專利名稱：一種齒輪多級變速方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪多級變速方法和裝置。
縱觀現(xiàn)有的各種齒輪變速方法和裝置，一般采用齒輪沿其軸方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)齒輪的軸向嚙合和分離來達(dá)到不同變比速度的齒輪變速。采用該方法的裝置一般設(shè)有一拔叉機(jī)構(gòu)或拔叉環(huán)機(jī)構(gòu)來軸向拔動(dòng)齒輪，并同時(shí)設(shè)有一同步轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來確保齒輪的軸向嚙合。如目前船舶、車輛等交通運(yùn)輸機(jī)械上的變速換擋裝置均采用這種方法，設(shè)有這類機(jī)構(gòu)。上述方法和裝置雖有傳動(dòng)可靠，變速穩(wěn)定，傳動(dòng)輸出效率高等優(yōu)點(diǎn)，但亦存在構(gòu)造復(fù)雜，操作不便，體積大，質(zhì)量重，成本高等不足之處。
本發(fā)明的目的在于提供一種齒輪在其徑向方向上移動(dòng)而使其在徑向方向上順齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向嚙合和分離的多級變速方法和采用這種方法的該類裝置。使其適用于船舶、車輛等交通運(yùn)輸機(jī)械中。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一個(gè)固定的殼體，一個(gè)內(nèi)齒輪定位在殼體中，并僅能轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪中心有一同心的軸，下文分別簡稱同心內(nèi)齒輪、同心軸。同心軸上固定有一組不同直徑的齒輪。下文簡稱同心軸齒輪。同心內(nèi)齒輪和同心軸齒輪下文簡稱同心齒輪。同心軸齒輪組軸向厚度與同心內(nèi)齒輪軸向厚度相等。同心軸齒輪與同心內(nèi)齒輪之間，對應(yīng)各不同直徑的同心軸齒輪各有一組或二組以上主要由二個(gè)或二個(gè)以上齒輪構(gòu)造的傳遞機(jī)構(gòu)。它包括一個(gè)定位在殼體上相應(yīng)位置，且僅可在其上限位轉(zhuǎn)動(dòng)的基座，一個(gè)由二個(gè)或二個(gè)以上齒輪互相嚙合，并由其各自在基座上固定的軸定位，且僅可繞各自的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪及其軸構(gòu)成齒輪組合體。齒輪組合體中分別可與同心內(nèi)齒輪和同心軸齒輪嚙合分離的齒輪，下文簡稱離合齒輪。有一個(gè)對基座施加一個(gè)使其離合齒輪嚙合的力矩和力矩裝置，下文簡稱嚙合力矩和嚙合力矩裝置。上述傳遞機(jī)構(gòu)下文簡稱齒輪傳遞機(jī)構(gòu)。同心齒輪和齒輪的傳遞機(jī)構(gòu)之間，有一套筒。套筒上有一逆轉(zhuǎn)裝置。對應(yīng)各齒輪傳遞機(jī)構(gòu)，該套筒上有在其軸向方向上是排列，圓周上是交錯(cuò)或錯(cuò)開分布的一系列徑向缺口和徑向通孔作為對應(yīng)各離合齒輪與同心齒輪嚙合的通道，下文簡稱變速套。
同心齒輪逆轉(zhuǎn)，帶動(dòng)其嚙合的離合齒輪逆轉(zhuǎn)，通過與其作用的逆轉(zhuǎn)裝置，帶動(dòng)變速套同步逆轉(zhuǎn)。同心齒輪和變速套上缺口或通孔共同作用，使原嚙合的齒輪傳遞機(jī)構(gòu)分離，在其齒輪徑向方向上沿其齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向該機(jī)構(gòu)中原通過變速套上缺口或通孔的離合齒輪壓緊在變速套上滾動(dòng)。直到變速套上相應(yīng)的缺口和通孔轉(zhuǎn)到所選擇的齒輪傳遞機(jī)構(gòu)位置，相應(yīng)的離合齒輪通過套上對應(yīng)的缺口或通孔通道在嚙合力矩作用下，與其對應(yīng)的同心齒輪同時(shí)觸壓和初步嚙合。順轉(zhuǎn)同心齒輪帶動(dòng)離合齒輪在徑向方向上沿其轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)一步可靠嚙合。至此，完成一次換擋。依此，依次使所選擇的齒輪傳遞機(jī)構(gòu)與同心齒輪嚙合、分離，得到選擇的同心內(nèi)齒輪和同心軸齒輪之間不同的速度變比，達(dá)到同心變速和實(shí)現(xiàn)循環(huán)換擋。完成一次循環(huán)換擋，同心齒輪變速套的逆轉(zhuǎn)角度選定為15°-360°。
同心齒輪順轉(zhuǎn)，變速套受其作用力很小，壓在其套上的離合齒輪對其施加一個(gè)與上述作用力相抵消的靜摩擦力，變速套不轉(zhuǎn)動(dòng)。
同樣，采用本方法還可以設(shè)計(jì)出其它類似的裝置。
綜上所述本發(fā)明采用了同心齒輪逆轉(zhuǎn)、變速套逆轉(zhuǎn)、齒輪傳遞機(jī)構(gòu)徑向移動(dòng)、離合齒輪徑向沿其滾動(dòng)方向嚙合和分離等主要技術(shù)措施。故不需拔叉、拔叉環(huán)、軸向移動(dòng)齒輪、同步轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪等技術(shù)措施，因而有操作簡單、靈便、換擋平穩(wěn)。變速可靠等優(yōu)點(diǎn)，故采用本方法的多級變速裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、性能可靠、體積小、質(zhì)量輕、效率高成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于船舶、車輛等交通運(yùn)輸機(jī)械。
下面結(jié)合附

圖1和一種實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明附圖1為采用本發(fā)明的一種二級變速裝置主要結(jié)構(gòu)，示意圖1. 殼體2. 同心內(nèi)齒輪3. 變速套4. 缺口5.7. 齒輪傳遞機(jī)構(gòu)6. 彈性爪8. 通孔9.10. 同心齒輪11. 同心軸參見附圖1，本發(fā)明是通過定位在殼體[1]中，且僅可轉(zhuǎn)動(dòng)的同心內(nèi)齒輪[2]通過其內(nèi)齒對彈性爪[6]的作用帶動(dòng)變速套[3]一同逆轉(zhuǎn)。同心內(nèi)齒輪[2]和變速套[3]上的缺口[4]共同作用使齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[5]與同心內(nèi)齒輪[2]，同心軸齒輪[10]一同分離，齒轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)[5]壓入變速套[3]內(nèi)側(cè)，其原與同心內(nèi)齒輪[2]嚙合的離合齒輪壓緊在變速套[3]上滾動(dòng)。變速套[3]上的通孔[8]轉(zhuǎn)動(dòng)到齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[7]位置。齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[7]上的離合齒輪通過通孔[8]與同心內(nèi)齒輪[2]嚙合，另一離合齒輪與同心軸齒輪[9]同時(shí)嚙合。同心內(nèi)齒輪[2]順轉(zhuǎn)，使齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[7]上兩離合齒輪進(jìn)一步嚙合。至此完成一次換擋。同樣，變速套[3]上缺口[4]再次移到齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[5]位置，同心內(nèi)齒輪[2]順轉(zhuǎn)使齒輪傳遞機(jī)[5]上離合齒輪再次嚙合。至此，完成一次循環(huán)換擋。同心內(nèi)齒輪[2]順轉(zhuǎn)，逆轉(zhuǎn)裝彈性爪[6]受力很小，齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[7]緊壓在變速套[2]上產(chǎn)生一個(gè)與之抵消的靜摩擦力，變速套[3]不轉(zhuǎn)動(dòng)，該二級變速裝置中，殼體[1]為一圓盤，同心內(nèi)齒輪[2]定位在圓盤內(nèi)側(cè)僅可轉(zhuǎn)動(dòng)。變速套[3]是一套筒，套筒外側(cè)裝有一彈性爪[6]，它與同心內(nèi)齒輪[2]上的內(nèi)齒觸壓。套筒上有缺口[4]，通孔[8]，缺口[4]，通孔[8]在套筒軸向方向上排列，在圓周上是錯(cuò)開分布的，亦可以交錯(cuò)分布，且缺口[4]，通孔[8]方向與套筒徑向方向一致。齒輪傳遞機(jī)構(gòu)[5]，[7]由一個(gè)基座和一個(gè)由二個(gè)齒輪構(gòu)成的齒輪組合體及一個(gè)圖中未畫出的嚙合力矩裝置構(gòu)成。其中，基座定位在殼體[1]的一側(cè)面上，且僅可限位轉(zhuǎn)動(dòng)。基座上兩個(gè)齒輪互相嚙合，并僅可繞各自固定在基座上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。嚙合力矩裝置為公知的普通技術(shù)措施，故僅只提出。同心軸齒輪[9]，[10]固定在軸[11]上，軸[11]與同心內(nèi)齒輪[2]同心。[11]上，軸[11]與同心內(nèi)齒輪[2]同心。
權(quán)利要求
1.一種多級變速方法和裝置，所述方法由同心齒輪逆轉(zhuǎn)，變速套逆轉(zhuǎn)，齒輪傳遞機(jī)構(gòu)的徑向嚙合和分離等主要技術(shù)措施組成，本發(fā)明的特征在于同心齒輪逆轉(zhuǎn)，通過作用變速套上的逆轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)變速套同步逆轉(zhuǎn)，逆轉(zhuǎn)的同心齒輪和變速套上的缺口或通孔共同使齒輪傳遞機(jī)構(gòu)沿其齒輪徑向方向移動(dòng)。并使該機(jī)構(gòu)中的離合齒輪同時(shí)在其徑向方向上沿其齒輪滾動(dòng)方向分離。變速套逆轉(zhuǎn)，使其緊壓在變速套上的離合齒輪滾動(dòng)。變速套上缺口或通孔轉(zhuǎn)到另一所選擇的齒輪傳遞機(jī)構(gòu)位置。該齒輪傳遞機(jī)構(gòu)上的離合齒輪通過其缺口或通孔通道與其相應(yīng)同心齒輪觸壓和初嚙合。同心齒輪順轉(zhuǎn)，變速套不動(dòng)，該齒輪帶動(dòng)嚙合齒輪在其齒輪徑向方向上，沿齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向作進(jìn)一步穩(wěn)定嚙合。至此完成一次換擋。依次如此，獲循環(huán)換擋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述同心齒輪其特征是同心內(nèi)齒輪和同心軸齒輪同心變速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述變套其特征是完成一次循環(huán)換擋逆轉(zhuǎn)角度選定為15°-360°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述變速套，其特征是裝有逆轉(zhuǎn)彈性爪。
5.根據(jù)權(quán)利1所述變速套上缺口和通孔其特征是在變速套軸向方向上排列，圓周上錯(cuò)開或交錯(cuò)分布，其方向與變速套徑方向一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述齒輪傳遞機(jī)構(gòu)其特征是在于該機(jī)構(gòu)中齒輪組合體由二個(gè)齒輪互相嚙合并僅可繞各自固定在機(jī)座上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪及其軸組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基座，其特征在于是定位在殼體的一側(cè)面上，且僅限位轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述基座，其特征在于有嚙合力矩裝置作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多級變速方法和裝置，采用同心齒輪變速套逆轉(zhuǎn)，同心齒輪順轉(zhuǎn)使齒輪傳遞機(jī)構(gòu)在徑向方向上沿其離合齒輪滾動(dòng)方向分離和嚙合。具有操作簡單。靈便、換擋平穩(wěn)、變速可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于船舶、車輛等交通運(yùn)輸機(jī)械和其它機(jī)械。
文檔編號F16H3/20GK1080375SQ9210697
公開日1994年1月5日 申請日期1992年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月20日
發(fā)明者甘冬貴 申請人:甘冬貴