專利名稱：a的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械傳動領域，齒輪變速器技術。
背景技術：
主要源自現(xiàn)代轎車的自動變速器技術。其中最基本的是拉威挪式自動變速器與辛普森式自動變速器。采用拉威挪式自動變速器的轎車Polo轎車、寶來轎車、帕薩特轎車、奧迪A6轎車等。采用辛普森式自動變速器的轎車上海別克、塞歐轎車、富康系列轎車等。另外，還粗略對比了美國克萊斯勒汽車公司、通用汽車公司和福特汽車公司生產(chǎn)的變速箱，日本尼桑公司、三菱公司、馬自達公司、本田公司生產(chǎn)的變速器，德國梅塞德斯-奔馳公司、大眾公司生產(chǎn)的變速器，法國雷諾公司生產(chǎn)的變速器等。

發(fā)明內(nèi)容本設計針對現(xiàn)有自動檔汽車前進檔位不多(不超過7個)而設計。主要應用在自動檔汽車的檔位變換上，也可以應用在機床等需要大量不同的變速比的場合。
本設計具體特點概括如下1.可以通過離合器間不同的嚙合組合狀態(tài)獲得an個傳動比(其中n為主傳動路線上速度控制離合器的數(shù)目，a為定軸變速單元軸的數(shù)目)。一般可以實現(xiàn)16、32、64、81、甚至256個基本前進檔位。
2.傳動環(huán)節(jié)可以方便地進行擴展，且每擴展一個傳動環(huán)節(jié)，所獲得的傳動比數(shù)目擴大a倍，最大傳動比間隔縮小a倍。
3.本設計中，除前進檔位外，可另提供an-1個倒車檔、1個鎖車檔和若干個空檔。
4.有利于實現(xiàn)智能自動配油，以使汽車始終維持在最低油耗。
5.使用倒拖車方法，可以發(fā)動汽車。
6.下坡時，減速器之間的傳動關系使汽車不會失速。
7.有利于車速的連續(xù)調(diào)節(jié)、車速的實時數(shù)字顯示方面的設計。
8.可以方便地進行速比范圍及其分布的設計。
9.大幅度改善汽車速度調(diào)節(jié)時的平順程度。
10.成本低，原理簡單，便于保養(yǎng)及維修。
11.可以設計成定軸輪系和聯(lián)體行星輪系兩種形式，以適應不同場合的需要。


(介紹主要以結構比較簡單的定軸輪系為例。)如附圖-1所示這是定軸變速輪系的原理示意圖(a＝2)。
在一系列加速單元中，C1、C2、C3、C4、C5……為完全相同的兩態(tài)離合器。在自然狀態(tài)，各離合器將上位單元的主傳動軸與下位單元的主傳動軸嚙合在一起，則相鄰兩單元之間的傳動關系為同速度傳動。當離合器Ci改變狀態(tài)工作時，上位單元的主傳動軸與下位單元的主傳動軸脫開嚙合，使上位單元主傳動軸與其軸端處的齒輪結合為一體，則傳動路線通過旁掛齒輪傳至下位單元的主傳動軸，此處的傳動比相應地發(fā)生改變。當配掛變速齒輪演化為聯(lián)體行星齒輪，各級主傳動軸上的齒輪就成了太陽輪，整個變速器外殼可以做成齒圈。這就是此類變速器的行星齒輪設計方案。其控制原理同定軸變速輪系。
如附圖-2所示這是三進制齒輪變速器原理圖(a＝3)。
圖中每一個變速單元主軸上的齒輪與主軸是固定在一起的。C11、C21、C31、C41、C51……暫且叫做上配掛變速齒輪離合器，C12、C22、C32、C42、C52……叫做下配掛齒輪離合器。C1、C2、C3、C4、C5……為中軸離合器。這些離合器都是常規(guī)的離合器，當離合器工作狀態(tài)為“0”時，離合器將兩部分機械構件脫開嚙合，當離合器工作狀態(tài)為“1”時，離合器將兩部分機械構件嚙合在一起。其變速比選配原理及其控制方法和二進制齒輪變速器是一樣的。這里若討論k＞1的情形，則上述系統(tǒng)為加速器，當k的取值小于1時，整個系統(tǒng)將變?yōu)闇p速器，當k的取值同時有大于1的項和小于1的項時，系統(tǒng)將成為可以加速也可以減速的變速器。且可以確定其可達到的變速比數(shù)目為3n，傳動比范圍為1.000～kb，b＝(3n-1)，[k為初始傳動比(k＞1)，n為定軸變速單元數(shù)]。每增加一個變速單元，變速比的數(shù)目擴大為原來的3倍，同時需要增加3個控制離合器。在上述原理圖中，除中間軸離合器外，若將上配掛變速齒輪和下配掛變速齒輪變?yōu)槿着鋻熳兯冽X輪，則整個系統(tǒng)就演化成為四進制齒輪變速器。
如附圖-3所示這是三進制齒輪變速器更為緊湊的結構設計方案(a＝3)。圖中，上配掛變速齒輪和下配掛變速齒輪要求有不同的齒數(shù)。那么，按照正常的裝配方案設計根本不能夠正常安裝。這時，需要在配掛齒輪的軸上加裝兩個萬向聯(lián)軸節(jié)。配掛齒輪軸的固定也會稍加繁瑣。另一個解決方案，可以將配掛齒輪做成球面齒輪的一部分，相應地，中間軸上的配掛齒輪也做成球面齒輪的一部分。它們相互嚙合時，需要配掛齒輪的軸不與各單元中間軸平行。由此結構，可以演化制做出4進制、5進制甚至6進制等的齒輪變速器。
具體實施方式
5.1在附圖-1所示的二進制齒輪變速器系統(tǒng)下的變速器狀態(tài)分析假定0代表各處離合器的自然狀態(tài)，1代表各處離合器的另一工作狀態(tài)。C’、C0自然狀態(tài)為使兩部分零件各自保持自由，工作狀態(tài)為使兩部分零件嚙合為一體。C”為剎車器，0狀態(tài)代表放開，1狀態(tài)代表抱合。其傳動比分配規(guī)則列于表-1表-1
說明在此組合表中可以看出，各個離合器按照二進制數(shù)發(fā)生組合時，均可獲得不同的傳動比。這是因為每個離合器處有兩種不同的狀態(tài)所致。若單個離合器可以切換出更多的狀態(tài)(n)，則齒輪間的組合狀態(tài)可以按照n進制數(shù)的規(guī)律統(tǒng)計。不過會令變速系統(tǒng)變得繁瑣許多。另外，倒車檔一欄中沒有完全列出各種組合情況，其組合情況大體同前進檔的分析。
5.2在附圖-1所示的二進制齒輪變速器系統(tǒng)下變速級數(shù)的數(shù)學分析(未考慮前面兩級行星齒輪的傳動參數(shù))經(jīng)過我的探索發(fā)現(xiàn)，當Ki＝k^[2^(i-1)]時(^代表冪運算)，各減速比按照2進制數(shù)排列時得到一個等比數(shù)列(可以猜想，當Ki＝k^[a^(i-1)]時，為減速比按照a進制數(shù)排列時得到一個等比數(shù)列，同時要求每定軸變速單元各有a種狀態(tài)變換)，且k(k＞0)為這個等比數(shù)列的比例因子。若系統(tǒng)共有n個單元，則1≤i≤n，其中i為定軸變速單元的離合器編號。
公式推導設系統(tǒng)共有n個單元，則最大傳動比為各項傳動比乘積；∏k＝k1*k2*k4*k8*k16*…*ka＝k1+2+4+8+16+…+a＝kb其中，a＝2i-1，b＝1+2+4+8+16+…+2i-1又b為一個等比數(shù)列，且其比例因子為2，則b＝2i-1所以∏k＝kb，b＝2i-1經(jīng)驗證，當i＝0時，既可利用此式推導出無定軸變速單元時系統(tǒng)的傳動比。
結論系統(tǒng)最大傳動比K計算公式為(設∏k＝K)K＝kb，(b＝2n-1)其中n為定軸變速單元數(shù)，n可以為0或自然數(shù)。
例如設某變速器共有四組變速單元，即i∈[1，4]，n＝4，且設k＝1.100，則傳動比最小的三項為1.000、1.100、1.210，傳動比最大的三項為3.452、3.797、4.177，最大傳動比間隔為δ＝4.177-3.797＝0.380，傳動比共有24＝16(種)在理論上講，當定軸傳動單元足夠多時，總能夠找到最大傳動比之差δ足夠小，以至于可以忽略不計的組合方案，這時，就可以近似認為該傳動系統(tǒng)為無級傳動系統(tǒng)，且可以確定其傳動比范圍為1.000～K＝kb，(b＝2n-1)，(k為初始傳動比，n為定軸單元數(shù))。
5.3使用評估其實，人體對速度微小變化的感覺不是十分靈敏的。當速度變化比較小時，在油門的輔助調(diào)節(jié)下，對于人體來說就已經(jīng)是無級變速了。所以，當這套設計用于實踐的時候，并不必要追求無數(shù)個調(diào)速單元。下面列給出調(diào)速單元i、基本變速比數(shù)目n和最大速比間隔δ之間的關系(設要求系統(tǒng)的變速比變化范圍為1.00-15.00)表-2
由以上表格可以看出，當變速單元數(shù)達到7時，系統(tǒng)已經(jīng)具備128個基礎前進檔位，(且每增加一變速單元，前進檔位數(shù)擴大一倍，變速比間隔縮小一倍。)可以充分滿足乘客和司機的需要。再配合實際中車速隨油量大小和前進阻力的變化，車體在變速的過程中應該不會有“頓”的感覺。
5.4(a＝2系統(tǒng))幾種傳動比的選值及其組合數(shù)值分布列表只針對附圖-1述設計情況，且設k＞1，且未考慮前面兩級行星齒輪的傳動參數(shù)，可用其對下面數(shù)據(jù)進行整體放大或縮小。
5.4.1四定軸(n＝4)傳動單元系統(tǒng)[結論按傳動比組合規(guī)律排列](1)k1＝3.00；k2＝2.00；k3＝1.50；k4＝1.20；表-3；
(2)k1＝2.80；k2＝2.00；k3＝1.60；k4＝1.20；表-4；
(3)k1＝2.40；k2＝2.20；k3＝1.60；k4＝1.20；表-5；
5.4.2五定軸(n＝5)傳動單元系統(tǒng)(結論按組合后傳動比的大小排列)(1)k1＝2.80；k2＝2.30；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-6；
(2)k1＝2.20；k2＝1.80；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-7；
(3)k1＝1.90；k2＝1.70；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-8；
5.5擴展系統(tǒng)的功能分析一般來講，當齒輪變速器為a進制系統(tǒng)(例如附圖-2、附圖-3所示3進制系統(tǒng))，基本速比因子為k，各配掛齒輪分別起作用時傳動比Ki＝k^[a^(i-1)]，且共有n個變速單元時，則可以得出以下結論(1)系統(tǒng)可達到的變速比數(shù)目為an；(2)系統(tǒng)傳動比范圍為(以k＞1為例)1.000～kb，b＝(an-1)；(3)系統(tǒng)所需要的配掛齒輪變速離合器數(shù)目為a*n；(4)每增加一個變速單元，可達到的變速比數(shù)目擴大為原來的a倍；(5)每增加一個變速單元，同時需要增加a個控制離合器。
權利要求
1.本發(fā)明，除擁有若干前進檔位外，可另提供若干倒車檔、一鎖車檔、若干空檔。
2.可借助于倒車檔，使用拖車方法發(fā)動汽車。
3.便于進行速比范圍及其分布的設計，以改善汽車速度調(diào)節(jié)時的平順程度。
4.其變速比數(shù)量具有an特征(a為每單元可變狀態(tài)，n為單元數(shù))的串聯(lián)各獨立變速單元的定軸或行星齒輪式變速器。
5.a進制an種傳動比齒輪變速器性質(zhì)特點(基本速比因子為k，各配掛齒輪分別起作用時傳動比Ki＝k^[a^(i-1)]，且共有n個變速單元)系統(tǒng)可達到的變速比數(shù)目為an；系統(tǒng)傳動比范圍為(以k＞1為例)1.000～kb，b＝(an-1)；系統(tǒng)所需要的配掛齒輪變速離合器數(shù)目為a*n；每增加一個變速單元，可達到的變速比數(shù)目擴大為原來的a倍；每增加一個變速單元，同時需要增加a個控制離合器。
全文摘要
本發(fā)明主要應用在自動檔汽車的檔位變換上，也可以應用在機床等需要大量不同的變速比的場合。一般可以實現(xiàn)16、32、64、81、256個基本傳動檔位。其特征是變速比數(shù)量具有a
文檔編號F16H3/70GK1873256SQ20051012387
公開日2006年12月6日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權日2005年11月24日
發(fā)明者穆樹亮 申請人:穆樹亮