本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的變速箱，且具體涉及快速換擋變速箱(Q-Shift gearbox)的改進(jìn)版本。

背景技術(shù)：

變速箱的各種構(gòu)造是已知的，一個(gè)實(shí)例是"同軸(inline)"構(gòu)造。在此構(gòu)造中，功率從輸入軸經(jīng)由沿側(cè)向偏置的卷繞變換齒輪流入共軸輸出軸。同軸構(gòu)造的一些版本設(shè)計(jì)成使得輸入軸可旋轉(zhuǎn)地連接到輸出軸上，且如此獲得輸入軸與輸出軸之間的1:1的速度比。避免功率流過卷繞變換齒輪的需要來提供此比具有效率利益。

WO2014/049317A1公開了一種快速換擋型無離合器變速箱。該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用并入本文中。對于用于換擋的離合器的需要通過具有特定設(shè)計(jì)的多個(gè)齒輪輪體而在快速換擋型變速箱中消除，其中特定設(shè)計(jì)的爪轂(dog hub)在各個(gè)齒輪輪體的任一側(cè)上。快速換擋型無離合器變速箱大體上不是以同軸構(gòu)造設(shè)計(jì)的。期望提供快速換擋型無離合器變速箱的同軸版本，優(yōu)選具有優(yōu)于已知版本的改善的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種變速箱，其包括第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件，第一旋轉(zhuǎn)部件具有遠(yuǎn)離變速箱延伸的軸部分，第一旋轉(zhuǎn)部件承載一個(gè)或更多個(gè)凸起，第二旋轉(zhuǎn)部件承載一個(gè)或更多個(gè)互補(bǔ)的凸起，由第一旋轉(zhuǎn)部件承載的凸起構(gòu)造成與由第二旋轉(zhuǎn)部件承載的互補(bǔ)的凸起傳動(dòng)地接合，以在第一轉(zhuǎn)矩連接中但不在與第一轉(zhuǎn)矩連接相對的轉(zhuǎn)矩連接中傳遞轉(zhuǎn)矩，其中變速箱還包括單向離合器，其適于使得第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件可傳動(dòng)地接合來在第二轉(zhuǎn)矩連接中傳遞轉(zhuǎn)矩，其中第二轉(zhuǎn)矩連接與第一轉(zhuǎn)矩連接相對。

這是有益的，因?yàn)槔缙湓试S其中輸入軸可直接地連接到輸出軸上的無離合器變速箱的構(gòu)造。這在高速擋中給出了1:1的齒輪比，其中功率不會(huì)經(jīng)由齒輪嚙合流動(dòng)，且如此是很有效的。盡管本發(fā)明的實(shí)施例包括提供第二轉(zhuǎn)矩連接的單向離合器，但單向離合器并不干擾低速擋。這是因?yàn)?，在接合任何低速擋或倒擋時(shí)，可為輸出軸的第二旋轉(zhuǎn)部件比可為輸入軸的第一旋轉(zhuǎn)部件更慢旋轉(zhuǎn)。因此，單向離合器并未接合。

第一旋轉(zhuǎn)部件可安裝成用于在變速箱殼壁中的孔口中軸向旋轉(zhuǎn)，例如，在軸承上。第一旋轉(zhuǎn)部件可與第二旋轉(zhuǎn)部件共軸地延伸。第一旋轉(zhuǎn)部件可包括用于將轉(zhuǎn)矩傳遞至第二旋轉(zhuǎn)部件的輸入齒輪，這可在第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件并未與彼此接觸時(shí)經(jīng)由卷繞變換齒輪來完成。卷繞變換齒輪可沿側(cè)向偏離第一旋轉(zhuǎn)部件。卷繞變換齒輪可包括不同直徑的多個(gè)齒輪。卷繞變換齒輪上的多個(gè)齒輪中的各個(gè)均可與第二旋轉(zhuǎn)部件上的對應(yīng)齒輪嚙合。第一旋轉(zhuǎn)部件的輸入齒輪可包括沿周向設(shè)置的齒輪齒，其可對于第一旋轉(zhuǎn)部件的軸線傾斜。由第一旋轉(zhuǎn)部件承載的凸起可位于輸入齒輪的面上。該面可位于第一旋轉(zhuǎn)部件的軸向平面中。

第一旋轉(zhuǎn)部件的軸部分可包括輸入軸。第二旋轉(zhuǎn)部件可包括輸出軸。輸入和/或輸出軸可具有用于便于輸入/輸出軸的抓持的花鍵或其它特征。在第一轉(zhuǎn)矩連接中，轉(zhuǎn)矩從輸入軸傳遞至輸出軸。在第二轉(zhuǎn)矩連接中，轉(zhuǎn)矩從輸出軸傳遞至輸入軸。

第一轉(zhuǎn)矩連接中的凸起和互補(bǔ)的凸起的接合可以能夠僅在單旋轉(zhuǎn)旋向上傳遞轉(zhuǎn)矩。由第二旋轉(zhuǎn)部件承載的互補(bǔ)的凸起可以是關(guān)于由第一旋轉(zhuǎn)部件承載的凸起沿軸向可轉(zhuǎn)移的，來與其接合。由第二旋轉(zhuǎn)部件承載的互補(bǔ)的凸起可設(shè)在大體上環(huán)形的支承件上。支承件可具有大體上位于第二旋轉(zhuǎn)部件的軸向平面中的支承表面，互補(bǔ)的凸起位于其上。支承件可包括第二旋轉(zhuǎn)部件延伸穿過其間的孔口。在孔口的區(qū)域中，支承件和第二旋轉(zhuǎn)部件可包括對應(yīng)的匹配特征，以允許其間的相對軸向移動(dòng)，且/或防止其間的相對徑向移動(dòng)。對應(yīng)的匹配特征可包括沿軸向延伸的花鍵。在使用中，支承件可沿軸向轉(zhuǎn)移，使得支承件的匹配花鍵沿第二旋轉(zhuǎn)部件的對應(yīng)匹配花鍵滑動(dòng)，直到互補(bǔ)的凸起位于與由第一旋轉(zhuǎn)部件承載的凸起相同的軸向平面中，且如此接合可發(fā)生。

第一抵靠表面和第二抵靠表面的角位置，以及凸起和互補(bǔ)的凸起可選擇成使得轉(zhuǎn)矩反向時(shí)存在很少量的反沖。

凸起和互補(bǔ)的凸起可布置成使得在傳動(dòng)地接合時(shí)，凸起和互補(bǔ)的凸起強(qiáng)制地接合。此'強(qiáng)制接合(positive engagement)'可包括至少一個(gè)凸起或互補(bǔ)的凸起上的'懸置'部分，使得在傳動(dòng)地接合時(shí)，凸起和互補(bǔ)的凸起被推到一起。

如果第一旋轉(zhuǎn)部件比第二旋轉(zhuǎn)部件更快旋轉(zhuǎn)，則凸起和互補(bǔ)的凸起可被推到一起。這可通過具有斜面狀凸起和互補(bǔ)的凸起來達(dá)成，它們在傳動(dòng)接合時(shí)具有匹配面，但在相反的相對旋轉(zhuǎn)存在時(shí)，斜面的斜率允許凸起和互補(bǔ)的凸起以棘輪方式騎在彼此上。

凸起和/或互補(bǔ)的凸起可包括斜面形式，其具有與環(huán)形本體接觸的底座、傾斜表面和匹配表面，且布置成使得凸起上的傾斜表面在與互補(bǔ)的凸起上的傾斜表面相反的方向上傾斜。匹配表面可形成為使得其至少部分地延伸超過底座，以便產(chǎn)生懸置。例如，因此，凸起可具有鋸齒或不等邊鈍角三角形的形式。作為優(yōu)選，該布置類似于布置成僅在一個(gè)旋向上強(qiáng)制接合的棘輪齒。

傾斜斜面允許凸起和互補(bǔ)的凸起騎在彼此上，其中存在相對旋轉(zhuǎn)，且在提供的情況下，'懸置'在傳動(dòng)接合期間防止意外分離，且實(shí)際上在傳動(dòng)接合期間以類似于棘輪布置的方式促使緊密接合。

單向離合器可包括用于將轉(zhuǎn)矩從第一旋轉(zhuǎn)部件傳遞至第二旋轉(zhuǎn)部件的第一抵靠件。第一抵靠件可具有第一抵靠表面。單向離合器還可包括用于將轉(zhuǎn)矩從第二旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)移至第一旋轉(zhuǎn)部件的第二抵靠件。第二抵靠件可具有第二抵靠表面。轉(zhuǎn)矩可通過第一抵靠表面由第二抵靠表面的抵靠來轉(zhuǎn)移。

第一抵靠表面可大體上沿徑向向內(nèi)延伸。第一抵靠表面可與第一旋轉(zhuǎn)部件整體結(jié)合。第一抵靠表面可設(shè)在第一旋轉(zhuǎn)部件中的離合器凹口的內(nèi)表面上。離合器凹口可沿軸向延伸。可存在多個(gè)第一抵靠表面，例如，可存在三個(gè)第一抵靠表面。在存在多個(gè)第一抵靠表面的實(shí)施例中，第一抵靠表面可圍繞凹口的內(nèi)表面以相等角間距間隔開。

第二抵靠表面可大體上沿徑向延伸。第二抵靠表面可位于離合器凹口內(nèi)，且可位于凹口的軸向中點(diǎn)處。第二抵靠表面可為沿徑向可轉(zhuǎn)移的。第二抵靠表面可為在由第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)生成的離心力的影響下沿徑向向外的方向可轉(zhuǎn)移的。作為備選，諸如彈簧的偏壓可用于轉(zhuǎn)移第二抵靠表面。第二抵靠表面可由第二抵靠元件承載。第二抵靠元件可以以金屬形成，且可具有大體上長方形形狀。第二抵靠表面沿其可轉(zhuǎn)移的路徑可由第二旋轉(zhuǎn)部件中的開孔部分地限定。開孔可沿徑向延伸。開孔可為通孔。開孔可大小確定成允許第二抵靠元件在其內(nèi)徑向轉(zhuǎn)移。第二抵靠元件的對準(zhǔn)可由對準(zhǔn)器件約束，例如，延伸穿過第二抵靠元件中的長形孔口的銷。對準(zhǔn)器件適于確保在抵靠期間，第一抵靠表面基本平行于第二抵靠表面。作為備選，對準(zhǔn)器件和/或開孔的截面形狀可選擇成基本防止第二抵靠元件在開孔中的旋轉(zhuǎn)。

單向離合器可具有與第一旋轉(zhuǎn)部件成固定關(guān)系的第一偏轉(zhuǎn)表面。單向離合器可具有與第二旋轉(zhuǎn)部件成固定關(guān)系的第二偏轉(zhuǎn)表面。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)部件比第一旋轉(zhuǎn)部件更慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二偏轉(zhuǎn)表面可從第一偏轉(zhuǎn)表面偏轉(zhuǎn)，使得沒有顯著量的轉(zhuǎn)矩從第一偏轉(zhuǎn)表面轉(zhuǎn)移至第二偏轉(zhuǎn)表面。

第一偏轉(zhuǎn)表面可為大體上光滑的表面，且可在軸向平面中延伸，且可設(shè)在離合器凹口的面向內(nèi)的表面上。第一偏轉(zhuǎn)表面可具有斜面形式，使得其具有升高端和未升高端，升高端位于離第一旋轉(zhuǎn)部件的主軸線更小的徑向距離處。第一抵靠表面可位于第一偏轉(zhuǎn)表面的升高端附近。

第二偏轉(zhuǎn)表面可與第二抵靠表面成固定關(guān)系。第二偏轉(zhuǎn)表面可在軸向平面中彎曲。當(dāng)?shù)谝恍D(zhuǎn)部件比第二旋轉(zhuǎn)部件更快旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二旋轉(zhuǎn)部件可接觸第一偏轉(zhuǎn)表面。第一偏轉(zhuǎn)表面的斜面形式可促使第一偏轉(zhuǎn)表面將徑向偏轉(zhuǎn)力施加到第二偏轉(zhuǎn)表面上，引起第二抵靠表面偏轉(zhuǎn)離第一抵靠表面。該偏轉(zhuǎn)可促使第一偏轉(zhuǎn)表面沿徑向向內(nèi)行進(jìn)。第一偏轉(zhuǎn)表面可沿或朝徑向開孔行進(jìn)。第二偏轉(zhuǎn)表面可設(shè)在第二抵靠元件上。第二偏轉(zhuǎn)表面可包括第二抵靠表面的倒角轉(zhuǎn)角。

第二旋轉(zhuǎn)部件可包括輸出軸。至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件設(shè)在輸出軸上，輸出軸與副軸上的對應(yīng)齒輪嚙合。兩個(gè)選擇器部件可與至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件相關(guān)聯(lián)。驅(qū)動(dòng)部件可包括第一面和第二面，且還可包括在各個(gè)面上的至少一個(gè)凸起，且選擇器部件可包括在其至少一個(gè)面上的布置成與驅(qū)動(dòng)部件的凸起有選擇地接合的至少一個(gè)互補(bǔ)的凸起，該布置使得選擇器部件的(多個(gè))凸起和驅(qū)動(dòng)部件的第一面的(多個(gè))凸起可傳動(dòng)地接合，以便在第一旋轉(zhuǎn)旋向上轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩，且

選擇器部件的(多個(gè))凸起和驅(qū)動(dòng)部件的第二面的(多個(gè))凸起可傳動(dòng)地接合，以便在與第一旋轉(zhuǎn)旋向相反的第二旋轉(zhuǎn)旋向上轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩。

如本文所述的選擇器部件因此可用作單向傳動(dòng)離合器，其有選擇地接合至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件(用語'有選擇地'在此上下文中意思是它們也可與驅(qū)動(dòng)部件解除接合)。在優(yōu)選實(shí)施例中，將存在至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部件和至少三個(gè)選擇器部件。在此情況中，使用驅(qū)動(dòng)部件的各側(cè)上的此選擇器部件的優(yōu)點(diǎn)在于構(gòu)件可比例如爪式離合器和同步嚙合布置簡單且穩(wěn)健。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到那樣，選擇器部件可在高速下旋轉(zhuǎn)。因此，它們優(yōu)選為簡單的一件式構(gòu)件，理想的是沒有任何彈簧構(gòu)件、內(nèi)部滑動(dòng)構(gòu)件等，其由向心加速引起的力影響。它們也可為相對窄的。存在優(yōu)于簡單的爪式離合器(其可為本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的)的優(yōu)點(diǎn)：兩個(gè)接合部件(一個(gè)用于向前驅(qū)動(dòng)而另一個(gè)用于向后驅(qū)動(dòng))的使用允許了接合時(shí)的較大反沖，但完全接合時(shí)低反沖，所以提供了更可靠更快的接合，且允許了接合處的更大速度差。

此外，通過提供單獨(dú)的選擇器部件，各個(gè)選擇器部件布置成在相對轉(zhuǎn)矩的一個(gè)旋向上與驅(qū)動(dòng)部件傳動(dòng)地接合，僅一個(gè)選擇器部件在任何給定轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下與驅(qū)動(dòng)部件傳動(dòng)地接合。這允許了另一個(gè)有選擇地解除接合，這繼而又意味著另一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件可有選擇地接合，且可'獲得'驅(qū)動(dòng)，而無任何中斷轉(zhuǎn)矩傳遞。

驅(qū)動(dòng)部件選擇機(jī)構(gòu)可布置成使得在傳動(dòng)地接合時(shí)，互補(bǔ)的凸起強(qiáng)制接合。'強(qiáng)制接合'可包括防止解除接合的物理干擾，例如，至少一個(gè)凸起上的'懸置'部分，使得在傳動(dòng)接合時(shí)，選擇器部件可不移離驅(qū)動(dòng)部件。實(shí)際上，在優(yōu)選實(shí)施例中，該布置可使得在傳動(dòng)地接合時(shí)，互補(bǔ)的凸起成形為以便一起拉動(dòng)或推動(dòng)傳動(dòng)地接合的選擇器部件和驅(qū)動(dòng)部件。這確保了驅(qū)動(dòng)接合可僅有選擇地或故意地中斷。

在一些實(shí)例中，凸起和/或選擇機(jī)構(gòu)布置成使得在選擇器部件與驅(qū)動(dòng)部件之間的相對旋轉(zhuǎn)沿與傳動(dòng)接合存在的轉(zhuǎn)矩方向的相反方向的情況下，驅(qū)動(dòng)部件和選擇器部件被推離。這將防止其預(yù)期相反的方向上的'單向驅(qū)動(dòng)離合器'選擇器部件的意外接合。這可通過具有斜面狀凸起來達(dá)成，凸起在處于傳動(dòng)接合時(shí)具有匹配面，但在相反相對旋轉(zhuǎn)存在的情況下，斜面的斜率允許驅(qū)動(dòng)部件和選擇部件以棘輪方式騎在彼此上。然而，如技術(shù)人員將熟悉那樣，未必是此情況，例如，選擇器部件和驅(qū)動(dòng)部件可使用一些選擇機(jī)構(gòu)來物理地移離(盡管這可導(dǎo)致相比于上述'棘輪'布置時(shí)提高的復(fù)雜性)。如本文使用的用語'匹配'是指布置成接觸另一面/構(gòu)件的任何面或構(gòu)件，且并不表示任何聯(lián)鎖、成形等。

在一些實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)部件上的凸起布置成在從正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)變成負(fù)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)限制反沖。這可意思是驅(qū)動(dòng)部件的第一側(cè)上的凸起的匹配或驅(qū)動(dòng)面緊密對準(zhǔn)或至少在特定公差內(nèi)對準(zhǔn)第二側(cè)上的驅(qū)動(dòng)面。當(dāng)然，選擇器部件也將必須正確地安裝來達(dá)成此，且確保選擇器部件正確安裝的一種方式將在于具有安裝布置，其中花鍵從選擇器部件且從它們安裝于其上的軸省去。驅(qū)動(dòng)部件選擇機(jī)構(gòu)可布置成使得在給定轉(zhuǎn)矩狀態(tài)中未傳動(dòng)地接合的選擇器部件可有選擇地移離驅(qū)動(dòng)部件。這允許了選擇器部件定位成接合不同驅(qū)動(dòng)部件，這在一些實(shí)施例中是期望的，且進(jìn)一步意思是為了從傳動(dòng)接合取消選擇驅(qū)動(dòng)部件，將僅必須移動(dòng)一個(gè)選擇器部件。

在一些實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)部件和選擇器部件布置在共同軸線上，且布置成使得它們的相對軸向位置可變化。(多個(gè))選擇器部件可滑動(dòng)地安裝到軸線上。

至少一個(gè)軸線安裝的選擇器部件的位置可由至少兩個(gè)預(yù)載彈簧確定。彈簧優(yōu)選相對于固定止擋件預(yù)載，因此提供了選擇器的移動(dòng)的正控制，但機(jī)構(gòu)中的最大力基本限于彈簧上的預(yù)載。

在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)選擇器部件可布置在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部件之間，且包括其各個(gè)面上的至少一個(gè)凸起，其中第一面上的(多個(gè))凸起可與一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件上的(多個(gè))凸起接合，且第二面上的(多個(gè))凸起可與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件上的(多個(gè))凸起接合。提供此'雙面'選擇器部件簡化了多驅(qū)動(dòng)部件實(shí)施例中所需的構(gòu)件?；パa(bǔ)的凸起可設(shè)在其上的大體上環(huán)形的支承件可包括此'雙面'選擇器部件?；パa(bǔ)的凸起可設(shè)在選擇器部件的一個(gè)面上。選擇器部件的相對面可設(shè)有用于與對應(yīng)于第二最高齒輪比的驅(qū)動(dòng)部件的凸起接合的凸起。

在一些實(shí)例中，三個(gè)凸起可設(shè)在驅(qū)動(dòng)部件和選擇器部件的各個(gè)面上。盡管可存在任何數(shù)目的凸起，從每個(gè)面一個(gè)到許多，但將認(rèn)識(shí)到的是，一個(gè)以上是期望的，以擴(kuò)展負(fù)載，但如果凸起的數(shù)目變得太高，則制造變得更復(fù)雜，且由于它們將必須更薄且更小，故凸起可能變得更弱。期望的凸起的數(shù)目可根據(jù)驅(qū)動(dòng)部件選擇機(jī)構(gòu)的應(yīng)用而變化。

該機(jī)構(gòu)可包括布置成控制至少一個(gè)選擇器部件的位置的換擋機(jī)構(gòu)，其包括具有在其中切有周向軌道的旋轉(zhuǎn)筒，其中(多個(gè))選擇器部件安裝成使得筒部件的旋轉(zhuǎn)確定選擇器部件的位置(例如，軸向位置)。

驅(qū)動(dòng)部件選擇筒可布置成控制至少兩個(gè)選擇器部件的位置，且驅(qū)動(dòng)部件選擇機(jī)構(gòu)還可包括布置成在任何給定時(shí)間防止選擇傳動(dòng)接合的一個(gè)以上驅(qū)動(dòng)部件的閘。這防止了齒輪的'碰損'選擇。具體而言，在驅(qū)動(dòng)部件提供不同的齒輪比且各個(gè)可處于驅(qū)動(dòng)部件作用于驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件的正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)中或相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)部件的負(fù)轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)中的情況下，換擋機(jī)構(gòu)優(yōu)選布置成防止由一個(gè)擋位的負(fù)驅(qū)動(dòng)選擇器部件和較高擋位的正驅(qū)動(dòng)選擇器部件的同時(shí)接合，或一個(gè)擋位的正驅(qū)動(dòng)選擇器部件和較低擋位的負(fù)驅(qū)動(dòng)選擇器部件的同時(shí)選擇。

選擇器部件可安裝成與形成在筒中的軌道或切口關(guān)聯(lián)安裝。作為優(yōu)選，軌道具有形成在其中的(多個(gè))彎曲，使得由軌道形成的路徑沿軸向變化，且軌道在筒的兩側(cè)上'對稱'，且換擋機(jī)構(gòu)包括與各個(gè)筒相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)換擋臂，各個(gè)均布置成與筒的一側(cè)相關(guān)聯(lián)，且與形成在其上的軌道接合。這允許了選擇器部件略微屈曲，且適應(yīng)略微失準(zhǔn)。'對稱'的性質(zhì)使得軌道中的形式或圖案(例如，(多個(gè))彎曲)在圍繞筒的180度轉(zhuǎn)移下重復(fù)。對稱軌道允許換擋機(jī)構(gòu)在選擇器部件上基本沿軸向作用(因?yàn)閮蓚€(gè)換擋臂將在軌道的作用下經(jīng)歷相同的軸向轉(zhuǎn)移)。

在具有多個(gè)筒的實(shí)施例中，筒可基本相同，且可在相對旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移下安裝。使用相同的部分是期望的，因?yàn)槠浣档椭圃鞆?fù)雜性。

(多個(gè))筒可安裝在換擋軸上，其中各個(gè)筒由沿?fù)Q擋軸的軸線作用的至少兩個(gè)回彈性部件朝靜止位置推動(dòng)。回彈性部件確保了選擇器部件的位置牢固地保持，但允許了高于閾值的力的情況下的移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，回彈性部件是安裝在換擋軸內(nèi)側(cè)的彈簧，但技術(shù)人員將想到其它布置。

選擇器部件可包括具有第一面和第二面的基本環(huán)形本體，其中至少一個(gè)凸起布置在各個(gè)面上，凸起包括斜面形式，其具有與環(huán)形本體接觸的底座、傾斜表面和匹配表面，且布置成使得第一面上的傾斜表面在與第二面的傾斜表面相反的方向上傾斜。匹配表面(將回想到用語'匹配'；僅表示面可與另一個(gè)面接觸)可形成為使得其至少部分地延伸超過底座，以便產(chǎn)生懸置。例如，因此，凸起可具有鋸齒或不等邊鈍角三角形的形式。作為優(yōu)選，該布置類似于布置成僅在一個(gè)旋向上強(qiáng)制接合的棘輪齒。因此，為了以備選方式表達(dá)本發(fā)明，提供了驅(qū)動(dòng)部件，其包括具有第一面和第二面的基本環(huán)形本體，其中至少一個(gè)凸起布置在各個(gè)面上，凸起包括斜面形式，其具有與環(huán)形本體接觸的底座、傾斜表面和匹配表面，且布置成使得第一面上的(多個(gè))匹配表面在第一旋轉(zhuǎn)旋向上先于(多個(gè))凸起，且第二面上的(多個(gè))匹配表面在相反的第二旋轉(zhuǎn)旋向上先于凸起。

傾斜斜面允許驅(qū)動(dòng)部件和選擇器部件騎在彼此上，在該處，存在相對旋轉(zhuǎn)，且在提供的情況下，'懸置'防止了傳動(dòng)接合期間的意外分離，且實(shí)際上在傳動(dòng)接合期間促成了以類似于棘輪布置的方式的緊密接合。

選擇器部件還可包括用于與軸(例如，傳動(dòng)軸)接合的器件。此器件可包括布置成與軸上的互補(bǔ)的齒(或其它接合器件)接合的圍繞環(huán)帶的內(nèi)環(huán)布置的齒。

變速箱還可包括使用彈簧加載的選擇器筒的簡單齒輪選擇機(jī)構(gòu)，以及阻止不正確的齒輪選擇的簡單器件。因此，根據(jù)本發(fā)明的變速箱的簡單性提供了低成本輕重量、高效率、快速換擋變速來用于任何車輛類型中。

控制換擋所需的彈簧機(jī)構(gòu)優(yōu)選預(yù)載來給予構(gòu)件的移動(dòng)的正控制(避免出于相同目的使用非預(yù)載彈簧片的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中看到的較弱控制)。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖僅為了圖示來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了處于完全解除接合狀態(tài)的已知快速換擋變速箱的實(shí)施例的主要構(gòu)件的組件；

圖2為圖1的實(shí)施例的主要構(gòu)件的分解視圖；

圖3示出了爪轂3b上的爪特征和圖1的齒輪2上的對應(yīng)爪特征的詳圖；

圖4示出了處于半接合狀態(tài)的圖1中的實(shí)施例的主要構(gòu)件的組件；

圖5示出了處于完全接合狀態(tài)的圖1中的實(shí)施例的主要構(gòu)件的組件；

圖6為包括換擋機(jī)構(gòu)的已知4速快速換擋變速箱的版本的總體視圖；

圖7示出了圖6中的換擋機(jī)構(gòu)的構(gòu)件，其中一個(gè)爪轂為了參考以分解視圖示出；

圖8為穿過換擋軸9的軸線的截面視圖，示出了換擋軸與選擇器筒之間的彈簧連接；

圖9為示為具有完全接合的一個(gè)傳動(dòng)比的已知4速快速換擋變速箱的實(shí)施例的平面視圖；

圖10為示為在從第三速到第四速進(jìn)行升擋的過程的圖9的4速變速箱的平面視圖；

圖11為示為在正驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩存在的同時(shí)預(yù)選降擋的圖9的4速變速箱的平面視圖；

圖12為穿過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的變速箱的截面視圖；

圖13為圖12中的變速箱的輸入軸的透視圖；

圖14為圖12中的變速箱的單向離合器的分解視圖；

圖15為圖12中的變速箱的輸入軸和單向離合器的擴(kuò)大截面視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于對已知類型的無離合器變速箱的改進(jìn)。已知類型將在本文中稱為快速換擋變速箱。為了清楚起見，現(xiàn)在將描述快速換擋變速箱的已知版本。然后還將描述按照本發(fā)明的實(shí)施例的快速換擋變速箱的改進(jìn)版本。

圖1示出了處于完全解除接合狀態(tài)的快速換擋變速箱的主要構(gòu)件的組件。軸1經(jīng)過這里稱為'爪轂'3a的第一選擇器部件、齒輪2形式的驅(qū)動(dòng)部件，以及第二爪轂3b。齒輪2由低摩擦軸承(不可見)安裝到軸上，在該實(shí)施例中，低摩擦軸承是普通止推墊圈和滾針軸承的組合，使得其沿軸向和沿徑向定位在軸1上，但關(guān)于軸1自由旋轉(zhuǎn)。

在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部件是齒輪2，但在其它實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部件可為有選擇地旋轉(zhuǎn)接合至軸所需的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的任何部分，例如，滾子鏈鏈輪或帶傳動(dòng)滑輪。

如可具體參照圖1至3所見，爪轂3是基本環(huán)形的，具有兩個(gè)面，以及用于與軸1接合的器件，在該實(shí)例中是帶齒的內(nèi)環(huán)6a,6b。它們還包括布置在其各個(gè)面上的多個(gè)(在該實(shí)例中3個(gè))凸起或接合'爪'特征7a,7b,7f,7e。齒輪2也是環(huán)形的，包括帶齒的外表面和兩個(gè)相對的面。齒輪還包括多個(gè)(在該實(shí)例中各個(gè)面上3個(gè))接合'爪'7c,7d特征。轂3b的爪特征7成形為接合齒輪2的爪特征7，這將在下文中更詳細(xì)描述。

在圖1的解除接合狀態(tài)中，兩個(gè)爪轂3a和3b沿軸向轉(zhuǎn)移離齒輪2，使得轂上的爪特征7a,7b與齒輪2上的對應(yīng)爪特征7c,7d解除接合。將注意的是，如圖1-5中所示，兩個(gè)爪轂3a,3b的第二面(如圖所示，外面)上的爪特征7e和7f并未與齒輪2接合，而是提供成允許與可安裝在主軸(見圖6，向前)上的其它齒輪接合。

圖2為圖1的主要構(gòu)件的"分解視圖"，其中圖2的下半部分示出了與圖2的上半部分相同的構(gòu)件，但以不同視角，以顯現(xiàn)齒輪2的第二側(cè)上的爪特征7。在圖2的上半部分中，爪轂3a上的爪特征7a和齒輪2的一側(cè)上的對應(yīng)爪特征7d是可見的。在圖2的下半部分中，爪轂3b上的爪特征7b和齒輪2的另一側(cè)上的對應(yīng)爪特征7c是可見的。

在如附圖中所示的該實(shí)施例中，各個(gè)爪轂3的各個(gè)面和各個(gè)齒輪2的各個(gè)面均具有圍繞軸的軸線基本均勻分布的由爪特征7提供的三個(gè)這樣的凸起。然而，每個(gè)面上的任何數(shù)目的相似爪特征7的使用都是可能的。例如，如果需要較高的負(fù)載能力，則可使用更多爪特征7，或?yàn)榱撕唵纹鹨娀驗(yàn)榱藢?shí)現(xiàn)以較高速度差的接合，可使用較少爪特征7。然而，每個(gè)面提供三個(gè)爪特征7提供了爪特征7之間的基本均勻的負(fù)載分擔(dān)，且在爪特征7傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)給予了自定心作用。如果使用三個(gè)以上的爪特征7，則需要高制造準(zhǔn)確性來確保爪特征位置中的任何誤差小于爪特征7在負(fù)載下的偏轉(zhuǎn)(如果將達(dá)成三個(gè)以上的爪特征7上的負(fù)載分擔(dān))。每個(gè)面使用三個(gè)爪特征7還提供了特征之間的大角形間隙，以允許在爪轂3與齒輪2之間以高相對速度的接合。

軸1包括多個(gè)公花鍵齒部分6c,6d(其數(shù)目對應(yīng)于組件中的爪轂3的數(shù)目)，且爪轂3的內(nèi)環(huán)承載對應(yīng)的母花鍵齒6a,6b。容許了這些匹配的花鍵6c,6d和6a,6b以空隙配合來接合。公花鍵齒比母花鍵齒更寬(即，沿軸1軸向地進(jìn)一步延伸)，使得一旦布置在軸1上，爪轂3a,3b在與公花鍵齒6c,6d對準(zhǔn)時(shí)沿徑向且旋轉(zhuǎn)地連接到軸1上，但沿軸向自由移動(dòng)，同時(shí)保持與軸1的此連接。這允許了爪轂3a,3b的爪特征7a,7b移入和移出與齒輪2的爪特征7c,7b的接合，同時(shí)仍由軸1驅(qū)動(dòng)。

圖3示出了爪轂3b上的爪特征7b和齒輪2上的對應(yīng)爪特征7c的詳圖。爪特征7a-d中的各個(gè)均由齒輪2或爪轂3的側(cè)面上方突出的斜面狀塊構(gòu)成。各個(gè)爪特征7a-d從在與爪轂3的面的相同平面中的底座4e升高，且包括傾斜表面5b,5c，以及'匹配'或接觸表面4c,4b，其成角遠(yuǎn)離軸1的軸線，以在一個(gè)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)另一個(gè)時(shí)提供轂3上的特征與齒輪2上的特征之間的強(qiáng)制接合或物理聯(lián)鎖。

此外，以單個(gè)轂舉例，當(dāng)爪轂3b由換擋機(jī)構(gòu)(下文所述)的作用朝齒輪2移動(dòng)時(shí)，爪轂3b的爪特征7b的前緣4b將變?yōu)榕c齒輪2的爪特征7c的前緣4c接合，且提供了兩個(gè)構(gòu)件之間傳遞轉(zhuǎn)矩的器件。由轉(zhuǎn)矩傳遞引起的匹配面4b,4c之間的接觸力將趨于(由于面4b,4c的角)朝齒輪2推動(dòng)爪轂3b，故確保了傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)沒有機(jī)構(gòu)失去接合的趨勢。

爪特征7b,7c的傾斜表面5b,5c提供了后緣，其以相對淺的角傾斜。當(dāng)爪轂3b與齒輪2之間存在其它旋向上的相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，淺傾斜表面5b,5c將容易騎到彼此上，故迫使爪轂3b遠(yuǎn)離齒輪2，且如此使兩個(gè)構(gòu)件之間的任何連接解除接合。因此，爪特征7a-f的'斜面'形式提供了在一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)旋向上強(qiáng)制接合和轉(zhuǎn)矩的傳遞，且提供了在另一相對旋轉(zhuǎn)旋向上爪特征7a-f的解除接合和沒有轉(zhuǎn)矩的傳遞。

應(yīng)當(dāng)注意的是，齒輪2的一側(cè)上的爪特征7和爪轂3a上的對應(yīng)爪特征7(圖2的上半部分中可見)適于給予強(qiáng)制接合，以及爪轂3a與齒輪2之間在一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)旋向上的傳動(dòng)連接，且齒輪2的另一側(cè)上的爪特征7和爪轂3b上的對應(yīng)爪特征7適于給予強(qiáng)制接合，以及在另一相對旋轉(zhuǎn)旋向上的傳動(dòng)連接。

因此，在兩個(gè)爪轂3由換擋機(jī)構(gòu)(隨后描述)的作用朝齒輪2移動(dòng)時(shí)，在齒輪2與爪轂3a,3b之間存在兩個(gè)相對旋轉(zhuǎn)旋向上的強(qiáng)制傳動(dòng)接合，且此后兩個(gè)爪轂3a,3b由花鍵連接到軸上，至軸1。

圖4示出了處于'半接合'狀態(tài)中的圖1的組件。爪轂3a與齒輪2接觸，且爪特征7的匹配表面4a,4b與彼此接觸。爪轂3b沿軸向轉(zhuǎn)移離齒輪2，使得爪特征凸起的末梢之間存在空隙。因此，在此狀態(tài)下，齒輪2旋轉(zhuǎn)地連接到軸1上來用于在一個(gè)旋向而不在另一旋向(例如，負(fù)轉(zhuǎn)矩/反向驅(qū)動(dòng))上的相對旋轉(zhuǎn)(例如，正轉(zhuǎn)矩/向前驅(qū)動(dòng))。

圖5示出了處于完全接合狀態(tài)的圖1的組件。兩個(gè)爪轂3a,3b與齒輪2接觸。爪轂3上的爪特征7a,7b的前緣與齒輪2上的爪特征7c,7d的對應(yīng)前緣接合。因此，在此狀態(tài)下，齒輪2旋轉(zhuǎn)地連接到軸1上來用于在兩個(gè)旋向上的相對旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意的是，爪轂3a,3b組裝到軸1上選擇成使得在此完全接合狀態(tài)中，僅小的切向空隙存在于爪特征7的前緣之間。在該完全接合狀態(tài)中，該小的切向空隙確保了僅少量反沖存在于齒輪2與軸1之間。對于道路車輛，尤其是乘用車輛，低反沖對于乘客舒適性是期望的，以最小化每次轉(zhuǎn)矩反向發(fā)生時(shí)傳動(dòng)系中的扭力沖擊，例如，在駕駛員松開加速踏板時(shí)。最少量的空隙設(shè)在爪之間，以允許具有成角的前緣(如該實(shí)施例中所示)的爪特征7a-f的接合提供強(qiáng)制接合，且允許了制造公差。

圖6為4速快速換擋型無離合器變速箱的總體視圖。主軸1a承載不同直徑的四個(gè)齒輪2a,2b,2c,2d，其各自與卷繞變換齒輪8嚙合，卷繞變換齒輪8具有沿其長度形成的四個(gè)嚙合齒輪2。主軸1a是輸入，而卷繞變換齒輪8是輸出。當(dāng)選擇齒輪2a-d中的一個(gè)時(shí)，通過使用爪轂3將該齒輪旋轉(zhuǎn)地連接到主軸上，輸入軸1a與卷繞變換齒輪8之間存在傳動(dòng)連接，輸入軸1a與卷繞變換齒輪8的相對速度為選擇的齒輪2和卷繞變換齒輪8上的嚙合齒輪上的齒的數(shù)目之比。各個(gè)齒輪上的直徑和齒數(shù)選擇成實(shí)現(xiàn)相鄰齒輪對之間的基本相似的比差異，故在進(jìn)行換擋時(shí)提供了輸入速度的相似的階梯變化。

換擋機(jī)構(gòu)包括連接到一定數(shù)目的換擋機(jī)構(gòu)10上的換擋軸9。在此四速示例性實(shí)施例中，存在五個(gè)此類換擋機(jī)構(gòu)，各個(gè)爪轂3一個(gè)。主軸1a上的各個(gè)齒輪2之間的爪轂3具有如圖1中所示的形成在兩側(cè)上的爪特征7，以與任一相鄰齒輪2接合。該圖示中所示的主軸1a的各端上的爪轂3具有僅一側(cè)上的爪特征7，以與相鄰齒輪2接合。然而，為了方便起見，為了最小化給定變速箱中使用的不同構(gòu)件的數(shù)目，且防止不正確的組裝，如用于齒輪2之間的相同'雙面'爪轂3可用于主軸1a的一端處，其中其外爪特征7是冗余的。

主軸1a、卷繞變換齒輪8和換擋軸9在殼中支承在適合的軸承上，各個(gè)軸的各端處各有一個(gè)軸承。殼和軸承在該圖示中未示出，但適合的軸承是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)熟知的。

圖7示出了聯(lián)接到以分解視圖示出的一個(gè)爪轂3上的換擋機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。選擇器筒11安裝在換擋軸9上。提供了換擋臂12a,12b，各個(gè)選擇器筒11上方和下方各安裝有一個(gè)，且由樞銷13定位在變速箱殼(未示出)中。樞銷13位于變速箱殼中的孔中，以便與殼靜止。在各個(gè)樞轉(zhuǎn)臂12a,12b的一端上存在銷15，其與在選擇器筒11(對于查閱軌道16，也見圖9)的外徑中切出的軌道16接合。如或許在圖9中所示的組裝的換擋機(jī)構(gòu)中更好認(rèn)識(shí)到那樣，軌道16的軸向位置圍繞筒11的圓周變化。在筒11與換擋軸9旋轉(zhuǎn)時(shí)，銷15因此沿軸向移動(dòng)，且換擋臂12a-b圍繞樞銷13樞轉(zhuǎn)。換擋止推環(huán)14安裝在換擋臂12a,12b的另一端上。形成在換擋止推環(huán)14的外側(cè)上的銷17經(jīng)由換擋臂12a,12b的端部中的孔配合，使得換擋止推環(huán)14可在臂12a,12b的端部上樞轉(zhuǎn)。換擋止推環(huán)14形成為具有圍繞其內(nèi)徑的凹槽18，其配合在形成于爪轂3的外徑上的凸脊19上。當(dāng)換擋止推環(huán)14配合在爪轂3上時(shí)，凹槽18的內(nèi)側(cè)與凸脊19的輪廓之間存在小的軸向空隙，使得爪轂3可在環(huán)14內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，但如果環(huán)14沿軸向轉(zhuǎn)移，則爪轂3也沿軸向轉(zhuǎn)移。具體而言，當(dāng)換擋臂12a,12b由旋轉(zhuǎn)的選擇器筒11的動(dòng)作樞轉(zhuǎn)時(shí)，換擋止推環(huán)14因此沿軸向轉(zhuǎn)移且爪轂3與其一起轉(zhuǎn)移。

變速箱假定為部分地填充用于齒輪和軸承的冷卻和潤滑的油。因此，此油將提供凹槽18內(nèi)側(cè)與凸脊19之間的潤滑，故形成能夠在變速箱在高速下旋轉(zhuǎn)時(shí)出于齒輪選擇的目的轉(zhuǎn)移爪轂3的止推軸承。如技術(shù)人員將熟悉的那樣，凹槽18的內(nèi)側(cè)表面中的一些可切回而留下升高的止推墊，以減小凹槽18與凸脊19之間的接觸面積來減小摩擦和協(xié)助潤滑。

換擋止推環(huán)14與爪轂3之間的止推軸承可作為備選為止推軸承的任何其它適合的形式，例如，滾針止推軸承、滾珠止推軸承或球面滾子軸承。如技術(shù)人員將熟悉那樣，任何此類軸承都能夠引起爪轂3的軸向轉(zhuǎn)移。

圖8為穿過換擋軸9的軸線的截面視圖，顯示了換擋軸9與選擇器筒11之間的彈簧連接。換擋軸9包括具有一系列槽口22(也見圖9)的管，槽口22切穿管壁。各個(gè)選擇器筒11的各側(cè)上各有一個(gè)的銷21經(jīng)由槽口22配合，且與選擇器筒11的各側(cè)上的切出的軌道25接合。彈簧24配合在具有各個(gè)彈簧24的各端上的彈簧蓋23的各個(gè)選擇器筒11之間的換擋軸9內(nèi)側(cè)，彈簧蓋23抵靠在銷21上。彈簧24選擇成比各個(gè)彈簧蓋23之間的間隙更長，使得它們在組件上部分地壓縮，且如此向銷21提供了限定的預(yù)載。彈簧蓋23抵靠在其上的各個(gè)銷21的中部是較小直徑，使得彈簧蓋23的各側(cè)存在階梯來將銷21在換擋軸9中固持就位，即使銷21由選擇器筒11的軸向轉(zhuǎn)移顯示出。應(yīng)當(dāng)注意的是，換擋軸9中的槽口22的端部之間的間隙與選擇器筒11中的切口軌道25之間的材料的軸向厚度基本相同，使得從彈簧24對銷21上的預(yù)載保持銷21與槽口22的端部接觸，且選擇器筒11沿?fù)Q擋軸9的軸線確實(shí)地定位在銷21之間。經(jīng)過槽口22且進(jìn)入選擇器筒11中的切口25的銷21提供了換擋軸9與筒11之間的旋轉(zhuǎn)連接，但允許槽口22的長度內(nèi)的軸向轉(zhuǎn)移。如果超過彈簧24中的預(yù)載的力作用為沿?fù)Q擋軸9推動(dòng)選擇器筒11，則銷21將沿槽口22移動(dòng)，以進(jìn)一步壓縮彈簧24，允許了選擇器筒11在保持旋轉(zhuǎn)連接的同時(shí)軸向轉(zhuǎn)移。因此，選擇器筒11沿?fù)Q擋軸9的長度確實(shí)地定位，所以可提供對換擋臂和爪轂3沿軸1的移動(dòng)的制動(dòng)控制，但如果超過由彈簧24中的預(yù)載限定的負(fù)載，則選擇器筒11可沿?fù)Q擋軸9軸向地轉(zhuǎn)移。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在該實(shí)例中，各個(gè)選擇器筒11以空隙配合來配合在換擋軸9上，以允許軸向轉(zhuǎn)移，且此外，選擇器筒11的內(nèi)部開孔28為雙圓錐形式，以允許軸9上的筒11的一些失準(zhǔn)。因此，應(yīng)當(dāng)注意的是，在該示例性實(shí)施例中，兩個(gè)換擋臂12a和12b可獨(dú)立于彼此樞轉(zhuǎn)。這提供了機(jī)構(gòu)中的一定量的靈活性，以允許制造公差等引起的各個(gè)構(gòu)件的幾何形狀的變化。然后，允許爪轂3接觸齒輪2，而不會(huì)由換擋機(jī)構(gòu)過度約束。還可注意到的是，具有接合在其軌道中的兩個(gè)銷15(一個(gè)直接地相對于另一個(gè))的選擇器筒11的使用確保了來自選擇器筒11上的換擋臂12的合力基本作用于彈簧24上的軸9的中心線處。因此，如果換擋軸9由與齒輪2上的爪特征7接合的爪轂3上的爪特征7的動(dòng)作沿軸向轉(zhuǎn)移，則該構(gòu)造阻止了轂11結(jié)合到換擋軸9上的任何趨勢。

可注意到的是，在該實(shí)例中，為了成本效益合算的制造，通過最小化使用的不同構(gòu)件的數(shù)目和防止不正確的組裝，配合到換擋軸9上的各個(gè)選擇器筒11是相同的構(gòu)件，且它們的角和軸向位置由切穿換擋軸9的各種槽口22的位置確定。另外，選擇器筒11設(shè)計(jì)成對稱的，使得它們不必以任何特定定向安裝來正確起作用。然而，在所有實(shí)例中，未必是此情況。

圖7示出了配合到換擋軸9上的選擇器筒11。閘26在筒11附近。閘26固定到變速箱(未示出)的殼上，且具有各個(gè)選擇器筒11的邊緣經(jīng)過其間的一系列槽口。筒11與閘26中的槽口之間存在空隙，使得在正常操作中，筒11自由地旋轉(zhuǎn)，而不接觸閘26。在各個(gè)筒11的端面中，存在閘26的槽口附近的切口27。在某些角位置處，筒11的切口27與閘26對準(zhǔn)，使得如果選擇器筒11沿?fù)Q擋軸9軸向地轉(zhuǎn)移，則切口27與閘26接合，且轂和整個(gè)換擋軸9的旋轉(zhuǎn)限于切口的角范圍。這提供了如現(xiàn)在所述的阻擋可另外破壞變速箱的爪轂3移動(dòng)的一定組合的機(jī)構(gòu)。在其它角位置，切口27并未與閘26對準(zhǔn)，且如此筒11的軸向移動(dòng)由閘26限制。

應(yīng)當(dāng)注意的是，選擇器筒11中的切口27在換擋臂12上的銷15在軌道16的一部分中時(shí)與閘26對準(zhǔn)，這引起銷的軸向轉(zhuǎn)移，且如此移動(dòng)換擋臂12，且使爪轂3移動(dòng)來與齒輪2接合。選擇器筒11的軌道16中的其余部分未提供軸向轉(zhuǎn)移，因此在銷15在軌道的該部分中時(shí)，爪轂3基本保持在齒輪2之間的中間位置處，且所以并未與齒輪2接合，且切口27并未與閘26對準(zhǔn)，所以筒11的軸向轉(zhuǎn)移限于筒邊緣與閘26之間的空隙。

該換擋機(jī)構(gòu)還可用于其它驅(qū)動(dòng)部件選擇組件中。

圖9為具有四個(gè)齒輪比的快速換擋型變速箱的平面視圖，其中一個(gè)完全接合。具體而言，爪轂3a和3b與齒輪2a接合。換擋軸9在角位置，其中選擇器筒11a和11b中的軌道16a和16b中的銷15a,15b沿軸向轉(zhuǎn)移離齒輪2a，使得換擋臂12a和12c圍繞樞銷13a,13b樞轉(zhuǎn)，以保持爪轂3與齒輪2a接合。

變速箱組裝成使得以基本正轉(zhuǎn)矩變速來執(zhí)行升擋(即，當(dāng)輸入軸處的轉(zhuǎn)矩的旋向與旋轉(zhuǎn)的旋向相同時(shí))，且以基本負(fù)轉(zhuǎn)矩來執(zhí)行降擋(在輸入軸處的轉(zhuǎn)矩的旋向與旋轉(zhuǎn)的旋向相反時(shí))。升擋從一個(gè)齒輪比過渡至另一個(gè)，這在恒定輸出軸速度下導(dǎo)致輸入軸速度減小，且一般在車輛加速時(shí)按順序執(zhí)行。降擋從一個(gè)齒輪比過渡至另一個(gè)，這在恒定輸出軸速度下導(dǎo)致輸入軸速度增大，且一般在車輛減速時(shí)按順序執(zhí)行。

在圖9中，應(yīng)當(dāng)注意的是，各個(gè)齒輪2的右手面上的爪特征7和爪轂3上的嚙合爪特征7提供齒輪2與軸之間的正傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩連接，且各個(gè)齒輪2的左手側(cè)上的爪特征7提供齒輪2與軸之間的負(fù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩連接。當(dāng)變速箱傳遞正轉(zhuǎn)矩時(shí)，因此如圖9中所示，齒輪2a的右手側(cè)上的爪轂3b將轉(zhuǎn)矩從輸入軸傳遞至齒輪2，然后與卷繞變換齒輪嚙合的齒輪2驅(qū)動(dòng)輸出。應(yīng)當(dāng)注意的是，在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于爪特征7的成角面和爪轂3與軸1之間的花鍵連接中的摩擦，故爪轂3不可容易地移離齒輪2來使齒輪2與軸解除接合。換擋軸9上的彈簧24中的預(yù)載受限，以確保解除接合僅發(fā)生在相對低的轉(zhuǎn)矩水平下。

然而，如圖中所示，在傳遞正轉(zhuǎn)矩時(shí)，爪轂3a并未加載，且所以從齒輪2a自由移離(如果由換擋機(jī)構(gòu)這樣推動(dòng))。

圖10為示為從第三速到第四速進(jìn)行升擋的過程中的包括換擋機(jī)構(gòu)的圖9的變速箱的平面視圖。換擋軸9已經(jīng)完全旋轉(zhuǎn)至第四擋位。爪轂3b從輸入軸到齒輪2a傳遞轉(zhuǎn)矩，且所以保持接合。相關(guān)聯(lián)的選擇器筒11b沿?fù)Q擋軸9轉(zhuǎn)移。另一個(gè)爪轂3c由換擋軸9中的彈簧24的作用朝齒輪2b移動(dòng)。由于第三齒輪2a仍接合，故齒輪2b旋轉(zhuǎn)比軸1a和爪轂3更慢，故爪特征7的斜面騎在彼此上來推動(dòng)爪轂3遠(yuǎn)離齒輪2b，而無接合。通過壓縮換擋軸9內(nèi)的彈簧24而允許了爪轂3移離齒輪2b。另一個(gè)爪轂3a由換擋軸9內(nèi)的彈簧24的動(dòng)作朝第四齒輪2b移動(dòng)。第四齒輪2b與爪轂3a之間的爪特征7是正傳動(dòng)，且主軸比第四齒輪旋轉(zhuǎn)更快，因此在爪轂3朝齒輪沿軸向移動(dòng)時(shí)，爪特征7的前面接觸，且正傳動(dòng)在軸與齒輪2之間實(shí)現(xiàn)。當(dāng)傳動(dòng)由爪轂3a獲得時(shí)，爪轂3b上的負(fù)載松弛，且齒輪2a然后比主軸1更快旋轉(zhuǎn)。爪特征7上的斜面然后將促使爪轂3b被推離齒輪2a，且換擋軸9中的彈簧24也使選擇器筒11移回到空擋位置。

一旦爪轂3a與齒輪2b接合，則主軸在與齒輪2b相同的速度下旋轉(zhuǎn)，因此爪轂3c能夠完全移動(dòng)到與齒輪2b接合。第四齒輪然后完全接合，且換擋過程結(jié)束。

應(yīng)當(dāng)注意的是，換擋通過中間爪轂3的軸向移動(dòng)來達(dá)成，中間爪轂3在接合或解除接合的兩個(gè)齒輪2之間。該爪轂3自由移動(dòng)來開始換擋，因?yàn)槠鋵τ诮獬雍系凝X輪2是負(fù)傳動(dòng)構(gòu)件，且由于其對于將接合的齒輪2是正傳動(dòng)構(gòu)件，故其進(jìn)行接合。一旦接合由中間爪轂3進(jìn)行，則來自較早選擇的齒輪2的正傳動(dòng)爪轂3釋放，且實(shí)現(xiàn)了同步來允許齒輪2上的負(fù)傳動(dòng)爪轂3接合來完全移動(dòng)到接合。

更一般而言，如果正傳動(dòng)選擇器部件朝較高齒輪的驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)，則各個(gè)上的凸起的前緣由于不同的齒輪比而朝彼此移動(dòng)。當(dāng)前緣接觸時(shí)，驅(qū)動(dòng)由較高齒輪驅(qū)動(dòng)部件獲得，且用于較低齒輪驅(qū)動(dòng)部件的選擇器變得解除接合。由于來自較低齒輪的驅(qū)動(dòng)僅在由較高齒輪獲得驅(qū)動(dòng)時(shí)解除接合，故沒有發(fā)生轉(zhuǎn)矩變速中的中斷，且換擋可為基本立刻的。

降擋在負(fù)轉(zhuǎn)矩傳遞時(shí)由中間齒輪2的移動(dòng)的相同機(jī)構(gòu)完成，在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的情況中，這將是駕駛員松開加速踏板時(shí)。

如果在需要正傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)需要降擋，例如，如果車輛爬坡和車輛速度降低，則使用不同的換擋過程。在變速箱傳遞正轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，可通過使換擋軸9旋轉(zhuǎn)至下一較低擋位來預(yù)先選擇單次降擋。中間爪轂3并未自由移動(dòng)，因?yàn)槠錇辇X輪2與輸入軸之間的正傳動(dòng)接合。因此，用于中間齒輪2的選擇器筒11沿?fù)Q擋軸9軸向地轉(zhuǎn)移，且換擋軸9內(nèi)的彈簧24被進(jìn)一步壓縮。用于待接合的低速擋的負(fù)傳動(dòng)爪轂3與齒輪2接觸，但其比齒輪2旋轉(zhuǎn)更慢，所以其未接合。為了完成換擋，在該實(shí)例中，駕駛員暫時(shí)減小或反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來釋放中間爪轂3。這最容易通過松開油門或作為備選通過踩下離合器踏板(如果提供)來實(shí)現(xiàn)。一旦傳遞穿過中間爪轂3的轉(zhuǎn)矩釋放，則換擋軸9中的壓縮的彈簧24使爪轂3移動(dòng)成與低速擋接合，負(fù)傳動(dòng)齒接合，齒輪2和軸1同步，且向前的驅(qū)動(dòng)齒落入接合，以完成降擋。

如果存在在試圖一個(gè)以上的降擋時(shí)保持爪轂3接合的正驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而不允許通過減小轉(zhuǎn)矩來完成降擋，則將存在用于低速擋的負(fù)驅(qū)動(dòng)爪轂將接合的同時(shí)其它齒輪的正驅(qū)動(dòng)齒仍接合的可能性(如果未采取步驟來防止其)。這將導(dǎo)致可能引起對組件的顯著破壞的鎖定狀態(tài)，但可如下文提出那樣解決。

圖11為在正驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩存在時(shí)預(yù)先選擇的降擋的變速箱的平面視圖。爪轂3b保持與齒輪2a接合。爪轂3d朝齒輪2c移動(dòng)，但在齒輪2c由于齒輪2a仍接合而比主軸更快旋轉(zhuǎn)時(shí)，反向驅(qū)動(dòng)爪3d并未接合。在此狀態(tài)中，換擋軸9已經(jīng)旋轉(zhuǎn)至對應(yīng)于低速擋完全接合的位置。當(dāng)爪轂3b保持與齒輪2a接合時(shí)，選擇器筒11b沿?fù)Q擋軸9轉(zhuǎn)移，且切口27與閘26接合。換擋軸9因此可不進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)來預(yù)先選擇第二降擋，且所以防止了鎖定狀態(tài)。類似的切口存在于各個(gè)選擇器筒11的兩側(cè)中，且閘26在各個(gè)選擇器筒11的各側(cè)附近，因此在傳遞負(fù)轉(zhuǎn)矩的同時(shí)類似地防止了一個(gè)以上的升擋的預(yù)先選擇。因此，切口27通過一個(gè)齒輪2的負(fù)驅(qū)動(dòng)爪轂3和高速擋2的正驅(qū)動(dòng)爪轂3而防止同時(shí)接合，且還防止了一個(gè)齒輪2的正驅(qū)動(dòng)爪轂3和低速擋2的負(fù)驅(qū)動(dòng)爪3的同時(shí)選擇。

換擋軸9在該實(shí)例中必須在各次換擋時(shí)旋轉(zhuǎn)預(yù)定角。對于手動(dòng)操作，這最容易使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的任何形式的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，例如，用于使摩托車變速箱中的選擇器筒轉(zhuǎn)位的棘輪機(jī)構(gòu)。作為備選，可使用任何形式的旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器，例如，電動(dòng)伺服馬達(dá)、液壓伺服馬達(dá)或氣動(dòng)伺服馬達(dá)。

提供爪轂3的所需控制來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)凝X輪選擇的其它換擋機(jī)構(gòu)可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員設(shè)計(jì)出，例如，其它機(jī)械手動(dòng)操作的裝置、獨(dú)立促動(dòng)器(例如機(jī)電促動(dòng)器、液壓促動(dòng)器或氣動(dòng)促動(dòng)器)用于各個(gè)爪轂3。電子或其它形式的控制系統(tǒng)可用于操作齒輪機(jī)構(gòu)。這可簡單地采用確定何時(shí)進(jìn)行換擋且所以使用機(jī)械換擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)換擋的手段，或可為以所需的順序控制獨(dú)立爪轂3的操作的系統(tǒng)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，所述的快速換擋變速箱的換擋構(gòu)件和機(jī)構(gòu)可出于任何目的用于變速箱或變速器的許多不同構(gòu)造中，例如，使用任何數(shù)目的不同可選擇的齒輪或其中可選擇的齒輪安裝在一個(gè)以上的軸上。

將注意的是，如由當(dāng)前描述的變速箱執(zhí)行的換擋導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)功率源的速度的基本立即階梯變化，而不需要使用離合器(因此降低了使用的復(fù)雜性)。由于該功率源將具有一些慣性，故將存在給予連接的傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)矩脈沖。利用車輛的傳動(dòng)系，存在各種扭轉(zhuǎn)靈活性源，例如，傳動(dòng)軸、離合器板彈簧和輪胎，其將吸收轉(zhuǎn)矩脈沖。在高性能車輛的情況下，例如，運(yùn)動(dòng)車或賽車，該轉(zhuǎn)矩脈沖對于駕駛員是可接受的，然而對于需要高水平的精細(xì)的車輛，可能期望在傳動(dòng)系中包括另一扭轉(zhuǎn)靈活的構(gòu)件或轉(zhuǎn)矩限制構(gòu)件。作為備選，常規(guī)離合器可用于在換擋完成時(shí)完全或部分地使發(fā)動(dòng)機(jī)解除接合。

應(yīng)當(dāng)注意的是，變速箱或任何構(gòu)件都可用于需要構(gòu)件到軸的選擇性聯(lián)接的任何機(jī)構(gòu)中。還應(yīng)當(dāng)注意的是，本文所述的變速箱或任何構(gòu)件都可連同任何旋轉(zhuǎn)功率源和旋轉(zhuǎn)負(fù)載使用，例如，在將電動(dòng)機(jī)聯(lián)接到車輛的輪上的變速器中?？墒褂玫男D(zhuǎn)功率源的其它實(shí)例包括但不限于液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

現(xiàn)在將參照圖12-15來描述本發(fā)明的實(shí)施例。改進(jìn)的無離合器變速箱100包括輸入軸101、主軸102和卷繞變換齒輪103。主軸102和卷繞變換齒輪103平行于彼此延伸。變速箱100提供了六個(gè)齒輪比。主軸102上存在五個(gè)帶齒的齒輪輪體104a-e，其各自與卷繞變換齒輪103上的對應(yīng)齒輪嚙合。通過以類似于上文所述的方式使兩個(gè)爪轂105a-e沿軸向轉(zhuǎn)移成與相關(guān)齒輪輪體104a-e操作接合來選擇期望的比。卷繞變換齒輪103、主軸102、齒輪輪體104a-e和爪轂105a-e具有與上文所述的類似的結(jié)構(gòu)。

在前文所述的快速換擋變速箱的一個(gè)操作模式中，功率從主軸1a(作用為輸入軸)流至快速變換齒輪8(作用為輸出軸)，且到輪(見圖6)上。然而，相比之下，在變速箱100的一些操作模式中，輸入軸101并未直接地連接到輸出軸102上，而是改為經(jīng)由卷繞變換齒輪103連接到其上。具體而言，輸入軸101經(jīng)由齒輪嚙合來連接到卷繞變換齒輪103上，且輸出軸102(下文稱為"主軸"102)與卷繞變換齒輪103嚙合。

輸入軸101從卷繞變換齒輪103沿側(cè)向偏移。輸入軸101與主軸102共軸地延伸。這在圖12中最清楚示出。

輸入軸101包括軸部分106和輸入齒輪107。輸入齒輪107設(shè)在軸部分106的一端處，且與其整體結(jié)合。輸入軸101延伸穿過變速箱100的殼108中的孔口，使得輸入齒輪107位于殼108內(nèi)(見圖12)。輸入軸101安裝在孔口中的軸承上來用于軸向旋轉(zhuǎn)。軸部分106是長形的。軸部分106的大部分具有大體上恒定半徑的圓柱形式。在輸入齒輪107的區(qū)域中，存在增大半徑的軸部分106的區(qū)段。該區(qū)段由增大半徑的區(qū)段連接到軸部分106的其余部分上。

圖13中詳細(xì)示出了輸入齒輪107。輸入齒輪107具有周向外表面，其具有螺線齒輪齒109來用于與卷繞變換齒輪103的對應(yīng)齒輪的齒嚙合。輸入齒輪107具有略小于主軸102上的最小直徑齒輪104e的直徑。面對主軸102的輸入齒輪107的大體上圓形的面設(shè)有離合器凹口111。凹口111是盲孔且大體上沿軸向延伸。凹口111具有第一部分和第二部分，第一部分具有大于第二部分的半徑。第一部分在輸入齒輪107的圓形面附近。凹口111的第一部分的面向內(nèi)的壁設(shè)有三個(gè)離合器齒112。齒112圍繞壁以相等的角間隔開。各個(gè)離合器齒112均包括在離合器收納凹口的軸向平面中延伸的斜面凸起。"斜面凸起"意思是各個(gè)齒112的一端從凹口111的壁升高，同時(shí)齒112的另一端與凹口111的壁齊平。各個(gè)齒112均具有上表面113，其與凹口111的壁傾斜，且使齒112的升高端與非升高端連接。齒112的該上表面113是操作表面，且將稱為齒的斜面113。在齒112的升高端處，存在大體上矩形的表面114，其大體上位于垂直于凹口的軸向平面的平面中。該大體上矩形的表面114是操作表面，且將稱為抵靠表面114。上述特征的操作將隨后描述。

如圖14中可見，爪轂105a設(shè)在對應(yīng)于第五齒輪的主軸102上的齒輪104e與輸入齒輪107之間。該爪轂105a設(shè)有在兩個(gè)面上的爪特征(例如，已經(jīng)至少結(jié)合圖3描述)。對應(yīng)的爪特征設(shè)在輸入齒輪107的前面150上，且在圖13中標(biāo)為117。離合器凹口111存在于輸入齒輪107的前面中限定了爪特征117位于其上的環(huán)形表面。存在三個(gè)此類對應(yīng)爪特征117，其圍繞環(huán)形表面等角間隔開，且具有與主軸102的齒輪104a-e上的那些爪特征相同的結(jié)構(gòu)和形式。

與主軸102一起旋轉(zhuǎn)的可動(dòng)指部115(或卡爪)通過與離合器凹口111的內(nèi)表面上的齒112的相互作用而提供單向離合器動(dòng)作。指部115安裝在主軸102的端部中。端部位于離合器凹口111(見圖15)內(nèi)。端部大體上為圓柱形式，且具有關(guān)于主軸102(見圖14)的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段116a和近側(cè)區(qū)段116b。遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段116a具有小于近側(cè)區(qū)段116b(見圖14)的直徑。指部115位于主軸102的端部中的指部固位開孔118內(nèi)。指部固位開孔118是大體上圓形截面的沿徑向延伸的通孔。指部115可在由主軸102的旋轉(zhuǎn)生成的向心加速的影響下沿指部固位開孔118移動(dòng)。

指部115具有大體上矩形板的形式。在指部115的徑向外端處，轉(zhuǎn)角的一部分切出來限定抵靠趾115a。徑向外端的其它轉(zhuǎn)角在軸向平面中倒角來提供肩部115b。指部115可沿徑向向外和向內(nèi)移動(dòng)。由旋轉(zhuǎn)(或作為備選，彈簧)引起的向心加速沿徑向向外推動(dòng)指部115。

指部固位開孔118中的指部115的旋轉(zhuǎn)由存在的固位銷119約束，固位銷119經(jīng)過指部115的下部中的橢圓形孔口。指部固位開孔118內(nèi)的指部115的徑向移動(dòng)也由銷119約束。銷119固持在主軸102中的銷固位開孔120中。銷固位開孔120是圓形截面的盲孔，其從主軸102的自由端沿軸向延伸，且與指部固位開孔118交叉。

在備選實(shí)施例中，指部固位開孔118是矩形截面的盲孔，且結(jié)合矩形截面的指部115使用，使得指部固位開孔118中的指部115的旋轉(zhuǎn)由指部115和指部固位開孔118的協(xié)作形狀約束。

當(dāng)圖12中的變速箱100處于正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)矩可通過主軸102上的選擇的齒輪輪體104a-e的爪特征與爪轂105a-e的爪特征的接合來從輸入軸101轉(zhuǎn)移至主軸102，直至選擇的齒輪輪體104a-e的右側(cè)。轉(zhuǎn)矩可改變方向，使得主軸102將轉(zhuǎn)矩施加到輸入軸101上。這將稱為負(fù)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，且可在駕駛員釋放加速踏板時(shí)發(fā)生。在此情形中，主軸102(且如此爪轂105a-e)將比選擇的齒輪輪體(選擇的齒輪輪體是在特定時(shí)間旋轉(zhuǎn)地固定到主軸102上的任何一個(gè)齒輪輪體104a-e)更快旋轉(zhuǎn)。這引起從圖12和15中所示的視角的齒輪輪體104a-e的右面中的爪特征與選擇的齒輪輪體104a-e的右側(cè)上的爪轂105a-e上的爪特征分離。此外，選擇的齒輪輪體105a-e的左側(cè)上的爪轂105a-e上的爪特征將抓住該齒輪輪體105a-e的左面上的爪特征，且接合它們。其通過該接合，轉(zhuǎn)矩從主軸102轉(zhuǎn)移至卷繞變換齒輪103且然后至輸入軸101。

現(xiàn)在將描述變速箱100的操作的另一個(gè)模式，具體是從第五齒輪變至第六齒輪。如果期望第六齒輪，則齒輪改變機(jī)構(gòu)用于將對應(yīng)于第五齒輪的齒輪輪體104e的左側(cè)(如圖14中所示)上的爪轂105a沿軸向轉(zhuǎn)移成與輸入齒輪107接合。依靠其較小的直徑，輸入齒輪107比第五齒輪輪體104e旋轉(zhuǎn)更快。因此，輸入齒輪107的環(huán)形面150上的爪特征117抓住，且接合爪轂105a的左手側(cè)上的爪特征。輸入齒輪107推動(dòng)爪轂105更快旋轉(zhuǎn)，即，存在正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，使得輸入軸101和主軸102的轉(zhuǎn)速之間的比變?yōu)?:1。

負(fù)轉(zhuǎn)矩(即，在處于第六齒輪中時(shí)從主軸102施加到輸入齒輪107上的轉(zhuǎn)矩)經(jīng)由單向離合器轉(zhuǎn)移。由主軸102的旋轉(zhuǎn)生成的向心加速引起離合器的指部115沿指部固位開孔118沿徑向向外行進(jìn)。盡管存在正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故指部115的外端抵靠離合器腔111的內(nèi)壁。這里，沒有轉(zhuǎn)矩從指部115轉(zhuǎn)移至凹口的齒112。當(dāng)轉(zhuǎn)矩改變方向時(shí)，即，在進(jìn)入負(fù)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)，主軸102(且因此指部115)將比輸入軸101更快旋轉(zhuǎn)。這引起(a)輸入齒輪107和爪轂105a的接觸爪特征分開；以及(b)指部115的趾115a與離合器腔111的內(nèi)表面上的齒112中的一個(gè)的抵靠部分114接觸。因此，轉(zhuǎn)矩由指部115施加到齒112中的一個(gè)上。以此方式，轉(zhuǎn)矩可沿正方向(即，從輸入軸101和主軸102)和負(fù)方向(即，從主軸102到輸入軸101)在第六齒輪中轉(zhuǎn)移。

請注意，在爪轂105a已經(jīng)與輸入齒輪107接合之后，對應(yīng)于第五齒輪的齒輪輪體104e將比爪轂105b更慢旋轉(zhuǎn)至其接合的右側(cè)。這引起第五齒輪輪體104e和爪轂105b上的相應(yīng)爪特征的斜面部分騎在彼此上，引起爪轂105b沿軸向轉(zhuǎn)移離第五齒輪輪體104e。

當(dāng)期望從第六齒輪到第五齒輪的降擋時(shí)，駕駛員松開加速踏板。這使變速箱100進(jìn)入負(fù)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，即，轉(zhuǎn)矩從離合器指部115轉(zhuǎn)移至凹口壁111上的齒112中的一個(gè)。齒輪換擋機(jī)構(gòu)然后用于使爪轂105a沿軸向轉(zhuǎn)移來與第五齒輪輪體104e接合。當(dāng)爪轂105a比第五齒輪輪體104e旋轉(zhuǎn)更快時(shí)，爪轂105a上的爪特征抓住且與第五齒輪輪體104e上的對應(yīng)爪特征接合。這促使第五齒輪輪體104e旋轉(zhuǎn)更快，這繼而又促使輸入齒輪107更快旋轉(zhuǎn)。這促使離合器凹口111的壁上的齒112與離合器指部115分離，使第六齒輪解除接合。換擋機(jī)構(gòu)用于使第五齒輪輪體104e的右手側(cè)上的爪轂105b轉(zhuǎn)移成與第五齒輪輪體104e接合。這提供了第五齒輪輪體104e與主軸102之間的正轉(zhuǎn)矩連接(如果正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)出現(xiàn))。

請注意，在接合第一到第五齒輪比中的任一個(gè)時(shí)，輸入軸101將比主軸102更快旋轉(zhuǎn)。這是因?yàn)橹鬏S102上的齒輪輪體104a-e所有都具有大于輸入齒輪輪體107的直徑。結(jié)果，當(dāng)接合第一到第五齒輪比中的任一個(gè)或反向齒輪時(shí)，離合器指部115的肩部115b沿離合器腔111的內(nèi)表面滑動(dòng)。具體而言，肩部115b將沿內(nèi)表面上的齒112的斜面113滑動(dòng)(促使指部115沿徑向向內(nèi)移動(dòng))，且如此將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移至凹口111的內(nèi)表面。因此，當(dāng)選擇一到五的齒輪中的任何或倒擋時(shí)，離合器115并未將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移至輸入齒輪107。

圖12中的爪轂105a-f在使用中由前文結(jié)合前述快速換擋變速箱描述的類型的換擋機(jī)構(gòu)來沿主軸102移動(dòng)。

最后，參看圖6，內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)可引起轉(zhuǎn)矩施加到主軸1a上(作用為變速箱輸入軸)，其在變速箱在正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)移至卷繞變換齒輪8(作用為變速箱輸出軸)。然而，這里指出的是，變速箱可按其它方式提供，使得內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)引起轉(zhuǎn)矩施加到卷繞變換齒輪8上(在此情況中作用為變速箱輸入軸)，其然后在變速箱處于正轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)移至主軸1a(在此情況中作用為變速箱輸出軸)。其也適用于圖12中所示的變速箱布置，其中替代引起輸入軸101旋轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)，用于引起主軸102的隨后旋轉(zhuǎn)；作為替代，內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)可促使主軸102旋轉(zhuǎn)，以用于引起輸入軸101的隨后旋轉(zhuǎn)。