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机械变矩器的理论构想

液力变矩器最本质的特点是具有转矩的自适应性，即具有能根据外界负荷的变化自动调整输出轴转速的变化。由于它的出现，给整个工程机械领域带来了巨大变化。然而效率低下一直是液力变矩器的致命缺点，虽然半个世纪以来科研人员通过各种改进，但这一缺点并没有根本得到解决。

几十年来的实践似乎昭示我们：要想具有高效的自动变矩（变速）装置应该换一种思路去实现。正是如此，笔者构造了一种全新观念的，具有结构简单易于制造且具有高效传动的自动变矩装置——机械变矩器。虽然它目前停留在纸面上，但通过论证可以确信，机械变矩器确实具有脱俗超凡的性能和变为实际的可能性。一旦试制成功，将会给整个工程机械领域乃至机械领域带来革命性的进步。

为了说明机械变矩器的工作原理，先要介绍转矩限制器的工作原理

1,转矩限制器

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顾名思义，转矩限制器是限制传递转矩的传动装置。

1.1，转矩限制器的构造和工作原理

主要由主动盘1、从动盘2、滑动拨销3和测力弹簧4构成。在测力弹簧的作用下，滑动拨销圆锥面始终与从动盘内曲线表面接触。内曲线表面分为圆弧面和斜坡面（包括上坡面和下坡面）。

当主动盘旋转时，主动盘的上坡面就会拨动滑动拨销，带动从动盘一起转动，二者之间的作用力会产生一个使拨销缩回的分力，且传动的转矩越大，该分力越大。当所传递的转矩产生的分力克服测力弹簧的弹力时，滑动拨销缩回，转矩限制器打滑，动力就此中断。对应地，将此时的转矩叫做转矩限制器临界转矩M临。

1.2，转矩限制器的功耗

为求转矩限制器的功率消耗，先要对2.3.1，转矩限制器的受力情况进行分析。

1.2.1，转矩限制器的受力分析

以滑动拨销为研究对象，作受力分析图（见图2）。转矩限制器的受力可分为三个阶段：

1）未滑转时的受力分析

如图3所示建立直角坐标系。其中：N，N´为拨销所受的正压力；F为弹簧的作用力；P为被动盘与拨销之间的正压力；μ为摩擦系数；2β为拨销锥角；f、f´、fP分别为正压力N、N´、P在各自的摩擦面上产生的摩擦力；ω为主动盘转动的角速度；ω1为从动盘转动的角速度；Fr为滑动拨销旋转时产生的离心力；

于是，列平衡方程式：

          f´+f-Psinβ+F+Fr+fPcosβ=0

         -Pcosβ+N´-N- fPsinβ=0

          N´L1+f´r-PcosβL2 +PsinβS- fPScosβ- fP L2sinβ-fr =0

又：f=μN，f´=μN´，fP=μP。将三式代入上述方程组，以N、N´、F为变量，解得：

N´=-