专利名称：一种机动车自动换档变速传动的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机动车自动换档变速传动的装置，尤其是一种由离心块式滚柱超越离合器、太阳齿轮、行星齿轮、行星架、齿圈、轴承组成的自动换档变速传动的装置。
目前机动车上所使用的自动换档变速传动装置都是由液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械变速器。它的结构复杂、体积大、造价高、传动效率低，造成机动车油耗高，维修困难。只能在高档次轿车上配套使用。
本实用新型旨在提供一种结构简单，体积小、造价低、加速性能好，传动效率高，油耗低的机动车自动换档变速传动装置。
本实用新型采用的技术方案是由离心块式滚柱超越离合器来实现各速度档的离合换档。它的离心块式滚柱超越离合器的内星轮的左右端面分别安装有转动环，转动环的外面有盖板、盖板通过螺钉或铆钉固定在内星轮上。转动环上有拨动销柱斜槽，圆柱销轴环槽，滚柱轴孔。内星轮与滚柱之间的工作面与外环所组成的楔角内有滚柱，滚柱两端的轴分别套入转动环相应的滚柱轴孔内。内星轮的外边有按72°匀布的五块离心块，离心块的一端有圆柱销轴孔，圆柱销轴穿过圆柱销轴孔插入两端盖板的相应孔内。离心块的另一端有拨动销柱，拨动销柱穿越离心块的拨动销柱孔插入转动环相应的斜槽内。离心块的尾部紧压着弹簧，弹簧的另一端顶在内星轮的支撑块上。空档、一档以及三档离心块式滚柱超越离合器的内星轮与滚柱之间的工作面与外环所组成的楔角方向与内星轮旋转方向为相反方向。二档的离心块式滚柱超越离合器的内星轮与滚柱之间的工作面与外环所组成的楔角方向与内星轮的旋转方向为相同方向。传动输入由增速行星架转动轴与发动机转动输出轴相连接，由增速齿圈通过花键与离合器内星轮相连接，离合器的外环的左端有传动齿轮与行星齿轴右端的行星齿相齿合，再通过行星齿轴左端的行星齿与一档齿圈的外齿相齿合。一档齿圈套入一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮内，用花键与内星轮相连接。一档离心块式滚柱超越离合器的外环底盘用铆钉与行星架相连接，同时用螺钉与二档齿圈的转鼓相连接。二档齿圈与该档的离心块式滚柱超越离合器外环的底盘用花键连接或焊接，离合器的内星轮用螺钉固定在该档行星架盘上。二档行星架盘与三档内星轮通过铆钉相连接成一体结构。各速度档的太阳齿通过轴承安装在同一固定轴上。一档、二档的太阳齿轴分别套入单向滚柱超越离合器内。三档的太阳齿转鼓通过轴承套装在固定轴上。三档行星架转鼓与三档太阳齿转鼓之间有三档离心块式滚柱超越离合器，离合器的内星轮的左右端面分别安装有内转动环和外转动环。内星轮与外环之间的楔角内有外滚柱，内星轮与太阳齿转鼓之间的楔角内有内滚柱。内外滚柱两端的轴分别套入内外转动环相应的滚柱轴孔内。三档行星架转鼓和齿圈转鼓有制定带，制动带与制动活塞相连。传动输出轴上套装有爪式离合器，爪式离合器的左右端面上有弧型凸爪，爪式离合器通过花键与传动输出轴相连接。传动输出轴与爪式离合器空心轴之间有弹簧，弹簧的一端顶在爪式离合器空心轴内端面上，另一端顶在铜轴套的右端面上。爪式离合器空心轴的外边套装有活塞油缸，活塞油缸与外壳固定连接，活塞油缸内的活塞与安装在爪式离合器空心轴左端的推力轴承的支撑壳相连接。三档行星架左端面有弧型凹槽，三档齿圈转鼓的左端有端面连接板，端面连接板的右端面有弧型凹槽。
本实用新型取消了现时机动车所使用的液力变矩器，活塞式多盘液压离合器，以及极为复杂的油路板、油路开关继电器、电脑控制板、使自动变速箱的体积减少一半，造价只有现时机动车所使用的液力机械变速器的四分之一。它加速性能好、换档平稳迅捷，传动效率高，使发动机减少油耗。很适合我国所发展的小型轿车、面包车、微型货车、轻型货车配套使用，使这类低档车提高它的档次，使这类汽车能在国际市场占有一席之地。
下面结合本实用新型的实施例进一步详细说明图(1)是本实用新型的实施例结构原理图。
图(2)是本实用新型实施例的空档离心块式滚柱超越离合器的结构图。
图(3)是本实施例一档离心块式滚柱超越离合器的结构图。
图(4)是本实施例二档离心块式滚柱超越离合器的结构图。
图(5)是本实施例三档离心块式滚柱超越离合器结构图。
图(6)是本实施例外转动环的结构图。
图(7)是本实施例内转动环的结构图。
一、空档在图(1)所示的实施例结构原理中，变速传动装置是一种太阳齿反向时被锁定，齿圈为主动件，行星架为被动件的减速传动结构。发动机的转速是通过发动机传动输出轴带动与其齿合的增速行星架转动轴(1)旋转。增速行星架(2)与转动轴(1)成一体结构，太阳齿(3)固定安装在固定轴(91)上，发动机转速通过行星齿(4)带动齿圈(5)增速旋转。由于空档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(8)与增速齿圈之间用花键连接。空档离心块式滚柱超越离合器的结构是这样在内星轮(8)的左右端面分别安装有转动环(7)(13)，转动环的外面有左右盖板(6)(12)，盖板通过铆钉(11)固定在内星轮上，转动环上有拨动销柱斜槽(95)，圆柱销轴环槽，滚柱轴孔，内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内有滚柱(10)，滚柱两端的轴(9)分别套入转动环(7)(13)相应的滚柱轴孔内。内星轮的外边有按72°匀布的五块离心块(93)，离心块的一端有圆柱销轴孔，圆柱销轴(92)穿过圆柱销轴孔插入两端盖板(6)(12)的相应孔内。离心块的另一端有拨动销柱(94)，拨动销柱穿越离心块的拨动销柱孔插入转动环相应的斜槽(95)内。离心块的尾部紧压着弹簧(96)，弹簧的另一端顶在内星轮的支撑块上。从结构上可以看出，离心块式滚柱超越离合器的所有构件都是以内星轮为主体联结成一个具有离合功能的旋转体。发动机处于台速状态时，离心块的离心力不能克服弹簧(96)的压力，离心块不能向外运动。由于内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内的滚柱(10)两轴端分别套入转动环相应的轴孔内，它的左右移动受转动环(7)(13)控制，而转动环的斜槽(95)插入离心块的拨动销柱(94)，所以转动环受离心块的控制。台速时，滚柱(10)与外环(14)处于分离状态。也就是离心块式滚柱超越离合器不传递发动机转矩。二、起步当发动机转速增加时，离心块(93)的离心力增大，当离心块的离心力增大到能克服弹簧(96)的压力时，离心块以圆柱销轴为轴心向外转动，离心块另一端的拨动销柱(94)也同时向外移动，由于拨动销柱的两端分别插入转转动环(7)(13)的相应斜槽(95)内，转动环受到拨动销柱的推动，向右转动一个角度，转动环将与它相连的滚柱(10)推入内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内，滚柱(10)紧压外环(14)和内星轮与滚柱之间的工作面。由于内星轮为主动件，外环为被动件，内星轮的的旋转方向与楔角方向为相反方向，内星轮便通过滚柱压紧外环带动外环旋转。空档离合器处于结合状态，开始传递发动机转矩。
由于离合器的外环(14)的左端有传动齿轮(15)与行星齿轴(17)右端的的行星齿(16)相齿合，再通过行星齿轴(17)左端的行星齿(18)与一档齿圈(29)的转轴(20)上的外齿(19)相齿合，一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(22)用花键与一档齿圈(29)相连接。当空档离合器传递发动机转矩时，一档齿圈(29)以及一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(22)也一起同步转动。一档太阳齿(31)的空心轴(89)套入单向滚柱超越离合器(88)内，太阳齿反向时被锁定。组成一档行星齿轮传动结构是以齿圈为主动件，行星架为被动件的减速传动结构。发动机的转速经一档行星齿轮(30)减速传动，由行星架(32)输出。与行星架(32)相连成一体的一档离心块式滚柱超越离合器的外环(25)与行星架同步旋转。由于一档行星架盘与二档齿圈转鼓(33)之间用螺钉连接成一体结构，二档齿圈(34)与二档离心块式滚柱超越离合器的外环(80)通过花键或焊接成一体，所以一档行星架与二档齿圈、二档离合器外环也同步旋转。二档行星齿传动结构与一档相同，也是太阳齿(36)的空心轴(85)套入单向滚柱超越离合器(84)内，太阳齿(36)反向时被锁定。以齿圈(34)为主动件，行星架(76)为被动件的减速传动结构。发动机的转速再经二档行星齿轮(35)减速，由二档行星架(76)输出。二档行星架(76)与三档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(74)以及左盖板(68)，二档离合器的右盖板(83)通过铆钉(73)固定连接成一旋转体。三档离合器的内星轮与三档太阳齿转鼓之间的楔角内有内滚柱(41)，在二档行星架(76)的转速不高时，也即三档离心块式滚柱超越离合器的转速不高，此时内滚柱(41)紧压三档太阳齿转鼓(67)，三档太阳齿(46)通过轴承(66)套装在固定轴(91)上，三档的行星齿轮传动结构是以太阳齿为主动件，齿圈(44)锁定，行星架(43)为被动件的减速传动结构。发动机的转速再经三档行星齿(45)减速由行星架(43)输出。行星架(43)的左端面有弧型凹槽与传动输出轴(57)上的爪式离合器(63)右端的弧型凸爪紧卡合，爪式离合器通过轴向花键(50)与传动输出轴相连接，机动车通过传动输出轴驱动缓慢起步。
三、换档加速当发动机的转速继续增加时，一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(22)的转速跟着增加。一档离心块式滚柱超越离合器与空档离心块式滚柱超越离合器结构相同。它是以安装在内星轮(22)两端面的转动环(21)(27)，和转动环外以螺钉(23)固定在内星轮上的盖板(28)(87)，以两轴端(26)与转动环相连的滚柱(24)，插入转动环斜槽(98)内的拨动销柱(97)、与两端盖板相连的离心块圆柱销轴(100)、安装在内星轮外边的离心块(101)、以及内星轮与离心块之间的弹簧(99)组成一旋转体。由于内星轮(22)与一档齿圈(29)成一体结构，外环(25)与行星架(32)成一体结构，所以内星轮的转速高于外环的转速。内星轮为主动件，外环为被动件。当内星轮转速增大到离心块的离心力可克服离心块与内星轮之间的弹簧的压力时，离心块以圆柱销轴为轴心向外转动，离心块另一端的拨动销柱也同时向外移动，由于拨动销柱的两端插入转动环(21)(27)的相应斜槽(98)内，转动环受到拨动销柱的推动向右转动一个角度，转动环将与它相连的滚柱(24)推入内星轮(22)与滚柱(24)之间的工作面与外环(25)所组成的楔角内。滚柱(24)紧压外环和内星轮与滚柱之间的工作面。由于内星轮的转速高于外环转速，且内星轮的旋转方向与楔角方向相反，内星轮便通过滚柱(24)压紧外环(25)，使外环与内星轮同步旋转，实现变速器由一档进到二档。
二档离合器的结构也是离心块式滚柱超越离合器结构。所不同的是外环(80)为主动件，内星轮(81)为被动件。外环转速高于内星轮转速。内星轮与滚柱之间的工作面与外环所组成的楔角方向与内星轮的旋转方向为相同方向。内星轮(81)与二档行星架(76)连接成一体。而且通过铆钉(73)与三档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(74)相连成一旋转体，并且通过内滚柱(41)与三档太阳齿转鼓(67)的接合带动三档太阳齿(46)转动，由行星架(43)与传动轴上的爪式离合器接合输出动力。所以二档行星架的转速受负载的直接影响。机动车的负载小，里程速度较高时，二档离心块滚柱超越离合器的内星轮(81)的转速较高。由于离心块(106)通过圆柱销轴(105)与内星轮(81)的两端面盖板相连接，盖板(83)通过铆钉(73)固定在内星轮(81)端面上。内星轮的转速较高时，离心块(106)的离心力克服弹簧(104)的压力，离心块以圆柱销轴(105)为轴心向外转动，离心块另一端的拨动销柱(102)也向外移动，由于拨动销柱的两端分别插入转动环的相应斜槽(103)内，转动环(78)(82)受到拨动销柱的推动向左转动一个角度，转动环将与它相连的滚柱(79)推入内星轮与滚柱之间的工作面与外环(80)所组成的楔角内，滚柱压紧外环(80)和内星轮(81)与滚柱之间的工作面，由于外环转速高于内星轮转速且楔角方向与内星轮旋转方向相同，外环(80)通过滚柱(79)压紧内星轮(81)，内星轮与外环同步旋转。实现变速器由二档进到三档。如果发动机的转速继续加大，且机动车的里程速度增加，三档离心块式滚柱超越离合器的转速也随之增加，当离心块(110)的离心力克服弹簧(107)的压力时，离心块向外运动，与离心块相连的内拨动销柱(112)、外拨动销柱(109)，将拉动内转动环(38)(42)和外转动环(70)(75)转动一定的角度，内外转动环的转动方向由转动环上斜槽(113)(108)决定。内转动环(38)(42)将拉动与其相连的内滚柱(41)与三档太阳齿转鼓(67)分离。而外转动环(70)(75)则将与其相连的外滚柱(72)推入内星轮(74)与滚柱之间的工作面与外环(69)所组成的楔角内，内星轮(74)的转速高于外环(69)转速，并且楔角方向与旋转方向相反。内星轮(74)便通过外滚柱(72)紧压外环(69)，这样三档行星齿轮传动由减速传动变为直接传动。自动换档变速传动装置由三档进入四档直接档传动。机动车进入最高速度档状态。四、退档减速当机动车负载大、力矩不足，或者驾驶员减小油门使机动车的里程速度减小时，三档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(74)转速也随之减小，离心块(110)的离心力不足以克服弹簧(107)的压力，离心块在弹簧(107)的压力下恢复原来位置，离心块上的外拨动销柱(109)拉动外转动环(70)(75)向左转动一个角度，与外转动环相连的滚柱(72)便脱离与离心块式滚柱超越离合器的外环(69)的接触，这样三档的内星轮(74)与外环(69)便彻底分离，同时离心块上的内拨动销柱(112)推动内转动环(38)(42)向右转动一个角度，与内转动环相连的内滚柱(41)紧压三档太阳齿转鼓(67)，内星轮(74)通过三档太阳齿(46)减速转动，变速传动装置由四档退回三档。如果此时机动车的力矩仍然不足，二档离心块式滚柱超越离合器的转速下降，与三档离心块式滚柱超越离合器的外转动环的作用过程一样，二档离合器的滚柱与外环分离，此时二档行星齿轮传动便变为由齿圈为主动件，行星架为被动件的减速传动状态，变速传动装置由三档退回二档。如果驾驶员将油门退回台速位置，由于发动机的转速较低，空档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(8)转速也随着降低到台速转速，离心块(93)在弹簧(96)的作用下恢复原来位置，离合器的滚柱与外环(14)脱离，离合器彻底分离，变速装置退回空档位置。五、倒档、空档、前进档、停止档倒档结构由第三档行星齿轮组件和齿圈转鼓(65)上的制动带(49)，行星架转鼓(69)上的制动带(40)，制动活塞(48)(37)，传动输出轴上的爪式离合器(63)，与爪式离合器相连的推力轴承(55)、活塞(53)、弹簧(59)以及手动液压换向阀、进油管接头(61)组成。由手动液压换向阀控制换档变速装置的空档、停止、前进、倒档。当手动液压换向阀处在倒档位置时，液压油由进油管接头(61)进入油缸(60)、压力油推动活塞(53)、活塞通过轴承支撑套(54)和推力轴承(55)推动爪式离合器(63)向左移动，爪式离合器右端面的弧型凸爪便与行星架轴(47)端面上的凹槽分离，而爪式离合器左端面上的弧型凸爪便与齿圈转鼓(65)左端面的爪槽(51)相接合。同时手动液压换向阀泄放齿圈转鼓制动活塞(48)内的压力油，使齿圈转鼓上的制动带松开。与此同时手动液压换向阀还接通行星架转鼓制动活塞(37)的进油道，制动活塞在压力油的作用下收紧行星架转鼓上的制动带(40)，这样第三档行星齿轮传动便变为行星架锁定太阳齿为主动件，齿圈为被动件的减速倒转结构，实现机动车换档变速装置的倒档传动。
如果手动液压换向阀处于空档位置，制活塞(37)(48)内的压力油被泄放，齿圈转鼓的制动带(49)，以及行星架转鼓的制动带(40)松开，第三档行星齿轮传动结构不能输出动力，处于空转状态。
如果手动液压换向阀处于前进位置，齿圈制动活塞(48)的进油道被接通，在压力油的作用下，活塞(48)将齿圈转鼓的制动带收紧，齿圈转鼓(65)被锁定。而行星架转鼓制动活塞(37)内的压力油被泄放，行星架转鼓的制动带(40)处于松开状态，第三档行星齿轮传动结构变为由行星架(43)输出动力的正向运转状态。
如果手动液压换向阀处于停止位置，制动活塞(37)(48)的进油道均被接通进油，在压力油的作用下，齿圈转鼓制动带(49)以及行星架转鼓制动带(40)被收紧。第三档行星齿轮传动结构被制动，传动装置不能输出动力。
本实用新型的档位变换能自动跟踪机动车的里程速度的变化，具有结构简单，体积小，造价低，传动效率高，换档迅捷平稳，使发动机节省燃油。机动车急刹车时，利用手动液压换向阀的停止位置配合机动车的刹车装置可实现双重刹车功能，提高了机动车行驶的安全可靠性。同时本实用新型具有双空档功能它既能提高机动车优越的滑行性能节省燃油，双能进行牵制减速、刹车以及双重急刹车发动机均不会息火。很适合我国汽车行业大力发展的微型轿车、面包车、微型货车轻型货车配套使用，提高这类低档车的功能。
权利要求1.一种机动车自动换档变速传动的装置，它由离合器，太阳齿轮、行星齿轮、行星架、齿圈、轴承组成，其特征在于它的离心块式滚柱超越离合器的内星轮(8)的左右端面分别安装有转动环(7)(13)，转动环的外面有盖板(6)(12)，盖板通过铆钉(11)固定在内星轮上；转动环上有拨动销柱斜槽(95)，圆柱销轴环槽，滚柱轴孔；内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内有滚柱(10)，滚柱两端的轴分别套入转动环(7)(13)相应的滚柱轴孔内；内星轮的外边有按72°匀布的五块离心块(93)，离心块的一端有圆住销轴孔，圆柱销轴(92)穿过圆柱销轴孔插入两端盖板(6)(12)的相应孔内；离心块的另一端有拨动销柱(94)，拨动销柱穿越离心块的拨动销柱孔插入转动环相应的斜槽(95)内；离心块的尾部紧压着弹簧(96)，弹簧的另一端顶在内星轮的支撑块上。
2.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的传动输入由增速行星架转动轴(1)与发动机传动输出轴相连接，由增速齿圈(5)通过花键与离合器内星轮(8)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的离心块式滚柱超越离合器的外环(14)的左端有传动齿轮(15)与行星齿轴(17)右端的行星齿(16)相齿合，再通过行星齿轴左端的行星齿(18)与一档的齿圈(29)的外齿轮(19)相齿合。
4.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的一档齿圈(29)套入一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(22)内，用花键与内星轮(22)相连接。
5.根据权利要求1所述一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的一档离心块式滚柱超越离合器的外环(25)的底盘与行星架(32)通过铆钉相连接成一体结构，同时用螺钉与二档齿圈(34)的转鼓(33)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种机动车自动动换档变速传动的装置，其特征在于它的二档齿圈(34)与该档的离心块式滚柱超越离合器外环(80)的底盘用花键连接或焊接，离合器的内星轮(81)用螺钉固定在该档行星架盘上，二档行星架盘与三档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(74)通过铆钉相连成一体结构。
7.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的一档太阳齿轴(89)，二档太阳齿轴(85)分别套入单向滚柱超越离合器(88)(84)内，三档的太阳齿转鼓(67)通过轴承套装的固定轴(91)上。
8.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的三档行星架转鼓与三档太阳齿转鼓之间有三档离心块式滚柱超越离合器，离合器的内星轮(74)的左右端面分别安装有内转动环(38)(42)和外转动环(70)(75)，内星轮与外环之间的楔角内有外滚柱(72)，内星轮与太阳齿转鼓之间的楔角内有内滚柱(41)内外滚柱两端的轴分别套入内外转动环相应的滚柱轴孔内。
9.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于三档行星架转鼓(69)和齿圈转鼓(65)有制动带(40)(49)，制动带与制动活塞(37)(48)相连。
10.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的传动输出轴(57)上套装有爪式离合器(63)，爪式离合器的左右端面有弧型凸爪(62)(64)，爪式离合器通过花键(50)与传动输出轴(57)相连接。
11.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的传动输出轴(57)与爪式离合器空心轴(58)之间有弹簧(59)，弹簧的一端顶的爪式离合器空心轴内端面上，另一端顶在铜轴套(56)的右端面上。
12.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的爪式离合器空心轴的外边套装有活塞油缸，活塞油缸与外壳固定连接，活塞油缸内的活塞(53)与安装在爪式离合器空心轴左端的推力轴承(55)的支撑壳(54)相连接。
13.根据权利要求1所述的一种机动车自动换档变速传动的装置，其特征在于它的第三档行星架轴(47)左端面有弧型凹槽、三档齿圈转鼓的左端有端面连接板，端面连接板的右端面有弧型凹槽(51)。
专利摘要本实用新型公开了一种机动车自动换档变速传动的装置。它是一种以齿圈为主动件,行星架为被动件的行星齿轮减速串连传动结构。在各速度档的齿圈与行星架之间安装了一种离心块式滚柱超越离合器,各档的离合器跟踪机动车的里程速度自动离合,实现自动换档变速传动的目的。它加速性能好,传动效率高,换档迅捷平稳,使发动机降低油耗,体积小,造价低,具有优良的滑行性能,以及双重刹车功能,可靠耐用。很适合我国汽车行业大发展的微型轿车、面包车、微型货车、轻型货车配套使用,提高这类低档车的功能。
文档编号B60K23/00GK2427370SQ0023503
公开日2001年4月25日 申请日期2000年5月19日 优先权日2000年5月19日
发明者黄兆焕 申请人:黄兆焕