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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410760621.X(22)申请日 2014.12.12F16H 37/12(2006.01)F16H 7/08(2006.01)(71)申请人 江苏理工学院地址 213001 江苏省常州市钟楼区中吴大道1801 号(72)发明人 张兰春 贝绍轶 倪彰 沈宏生刘森(74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250代理人 张建纲(54) 发明名称能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统(57) 摘要本发明涉及一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，包括动力输入轴、主动带轮、动力输出轴、从动带轮以及连接所述主动带。
2、轮和从动带轮的 V 型传动带，主动带轮动盘由第一速比控制机构控制移动，从动带轮动盘由第二速比控制机构控制移动，第一速比控制机构与第二速比控制机构之间通过离合器连接。采用该能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，可使无级变速器始终运行在其最大效率处，从而提高无级变速器的传动效率，减少了传动带的磨损，提高了传动带的使用寿命。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 104482155 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104482155 A1/1 页21.一种能够实现夹紧力调节的电机调。
3、节无级变速系统，包括动力输入轴（12）、主动带轮（13）、动力输出轴（22）、从动带轮（23）以及连接所述主动带轮（ ）和从动带轮（ 3）的V 型传动带（20），所述主动带轮（13）包括各为锥台形且以顶面相对设置的主动带轮定盘（13-1）和主动带轮动盘（ 3-2），所述从动带轮（23）包括各为锥台形且以顶面相对设置的从动带轮定盘（23-1）和从动带轮动盘（23-2），其特征在于 ：所述主动带轮动盘（13-2）由第一速比控制机构控制移动，所述从动带轮动盘（23-2）由第二速比控制机构控制移动，所述第一速比控制机构包括速比执行电机（4）、固定在速比执行电机（4）的输出轴（5）上的第一固定齿轮（19。
4、）及与第一固定齿轮（19）啮合的第一移动齿轮（16），所述第一移动齿轮（ 6）套设在动力输入轴（12）上并与主动带轮动盘（13-2）固定连接，速比执行电机（4）通过驱动第一固定齿轮（19）旋转以使第一移动齿轮（16）带动主动带轮动盘（13-2）左右移动，所述第二速比控制机构包括夹紧力调节电机（6）、固定在夹紧力调节电机（6）的输出轴（7）上的第二固定齿轮（29）及与第二固定齿轮（29）啮合的第二移动齿轮（26），所述第二移动齿轮（26）套设在动力输出轴（22）上并与从动带轮动盘（ 3-2）固定连接，夹紧力调节电机（6）通过驱动第二固定齿轮（29）旋转以使第二移动齿轮（26）带动从动带轮动盘（2。
5、3-2）左右移动，所述速比执行电机（4）的输出轴（5）与夹紧力调节电机（6）的输出轴（7）之间通过离合器（9）连接。2.如权利要求 1 所述的能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，其特征在于 ：所述动力输入轴（12）和动力输出轴（ 2）均具有轴环，主动带轮定盘（13-1）固定于动力输入轴（12）的轴环（12-1）左侧部位上，主动带轮动盘（13-2）空套在动力输入轴（12）的轴环（12-1）右侧部位上 ；从动带轮定盘（23-1）固定于动力输出轴（22）的轴环（22-1）右侧部位上，从动带轮动盘（23-2）空套在动力输出轴（22）的轴环（22-1）左侧部位上。3.如权利要求 1 所述的能够实现。
6、夹紧力调节的电机调节无级变速系统，其特征在于 ：还包括左轴承座（2）和右轴承座（3），所述速比执行电机（4）的输出轴（5）、夹紧力调节电机（6）的输出轴（7）、动力输入轴（12）和动力输出轴（22）均设置在左轴承座（2）、右轴承座（3）之间。4.如权利要求 3 所述的能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，其特征在于 ：所述动力输入轴（12）上空套有第一中空丝杆（17），所述第一中空丝杆（17）与第一移动齿轮（16）的中心孔螺纹连接且固定在右轴承座（3）上，所述主动带轮动盘（13-2）背面设置有第一中间轴承（14），第一中间轴承（14）由空套在动力输入轴（12）上且由固定在第一移动齿轮（16。
7、）上的第一中间轴承端盖（15）定位 ；所述动力输出轴（22）上空套有第二中空丝杆（27），所述第二中空丝杆（27）与第二移动齿轮（16）的中心孔螺纹连接且固定在左轴承座（2）上，所述从动带轮动盘（23-2）背面设置有第二中间轴承（ 4），第二中间轴承（14）由空套在动力输出轴（22）上且由固定在第二移动齿轮（26）上的第二中间轴承端盖（25）定位。权 利 要 求 书CN 104482155 A1/4 页3能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统技术领域0001 本发明涉及一种无级变速系统，尤其是一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统。背景技术0002 汽车变速器必须适应车辆在起步、加速、。
8、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力和车速的不同要求。为了充分利用发动机的功率，提高燃料经济性以及改善汽车的排放性能，理想的汽车变速器应具有无级变化的传动比并能进行速比优化控制。目前，汽车底盘系统正在往电控化、一体化、集成化的方向发展，电动助力转向、电制动、电动空调等正成为汽车行业发展的趋势。无级变速器作为汽车底盘系统的重要组成部分，其速比执行机构采用全电调节，顺应当前电动化底盘的发展方向，并且有利于传动系统与电动助力转向、电制动等底盘其他系统的一体化、集成化控制，从而有效提升汽车的各项性能。当前市场上几乎所有速比连续变化的变速器（CVT）都采用了电子液压控制系统。0003。
9、 中国专利授权公告号是 CN101975269B 的发明专利公开了一种带式无级变速器的速比控制装置，其包括直流电机及其控制器、两组齿轮传动机构、两组螺旋丝杠机构、两组弹簧助力机构以及平面轴承和滚针轴承若干。其中，直流电机作为变速器的速比控制的动力源，通过对电机转向和转角的控制，并通过两组齿轮传动机构及与其各自相连的螺旋丝杠机构并在弹簧的配合下将电机转角转化为带式无级变速器的带轮动盘的轴向位移，进而通过改变 V 型传动带与主、从动带轮盘的接触半径，实现无级变速器不同工况下速比的连续变化。上述速比控制装置中，由于第二位移控制机构的第二螺旋丝杆从动力输出轴穿过，需要在第二螺旋丝杆和动力输出轴中间加装。
10、滚针轴承，滚针轴承的定位使得第二螺旋丝杆和动力输出轴结构设计比较复杂，同时还会导致动力输出轴直径变大，进而使得从动带轮动盘和从动带轮定盘中间的孔径变大，与从动带轮动盘直接接触的第二平面轴承尺寸也随之增大，由于装配需要，第二平面轴承的安装需要在从动带轮动盘加装安装孔，孔径变大，会使得带轮动盘的强度减小，影响使用寿命 ；同时，该速比控制装置只能实现速比调节，不能实现夹紧力的调节。0004 带式无级变速器夹紧力是保证其转矩传递的必要条件，一般情况下，夹紧力越大，在无级变速器的转矩传递范围内，其传递的转矩越大。当前汽车上采用的电子液压控制方式的无级变速器上，为了保证其转矩传递时不出现打滑，按照其能够传。
11、递的最大转矩设定夹紧力，这样不仅会造成在传递较小转矩时液压能量的损失，还会降低无级变速器的传动效率。发明内容0005 本发明要解决的技术问题是 ：为了提供一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，可使无级变速器始终运行在其最大效率处，从而提高无级变速器的传动效率，还说 明 书CN 104482155 A2/4 页4避免传动带始终处于最大夹紧力处，减少了传动带的磨损，提高了传动带的使用寿命。0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ：一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，包括动力输入轴、主动带轮、动力输出轴、从动带轮以及连接所述主动带轮和从动带轮的 V 型传动带，所述主动带轮。
12、包括各为锥台形且以顶面相对设置的主动带轮定盘和主动带轮动盘，所述从动带轮包括各为锥台形且以顶面相对设置的从动带轮定盘和从动带轮动盘，所述主动带轮动盘由第一速比控制机构控制移动，所述从动带轮动盘由第二速比控制机构控制移动，所述第一速比控制机构包括速比执行电机、固定在速比执行电机的输出轴上的第一固定齿轮及与第一固定齿轮啮合的第一移动齿轮，所述第一移动齿轮套设在动力输入轴上并与主动带轮动盘固定连接，速比执行电机通过驱动第一固定齿轮旋转以使第一移动齿轮带动主动带轮动盘左右移动，所述第二速比控制机构包括夹紧力调节电机、固定在夹紧力调节电机的输出轴上的第二固定齿轮及与第二固定齿轮啮合的第二移动齿轮，所述第。
13、二移动齿轮套设在动力输出轴上并与从动带轮动盘固定连接，夹紧力调节电机通过驱动第二固定齿轮旋转以使第二移动齿轮带动从动带轮动盘左右移动，所述速比执行电机的输出轴与夹紧力调节电机的输出轴之间通过离合器连接。0007 在本发明一较佳实施例中，所述动力输入轴和动力输出轴均具有轴环，主动带轮定盘固定于动力输入轴的轴环左侧部位上，主动带轮动盘空套在动力输入轴的轴环右侧部位上 ；从动带轮定盘固定于动力输出轴的轴环右侧部位上，从动带轮动盘空套在动力输出轴的轴环左侧部位上。0008 在本发明一较佳实施例中，还包括左轴承座和右轴承座，所述速比执行电机的输出轴、夹紧力调节电机的输出轴、动力输入轴和动力输出轴均设置在。
14、左轴承座、右轴承座之间。0009 在本发明一较佳实施例中，所述动力输入轴上空套有第一中空丝杆，所述第一中空丝杆与第一移动齿轮的中心孔螺纹连接且固定在右轴承座上，所述主动带轮动盘背面设置有第一中间轴承，第一中间轴承由空套在动力输入轴上且由固定在第一移动齿轮上的第一中间轴承端盖定位 ；所述动力输出轴上空套有第二中空丝杆，所述第二中空丝杆与第二移动齿轮的中心孔螺纹连接且固定在左轴承座上，所述从动带轮动盘背面设置有第二中间轴承，第二中间轴承由空套在动力输出轴上且由固定在第二移动齿轮上的第二中间轴承端盖定位。0010 本发明的有益效果是 ：采用该电机调节无级变速系统，在特定的速比下，如果外界负载变大，可。
15、通过离合器控制，在断开连接两端电机轴后，通过控制夹紧力调节电机使从动带轮动盘向定盘方向移动，给传动带施加夹紧力，由于主动带轮处定盘和动盘位置均保持不变，此时传动带被张紧，无级变速器传动转矩可随着负载变大而增加，提高了该特点速比的传动效率 ；按照无级变速器传递转矩与张紧力对应的最大传动效率对夹紧力调节电机进行控制，可使无级变速器始终运行在其最大效率处，从而提高无级变速器的传动效率 ；由于避免了传动带始终处于最大夹紧力处，减少了传动带的磨损，提高了传动带的使用寿命。附图说明0011 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0012 图 1 是本发明能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统的结构示意。
16、图。说 明 书CN 104482155 A3/4 页5具体实施方式0013 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。0014 如图 1 所示，一种能够实现夹紧力调节的电机调节无级变速系统，包括动力输入轴 12、主动带轮 13、动力输出轴 22、从动带轮 23 以及连接所述主动带轮 13 和从动带轮 23的 V 型传动带，所述主动带轮 13 包括各为锥台形且以顶面相对设置的主动带轮定盘 13-1和主动带轮动盘 13-2，所述从动带轮 23 包括各为锥台形且以顶面相对设置的从动带轮定盘23-1和从动带轮动盘。
17、23-2，所述主动带轮动盘13-2由第一速比控制机构控制移动，所述从动带轮动盘 23-2 由第二速比控制机构控制移动。0015 所述第一速比控制机构与第二速比控制机构的结构相同，且对应的零部件规格相同。0016 所述第一速比控制机构包括速比执行电机4、固定在速比执行电机4的输出轴5上的第一固定齿轮19及与第一固定齿轮19啮合的第一移动齿轮16，所述第一移动齿轮16套设在动力输入轴 12 上并与主动带轮动盘 13-2 固定连接，速比执行电机 4 通过驱动第一固定齿轮 19 旋转以使第一移动齿轮 16 带动主动带轮动盘 13-2 左右移动。0017 所述第二速比控制机构包括夹紧力调节电机 6、固定。
18、在夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 上的第二固定齿轮 29 及与第二固定齿轮 29 啮合的第二移动齿轮 26，所述第二移动齿轮 26 套设在动力输出轴 22 上并与从动带轮动盘 23-2 固定连接，夹紧力调节电机 6 通过驱动第二固定齿轮 29 旋转以使第二移动齿轮 26 带动从动带轮动盘 23-2 左右移动，所述速比执行电机 4 的输出轴 5 与夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 之间通过离合器 9 连接，离合器 9可实现速比执行电机 4 的输出轴 22 和夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 的固定和脱离。0018 所述动力输入轴 12 和动力输出轴 22 均具有轴环，主动带轮定盘 13-1 固。
19、定于动力输入轴 12 的轴环 12-1 左侧部位上，主动带轮动盘 13-2 空套在动力输入轴 12 的轴环 12-1右侧部位上 ；从动带轮定盘 23-1 固定于动力输出轴 22 的轴环 22-1 右侧部位上，从动带轮动盘 23-2 空套在动力输出轴 22 的轴环 22-1 左侧部位上。0019 所述速比执行电机 4 的输出轴 5 的通过轴承 6-2 与右轴承座 3 连接，轴承 6-2 由轴承座 6-1 定位 ；所述夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 的通过轴承 8-2 与左轴承座 2 连接，轴承 8-2 由轴承座 8-1 定位。0020 所述动力输入轴 12 的右端通过第一右轴承 18-2 与第。
20、一中空丝杆 17 连接，第一右轴承 18-2 由固定在第一中空丝杆 17 上的第一右轴承端盖 18-1 定位 ；动力输入轴 12 的左端通过第一左轴承 11-2 与左轴承座 2 连接，第一左轴承 11-2 由固定在左轴承座 2 上的第一左轴承端盖 11-1 定位。0021 所述动力输出轴 22 的左端通过第二左轴承 28-2 与第二中空丝杆 27 连接，第二左轴承 28-2 由固定在第二中空丝杆 27 上的第二左轴承端盖 28-1 定位 ；动力输出轴 22 的右端通过第二右轴承 21-2 与右轴承座 3 连接，第二右轴承 21-2 由固定在右轴承座 3 上的第二右轴承端盖 21-1 定位。00。
21、22 运作时，当开关控制离合器 9 接合时，则速比执行电机 4 的输出轴 5 和夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 之间相固定，当速比执行电机 4 运转，由速比执行电机 4 的输出轴 5 带动说 明 书CN 104482155 A4/4 页6第一固定齿轮 19 和第二固定齿轮 29 同时旋转，进而带动第一移动齿轮 16 和第二移动齿轮26 旋转，第一移动齿轮 16 和第二移动齿轮 26 都能在旋转的同时作轴向移动。在第一移动齿轮 16 通过第一中间轴承端盖 15、第一中间轴承 14 推动主动带轮动盘 13-2 向左移动时，第二移动齿轮 26 通过第二中间轴承端盖 25、第二中间轴承 24 推动从。
22、动带轮动盘 23-2 向左移动，V 型传动带向上提升，V 型传动带给予从动带轮动盘 23-2 向左的作用力，从动带轮动盘 23-2 向左移动，此时速比变小。同理，主动带轮动盘 13-2 的向右移动，也是在 V 型传动带的作用下实现的。当开关控制离合器 9 断开时，则速比执行电机 4 的输出轴 5 和夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 之间相脱离，速比执行电机 4 运转，由速比执行电机 4 的输出轴 5带动第一固定齿轮 19 旋转，夹紧力调节电机 6 运转，由夹紧力调节电机 6 的输出轴 7 带动第二固定齿轮 29 旋转，进而分别带动第一移动齿轮 16 和第二移动齿轮 26 旋转，第一移动齿轮 1。
23、6 和第二移动齿轮 26 都能在旋转的同时作轴向移动。第一移动齿轮 16 通过第一中间轴承端盖 15、第一中间轴承 14 推动主动带轮动盘 13-2 向左移动时，此时，保持特定的速比，通过调节夹紧力调节电机 6 使从动带轮动盘 23-2 向从动带轮定盘 23-1 方向（向右）移动，给 V 型传动带施加夹紧力，由于主动带轮定盘 13-1 和主动带轮动盘 13-2 位置均保持不变，此时 V 型传动带被张紧，无级变速器传动转矩可随着负载变大而增加，提高了该特定速比下的传动效率。0023 当车辆起步时，无级变速系统对应的速比执行机构的速比最大 ；当车辆起步后，随着车速慢慢提高，根据发动机转速转矩信号、。
24、车辆的行驶车速信息以及设计的速比控制策略和速比控制规律，无级变速系统通过速比控制单元控制第一调节电机的转速和转角，通过速比控制机构带动主、从动带轮动盘轴向移动，改变 V 型传动带与带轮定、动盘的接触半径，从而改变无级变速系统的速比。0024 与现有技术相比，采用该电机调节无级变速系统，在特定的速比下，如果外界负载变大，可通过离合器 9 控制，在断开连接两端电机轴后，通过控制夹紧力调节电机使从动带轮动盘23-2向定盘方向移动，给传动带施加夹紧力，由于主动带轮处定盘13-1和动盘位置均保持不变，此时传动带被张紧，无级变速器传动转矩可随着负载变大而增加，提高了该特定速比下的传动效率 ；按照无级变速器传递转矩与张紧力对应的最大传动效率对夹紧力调节电机进行控制，可使无级变速器始终运行在其最大效率处，从而提高无级变速器的传动效率 ；由于避免了传动带始终处于最大夹紧力处，减少了传动带的磨损，提高了传动带的使用寿命。0025 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。说 明 书CN 104482155 A1/1 页7图1说 明 书 附 图CN 104482155 A。