí)變速器(CVT)，該CVT具有構(gòu)造成支承并定位CVT的各種部件的主軸。換擋凸輪盤(pán)與球-腿組件協(xié)同操作，以改變CVT的傳動(dòng)比。載荷凸輪盤(pán)、轉(zhuǎn)矩盤(pán)、滾動(dòng)元件和輪轂蓋殼構(gòu)造成產(chǎn)生軸向力、傳遞轉(zhuǎn)矩并管理反作用力。在一個(gè)實(shí)施例中，帶鍵結(jié)構(gòu)的輸入軸和具有帶鍵結(jié)構(gòu)的孔的轉(zhuǎn)矩盤(pán)協(xié)同操作以將轉(zhuǎn)矩輸入到CVT的變換器中。尤其公開(kāi)了各種球軸、軸-球組合件和反作用力接地構(gòu)造。在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了在輸入和輸出元件處具有軸向力產(chǎn)生部件的CVT。
文檔編號(hào)F16H15/26GK101166922SQ200580038511
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2005年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者B·P·波爾, C·B·洛爾, D·C·米勒, D·J·道, F·A·托馬西, J·M·尼科爾斯, M·P·西米斯特, O·J·阿姆斯特朗, R·A·史密森, W·R·波斯 申請(qǐng)人:瀑溪技術(shù)公司