專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)用不間斷動(dòng)力的齒輪變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)用的多檔齒輪變速器，特別是在不需切斷動(dòng)力時(shí)就可以換檔改變傳動(dòng)比的齒輪變速器。
背景技術(shù)：
已有的汽車(chē)用齒輪變速器，大多為有級(jí)式變速器，可按構(gòu)造分為移動(dòng)齒輪式、常嚙合齒輪式和行星齒輪式三種。都有相對(duì)傳遞動(dòng)力的軸，即主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間帶有至少兩檔常嚙合的圓形齒輪機(jī)構(gòu)(特指前進(jìn)檔)，為了能夠在不同的傳動(dòng)比的兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)之間變換，必須在變換時(shí)將齒輪變速器與動(dòng)力部分切斷。一般都是在齒輪變速器與動(dòng)力機(jī)構(gòu)之間設(shè)有操縱離合器(如摩擦片離合器)，在變速換檔時(shí)將齒輪變速器與動(dòng)力機(jī)構(gòu)之間的離合器分離，解除動(dòng)力傳遞才可以變速換檔，自動(dòng)檔的齒輪變速器，相互嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)氣壓或液壓控制系統(tǒng)的離合器操縱機(jī)構(gòu)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制同轉(zhuǎn)向輸出的兩檔離合器同時(shí)動(dòng)作，一個(gè)檔的離合器接合另一個(gè)檔的離合器分離，形成換檔。換檔過(guò)程要么換檔過(guò)程兩個(gè)離合器有暫時(shí)的同時(shí)分離或同時(shí)半聯(lián)動(dòng)接合狀態(tài)。再加上該系統(tǒng)中的液力偶合器和液力變扭器在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)傳動(dòng)效率極低，制造成本高。這樣變速器既操縱復(fù)雜，又降低了傳動(dòng)效率，浪費(fèi)能源。已有的單向傳遞反饋可控傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和鋼帶離合器，是在離合器片總成到變速箱一軸齒輪的傳動(dòng)鏈設(shè)置單向傳遞扭矩機(jī)構(gòu)，單向傳遞扭矩機(jī)構(gòu)包括棘輪機(jī)構(gòu)、單向嚙合機(jī)構(gòu)和鋼帶離合器及其他超越離合器等，可以統(tǒng)稱(chēng)為超越離合器或單向傳遞扭矩機(jī)構(gòu)。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在換檔變速時(shí)只要減少動(dòng)力的傳遞或降低主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，就可以使單向傳遞扭矩機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件與從動(dòng)件單向分離，斷開(kāi)動(dòng)力傳動(dòng)，從而就可以進(jìn)行換檔變速。但是這種機(jī)構(gòu)在變速過(guò)程，也還要長(zhǎng)時(shí)間的斷開(kāi)動(dòng)力的傳動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是要解決汽車(chē)的齒輪變速器在變速過(guò)程要間斷動(dòng)力傳遞的問(wèn)題，提供一種檔位之間的變換但不須間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器。
本發(fā)明的不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器，有齒輪箱體，齒輪箱體通過(guò)軸承設(shè)置著包含輸入軸、輸出軸在內(nèi)的至少兩根軸，軸帶有常嚙合的齒輪構(gòu)成齒輪機(jī)構(gòu)，在輸入軸到輸出軸的傳動(dòng)鏈含有同轉(zhuǎn)向輸出的至少兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于在輸入軸到輸出軸的傳動(dòng)鏈還含有作為過(guò)渡檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)，而且是同轉(zhuǎn)向輸出的相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)與一個(gè)同轉(zhuǎn)向輸出的非圓齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)配置；非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最大傳動(dòng)比大于與其對(duì)應(yīng)配置的相鄰兩個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中低速檔的傳動(dòng)比，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)比小于與其對(duì)應(yīng)配置的相鄰兩個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中高速檔的傳動(dòng)比；相鄰兩檔的兩個(gè)圓形齒輪機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)配置的一個(gè)作為過(guò)渡檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，每個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)都各有一個(gè)齒輪與軸或軸與軸之間通過(guò)滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器聯(lián)接，滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器還帶有離合器操縱機(jī)構(gòu)；離合器操縱機(jī)構(gòu)含有作用在滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器接合元件上的撥爪、控制撥爪相對(duì)于滾柱式超越離合器的星輪作周向擺動(dòng)的控制銷(xiāo)或控制撥爪相對(duì)于楔塊式超越離合器的帶有凹圓弧的環(huán)作周向擺動(dòng)的控制銷(xiāo)、與星輪或帶有凹圓弧的環(huán)作軸向滑動(dòng)套接的滑環(huán)、與滑環(huán)滑動(dòng)聯(lián)接的撥桿，滑環(huán)與控制銷(xiāo)聯(lián)接，從控制銷(xiāo)到撥桿之間的傳動(dòng)鏈里帶有使滑環(huán)回位的彈性件；離合器操縱機(jī)構(gòu)的撥桿之間帶有聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。達(dá)通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使超越離合器處于分離狀態(tài)，超越離合器就不能正常自動(dòng)接合，稱(chēng)之處于非工作狀態(tài)。相反通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)可以恢復(fù)超越離合器處于自動(dòng)結(jié)合、自動(dòng)分離的工作狀態(tài)。為了明了地說(shuō)明本發(fā)明，下面先以齒輪機(jī)構(gòu)都是一對(duì)齒輪或相當(dāng)于一對(duì)齒輪構(gòu)成的齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。這樣非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最大傳動(dòng)比大于與其對(duì)應(yīng)配置的圓形齒輪機(jī)構(gòu)中相對(duì)低速檔的傳動(dòng)比，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)比小于與其對(duì)應(yīng)配置的圓形齒輪機(jī)構(gòu)中相對(duì)高速檔的傳動(dòng)比，對(duì)于齒輪機(jī)構(gòu)都為一對(duì)齒輪的，就是非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪節(jié)曲線(xiàn)最小向徑小于與其對(duì)應(yīng)配置的兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中低速檔主動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑，非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪節(jié)曲線(xiàn)最大向徑大于與其對(duì)應(yīng)配置的兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中高速檔主動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑。在變速器穩(wěn)定的傳遞動(dòng)力時(shí)，其中一檔的圓形齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器接合保持這一檔傳遞動(dòng)力，其他齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器自動(dòng)分離(超越)或在離合器操縱機(jī)構(gòu)控制下處于分離狀態(tài)。從這一檔向相鄰的其他檔齒輪變速，也就是在兩檔常嚙合的圓形齒輪機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行換檔。如從這一檔向相鄰的高速檔換檔，也就是低速檔向相鄰的高速檔換檔，啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)該相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的離合器操縱機(jī)構(gòu)及與其對(duì)應(yīng)的非圓齒輪機(jī)構(gòu)離合器操縱機(jī)構(gòu)。在相應(yīng)非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪嚙合到節(jié)曲線(xiàn)最小向徑(以下將節(jié)曲線(xiàn)向徑簡(jiǎn)稱(chēng)為半徑)附近時(shí)，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器實(shí)現(xiàn)超越并使控制銷(xiāo)離開(kāi)，使該超越離合器恢復(fù)到工作狀態(tài)。該非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪的嚙合半徑增加到要大于低速檔主動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑(以下簡(jiǎn)稱(chēng)半徑)，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器就自動(dòng)接合增速(角速度)傳遞動(dòng)力，并同時(shí)自動(dòng)使低速檔的超越離合器分離。在相應(yīng)非圓齒輪機(jī)構(gòu)增速傳遞動(dòng)力后期，其主動(dòng)齒輪嚙合到最大半徑附近，高速檔的超越離合器實(shí)現(xiàn)超越并使控制銷(xiāo)離開(kāi)，使該超越離合器恢復(fù)到工作狀態(tài)。非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪的嚙合半徑減到等于并要小于高速檔主動(dòng)齒輪半徑，高速檔的超越離合器就自動(dòng)接合傳遞動(dòng)力，并自動(dòng)使非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器分離，實(shí)現(xiàn)可以不間斷動(dòng)力的換檔。在換檔后通過(guò)非圓齒輪的離合器操縱機(jī)構(gòu)的鎖住機(jī)構(gòu)彈性自動(dòng)回位，控制銷(xiāo)回位到限制撥爪擺動(dòng)的位置，使非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器保持分離狀態(tài)。從高速檔向低速檔變速，過(guò)程相反。動(dòng)作聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)后，先撥動(dòng)高速檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)滑環(huán)，使高速檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)超越離合器的控制銷(xiāo)要回到控制位置；后撥動(dòng)非圓齒輪機(jī)構(gòu)的滑環(huán)，使非圓齒輪機(jī)構(gòu)超越離合器的控制銷(xiāo)要離開(kāi)控制位置。非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪半徑嚙合到最大半徑附近以外的大部分位置，非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪嚙合半徑小于高速檔主動(dòng)齒輪半徑，其超越離合器就要超越并且控制銷(xiāo)迅速離開(kāi)控制位置，使超越離合器處于工作狀態(tài)的待接合狀態(tài)。當(dāng)非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪半徑嚙合到最大半徑附近位置，由于非圓齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪最大半徑將要大于高速檔主動(dòng)齒輪半徑，便可以使非圓齒輪超越離合器自動(dòng)處于接合狀態(tài)開(kāi)始傳遞動(dòng)力，并使高速檔主動(dòng)齒輪的超越離合器自動(dòng)超越，轉(zhuǎn)換的非常平穩(wěn)。高速檔主動(dòng)齒輪的超越離合器自動(dòng)超越后，其操縱機(jī)構(gòu)彈性件的作用使控制銷(xiāo)處于限制撥爪擺動(dòng)位置，保持超越離合器的分離狀態(tài)。同樣，當(dāng)非圓齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪嚙合半徑轉(zhuǎn)到接近最小半徑附近時(shí)，由于低速檔的超越離合器一直處于超越的待接合狀態(tài)，非圓齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪半徑嚙合到等于并要小于低速檔主動(dòng)齒輪半徑，低速檔的超越離合器又自動(dòng)接合并使非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器又自動(dòng)超越，形成平穩(wěn)的換檔過(guò)程。利用非圓齒輪機(jī)構(gòu)的離合器操縱機(jī)構(gòu)的鎖住機(jī)構(gòu)彈性回位特性，在非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器超越分離狀態(tài)下控制銷(xiāo)回到限制撥爪擺動(dòng)的位置，從而保持著分離狀態(tài)。這樣，利用非圓齒輪機(jī)構(gòu)具有非等角速傳動(dòng)的特性和超越離合器自動(dòng)離合的特性，非圓齒輪機(jī)構(gòu)角速度增高的傳遞過(guò)程來(lái)過(guò)渡相應(yīng)兩檔圓形齒輪之間由低到高的變速，用非圓齒輪機(jī)構(gòu)角速度降低的傳遞過(guò)程來(lái)過(guò)渡兩檔圓形齒輪之間由高到低的變速，使變速過(guò)程保持著動(dòng)力的傳遞，也就實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)齒輪變速器不間斷動(dòng)力的變速換檔。在不需要超越離合器參與工作時(shí)，就可以通過(guò)離合器操縱機(jī)構(gòu)解除超越離合器的接合元件的工作狀態(tài)，也就是被迫使超越離合器處于分離狀態(tài)。在換檔過(guò)程中，相應(yīng)的目的檔齒輪和相配的非圓齒輪的超越離合器需要參與工作時(shí)，就可以通過(guò)離合器操縱機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)恢復(fù)超越離合器的接合元件的工作狀態(tài)，并隨后實(shí)時(shí)解除超越離合器的接合元件的工作狀態(tài)。
兩檔以上的多檔變速圓形齒輪變速器任意相鄰兩檔變速結(jié)構(gòu)采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，變速過(guò)程同上述相類(lèi)似。下面還是先以超越離合器都設(shè)置在主動(dòng)軸與相應(yīng)的齒輪來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。將超越離合器設(shè)置在從動(dòng)齒輪與從動(dòng)軸或軸與軸之間的，形成的變速過(guò)程及結(jié)果都是相同的，只是超越離合器的工作過(guò)程是在從動(dòng)軸與從動(dòng)齒輪之間或軸與軸進(jìn)行的。下面敘述的各齒輪機(jī)構(gòu)齒輪半徑的關(guān)系都是主動(dòng)輪的半徑之間的關(guān)系，從動(dòng)齒輪之間的半徑關(guān)系正好同主動(dòng)齒輪之間的半徑關(guān)系相反。
離合器操縱機(jī)構(gòu)是對(duì)離合器的離合進(jìn)行人為的操縱或控制的機(jī)構(gòu)，使得離合器按照人們的需要處于離或者合的狀態(tài)，所以離合器操縱機(jī)構(gòu)也稱(chēng)控制結(jié)構(gòu)。離合器操縱機(jī)構(gòu)可以根據(jù)不同的超越離合器選用不同的操縱機(jī)構(gòu)，對(duì)于已有的超越離合器，如棘輪超越離合器、轉(zhuǎn)鍵超越離合器、滾珠或滾柱或楔塊超越離合器，可以選用已有的相應(yīng)操縱機(jī)構(gòu)。操縱機(jī)構(gòu)也稱(chēng)控制結(jié)構(gòu)，如撥動(dòng)棘爪、壓簧的桿，控制轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，控制滾珠或滾柱或楔塊的撥爪機(jī)構(gòu)等，可以選用本申請(qǐng)人以前申請(qǐng)的單向傳遞反饋可控的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中單向嚙合器(超越離合器)的操縱機(jī)構(gòu)和鋼帶單向嚙合器的操縱機(jī)構(gòu)，也可以設(shè)計(jì)新的離合操縱機(jī)構(gòu)。人們操縱離合器操縱機(jī)構(gòu)，可以直接用手搬動(dòng)離合器操縱機(jī)構(gòu)，還可以通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，也可以通過(guò)液壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣壓聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，還可以用電控制電機(jī)、電磁鐵等聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。也可以在操縱機(jī)構(gòu)設(shè)置電動(dòng)件、液壓件、氣動(dòng)件，用這些驅(qū)動(dòng)件形成的相應(yīng)的離合器操縱機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的方案中，離合器操縱機(jī)構(gòu)之間聯(lián)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或電磁聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或液壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或氣壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如把原傳遞動(dòng)力的圓形齒輪機(jī)構(gòu)的檔位稱(chēng)作起始檔，將要變到的圓形齒輪機(jī)構(gòu)的檔位稱(chēng)作目的檔，將與兩檔的兩個(gè)圓形齒輪機(jī)構(gòu)相配的非圓齒輪稱(chēng)作過(guò)渡檔。這樣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制程序是起始檔超越離合器處于待分離狀態(tài)→過(guò)渡檔超越離合器處于待接合狀態(tài)→目的檔超越離合器處于待接合狀態(tài)。可以在相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的操縱機(jī)構(gòu)和相應(yīng)過(guò)渡檔非圓齒輪機(jī)構(gòu)之間單獨(dú)設(shè)置聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以把各聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接成整體的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。同樣為了準(zhǔn)確地控制非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器，通過(guò)簡(jiǎn)單的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)就可以保證非圓齒輪機(jī)構(gòu)一次完成過(guò)渡工作。非圓齒輪機(jī)構(gòu)的離合器操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)與滾柱式超越離合器的星輪之間，或非圓齒輪機(jī)構(gòu)的離合器操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)與楔塊式超越離合器帶有凹圓弧的環(huán)之間，還帶有限制滑環(huán)軸向回位的鎖住機(jī)構(gòu)，鎖住機(jī)構(gòu)帶有與撥爪控制端作周向位置變化聯(lián)動(dòng)的解鎖機(jī)構(gòu)。
如非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)設(shè)置一個(gè)杠桿，杠桿帶有回位彈簧，杠桿的一端與控制銷(xiāo)后段之間設(shè)置滾珠，控制銷(xiāo)后段開(kāi)有與滾珠對(duì)應(yīng)的凹槽，杠桿的另一端與星輪的卡座對(duì)應(yīng)或與帶有凹圓弧的環(huán)的卡座對(duì)應(yīng)，構(gòu)成了鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)。再如非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的撥爪外緣上另有一斜槽結(jié)構(gòu)，星輪或帶有凹圓弧的環(huán)帶有凸圓，星輪或帶有凹圓弧的環(huán)通過(guò)凸圓與滑環(huán)滑動(dòng)套接，凸圓帶有鎖住滑環(huán)的滑鍵，滑鍵與斜槽結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)相聯(lián)，斜槽結(jié)構(gòu)構(gòu)成了與撥爪周向擺動(dòng)角度變化聯(lián)動(dòng)的解鎖機(jī)構(gòu)。
所謂非圓齒輪機(jī)構(gòu)，就是相對(duì)嚙合的偏心齒輪和橢圓齒輪、方齒輪等齒輪，在一圈的傳動(dòng)過(guò)程中，主動(dòng)齒輪做等角速轉(zhuǎn)動(dòng)而從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是非等角速轉(zhuǎn)動(dòng)的，角速度逐漸變小又逐漸變大或逐漸變大又逐漸變小或者幾個(gè)逐漸變大又逐漸變小過(guò)程是周期循環(huán)的。在一圈的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程有兩個(gè)或兩個(gè)以上的逐漸變大又逐漸變小過(guò)程的，經(jīng)過(guò)一個(gè)角速度逐漸變小又逐漸變大或逐漸變大又逐漸變小過(guò)程就能完成一次不間斷傳遞動(dòng)力的平穩(wěn)過(guò)渡變速過(guò)程，既換檔一次。本發(fā)明中所指的非圓齒輪主要是連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪。不連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪只能進(jìn)行一次換檔，再需要換檔時(shí)還要重新擺正不連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪的位置，才能進(jìn)行。
對(duì)于超越離合器，有的也稱(chēng)單向傳遞扭矩機(jī)構(gòu)。對(duì)于只是單向傳遞動(dòng)力的變速器，超越離合器只要為單向超越離合器，就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。如果是雙向傳遞動(dòng)力的變速器，超越離合器則為雙向超越離合器。雙向超越離合器可以是兩個(gè)方向相反的單向超越離合器的接合，也可以單個(gè)設(shè)計(jì)雙向超越離合器。這時(shí)雙向超越離合器的雙向都需要帶有操縱機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制操縱機(jī)構(gòu)，保證一個(gè)方向處于穩(wěn)定的分離來(lái)實(shí)現(xiàn)另一方向的超越離合的正常工作狀態(tài)。對(duì)于本發(fā)明用于汽車(chē)變速器，為了防止汽車(chē)在冰滑路面行使時(shí)側(cè)滑調(diào)向，利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，也要常采用雙向超越離合器。
本發(fā)明優(yōu)選用的摩擦式超越離合器主要是滾珠式超越離合器或滾柱式超越離合器或楔塊超越離合器，而且摩擦式超越離合器為帶撥爪摩擦式超越離合器，帶撥爪摩擦式超越離合器的離合器操縱機(jī)構(gòu)為撥爪及控制撥爪擺動(dòng)位置的控制機(jī)構(gòu)?？刂茡茏[動(dòng)位置的控制機(jī)構(gòu)是使撥爪處于或不處于限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態(tài)的工作機(jī)構(gòu)。所謂撥爪就是已有帶撥爪的滾柱式超越離合器的撥爪，或者楔塊雙向超越離合器的撥叉(也有稱(chēng)撥爪的)，像撥爪和撥叉類(lèi)似，可以統(tǒng)一稱(chēng)撥爪。撥爪的爪設(shè)置在滾柱所在的楔槽里或楔塊所在環(huán)槽里，位于滾柱或楔塊的外側(cè)，或者撥爪的爪位于滾柱或楔塊端面的開(kāi)口，或者套在滾柱或楔塊斷面的凸起。超越離合器為滾柱式超越離合器時(shí)，撥爪的爪設(shè)置在滾柱所在的楔槽，撥爪的控制端與帶有楔槽的星輪控制腔插接，控制端與控制腔之間的空間對(duì)應(yīng)設(shè)置可以插入或撥出的控制銷(xiāo)，控制銷(xiāo)可以通過(guò)彈簧與滑環(huán)聯(lián)接。也可以控制銷(xiāo)直接與滑環(huán)聯(lián)接，彈性元件為彈性撥桿，或撥桿帶有回位彈簧。為了保證控制銷(xiāo)更準(zhǔn)確有效的工作，控制銷(xiāo)前端帶有與撥爪控制端對(duì)應(yīng)的凸起，以保證在撥爪控制端擺動(dòng)后才能確?？刂其N(xiāo)離開(kāi)或回位。同樣，撥爪與控制銷(xiāo)前端凸起對(duì)應(yīng)位置，也就是控制端位置最好帶有傾角；星輪或帶有凹圓弧的環(huán)相對(duì)撥爪的位置帶有控制腔。為了使非圓齒輪在不參與工作時(shí)不隨傳遞動(dòng)力的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，本發(fā)明最好是非圓齒輪所在的軸與圓形齒輪所在的軸之間設(shè)有操縱離合器。可以將單個(gè)的非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的軸段與圓形齒輪所在的軸段之間設(shè)有操縱離合器，最好是將所有的非圓齒輪機(jī)構(gòu)集中在一對(duì)(兩根)軸，圓形齒輪機(jī)構(gòu)集中設(shè)置在另一對(duì)軸，非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的一對(duì)(兩根)軸與圓形齒輪機(jī)構(gòu)所在的另一對(duì)(另兩根)軸為對(duì)應(yīng)傳動(dòng)關(guān)系聯(lián)接，并且通過(guò)操縱離合器聯(lián)接。非圓齒輪所在的軸段或軸與圓形齒輪所在的軸段或軸，可以同軸線(xiàn)分布，如通過(guò)操縱離合器聯(lián)接的對(duì)接軸，可以用通過(guò)操縱離合器聯(lián)接的相互套接的軸；也可以是平行軸線(xiàn)分布的，非圓齒輪所在的兩根軸段或軸與圓形齒輪所在的兩根軸段或軸都是對(duì)應(yīng)通過(guò)齒輪等相同傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接，使非圓齒輪所在的一根軸段或軸與圓形齒輪所在的對(duì)應(yīng)聯(lián)接軸段或軸傳動(dòng)關(guān)系等同于非圓齒輪所在的另一根軸段或軸與圓形齒輪所在的對(duì)應(yīng)聯(lián)接軸段或軸傳動(dòng)關(guān)系。這也就是非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的一對(duì)(兩根)軸與圓形齒輪機(jī)構(gòu)所在的另一對(duì)(另兩根)軸為對(duì)應(yīng)傳動(dòng)關(guān)系聯(lián)接，也就是對(duì)應(yīng)軸可以是同步傳動(dòng)，相當(dāng)于是同軸，或者對(duì)應(yīng)軸是同傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向相對(duì)的傳動(dòng)聯(lián)接，非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的一對(duì)(兩根)軸傳動(dòng)關(guān)系與圓形齒輪機(jī)構(gòu)所在的另一對(duì)(另兩根)軸的傳動(dòng)關(guān)系相同。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有汽車(chē)在變速過(guò)程不間斷傳遞動(dòng)力，使從動(dòng)軸先向要變的速度過(guò)渡變化后，再由目的檔的圓形齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力；機(jī)械磨損和損耗大大降低，提高了變速器的效率，減少了變速過(guò)程的能量損耗，并使傳遞動(dòng)力更加平穩(wěn)。


附圖表示了本發(fā)明的不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器結(jié)構(gòu)示意圖和部分結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1是一種三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，圖2是這種汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)換檔過(guò)程傳動(dòng)比的變化曲線(xiàn)圖，圖3是這種三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器中聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、各離合器操縱機(jī)構(gòu)、從動(dòng)軸、各從動(dòng)齒輪及超越離合器的部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是各檔從動(dòng)齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的組裝圖，圖5是各檔從動(dòng)齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的分解圖，圖6是可連續(xù)回轉(zhuǎn)非圓齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的組裝圖，圖7是可連續(xù)回轉(zhuǎn)非圓齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的分解圖，圖8-12這種三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的齒輪變速器在換檔過(guò)程聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)及各離合器操縱機(jī)構(gòu)變化過(guò)程的示意圖；圖13、14、15帶撥爪雙向超越離合器三種狀態(tài)原理示意圖；圖16、17、18、19、20是另一種聯(lián)動(dòng)拉桿式三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的齒輪變速器在換檔過(guò)程聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)及各離合器操縱機(jī)構(gòu)變化過(guò)程的示意圖；圖21是四個(gè)檔變速不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器原理示意圖，圖22.1、22.2、22.3是帶有撥爪的楔塊式雙向超越離合器及部分操縱機(jī)構(gòu)三種狀態(tài)的剖視圖；圖23是帶有撥爪的滾柱式雙向超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)主局部剖視圖，圖24是帶有撥爪的滾柱式雙向超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)B-B向剖視圖，圖25是帶有撥爪的滾柱式雙向超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)A向局部剖視圖，圖23.1為非圓齒輪機(jī)構(gòu)所用帶有撥爪的滾柱式雙向超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)局部剖主視圖，圖23.2為這種非圓齒輪機(jī)構(gòu)所用帶有撥爪的滾柱式雙向超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)局部剖俯視圖；圖26是三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的齒輪變速器中非圓齒輪軸與圓形齒輪軸之間操縱離合器分離狀態(tài)的示意圖，圖27是三個(gè)檔不間斷動(dòng)力的齒輪變速器中非圓齒輪軸與圓形齒輪軸之間通過(guò)操縱離合器接合狀態(tài)的示意圖。下面接合附圖的實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施例實(shí)施例一、一種汽車(chē)用不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，有齒輪箱體，齒輪箱體通過(guò)軸承至少設(shè)置著兩根軸，兩根軸帶有設(shè)置著嚙合的圓形齒輪和嚙合的非圓齒輪，還設(shè)置著倒檔軸及倒檔過(guò)橋齒輪。相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一軸I、二軸II之間帶有三個(gè)檔常嚙合的圓形齒輪機(jī)構(gòu)，這三個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的每相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)還配置有一個(gè)非圓齒輪機(jī)構(gòu)，非圓齒輪機(jī)構(gòu)也是常嚙合的設(shè)置在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一軸I、二軸II。圓形齒輪機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒輪4a′、4b′、4d′、5a′、5b′與一軸固定聯(lián)接，圓形齒輪機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒輪4a、4b、4d、5a、5b與二軸II通過(guò)滾柱式超越離合器聯(lián)接。超越離合器還帶有撥爪及其控制銷(xiāo)等構(gòu)成的操縱機(jī)構(gòu)。在相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)和配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)齒輪5a′、5b′的最小半徑分別小于相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中低速檔的主動(dòng)齒輪4a′、4b′的半徑，其最大半徑分別大于相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中高速檔的主動(dòng)齒輪4b′、4d′的半徑。在相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)齒輪5a、5b的最小半徑小于對(duì)應(yīng)相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的高速檔從動(dòng)齒輪的半徑，其最大半徑大于對(duì)應(yīng)相鄰兩檔齒輪機(jī)構(gòu)的低速檔從動(dòng)齒輪的半徑。控制撥爪擺動(dòng)位置的控制銷(xiāo)是使撥爪處于或不處于限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態(tài)的操縱機(jī)構(gòu)的主要部件。非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的撥爪控制機(jī)構(gòu)為使超越離合器處于接合狀態(tài)時(shí)即處于待分離狀態(tài)，并且在進(jìn)入分離狀態(tài)后即構(gòu)成穩(wěn)定分離狀態(tài)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。各滾柱式超越離合器的撥爪控制機(jī)構(gòu)之間帶有著聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣，每相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)起始檔、目的檔及配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)過(guò)渡輪的超越離合器操縱機(jī)構(gòu)之間帶有按照控制程序控制的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制程序是起始檔超越離合器處于待分離狀態(tài)→過(guò)渡輪超越離合器處于待接合狀態(tài)→目的檔超越離合器處于待接合狀態(tài)。過(guò)渡輪為非圓齒輪在本發(fā)明中作為過(guò)渡檔的齒輪的一種簡(jiǎn)稱(chēng)，A、變速器及操縱機(jī)構(gòu)的換檔機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖1為變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。一軸為輸入軸I，二軸為輸出軸II。齒輪4a-4a’為一檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪組，傳動(dòng)比為i1。齒輪4b-4b’為二檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪組，傳動(dòng)比為i2(即i1＞i2)。齒輪4c-4c’為三檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪組，傳動(dòng)比為i3(即i1＞i2＞i3)；齒輪5a-5a’、5b-5b’分別是用來(lái)實(shí)現(xiàn)換檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)的兩組非圓齒輪。兩組非圓齒輪的傳動(dòng)比分別為i4和i5。其中i4在i4min和i4max間連續(xù)周期性變化，且i4min略小于i2，而i4max略大于i1；i5在i5min和i5max間連續(xù)周期性變化，且i5min略小于i3，而i5max略大于i2，如圖12所示。齒輪4a’、4b’、4c’、5a’、5b’與輸入軸固聯(lián)在一起，而齒輪4a、4b、4c、5a、5b通過(guò)由變速輪及各操縱機(jī)構(gòu)控制的超越離合器與輸出軸II相聯(lián)接。
換檔結(jié)構(gòu)可由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、滾柱式超越離合器(在此實(shí)施例簡(jiǎn)稱(chēng)離合器)構(gòu)成。如圖3所示，圖中齒輪是簡(jiǎn)化表示的，換檔機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)主要包括換檔控制輪57及其鎖位裝置(圖中未示出)，換檔軸58，撥叉及撥叉彈簧(在撥叉轉(zhuǎn)軸內(nèi)，圖中未示出)，各檔的圓形齒輪離合器組(見(jiàn)圖4、圖5)，可連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪離合器組(見(jiàn)圖6、圖7)，動(dòng)力軸56(輸出軸)等。另外4a、4b、4c分別為一、二、三檔圓形齒輪，5a為一、二檔對(duì)應(yīng)的過(guò)渡輪，5b為二、三檔對(duì)應(yīng)的過(guò)渡輪。過(guò)渡輪是可連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪另一種稱(chēng)呼。圖中各齒輪均與輸入軸上固定的相應(yīng)齒輪保持正常嚙合關(guān)系(見(jiàn)圖1，圖3中輸入軸及其上的齒輪均未在圖中畫(huà)出)。
換檔控制輪57受換檔操縱機(jī)構(gòu)(可為手動(dòng)的操縱桿或自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu))控制發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)換檔軸58轉(zhuǎn)動(dòng)。在換檔軸58上與換檔撥叉相應(yīng)位置的不同相位上有凸起結(jié)構(gòu)，用以在適當(dāng)時(shí)機(jī)撥動(dòng)撥叉。撥叉(3a、3b、3c、3d、3e)被撥動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)相應(yīng)操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)(類(lèi)似撥動(dòng)撥檔環(huán))動(dòng)作，以控制相應(yīng)的超越離合器恢復(fù)或?qū)⒁謴?fù)自動(dòng)接合再自動(dòng)分離的工作狀態(tài)。而未受到換檔軸上凸起部分作用的撥叉，均在撥叉彈簧的作用下處于使滑環(huán)向齒輪靠緊的位置，使相應(yīng)的超越離合器被控制在穩(wěn)定的分離狀態(tài)。換檔控制輪57、換檔軸58及凸起結(jié)構(gòu)構(gòu)成了聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
B、帶有操縱機(jī)構(gòu)的可控超越離合器的構(gòu)成a)各檔圓形齒輪配套的可控超越離合器組(以下簡(jiǎn)稱(chēng)常規(guī)輪離合器組)常規(guī)輪離合器組由動(dòng)力軸(圖中未畫(huà)出)、圓形齒輪51、撥爪控制組件及滾柱52、滑環(huán)53、邊檔54等主要部件組成，圖4為裝配結(jié)構(gòu)，圖5為各件拆分狀態(tài)。
動(dòng)力軸56與圓形齒輪通過(guò)帶撥爪控制組件的滾柱式超越離合器主件聯(lián)接，形成可控超越離合器的主體。動(dòng)力軸為圓截面軸，超越離合器的外套是由內(nèi)側(cè)是星輪結(jié)構(gòu)的齒輪構(gòu)成，動(dòng)力軸與星輪結(jié)構(gòu)之間配有滾柱和相間的爪，爪的外端為連成一體的環(huán)，環(huán)帶有作為控制端的擺桿。這樣就構(gòu)成具有外星輪結(jié)構(gòu)的摩擦式超越離合器，超越離合器帶有受控制的撥爪。撥爪的爪與動(dòng)力軸外圓接觸，能通過(guò)摩擦方式與動(dòng)力軸56保持同向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)撥爪外緣上凸出部位控制端的控制，以達(dá)到控制離合器是否處于工作狀態(tài)，能否實(shí)現(xiàn)從圓形齒輪到動(dòng)力軸的動(dòng)力傳遞。
滑環(huán)空套在帶有星輪結(jié)構(gòu)的齒輪輪轂的外圓面上，只可相對(duì)圓形齒輪作軸向滑動(dòng)。其滑動(dòng)行程由齒輪的端面和邊檔加以限制?；h(huán)上面對(duì)齒輪一側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的帶鉤的凸起，構(gòu)成控制銷(xiāo)，用以控制撥爪相對(duì)星輪結(jié)構(gòu)的位置?？刂其N(xiāo)(與滑環(huán)之間可以含彈簧)、滑環(huán)及撥桿構(gòu)成了控制機(jī)構(gòu)，撥爪、控制銷(xiāo)(控制銷(xiāo)和滑環(huán)之間可以含彈簧)、滑環(huán)、撥桿(可以是彈性撥桿)構(gòu)成了操縱機(jī)構(gòu)。
b)非圓齒輪配套的可控超越離合器組(以下簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)渡輪離合器組)過(guò)渡輪離合器組由動(dòng)力軸56(圖6、7中未畫(huà)出該軸)、非圓齒輪71、滾柱撥爪控制組件72、滑鍵73、滑環(huán)74、邊檔75等主要部件組成，圖6為裝配狀態(tài)，圖7為其各件拆分狀態(tài)。
同樣是滑環(huán)套在圓形齒輪輪轂的外圓面上，可相對(duì)圓形齒輪做軸向滑動(dòng)。其滑動(dòng)行程受齒輪的端面、滑鍵和邊檔的限制；滑環(huán)上面相對(duì)齒輪一側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的帶鉤凸起，構(gòu)成控制銷(xiāo)，用以控制撥爪相對(duì)星輪結(jié)構(gòu)的位置，用以對(duì)撥爪的位置加以限制。動(dòng)力軸與非圓齒輪通過(guò)滾柱、撥爪控制組件聯(lián)接，形成可控超越離合器的主體。動(dòng)力軸為圓截面軸，非圓齒輪內(nèi)側(cè)是星輪結(jié)構(gòu)，動(dòng)力軸與星輪結(jié)構(gòu)之間配有滾柱和相間的爪，爪的外端為連為一體的環(huán)及作為控制端的擺桿，構(gòu)成了帶撥爪具有外星輪結(jié)構(gòu)的摩擦式超越離合器。同時(shí)撥爪與動(dòng)力軸間通過(guò)接觸摩擦方式保持同向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)。通過(guò)滑環(huán)端面的控制銷(xiāo)對(duì)撥爪外緣上凸出控制端的控制，以達(dá)到控制離合器是否處于工作狀態(tài)，能否從非圓齒輪到動(dòng)力軸的動(dòng)力傳遞。
撥爪外緣上另有一斜槽結(jié)構(gòu)，與齒輪輪轂的滑鍵相聯(lián)，構(gòu)成了限制滑環(huán)軸向回位的鎖住機(jī)構(gòu)及與撥爪控制端相對(duì)星輪作周向變化聯(lián)動(dòng)的解鎖機(jī)構(gòu)。通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)及撥叉帶動(dòng)滑環(huán)離開(kāi)撥爪后，當(dāng)撥爪處于使齒輪與動(dòng)力軸分離狀態(tài)時(shí)，滑鍵向側(cè)向凸出處于高位，限制滑環(huán)回位與撥爪的靠近；而當(dāng)撥爪處于使齒輪與動(dòng)力軸接合狀態(tài)時(shí)，斜槽結(jié)構(gòu)隨撥爪回?cái)[，滑鍵被斜槽結(jié)構(gòu)撥回鍵槽內(nèi)處于低位，不限制滑環(huán)與撥爪的靠近。滑環(huán)及控制銷(xiāo)與撥爪靠近后，當(dāng)使齒輪與動(dòng)力軸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離狀態(tài)時(shí)，撥爪控制端與星輪的空腔邊之間的間隙增大，控制銷(xiāo)插入撥爪擺桿的空當(dāng)使撥爪處于使齒輪與動(dòng)力軸保持分離狀態(tài)。這相當(dāng)在上述的圓形齒輪機(jī)構(gòu)超越離合器撥爪控制機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了由斜槽結(jié)構(gòu)、滑鍵構(gòu)成的鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)，形成使超越離合器處于接合狀態(tài)時(shí)即處于待分離狀態(tài)，并且在進(jìn)入分離狀態(tài)后立即構(gòu)成穩(wěn)定分離狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。撥爪的斜槽結(jié)構(gòu)、滑鍵、邊檔、滑環(huán)及帶鉤凸起構(gòu)成了非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)撥爪的控制機(jī)構(gòu)。
C、換檔過(guò)程說(shuō)明假設(shè)該汽車(chē)齒輪變速器首先處于一檔工作，動(dòng)力軸56處于最低工作轉(zhuǎn)速(見(jiàn)圖8)。此時(shí)，與齒輪4a對(duì)應(yīng)的撥叉3a受換檔軸上的凸起作用，4a上的滑環(huán)及控制銷(xiāo)離開(kāi)控制位置，脫離對(duì)撥爪及滾柱的作用，該離合器處于穩(wěn)定接合狀態(tài)。其余各撥叉處于受撥叉彈簧控制狀態(tài)，其對(duì)應(yīng)的滑環(huán)控制相應(yīng)的撥爪使各離合器保持分離，所以其余離合器處于穩(wěn)定分離狀態(tài)。
換檔軸由一檔標(biāo)識(shí)位置轉(zhuǎn)動(dòng)到二檔標(biāo)識(shí)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，首先撥叉3a失去換檔軸的控制，在彈簧的作用下，發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)并將齒輪4a輪轂上的滑環(huán)壓向撥爪。由于齒輪4a的超越離合器主從動(dòng)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有發(fā)生變化，撥爪的位置亦未發(fā)生變化，滑環(huán)上的控制銷(xiāo)還不能都進(jìn)入控制間隙，此時(shí)的狀態(tài)為待分離狀態(tài)，一旦撥爪的相對(duì)擺動(dòng)量允許控制銷(xiāo)進(jìn)入，則會(huì)使該超越離合器進(jìn)入穩(wěn)定分離狀態(tài)。
換檔軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，接著會(huì)對(duì)撥叉3d作用，使過(guò)渡輪5a的滑環(huán)及控制銷(xiāo)有拉出的趨勢(shì)?？刂其N(xiāo)一旦撥出過(guò)渡輪5a則會(huì)處于待接合狀態(tài)，條件成就將會(huì)自動(dòng)接合接替齒輪4a實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞功能。(見(jiàn)圖9)由于成對(duì)的過(guò)渡輪5a實(shí)現(xiàn)的是變速比傳動(dòng)，其傳動(dòng)比最大值大于一檔的傳動(dòng)比，而其最小值小于二檔的傳動(dòng)比。如果此時(shí)非圓齒輪5a的角速度低于動(dòng)力軸的角速度，軸的摩擦力矩使撥爪相對(duì)星輪擺動(dòng)，開(kāi)口增大，使滑環(huán)凸起上的控制銷(xiāo)與撥爪脫開(kāi)，滑環(huán)即被拉出，5a上的離合器就會(huì)進(jìn)入接合狀態(tài)，并處于待分離狀態(tài)。如果過(guò)渡輪5a的角速度高于動(dòng)力軸的角速度，摩擦力矩使撥爪鉤住滑環(huán)上凸起的鉤，滑環(huán)暫時(shí)不能拉出，只有達(dá)到前述狀態(tài)時(shí)，滑環(huán)才會(huì)被拉出。
滑環(huán)被拉出后，在過(guò)渡輪的傳動(dòng)比減小到與一檔傳動(dòng)比相同并要大于時(shí)，過(guò)渡輪接過(guò)對(duì)動(dòng)力軸的控制權(quán)，動(dòng)力軸的轉(zhuǎn)速會(huì)隨之提高。此時(shí)摩擦力矩會(huì)使4a齒輪的撥爪與星輪相對(duì)擺動(dòng)，開(kāi)口增大，4a齒輪的離合器自動(dòng)分離，而且4a上滑環(huán)的帶鉤凸起被壓入，使離合器的分離進(jìn)入穩(wěn)定分離狀態(tài)。此后動(dòng)力軸的轉(zhuǎn)速會(huì)隨過(guò)渡輪的速度而變化。
由于換檔軸在此位置沒(méi)有停留，故撥叉3d隨即失去換檔軸的控制，被撥叉彈簧推回，過(guò)渡輪5a的離合器即進(jìn)入待分離狀態(tài)。為了避免該離合器未經(jīng)過(guò)接合狀態(tài)又馬上被鎖住，由撥爪的斜槽控制的滑動(dòng)鍵在撥叉3d轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后即被彈出。限制了撥叉的回位。只有當(dāng)撥爪確實(shí)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)角，限位鍵才被斜槽壓回，撥叉及滑環(huán)被撥叉彈簧或單設(shè)的回位彈簧71推回，保證5a的離合器適時(shí)處于待分離狀態(tài)。
換檔軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至二檔工作位置時(shí)(見(jiàn)圖10)由換檔輪定位裝置鎖止，此時(shí)撥叉3b被推開(kāi)，并使齒輪4b上的滑環(huán)有被拉開(kāi)的趨勢(shì)。同樣，由于此時(shí)齒輪4b的轉(zhuǎn)速高于動(dòng)力軸56的轉(zhuǎn)速，摩擦力矩使其上的撥爪與滑環(huán)上控制銷(xiāo)的鉤住，滑環(huán)還不能立即被拉出。受過(guò)渡輪控制的動(dòng)力軸56的轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)動(dòng)力軸的速度高于齒輪4b的轉(zhuǎn)速時(shí)，摩擦力矩使撥爪與星輪相對(duì)擺動(dòng)，開(kāi)口增大，使滑環(huán)上控制銷(xiāo)的鉤與撥爪脫開(kāi)，滑環(huán)在撥叉彈簧作用下向外移開(kāi)，撥爪隨即處于無(wú)限制狀態(tài)(即待接合狀態(tài))，過(guò)渡輪帶動(dòng)動(dòng)力軸56的速度下降至小于齒輪4b的轉(zhuǎn)速時(shí)，4b的離合器轉(zhuǎn)入接合狀態(tài)，動(dòng)力軸56的速度改由齒輪4b控制；于此同時(shí)，齒輪5a的離合器自動(dòng)分離，摩擦力矩使5a上的撥爪與星輪相對(duì)擺動(dòng)，開(kāi)口增大，5a上的滑環(huán)壓入撥爪與星輪的間隙，并使5a的離合器處于穩(wěn)定分離狀態(tài)。以上實(shí)現(xiàn)了從一檔到二檔的換檔過(guò)程。
從二檔至一檔的換檔過(guò)程與一檔至二檔的換檔過(guò)程相反。
二檔、三檔間的換檔過(guò)程(見(jiàn)圖11、12)與一檔、二檔的換檔過(guò)程相似，所不同之處在于起始檔和目的檔不同，過(guò)渡輪5b替換5a參與換檔過(guò)程。
換檔過(guò)程實(shí)際輸入軸與輸出軸間的傳動(dòng)比變化關(guān)系如圖2中虛線(xiàn)所示，實(shí)現(xiàn)了不間斷動(dòng)力的換檔過(guò)程。
D、其他說(shuō)明上述討論基本上是在輸入軸與輸出軸的動(dòng)力方向關(guān)系保持不變的前提下進(jìn)行的，可以以帶撥爪滾柱式超越離合器為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在某些實(shí)際實(shí)用領(lǐng)域中，兩軸的動(dòng)力方向關(guān)系可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，此時(shí)結(jié)構(gòu)中所采用的離合器應(yīng)為帶撥爪雙向超越離合器，具體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)較上述離合器的結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些。當(dāng)汽車(chē)的齒輪變速器各檔和過(guò)渡檔齒輪機(jī)構(gòu)中采用帶撥爪滾柱式雙向超越離合器(見(jiàn)圖13、14、15)或帶撥爪楔塊式雙向超越離合器(見(jiàn)圖28)時(shí)，該變速裝置可利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和實(shí)現(xiàn)不間斷制動(dòng)力的連續(xù)增減檔，如重載車(chē)輛下長(zhǎng)陡坡和冰雪路面的行駛，均能滿(mǎn)足工作要求。
實(shí)施例二、一種汽車(chē)用不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設(shè)置著兩根轉(zhuǎn)動(dòng)軸I、II，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸之間帶有三對(duì)不同傳動(dòng)比的圓形齒輪，構(gòu)成了三個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)。每相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸之間還設(shè)置著相應(yīng)的成對(duì)非圓齒輪構(gòu)成非圓齒輪機(jī)構(gòu)。圓形齒輪機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒輪與主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定聯(lián)接，圓形齒輪機(jī)構(gòu)、非圓齒輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)動(dòng)齒輪4a、4b、4d、5a、5b與從動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸II通過(guò)滾柱式超越離合器(見(jiàn)圖23、24、25、23.1、23.2)聯(lián)接，在兩根轉(zhuǎn)動(dòng)軸I、II之間形成了五個(gè)常嚙合的齒輪機(jī)構(gòu)。在超越離合器還帶有平移撥叉、滑環(huán)及其控制銷(xiāo)構(gòu)成的操縱機(jī)構(gòu)。在每個(gè)相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)和配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)齒輪5a′、5b′的最小半徑小于相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)中低速檔主動(dòng)齒輪的半徑，其最大半徑大于相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)中高速檔主動(dòng)齒輪的半徑。在相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)和配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)齒輪5a、5b的最小半徑小于相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)中高速檔從動(dòng)齒輪的半徑，其最大半徑大于相鄰圓形齒輪機(jī)構(gòu)中低速檔從動(dòng)齒輪的半徑。也可以說(shuō)超越離合器為帶撥爪滾柱式超越離合器，操縱機(jī)構(gòu)為撥爪及控制撥爪擺動(dòng)位置的控制機(jī)構(gòu)?？刂茡茏χ芟驍[動(dòng)位置的機(jī)構(gòu)是使撥爪處于或不處于限制滾柱工作狀態(tài)的控制機(jī)構(gòu)，見(jiàn)圖23。非圓齒輪超越離合器的控制機(jī)構(gòu)為使超越離合器處于接合狀態(tài)時(shí)即處于待分離狀態(tài)，并且在進(jìn)入分離狀態(tài)后即構(gòu)成穩(wěn)定分離狀態(tài)的機(jī)構(gòu)，圖23.1、23.2；也就是先使撥爪不處于限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態(tài)，在超越離合器進(jìn)入接合狀態(tài)后又進(jìn)入分離狀態(tài)時(shí)，使撥爪處于限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態(tài)的連動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，最后使超越離合器處于穩(wěn)定的分離狀態(tài)。這種非圓齒輪的超越離合器操縱機(jī)構(gòu)是在圓形齒輪的操縱機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)，是在兩個(gè)并排控制銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置一個(gè)杠桿，杠桿帶有回位彈簧；杠桿的一端與并排的控制銷(xiāo)后段對(duì)應(yīng)，并分別與兩控制銷(xiāo)后段之間設(shè)置滾珠，兩控制銷(xiāo)后段開(kāi)有凹槽；杠桿的另一端與軸或軸套的彈簧卡對(duì)應(yīng)。這些部件與滑環(huán)、帶彈簧的控制銷(xiāo)一起構(gòu)成了非圓齒輪超越離合器撥爪的控制機(jī)構(gòu)，與撥爪一起形成了使超越離合器處于接合狀態(tài)時(shí)即處于待分離狀態(tài)，并且在進(jìn)入分離狀態(tài)后即構(gòu)成穩(wěn)定分離狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。彈簧卡、滾珠、凹槽、杠桿及回位彈簧構(gòu)成了滑環(huán)與星輪之間限制滑環(huán)軸向回位的鎖住機(jī)構(gòu)及與撥爪擺動(dòng)位置變化聯(lián)動(dòng)的解除鎖止機(jī)構(gòu)。，圖23.1、23.2內(nèi)所示的鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)也適用于楔塊式超越離合器各滾柱式超越離合器的撥爪控制機(jī)構(gòu)之間帶有著聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣，每相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)起始檔、目的檔及配置的非圓齒輪機(jī)構(gòu)過(guò)渡輪的超越離合器操縱機(jī)構(gòu)之間帶有按照控制程序控制的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制程序是起始檔超越離合器處于待分離狀態(tài)→過(guò)渡輪超越離合器處于待接合狀態(tài)→目的檔超越離合器處于待接合狀態(tài)。
這種汽車(chē)用不間斷動(dòng)力齒輪變速器的換檔裝置結(jié)構(gòu)可由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、各操縱機(jī)構(gòu)、各滾柱式超越離合器(以下可以簡(jiǎn)稱(chēng)離合器)構(gòu)成，如圖16所示(圖中齒輪是簡(jiǎn)化的)。主要包括換檔控制拉桿71及其滑動(dòng)斜銷(xiāo)裝置72和滑動(dòng)撥叉73及平行滑軸74構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；還包括各檔的齒輪離合器組75，可連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪離合器組76，動(dòng)力軸77(輸出軸)等。另外1a、1b、1c分別為一、二、三檔圓形齒輪，2a為一二檔間過(guò)渡輪(過(guò)渡輪是可連續(xù)回轉(zhuǎn)的非圓齒輪另一種稱(chēng)呼)。2b為二三檔間過(guò)渡輪。圖中各齒輪均與輸入軸上固定的相應(yīng)齒輪保持正常嚙合關(guān)系。
換檔控制拉桿71受換檔操縱機(jī)構(gòu)(可為手動(dòng)或自動(dòng))控制發(fā)生移動(dòng)，并帶動(dòng)滑動(dòng)斜銷(xiāo)裝置72的相應(yīng)滑動(dòng)斜銷(xiāo)向下移動(dòng)或回位，使得相應(yīng)的滑動(dòng)撥叉73沿著平行滑軸74移動(dòng)或回位，帶動(dòng)相應(yīng)離合器上的滑環(huán)(滑環(huán))動(dòng)作，以控制相應(yīng)的超越離合器恢復(fù)工作狀態(tài)或?qū)⒁謴?fù)自動(dòng)接合再自動(dòng)分離的工作狀態(tài)，或者控制相應(yīng)的超越離合器回到保持分離的狀態(tài)。在需要換檔時(shí)，拉桿71撥動(dòng)撥叉73，帶動(dòng)相應(yīng)離合器上的滑環(huán)動(dòng)作，以控制相應(yīng)的超越離合器操縱機(jī)構(gòu)動(dòng)作或?qū)⒁獎(jiǎng)幼?；而未受到拉桿及滑動(dòng)斜銷(xiāo)作用的撥叉，均在撥叉彈簧的作用下處于使滑環(huán)向齒輪靠緊的位置，使相應(yīng)的超越離合器被控制在穩(wěn)定的分離狀態(tài)，這就是聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本過(guò)程。換檔控制拉桿71、滑動(dòng)斜銷(xiāo)裝置72、滑動(dòng)撥叉73、平行滑軸74及滑環(huán)構(gòu)成了聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)在從一檔換到二檔再?gòu)亩n換到三檔過(guò)程的動(dòng)作過(guò)程是按照?qǐng)D16-圖20過(guò)程進(jìn)行的，并且就完成了相應(yīng)的不間斷動(dòng)力的換檔。各相鄰檔位的操縱機(jī)構(gòu)和超越離合器的變換過(guò)程與實(shí)施例二的過(guò)程一樣。
齒輪4a、4b、4d的超越離合器，由與齒輪固定聯(lián)接的外殼14、與軸II連為一體的星輪13、設(shè)置在星輪與外殼之間的滾柱16構(gòu)成。星輪與外殼之間還帶有撥爪15，撥爪的爪分布在各滾柱之間。撥爪的控制端插入星輪的控制腔11、12。星輪還套有軸向滑動(dòng)的滑環(huán)(結(jié)構(gòu)與撥檔套、換檔圈相似)17，滑環(huán)通過(guò)彈簧設(shè)置著與控制腔對(duì)應(yīng)的控制銷(xiāo)18、19?？刂其N(xiāo)18、19分別與控制腔12、11對(duì)應(yīng)。彈簧、滑環(huán)、控制銷(xiāo)、控制腔、撥爪構(gòu)成了操縱機(jī)構(gòu)。彈簧、滑環(huán)、控制銷(xiāo)構(gòu)成了撥爪相對(duì)星輪控制腔擺動(dòng)位置的控制機(jī)構(gòu)。各超越離合器的這種滾柱式雙向超越離合器，是用于轉(zhuǎn)動(dòng)的軸雙向傳遞動(dòng)力。如果只是單向傳遞動(dòng)力，只需使用一個(gè)方向的部件。也可以采用單向超越離合器，也就相當(dāng)于將上述雙向超越離合器的控制腔一側(cè)空腔11或12用固定物堵死其中一處的情況。
偏心齒輪5a、5b的最大半徑(指節(jié)曲線(xiàn)向徑)分別大于齒輪4a、4b的半徑(指節(jié)圓半徑)，偏心齒輪5a、5b的最小半徑分別小于齒輪4b、4d的半徑，偏心齒輪5a、5b的AO、BO半徑分別等于齒輪4b、4d的半徑，偏心齒輪5a、5b的CO、DO半徑等于齒輪4a、4b的半徑。齒輪4a、4b、4d超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖23、24、25，它們結(jié)構(gòu)是一樣的。在設(shè)計(jì)控制空間11、12寬度和控制銷(xiāo)19、18厚度及其前端止退鉤時(shí)，要達(dá)到當(dāng)控制銷(xiāo)19、18全進(jìn)入空間11、12后，撥爪15只有擺動(dòng)到或要靠近控制銷(xiāo)19時(shí)控制銷(xiāo)18則才能退出控制空間12；反之撥爪15只有擺動(dòng)到或要靠近控制銷(xiāo)18時(shí)，控制銷(xiāo)19則才能退出控制空間11；否則控制銷(xiāo)19、18一個(gè)也退不出各自的控制空間。當(dāng)其中一個(gè)控制銷(xiāo)退出后，撥爪15擺動(dòng)角度就可以大于上述的角度，更有利于退出另一控制銷(xiāo)。非圓齒輪機(jī)構(gòu)的超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)與齒輪4a、4b、4d超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)大至一樣，只是在圓形齒輪超越離合器及操縱機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一個(gè)鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖23.1、23.2)。當(dāng)要從低速檔的圓形齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力變換到高速檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)3、6傳遞動(dòng)力，就要利用非圓齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸變大過(guò)程。動(dòng)力傳遞的方向是由軸I向軸II傳遞。這時(shí)齒輪4a的超越離合器處于接合狀態(tài)，齒輪4b、5a的超越離合器都處于分離狀態(tài)。撥動(dòng)齒輪4a、4b、5a超越離合器的各操縱機(jī)構(gòu)，使齒輪4b、5a的滑環(huán)先后都向背離件13的方向移動(dòng)，還可以使齒輪4a的滑環(huán)向著件13的方向移動(dòng)。要使4b齒輪控制銷(xiāo)19和18退出超越離合器的控制空間11和12。齒輪4b的半徑大于齒輪4a的半徑，所以這時(shí)候齒輪4b的轉(zhuǎn)速是低于軸II轉(zhuǎn)速的，所以控制銷(xiāo)18暫時(shí)退不出空間12，只是彈簧被壓縮等待時(shí)機(jī)自動(dòng)退出，這時(shí)候控制銷(xiāo)19則退出控制空間11。齒輪4a的超越離合器處于接合狀態(tài)，齒輪4a超越離合器中的控制銷(xiāo)19進(jìn)入空間11，控制銷(xiāo)18暫時(shí)沒(méi)進(jìn)入空間12，只是彈簧被壓縮等待時(shí)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入。齒輪5a的超越離合器處于分離狀態(tài)，齒輪5a的超越離合器控制機(jī)構(gòu)要控制銷(xiāo)19和18退出超越離合器的控制空間11、12。由于這時(shí)候齒輪5a與齒輪2嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，由D轉(zhuǎn)到C的這段區(qū)間，因?yàn)辇X輪5a的嚙合半徑小于齒輪4a的半徑，所以這時(shí)候齒輪5a的轉(zhuǎn)速(角速度)是高于軸II轉(zhuǎn)速(角速度)，所以控制銷(xiāo)19暫時(shí)退不出空間11只是彈簧被壓縮等待時(shí)機(jī)自動(dòng)退出，控制銷(xiāo)18則退出控制空間12。當(dāng)齒輪5a與齒輪2嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)到由C轉(zhuǎn)到A的這段區(qū)間，齒輪5a的嚙合半徑逐漸由小變大，角速度也逐漸由大變小并且一開(kāi)始就要小于軸II角速度，這時(shí)齒輪5a就從齒輪4a接過(guò)傳遞動(dòng)力的權(quán)力(任務(wù))，并使齒輪4a超越離合器自動(dòng)超越。同時(shí)齒輪4a超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)的控制銷(xiāo)18在彈簧的作用下自動(dòng)進(jìn)入空間12，齒輪4a的超越離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)齒輪5a嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，嚙合由A轉(zhuǎn)到B的這段區(qū)間，齒輪5a的嚙合半徑是大于齒輪4b的半徑，這時(shí)候齒輪4b的轉(zhuǎn)速是高于軸II轉(zhuǎn)速的，所以齒輪4b超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)的控制銷(xiāo)18在彈簧的做用下自動(dòng)退出空間12。同時(shí)操縱齒輪5a的超越離合器操縱機(jī)構(gòu)使齒輪5a的滑環(huán)都向著件13的方向移動(dòng)，使控制銷(xiāo)19進(jìn)入空間11，控制銷(xiāo)18暫時(shí)沒(méi)進(jìn)入空間12，只是彈簧被壓縮等待時(shí)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入。當(dāng)齒輪5a與齒輪2嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，由B轉(zhuǎn)到D的這段區(qū)間，齒輪5a的嚙合半徑一開(kāi)始要小于齒輪4b的半徑，這時(shí)候齒輪4b的轉(zhuǎn)速是要小于軸II轉(zhuǎn)速的，齒輪4b超越離合器處于接合狀態(tài)并使齒輪5a的超越離合器自動(dòng)超越。這時(shí)齒輪4b就完全從齒輪5a接過(guò)傳遞動(dòng)力的權(quán)力(任務(wù))。由B轉(zhuǎn)到D的這段區(qū)間，齒輪5a的嚙合半徑是小于齒輪4b的半徑，這時(shí)候齒輪5a的轉(zhuǎn)速是高于軸II轉(zhuǎn)速，使控制銷(xiāo)18在彈簧的做用下自動(dòng)進(jìn)入空間12、使齒輪5a的超越離合器處于分離狀態(tài)。這樣從低速檔的圓形齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力變換到高速檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)，傳遞動(dòng)力的任務(wù)就在不間斷動(dòng)力的前提下完成了。降檔的操縱程序是相反的，分別操縱各超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)，就可在不間斷動(dòng)力的前提下，從起始檔到過(guò)渡的非圓齒輪再到目的檔，只是各超越離合器的兩個(gè)控制銷(xiāo)動(dòng)作順序相反。反向傳遞動(dòng)力的升檔操作程序與正向傳遞動(dòng)力升檔操作程序一樣，也只是各超越離合器的兩個(gè)控制銷(xiāo)動(dòng)作順序相反。以上相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的非圓齒輪機(jī)構(gòu)各超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)的操控，用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖16-20、參見(jiàn)8-12)來(lái)一次完成，這時(shí)的非圓齒輪機(jī)構(gòu)超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)采用如圖23.1、23.2的結(jié)構(gòu)，也可采用如圖6、7的結(jié)構(gòu)。
如圖23.1、23.2的結(jié)構(gòu)，非圓齒輪機(jī)構(gòu)超越離合器的操縱機(jī)構(gòu)是在上述齒輪5a操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)設(shè)置一個(gè)杠桿，杠桿帶有回位彈簧；杠桿的一端與并排的控制銷(xiāo)后段凹槽對(duì)應(yīng)，并且兩者之間分別設(shè)置滾珠；杠桿的另一端與軸或軸套的彈簧卡對(duì)應(yīng)。這些部件形成了一個(gè)鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)，并與齒輪5a的滑環(huán)、帶彈簧的控制銷(xiāo)一起構(gòu)成了非圓齒輪5a超越離合器撥爪的控制機(jī)構(gòu)。
當(dāng)要從高速檔的圓形齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力變到低速檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，主要利用偏心齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸變小過(guò)程。齒輪4a的超越離合器處于接合狀態(tài)，并在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸I、II之間傳遞動(dòng)力。齒輪5a、4b的超越離合器處于分離狀態(tài)。撥動(dòng)齒輪4a、5a、4b超越離合器的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使齒輪5a超越離合器的換檔圈移動(dòng)，要退出超越離合器的控制銷(xiāo)。由于齒輪5a超越離合器處于超越狀態(tài)機(jī)率較大，控制銷(xiāo)很快就退出，超越離合器中的控制銷(xiāo)18或19退出空間11或12。這就是當(dāng)齒輪5a嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，由A轉(zhuǎn)到C轉(zhuǎn)到D再轉(zhuǎn)到B或由B轉(zhuǎn)到D轉(zhuǎn)到C再轉(zhuǎn)到A，齒輪5a的超越離合器一直經(jīng)過(guò)n向超越狀態(tài)，控制銷(xiāo)18或19很容易退出空間12或11。同時(shí)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)并使齒輪4b超越離合器的換檔圈移動(dòng)，要插入超越離合器的控制銷(xiāo)。接著當(dāng)齒輪5a嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，由B轉(zhuǎn)到A或由A轉(zhuǎn)到B，其嚙合半徑由OB到OA或OA到OB，嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于齒輪4b半徑，一開(kāi)始就使齒輪5a的超越離合器接合，由偏心齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，同時(shí)就使齒輪4b的超越離合器達(dá)到超越狀態(tài)，并使齒輪4b超越離合器的控制銷(xiāo)插入超越運(yùn)動(dòng)移動(dòng)出的控制腔空間11或12，兩控制銷(xiāo)都插入控制腔空間11和12，使齒輪4b保持著分離狀態(tài)。偏心齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力后不久，就使從動(dòng)軸8角速度逐漸減小。同時(shí)齒輪5a的操縱機(jī)構(gòu)的控制銷(xiāo)已全部退出控制腔，如圖23.1、23.2表示的解鎖機(jī)構(gòu)使滑環(huán)開(kāi)始向件13回位靠近，控制銷(xiāo)一個(gè)進(jìn)入控制腔、另一個(gè)要進(jìn)入控制腔。當(dāng)齒輪5a由A轉(zhuǎn)到C或由B轉(zhuǎn)到D，其嚙合半徑由OA到OC或OB到OD，嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)半徑逐漸減小，齒輪4a的超越離合器一直處于n向超越，該超越離合器的控制銷(xiāo)如果沒(méi)有退出控制腔，就會(huì)在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)產(chǎn)生的控制銷(xiāo)彈簧力作用下退出相應(yīng)控制腔的空間。當(dāng)齒輪5a由C轉(zhuǎn)到D或由D轉(zhuǎn)到C，其嚙合半徑由OC到OD或OD到OC，嚙合半徑要小于齒輪4a半徑，一開(kāi)始就使齒輪4a的超越離合器接合傳遞動(dòng)力，齒輪4a的傳遞動(dòng)力又反過(guò)來(lái)使齒輪5a形成超越，齒輪5a操縱機(jī)構(gòu)的連動(dòng)機(jī)構(gòu)使控制銷(xiāo)插入齒輪5a超越離合器的控制腔，使齒輪5a保持著雙向超越的分離狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞不間斷的變速過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種不間斷動(dòng)力的汽車(chē)齒輪變速器，有齒輪箱體，齒輪箱體通過(guò)軸承設(shè)置著包含輸入軸、輸出軸在內(nèi)的至少兩根軸，軸帶有常嚙合的齒輪構(gòu)成齒輪機(jī)構(gòu)，從輸入軸到輸出軸的傳動(dòng)鏈含有同轉(zhuǎn)向輸出的至少兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于從輸入軸到輸出軸的傳動(dòng)鏈還含有作為過(guò)渡檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)，而且是同轉(zhuǎn)向輸出的相鄰兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)與一個(gè)同轉(zhuǎn)向輸出的非圓齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)配置；非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最大傳動(dòng)比大于與其對(duì)應(yīng)配置的相鄰兩個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中相對(duì)低速檔的傳動(dòng)比，非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)比小于與其對(duì)應(yīng)配置的相鄰兩個(gè)檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)中相對(duì)高速檔的傳動(dòng)比；相鄰兩檔的兩個(gè)圓形齒輪機(jī)構(gòu)和對(duì)應(yīng)配置的一個(gè)作為過(guò)渡檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)中，每個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)都各有一個(gè)齒輪與軸或軸與軸之間通過(guò)滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器聯(lián)接，滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器還帶有離合器操縱機(jī)構(gòu)；離合器操縱機(jī)構(gòu)含有作用在滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器接合元件上的撥爪、控制撥爪相對(duì)于滾柱式超越離合器的星輪周向擺動(dòng)的控制銷(xiāo)或控制撥爪相對(duì)于楔塊式超越離合器的帶有凹圓弧的環(huán)周向擺動(dòng)的控制銷(xiāo)、與星輪或帶有凹圓弧的環(huán)只軸向滑動(dòng)套裝的滑環(huán)、與滑環(huán)滑動(dòng)聯(lián)接的撥桿，滑環(huán)與控制銷(xiāo)聯(lián)接，從控制銷(xiāo)到撥桿之間的傳動(dòng)鏈里帶有使滑環(huán)回位的彈性件；離合器操縱機(jī)構(gòu)的撥桿之間帶有聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于非圓齒輪超越離合器的離合器操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)與星輪之間或滑環(huán)與帶有凹圓弧的環(huán)之間還帶有限制滑環(huán)軸向回位的鎖住機(jī)構(gòu)，鎖住機(jī)構(gòu)帶有與撥爪作周向擺動(dòng)變化聯(lián)動(dòng)的解鎖機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的滑環(huán)設(shè)置一個(gè)杠桿，杠桿帶有回位彈簧，杠桿的一端與控制銷(xiāo)后段之間設(shè)置滾珠，控制銷(xiāo)后段開(kāi)有與滾珠對(duì)應(yīng)的凹槽，杠桿的另一端與星輪的卡座對(duì)應(yīng)或與帶有凹圓弧的環(huán)的卡座對(duì)應(yīng)，構(gòu)成了鎖住機(jī)構(gòu)及解鎖機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于非圓齒輪超越離合器操縱機(jī)構(gòu)的撥爪外緣上另有一斜槽結(jié)構(gòu)，星輪或帶有凹圓弧的環(huán)帶有凸圓，星輪或帶有凹圓弧的環(huán)通過(guò)凸圓與滑環(huán)滑動(dòng)套接，凸圓帶有鎖住滑環(huán)的滑鍵，滑鍵與斜槽結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)相聯(lián)，斜槽結(jié)構(gòu)構(gòu)成了與撥爪作周向擺動(dòng)變化聯(lián)動(dòng)的解鎖機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于控制銷(xiāo)前端帶有與撥爪控制端對(duì)應(yīng)的凸起。
6.如權(quán)利要求5所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于撥爪與控制銷(xiāo)前端凸起對(duì)應(yīng)位置帶有傾角。
7.如權(quán)利要求6所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于星輪或帶有凹圓弧的環(huán)相對(duì)撥爪的位置帶有控制腔。
8.如權(quán)利要求2或3或4所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于離合器操縱機(jī)構(gòu)之間聯(lián)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或電磁聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或液壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或氣壓聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于非圓齒輪所在的軸與圓形齒輪所在的軸之間設(shè)有操縱離合器。
10.如權(quán)利要求9所說(shuō)的不間斷動(dòng)力的齒輪變速器，其特征在于非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的軸與圓形齒輪機(jī)構(gòu)所在的軸為平行軸線(xiàn)或同軸線(xiàn)設(shè)置的，非圓齒輪機(jī)構(gòu)所在的軸與圓形齒輪機(jī)構(gòu)所在的軸是對(duì)應(yīng)傳動(dòng)關(guān)系的聯(lián)接，并且通過(guò)操縱離合器聯(lián)接。
全文摘要
不間斷動(dòng)力的齒輪變速器有齒輪箱體，軸承設(shè)置著至少兩根軸，軸帶有齒輪構(gòu)成齒輪機(jī)構(gòu)，含有至少兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)，還含有作為過(guò)渡檔的非圓齒輪機(jī)構(gòu)，兩檔圓形齒輪機(jī)構(gòu)與一個(gè)非圓齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)配置；非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最大傳動(dòng)比大于對(duì)應(yīng)的低速檔的傳動(dòng)比，最小傳動(dòng)比小于高速檔的傳動(dòng)比；每個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)都各有一個(gè)齒輪與軸或軸與軸之間通過(guò)超越離合器聯(lián)接，超越離合器還帶有操縱機(jī)構(gòu)；操縱機(jī)構(gòu)由撥爪、控制銷(xiāo)、滑環(huán)、撥桿構(gòu)成，從控制銷(xiāo)到撥桿之間的傳動(dòng)鏈里帶有使滑環(huán)回位的彈性件；撥桿之間帶有聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。利用變化的傳動(dòng)比不間斷的過(guò)渡起始檔到目的檔，并同步自動(dòng)接合分離轉(zhuǎn)換，變速效率高、能耗小、換檔平穩(wěn)。
文檔編號(hào)B60W10/11GK1749603SQ20041005047
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月18日
發(fā)明者楊斌彬 申請(qǐng)人:楊斌彬