CN102352920A - 连续可变速传动装置 - Google Patents

Abstract

示出并描述了一种具有多个倾斜球(1)以及相对的输入(34)和输出盘(101)的可变速度传动装置，所述传动装置在其传动比范围中具有无限数量的速度组合。行星齿轮组的使用允许最小的速度被倒转(in reverse)，所述传动装置的独特几何结构允许所有的功率路径都是同轴的，从而与获得相似传动比范围的传动装置相比，减小了该传动装置的整体尺寸和复杂度。

Description

连续可变速传动装置

本申请为2004年2月27日提交的第200480011347.0号专利申请的、发明名称为“连续可变速传动装置”的分案申请。

发明领域

本发明的领域通常涉及传动装置，本发明尤其涉及连续可变速传动装置。

背景技术

为了提供连续可变速传动装置，人们开发出了通过支撑于机架中并位于扭矩输入和输出盘(disc)之间的牵引辊来传输功率的各种牵引辊传动装置。在这种传输装备中，牵引辊被安装在支撑结构上，支撑结构在被枢接时使牵引辊与扭矩盘以其半径根据预期传输率变换的圆接合。

然而，这些传统解决方案是有局限性的。例如，在一个解决方案中，公开了具有连续可变速传动装置的用于车辆的驱动轮轴。这种方法给出了使用两个隔膜板(iris plate)(在牵引辊的每一端各具有一个)以将每一个牵引辊的旋转轴倾斜的教导。然而，使用虹膜板是非常复杂的，这是因为在传输装备切换的过程当中需要大量的部件来调整虹膜板。这种传输装备的其它不足是其具有引导环，引导环被配置成其相对于每一个牵引辊是非常固定的。由于引导环是固定的，所以移动每一个牵引辊的旋转轴是困难的。

对于该早期设计的改进装置包括输入盘和输出盘绕其旋转的轴。输入盘和输出盘安装在该轴中，并与绕轴等距离并轴向地设置的多个球接触。这些球与输入和输出盘摩擦接触，并将功率从输入盘传输到输出盘。位于上述轴的中心上方和球之间的惰轮(idler)施加力以将上述球保持分离，从而使得输入盘和输出盘摩擦接触。这种设计的一个主要局限是缺少用于产生并充分控制轴向力的装置，该轴向力是作为常规接点压力来使得输入盘和输出盘在传输装备的速率变化时与上述球保持充分接触。由于辊牵引连续变动传动装置需要更多的轴向力以最低的速度来防止驱动和被驱动旋转元件在速度改变的摩擦球上滑动，在输入和输出速度相等时，以高速和1∶1的比率来施加过度力。这种过度的轴向力降低了效率并使得传动装置与在为任意特殊的齿轮齿数比施加适当大小的力时相比更快地产生故障。该过度的力还使得切换变速更加困难。

因此，需要一种具有改进的轴向载荷发生系统的连续变动传动装置，该传动装置作为传动比的函数来改变产生的力。

发明内容

在本文中示出并描述的系统和方法具有几个特征，在这些特征中没有单独的一个代表其期望的属性。下面的描述本不是限制所表述的领域，现在将简要描述其非常重要的特征。在这些讨论之后，尤其是在阅读标题为“优选实施方案的详细描述”后，应该理解本发明的系统和方法的特征是如何带来对于传统的系统和方法的有益效果的。

在第一方面，公开了一种可变速度传动装置，包括：纵向轴线；多个球，其绕所述纵向轴线径向分布，所述球中的每一个都具有可倾斜轴，并绕所述轴旋转；可旋转的输入盘，设置于邻近所述球的位置，并与所述球中的每一个接触；可旋转的输出盘，设置于邻近所述球的位置且与所述输入盘相对，并与所述球中的每一个接触；可旋转的惰轮，具有基本恒定的绕所述纵向轴线同轴的外直径，并径向地设置在所述球中的每一个的向内的位置并与其接触；以及行星齿轮组，同轴地安装于所述传动装置的所述纵向轴线周围。

还公开了可变速度传动装置的实施方案，其中，所述球集合从至少两个功率路径传输的扭矩成分，所述功率路径由所述行星齿轮组提供，其中，所述至少两个功率路径是同轴的。在另一实施方案中，所述惰轮和所述输出盘中的至少一个将扭矩输入提供给所述行星齿轮组。

在另一方面，公开了一种可变速度传动装置，其中，所述行星齿轮组进一步包括：环形齿轮，同轴地绕所述纵向轴线安装，并具有径向地向内设置的齿；多个行星齿轮，在所述环形齿轮内同轴地绕所述纵向轴线分布，并与所述环形齿轮接合，所述行星齿轮中的每一个分别具有行星轴线，并绕所述行星轴线旋转，其中，所述行星轴线径向地远离所述纵向轴线；多个行星齿轮轴，每一个所述行星齿轮具有一个所述行星齿轮轴，所述行星齿轮绕所述行星齿轮轴旋转；恒星齿轮，同轴地绕所述纵向轴线安装，并径向地位于所述多个行星齿轮中的每一个之内并与其接合；以及行星齿轮支座，同轴地绕所述纵向轴线安装，并适于支撑所述行星齿轮轴以及确定所述行星齿轮轴的位置。

这些实施方案中的一些进一步包括保持件，所述保持件适于将所述球的所述可倾斜轴对齐的，所述保持件还适于保持所述球的角度和径向位置。在一些实施方案中，所述行星齿轮支座施加有输入扭矩，并联接到所述输入盘，所述恒星齿轮联接到所述保持件，所述环形齿轮是固定的并且不能旋转，通过所述输出盘从所述传动装置提供输出扭矩。

在另一方面，公开了可与在本文中公开的实施方案一起使用的轴向力发生装置，其适于生成增加所述输入盘、所述球、所述惰轮和所述输出盘之间的牵引的轴向力。在一些实施方案中，由所述轴向力发生器生成的轴向力的数量是所述传动装置的传动比的函数。在另一些实施方案中，所述输入盘中的每一个、所述球、所述输出盘和所述惰轮具有接触表面，所述接触表面涂覆有增加摩擦的涂料。某些实施方案的涂料为陶瓷或金属陶瓷。在其它的实施方案中，所述涂料从氮化硅、碳化硅、非电解镍镀层(electroless nickel)、电镀镍层(electroplated nickel)中选择或为其任意的组合。

在另一方面，公开了一种可变速的传动装置，包括：纵向轴线；多个球，其绕所述纵向轴线径向分布，所述球中的每一个都具有可倾斜轴，并绕所述轴旋转；可旋转的输入盘，设置于邻近所述球的位置，并与所述球中的每一个接触；固定的输出盘，设置于邻近所述球的位置且与所述输入盘相对，并与所述球中的每一个接触；可旋转的惰轮，具有基本恒定的外直径，并径向地设置在所述球中的每一个的向内的位置并与其接触；保持件，其适于保持所述球的径向位置和轴向排列，并且所述保持件绕所述纵向轴线可旋转；以及惰轮轴，连接于所述惰轮，适于接纳来自所述惰轮的扭矩输出，并将所述扭矩输出从所述传动装置传送出。

在另一方面，公开了一种可变速的传动装置，包括：第一组和第二组球，其绕所述纵向轴线径向分布；可旋转的第一和第二输入盘；输入轴，其与所述纵向轴线同轴并连接于所述第一和第二输入盘；可旋转的输出盘，设置于所述第一组球和所述第二组球之间的位置，并与所述第一组球和所述第二组球中的每一个接触；通常为圆柱形的第一惰轮，径向地设置在所述第一组球中的每一个的向内的位置，并与其接触；以及通常为圆柱形的第二惰轮，径向地设置在所述第二组球中的每一个的向内的位置，并与其接触。

为了与在本文中描述的许多实施方案一起使用，还公开了一种轴向力发生器，所述轴向力发生器适于施加轴向力，以增加所述输入盘、所述输出盘和所述多个速度调节器之间的接触力，所述轴向力发生器进一步包括：轴承盘，其与所述纵向轴线同轴并可绕其旋转，所述轴承盘具有外直径和内直径，并具有在其内直径中形成的螺纹孔；多个外周斜面，附接于所述轴承盘接近其外直径的第一侧；多个轴承，适于与所述多个轴承盘的斜面接合；多个输入盘外周斜面，其安装在所述速度调节器的相对侧上的所述输入盘上，并适于与所述轴承接合；通常为柱形的螺杆，与所述纵向轴线同轴并可绕其旋转，所述螺杆沿其外表面形成有阳螺纹，所述阳螺纹适于与所述轴承盘的螺纹孔接合；多个中心螺杆斜面，附接于所述螺杆；以及多个中心输入盘斜面，附接到所述输入盘并适于与所述多个中心螺杆斜面接合。

在另一方面，公开了一种在滚动牵引传动装置中支撑多个速度调节可倾斜球并设置其位置的支撑保持件，所述滚动牵引传动装置在所述多个球的任意一侧使用输入盘和输出盘，所述保持件包括：第一和第二平支撑盘，其每一个通常为具有多个槽的圆片，所述多个槽从外边缘径向地向内延伸，每个槽具有两侧；多个平支撑间隔装置，在所述第一和第二支撑盘之间延伸，所述间隔装置中的每一个都具有前侧、后侧、第一端和第二端；其中，各个所述第一端和第二端具有安装表面，各个安装表面具有曲面，所述间隔装置成角度地设置在所述支撑盘周围，并位于所述支撑盘中的所述槽之间，从而使得所述曲面与所述槽的侧对齐。

在另一方面，公开了一种用于比率改变机构的支撑腿，所述比率改变机构通过在滚动牵引传动装置中使得形成确定比率的球的旋转轴倾斜来改变传动比，包括：拉长的主体；轴连接端；与所述轴连接端相对的凸轮端；面向所述球的前侧以及背离所述球的后侧；以及位于所述轴连接端和所述凸轮端之间的中心支撑部分；其中，所述轴连接端具有孔，所述孔形成为适于通过其接纳所述轴，凸弯曲的凸轮表面形成于所述凸轮端的所述前侧，并适于帮助控制所述孔的排列。

另一方面公开了一种在可变速度滚动牵引传动装置中使用的液体抽吸球体，所述可变速度滚动牵引传动装置使用可绕其各自的可倾斜轴旋转的多个球体、位于所述多个球体中每一个的一侧并与其接触的输入盘、以及位于所述多个球体中每一个的另一侧并与其接触的输出盘，所述液体抽吸球体包括：球形球体，穿过所述球体的直径形成有孔，以形成穿过所述球体的圆柱形内表面；以及至少一个螺旋槽，其在所述球体的所述内表面中形成，并延伸通过所述球体。

在另一方面，公开了一种在可变速度滚动牵引传动装置中使用的液体抽吸轴，所述可变速度滚动牵引传动装置使用分别具有轴的多个球体、位于所述多个球体中的每一个的一侧并与其接触的所述球体的输入盘、以及位于所述多个球体中的每一个的另一侧并与其接触的输出盘，所述球体的各自的轴由穿过所述球体形成的直径孔形成，所述液体抽吸轴包括：通常为圆柱形的轴，其直径小于穿过所述球体的孔的直径，并具有第一端、第二端和中间区域，其中，在所述轴适当地位于其所属的各自球体的孔内时，所述第一端和所述第二端从所述球体的相对侧延伸出来，所述中间区域位于所述球体中；以及至少一个螺旋槽，在所述轴的外表面上形成，其中，所述螺旋槽从所述球体的外部的位置开始，并延伸到所述中间区域的至少一部分中。

在另一方面，公开了一种用于可变速度滚动牵引传动装置的切换装置，所述可变速度滚动牵引传动装置具有纵向轴线，并使用多个以平面排列的方式分布在所述纵向轴线周围的倾斜球，所述球的每一个的相对侧与输入盘和输出盘接触，从而控制所述传动装置的传动比，所述切换装置包括：

管状的传动轴，沿所述纵向轴线设置；多个球轴，每一个延伸通过穿过所述多个球中的一个相应球而形成的孔，并形成所述相应球的可倾斜轴，所述球绕所述可倾斜轴旋转，各个球轴具有两个端部，每一个端部从所述球中延伸出来；多个支腿，每个支腿与所述球轴的所述端部中的每一个连接，所述支腿朝所述传动轴径向地向内延伸；惰轮，具有基本恒定的外直径，所述惰轮同轴地设置在所述传动轴的周围，并径向地位于所述球中的每一个的向内的位置并与其接触；两个盘形的切换引导装置，所述惰轮的每一端具有一个所述切换引导装置，所述切换引导装置中的每一个具有面向所述惰轮的扁平侧和背离所述惰轮的凸曲侧，其中，在所述球的相应侧，所述切换引导装置径向地延伸以与各自的所有支腿接触；多个滚动滑轮，每一个支腿具有一个所述滚动滑轮，其中每一个滚动滑轮都附着到其各自支腿的背离所述球的侧；通常为柱形的滑轮台，轴向地从所述切换引导装置中的至少一个延伸；多个引导滑轮，每个滚动滑轮具有一个所述引导滑轮，所述引导滑轮绕所述滑轮台径向设置，并附着到所述滑轮台；以及柔性系链，具有第一和第二端，所述第一端延伸穿过所述轴并从槽中延伸出来，所述槽形成于所述轴中并接近所述滑轮台，所述系链的所述第一端进一步卷绕在各个所述滚动滑轮和各个所述引导滑轮上，其中，所述第二端从所述轴延伸出来并到达切换装置，所述引导滑轮分别安装在一个或多个环枢关节上，以保持各个引导滑轮和其各自的滚动滑轮对齐，在所述系链由所述切换装置拉动时，所述第二端牵引各个所述滚动滑轮以切换所述传动装置。

在另一方面，公开了一种用于可变速度滚动牵引传动装置的切换装置，所述可变速度滚动牵引传动装置具有纵向轴线并使用多个倾斜球，所述多个球的每一个具有距离各自的球中心的球半径，从而控制所述传动装置的传动比，所述切换装置包括：多个球轴，每一个延伸通过穿过所述多个球中的一个相应球而形成的孔，并形成所述相应球的可倾斜轴，每个球轴具有两个端部，每一个端部从所述球中延伸出来；多个支腿，每个支腿与所述球轴的所述端部的每一个连接，所述支腿朝所述传动轴径向地向内延伸；通常为圆柱形的惰轮，具有基本上恒定的半径，所述惰轮同轴地设置，且径向地设置在所述球中的每一个的向内的位置并与其接触；第一和第二盘形的切换引导装置，所述惰轮的每一端具有一个所述切换引导装置，所述切换引导装置的每一个具有面向所述惰轮的扁平侧和背离所述惰轮的凸曲侧，其中，在所述球的相应侧，所述切换引导装置径向地延伸以与各自的所有的支腿全部接触；以及多个引导轮，其每一个具有引导轮半径，一个引导轮用于一个支腿，各个引导轮可旋转地安装在其各自支腿径向地向内的端部，其中，所述凸曲面的形状由一组二维坐标来确定，所述坐标的原点集中于所述纵向轴线与穿过任意两个直径相对的球的中心得到的线的交叉处，其中，假设在所述引导轮表面和所述切换引导装置表面之间的接触点处所述凸曲面基本与所述引导轮相切，则所述坐标将所述接触点的位置表示为所述惰轮和所述切换引导装置的轴向运动的函数。

在另一个实施方案中，公开了一种汽车，包括：发动机；

动力传动系统；以及

可变速度传动装置，包括：

纵向轴线；多个球，绕所述纵向轴线径向分布，每一个球具有可倾斜轴，并绕所述旋转；可旋转的输入盘，设置于邻近所述球的位置，并与所述球中的每一个接触；可旋转的输出盘，设置于邻近所述球的位置且与所述输入盘相对，并与所述球中的每一个接触；可旋转的惰轮，具有基本恒定的绕所述纵向轴线同轴的外直径，并径向地设置在所述球中的每一个的向内的位置并与其接触；以及行星齿轮组，同轴地安装于所述传动装置的所述纵向轴线周围。

在本领域的技术人员读完下面的详细描述和所附的图之后，这些和其它的改进对于他们来说将变得显而易见。

附图要说明

图1是被切换到高的传动装置的实施方案的剖面侧视图；

图2是被切换到低的传动装置的实施方案的剖面侧视图；

图3是从图1中的线III-III获取的传动装置的局部横断面视图；

图4是图1中传动装置的惰轮和斜面配件的示意性剖面侧视图；

图5是图1中传动装置的球配件的示意性立体图；

图6是图1中传动装置的切换杆配件的示意性立体图；

图7是图1中传动装置的保持件配件的示意性剖面侧视图；

图8是图1中传动装置的输出盘的示意性剖面侧视图；

图9是图1中传动装置的示意性剖视立体图；

图10是图1中传动装置的轴向力发生器的可选实施方案的示意性剖面侧视图；

图11是图1中传动装置的可选实施方案的示意性剖面侧视图；

图12图11中的传动装置的保持件配件的示意性剖面侧视图；

图13是从图11的传动装置的轴线附近看去的、可选脱离装置的示意性剖面侧视图；

图14是从图11的传动装置的上部和外部朝中心看去的、可选脱离装置的示意性剖面侧视图；

图15是图11的传动装置的轴向力发生器配件部分的示意性剖面侧视图；

图16是图1中的传动装置的变换器(variator)的剖面侧视图；

图17是图1中的传动装置的可选的、具有两个变换器的实施方案的示意性剖面侧视图；

图18是传动装置的、从图17的线I-I获取的局部横断面视图；

图19是图17中的传动装置的立体图；

图20是图17中的传动装置的虹膜板的立体图；

图21是图17中的传动装置的固定子的立体图；

图22是图17中的传动装置的可选保持件的剖面侧视图；

图23是具有图5中的球槽/支腿组件的球的剖面侧视图；

图24是图5中的球/支腿组件的可选支腿的剖面侧视图；

图25示意性描述了球和腿组件，并显示了用来建立用于图1和17中的传动装置的切换引导装置的凸曲线的、可应用的几何关系；

图26示意性描述了倾斜定位的球和腿组件，并显示了用来建立用于图1和17中的传动装置的切换引导装置的凸曲线的、可应用的几何关系；

图27示意性描述了用来建立用于图1和17中的传动装置的切换引导装置的凸曲线的某些几何关系；

图28是显示图1中的传动装置作为行星齿轮组的函数的示意图；

图29是显示图1中的传动装置的示意图，其显示了第一比率的三个行星齿轮；

图30是显示图1中的传动装置的示意图，其显示了第二比率的三个行星齿轮；

图31是显示图1中的传动装置的示意图，其显示了第三比率的三个行星齿轮；

图32是图1中的、在输出侧和平行路径中组合有行星齿轮组的传动装置的示意图；

图33是图1中的、在输入侧和平行路径中组合有行星齿轮组的传动装置的示意图；

图34是图1中的、在输出侧中组合有行星齿轮组的传动装置的示意图；

图35是图1中的、在输入侧中组合有行星齿轮组的传动装置的示意性立体图；

图36a、b和c分别是无极可变速的传动装置的、使用一个扭矩输入并提供两个扭矩输出源的实施方案的横断面侧视图、立体低视图和示意性概略图；

图37a是可连续变速的传动装置的可选实施方案的横断面侧视图，其中输出盘为旋转轴套的一部分；

图37b是可连续变速的传动装置的可选实施方案的横断面侧视图，其中输出盘为固定轴套的一部分；

图38是可选球轴的侧视图；

图39a是用于在本文中描述的任意传动装置实施方案的可选轴向力发生器的横断面侧视图；

图39b、c分别是可选轴向力发生器的螺杆的横断面视图和透视图；

图40a是用于与图39中的可选轴向力发生器一起使用的可选连杆机构的侧面投影图；

图40b是处于延伸配置结构状态的图40a中的可选连杆机构的侧面投影图。

具体实施方式

下面将参照相应的附图来描述本发明的实施方案，其中，所有相同的标号表示相同的元件。在这里的说明书中使用的术语不应解释为简单的限制或限定的方式，这是因为这些术语是结合本发明的某些具体实施方案的详细描述来使用的。此外，本发明的实施方案可包括几个新颖特征，这些特征中不是单独的一个负责其期望的属性或对实施这里描述的本发明来说是必要的。

在本文中描述的传动装置是使用速度调节器球的类型，这些速度调节器球具有的轴如在美国第6,241,636、6,322,475和6,419,608号专利中描述的那样倾斜。在这些专利中描述的实施方案和在本文中描述的实施方案典型地具有通常由变速器(variator)部分分开的两侧，即，输入侧和输出侧，这将在下面进行描述。传动装置的驱动侧，也就是接收进入传动装置的扭矩或旋转力的一侧被称为输入侧，传动装置的被驱动侧或将传动装置的扭矩从传动装置传出的一侧称为输出侧。输入盘和输出盘与速度调节器球接触。当速度调节器球在它们的轴上倾斜时，与一个盘滚动接触的点朝向球的极点(pole)或轴移动，其中盘与球以半径减小的圆来接触，与另一个盘滚动接触的点朝向球的赤道线(equator)移动，这样，与球以半径增大的圆来接触。如果球的轴以相对的方向倾斜，那么输入和输出盘分别与球接触的结果相反。利用这种方式，输入盘的旋转速度和输出盘的旋转速度的比率(或传动比)仅通过简单倾斜速度调节器球的轴就能够大范围地改变。速度调节器球的中心限定了传动装置的输入侧和输出侧之间的边界，位于球的输入侧和球的输出侧中的相似组件通常在本文中用相同的附图标记来表示。对于位于传动装置的输入和输出侧的相似组件，如果它们位于输入侧则通常在其参考标号的末尾具有后缀“a”，而位于传动装置输出侧的组件通常在它们各自的参考标号末端具有后缀“b”。

参考图1，传动装置100的实施方案被描述为具有纵向轴线11，多个速度调节球1径向地绕纵向轴线11分布。一些实施方案的速度调节球1位于绕纵向轴线11的角位(angular positions)中，而在其它的实施方案中，速度调节球1绕纵向轴线11自由定位。速度调节球1通过输入盘34与它们的输入侧接触，通过输出盘101与它们的输出侧接触。输入盘34和输出盘101为环形的盘，其分别从速度调节球1的输入和输出侧上的纵向轴线附近的内孔延伸到它们各自与球1接触的径向点。输入盘34和输出盘101中的每一个都具有在其与球1之间形成接触区域的接触表面。通常，由于输入盘34绕纵向轴线11旋转，所以输入盘34的每部分接触区域旋转并在每个旋转期间与每个球1顺序地接触。这与输出盘101相似。输入盘34和输出盘101可以定形为简单的盘或可以是凹入、凸出、圆柱或其它任意的形状，这取决于期望的输入和输出配置。在一个实施方案中，输入和输出盘形成为辐条，以使得它们在重量敏感的应用中更轻。上述盘与速度调节球接合的滚动接触表面可具有平坦、凹入、凸出或其它形状轮廓，这取决于该应用的扭矩和效率需求。盘与球接触的地方的凹入轮廓减少了需要用来防止滑动的轴向力，而凸出轮廓则提高了效率。此外，球1在它们各自径向最里侧点处与惰轮18完全接触。惰轮18通常为圆柱形组件，其同轴地倚靠在纵向轴线11的周围，并帮助维持球1的径向位置。参照传动装置的许多实施方案的纵向轴线11，输入盘34和输出盘101的接触表面通常能够从球1的中心位置径向地向外设置，惰轮18则从球1径向地向内设置，这样使得每一个球1具有与惰轮18、输入盘34和输出盘101接触的三个接触点。在许多实施方案中，输入盘34、输出盘101和惰轮18能够绕同一纵向轴线11旋转，并将在下面进行详细的描述。

由于在本文中描述的传动装置100的实施方案是滚动牵引传动装置，所以在一些实施方案中，需要高的轴向力来防止输入盘34和输出盘101在与球1接触的位置滑动。在传输高的扭矩过程中随着轴向力的增加，输入盘34、输出盘101和惰轮18与球1接触的接触面处的变形是一个严重的问题，它降低了这些组件的效率和使用寿命。通过这些接触面传输的扭矩量是有限的，并且是球1、输入盘34、输出盘101和惰轮18的制造材料的屈服强度的函数。球1、输入盘34、输出盘101和惰轮18的摩擦系数显著影响需要用来传输给定量的扭矩的轴向力量，并因此极大地影响了传动装置的效率和使用寿命。牵引传动装置中的滚动元件的摩檫系数是非常重要的影响性能的变量。

在球1、输入盘34、输出盘101和惰轮18的表面可施加某些涂层(coating)以提高它们的性能。事实上，在任意牵引传动装置的滚动元件中可有益地使用上述涂层以获得本文中描述的传动装置实施方案所获得的相同的有益效果。某些涂层可有益地增加上述滚动元件的表面的摩檫系数。某些涂层具有大摩擦系数并且还表现了随轴向力增加而增加的可变摩檫系数。大摩檫系数使得用于给定扭矩需要较小轴向力，以此增加了传动装置的效率和使用寿命。可变的摩擦系数通过减少传输最大扭矩所需的轴向力量而增加了传动装置的最大扭矩额定值。

某些涂层，例如陶瓷和金属陶瓷提供了良好的硬度和耐磨性，并能够很大地延长滚动牵引传动装置中高度装载滚动元件的使用寿命。陶瓷涂层(例如，氮化硅)具有高的摩檫系数-随轴向力的增加而增加的可变摩擦系数，并且在将其在球1、输入盘34、输出盘101和惰轮18的表面非常涂上薄的一层时还能够增加这些部件的使用寿命。涂层的厚度取决于涂层使用的材料，并能够根据应用来变化，但典型地，对于陶瓷来说，为0.5微米到2微米，对于金属陶瓷来说，为0.75微米到4微米。

在球1、输入盘34、输出盘101和惰轮18由硬化钢制成时，用来施加上述涂层的处理是重要的，硬化钢是在本文中描述的传动装置的许多实施方案中使用的材料。一些用来施加陶瓷和金属陶瓷的处理需要高温，并将降低球1、输入盘34、输出盘101和惰轮1的硬度，从而损坏性能并导致过早失效(premature failure)。低温应用处理是期望的，可使用几个低温应用处理，包括低温真空等离子、DC脉冲反应磁溅射、增加等离子体化学气象淀积(PE-CVD)、非平衡磁物理气象淀积以及电镀。电镀处理是最吸引人的，这是由于其成本低并能够建立定制的电镀槽以获得期望的涂层属性。用碳化硅或氮化硅将上述滚动元件浸没在具有协淀积(co-deposited)的非电解镍镀层或电解镍镀层的碳化硅或氮化硅电镀槽中是低温解决方案，其很好地适于大体积产品。应该注意到，除了上述材料外，还可以使用其它的材料。在应用这种处理时，上述部件包含在笼(cage)中、接着浸入电镀槽并摇动，从而使得溶液接触到所有表面。涂层的厚度通过上述组件浸没在电镀槽中的时间长度来控制。例如，一些实施方案将使用具有协淀积的电解镍镀层的氮化硅将上述组件浸泡四小时以获得适当的涂层厚度，尽管这仅是一个实施例，但许多形成涂层和控制其厚度的方式是公知的，并能够用来考虑期望的属性、期望的厚度和制成上述组件的基底或基础材料。

图1、2和3描述了连续可变速传动装置100的实施方案，传动装置100被覆盖于壳40中，壳40保护传动装置100、包含有滑润剂、排列传动装置100的组件以及吸收传动装置100的力。在一些实施方案中，壳帽67覆盖壳40。壳帽67通常的形状为具有通过其中心的孔的盘，输入轴通过该孔，壳帽67在其外直径处具有一组螺纹，该组螺纹拧到壳40内直径中的相应螺纹组中。尽管在其它的实施方案中，壳帽67能够通过壳40中的扣环和相应槽固定到壳40或保持在适当位置，因此在其外直径处不需要车螺纹。在使用固定件附接壳帽67的实施方案中，壳帽67延伸到壳40的直径内侧，从而使得用来将壳40固定到传动装置100附着的机械装置的壳固定件(未显示)能够穿过壳帽67中的相应孔。所描述的实施方案的壳帽67具有圆柱形部分，该圆柱形部分从其外直径附近的区域朝向传动装置100的输出侧延伸，用以附加地支撑传动装置100的其它组件。在所描述的传动装置100的实施方案中的中心处具有多个球1，这些球1典型地为球形形状并径向充分均匀地或对称地分布在传动装置100旋转的中心线或纵向轴线11周围。在所描述的实施方案中，使用八个球1。然而，应该注意到，根据传动装置100的使用能够使用更多或更少的球1。例如，该传动装置可包括3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15个或更多的球。准备多于3、4或5个球能够将施加到单个的球1上力和单个球1与传动装置100的其它组件接触的点更广泛地分散，并且还能够减少防止传动装置100在球1的接触面处滑动所需的力。在具有低扭矩、高传动比的应用中的某些实施方案使用较少的具有相对较大直径的球1，而在具有高扭矩、高传动比的应用中的某些实施方案可使用较多的球1，或直径相对大的球1。在具有高扭矩、低传动比和不要求高效率的应用中的其它实施方案使用较多的直径相对小的球1。最后，在具有低扭矩和不要求高效率的应用中的某些实施方案使用较少的直径相对小的球1。

球轴3插入穿过通过球1中心处的孔以限定球1中的每一个的旋转轴。球轴3通常为球1在其上旋转的拉长的轴，并具有从通过球1的孔的任一侧延伸出来的两端。某些实施方案具有柱形的球轴3，尽管可使用任意的形状。球1安装成绕球轴3自由旋转。

在某些实施方案中，使用轴承(不作单独的描述)来减少球轴3的外表面和通过相应球1的孔的表面之间的摩擦。这些轴承可以是位于沿球1和它们相应的球轴3的接触表面的任意地方的任意类型的轴承，许多实施方案将通过在动态机械系统设计中公知的标准机械原理来最大化上述轴承的使用寿命和使用。在上述一些实施方案中，径向轴承位于穿过球1的孔的每侧。这些轴承能够将孔的内表面或球轴3的外表面合并(incorporate)作为它们的滚道，或者，这些轴承可包括单独的滚道，这些滚道与配合于在各个球1的孔和各个球轴3中形成的适当空穴(cavity)中。在一个实施方案中，轴承的空穴(未显示)通过将穿过各个过球1的孔(至少在两端)扩大到适当的直径而形成，从而使得在由此形成的空穴内固定并保持径向轴承、辊、球或其它种类。在另一的实施方案中，球轴3用减少摩擦的材料(例如巴氏合金、特氟纶或其它的材料)涂覆。

许多实施方案也能通过在球轴3的孔中使用润滑剂来最小化球轴3和球1之间的摩擦。润滑剂由压力源诸如球轴3周围的孔中，或通过形成于球轴3上的膛线(refling)或螺线槽自身而引入孔中。将在下文中对关于球轴3的润滑剂进行其它讨论。

在图1中，球1的旋转轴显示为以将传动装置置于高比率的方向倾斜，其中，输出速度大于输入速度。如果球轴3是水平的-平行于传动装置100的主轴线，则传动装置100输入旋转率与输出旋转率的比为1∶1，其中，输入和输出旋转速度相等。在图2中，球1的旋转轴显示为以传动装置100处于低比率的方向倾斜，这意味者输出速度小于输入速度。为了简化，只有在传动装置100切换时改变位置和方向的部件在图2中被标号。

图1、2、4和5描述了球1的轴如何在操作中倾斜以切换传动装置100。参照图5，多个支腿2(其在大部分的实施方案中通常为支柱)在球轴3的每个端部附近连接到球轴3，其中球轴3的端部延伸超过穿过球1的孔的端部。各个支腿2从其附接的点到其各自的球轴3向内径向地朝向传动装置100的轴延伸。在一个实施方案中，支腿2的每一个具有接纳球轴3中的一个的各个端部的通孔。球轴3优选地延伸穿过支腿2，这样使得球轴3具有超出各个支腿2的暴露的端部。在所描述的实施方案中，球轴3有益地具有共轴并可调整地位于其暴露的端部的辊4。辊4通常为圆柱形的轮，其装配在支腿2外侧并超出支腿2的球轴3上，并绕球轴3自由旋转。辊4能够通过弹簧夹或其它机制附着到球轴3，或者它们能够自由地依附在球轴3上。辊4可以例如是径向轴承，其中，轴承的外滚道形成了轮或滚动表面。如图1和7所示，辊4以及球轴3的端部装配在由一对定子80a、80b形成或在一对定子80a、80b中形成的槽86的内部。

在图5和7中描述了定子80a、80b的一个实施方案。所示的输入定子80a和输出定子80b通常在球1的任一侧以平行盘的形式绕传动装置的纵向轴线11环形地设置。许多实施方案的定子80a、80b分别包括输入定子盘81a和输出定子盘81b，输入定子盘81a和输出定子盘81b通常为厚度基本均匀的环形盘，并具有多个将在下面进行进一步描述的孔。输入定子盘81a和输出定子盘81b中的每一个都具有面向球1的第一侧和背离球1的第二侧。在定子盘81a、81b的第一侧附接有多个定子曲线板82。定子曲线板82为曲面，定子曲线板82附着或附接到定子盘81a、81b(定子盘81a、81b中的每一个具有面向球1的凹面90和背离球1的凸面91)并与它们各自的定子盘81接触。在一些实施方案中，定子曲线板82与定子盘81a、81b整体形成。许多实施方案的定子曲线板82具有基本均匀的厚度并具有至少一个孔(未显示)，该孔用来将定子曲线板82相互排列，以及将定子曲线板82附接到定子盘81。许多实施方案的定子曲线板82或在使用整体件的定子盘81a、81b包括接纳平的间隔装置83的槽710，平的间隔装置83允许将定子曲线板82和定子盘81a、81b进一步设置和排列。平的间隔装置83通常为平的，并通常使输入定子80a和输出定子80b互连并在它们之间延伸的刚性材料的矩形片。平的间隔装置83固定于在定子曲线板82中形成的槽710内。在所描述的实施方案中，平的间隔装置83没有被固定，而是被连接到定子曲线板82，然而，在一些实施方案中，平的间隔装置83通过焊接法、粘合剂或拴扣物附接到定子曲线板82。

还是如图7所示，多个圆柱形间隔装置84(通常为圆柱形形状，并至少在每个端部具有孔)径向地位于平的间隔装置83的内部，并且还连接和设置定子盘81和定子曲线板82。圆柱形间隔装置84的孔在其各端接纳间隔装置固定件85。间隔装置固定件85被设计成将定子盘81a、81b、定子曲线板82、平的间隔装置83和圆柱形间隔装置84夹住并保持在一起，这些组件集合形成保持件(cage)89。保持件89保持球1的径向和角度位置，并将球1相互排列。

通过将输入侧或输出侧的支腿2径向地从传动装置100的轴中移出而使球1的旋转轴改变，这使得球轴3倾斜。这些发生时，每一个辊4装配到槽86中并与其随动，槽86稍大于辊4的直径并由各对邻近定子曲面板82之间的空间来形成。因此，辊4沿着定子曲线板82的侧92、93(用于各个定子曲线板82的第一侧92和第二侧93)的表面滚动，以将球轴3的移动平面保持与传动装置100的纵向轴线11一致。在许多实施方案中，各个辊4在传动装置100的输入侧的定子曲线板82的第一侧92中以及在相应的输出定子曲线板82的第一侧92上滚动。在上述典型的实施方案中，传动装置100的力防止辊4与正常操作中的定子曲线板82的第二侧93接触。辊4的直径稍微小于在定子曲线板82之间形成的槽86的宽度，这就在槽86的边缘和各个相应的辊的周围之间形成了小的间隙。如果输入定子80a和输出定子80b上的相对的定子曲线板82组被完美地对齐，则辊4的周围和槽86之间的间隙将允许球轴轻微地倾斜，并与传动装置100的纵向轴线11没有对齐。这种情况会产生滑动，即一种使得球轴3轻微横向移动的情况，这降低了整体变速效率。在一些实施方案中，传动装置100的输入和输出侧的定子曲线板82可以相互轻微偏置，从而使得球轴3与传动装置100的轴保持平行。球1可施加到球轴3的任意切向力，主要是贯穿轴的力(transaxialforce)，由球轴3、辊4和定子曲线板82的第一侧92、93来吸收。随着通过改变球1的旋转轴将传动装置100切换到较低或较高的传动比，位于单个球轴3的相对端部的一对辊4中的每一个以相反的方向通过卷起和滚下槽86的各侧来沿着它们各自相应的槽86移动。

参照图1和图7，保持件89能够使用一个或多个壳连接器160刚性地连接到壳40。壳连接器160通常垂直地从平的间隔装置83的径向最外部延伸。壳连接器160能够固定到平的间隔装置83，或与平的间隔装置83整体形成。由壳连接器160的外部概略地形成的外部直径基本与壳40的内部直径的大小相同，壳40和壳连接器160中的孔为将壳连接器160刚性地连接到壳40的标准或专用固定件使用，从而稳固并防止壳40移动。壳40具有安装孔，用于将壳40附接到框架或其它的结构体。在其它的实施方案中，壳连接器160能够作为壳40的一部分形成，并提供了用于附接平的间隔装置83或其它保持件89的组件的位置以松动(mobilize)保持件89。

图1、5、7描述了包括附接到各个支腿2的一对定子轮30的实施方案，定子轮30在曲线板82的凹面90沿着侧92、93的边缘附近的路径滚动。定子轮30通常在球轴3穿过支腿2的区域附接到支腿2。定子轮30能够用定子轮销钉31或通过其它附接方法附接到支腿2，其中，定子轮销钉31穿透穿过支腿2的孔(通常垂直于球轴3)。定子轮30同轴并滑动地安装到定子轮销钉31上，并用标准的固定件(例如，扣环)来固定。在一些实施方案中，定子轮30是具有安装到定子轮销钉31的内滚道和形成滚动表面的外滚道的径向轴承。在某些实施方案中，一个定子轮30被设置在支腿2的一侧，并与支腿2具有足够的间隔，以允许在切换传动装置100时，定子轮30沿着凹面90相对于传动装置100的纵向轴线11径向滚动。在某些实施方案中，凹面90的形状使得它们绕由球1的中心构成的传动装置100的纵向轴线11的半径范围是同心的。

还是参照图1、5、7，描述了能够附着到最接近传动装置100的纵向轴线11的支腿2的端部的引导轮21。在所描述的实施方案中，引导轮21被插入到支腿2的端部中的槽中。引导轮21使用引导轮销钉22或通过其它任意的附接方法保持在支腿21的槽的适当位置中。引导轮21同轴和滑动地安装在引导轮销钉22上方，引导轮销钉22插入到位于引导轮21各侧上并垂直于槽平面的支腿2上形成的孔中。在一些实施方案中，支腿2被设计成相对轻微地弹性偏转，目的在于允许制造出传动装置100的部件的容差。球1、支腿2、球轴3、辊4、定子轮30、定子轮销钉31、引导轮21和引导轮销钉22集合地形成球/支腿组件403，参见图5。

参见图4、6和7中描述的实施方案，通过旋转位于壳40外侧的杆10来启动切换。杆10被用来卷起和打开柔性输入缆线155a和柔性输出缆线155b，柔性输入缆线155a和柔性输出缆线155b在它们各自的第一端被连接到杆10，并以相互对立的方向缠绕在杆10上。在一些实施方案中，输入缆线155a以逆时针的方向缠绕在杆10上，输出缆线155b以顺时针的方向缠绕在杆10上(在从图6中杆10从右向左看)。输入缆线155a和输出缆线155b延伸通过壳40中的孔，接着通过输入柔性缆线套151a以及输出柔性缆线套151b的第一端。在该描述的实施方案中的输入柔性缆线套151a和输出柔性缆线套151b是柔性拉长的管，其将输入缆线155a和输出缆线155b径向地向内地朝向纵向轴线11引导，接着纵向地穿出定子盘81a、81b中的孔，并再次径向地向内引导到输入和输出柔性缆线套151a、151b嵌入的位置，并分别附接到输入和输出刚性缆线套153a、153b。输入和输出刚性缆线套153a、153b是非柔性的管，缆线155a、155b穿过其中，并被径向地从输入和输出柔性缆线套151a、151b的第二端向内引导，并接着将缆线155a、155b纵向地引导通过定子盘81a、81b的孔，并朝向惰轮18附近的刚性缆线套153a、153b的第二端。在许多实施方案中，缆线155a、155b在它们的第二端处使用传统的缆线固定件或其它适合的附接装置附接到输入切换引导装置13a和输出切换引导装置13b(下面进行进一步描述)。如在下面将进一步描述的那样，切换引导装置13a、13b沿着纵向轴线11轴向地决定惰轮18的位置，径向地决定支腿3的位置，因此，改变球1的轴和传动装置100的传动比。

如果用户通过手动或通过(或由)功率源将杆10逆时针旋转(相对于杆10的轴从右到左，如图6所示)，则输入缆线155a从杆10中松开，而输出缆线155b缠绕到杆10。因此，输出缆线155b的第二端将张力施加到输出切换引导装置13b，输入缆线155a从杆10中松开从杆10中松开相对应的量，这就将惰轮18轴向地朝传动装置100的输出侧移动，并将传动装置100朝向低切换。

仍然参照图4、5和7，所述描述的切换引导装置13a、13b各为具有内直径和外直径的环图形式，并成形为具有两个侧。第一侧通常为经由两组惰轮轴承17a、17b动态地接触并同轴地支撑惰轮18的直表面，两组惰轮轴承17a、17b与各自的切换引导装置13a、13b关联。各个切换引导装置13a、13b的第二侧(背离惰轮18的侧)是凸轮侧，凸轮侧从朝向引导装置13a、13b的内7Xe的直的或平的径向表面14向朝向引导装置13a、13b的外直径的凸曲线板97转变(transition)。在引导装置13a、13b的内直径处，纵向管套417a、417b从这些引导装置13a、13b轴向地朝相对的引导装置13a、13b延伸，以与管套417a、417b配合。在一些实施方案中，如图4所示，输入侧切换引导装置13a的管套具有其内直径被钻孔以接纳输出切换引导装置13b的管套的部分。相应地，输出切换引导装置13b的管套的外直径的一部分被去除以允许管套417a、417b的一部分插入到输入切换引导装置13a的管套417a、417b中。这为上述实施方案的切换引导装置13a、13b提供了额外的稳定性。

在图4中所示的切换引导装置13a、13b的截面图显示出，在该实施方案中，如果球轴3平行于传动装置100的纵向轴线11，则背离侧的平表面14的轮廓垂直于纵向轴线11，直到引导轮21与切换引导装置13a、13b接触的径向点。切换引导装置13a、13b的凸起形状的曲线轮廓从该点朝切换引导装置13a、13b的周边伸出来。在一些实施方案中，切换引导装置13a、13b的凸曲线板97不是径向的，但由多个半径构成，或具有双曲线、渐近线或其它形状。随着传动装置100向低切换，输入引导轮21a在切换引导装置13a的平坦部分14朝纵向轴线11滚动，输出引导轮21b在切换引导装置13b的凸曲线部分97远离纵向轴线11滚动。输入引导轮21a、21b能够通过将输入切换引导装置13a的具有阳螺纹的管套拧到输出切换引导装置13b的具有阴螺纹的管套(反之亦然)，并将切换引导装置13a、13b螺纹地接合在一起而相互连接起来。一个切换引导装置13a、13b(输入或输出)还能够被推压到另一个切换引导装置13a、13b中。切换引导装置13a、13b还能够通过其它的方法，例如胶水、金属粘合剂、焊接或其它方式接合在一起。

两个切换引导装置13a、13b的凸曲线板97(作为凸轮表面)分别与多个引导轮21接触并对其推挤。各个切换引导装置13a、13b的平表面14和凸曲线板97与引导轮21接触，从而使得在切换引导装置13a、13b轴向地沿着纵向轴线11移动时，引导轮21通常以径向方向沿着切换引导装置13a、13b的表面14、97安放(ride)，迫使支腿2径向地朝向纵向轴线11或远离纵向轴线11，从而改变球轴3的角度和相关的球1的旋转轴。

参照图4和图7，一些实施方案的惰轮18位于在切换引导装置13a、13b的第一侧和套部分之间形成的槽中，因此与切换引导装置13a、13b协调地移动。在某些实施方案中，惰轮18通常为管状，其一个外直径沿其内直径的中心部分基本是圆柱形的，并在其内直径的各端具有输入和输出惰轮轴承17a、17b。在其它的实施方案中，凸轮18的外直径和内直径可以是非均匀的并能够变化或具有任意的形状，例如倾斜的或弯曲的。惰轮18具有两个侧，一侧接近于输入定子80a，另一侧接近于输出定子80b。惰轮轴承17a、17b在惰轮18和切换引导装置13a、13b之间提供滚动接触。惰轮轴承17a、17b同轴地位于切换引导装置13a、13b的套部分的周围，允许惰轮18自由地绕传动装置100的轴旋转。套19围绕传动装置100的纵向轴线11设置，并设置在所述切换引导装置13a、13b的内直径内部。套19通常为管状组件，并被保持为与切换引导装置13a、13b中的每一个的内轴承座圈(race)表面通过输入套轴承172a和输出套轴承172b可操作地接触。套轴承172a、172b通过沿与切换引导装置13a、13b的座圈互补的外轴承座圈滚动而使套19旋转。惰轮18、惰轮轴承17a、17b、套19、切换引导装置13a、13b和套轴承172a、172b共同形成惰轮组件402，如图4所示。

参照图4、7和8，一些实施方案的套19的内直径具有螺纹，以接纳随动杆(idler rod)171的螺纹插入。随动杆171通常为圆柱形的杆并沿着传动装置100的纵向轴线11设置。在一些实施方案中，随动杆171至少部分地沿其长度方向上车有螺纹，以允许插入套19。随动杆171的第一端(面向传动装置100的输出侧)优选地螺纹穿过套19并延伸通过套19的输出侧，随动杆171的第一端在套19的输出侧插入输出盘101的内直径中。

如图8所示，在一些实施方案中，输出盘101通常为圆锥形盘，其形成为辐条以减少重量，并具有从其内直径轴向地朝传动装置100的外侧延伸的管状套部分。输出盘101将输出扭矩传输到驱动轴、轮或其它的机械设备。输出盘101与球1在它们的输出侧接触，并以与传动装置的输入旋转不同的速度旋转(以不同于1∶1的比率)。输出盘101用来在其第一端引导随动杆171并将其居中，从而使得套19、惰轮18和切换引导装置13a、13b与传动装置100的轴线同心。作为一种选择，环形轴承可位于随动杆171的上方(随动杆171和输出盘101的内直径之间)，以减少摩擦。随动杆171、套19、切换引导装置13a、13b和惰轮18可操作地连接，并在切换传动装置100时，全部协作地轴向移动。

参照图2，锥形弹簧133(位于输入切换引导装置13a和定子80a之间)将传动装置100向低进行切换压。参照图1，输出盘轴承102(在输出盘101的周边附近与轴承座圈接触)吸收由传动装置100生成的轴向力并将其传送到壳40。壳40具有相应的轴承座圈，以引导输出盘轴承102。

参照图4、5和7，切换引导装置13a、13b的轴向移动的限制限定出传动装置的切换范围。轴向移动由定子盘81a、82b中的内面88a、88b限定，内面88a、88b与切换引导装置13a、13b接触。切换引导装置13a以非常高的传动比与输入定子盘81a中的内面88a接触，切换引导装置13b以非常低的传动比与输出定子盘81b中的内面88b接触。在许多实施方案中，切换引导装置13a、13b的凸曲线板97的曲率函数依赖于从球1的中心到引导轮21中心的距离、引导轮21的半径、在两个引导轮21与球1的中心之间形成的线之间的角度、以及球1的轴倾斜的角度。上述关系的实施例将参照图25、26和27在下面进行描述。

现在参照图1、5和7描述的实施方案，一个或多个定子轮30能够使用定子轮销钉31附接到每个支腿2，定子轮销钉31插入穿过各个支腿2中的孔。定子轮销钉31的大小适中，并允许定子轮30自由地在其上旋转。定子轮30沿定子曲线板82面向球1的凹曲线表面90滚动。定子轮30提供了轴向支撑，以防止支腿2轴向地移动，并在传动装置100切换时确保球轴3能够容易地倾斜。

参照图1和图7，形成为轮辐的输入盘34(位于定子80a的邻近位置)部分地封装(encapsulate)定子80a但不与其接触。输入盘34可具有两个或更多的轮辐，或可以是实心的盘。轮辐减少了重量并有助于传动装置100的组装。在其它的实施方案中，可使用实心的盘。输入盘34具有两个侧，第一侧与球1接触，第二侧背对第一侧。输入盘34通常是环形盘，并在其内直径同轴地配合有一组阴螺纹或螺母37上并从其径向地延伸。如果使用的壳40的类型是封装球1和输入盘34并安装到刚性支撑结构116(例如，具有传统的螺栓的通过壳40的凸缘中的螺栓孔插入的底盘或框架)，则输入盘34的外直径被设计成配合在壳40内。如上所述，输入盘34沿着其第一侧(面向球1的侧)的唇缘上的圆周滑动台或轴承表面与球1旋转接触。还如上所述，输入盘34的一些实施方案具有一组插入到其内直径中的阴螺纹37或螺母37，螺母37拧到螺杆35上，从而将输入盘34和螺杆35接合。

参照图1和4，螺杆35附接于驱动轴69并被其旋转。驱动轴69通常为圆柱形并具有内孔、轴向地面向输出侧的第一端、轴向地面向输入侧的第二端以及通常恒定的直径。在第一端，驱动轴69刚性地附接到输入扭矩设备(通常为齿轮、链轮齿或来自电机的曲轴)并由其来转动。驱动轴69具有轴向花键109，花键109从驱动轴69的第二端延伸以接合并旋转在螺杆35的内直径上形成的相应的一组花键。一组中心驱动轴斜面99(在第一侧通常是与驱动轴69同轴环形盘中的一组升高的倾斜表面)具有与驱动轴99中的花键109相配的配合尖端(mating prong)，由驱动轴69旋转并能够沿驱动轴69轴向地移动。销钉环195与中心驱动轴斜面99的第二侧接触。销钉环195是同轴地位于随动杆171上的刚性环，并能够轴向移动以及具有横向孔，横向孔的作用是保持惰轮销钉196与随动杆171对齐。惰轮销钉196是比销钉环195的直径稍长的拉长刚性杆，并被通过随动杆171中的拉长细槽173插入，以及在其插入到销钉环195的孔中时在其第一端和第二端处稍微超出销钉环195。随动杆171中的拉长细槽173允许随动杆171在传动装置100从1∶1的比率向高切换时向右移动(在从图1中看时)，并且不接触销钉196。然而，在传动装置100从1∶1的比率向低切换时，拉长细槽173的输入端的侧与销钉196接触，并接着通过销钉环195可操作地与中心驱动轴斜面99接触。这样，在传动装置处于1∶1和更低的传动比时，随动杆171可操作地连接到中心驱动轴斜面99，从而使得在随动杆171轴向地移动时，中心驱动轴斜面99与随动杆171一起移动。中心驱动轴斜面99的斜表面可以是螺旋的、弯曲的、线性的或任意其它形状，并可操作地与一组相应的中心轴承盘斜面98接触。中心轴承盘斜面98具有与中心驱动轴斜面99互补和相对的斜面。在第一侧(其面向传动装置100的输出侧)，中心轴承盘斜面98面向中心驱动轴斜面99，并与中心驱动轴斜面99接触并由其驱动。

中心轴承盘斜面98刚性地附接到轴承盘60，轴承盘60通常为被设置为绕传动装置100的纵向轴线11轴向旋转的环形盘。轴承盘60在其背离球1的侧的周边附近具有轴承座圈，轴承座圈与轴承盘轴承66接触。轴承盘轴承66是位于轴承盘60周边的环形推力轴承，并位于轴承盘60和输入盘34之间。轴承盘轴承66为轴承盘60提供轴向和径向支撑，并反过来由壳帽67中的轴承座圈支撑，壳帽67与壳40一起作用以部分地封装传动装置100的内部分。

参照图1，壳帽67通常为从驱动轴69延伸的环形盘，并具有从其周边(或在其附近)朝向外端延伸的管状部分以及具有穿过其中心的孔。壳帽67吸收传动装置100产生的轴向力和径向力，并将传动装置100密封，以此来防止润滑剂泄漏和污染物进入。壳帽67在一些实施方案中是固定的，并用传统的固定方法刚性地附接到壳40，或在其外直径上具有阳螺纹，该阳螺纹与壳40内直径中相应的阴螺纹配合。如上所述，壳帽67具有在轴承盘60(位于壳帽67的管状延伸部分的外端的内侧)的外周附近与轴承盘轴承66接触的轴承座圈。壳帽67还具有面向位于其环形部分的内直径附近的外侧的第二轴承座圈，第二轴承座圈与驱动轴承104配合。驱动轴承104是为驱动轴69提供轴向和径向支撑的组合推力和径向轴承。驱动轴67具有在其面向输入侧的外直径上形成的、与驱动轴承104配合的轴承座圈，其将由螺杆35产生的轴向力传输到壳帽67。输入轴承105为驱动轴69增加支撑。输入轴承105轴向地位于驱动轴69上方并与壳帽67面向传动装置100的输入侧的内直径上的第三座圈配合。锥形螺母106(通常为具有被设计用来为输入轴承105提供跑合面的圆柱形螺母)拧到驱动轴69上并支撑输入轴承105。

参照图1中描述的实施方案，一组多个外周斜面61(通常绕纵向轴线11形成环)刚性地附着到轴承盘60。外周斜面61是多个径向地围绕在纵向轴线11周围的倾斜表面并面对外侧，外周斜面61抵靠在轴承盘60中或在其中形成。该倾斜的表面可以是弯曲的、螺旋的、线性的或其它的形状，并且其中每一个都建立产生施加到多个斜面轴承62中的一个的轴向力的楔子。斜面轴承62，是球形的但也可以是圆柱、圆锥、或其它的几何形状，并设置在轴承保持件63中。在这里描述的实施方案的轴承保持件63通常为环形并具有多个容纳单个斜面轴承62的孔。一组输入盘斜面64刚性地连接到输入盘34或作为其一部分形成。在一些实施方案中的输入盘斜面64与具有面向输入侧的斜面的外周斜面62互补。在其它的实施方案中，输入盘斜面64具有将斜面轴承62刚性地对齐并居中的轴承座圈的形式。斜面轴承62通过上滚或下滚外周斜面61和输入盘斜面64的倾斜表面来响应扭矩中的变化。

现在参照图1和图4，轴向力发生器160由多个组件构成，这些组件产生轴向力并将其施加到输入盘34，以增加输入盘34和球1之间的正常接触力，轴向力发生器160是输入盘34用来在滚动的球1中使用的摩擦组件。传动装置100产生足够的轴向力，从而使得输入盘34、球1和输出盘101在它们的接触点不会滑动，或仅以可接受的量滑动。随着施加到传动装置100的扭矩幅度的增加，需要适当的附加轴向力来防止滑动。此外，更多的轴向力需要来防止在低于、高于或等于1∶1的速率时的滑动。然而，在高于或等于1∶1时提供太大的轴向力将会缩短传动装置100的使用周期，并降低效率和/或有需要较大的组件来吸收增加的轴向力。理想的是，轴向力发生器160随着传动装置100的切换和随着扭矩的变化来改变施加到球1的轴向力。在一些实施方案中，传动装置100实现了上述两个目标。螺杆35被设计并配置成提供与由外周斜面61产生的轴向力分离并不相同的轴向力。在一些实施方案中，螺杆35产生轴向力小于外周斜面61产生的轴向力，尽管在其它的传动装置100的变种中，螺杆35配置成比外周斜面61产生的轴向力大。在扭矩增加后，螺杆35旋转并稍微进入螺母37，以与扭矩的增加成比例地增加轴向力。如果传动装置100处于1∶1的比率，并且用户或车辆切换到低速，则随动杆171和套19、套轴承172、切换引导装置13a、13b和惰轮18一起轴向地朝输入侧移动。随动杆171通过销钉196和销钉环195与中心驱动轴斜面99接触，这使得中心驱动轴斜面99轴向地朝输出侧移动。中心驱动轴斜面99的斜表面接触中心轴承盘斜面98的相对斜表面，这使得中心轴承盘斜面98旋转轴承盘67并将外周斜面61与斜面轴承62和输入盘斜面64接合。中心驱动轴斜面99和中心轴承盘斜面98执行扭矩分离的功能，即，将一些扭矩从螺杆35移向外周斜面61。这就增加了通过外周斜面61被导向的传输扭矩的百分比，并且由于外周斜面61对扭矩敏感(如上所述)，所以生成的轴向力增加。

仍然参照图1和图4，在切换到低时，惰轮18轴向地朝输出侧移动，并由接触面中的反作用力向低拉动。惰轮18朝低移动得越多，其被更强地拉动。该“惰轮拉动”(随着通过接触面的法向力和切换角的增加而增加)还在切换到高时发生。在接触面中剪力的集合导致发生惰轮拉动，惰轮拉动的影响称为自旋(spin)。在三个接触面中发生自旋，即球与输入盘34、输出盘101和惰轮18接触的点。与球1与输入和输出盘34、101之间的自旋产生的合力相比，惰轮18和球1之间自旋产生的合力最小。由于在惰轮18和球1交界的接触面处产生的自旋最小，所以该接触面为了下面的解释而忽略。自旋可以看作是在输入盘34和球1处以及在输出盘101和球1处的接触面中的效率耗损。自旋产生的剪力垂直于球1和盘34、101的旋转方向。在1∶1比率时，由于自旋或接触自旋产生的剪力在输入和输出接触面处是相等和相反的，所以基本被抵消。在这种情况下不存在惰轮18上的轴向拉动。然而，在传动装置100(例如)朝向低切换时，输入盘34和球1处的接触面更远离球1的轴线和极点而移动。这就降低了自旋和所产生的垂直于旋转方向的剪力。同时，输出盘101和球1接触面更移近到球1的轴线和极点，这增加了自旋和合成的剪力。这就产生了在传动装置100的输入和输出侧由自旋产生的剪力不相等的情况，并且因为输出接触中的剪力较大，所以输出盘101和球1之间的接触面移近球1的轴线。传动装置100切换得越低，在接触面中施加到球1上的剪力就越强。在切换到高时，由自旋在球1上产生的剪力施加相反方向的力。附接到球轴3的支腿2将该拉力施加到切换引导装置13a、13b，因为切换引导装置13a、13b可操作地附接到惰轮18和套19，所以轴向力被传输到随动杆171。随着越过接触的法力的增加，在所有比率时的接触自旋的影响增加，效率就下降。

仍然参照图1和图4，当传动装置100切换到低时，传递到随动杆171的拉力引起朝向左边的轴向力，如图1所示，这一轴向力使得输入扭矩从螺杆35切换到外周斜面61。当传动装置100切换到更低时，随动杆171的拉力更大，使得中心驱动轴斜面99和中心轴承盘斜面98之间产生相对移动，并且向外周斜面61切换更大的扭矩。这减小了通过螺杆35传输的扭矩，并增加了通过外周斜面61传输的扭矩，从而使得轴向力增加。

参照图1和图9描述脱离装置(由将被描述的几个部件构成)。脱离装置位于输入盘35和轴承盘60之间，并在输出旋转大于输入旋转时松开传动装置100。脱离装置由多个部件构成，包括输入盘连接器121(通常为刚性地在其周边附接到输入盘34的圆柱形拉长销钉)，其从输入盘35朝向轴承盘60以基本上平行于传动装置100的纵向轴线11的方向突出。输入盘连接器121在第一端接合离合杆122。离合杆122通常是刚性材料的L型扁平件，并具有延伸作为其短支腿的第一端和延伸作为其长支腿的第二端，从其支腿的交叉处的接头(joint)枢接于预装料器(preloader)123上。输入盘连接器121与离合杆122的第一端的接合是滑动接合，并允许连接器121和离合杆122之间的相对移动。离合杆122的接头通过位于预装料器123上的通孔形成。123是柔性的、拉长的杆，其还可以是正方、扁平或其它截面形状，并在其第一端附接到径向地通过轴承保持件63延伸的孔，在其第二端则被刚性地附接到驱动轴69。预装料器123可以将斜面轴承62向上偏压到外周斜面61，预装料器123还能够在脱离装置激活的时间内使得输入盘34与球1脱离，并能作为用于其它组件(例如，脱离装置120的组件)的附接装置。离合杆122附接有制转杆(pawl)124。制转杆124通常为楔形状，在其第一端逐渐变细为点，在其第二端为圆形并具有通孔。制转杆销钉125插入到离合杆122的第二端的孔中，以此将制转杆124附接到离合杆122，并允许制转杆124绕制转杆销钉125旋转。制转杆124与盘形棘齿126配合并与其接触，盘形棘齿126绕其圆周具有齿，并抵靠离合杆122的后面而平躺设置。在棘齿126的中心处具有孔，预装料器123通过该孔与离合杆122邻接，该孔还径向地向内朝向传动装置100的纵向轴线11。棘齿126通过传统的固定件保持于适当的位置，并能够绕预装料器123旋转。棘齿斜角(ratchetbevel)127(在其外周具有斜角齿的齿轮)被刚性和同轴地附接到棘齿126并构成其一部分。在棘齿斜角127中的齿与斜角齿轮128啮合。斜角齿轮128在该描述的实施方案中是刚性地附接到轴承盘60的环，但是，其可附接到其它的旋转组件，例如驱动轴69和中心驱动轴斜面99。斜角齿轮128绕其外周具有与棘齿126的齿配合的齿。主弹簧129(具有多圈的螺旋弹簧，如图11所示)同轴地设置在传动装置100的纵向轴线11周围，并在其第一端附接于输入盘34，在其第二端附接于轴承盘60。主弹簧129挤压输入盘34，以绕螺杆35旋转或从其松开，从而使得输入盘34与球1接触。

仍然参照图1和图9，当传动装置100的输入旋转停止，输出盘101由一个或多个轮、传动装置或其它输出旋转装置继续旋转时，球1由输出盘101驱动。接着，球1以第一方向旋转输入盘34，以“缠绕”在螺杆35上并与球1分离。由输入盘34以相同的第一方向旋转的输入盘连接器121同离合杆122和制转杆124接触并使得它们以第一方向旋转。制转杆124由制转杆张紧装置(未显示)偏压，以与棘齿126的齿接触，制转杆张紧装置可以是同轴地位于制转杆销钉125之上的扭转弹簧。在制转杆124在棘齿126的齿上通过时，制转杆124锁在棘齿126的齿上，防止了输入盘34以第二方向从螺杆35松开并再次与球1接触，像主弹簧129的偏压所产生的结果一样。由于棘齿斜角127(为棘齿126的一部分)具有与斜角齿轮128(其不旋转)互锁的齿，所以防止了棘齿126以第二方向旋转。

在传动装置100的输入旋转重新启动时，棘齿斜角127由轴承盘60以第一方向旋转，其使得棘齿斜角127和棘齿126以第二方向旋转，因此使得制转杆124以第二方向旋转，这样就使得主弹簧129能够偏压输入盘34，从而以第二方向从螺杆35中松开并与球1接触。注意到这一点是很重要的：在输入盘34以第一方向旋转时，在第一端附接到预装料器123的轴承保持件63使预装料器123相对于输入盘34旋转。这是因为在输入盘34以第一方向旋转时，斜面轴承62相对于输入盘34旋转。同样，在传动装置100的输入旋转重新启动时，由于相同的相对旋转，轴承盘60相对于预装料器123旋转。这些动作使得脱离装置120接合和松开。

参照图1和15，闭锁装置(1atch)115刚性地附接到输出盘34的面对轴承盘60的侧，并与刚性地附接到钩控制杆(hook lever)113两端的第一端的钩114接合。钩控制杆113是在其第一端具有钩114和在其第二端具有钩铰接装置116的拉长柱。闭锁装置115具有接合区域或开口，接合区域或开口大于钩114的宽度并在输入盘34和轴承盘60相互相对移动时，在钩114的边界内为钩114提供相对于纵向轴线11径向移动的额外空间。钩铰接装置116与中间铰接装置119接合，并形成了与第一铰接装置销钉111的铰接接合。中间铰接装置119与输入盘控制杆112(其通常为具有两端的拉长柱)整体形成。在输入盘控制杆112的第二端具有通过使用第二铰接装置销钉118与铰接装置托架110接合的输入盘铰接装置117。铰接装置托架110通常是支撑钩114、钩控制杆113、钩铰接装置116、第一铰接装置销钉111、中间铰接装置119、输入盘控制杆112、第二铰接装置销钉118和输入盘铰接装置117的基座(base)，并在面向输入盘34的侧刚性地附接到轴承盘34。在闭锁装置115和钩114接合时，防止斜面轴承62滚动到没有给驱动盘34提供正确量的轴向力的外周斜面61上的区域。这种正接合确保了通过外周斜面61施加到斜面轴承62的所有旋转力传输到输入盘34。预装料器123在第一端附接到驱动轴69并径向地向外延伸。预装料器123在第二端与输入盘控制杆112接触，以将输入盘34远离球1偏压，从而使得在输入盘34与球1分离时，输入盘34被偏压保持不连接。

参照图10，公开了传动装置100的替换的轴向力生成器的剖视图。为了简便，仅显示了上述轴向力生成器和图10中的轴向力生成器的差异。所显示的轴向力生成器包括一个或多个回动杆261。回动杆261通常为扁平、不规则形状的凸轮件，并且每一个都具有偏心设置的枢纽孔以及径向地朝向枢纽孔内侧的第一侧和径向地朝向枢纽孔外侧的第二侧。各个回动杆261的第一侧都安装到随动杆171中的拉长槽173中。在传动装置200朝低切换时，拉长细槽173接触回动杆261的第一侧，回动杆261以插入到回动杆261的枢接孔中的回动销钉262形成的轴线旋转。在拉长槽173的端部接触的第一端，各个回动杆261的第一侧朝传动装置100的输出侧移动，回动杆261的第二侧朝传动装置100的输入侧移动，以此执行回动杆261的凸轮功能。通过增加和减少所述第一和第二侧的长度，回动杆261可被设计为减少它们轴向地朝输入侧移动的距离，以及增加它们生成的力。回动杆261能够以这样的方式设计，以建立调整它们所产生的轴向力的机械有益效果。在它们的第二侧，在传动装置100朝低切换时，每个回动杆261都与中心螺杆斜面298的输出侧接触。每个回动杆261都通过回动销钉262附接到控制杆环263，回动销钉262可被压入或拧到控制杆环263中的孔中并将回动杆261保持在适当的位置。控制杆环263是环形形状装置，其安装在随动杆171周围并轴向地沿其滑动，且具有一个或多个通过其允许回动杆261插入和定位的矩形槽。

仍然参照图10中描述的实施方案，一组中心螺杆斜面299刚性地附接到螺杆35并可由螺杆35旋转。该实施方案的中心螺杆斜面299类似于图4中描述的中心螺杆斜面99，这是因为中心螺杆斜面299形成为在具有面向输出侧的第一侧和面向输入侧的第二侧的盘的第二侧上的斜面。在传动装置100朝低切换时，回动杆261的第二侧推压中心螺杆斜面299的第一侧。经由上述花键109被花键地接合到驱动轴69的中心螺杆斜面299被驱动轴69旋转、能够沿着纵向轴线11轴向移动、并且除了中心螺杆斜面299是面向传动装置100的输入侧而不是输出侧之外，类似于前述实施方案中的中心驱动轴斜面99。中心螺杆斜面299与相对的一组中心轴承盘斜面298接触，中心轴承盘斜面298自由地相对于驱动轴69旋转并与在图4中描述的中心轴承盘斜面98相似(除了中心轴承盘斜面298是面向传动装置100的输出侧而不是输入侧之外)。随着回动杆261将中心螺杆斜面299轴向地朝中心轴承盘斜面298推动，产生了中心螺杆斜面299和中心轴承盘斜面298的斜面的相对旋转，这使轴承盘60旋转到使外周斜面61接合的位置，以此将扭矩切换到外周斜面61，并增加了产生的轴向力的量。

现在参照图11，公开了图1中的传动装置100的替换的实施方案的剖视图。为了简化起见，仅描述前面传动装置100和该传动装置300之间的差别。传动装置300具有替换的保持件389、替换的脱离装置(图13和14中的部件320)和替换的轴向力生成器。此外，在图11中描述的实施方案中，锥形弹簧133移动到传动装置300的输出侧，并将向高切换。

现在参照图11和12，公开了一种替换的保持件389。保持件389包括输入和输出定子盘381a、381b，然而为了便于观察，省略输出定子盘381b。许多实施方案的输出定子381b在结构上类似于输入定子381a。多个定子曲线板382附接于定子盘381a、381b，并具有面向球1的第一侧和背离球1的第二侧。定子曲线板382中的每一个的第二侧391是抵靠定子盘381a、381b中的一个平躺的扁平表面。定子曲线板382具有两个用来以传统的固定件或其它类型的附接装置将其附接到定子盘381a、381b的通孔。定子曲线板382在它们第一侧的每一个上具有矩形槽，多个扁平间隔装置383穿过所述矩形槽被插入以连接定子381。扁平间隔装置383用来设置定子381间的距离，在定子381之间建立结实的连接，并确保定子381平行和对齐。

该描述的设计使用了基本为扁平的定子盘181。因此，定子盘181能够使用基本上为扁平的刚质材料片来制造。定子盘181可以以任意大量廉价的制造技术(例如，冲压、精密冲裁或工业中公知的其它技术)来生产。该设计的定子盘181能够从薄金属或金属片、塑料、陶瓷、木材或纸产品或任意其它材料中制造。该描述的设计使得材料成本大量降低，并允许制造那些相对不太昂贵的组件(具有适当高的偏差)。

现在参照图11、13和14，公开了一种替换的脱离装置320。图13是从传动装置300的轴线附近观察获得的剖视图，图14是从通常径向地向内朝向中心的传动装置300的上部和外侧观察获得的剖视图。前述实施方案的棘齿126和棘齿斜角127在该实施方案中合并为一个与制转杆124接合并具有与锥齿轮328互锁的棘爪齿轮326。在其它实施方案中，锥齿轮328可具有非锥齿轮齿。离合杆322是具有三个或更多孔的刚性、扁L形状的组件。在形成“L”形状的两个支腿的联合处的最中心的孔将离合杆322可旋转并同轴地绕预装料器123设置。接近离合杆322的长支腿端部附近的孔允许将制转杆销钉125插入以及允许附接于制转杆124接合。接近离合杆322的端支腿端部附近的孔与输入盘连接器321配合，并接受和保持配合到输入盘连接器321的槽中的离合器销钉329。输入盘连接器321刚性地附接到输入盘34并具有与离合器销钉329滑动接合的槽。另外，替换的脱离装置320的操作与在图1和图9中描述的惰力运转装置(coasting mechanism)120的操作相同。

现在参照图11和图15，替换的轴向力发生器包括通常为锥形的楔子360，楔子360位于传动装置300的中心轴线并能够沿其轴向移动。锥形楔子360还与花键109配合。在传动装置300朝低切换时，锥形楔子360由随动杆171接合并以同随动杆171相同的方向轴向移动。锥形楔子360在传动装置300的轴线附近与AFG(轴向力发生器)控制杆362的第一端接触。AFG控制杆362是具有第一半圆端部的拉长部件，第一半圆端部与锥形楔子360接合并从纵向轴线11径向地向外延伸到与输入盘控制杆112接合的第二端。AFG控制杆362用支轴销361附接到花键109，AFG控制杆362绕支轴销361旋转。支轴销361与AFG控制杆362枢接，从而使得AFG控制杆362的第二端接合于输入盘控制杆112。输入盘控制杆112可操作地附接到轴承盘60并绕其旋转，从而使得外周斜面61接合，因此将输入扭矩从螺杆35切换到外周斜面61。另外，替换的轴向力发生器360的操作与参见并在其中描述的图4和5的前述轴向力发生器相同。

现在参照图16和17，公开了图1中的传动装置100的替换实施方案。为了简化起见，仅描述图17中的传动装置1700同图1中的传动装置100的差别。图1中的传动装置100包括一个变速器。术语变速器可被用来描述传动装置100的改变输入到输出速度的比率的组件。包括有该实施方案的变速器401的部件和组件包括图5中的球/支腿部件403、输入盘34、输出盘101、图4中的惰轮部件402和图7中的保持件89。应该注意到变速器401的所有组件和部件可改变以最佳地适应传动装置1700的特殊应用，在图16中描述了包括变速器401的上述部件和组件的通常形式。

在图17中描述的传动装置1700的组件类似于传动装置100，但包括两个变速器401。这种结构对于在具有小的直径或总尺寸的传动装置1700中需要高扭矩容量的应用中是有益的。这种结构还消减了需要用来支撑轴承盘114和输出盘101的径向轴承，从而增加了整体效率。由于传动装置1700具有两个变速器401，所以每一个变速器401具有输出侧，而且传动装置1700也具有输出侧。因此，具有三个输出侧，在该结构中没有使用具有“a”和“b”的传统的或相似标记组件来区别输入和输出侧。然而，如图17，右边是输入侧，左边是输出侧。

参照图17到19，描述了环绕并封装传动装置1700的壳423。壳423通常为圆柱形并防止传动装置1700与外面组件接触和被弄脏，以及附加地包含有润滑剂用于适当的操作。壳423用通过壳孔424安装的标准固定件(未显示)附接到引擎、框架或其它的刚性体(未显示)。壳423在其输入侧(具有壳孔424的侧或如图所示的右侧)是开放的，以接纳输入扭矩。输入扭矩从外部源传输到可为能够传输扭矩的长、刚质的杆或轴的输入驱动轴425。输入驱动轴425经由花键、键控法(keying)或其它方式将扭矩传输到轴承盘428。轴承盘428盘形的刚性组件，其能够吸收传动装置1700产生的大量轴向力，并在设计上与图1中的轴承盘60相似。在输入轴425的输入端上的凸缘429和轴承盘428之间，输入轴轴承426同轴地位于输入轴425的上方，以允许在轴承盘428和输入轴425之间作小量的移动。在轴承盘429开始旋转时，外周斜面61、斜面轴承62、轴承保持件63、输入盘斜面64和输出盘34如前所述旋转。这会使得第一变速器(输入侧的变速器)中的球1旋转。

同时，第二输入盘431随着输入轴425的旋转而旋转。第二输入盘431刚性地附接到输入轴425，并能够用压在输入轴425上的限动螺母(或通过焊接、销钉或其它的附接方法)来固定(key)。第二输入盘431位于传动装置1700的输出侧，并与轴承盘428相对。第二输入盘431和轴承盘428吸收外周斜面61、斜面轴承62和输入盘斜面64产生的大量的作为法向力以防止在球/盘接触面处滑动(如前所述)的轴向力。第二输入盘431在形状上类似于前述的输入盘34，并依赖于输入轴425的旋转；第二输入盘431旋转第二变速器422中的球1。第二变速器422通常为第一变速器420的对映体，并更远离传动装置1700的输入侧，从而使得第一变速器420位于第二变速器422和输入侧之间。

如上所述，第一变速器420中的球1通过它们与上述组件的滚动接触而使得输出盘430旋转。尽管起到如前所述的输出盘101相同的功能，但输出盘430具有两个相对的接触表面，并与两个变速器420、422中的球1接触。从图17所示的截面图中看出，输出盘430的形状可以是浅拱形或倒置的浅“V”形，其端部具有与两个变速器的球1接触的接触表面。输出盘430绕在第二变速器422的周围，并通常以柱形形状朝输出侧延伸。在所述的实施方案中，输出盘430的柱形形状继续朝传动装置1700的输出侧延伸，并环绕第二输入盘431，在此之后，输出盘430的直径减小，接着在其退出壳423时再次变为小直径的普通柱形形状。为了将输出盘430与第一和第二输入盘34、431保持同心以及将其与第一和第二输入盘34、431对齐，可使用环形轴承434、435径向地与输出盘431对齐。壳轴承434位于壳423的孔中并位于输出盘430上方，输出盘轴承435位于输出盘430的孔中并位于输入轴425的上方，以提供附加的支撑。输出盘430可由两段(将它们连接形成所述输出盘430)来构成。这就允许在输出盘430的圆柱形壳体内组装第二变速器422。

如图17所示，这能够通过沿输出盘430的大直径使用两个环形凸缘来完成。在一些实施方案中，环形凸缘通常位于沿输出盘430的大直径的中间位置。现在参照图17、20和21，传动装置1700的球轴433类似于前述的球轴3并执行相同的功能。此外，球轴433的作用是使球1倾斜以改变传动装置1700的速度比率。球轴433在它们各自的输出侧是拉长的，并延伸穿过输出定子435的壁。输出定子435类似于前述的输出定子80b，但是多个径向的槽436自始至终穿透输出定子435的壁。输出定子435的槽436继续自始至终穿过输出定子435的壁，从而使得一系列等间隔的径向槽436从输出定子435的中心处的孔附近径向地延伸到外周。球轴433具有同轴地位于它们拉长输出端上方的隔膜辊(iris roller)407。隔膜辊407通常为能够在球轴433上旋转的圆柱形轮，并被设计成安装在隔膜板(iris plate)409的槽411内。隔膜板409为具有穿过其中心的孔的环形盘或板，并同轴地绕传动装置1700的纵向轴线11安装。隔膜板409的厚度大于各个隔膜辊407厚度的两倍，并具有径向地从上述孔的附近向外延伸到隔膜板409的周边附近的隔膜槽(iris groove)411。在隔膜槽411径向地延伸时，它们的环形位置也在改变，从而使得在隔膜板409环形地绕纵向轴线11旋转时，隔膜槽411沿它们各自的长度方向提供凸轮系统的功能。换言之，槽411从隔膜板409的中心的孔附近向外盘旋到接近其周边的各自位置。

隔膜辊407沿着它们的电表是辐射的，并在它们的外角具有圆角，从而使得在球轴433倾斜时，它们的直径在隔膜板409的槽411内保持不变。隔膜板409具有的厚度足以允许隔膜辊407从两个变速器402、422保持在隔膜板433的槽411内(在所有的切换比率)。隔膜槽411以传统的隔膜板方式操作并使得球轴433在隔膜板409旋转时，径向地向内或向外移动。隔膜板409具有面对第一变速器的第一侧和面向第二变速器的第二侧，并同轴地环绕在传动装置1700的纵向轴线11周围，并位于两个输出定子435中的邻近凸起部(从输出定子435延伸处出的管装延伸部分)的上方。通过输出定子435的凸起部中的轴向孔(未示出)，两个输出定子435能够用传统的固定件附接在一起。输出定子435的凸起部具有多个穿过它们中心的孔和多个从所述中心径向地向外设置的孔。在一些实施方案中，输出定子435上的凸起部形成了稍微比隔膜板409宽的空间，以使得隔膜板433自由旋转，一些实施方案使用凸起部和隔膜板409之间的轴承来准确地控制隔膜板409在输出定子435之间的位置。隔膜缆线(iris cable)406在隔膜板409的外直径附近附接到隔膜板409的第一侧，并从连接点纵向地延伸。隔膜缆线406的路线是以一定方向通过第一变速器420的输出定子435，从而使得在其被拉动时旋转隔膜板409。隔膜缆线406在通过输出定子435的外周附近的孔径后通过壳423到达传动装置1700的外部，在这里隔膜缆线406能够控制传动比。在隔膜板409的外直径附近附接有隔膜弹簧(iris spring)408。隔膜弹簧408还被附接到第二变速器422的输出定子435。隔膜弹簧408施加抵制隔膜板409由隔膜缆线406施加的张力所产生的旋转的回弹力。在来自隔膜缆线406的张力释放时，隔膜弹簧408使得隔膜板409返回到其平衡位置。根据传动装置1700的应用，隔膜板409可被配置成在隔膜缆线406被拉动时，隔膜板409将传动装置1700切换到较高的传动比，以及在隔膜缆线406上的张力释放时，隔膜弹簧408将传动装置1700切换到低的比率。作为一种替换，隔膜板409可被配置成在隔膜缆线406被拉动时，隔膜板409将传动装置1700切换到较低的比率，以及在隔膜缆线406上的张力释放时，隔膜弹簧408将传动装置1700切换到高比率。

参照图16和17，传动装置1700的具有两个变速器420、422的实施方案在对齐传动装置1700的附加滚动元件时，需要高度的准确性。所有的滚动元件必须相互对齐，否则，将有损效率，并且传动装置1700的使用寿命会下降。在组装期间，输入盘34、输出盘430、第二输入盘431和惰轮组件402排列在相同的纵向轴线上。此外，保持件410(在这些实施方案中，包括由如上所述的输出定子435联合的两个保持件89)也必须在该纵向轴线上对齐，以准确地设置球/支腿组件403。为了简单而准确地完成上述对齐，所有的滚动元件相对于输入轴425设置。第一输入定子轴承440和第二输入定子轴承444设置在输入定子440、444的孔中，并位于输入轴425上方，以帮助对齐保持件410。位于8Xt输出定子435的孔以及输入轴425上方的输出定子轴承442也对齐保持件410。第一引导轴承441位于第一切换引导装置13b的孔中并位于输入轴425上方，第二引轴承443位于第二切换引导装置13b的孔中并位于输入轴425上，以使得第一和第二惰轮组件402对齐。

参照图18和19，保持件410用前述的安装到壳槽421的壳连接件383附接于壳423。壳槽421是壳423中的延伸到其输入侧(壳423的开放的侧)的纵向槽。在该描述的实施方案中，壳在输入侧通常是关闭的，这在图19中未示出，但是在输入侧是开放的并具有径向地从壳423的另外的(otherwise)圆柱体延伸的安装凸缘，在凸缘上具有用于安装壳423的壳孔424。在组装的过程当中，传动装置1700可插入到壳423中，在其中壳连接件383在壳槽421中对齐，从而抵制施加到保持件410的扭矩以及防止保持件410旋转。壳423中的壳连接件孔412允许固定件插入到壳连接件383的相应孔中，以将保持件410固定到壳423。

图22描述了传动装置1700的保持件470的替换实施方案。为了减少制造成本，有时候最小化被制造的不同部件个数，并设计能够使用成批生产工艺廉价地生产的部件是更可取的。所显示的保持件470使用四个不同的低成本设计的部件，并以通用的固定件来组装这些不同的组件。定子472通常为扁平盘形状的部件并具有多个径向槽，这些径向槽从输入轴425通过其来旋转的中心孔附近径向地向外延伸。球轴(在图17中的部件433)延伸穿过定子472上的槽。环绕在定子472的中心孔周围的多个孔471用于将定子472固定到其它组件。具有四个定子472，在该实施方案中，这些定子相互之间是相似的，并构成了保持件470的部分。两个输入定子472位于保持件470的各个端部，两个输出定子472位于保持件472的中心附近，定子使用定子桥477刚性地附接到一起。

仍然参照图22中描述的实施方案，定子桥477是盘形部件，其具有中心孔并具有位于定子桥477的内直径和外直径之间的通孔。定子桥477中的孔与定子472中的孔互补，以允许将定子472固定到定子桥477。隔膜板409(未示出)径向地位于定子桥477的外侧并轴向地位于输出定子472之间。在一些实施方案中，定子桥477比隔膜板409稍厚，以允许隔膜板409自由旋转，而在其它一些实施方案中，在输出定子472和隔膜板409之间、以及在定子桥477和隔膜板409之间具有轴承。因此，定子桥477的外直径用来定位隔膜板409的内直径，并设置隔膜板409的轴线。

间隔装置473将输入定子472结合到输出定子472。在一个实施方案中，间隔装置473由扁平材料(例如，金属片或金属板)制成，接着成形以产生它们独特的形状，这将用于几种用途。间隔装置473通常为扁平矩形片，在它们的中心形成有孔475并在各端具有垂直的延伸部分。间隔装置473设置定子472之间的正确距离、形成保持件470的结构框架以防止球1沿传动装置1700的纵向轴线的轨道移动、将定子孔相互对齐从而使得定子472的中心是对齐的以及定子472的角方向是相同的、防止保持件470扭曲或翘起、提供定子轮30在其上滚动的滚动凹表面479。每一个间隔装置473形成有两个端部，端部从间隔装置的其余部分的平面中弯曲以形成保持件470的安装区域480和曲面479。间隔装置473在与定子472接触的侧面中具有安装孔481，这些安装孔481与定子472中的相应的孔排在一起，以允许将间隔装置473固定到定子472。间隔装置473中心附近的孔475为球1提供间隙。

在一个实施方案中，每一个球1具有两个间隔装置473，尽管可以使用更多或更少的间隔装置473。每一个间隔装置473背对背地与其对称物中的间隔装置成对，以构成I梁(I-beam)的形状。在一个实施方案中，可使用铆钉476将间隔装置473连接到定子472，以及将定子472连接到定子桥477。在组装的过程当中，铆钉476紧固地穿到定子472、间隔装置473和定子桥477的孔中。在图22中仅描述了两个铆钉476，但是所有的铆钉可以使用相同的设计。在第一变速器420中使用的间隔装置473还具有壳连接件474，壳连接件474通常从间隔装置473径向地向外延伸并接着通常垂直弯曲。一些实施方案中的壳连接件474由例如金属片的扁平材料制成，其被印模冲压并接着形成最终的形状。壳连接件474可与间隔装置473整体形成或刚性地附接到间隔装置473，并径向地延伸到输入盘34和输出盘430之间的壳423。在一些实施方案中，壳连接件474在制造间隔装置473的过程中作为间隔装置473的一部分形成。在壳连接件474的垂直端中的壳连接件孔478与相应的壳连接孔(图19中的部件412)排在一起，从而使得保持件470能够用标准的固定件固定到壳423。

图22中显示的设计使用了基本上为扁平并能够使用基本为扁平的刚性材料片制造的定子盘472。此外，具有和不具有壳连接件474的间隔装置473基本上也是扁平的，并能够由扁平的材料片形成，尽管在许多实施方案中，壳连接件474的垂直端、安装区域480和曲面480在连续的弯曲步骤中形成。定子盘472和间隔装置可通过多种廉价的制造工艺形成，例如，冲压、精密冲裁或本领域公知的工艺。该设计的定子盘472和间隔装置473可由薄金属片、塑料、陶瓷、木材或纸材或其它任意材料制成。如参照图12在上面描述的那样，所显示的设计减少了材料成本，并降低了将这些并不昂贵的组件制造为适当高的公差范围的制造成本。此外，尽管在图22中显示的实施方案显示了用于传动装置的双腔设计，但是通过上述处理制造出的组件也可用于保持件470的单腔设计。作为一个实施例，两个所显示的定子盘472可附接到间隔装置473(具有图22右边的壳连接件474)以生成单腔设计，用于和本文中描述的实施方案一起使用。

图23描述了用于和图1和图17中的传动装置100、1700一起使用的球1的实施方案。球1具有螺旋槽450，其抽吸通过球1的润滑剂。在一个实施方案中，使用两个螺旋槽450，螺旋槽450开始于球1中的孔端部并延续通过孔的另一端。螺旋槽450运送通过球1的润滑剂，以消除热量，并在球1和球轴3、433之间提供润滑，以提高效率并延长传动装置100、1700的使用寿命。

图24描述了图5中球/支腿组件430的替换支腿460。与图5的支腿2比较，支腿460被简化，并没有定子轮30、定子轮销钉31、引导轮21或引导轮销钉22。支腿460在第一支腿背离球1的侧具有凸起表面，该凸起表面配合到各定子80的相应凹槽(未示出)中。在面对球1的第二侧465上，支腿460是凹的，并具有形成在其径向内端的附近的支腿凸轮466的凸曲线，支腿凸轮466与切换引导装置13接触，并轴向和径向地由切换引导装置13设置。横向和纵向润滑剂通道460、464分别允许润滑剂注入到支腿并被传送到不同的区域。使用润滑剂来冷却传动装置100、1700的支腿和其它部分，而且还最小化支腿与切换引导装置13和定子80接触的位置的摩擦。应该注意到，在支腿460中可钻开或形成额外的通道，以将润滑剂送往其它区域，任意的通道开口可用作润滑剂的入口。纵向通道464是穿过支腿460的长度的孔，其通常在中心位置，且延伸穿过底部并在各个支腿460的顶部穿过球轴孔461。横向通道462为大致垂直于纵向通道464形成的盲孔，并延伸超过第一支腿侧463。在如所述的一些实施方案中，横向通道462与纵向通道464交叉并终止，没有穿透第二支腿侧465。在横向通道462与纵向通道464交叉的实施方案中，润滑剂可在横向通道462的开口处进入，然后通过通道464传送。

在一些实施方案中，球轴3、433压配合在球1中，并与球1一起旋转。球轴3、433在球轴孔461内侧和辊4中旋转。润滑剂通过支腿460的顶部流到球轴孔46中1，在该处润滑剂提供液体层以减小摩擦。

参照图25-27，公开了用于估计切换引导装置13上的凸曲线板97的图示方法。为了简化的目的，惰轮18、惰轮轴承17和切换引导装置13被组合，以简化一个实施方案的切换引导装置13的正确曲线板97的分析和描述。为了描述和分析，进行如下假设：

1.球1的中心是固定的，使得球1可绕其轴线旋转，并且其轴线可旋转，但是球1没有位移。

2.球1、球轴3、343、支腿2和引导轮21作为刚体旋转。

3.惰轮18仅能够在x方向移动。

4.惰轮18的外周表面与球1的圆周相切。

5.切换引导装置13的侧与引导轮21的圆周相切。

6.球1的角旋转使得切换引导装置13线性运动，反之亦然。

7.在球轴3、343为水平或平行于纵向轴线11时，每一个引导轮21和其各自的切换引导装置13的接触点处于曲线板97的开始点，在该处切换引导装置13的垂直壁过渡到曲线板97。在球1倾斜时，只有一个引导轮21与曲线板97接触；其它的引导轮21与切换引导装置13的垂直壁接触。

这一分析的目标是找出引导轮21与切换引导装置13上的曲线板97接触的点的近似坐标(作为球1的轴的倾斜角度的函数)。如果描绘出不同球轴3、343的坐标，则可通过遵循所有切换范围的引导轮21/切换引导装置13的接触点的路径的坐标点来拟合曲线。

在旋转的角度为零时，上述坐标在引导轮21/切换引导装置13接触的起始位置(x0，y0)开始，接着，在球1倾斜的过程当中，在各个增加的角度位置处改变。通过比较这些坐标，引导轮21/切换引导装置13接触的位置(xn，yn)作为球1倾斜角度(theta)的函数而确定。

从图25和图26中，已知的变量为：

1.H1：球1的中心到引导轮21的中心的垂直距离。

2.H2：球1半径和惰轮18半径的和。

3.W：球1的中心到引导轮21的中心的水平距离。

4.rw：引导轮半径。

从这些已知的变量，可以确定出下面的关系：

$R1={[{(W-\mathrm{rw})}^2+H{1}^2]}^{^}\left(\frac{1}{2}\right)---\left(1\right)$

Phi＝TAN^-1[(W-rw)/H1]             (2)

x0＝W-rw                          (3)

y0＝H1-H2                         (4)

BETA＝TAN^-1(H1/W)                 (5)

$R2={[{H1}^2+W^2]}^{^}\left(\frac{1}{2}\right)---\left(6\right)$

此时，假设球1以角度THETA倾斜，这使得切换引导装置13以x轴方向移动(见图26)。因此，可得出下面的等式：

Nu＝90°-BETA-THETA               (7)

x2＝R2*SIN(Nu)                    (8)

x3＝x2-rw                         (9)

x_切换引导装置＝x0-x3             (10)

这就是切换引导装置13对于给定的THETA移动的x距离。

x4＝R1*SIN(Phi+THETA)             (11)

x_引导轮＝x4-x0                   (12)

这就是引导轮21对于给定的THETA移动的x距离。

此时，确定惰轮18的中心处的x’-y’原点是方便的。这对于标绘引导轮21/切换引导装置13接触坐标是有用的。

x1＝x0-(x_切换引导装置-x_引导轮)(13)

通过比较等式(10)、(12)和(13)，

x1＝x4+x3-x0                     (14)

这就是引导轮21/切换引导装置13接触的x’位置。

找出引导轮21/切换引导装置13接触的y’位置是相对简单的，

y2＝R1*COS(Phi+THETA)                (15)

y1＝H2-y2                            (16)

这就是引导轮21/切换引导装置13接触的y’位置。

因此，能够确定x1和y1，并接着描述出用于不同的THETA值。这在图27中示出。因为坐标都已经确定出，所以对于大部分CAD程序通过上述坐标拟合(fit)的曲线是简单的。曲线拟合(curve fitting)的方法可包括任何适用的算法，例如线性回归，以确定上述关系的适当曲线；尽管在上面描述的关系中得到的直接函数(direct function)也能够被发展。

现在参照图1、7和28，传动装置100可用作可连续变动的行星齿轮组500。参照图1和7，在保持件89绕纵向轴线11自由旋转的实施方案中，惰轮18起到恒星齿轮的作用，球1起到行星齿轮的作用，保持件89保持球1并起到行星齿轮支座的作用，输入盘34是第一环形齿轮，输出盘101是第二环形齿轮。每一个球1与输入盘34、输出盘101和惰轮18接触，并由保持件89支撑或保持在径向的位置。

图28是行星齿轮组500的骨架图或示意图，其中，为了简化仅显示了行星齿轮组500的上半部分。该图在行星齿轮组500的中心线处或传动装置100的纵向轴线11处切割得到。由输出盘101绕每一个球1形成的接触线形成了可变滚动直径，这允许各个球1的部分作为第一行星齿轮501运行。球1和惰轮18之间的接触建立了可变滚动直径，这允许各个球1的部分作为第二行星齿轮502运行。球1和输入盘34之间的接触建立了可变滚动直径，这允许各个球1的部分作为第三行星齿轮503运行。

在行星齿轮组500的实施方案中，本领域的技术人员将会认识到可以有益地使用不同的半径和推力轴承保持输入盘34、输出盘101和保持件89相互之间的位置。本领域的技术人员还应该认识到可使用实心或空心的轴并将其附接到输入盘34、输出盘101、保持件89和/或惰轮18来正确执行本文中描述的功能，这些修改对于旋转功率传动装置的领域中的技术人员是显而易见的。

现在参照图29-31，第一行星齿轮501、第二行星齿轮502和第三行星齿轮503的各自直径可由传动装置100改变。图29显示了具有相同直径的第一和第三行星齿轮501、503且第二行星齿轮502位于其最大直径处的传动装置100。通过如前所述使得球1倾斜，行星齿轮501、502、503的直径改变，从而改变了传动装置1700的输入到输出速度。图30显示了被倾斜以使得第一行星齿轮501的直径增加且第二行星齿轮502和第三行星齿轮503的直径减小的球。图31显示了被倾斜以使得第三行星齿轮503的直径增加、第一行星齿轮501和第二行星齿轮502的直径减小的球。

通过改变输入盘34、惰轮18和/或保持件89之间的扭矩源，可能存在许多不同的速度组合。此外，一些实施方案使用多于一个的输入。例如，输入盘34和保持件89都能够提供输入扭矩，并能够以相同或不同的速度旋转。一个或多个输入扭矩源能够是可变速度的，以增加传动装置100的比率的可能性。下面给出的列表列出了一些通过将传动装置100作为行星齿轮组使用而得到的组合。在该列表中，输入扭矩的源(或“输入”)用“I”来表示，输出用“O”来表示，被固定以使得不能绕纵向轴线11旋转的组件用“F”表示，如果组件允许自由旋转，则“R”表示。“单输入/单输出”用来表示具有一个输入和一个输出。“双输入/单输出”用来表示具有两个输入和一个输出。“单输入/双输出”用来表示具有一个输入和两个输出。“双输入/双输出”用来表示具有两个输入和两个输出。“三输入/单输出”用来表示具有三个输入和一个输出。“单输入/三输出”用来表示具有一个输入和三个输出。

现在参照图32，传动装置100还可以通过具有行星齿轮组505的平行功率路径来组合，以产生更多速度组合。典型的行星齿轮组505包括位于中心的恒星齿轮、分布在所述恒星齿轮周围并与其接合的多个行星齿轮(它们都在其各自的中心可旋转地附接到行星齿轮支座(常简称为支架))以及环绕在行星齿轮周围并与其接合的环形齿轮。通过在恒星齿轮、支架和环形齿轮间切换输入扭矩和输出源，可获得许多速度组合。与传动装置100组合的行星齿轮组505提供非常多的速度组合，并在一些情况下可获得可无限变速的传动装置。在图32中，传动装置100的扭矩输入耦合于输入盘34和第一齿轮506，第一齿轮506通常与输入盘34同轴并接触和旋转第二齿轮509以驱动平行的功率路径。将传动装置100或CVT100的输入盘34和平行功率路径的输入耦合到原动机或其它扭矩源(例如，电机或其它产生功率的设备)的基本配置称为“输入耦合”。通过改变第一齿轮506和第二齿轮509的直径，可以改变到平行功率路径的输入速度。第二齿轮509附接到齿轮轴508并使其旋转，在一些实施方案中，其使得变速箱507旋转。变速箱507(在这些实施方案中作为设计选项实现)可进一步改变平行功率路径的旋转速度，并且可以是传统的齿轮传动。变速箱507使得变速箱轴511旋转，变速箱轴511则旋转第三齿轮510。在没有使用变速箱507的实施方案中，齿轮轴508驱动第三齿轮510。第三齿轮510驱动行星齿轮组505的恒星齿轮、支架或环形齿轮，并且其直径能够产生期望的速度/扭矩比率。作为一种替换，第三齿轮510可去掉，变速箱轴508可直接驱动行星齿轮组505的恒星齿轮、支架或环形齿轮。行星齿轮组505还具有来自CVT100的输出的输入，该输入驱动其它的恒星齿轮、支架或环形齿轮。

在下面的表中，标识了许多(如果不是全部的话)标题为“输入耦合”(可能具有刚在上面所述的基本排列)的各种输入和输出组合。在该表中，“IT”表示到CVT100中的输入扭矩源，“I1”表示耦合到CVT100的输出的行星齿轮组505，“OV”表示连接到车辆或机器的输出的行星齿轮组505的组件，“F”表示被固定从而不能绕其轴线旋转的行星齿轮组505或传动装置100的组件，“I2”表示耦合到平行路径的组件，其为第三齿轮509，“R”表示可绕其轴线自由旋转因而不会驱动其它组件的组件。对于该表和其下面的表(标题为“输出耦合”)，假设了环形齿轮是被固定的唯一行星齿轮组505，目的在于减少在本文中必须给出的表的总共数目。恒星齿轮或行星齿轮支架还能以用于其它组件的相应输入和输出组合来固定，这些组合在本文中没有给出，目的在于减少描述，但是可基于下面的两个表容易地确定出。

参照图33显示的实施方案，扭矩输入源驱动耦合的作为CVT100输入的行星齿轮组505。CVT100的一个或多个组件耦合到平行功率路径以及传动装置的输出。在该实施方案中，平行功率路径如下：行星齿轮组505的组件(恒星齿轮、支架或环形齿轮)与第三齿轮510啮合，第三齿轮510转动齿轮轴508，变速箱轴508又驱动前述的变速箱507。变速箱507旋转变速箱轴511，变速箱轴511旋转第二齿轮509，第二齿轮509又驱动第一齿轮506。第一齿轮506安装在传动装置的输出轴上，该输出轴还耦合到CVT100的输出。在该实施方案中，行星齿轮组505耦合到传动装置的扭矩源，并为平行路径和CVT100提供扭矩，来自这两个路径的扭矩耦合于车辆和设备的输出处。如果行星齿轮组505被如此耦合以将扭矩提供到CVT100和固定的比率平行路径，则两个路径在输出处(例如，驱动轴、轮或其它载荷装置中)耦合，这种结构称为“输出耦合”。在该基本的结构中，与CVT100组合的行星齿轮组505提供了非常多的速度组合，并且在一些情况下，可以获得可无限变速的传动装置。

在下面的表中，在图33中显示基本装置的许多(如果不是全部的话)标题为“输出耦合”的可能组合。在该表中，对于行星齿轮组505来说，“O1”表示行星齿轮组505的耦合到CVT100的组件，“I”指来自引擎、人或其它任意源的输入，“F”被固定从而不能绕其自身轴线旋转的组件，以及“O2”指经由行星齿轮510耦合到平行路径的组件。对于CVT100来说，“I”指耦合到行星齿轮组505的组件，“O”指耦合到车辆或机器的输出的组件，“F”指如刚才所述的固定组件，以及“R”指绕其轴线自由旋转因而不会驱动任何其它组件的组件。

参照图23所示的实施方案，在下面的标题为“输入耦合双输入功率路径”的表中显示了在具有到行星齿轮组505的两个扭矩输入源的基础输入耦合装置中的组合。该表中的提及的文字表示上述表中的相同组件，除了用于行星齿轮组505的之外，“I1”指CVT100的输出，“I2”为耦合到平行路径(在该实施方案中为行星齿轮510)的组件。

仍然参照图32所示的实施方案，下面标题为“输入耦合三输入”的表指使用到CVT100的三个输入扭矩源的实施方案。对于该表，CVT100的参考文字指与前述表中相同的组件，行星齿轮组505的参考文字表示相同组件，除了表示“I2”之外，其表示耦合到平行路径的组件。

现在参照图34所示的实施方案，由于在这里描述的实施方案的独特装置，上述平行路径可去掉。上述平行路径组合到共线的装置中，CVT的各种组件和行星齿轮组505在其中耦合以产生在上面和下面描述的所有组合。在一些实施方案中，行星齿轮组505耦合到CVT100的输入，或如图34所示，行星齿轮组505耦合到CVT100的输出。下面题目为“输入耦合双输出功率路径”的表中列出了可得到的各种组合，其中，具有两个来自CVT100的到行星齿轮组505的输出。用于CVT100的参考文字与前述表中的相同，行星齿轮组505的参考文字表示相同组件，除了“I2”之外，其不再耦合到平行路径而是耦合到CVT100的第二输出。

对于前述的两个表格，所述的传动装置能够被翻转以对各个组合给出倒置的结果，但是这些倒置的组合可容易地认识到，在这里为了节省篇幅不再单独描述。例如，对于输出耦合双输出来说，输入耦合/双输入的翻转，应该注意到行星齿轮505的输入能够耦合到任意的CVT100的输出。

仍然参见图34中显示的实施方案，下面标题为“输入耦合双-双”的表给出了在具有两个输入到CVT100的扭矩源和两个从CVT100到行星齿轮组505的输出的情况下可得到的各种组合。

仍然参照图34，在下面的标题为“输出中的内部耦合行星齿轮”的表给出了许多(如果不是全部的话)在行星齿轮组505直接耦合到CVT100的组件时得到的组合。对于CVT100来说，参考文字“O1”指耦合到行星齿轮组505的“I1”的组件，“R”表示自由滚动的组件或第二输入，“F”表示刚性地附接到稳定组件(例如，固定壳)或刚性地附接到用于传动装置支撑结构的组件，以及，“O2”耦合到行星齿轮组505的“I2”。对于行星齿轮组505来说，“I1”指耦合到CVT100的第一输出组件的组件，“O”指为车辆或其它载荷设备提供输出的组件，“F”是固定的，以及“I2”耦合到CVT100的第二输出组件。应该认识到，对于在下面的表中描述的组合来说，输入元件还可耦合到任意一个具有相对于其它元件的耦合装置相应变化的行星元件。

图35为描述输出耦合装置中的组合有行星齿轮组505的传动装置100的实施方案的立体图。在该输出耦合装置中，平行路径被去掉，并且行星齿轮组505耦合有一个或多个扭矩输入源。行星齿轮组505具有一个或两个与CVT100的相应一个或两个组件耦合的输出。例如，在一种配置结构中，环形齿轮524刚性地附接到壳40(未显示)，多个行星齿轮522通过它们的行星轴523可操作地附接到输入盘34，连接到行星轴523的输出耦合到行星齿轮支架(未显示)。在这种装置中行星齿轮522旋转恒星齿轮520，恒星齿轮520还附接到使得保持件89(未示出)旋转的保持件轴521。恒星齿轮520每次使得沿恒星齿轮520轨道运行的行星齿轮522旋转一次，恒星齿轮520还进一步由绕它们各自轴523旋转的行星齿轮522旋转。因此，恒星齿轮520和保持件89(未示出)旋转速度比行星齿轮支架(未示出)和输入盘34快。

由于在这种配置结构中保持件89比输入盘34的旋转快，所以球1以翻转的输入方向旋转，用于CVT100的速度范围的变换组件的方向被倒置；用于其它实施方案的低速的方向在这里提供高速度，用于高速的方向在这里提供低速。当惰轮18(未示出)朝CVT100的输入侧移动时，输出速度可降低到零，并且输出盘101不会旋转。换言之，这种情况在传动装置完全与旋转输入接合但输出不会旋转时发生。这种情况通过调整行星齿轮522和恒星齿轮520的齿数获得。例如，如果恒星齿轮520是行星齿轮522的大小的两倍，则恒星齿轮520和保持件89以行星齿轮支架和输入盘34两倍的速度旋转。通过增加保持件89相对于输入盘34速度的速度，可以产生输出盘101在CVT100切换范围的一端处相反旋转的范围和CVT100切换范围的一端和中点之间某处输出盘101的速度为零的范围。在CVT100切换范围中的输出盘101的速度为零的点可以通过在假设确定提供零输出速度的切换范围的所有其它因素是一致的前提下，将恒星齿轮520的速度分割成行星齿轮支架的速度来描绘出。

在下面的标题为“输入中的内部行星齿轮”的表中显示了大部分(如果不是全部的话)能够通过变换在图35中显示的实施方案而获得的组合。为了参照行星齿轮组505的组件，“I1”指耦合到CVT100的第一输入“I1”的输出组件，“I2”指耦合到CVT100的第二输入组件“I2”的第二输出组件，“F”指用于行星齿轮组件505和CVT100的固定的组件。对于CVT100，“R”指可自由旋转的组件或是扭矩的第二输出。在该表和前面的表中，只有行星环形齿轮被显示为固定的，任意的行星元件可以是固定元件，这样的结果将产生更多的组合。这些额外的组合在这里没有显示出来，目的在于节省篇幅。此外，在下面的表中，仅显示了一个来自原动机的输入。这种配置结构在平行的混合机车中具有接受两个独立输入的能力，tru行星，但是这些组合没有单独描述，目的在于节省篇幅，应该理解，本领域的普通技术人员能够从所显示的实施例和这些描述中理解这些附加的组合。还应该注意到，下面表中的任意配置可以与上面表中的任意配置组合(使用单腔CVT或双腔CVT)，以产生一组使用两个行星装置(输入具有一个，输出具有一个)的配置。

在上面的表中，假设只使用了一个CVT100和一个行星齿轮组505。在本领域中公知的是，更多的行星齿轮组可以产生更多的组合。由于在表中描述的CVT100能以类似于行星齿轮组的方式来实现，所以，对于本领域的普通技术人员来说，可以容易地在CVT100的输入和输出端组合行星齿轮组，从而建立更多的组合，这些组合在本领域中是公知的，在这里不必列出。然而，这些组合完全在本领域普通技术人员理解的范围之内，并可理解为本说明书的一部分。

实施例

上述变种的每一个对于具体的应用都具有有益的性能。这些变种在必要时可修改和控制以在任意具体应用中获得有益性能。现在将描述具体的实施方案，这些实施方案使用了一些在本文中描述和/或在上述表中列出的变种。图36a、36b、36c描述了具有一个扭矩输入源并使用两个扭矩输出源的传动装置3600(其为变种)的实施方案。与前面一样，仅描述在图36a、36b、36c中示出的实施方案和前面示出并描述的实施方案之间的主要差异。此外，将所描述的组件给出的目的是告诉本领域的普通技术人员如何提供前面还没有描述的功率路径和扭矩输出源。应该理解许多附加的组件能够并将可以使用来用于操作的实施方案，然而，为了简化附图，省略了许多上述组件并将它们示意性地表示为框符(box)。

参照图36a，如在前面描述的实施方案一样，扭矩通过驱动轴3669输入。该实施方案的驱动轴3669是中空的轴，其具有两端，并不论原动机是否提供扭矩到传动装置3600都与第一端接合，在第二端与行星齿轮支架3630接合。行星齿轮支架3630是与传动装置3600的纵向轴线同轴设置的盘，在其中心处与驱动轴3669接合并径向地延伸到传动装置3600的壳3640的内侧附近的半径。在该实施方案中，壳3640是稳定的并固定到车辆或设备(根据它们来使用)的一些支撑结构。径向支架轴承3631位于壳3640的内表面和行星齿轮支架3630的外边缘之间。一些实施方案的支架轴承3631是给行星齿轮支架3630提供径向支撑的径向轴承。在其它的实施方案中，支架轴承3631是向行星齿轮支架提供径向和轴向支撑的组合滚珠轴承，从而防止翘起、径向和轴向移动。

多个行星轴3632从行星齿轮支架3630的中心和外边缘之间的径向位置处从行星齿轮支架3630延伸出来。行星轴3632朝传动装置3600外端轴向地延伸，并通常为圆柱形轴，这些圆柱形轴将行星齿轮支架3630连接到输入盘3634，并且其中每一个形成了各行星齿轮3635绕其旋转的轴线。行星轴3632可以形成于输入盘3634或行星齿轮支架3630的输入侧，或者可以通过螺纹接合到输入盘3634或行星齿轮支架3630，或者可以通过固定件附接，或相反。行星齿轮3635是简单的旋转齿轮，由行星轴3632支撑并绕行星轴3632旋转，许多实施方案在行星齿轮3635和行星轴3632之间使用轴承。这些齿轮具有直的齿或螺旋齿，然而，在使用螺旋齿时，使用推力轴承来吸收由行星齿轮3635产生的扭矩的传输而产生的轴向推力。

仍然参照图36a所示的实施方案，行星齿轮3635在绕它们各自的轴旋转时，在任何一个时刻沿它们各自的圆周的两个区域接合。在离传动装置36纵向轴线最远的第一圆周位置处，各个行星齿轮3635与环形齿轮3637接合。环形齿轮3637是在壳3640中形成或附接到壳3640内表面的内部齿轮。在一些实施方案中，环形齿轮3637是一组径向齿，该径向齿在环形齿轮3637内表面中形成并向内径向地延伸，从而使得行星齿轮3635与环形齿轮3637的齿接合，并在它们沿传动装置3600的纵向轴线的轨道移动时沿环形齿轮3637的内表面依附。在行星齿轮3635的通常相对于径向向外的主要部分的圆周点处，环形齿轮3635与恒星齿轮3620接合。恒星齿轮3620是在行星齿轮3635的中心处同轴地绕传动装置3600的纵向轴线安装并与所有行星齿轮3635接合的径向齿轮。在行星齿轮支架3630绕恒星齿轮3620使得行星齿轮3635旋转时，行星齿轮3635通过它们与环形齿轮3637的接合绕它们各自的行星轴3632旋转，因此行星齿轮3635即沿恒星齿轮3620的轨道运行又在它们沿轨道运行时绕它们各自的轴旋转。这就产生了传输到恒星齿轮3620(处于比驱动轴3669输入的速度大的速度)的旋转能量。

在图36a所示的实施方案中，驱动轴3669还通过行星齿轮支架3630和行星轴3632驱动输入盘3634。然而，行星齿轮3635还驱动恒星齿轮3620，从而使得来自行星齿轮支架的功率分配到输入盘3634和恒星齿轮3620。恒星齿轮3620刚性地连接到该实施方案的保持件3689并使其旋转。保持件3689类似于上述的实施方案，因此，在这里不再描述所有的组件，以简化附图，并提高对其描述的理解。和其它实施方案一样，保持件3689将球3601设置在传动装置3600的纵向轴线周围，因为该实施方案的保持件3689绕其轴旋转，所以使球3601沿传动装置3600的纵向轴线轨道运行。输入盘3634(类似于上述的输入盘)以与前述实施方案相同的方式提供输入扭矩到球3601。然而，恒星齿轮3620还通过使得保持件3689旋转将输入扭矩提供到球3601，并将该扭矩增加到来自输入盘3634的输入。在该实施方案中，输出盘3611刚性地固定到壳3640并不会绕其轴旋转。因此，球3601在沿传动装置3600纵向轴线轨道运行以及绕它们各自的轴旋转时沿输出盘3611的表面滚动。

在其它的实施方案中，球3601使惰轮3618绕其轴线旋转，然而，在该实施方案中，惰轮3618包括延伸超过由输出盘3611的内直径形成的所有部分的惰轮轴3610。球3601驱动惰轮3618，惰轮3618随后驱动惰轮轴3610，这就使传动装置3600输出第一扭矩。如图36b所示，惰轮轴3610具有的截面形状可使其自身易于与从惰轮轴3610获取功率的设备接合，在一些实施方案(如图所示)中，这些形状为六边形，尽管可以使用其它任意的形状。应该注意到，由于在如下所述的切换期间，惰轮3618作轴向移动，所以惰轮轴3610在传动装置3600的切换期间轴向地移动。这就意味着，该设计的惰轮轴3610和输出设备(未示出)之间的耦合允许惰轮轴3618轴向移动。这还可通过允许使用稍微大的输出设备轴从而使得惰轮轴3610在输出设备内自由移动来实现，或通过使用花键输出惰轮轴3610(例如，通过滚珠花键)来实现。作为一种选择，惰轮3618可用花键接合到惰轮轴3610，以保持惰轮轴3610的轴向位置。

仍然参照图36a和36b，保持件3689还可提供输出功率源。如图所示，保持件3689在其输出侧上的内直径上连接到保持件轴3690。在所示的实施方案中，保持件轴3690在其端部形成有输出齿轮或花键，以作为第二输出源接合并供应功率。

如在图36a中所示，可实现不同轴承来保持传动装置3600中各种组件的轴向和径向位置。保持件3689由保持件输出轴承3691保持在适当的位置，保持件输出轴承3691为任意的径向轴承以提供径向支撑，或优选为组合轴承以保持上述保持件相对于壳3640的轴向和径向位置。保持件输出轴承3691由保持件输入轴承3692来支撑，保持件输入轴承3692也是径向的，或优选为径向推动轴承，并设置保持件3689相对于输入盘3634的位置。在使用轴向力发生器的实施方案(其中输入盘3634具有轻微的轴向移动或变形)中，保持件输入轴承3692设计成通过任意工业中公知的机构来允许上述移动。一个实施方案使用通过花键(例如通过滚珠花键)接合到输入盘3634的内直径的外轴承座圈，目的在于使得输入盘3634能够相对于保持件输入轴承3692的外轴承座圈轻微轴向地移动。

在图36a中所示的实施方案的切换装置与所描述的实施方案稍微有所变化，以允许通过惰轮3618供应输出扭矩。在该实施方案中，惰轮3618通过在切换杆3671的动作后轴向地移动、并接着轴向移动切换引导装置3613(使切换装置改变球3601的轴，如上所述)来启动切换。在该实施方案中，切换杆3671没有拧到惰轮3618中，而是通过惰轮输入轴承3674和惰轮输出轴承3673仅与惰轮3618接触。惰轮输入轴承3674和惰轮输出轴承3673分别为组合推动和径向轴承，其将惰轮3618沿传动装置3600的纵向轴线径向和轴向地设置。

在切换杆3671朝输出端径向移动时，输入惰轮轴承3674将轴向力施加到惰轮，从而将所述惰轮轴向地移动到输出端，并使得传动比改变。所示实施方案中的切换杆3671穿过在恒星齿轮3620中心形成的内直径并进入到驱动轴3669的第二端而延伸超过惰轮3618，在驱动轴3669的第二端，切换杆3671通过惰轮端轴承3675以径向对齐的方式保持在驱动轴3669内。然而，切换杆3671在驱动轴3669内轴向地移动，因此，许多实施方案的惰轮端轴承3675允许这些运动。如前所述，许多上述实施方案使用与在驱动轴3669的内表面上形成的啮合花键接合的花键外座圈。这些花键座圈允许上述座圈随切换杆3671轴向地来回移动而沿驱动轴3669的内表面滑动，并且还提供用来帮助径向地对齐切换杆3671的径向支撑。恒星齿轮3620的内孔还可以由位于切换杆3671和恒星齿轮3620之间的轴承(未示出)来相对于切换杆3671径向支撑。内座圈或外座圈可再次被形成花键，以允许切换杆3671作轴向运动。

在图36a中所示的实施方案的惰轮3618轴向地移动以切换传动装置3600时，惰轮3618移动切换引导装置3613。在所示的实施方案中，切换引导装置3613为同轴地安装在惰轮3618的各端周围的环形环。所示的切换引导装置3613通过内切换引导轴承3613和外切换引导轴承3614以径向和轴向的位置保持。该实施方案的内、外切换引导轴承是提供切换引导装置3613的轴向和径向支撑、以将切换引导装置3613相对于惰轮3618保持其轴向和径向排列的组合轴承。切换引导装置3613中的每一个可具有管状套(未示出)，管状套远离惰轮3618延伸，使得切换引导轴承3617和3672可进一步分开，以在需要时对切换引导装置3613提供附加的支撑。切换杆3671可通过任意公知的用于产生轴向运动的机构(例如，充当导螺杆或液力致动活塞的顶点螺钉端或其它公知机构)来轴向移动。

参照图36a和b，以及主要参照图36c，通过传动装置3600的功率路径遵循平行和同轴路径。最开始，功率经过驱动轴3669进入传动装置3600。接着，将进入的功率分离并将其通过行星齿轮支架3630经由行星齿轮3635传输到输入盘3634和恒星齿轮3620。接着，后一功率路径从恒星齿轮3620传输到保持件3689，并经由保持件轴3689从传动装置3600中传输出来。基于恒星齿轮3620和行星齿轮3635的大小，该功率路径从上述驱动轴提供固定的传动比。第二功率路径是从行星齿轮支架3630通过行星轴3632到输入盘3634。该功率路径从输入盘3634继续到球3601，并从球3601到惰轮轴3618，以及通过惰轮轴3610从传动装置3600中出来。该独特的装置允许两个通过传动装置3600待被传输的功率路径不仅以平行的路径而且通过同轴的路径。这种类型的功率传动装置使得使用较小的截面大小用于相同的扭矩传动装置，并与其它的IVT相比体积和重量显著减少。

图36a、b和c所示的实施方案给本领域的技术人员示出了惰轮3618如何能够作为在如上所述的表中列出的功率输出那样来使用，以及如何将行星齿轮组与CVT如上所述地组合起来。期望的是这种设计的变种能够在获得各种期望组合的同时被使用，因为列出的可得到的组合的数量非常之多，所以这种替换设计不能够全部在这里示出。还应该理解，在本文中给出的轴向力发生器还可以与该实施方案一起使用，但是为了简化，没有描述这些设备。对于使用本文中所描述的轴向力发生器的一个或另一个的实施方案而言，尽管还可以使用其它的结构排列，但能够在行星轴3632连接到输入盘3634的位置实现轴向力发生器组件是期望的。在上述的实施方案中，图32和33中示出的平行路径移动到与所述传动装置3600的轴同轴的状态，这可以得到具有相同扭矩的非常小的传动装置3600，并以此减少该实施方案的重量和体积。图36a、b和c输出了一种组合，以显示出如何从不同实施方案的不同组件中获得旋转功率。显而易见，本领域的普通技术人员可以容易地理解到如何通过改变连接来获得本文中给出的其它配置结构，为了简化描述所示出的组合，而不必长篇累犊地描述所有或更多的组合。因此在图35和36a所显示的实施方案可在必要时修改，以产生上面或下面列出的任意变种，而无需单独的非同轴并行功率路径。

现在参照图37a，示出了传动装置3700的替换实施方案。在该实施方案中，输出盘3711形成为前述实施方案的壳的一部分，以形成旋转毂壳(hubshell)3740。这样的实施方案很好地适于例如摩托车或自行车的应用中。如在前面所提到的一样，仅描述该实施方案和前述实施方案之间的相当大的差异，用以减小说明书的篇幅。在该实施方案中，将输入扭矩施加到输入轮3730，输入轮3730可以是用于传动带的滑轮或用于链条的扣链齿轮或一些相似设备。接着，通过压配合或用花键联接或其它保持两个旋转组件的角度排列的适合方法，将输入轮3730附着到中空的驱动轴3769的外部。驱动轴3769穿过毂壳3740的可移动端(该端称为端帽3741)。所述端帽通常为环状盘，环状盘具有驱动轴3769通过其中心进入到传动装置3700内侧的孔，并具有与毂壳3740的内直径配合的外直径。端帽3741能够固定到端帽3740，或通过螺纹拧到所述毂壳中，以将传动装置3700的内部组件封装起来。所示出的实施方案的端帽3741在其外直径的内侧具有轴承面和相应的轴承，用于设置轴向力发生器3760的位置并对其支撑，在其内直径处具有轴承面和相应的轴承，其在端帽3741和驱动轴3769之间进行支撑。

驱动轴3769安装在输入轮轴3751上并绕其旋转，其为中空管，通过框架螺母3752固定到车辆框架3715，并对传动装置3700提供支撑。输入轮轴3751包含有类似于在前述实施方案中描述的切换杆(例如在图1中所示出的)的切换杆3771。该实施方案的切换杆3771由通过螺纹拧到延伸超出车辆框架3715的输入轮轴3751的端部之上的切换帽3743来致动。切换帽3743为具有一组内螺纹的管状帽，所述内螺纹形成于所述管帽的内表面并能够与在输入轮轴3751的外表面上形成的一组互补外螺纹配合。切换杆3771的端部延伸穿过在切换帽3743的输入端中形成的孔，并且其本身就是带螺纹的，这允许切换帽3743固定到切换杆3771。通过旋转切换杆3771，其螺纹(可以是亚克米螺纹(acme threading)或其它任意的螺纹)使得其轴向地移动，因为切换杆3771是到切换帽3743，因此切换杆3771也轴向移动，这样促使切换引导装置3713和惰轮3718的移动，从而对传动装置3700进行切换。

仍然参照图37a示出的实施方案，驱动轴3769依靠输入轴3751和一个或多个轴支撑轴承3772并由它们来支撑，轴支撑轴承3772可以是滚针轴承或其它的径向支撑轴承。驱动轴3769将扭矩施加到轴向力发生器3760，如前面的实施方案所示。在本文中描述的任意的轴向力发生器能够与传动装置3700一起使用，该实施方案利用了螺杆3735，螺杆3735由驱动轴3769通过将花键或其它适合的将扭矩分布到驱动盘3734和轴承盘3760的装置来驱动，如在前面的实施方案中那样。在该实施方案中，驱动密封装置3722设置在输入轮3770的内直径和输入轮轴3751的外直径之间(超出了驱动轴3769的端部)，以限制允许进入到传动装置3700内部的外物量。还可以在壳帽3742和输入轮之间使用其它密封装置(未示出)，以限制来自端帽3741和驱动轴3769之间的外微粒渗透。驱动密封装置3722可以是O型环密封装置、唇状密封装置或其它适合的密封装置。该示出的实施方案还利用了如前述实施方案类似的保持件3789，然而，所示出的传动装置3700使用轴向轴承3799来支撑它们轮轴3703中的球1。轴承3799可以是滚针轴承或其它适合的轴承，并减少了球和它们的轮轴3703之间的摩擦。在本文中描述的各种实施方案中的任意的(或本领域的技术人员公知的)球和球轴可用来减少产生的摩擦。

仍然参照图37a中所示的实施方案，保持件3789和切换杆3771通过输出轮轴3753支撑在上述输出侧中。输出轮轴3753是稍微有些管状的部件，其位于毂壳3740的输出端中形成的孔中，并位于保持件3789和输出侧的车辆框架3715之间。输出轮轴3753具有形成于其外直径和毂壳3740的内直径之间的轴承座圈和轴承，以允许上述两个组件随输出轮轴3753对传动装置3700的输出侧提供支撑而作相对旋转。输出轴通过输出支撑螺母3754固夹到车辆框架3715。

如图37a所示，传动装置3700通过向卷绕的并对切换帽3743施加旋转力的切换缆3755施加张力而进行切换。切换缆3755是能够施加张力并通过对传动装置3700进行切换的由操作员使用的切换装置(未示出)来致动的系链。在一些实施方案中，切换缆3755是能够进行拉和推的引导绳，从而使得仅需一个同轴导向索(未示出)从传动装置3700运转到上述切换装置。根据操作员使用的切换装置，切换缆3755通过机架挡板3716引导到上述切换帽并从其引导出来。机架挡板3716是从将切换缆3755引导到切换帽3743的车辆框架3715延伸出来的部分。在所示出的实施方案中，挡板引导3716是有些柱形的延伸部分，其具有沿它们的长度形成的槽，切换缆3755通过该槽并被引导。在另一方面，在图37a所示出的传动装置3700类似于本文中示出的其它实施方案。

在图37b中描述类似于在图37a中示出的实施方案。在该实施方案中，输出盘3711还被固定到壳3740，然而，壳3740是固定的且不能旋转。然而，在该实施方案中，类似于在图36a所示的实施方案，3740。这意味者，输出再次通过惰轮3718。在该实施方案中，惰轮3718附着到类似于在图36a中的实施方案描述的可移动输出轴3753。输出轴3753在输出花键3754中的输出侧的远端终止，其允许传动装置3700通过扭矩将可移动输出轴3753耦合到其它装置。在该实施方案中，通过链条和链齿轮(未示出)、输入齿轮(未示出)或其它公知的耦合装置经由输出轴3772将扭矩施加到传动装置3700。接着，该扭矩穿过到达输入盘3734，如前述实施方案所述。然而，如所描述的那样，参照图37a，球3701沿输出盘3711的表面设置，并将扭矩传递到惰轮3718。

如同图36a中示出的实施方案一样，通过经由惰轮3718施加扭矩输出，该实施方案的切换引导装置3713被输出轴3753外表面上的轴承3717支撑。该传动装置3700通过轴向地移动切换杆3771而切换，并通过致动器3743来致动。该致动器可以是图37a中的切换帽，或是通过电机驱动或手工操作控制的轮或齿轮，或者，致动器3743可以是用于轴向设置切换杆的位置的任意其它装置，例如一个或多个液压活塞。在一些实施方案中，使用将在下面的图39a中示出的轴向力发生器3960和切换装置。通过这些实施方案，与其它的类型的传动装置相比，可以以非常高的效率获得非常高的传动比，并具有非常低的摩擦耗损。

图38示出了能够与本文中描述的许多传动装置一起使用的球轴3803的可选实施方案。在该实施方案中，通过在球轴3803的外直径中形成的螺纹3810将油注入到球1中的孔中。在球1的邻近上述孔的表面粘附有油层，该油层在球1绕球轴3803旋转并前进时以其所附着的表面相同的速度绕球轴3803而被牵引；它还根据它们与表面层的各自距离，通过用于产生油的粘性的相同引力而附加地牵引粘结强度变低的、凝固了的相邻油层。随着上述油层绕球轴被牵引，层中特殊体积的油的前缘被在球轴3803的外表面中形成的一组螺纹3810的表面剪切(shear)。螺纹3810可以是亚克米螺纹或其它类型适于本文中描述的注入操作的螺纹。在各个体积的油从邻近的层(其位于螺纹3810的外侧)剪切时，它可以由随后被相同作用剪切的相似层来取代。因为螺纹3810的形状可以使它们引入到球1的孔中，所以被剪切的大量的油随着它们通过在它们之后发生的剪力作用而进行的不断替换而移动到球1内。随着上述操作的继续，油通过其自身的自引力而进入到球1的孔内，并建立了一种抽吸作用。因此，这种“抽吸”作用与油的粘性成比例。为了便利这种抽吸效应，在许多实施方案中，选择使用润滑剂，所述润滑剂在任意特定的实施方案中的球1的旋转率范围上的剪切率中作为牛顿流体。

仍然参照图38，螺纹3810从沿着球轴3803的轴线的位置处开始，球轴3803稍微在球1的边缘外侧，以便建立对使油流到球1中剪切作用的取代。螺纹3810延伸到球1的外侧的距离可以在1英寸的千分之0.5和2英寸之间，而在其它实施方案中，该距离可为1英寸的千分之10到1英寸，或更多或更少，这依赖于制造成本和其它考虑。在该示出的实施方案中，螺纹3810延伸到球1的孔中，并在球内由球轴3803的纵向长度形成的容器3820中的、半径小于球轴3803的其它地方的某个位置处停止。在球1的内部，容器3820在容器端3830处终止，球轴在该终止处的外直径再次增加到接近球1内直径的大小，从而迫使油通过球轴3803和球1内表面之间的小缝隙从球1泄漏出来，这就产生了高压力的油供应，用于在上述两个组件之间形成润滑剂膜。在一些实施方案中，不存在容器3820，螺纹3810简单地在球的中间附近终止。

通过控制球轴3803和球1的内表面之间的缝隙大小，可以在泄漏出来的油量和注入的油量之间取得平衡，从而保持球1的孔中的润滑压力(lubricating pressure)。这种平衡依赖于油的粘性、缝隙的大小和球1的转速。尽管容器端3830被显示为位于球1的中间位置附近，但这仅仅是为描述性目的，所述容器3820根据应用能够靠近球1的其它端终止，或更接近于螺纹3810。在其它相似的实施方案中，这种相同的方位(orientation)通过穿过球1的孔的内部形成的螺纹而形成，这类似于在图23中示出的那样，除了螺纹3810如同该实施方案中描述的那样在球1和球轴3803的中间附近形成的容器3820中终止之外。

现在参照图39a、b和c，示出了其它可选的轴向力发生器3960。在这些实施方案中，螺杆3935位于轴承盘(未示出)的内孔中，而不是位于输入盘3934中。在该实施方案中，螺杆3935由驱动轴(未示出)经由花键3975来直接驱动，其中，花键3975与驱动轴的匹配花键相匹配。螺杆3935接着将扭矩经由螺杆斜面3998和中心盘斜面3999分配到输入盘3934，以及经由其螺纹3976和在上述轴承盘的孔的内表面上形成的一组相应的内螺纹(未示出)分配到轴承盘。在螺杆3935通过驱动轴旋转时，在螺杆3935的输出端上形成的一组中心螺杆斜面3998被旋转，并与一组对应的中心盘斜面3999接合并使其旋转。中心盘斜面3999在形成于输入盘3934的输入侧的内直径附近的推力垫圈表面上形成，并且当它们由中心螺杆斜面3998旋转时，通过中心3999的成角度的表面的反作用，中心盘斜面3999开始将扭矩和轴向力施加到输入盘3934。此外，螺杆3935的旋转使其螺纹3976与轴承盘的螺纹接合，以开始旋转轴承盘。

现在参照图39a在示出的实施方案中，惰轮3918的位置直接影响轴向力发生器3960。在该实施方案中，惰轮组件具有管状延伸，称之为滑轮台3930，滑轮台3930以径向向外管状延伸的方式从输入侧的推力引导装置3713延伸，在输入盘3934的附近终止。由固定链杆3916、第一链杆销3917、短链杆3912、凸轮杆3914、凸轮链杆销钉3915和定凸轮销钉3923构成的连接组件从滑轮台3930朝螺杆3935轴向延伸，并根据传动比轴向地设置螺杆3935的位置。链杆3916、3912和3914通常为拉长的支柱。固定链杆3916从滑轮台3930的输入端朝螺杆3935延伸，并通过第一链杆销3917连接到中间的短链杆3912。第一链杆销3917在固定链杆3916和短链杆3912之间形成浮动的铰链接合(pin joint)，以使得在切换期间当两个链杆3916、3912轴向移动时，短链杆3912能够绕第一链杆销3917旋转。短链杆3912在其另一端则通过凸轮杆销钉3915连接到凸轮链杆3914，从而形成浮动的铰链接合。凸轮链杆3914通过定凸轮销钉3923轴向固定，定凸轮销钉3923固定到轴3971或其它的固定组件，并形成铰链接合，凸轮链杆3914绕该铰链接合随惰轮3918的轴向移动而旋转。

在下面的描述中，为了简化附图，图1中的轴承盘60、斜面轴承62、外周斜面61和输入盘斜面64没有单独示出，但是在该实施方案中，相似的组件可以被利用并完成相似的功能。当在图39a、39b和39c中示出的轴向力发生器3960处于高的传动比时，惰轮3918设置在远离其输入侧的轴向位置，因此固定链杆3916还位于其朝向输入侧最远的轴向位置。第一链杆销3917、短链杆3912和第二链杆销3921都朝输入侧设置，因此，凸轮链杆3914绕定凸轮销钉3923定向，从而使得其凸轮面(未单独描述)远离螺杆3935旋转。凸轮链杆3914在其绕它的定凸轮销钉3923的轴线旋转时，将凸轮力施加到螺杆3935，以在低传动比时，迫使上述螺杆朝向输出侧。然而，如所示出的那样，在低的传动比时，凸轮链杆3914的凸轮面远离螺杆3935旋转。这就允许螺杆3935在其朝向输出侧的最远位置处被固定(settle)，并使得轴承盘绕螺杆3935逆时针旋转(从输入侧朝输出侧看)，目的在于保持与螺杆螺纹3976的接合。随着上述的旋转，轴承斜面逆时针旋转，以允许上述轴承盘(在这里没有示出，但其类似于图1所示的盘轴承)滚动到轴承盘斜面和输入盘3934的斜面之间的、轴承没有提供或提供少量的轴向力的位置。

同时，由于螺杆3935到左的极限位置(如图39a所示)的缘故，中心螺杆斜面3998与中心盘斜面3999完全接合，从而使得输入盘3934轻微地顺时针旋转，以允许螺杆3935的轴向位置处于其最远的输出侧位置。输入盘3934以这种方式的旋转意味者输入盘斜面以与轴承盘斜面相反的方向旋转，从而放大了卸载外周斜面和轴承的影响。在这种情况下，主要或全部的轴向力通过中心斜面3998、3999施加，如果轴向力由上述外周斜面生成，则施加的力很小。

当惰轮3918朝输出侧移动以切换到低的传动比时，上述连杆机构在固定链杆3916轴向地远离螺杆3935移动时开始延伸，并且凸轮链杆3914绕定凸轮销钉3923旋转。在凸轮链杆3914绕定凸轮销钉3923旋转时，固定链杆3916的轴向运动对凸轮链杆3914的一个端部起作用，而另一端朝螺杆3935移动，这样，倒转了固定链杆3916施加的轴向力的方向。通过调节各种与凸轮杆3914的连接处的长度，通过杠杆作用，可以减少或放大固定链杆3916施加的轴向力。凸轮链杆3914的凸轮端将轴向力施加到螺杆3935的输出侧上的推力垫圈3924。推力垫圈3924与推力垫圈轴承3925和轴承座圈3926接合，以将合成的轴向力施加到螺杆3935。作为响应，螺杆3935朝输入侧轴向移动，并且其螺纹3976使得轴承盘顺时针旋转(从输入侧到输出侧看)，这使得外周斜面旋转，从而使得斜面轴承沿外周斜面移动到它们开始产生轴向力的位置。同时，由于螺杆3935朝输入侧的轴向运动，中心螺杆斜面3998从中心盘斜面3999脱离开来，并且输入盘3934相对于螺杆3935逆时针旋转，再次使得外周斜面轴承移动到产生轴向力的位置。通过连杆机构的这种杠杆作用，该实施方案的轴向力发生器3960在中心斜面3998、3999和外周斜面之间有效地分配轴向力和扭矩。

在图39a中还示出了对于图5中所示的、可以减少传动装置整体体积的可选支腿组件。在该描述的实施方案中，辊3904径向地向内设置在支腿3902(与图5中的支腿2相比)。此外，输入盘34和输出盘(未示出)在接近它们的轴的位置处接触球1，这样减少了惰轮18上的负载，并使得传动装置承载更大的扭矩。由于这两项修改，该实施方案的输入盘34和输出盘(未示出)的总直径减小为基本上等于该实施方案的两个直接地相对的球3901的最远相对点处的直径，如线“O.D”所示。

在图39a中示出的实施方案的其它特征是经过修改的切换组件。该实施方案的辊3904形成为在其外边缘各具有凹半径3905(而不是凸半径)的滑轮。这允许辊3904执行将球轴3903对齐的功能，但还允许它们像滑轮一样改变球轴3903和球3901的轴，以切换传动装置。参照图1到图6描述的柔性缆线155或相似的切换缆线可以缠绕在辊3904一侧，从而使得在施加张力时，这些辊3904靠的更紧，以此切换传动装置。通过引导辊3951，上述切换缆线(在图39中未示出)通过保持件(图1中标号89所示)引导到辊3904，引导辊3951在该示出的实施方案中也是滑轮，其安装到滑轮台3930的输出端的引导轴3952上。

在一些实施方案中，引导辊3951和引导轴3952被设计成允许引导辊3951的轴线旋转于枢轴上，目的在于当球轴3903相对于传动装置的轴线的角度改变时，保持与辊3904的滑轮型对齐。在一些实施方案中，这可以通过使用环枢关节或枢轴或任意其它公知的方法将引导轴3952安装到滑轮台3930来实现。在该实施方案中，一根切换缆线在球3901的输入侧或输出侧中的一组辊3904上作用，弹簧(未示出)将球轴3903偏压为以其它的方向切换。在其它的实施方案中，使用两根切换缆线，在一侧使用一根缆线，这根缆线将该侧的辊3904径向地向内牵引，在球3901相对的侧使用另一根缆线，这根缆线将各侧的辊3904径向向内牵引，因此切换传动装置。在这样的实施方案中，第二滑轮台3930或其它适合的结构可在切换引导装置3913的输出端上形成，相应的一组引导轴3925和引导辊3951安装在第二滑轮台3930上。该实施方案中的缆线(未示出)穿过形成于轮轴3971中的孔或槽(未示出)，并经由轮轴3971从传动装置穿出。该缆线能够从轮轴3971中的任意一端或两端穿出来，或者它们能够从穿过轮轴3971形成的、轴向地超出输入盘(未示出)和输出盘(未示出)或轴套(未示出)的任意一端或两端的附加孔中穿出，上述输出盘为回转轴套。缆线通过其穿过的孔或槽被设计成通过使用切成圆弧的边缘和滑轮最大化缆线材料的使用期限，并且这些设备在轮轴和传动装置的各种位置中使用，用于输送缆线。

参照图39a、40a和40b，示出了图39a的轴向力发生器3960的连接组件4000的一个实施方案。所示出的连接组件4000也是由固定链杆3916、第一链杆销3917、短链杆3912、第二链杆销3921、凸轮链杆3914、凸轮链杆销钉3915和定凸轮销钉构成。该实施方案的固定链杆3916是拉长的支柱，具有刚性地附着到图39a所示的滑轮台3930的第一端部，以及远离所述第一端部的第二端部，穿过第二端部形成有铰链接合孔。固定链杆3916通常平行于轮轴3971的侧边。第一链杆销3917设置在固定链杆3916的第二端部中的孔内。凸轮链杆销钉3915设置在短链杆3912第二端部的孔中，并利用凸轮链杆3914的第一端部经由在凸轮链杆3914中形成的铰链接合孔与短链杆3912的第二端联接。凸轮链杆3914具有两个端部，第一端部和具有在其外边缘中形成的凸面4020的相对的凸端。凸轮链杆3914还具有在其第一端部和凸端之间的中部形成的第二铰链接合孔，定凸轮销钉3923穿过第二铰链接合孔。定凸轮销钉3923固定到传动装置的固定部分(例如轮轴3971)，以使得其形成凸轮链杆3914绕其旋转的轴线。

图40a示出了处于收缩状态、对应于非常高的传动比的连接组件4000，其中，固定链杆朝传动装置的输入端以所有方向移动，如图39a中所示。图40b示出了处于延展状态、对应于低传动比的连接组件4000。如上所述，凸轮链杆3914将轴向力施加到螺杆3935，以使得随着传动装置从高切换到低，将轴向力从由中心斜面3998、3999生成切换为由外周斜面生成。另外，在传动装置从低切换到高时，凸轮链杆3914减少施加到螺杆3935上轴向力的量，以允许螺杆3935朝输出端轴向地移动，从而将轴向力从由外周斜面生成切换为由中心斜面3998、3999生成。

如图40a和40b所示，凸轮链杆3914的凸轮面4020可被设计成能够提供各种加载和卸载轮廓(profile)。事实上，在该实施方案中，第二凸轮面4010设置在凸轮链杆3914的第一端部上。如图40a所示，在非常高的传动比时，凸轮面4020被完全卸载，将最小量的(如果有的话)轴向力施加到螺杆3935。然而，在一些实施方案中，在不同的传动比时，可能需要施加较大的轴向力，这种情况下，在最高的传动比时，第二凸轮面4010使得到螺杆的轴向力增加，从而将一些产生的轴向力传输回到外周盘，从而增加了在高传动比时需要的轴向力的量。这仅仅是变种的实施例，能够被包括以根据具体应用所需的扭矩-速度分布来使得对轴向力发生器4060产生轴向力的控制产生变化。

在本文中描述的实施方案是为了满足法律描述性需求而给出的实施例。这些实施例仅仅是可被任意一方使用的实施方案，它们不应以任何方式限制本发明。因此，本发明由所附的权利要求来限定，而不应由本文中的任何实施例或术语来限定。

Claims (24)

1.用于连续可变传动装置(CVT)的切换引导装置，所述切换引导装置包括：

盘形主体；

所述盘形主体上具有曲线的侧，所述曲线至少部分地由所述CVT的功率调节器球的半径限定。

2.如权利要求1所述的切换引导装置，其中所述曲线还至少部分地由轴线的倾斜角限定，所述功率调节器球绕所述轴线旋转。

3.如权利要求1所述的切换引导装置，其中所述曲线还至少部分地由所述CVT的惰轮的半径限定。

4.如权利要求1所述的切换引导装置，其中所述曲线还至少部分地由所述CVT的惰轮的宽度限定。

5.如权利要求1所述的切换引导装置，进一步包括与所述曲线相邻的基本平坦的表面。

6.如权利要求2、3、4或5所述的切换引导装置，其中所述曲线包括凸曲线。

7.确定用于连续可变传动装置(CVT)的切换引导装置的曲线的方法，所述方法包括：

存储与所述CVT的功率调节器球的半径相关的信息；以及

至少部分地基于存储的与所述功率调节器球的半径相关的信息，确定所述曲线的x坐标和y坐标。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括存储与所述CVT的惰轮的半径以及所述惰轮的宽度相关的信息。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括存储与所述功率调节器球的可倾斜轴的倾斜角相关的信息，其中所述曲线的所述x坐标和y坐标还至少部分地基于所述倾斜角。

10.如权利要求7所述的方法，进一步包括存储与所述CVT的引导轮的半径相关的信息，其中所述曲线的所述x坐标和y坐标还至少部分地基于所述引导轮的半径。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括存储与所述功率调节器球的中心的位置和所述引导轮的中心的位置之间的距离相关的信息，其中所述曲线的所述x坐标和y坐标还至少部分地基于所述距离。

12.如权利要求7所述的方法，进一步包括将所述功率调节器球的所述中心定义为固定位置。

13.用于连续可变传动装置的切换引导装置，所述连续可变传动装置具有功率调节器球、引导轮和惰轮，所述功率调节器球具有可倾斜轴，所述功率调节器球绕所述可倾斜轴旋转，所述引导轮能操作地耦合于所述切换引导装置，所述惰轮与所述功率调节器球接触，所述切换引导装置包括：

凸曲线，其至少部分地由所述可倾斜轴的倾斜角限定。

14.如权利要求13所述的切换引导装置，其中所述凸曲线还至少部分地由所述功率调节器球的半径限定。

15.如权利要求13所述的切换引导装置，其中所述凸曲线还至少部分地由所述惰轮的宽度限定。

16.如权利要求13所述的切换引导装置，其中所述凸曲线还至少部分地由所述引导轮的半径限定。

17.确定在切换机构中使用的切换引导装置的凸曲线的方法，所述切换机构具有功率调节器球、可倾斜轴、惰轮、引导轮和支腿，所述功率调节器球绕所述可倾斜轴旋转，所述惰轮与所述功率调节器球接触，所述引导轮与所述切换引导装置接触，所述支腿能操作地使所述引导轮和所述功率调节器球耦合，所述方法包括：

存储与至少所述球的半径、所述惰轮的半径和所述惰轮的宽度相关的信息；

将所述球的中心定义为固定位置；

至少部分地基于所述固定位置、所述球的半径、所述惰轮的半径和所述惰轮的宽度，确定所述凸曲线的x坐标和y坐标。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述凸曲线的x坐标和y坐标标还至少部分地基于所述可倾斜轴的倾斜角。

19.如权利要求17所述的方法，进一步包括将所述引导轮和所述切换引导装置之间的接触点定义为切点。

20.如权利要求17所述的方法，进一步包括将所述惰轮的中心定义为y坐标上的固定位置以及x坐标上的可移动位置。

21.确定用于在切换机构中使用的切换引导装置的凸曲线的方法，所述切换机构包括功率调节器球、可倾斜轴、惰轮和引导轮，所述功率调节器球绕所述可倾斜轴旋转，所述惰轮与所述功率调节器球接触，所述引导轮与所述切换引导装置接触，所述方法包括：

限定原点位于所述惰轮的中心的二维坐标系统；

将所述球的中心定义为所述二维坐标系统中的固定位置；以及

限定所述二维坐标系统中用于表征所述切换机构的物理尺寸的变量，所述变量至少包括所述功率调节器球的半径和所述惰轮的宽度。

22.如权利要求21所述的方法，进一步包括定义用于所述引导轮的半径的变量。

23.如权利要求21所述的方法，进一步包括至少部分基于所述功率调节器球的半径和所述惰轮的宽度，确定所述凸曲面的x坐标和y坐标。

24.如权利要求21所述的方法，进一步包括将所述惰轮的中心定义为y坐标上的固定位置和x坐标上的可移动位置。

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