專利名稱：全自動(dòng)變速齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪傳遞動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是由若干個(gè)齒輪組合構(gòu)成的汽車、摩托車變速箱結(jié)構(gòu)。
當(dāng)今汽車、摩托車變速箱結(jié)構(gòu)多為手動(dòng)操作式，其中的某幾個(gè)齒輪在外界力量(人工操作)作用下與其它的齒輪咬合或脫離，實(shí)現(xiàn)其變速的目的，汽車、摩托車在起步、行駛、減速過(guò)程中，變速箱起著決定性的作用，因變速箱的變速過(guò)程必須通過(guò)人工操作來(lái)完成，變速的頻率、變速的精確度、變速的幅度完全由駕駛員來(lái)掌握和完成，大大增加了他們的勞動(dòng)強(qiáng)度(腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)強(qiáng)度)，若少數(shù)駕駛員經(jīng)驗(yàn)不足還可使齒輪咬合不佳增加磨損，影響變速箱的壽命，或因齒輪咬合不當(dāng)使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，增加了燃料的消耗。
本發(fā)明的目的是提供一種全自動(dòng)變速齒輪箱，它具有根據(jù)行車阻力變化，即刻自動(dòng)選擇最佳變速檔位(最佳傳動(dòng)比)的能力。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的若干組定速齒輪縱向排列構(gòu)成變速箱的定速部分，每一組定速齒輪皆由定速齒輪及其傳動(dòng)齒輪構(gòu)成，定速齒輪之間相互不咬合，定速齒輪與其傳動(dòng)齒輪之間具備單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能，即定速齒輪相對(duì)于其傳動(dòng)齒輪只能向后轉(zhuǎn)動(dòng)，不能向前轉(zhuǎn)動(dòng)(定速齒輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng))，傳動(dòng)齒輪之間通過(guò)傳遞齒輪相互咬合，在定速齒輪組同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定速齒輪齒緣線速度自前向后(自第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)……至末一級(jí))依次遞增。軸桿滑槽為選速齒輪軸桿提供滑行通道，保證選速齒輪沿軸桿滑槽向前或向后滑動(dòng)時(shí)始終能與傳動(dòng)螺桿以及任何一個(gè)定速齒輪相咬合，具有一定轉(zhuǎn)速的選速齒輪沿軸桿滑槽逐一與第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)……末一級(jí)定速齒輪咬合時(shí)，末一級(jí)傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度依次遞減(變速箱的傳動(dòng)比依次遞減)，卻使變速箱的傳動(dòng)力量逐漸加強(qiáng)，靜態(tài)時(shí)，平衡彈簧自后向前將選速齒輪推至前端與第一級(jí)定速齒輪相咬合，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)螺桿-選速齒輪-第一級(jí)定速齒輪-第一級(jí)傳動(dòng)齒輪-傳遞齒輪-第二級(jí)傳動(dòng)齒輪-傳遞齒輪……-末一級(jí)傳動(dòng)齒輪-負(fù)荷齒輪-驅(qū)動(dòng)負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷增加(如汽車、摩托車起步、上坡)或加速時(shí)，負(fù)荷齒輪以及第一級(jí)定速齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢或停止轉(zhuǎn)動(dòng)，選速齒輪在傳動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)力的作用下，以與其咬合的轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢或停止轉(zhuǎn)動(dòng)的第一級(jí)定速齒輪為起點(diǎn)，克服平衡彈簧的彈力向后滾動(dòng)移位，與第二級(jí)定速齒輪相咬合(同時(shí)漸與第一級(jí)定速齒輪分離)，選速齒輪與第二級(jí)定速齒輪咬合后，自動(dòng)降低了變速箱的傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力容易克服增大的負(fù)荷而驅(qū)動(dòng)負(fù)荷齒輪;若傳動(dòng)比降低后仍不能驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，即負(fù)荷齒輪與第二級(jí)定速齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度仍慢或不能轉(zhuǎn)動(dòng)，選速齒輪在傳動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)力的繼續(xù)作用下，以與其咬合的轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢或暫時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的第二級(jí)定速齒輪為起點(diǎn)，克服平衡彈簧的彈力再向后滾動(dòng)移位，與第三級(jí)定速齒輪相咬合(同時(shí)漸與第二級(jí)定速齒輪分離)，選速齒輪與第三級(jí)定速齒輪咬合后，再次降低了變速箱的傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)負(fù)荷的能力再次加強(qiáng)，照此方式，隨著負(fù)荷的增加，選速齒輪在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用下，不斷克服平衡彈簧的彈力向后滾動(dòng)移位，及時(shí)降低變速箱的傳動(dòng)比，直至驅(qū)動(dòng)負(fù)荷齒輪(克服行車阻力)為止。實(shí)現(xiàn)了隨負(fù)荷(行車阻力)增加，自動(dòng)減速(增強(qiáng)傳動(dòng)力量)的目的。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)(如下坡)，負(fù)荷齒輪以及與選速齒輪相咬合的某一級(jí)定速齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快，選速齒輪在平衡彈簧彈力的作用下，以與其咬合的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力的傳動(dòng)螺桿結(jié)構(gòu)的某一節(jié)段為起點(diǎn)，向前滾動(dòng)移位，與前一級(jí)、前二級(jí)……乃至第一級(jí)定速齒輪相咬合，自動(dòng)增加了變速箱的傳動(dòng)比，自動(dòng)產(chǎn)生加速度，實(shí)現(xiàn)隨負(fù)荷(行車阻力)減小，自動(dòng)增加傳動(dòng)比(增加傳動(dòng)效率)的目的。
本專利發(fā)明是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)螺桿以及與其咬合的軸桿可以滑動(dòng)的選速齒輪傳遞給半徑各異的定速齒輪，最后傳遞給負(fù)荷齒輪而驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，隨外界阻力的增減，選速齒輪的軸桿自動(dòng)地向后或者向前移動(dòng)，通過(guò)與不同半徑的定速齒輪相咬合及時(shí)調(diào)整變速箱的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)隨阻力(行車阻力)變化，自動(dòng)選擇最佳咬合位置(最佳變速檔位)的目的。與現(xiàn)有的汽車、摩托車變速箱相比有以下優(yōu)點(diǎn)1、變速箱的變速全過(guò)程為自動(dòng)式，不需人為操作，在汽車、摩托車起步、上坡、加速等行車阻力增大時(shí)，傳動(dòng)比自動(dòng)降低，在下坡等行車阻力減小時(shí)，傳動(dòng)比自動(dòng)增加，能大大減輕駕駛員們的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、提高了傳動(dòng)有效率、節(jié)約了燃料傳統(tǒng)的汽車、摩托車變速箱，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加、輸出功率增大時(shí)(如起步、上坡、加速)傳動(dòng)比相對(duì)不變，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)變速箱后，傳動(dòng)力量有一定量的增長(zhǎng)，而本變速箱在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，輸出功率增大(如起步、上坡、加速)的同時(shí)，傳動(dòng)比自動(dòng)下降，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)變速箱后傳動(dòng)力量成倍量地增長(zhǎng)，相比之下，后者發(fā)動(dòng)機(jī)克服相同阻力，所要求的輸出功率小于前者，燃料消耗少于前者；在行車阻力增加(阻力增加或大或小)時(shí)，傳統(tǒng)的變速箱必須通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率(開(kāi)大油門(mén))來(lái)克服，而本變速箱在行車阻力增加不劇時(shí)，可通過(guò)自動(dòng)減速過(guò)程有效地克服，故仍省油，其次，傳統(tǒng)的變速箱在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及輸出輸出功率相對(duì)不變的情況下，不會(huì)因行車阻力減少(如下坡)自動(dòng)增加傳動(dòng)比，自動(dòng)產(chǎn)生加速度，(若要主動(dòng)產(chǎn)生加速度，必須增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，開(kāi)大油門(mén))，而本變速箱在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)不變的情況下，因行車阻力減小可以增加傳動(dòng)比故能自動(dòng)產(chǎn)生加速度，并且，在增加傳動(dòng)比的過(guò)程中，平衡彈簧依其彈力將選速齒輪自后向前推動(dòng)，平衡彈簧的一部分彈力通過(guò)選速齒輪傳遞給定速齒輪也有利于驅(qū)動(dòng)負(fù)荷齒輪產(chǎn)生加速度，故該變速箱傳動(dòng)有效率高節(jié)約燃料。
3、提高了汽車、摩托車檔次與現(xiàn)有的汽車、摩托車變速箱相比，該變速箱的全自動(dòng)變速過(guò)程可有效地避免因齒輪之間齒合不佳而產(chǎn)生的噪聲減少齒輪磨損，避免因齒輪之間齒合不當(dāng)造成的發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等情況。
4、本變速箱根據(jù)實(shí)際需要可制成規(guī)格不同的系列產(chǎn)品，對(duì)整車結(jié)構(gòu)不需作大的調(diào)整即可直接替換傳統(tǒng)的變速箱，其生產(chǎn)成本不高，生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單，加之有上述優(yōu)點(diǎn)，易被生產(chǎn)廠家及客戶選用。
本變速箱的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出


圖1、是全自動(dòng)變速齒輪箱結(jié)構(gòu)示意2、是圖1A-A面剖視3、為定速齒輪組單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能結(jié)構(gòu)示意4、為圖3B-B面剖視圖下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本變速箱的具體結(jié)構(gòu)及其工作情況參照?qǐng)D1、圖2、變速箱體(23)中的定速齒輪組由定速齒輪及其傳動(dòng)齒輪構(gòu)成，它們是第一級(jí)(6)、(7)，第二級(jí)(9)、(10)，第三級(jí)(12)、(13)，第四級(jí)(15)、(16)，第五級(jí)(18)、(19);定速齒輪(9)、(12)、(15)、(18)相對(duì)于其傳動(dòng)齒輪(10)、(13)、(16)、(19)只能向后轉(zhuǎn)動(dòng)，不能向前轉(zhuǎn)動(dòng)，即定速齒輪與其傳動(dòng)齒輪之間具備單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能參照3、圖4、定速齒輪(c)中央小凹(44)中的絲彈簧(43)將小舌片(42)保持上翹狀態(tài)，定速齒輪(C)向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)小舌片(42)作用于軸桿(E)上的鋸狀齒(41)帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪(D)同步向前轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪(D)向前轉(zhuǎn)動(dòng)或定速齒輪(C)向后轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小舌片(42)沿鋸狀齒(41)表面(長(zhǎng)齒面)滑動(dòng)，使定速齒輪(C)與傳動(dòng)齒輪(D)之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)功能。參照?qǐng)D1、圖2、定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)之間相互不咬合，傳動(dòng)齒輪(7)、(10)、(13)、(16)、(19)之間通過(guò)傳遞齒輪(8)、(11)、(14)、(17)相互咬合，在定速齒輪組同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定速齒輪齒緣線速度V自前向后(自第一級(jí)V6、第二級(jí)V9、第三級(jí)V12、第四級(jí)V15、第五級(jí)V18)依次遞增，即V6＜V9＜V12＜V15＜V18，負(fù)荷齒輪(圖中未表示)通過(guò)變速箱后端的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)(22)、(21)、(20)與變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)相連續(xù)，傳出結(jié)構(gòu)(22)、(21)、(20)與箱體(23)之間具備單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能，即動(dòng)力傳出軸桿(22)只能沿克服阻力(驅(qū)動(dòng)負(fù)荷齒輪)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能逆轉(zhuǎn);選速齒輪(1)、(3)始終能與傳動(dòng)螺桿(31)、(32)相咬合，選速齒輪軸桿(30)通過(guò)軸承(4)、(5)與彈簧腔(33)、(34)中的平衡彈簧(35)、(36)間接接觸，軸桿滑槽(37)、(38)為選速齒輪軸桿(30)提供滑行通道，保證選速齒輪(1)、(3)、(2)沿滑槽(37)、(38)向前或向后滑動(dòng)時(shí)，始終能與傳動(dòng)螺桿(31)、(32)以及各級(jí)定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)、實(shí)現(xiàn)最佳咬合，靜態(tài)時(shí)，平衡彈簧(35)、(36)的彈力通過(guò)軸承(4)、(5)作用于軸桿(30)使選速齒輪(1)、(2)、(3)位于變速箱前端，選速齒輪(2)與第一級(jí)定速齒輪(6)相咬合，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)變速箱前端的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳入結(jié)構(gòu)(24)、(27)、(25)、(28)、(26)、(29)-傳動(dòng)螺桿(31)、(32)-使選速齒輪(1)、(3)、(2)后轉(zhuǎn)-第一級(jí)定速齒輪(6)前轉(zhuǎn)-第一級(jí)傳動(dòng)齒輪(7)前轉(zhuǎn)-傳遞齒輪(8)后轉(zhuǎn)-第二級(jí)傳動(dòng)齒輪(10)前轉(zhuǎn)-傳遞齒輪(11)后轉(zhuǎn)-第三級(jí)傳動(dòng)齒輪(13)前轉(zhuǎn)-傳遞齒輪(14)后轉(zhuǎn)-第四級(jí)傳動(dòng)齒輪(16)前轉(zhuǎn)-傳遞齒輪(17)后轉(zhuǎn)-第五級(jí)傳動(dòng)齒輪(19)前轉(zhuǎn)-轉(zhuǎn)動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)(20)、(21)、(22)-驅(qū)動(dòng)負(fù)荷齒輪，當(dāng)負(fù)荷齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢或停止轉(zhuǎn)動(dòng)即負(fù)荷增加(如汽車、摩托車上坡、加速、起步)時(shí)，通過(guò)咬合的齒輪群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)至(6)，使第一級(jí)定速齒輪(6)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的速度同時(shí)減慢或者停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，選速齒輪(1)、(2)、(3)受傳動(dòng)螺桿(31)、(32)驅(qū)動(dòng)沿轉(zhuǎn)速減慢或停止轉(zhuǎn)動(dòng)的第一級(jí)定速齒輪(6)表面向后滾動(dòng)，即軸桿(30)通過(guò)軸承(4)、(5)克服平衡彈簧(35)、(36)的彈力，沿軸桿滑槽(37)、(38)向后滾動(dòng)、選速齒輪將逐一與第二級(jí)(9)、第三級(jí)(12)、第四級(jí)(15)、第五級(jí)(18)定速齒輪相咬合，使得同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的各級(jí)定速齒輪齒緣線速度由依次遞增變?yōu)橄嗟?，即V6＝V9＝V12＝V15＝V18，最終使轉(zhuǎn)動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)(22)、(21)、(20)轉(zhuǎn)動(dòng)速度逐一減慢(但卻使傳動(dòng)力量增強(qiáng))直至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)變速箱后能夠驅(qū)動(dòng)支負(fù)荷齒輪為止。當(dāng)負(fù)荷減小(如下坡)時(shí)負(fù)荷齒輪轉(zhuǎn)速增加，通過(guò)咬合的齒輪群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)使各級(jí)定速齒輪(18)、(15)、(12)、(9)、(6)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的速度皆增加，此時(shí)，受傳動(dòng)的螺桿(31)、(32)驅(qū)動(dòng)的選速齒輪(1)、(2)、(3)后轉(zhuǎn)速度不及與其咬合的某級(jí)(假定為第五級(jí))定速齒輪前轉(zhuǎn)速度V18，平衡彈簧(35)、(36)通過(guò)軸承(4)、(5)作用于軸桿(30)，使其沿軸桿滑槽(37)、(38)向前滑動(dòng)，選速齒輪(3)、(2)將逐一與第四級(jí)(15)、第三級(jí)(12)、第二級(jí)(9)、第一級(jí)(6)定速齒輪相咬合，使得同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的各級(jí)定速齒輪齒緣線速度由依次遞減變?yōu)橄嗟?，即V18＝V15＝V12＝V9＝V6，最終使轉(zhuǎn)動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)(22)、(21)、(20)轉(zhuǎn)動(dòng)速度逐一增快(有利于產(chǎn)生加速度)直至某一級(jí)定速齒輪(該定速齒輪前轉(zhuǎn)線速度與選速齒輪后轉(zhuǎn)線速度一致)與選速齒輪咬合為止，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)變化傳動(dòng)比的目的。
變速箱體中的定速齒輪組數(shù)可以為5以外的其它數(shù)值，如4組、3組、2組或6組、7組、8組等，定速齒輪組的單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能結(jié)構(gòu)除為滾珠(39)-滾珠槽(40)-鋸狀齒(41)-小舌片(42)式處還可以為其它形式;傳出結(jié)構(gòu)(22)、(21)、(20)與箱體(23)之間的單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能可由上述滾珠-滾珠槽-鋸狀齒-小舌片結(jié)構(gòu)形式完成，也可由其它形式來(lái)完成;轉(zhuǎn)動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)還可以為其它的結(jié)構(gòu)形式;轉(zhuǎn)動(dòng)力傳入結(jié)構(gòu)也可以為其它的結(jié)構(gòu)形式;平衡彈簧除為壓縮彈簧外還可以為一端與軸桿軸承連接，另一端與變速箱前端連接的拉伸彈簧。
權(quán)利要求
1.一種由齒輪、齒輪軸桿、箱體構(gòu)成的全自動(dòng)變速齒輪箱，其特征在于1)若干組定速齒輪縱向排列構(gòu)成變速箱的定速部分，每組定速齒輪皆由定速齒輪及其傳動(dòng)齒輪構(gòu)成，定速齒輪之間相互不咬合，定速齒輪相對(duì)于其傳動(dòng)齒輪只能向后轉(zhuǎn)動(dòng)，不能向前轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪之間通過(guò)傳遞齒輪相互咬合，在定速齒輪組同時(shí)向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定速齒輪齒緣線速度自前向后(自第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)……至未一級(jí))依次遞增；2)平衡彈簧自后向前將選速齒輪推至或拉至前端使其與第一級(jí)定速齒輪相咬合，軸桿滑槽為選速齒輪軸桿提供滑行通道，保證選速齒輪沿軸桿滑槽向后或向前滑動(dòng)時(shí)，始終能與傳動(dòng)螺桿以及任何一個(gè)定速齒輪相咬合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、其特征在于動(dòng)力傳出結(jié)構(gòu)與箱體之間具備單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能。
全文摘要
本發(fā)明屬齒輪傳遞動(dòng)力裝置領(lǐng)域，轉(zhuǎn)動(dòng)力(24)通過(guò)傳動(dòng)螺桿(31)、(32)以及始終與其咬合的軸桿(30)可以移動(dòng)的后轉(zhuǎn)選速齒輪(1)、(3)以及(2)傳遞給半徑各異的前轉(zhuǎn)定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)最后傳遞給傳出軸桿(22)而驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，隨負(fù)荷的增、減(傳出軸桿轉(zhuǎn)速減慢或加快)，選速齒輪軸桿(30)沿滑槽(37)、(38)自動(dòng)地向后[彈簧(35)、(36)被壓縮]、向前(彈簧伸展)移位，選速齒輪與不同半徑的定速齒輪相咬合及時(shí)調(diào)整變速箱的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)變速的目的，該變速箱可替換傳統(tǒng)的汽車、摩托車變速箱。
文檔編號(hào)F16H3/20GK1100186SQ94111650
公開(kāi)日1995年3月15日 申請(qǐng)日期1994年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月23日
發(fā)明者余蜀翔 申請(qǐng)人:余蜀翔