本發(fā)明屬于變速器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于離心力的多層齒齒輪自動(dòng)變速器。

背景技術(shù)：

目前很多動(dòng)力行業(yè)均使用了變速器，自動(dòng)變速器作為一種變速器中高技術(shù)的自動(dòng)化技術(shù)也逐步普及，汽車(chē)作為其中使用自動(dòng)變速器最多的機(jī)器設(shè)備，其自動(dòng)變速器技術(shù)隨著電子行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)非常先進(jìn)，自動(dòng)變速器相對(duì)于傳動(dòng)手動(dòng)變速器，多了速度識(shí)別和變速控制，對(duì)于速度識(shí)別和控制往往使用了電子技術(shù)，使自動(dòng)變速器具有了很多的電子部分，電子設(shè)備作為一種自動(dòng)變化器變速的檢測(cè)部分，其可靠性肯定不如機(jī)械識(shí)別變速可靠。本發(fā)明發(fā)明了利用機(jī)械結(jié)構(gòu)感應(yīng)而達(dá)到改變傳動(dòng)比的目的，不需要人工換擋變速。

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于離心力的多層齒齒輪自動(dòng)變速器解決如上問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開(kāi)一種基于離心力的多層齒齒輪自動(dòng)變速器，它是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種基于離心力的多層齒齒輪自動(dòng)變速器，其特征在于：它包括輸出軸、彈簧固定環(huán)、復(fù)位彈簧、內(nèi)齒環(huán)、內(nèi)齒環(huán)軸套、中間齒輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、中間軸、輸入軸、軸套彈簧卡環(huán)、軸套內(nèi)導(dǎo)槽、第一頂槽、第一頂面、第二頂槽、第二頂面、第三頂槽、第三頂面、輸出軸導(dǎo)條、第一頂球、第二頂球、第三頂球、頂簧、頂球支撐、頂球?qū)Лh(huán)、頂球卡殼、頂球腔、頂球?qū)弧㈨敾汕?、頂球底腔、?nèi)齒環(huán)支撐、頂斜面，其中彈簧固定環(huán)安裝在輸出軸上，軸套彈簧卡環(huán)安裝在內(nèi)齒環(huán)軸套一端，內(nèi)齒環(huán)通過(guò)內(nèi)齒環(huán)支撐安裝在內(nèi)齒環(huán)軸套上，內(nèi)齒環(huán)軸套嵌套在輸出軸上；復(fù)位彈簧嵌套在輸出軸上，且一端與彈簧固定環(huán)連接，另一端與軸套彈簧卡環(huán)連接；兩個(gè)輸出軸導(dǎo)條對(duì)稱(chēng)地安裝在輸出軸外緣面上，兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽對(duì)稱(chēng)地加工在內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)緣面上，兩個(gè)輸出軸導(dǎo)條與兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽配合；輸出軸上兩兩對(duì)稱(chēng)地開(kāi)有6個(gè)空腔，兩兩組成一組，三組空腔之間并列分布，且六個(gè)空腔其腔體結(jié)構(gòu)及腔中所安裝的結(jié)構(gòu)完全相同，第一頂球、第二頂球和第三頂球結(jié)構(gòu)完全相同僅安裝方位不同，對(duì)于靠近軸套彈簧卡環(huán)的空腔其腔體結(jié)構(gòu)及所安裝的結(jié)構(gòu)為：從輸出軸外緣面向軸線方向依次具有頂球腔、頂球?qū)?、頂簧腔，第一頂球安裝在頂球卡殼中，頂球卡殼安裝在頂球支撐上，頂球支撐安裝在頂球?qū)Лh(huán)上，頂球?qū)Лh(huán)下側(cè)安裝有中空的頂球底腔，第一頂球、頂球卡殼、頂球支撐位于頂球腔中、頂球?qū)Лh(huán)位于頂球?qū)恢?、頂球底腔位于頂簧腔中，頂簧安裝在頂球底腔內(nèi)，頂簧一端連接頂球底腔頂部，另一端連接頂簧腔底部；對(duì)于遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)的兩組空腔中依次將第二頂球和第三頂球代替第一頂球，沿遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)方向三組空腔中的頂簧彈性系數(shù)逐漸增大；內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)部沿遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)的方向依次開(kāi)有兩個(gè)第一頂槽、兩個(gè)第一頂面、兩個(gè)第二頂槽、兩個(gè)第二頂面、兩個(gè)第三頂槽、兩個(gè)第三頂面，且兩兩對(duì)稱(chēng)分布；第一頂槽、第二頂槽、第三頂槽中均具有頂斜面；第一頂球與第一頂槽和第一頂面配合，第二頂球與第二頂槽和第二頂面配合，第三頂球與第三頂槽和第三頂面配合，兩個(gè)第一頂球的對(duì)稱(chēng)面與兩個(gè)第一頂槽的對(duì)稱(chēng)面重合，且與兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽的對(duì)稱(chēng)面垂直；內(nèi)齒環(huán)與中間齒輪嚙合，中間齒輪安裝在中間軸上，安裝在輸入軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪與中間齒輪嚙合。

上述中間齒輪包括第一外齒、第一外緣、第二外齒、第二外緣、第三外齒、第三外緣，中間齒輪外緣面上依次具有第一外齒、第一外緣、第二外齒、第二外緣、第三外齒、第三外緣，且第一外齒、第二外齒、第三外齒直徑依次增大，第二外緣、第一外緣、第三外緣長(zhǎng)度依次增大。

上述內(nèi)齒環(huán)包括第一內(nèi)齒、第一內(nèi)緣、第二內(nèi)齒、第二內(nèi)緣、第三內(nèi)齒，內(nèi)齒環(huán)內(nèi)緣面上依次具有第一內(nèi)齒、第一內(nèi)緣、第二內(nèi)齒、第二內(nèi)緣、第三內(nèi)齒，且第一內(nèi)齒、第二內(nèi)齒、第三內(nèi)齒直徑依次減小，第二內(nèi)緣、第一內(nèi)緣、第三內(nèi)緣長(zhǎng)度依次增大。

上述第一外齒與第一內(nèi)齒嚙合，第二外齒與第二內(nèi)齒嚙合，第三外齒與第三內(nèi)齒嚙合，第三外緣一端具有齒且驅(qū)動(dòng)齒輪與第三外緣上的齒嚙合。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述復(fù)位彈簧為拉伸彈簧。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述頂簧為壓縮彈簧。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述頂斜面與第一頂面的夾角為135度-150度。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述輸出軸、輸入軸、中間軸均通過(guò)軸承固定在變速器殼體上。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述第一內(nèi)齒、第二內(nèi)齒、第三內(nèi)齒、第一外齒、第二外齒、第三外齒的齒寬均相同，第三內(nèi)緣長(zhǎng)度和第一外緣長(zhǎng)度相同且等于齒寬的4倍，第一內(nèi)緣長(zhǎng)度等于齒寬的2倍，第二外緣長(zhǎng)度等于齒寬的3倍，第二內(nèi)緣長(zhǎng)度等于齒寬長(zhǎng)度。

相對(duì)于傳統(tǒng)的變速器技術(shù)，本發(fā)明中輸入軸與驅(qū)動(dòng)齒輪固定連接，輸入軸帶動(dòng)輸入軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪與中間齒輪第三外緣面嚙合，中間齒輪上具有三種直徑不同的外齒圈，內(nèi)齒環(huán)具有三種直徑不同的內(nèi)齒圈，中間齒輪的外齒圈與內(nèi)齒環(huán)中的內(nèi)齒圈形成三種傳動(dòng)比，內(nèi)齒環(huán)軸套通過(guò)軸套內(nèi)導(dǎo)槽與輸出軸導(dǎo)條的配合帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸上具有6個(gè)空腔，且連同空腔中的結(jié)構(gòu)兩兩對(duì)稱(chēng)分布，對(duì)稱(chēng)分布的設(shè)計(jì)能夠保證輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性；輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使頂球產(chǎn)生離心力，離心力會(huì)使頂球與內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)的頂斜面接觸，使內(nèi)齒環(huán)在輸出軸上移動(dòng)，為了在頂球與頂斜面接觸時(shí)盡量減少摩擦損耗，將頂球設(shè)計(jì)安裝在頂球卡殼上，能夠保證頂球在頂球卡殼中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而減少摩擦；離心力作用使內(nèi)齒環(huán)軸套向一個(gè)方向移動(dòng)，復(fù)位彈簧起到復(fù)位作用，當(dāng)輸出軸不旋轉(zhuǎn)時(shí)，復(fù)位彈簧能夠?qū)?nèi)齒環(huán)軸套復(fù)位。

附圖說(shuō)明

圖1是整體部件分布示意圖。

圖2是整體部件剖視圖。

圖3是整體部件中間截面示意圖。

圖4是內(nèi)齒環(huán)及其軸套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是中間齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是輸出軸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是頂簧等結(jié)構(gòu)安裝示意圖。

圖8是頂球及相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是輸出軸上的腔體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)名稱(chēng)：1、輸出軸，2、彈簧固定環(huán)，3、復(fù)位彈簧，4、內(nèi)齒環(huán)，5、內(nèi)齒環(huán)軸套，6、中間齒輪，7、驅(qū)動(dòng)齒輪，8、中間軸，9、輸入軸，10、軸套彈簧卡環(huán)，11、第一外齒，12、第一外緣，13、第二外齒，14、第二外緣，15、第三外齒，16、第三外緣，17、第一內(nèi)齒，18、第一內(nèi)緣，19、第二內(nèi)齒，20、第二內(nèi)緣，21、第三內(nèi)齒，22、軸套內(nèi)導(dǎo)槽，23、第一頂槽，24、第一頂面，25、第二頂槽，26、第二頂面，27、第三頂槽，28、第三頂面，29、輸出軸導(dǎo)條，30、第一頂球，31、第二頂球，32、第三頂球，33、頂簧，34、頂球支撐，35、頂球?qū)Лh(huán)，36、頂球卡殼，37-1、頂球腔，37-2、頂球?qū)唬?7-3、頂簧腔，38、頂球底腔，39、內(nèi)齒環(huán)支撐，53、頂斜面，54、第三內(nèi)緣。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3所示，它包括輸出軸、彈簧固定環(huán)、復(fù)位彈簧、內(nèi)齒環(huán)、內(nèi)齒環(huán)軸套、中間齒輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、中間軸、輸入軸、軸套彈簧卡環(huán)、軸套內(nèi)導(dǎo)槽、第一頂槽、第一頂面、第二頂槽、第二頂面、第三頂槽、第三頂面、輸出軸導(dǎo)條、第一頂球、第二頂球、第三頂球、頂簧、頂球支撐、頂球?qū)Лh(huán)、頂球卡殼、頂球腔、頂球?qū)?、頂簧腔、頂球底腔、?nèi)齒環(huán)支撐、頂斜面，其中如圖6所示，彈簧固定環(huán)安裝在輸出軸上，如圖4所示，軸套彈簧卡環(huán)安裝在內(nèi)齒環(huán)軸套一端，如圖4所示，內(nèi)齒環(huán)通過(guò)內(nèi)齒環(huán)支撐安裝在內(nèi)齒環(huán)軸套上，如圖2所示，內(nèi)齒環(huán)軸套嵌套在輸出軸上；如圖2所示，復(fù)位彈簧嵌套在輸出軸上，且一端與彈簧固定環(huán)連接，另一端與軸套彈簧卡環(huán)連接；如圖6所示，兩個(gè)輸出軸導(dǎo)條對(duì)稱(chēng)地安裝在輸出軸外緣面上，如圖4所示，兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽對(duì)稱(chēng)地加工在內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)緣面上，兩個(gè)輸出軸導(dǎo)條與兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽配合；如圖9所示，輸出軸上兩兩對(duì)稱(chēng)地開(kāi)有6個(gè)空腔，兩兩組成一組，三組空腔之間并列分布，且六個(gè)空腔其腔體結(jié)構(gòu)及腔中所安裝的結(jié)構(gòu)完全相同，第一頂球、第二頂球和第三頂球結(jié)構(gòu)完全相同僅安裝方位不同，如圖7、8所示，對(duì)于靠近軸套彈簧卡環(huán)的空腔其腔體結(jié)構(gòu)及所安裝的結(jié)構(gòu)為：從輸出軸外緣面向軸線方向依次具有頂球腔、頂球?qū)弧㈨敾汕?，第一頂球安裝在頂球卡殼中，頂球卡殼安裝在頂球支撐上，頂球支撐安裝在頂球?qū)Лh(huán)上，頂球?qū)Лh(huán)下側(cè)安裝有中空的頂球底腔，第一頂球、頂球卡殼、頂球支撐位于頂球腔中、頂球?qū)Лh(huán)位于頂球?qū)恢?、頂球底腔位于頂簧腔中，頂簧安裝在頂球底腔內(nèi)，頂簧一端連接頂球底腔頂部，另一端連接頂簧腔底部；對(duì)于遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)的兩組空腔中依次將第二頂球和第三頂球代替第一頂球，沿遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)方向三組空腔中的頂簧彈性系數(shù)逐漸增大，這樣的設(shè)計(jì)為了使三個(gè)頂球作用相應(yīng)的頂斜面時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出軸的轉(zhuǎn)速不一樣；如圖4所示，內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)部沿遠(yuǎn)離軸套彈簧卡環(huán)的方向依次開(kāi)有兩個(gè)第一頂槽、兩個(gè)第一頂面、兩個(gè)第二頂槽、兩個(gè)第二頂面、兩個(gè)第三頂槽、兩個(gè)第三頂面，且兩兩對(duì)稱(chēng)分布；第一頂槽、第二頂槽、第三頂槽中均具有頂斜面；第一頂球與第一頂槽和第一頂面配合，第二頂球與第二頂槽和第二頂面配合，第三頂球與第三頂槽和第三頂面配合，兩個(gè)第一頂球的對(duì)稱(chēng)面與兩個(gè)第一頂槽的對(duì)稱(chēng)面重合，且與兩個(gè)軸套內(nèi)導(dǎo)槽的對(duì)稱(chēng)面垂直；內(nèi)齒環(huán)與中間齒輪嚙合，中間齒輪安裝在中間軸上，安裝在輸入軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪與中間齒輪嚙合。

如圖2、5所示，上述中間齒輪包括第一外齒、第一外緣、第二外齒、第二外緣、第三外齒、第三外緣，中間齒輪外緣面上依次具有第一外齒、第一外緣、第二外齒、第二外緣、第三外齒、第三外緣，且第一外齒、第二外齒、第三外齒直徑依次增大，第二外緣、第一外緣、第三外緣長(zhǎng)度依次增大。

如圖2所示，內(nèi)齒環(huán)包括第一內(nèi)齒、第一內(nèi)緣、第二內(nèi)齒、第二內(nèi)緣、第三內(nèi)齒，內(nèi)齒環(huán)內(nèi)緣面上依次具有第一內(nèi)齒、第一內(nèi)緣、第二內(nèi)齒、第二內(nèi)緣、第三內(nèi)齒，且第一內(nèi)齒、第二內(nèi)齒、第三內(nèi)齒直徑依次減小，第二內(nèi)緣、第一內(nèi)緣、第三內(nèi)緣長(zhǎng)度依次增大。

上述第一外齒與第一內(nèi)齒嚙合，第二外齒與第二內(nèi)齒嚙合，第三外齒與第三內(nèi)齒嚙合，第三外緣一端具有齒且驅(qū)動(dòng)齒輪與第三外緣上的齒嚙合。

上述復(fù)位彈簧為拉伸彈簧。

上述頂簧為壓縮彈簧。

上述頂斜面與第一頂面的夾角為135度-150度。該角度頂球與頂斜面接觸的摩擦力最小，在一定的徑向距離運(yùn)動(dòng)下，能夠產(chǎn)生較長(zhǎng)的軸線方向位移，并且能夠產(chǎn)生較合適的軸線分力。

上述輸出軸、輸入軸、中間軸均通過(guò)軸承固定在變速器殼體上。

如圖3所示，上述第一內(nèi)齒、第二內(nèi)齒、第三內(nèi)齒、第一外齒、第二外齒、第三外齒的齒寬均相同，第三內(nèi)緣長(zhǎng)度和第一外緣長(zhǎng)度相同且等于齒寬的4倍，第一內(nèi)緣長(zhǎng)度等于齒寬的2倍，第二外緣長(zhǎng)度等于齒寬的3倍，第二內(nèi)緣長(zhǎng)度等于齒寬長(zhǎng)度。

綜上所述，本發(fā)明中輸入軸與驅(qū)動(dòng)齒輪固定連接，輸入軸帶動(dòng)輸入軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪與中間齒輪第三外緣面嚙合，中間齒輪上具有三種直徑不同的外齒圈，內(nèi)齒環(huán)具有三種直徑不同的內(nèi)齒圈，中間齒輪的外齒圈與內(nèi)齒環(huán)中的內(nèi)齒圈形成三種傳動(dòng)比，內(nèi)齒環(huán)軸套通過(guò)軸套內(nèi)導(dǎo)槽與輸出軸導(dǎo)條的配合帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸上具有6個(gè)空腔，且連同空腔中的結(jié)構(gòu)兩兩對(duì)稱(chēng)分布，對(duì)稱(chēng)分布的設(shè)計(jì)能夠保證輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性；輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使頂球產(chǎn)生離心力，離心力會(huì)使頂球與內(nèi)齒環(huán)軸套內(nèi)的頂斜面接觸，使內(nèi)齒環(huán)在輸出軸上移動(dòng)，為了在頂球與頂斜面接觸時(shí)盡量減少摩擦損耗，將頂球設(shè)計(jì)安裝在頂球卡殼上，能夠保證頂球在頂球卡殼中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而減少摩擦；離心力作用使內(nèi)齒環(huán)軸套向一個(gè)方向移動(dòng)，復(fù)位彈簧起到復(fù)位作用，當(dāng)輸出軸不旋轉(zhuǎn)時(shí)，復(fù)位彈簧能夠?qū)?nèi)齒環(huán)軸套復(fù)位。

具體實(shí)施方式如下：起初驅(qū)動(dòng)齒輪與中間齒輪的第三外緣上的齒嚙合，內(nèi)齒環(huán)中的第一內(nèi)齒與中間齒輪的第一外齒嚙合，此時(shí)第二內(nèi)齒與第二外齒距離一個(gè)齒寬，第三內(nèi)齒與第三外齒距離三個(gè)齒寬，六個(gè)頂球均在頂簧作用下處于輸出軸的外緣面內(nèi)，同時(shí)第一頂球處于第一頂面和第一頂槽的頂斜面交界處，第二頂球處于第二頂面上且距離第二頂槽的頂斜面一個(gè)齒寬，第三頂球處于第三頂面上且距離第三頂槽的頂斜面三個(gè)齒寬；當(dāng)輸入軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)中間齒輪與內(nèi)齒環(huán)內(nèi)齒嚙合而帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒環(huán)軸套通過(guò)導(dǎo)條與導(dǎo)槽的配合帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，輸出軸中的頂球、頂球卡殼、頂球支撐、頂球?qū)Лh(huán)、頂球底腔組成的整體開(kāi)始圍繞輸出軸軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，該整體結(jié)構(gòu)會(huì)沿離心力方向移動(dòng)，頂球在離心力作用下從空腔中向外滑出，頂球?qū)Лh(huán)將在頂球?qū)恢谢瑒?dòng)，保證了頂球往復(fù)運(yùn)動(dòng)不會(huì)沖出輸出軸的頂球腔，同時(shí)頂簧拉伸；輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度越大，頂球離開(kāi)頂球腔幅度越大，頂球從頂球腔中出來(lái)必然會(huì)與內(nèi)齒環(huán)軸套上的頂槽和頂面發(fā)生作用，首先，當(dāng)輸入軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)速也達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，第一頂球?qū)Φ谝豁敳厶幍捻斝泵媸┘右欢ǖ膲毫?，頂斜面將得到沿輸出軸軸線方向的分力，促使內(nèi)齒環(huán)軸套沿軸線移動(dòng)，那么內(nèi)齒環(huán)上的第一內(nèi)齒與中間齒上的第一外齒脫離，第二內(nèi)齒與第二外齒嚙合，傳動(dòng)比發(fā)生改變，之后，輸入軸轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高，第二內(nèi)齒將與第二外齒脫離，第三內(nèi)齒將與第三外齒嚙合，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的自動(dòng)變速功能，本發(fā)明在輸出軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸的自動(dòng)變傳動(dòng)比功能，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。