专利名称：一种机械自动换档的变速器的制作方法
技术领域：
一种机械自动換档的变速審
技术*城
本实用新型涉及一种变速器，尤其是一种以机械方式实现自动换 档的变速器。
背景技术：
按变速器的类型不同，自动变速器可分为固定平衡轴齿轮机构 式、行星齿轮机构式、金属带式无极自动变速器三种，固定平衡轴齿
轮机构式它的自动变速器体积较大，传动比较小；行星齿轮机构式结 构紧凑，能获得较大的传动比，被多数生产厂家采用，但加速时间长、 耗能大；金属带式电控无极变速器，因材料等问题有待解决，目前只 有个别中小排量的轿车上使用。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，公开一种机械自 动换档的变速器
本实用新型的技术方案是这样实现的
提供一种机械自动换档的变速器，它由设置在箱体内的多级柔性 齿轮自动换档机构相互配合连接构成；所述柔性齿轮自动换档机构， 由箱体内设置的差动变速装置和与差动变速装置配合的传感摩擦离 合装置构成，所述差动变速装置包括一动力输入轴、动力输入轴依次 穿入差动变速凸轮、柔性齿轮后与导轮配合，固定销连接导轮和动力 输入轴并将导轮和动力输入轴固定，差动变速凸轮、柔性齿轮容置于 由内齿轮和内齿轮支座构成的内齿轮组件内而实现定位；柔性齿轮上 设置的柱销与差动变速凸轮上设置的柱销离合槽配合，从而可实现柔 性齿轮与差动变速凸轮的柔性连接，经以上设置后的动力输入轴依次 通过导轮、柔性齿轮、差动变速凸轮传动，而带动内齿轮组件转动， 内齿轮组件与动力输出轴柔性连接或固定连接，而将动力传递给动力 输出轴；所述传感摩擦离合装置包括一与动力输入轴同向设置的第一 传动轴、第一传动轴上设置有一与动力输入轴上的主齿轮相配合的第 一副齿轮； 一第二传动轴，第二传动轴上设置有与固定在差动变速凸 轮上的齿轮相配合的第二副齿轮；第 一副齿轮与第一摩擦片组的一个 摩擦片连接，第二副齿轮与第一摩擦片组的另一摩擦片连接，第二传
动轴上还连接有第二摩擦片组的一个摩擦片，第二摩擦片组的另一摩
擦片固定在箱体上； 一轴A传感器、 一第二传动轴传感器。
所述内齿轮组件与液压摩擦片连接，液压摩擦片与动力输出轴连
接，动力输出轴内设有液压通道用于控制液压摩擦片的工作状态。 所述柔性齿轮由配合的两个半齿轮组成，在半齿轮上开有弹簧
孔、导向槽、柱销孔。
所述导轮上设置有凸台与柔性齿轮的导向槽相配合。
所述轴C传感器、第二传动轴传感器和轴A传感器配合，并均与 单片机电连接，从轴C传感器、第二传动轴传感器、轴A传感器发出 的信号，经单片机处理发出的指令，用于控制第一摩擦片组和第二摩 擦片组离合的先后次序和第二传动轴的转速。
所述液压摩擦片上设置有凸起与动力输出轴上设置的限位槽相 配合。
所述多级柔性齿轮自动换档机构相互配合连接箱体内设置的轴 A上的第一传动齿轮带动设置在第一级柔性齿轮自动换档机构的动力 输入轴上的第二传动齿轮，第 一级柔性齿轮自动换档机构的动力输出 轴的第三传动齿轮带动轴B的第四传动齿轮，轴B的第一传动齿轮带 动设置在第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动 齿轮，第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输出轴的第五传动齿轮带 动轴C上的第四传动齿轮或第七传动齿轮或第八传动齿轮，进而带动 轴C转动。
所述第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输出轴的第五传动齿 轮连接中间齿轮，中间齿轮带动轴C上的第六传动齿轮，第六传动齿 轮带动轴C转动。
所述第一级柔性齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动 齿轮沿第一传动齿轮的圓周呈规则分布，并设置在箱体内；第二级柔 性齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动齿轮沿第一传动齿 轮的圓周呈规则分布，并设置在箱体内。
本实用新型结构紧凑、体积小、自动化程度高、传动比大、对应 输入轴转速变换档位多，达12个前进档，4个后退档，换档平稳， 加速性能优越，节能环保，可应用在汽车、船舶、机床等领域。
附圉说明
图1是本实用新型一种实施例的剖面结构示意图。 图2是
图1中轴A和轴B上的齿轮组合位置示意图。 图3是
图1中左上半部分(第一级柔性齿轮自动换档机构)的放 大图。
图4是
图1中左下半部分(第二级柔性齿轮自动换档机构)的放大图。
图5是
图1中差动变速装置的结构分解图。
图6是图5中差动变速凸轮结构右视图。
图7是图5中差动变速凸轮的剖面结构图。
图8是图5中差动变速凸轮结构左视图。
图9是图5中柔性齿轮的平面结构示意图。
图IO是图5中柔性齿轮的剖面结构图。
图11是图5中导轮的平面结构示意图。
图12是图5中导轮的剖面结构图。
图13是图5中液压摩擦片的平面结构示意图。
图14是图5中液压摩擦片的剖面结构图。
图15是图5中动力输出轴结构右视图。
图16是图5中动力输出轴的剖面结构图。
图17是图5中动力输出轴的结构左视图。
图18是图5中内齿轮组件的内齿轮平面结构示意图。
图19是图5中内齿轮组件的内齿轮剖面结构图。
图20是图5中内齿轮组件的内齿轮支座平面结构示意图。
图21是图5中内齿轮组件的内齿轮支座剖面结构图。
具体实施方式
以下结合附
图1至附图21，说明本实用新型的实施例 参见
图1和图2，提供一种机械自动换档的变速器，它由设置在 箱体13内的两级柔性齿轮自动换档机构相互配合连接构成，第一级 分上下两部分、同理第二级也分上下两部分，按图2中所示位置关系排列。
所迷的柔性齿轮自动换档^M勾，它由箱体13内设置的差动变速 装置和与差动变速装置配合的传感摩擦离合装置构成,所述差动变速 装置包括一动力输入轴10、动力输入轴10依次穿入差动变速凸轮8、 柔性齿轮6后与导轮4配合，固定销3通过孔402连接导轮4和动力 输入轴IO,并将导轮4和动力输入轴10固定，差动变速凸轮8、柔 性齿轮6容置于由内齿轮7和内齿轮支座9构成的内齿轮组件内而实 现定位；柔性齿轮6上设置的柱销与差动变速凸轮8上设置的柱销离 合槽801配合，柔性齿轮6上设置的导向槽603与导轮4上的凸台 401配合，从而可实现柔性齿轮6与差动变速凸轮8的柔性连接，经 以上设置后的动力输入轴10依次通过导轮4、柔性齿轮6、差动变速 凸轮8传动，而带动内齿轮组件转动，内齿轮组件与液压摩擦片2连
接，液压摩擦片2与动力输出轴1连接，动力输出轴1内设有液压通 道28用于控制液压摩擦片2的工作状态，而将动力传递给动力输出 轴l;这样，内齿轮组件与动力输出轴l呈柔性连接；如果省去液压 摩擦片2,改用螺钉直接连接内齿轮组件和动力输出轴1,则内齿轮 组件与动力输出轴l也可呈固定连接；上述两种方式，分别见
图1中 第 一级或第二级柔性齿轮自动换档机构的应用实例，所述传感摩擦离 合装置包括一与动力输入轴10同向设置的第一传动轴15、第一传动 轴15上设置有一与动力输入轴10上的主齿轮30相配合的第一副齿 轮16, —与第一传动轴15同轴设置的第二传动轴20，第二传动轴 20上设置有与固定在差动变速凸轮8上的齿轮29相配合的第二副齿 轮18,第一副齿轮16与第一摩擦片组17的一个摩擦片连接，第二 副齿轮18与第一摩擦片组17的另一摩擦片连接，第二传动轴20上 还连接有第二摩擦片组21的一个摩擦片，第二摩擦片组21的另一摩 擦片固定在箱体13上； 一轴A传感器、 一第二传动轴传感器19。所述柔性齿轮6由配合的两个半齿轮601组成，在半齿轮601上 开有弹簧孔602、导向槽603、柱销孔604。所述导轮4上设置有与柔性齿轮6的导向槽603配合的凸台401。所述轴C传感器34、第二传动轴传感器19和轴A传感器配合， 并均与单片机电连接，从轴C传感器34、第二传动轴传感器19、轴 A传感器发出的信号，经单片机处理发出的指令，用于控制第一摩擦 片组17和第二摩擦片组21离合的先后次序和第二传动轴20的转速。所述液压摩擦片2上设置有凸起201与动力输出轴1上设置的限 位槽101相配合。下面描述柔性齿轮自动换档机构的工作过程当轴A转动时，带动动力输入轴10转动，动力输入轴10上的主 齿轮30带动第一副齿轮16转动，轴C传感器34感知轴C转速为零， 经单片机比较后输出信号给电极14，第一摩擦片组17处于接触摩擦 状态，因而第二副齿轮18带动差动变速凸轮8上的齿轮29转动，而 主齿轮30、第一副齿轮16、第二副齿轮18、差动变速凸轮8上的齿 轮29组合后，对转速的传动存在一个固定的传动比，故使差动变速 凸轮8的转速高于动力输入轴10的转速，由于导轮4的凸台401与 柔性齿轮6的导向槽603配合、柔性齿轮6的柱销与差动变速凸轮8 的柱销离合槽801配合，使得柔性齿轮6的两个半齿轮601紧缩并自 锁，由于柔性齿轮6与内齿轮组件中的内齿轮7的内齿相配合，此时 柔性齿轮6与内齿轮组件相分离，在轴A启动后，单片机对液压摩擦 片2输入工作信号，令液压摩擦片2与内齿轮组件相结合，由于动力 输出轴l处于静止状态，因此，内齿轮组件此时也被限并处于静止状 态，无动力输出，此时差动变速凸轮8受柱销离合槽801的限位不能 加速，只能减速至于动力输入轴10转速相对应，在此过程中，第二 传动轴传感器l9感知第二传动轴20的转速达门限值后，通过单片机 输出信号给电极14,令第一摩擦片组l7处于分离状态，此时第二传 动轴20跟着动力输入轴10同步转动。提高轴A的转速，轴A传感器感知后，经单片机比较，输出信号 给电极22，第二摩擦片组21处于接触摩擦状态，因而第二副齿轮3 转速降低，第二副齿轮18带动差动变速凸轮8上的齿轮29转动减速， 故使差动变速凸轮8的转速低于动力输入轴10的转速，由于导轮4 的凸台401与柔性齿轮6的导向槽603配合、柔性齿轮6的柱销与差 动变速凸轮8的柱销离合槽801配合，使得柔性齿轮6的两个半齿轮 601张开并自动对中，由于柔性齿轮6与内齿轮7相配合，此时柔性 齿轮6与内齿轮组件实现自锁并形成刚性结合，因在轴A带动动力输 入轴10启动后，单片机对液压摩擦片2输入工作信号，令液压摩擦 片2与内齿轮组件相结合，此时动力输出轴1处于接收转矩的启动状 态，在动力输出轴l接受转矩的过程中，同时，轴A传感器输出传感 信号给单片机，并经单片机处理后，给出液压控制信号，通过油路 28使液压摩擦片2的摩擦力随着转矩增大而逐步增大，此时，动力 输入轴10与动力输出轴1的转矩相等，在此过程中，差动变速凸轮 8受柱销离合槽801的限位不能减速，只能加速至与动力输入轴10 转速相对应，此时，第二传动轴传感器19感知第二传动轴20的转速 达门限值后，通过单片机输出信号给电极22,令第二摩擦片组21处 于分离状态，此时第二传动轴20与动力输入轴10同步转动。如上所述的一种机械自动换档的变速器，所述第 一级柔性齿轮自 动换档机构的动力输入轴10上的第二传动齿轮12沿第一传动齿轮 ll的圓周呈规则分布，并设置在箱体13内；第二级柔性齿轮自动换 档机构的动力输入轴10上的第二传动齿轮12沿第一传动齿轮11的 圆周呈规则分布，并设置在箱体13内。将上述的第 一级柔性齿轮自动换档机构和第二级柔性齿轮自动 换档机构按
图1和图2指定的布局和位置关系进行安装后，箱体13 内设置的轴A上的第一传动齿轮11与带动设置在第一级柔性齿轮自 动换档机构的动力输入轴10上的第二传动齿轮12，第一级柔性齿轮 自动换档机构的动力输出轴1的第三传动齿轮27带动轴B的第四传 动齿轮26,第一级柔性齿轮自动换档机构的另三组分别一一对应地 带动轴B的第七传动齿轮24、第八传动齿轮25，第九传动齿轮23; 轴B的第一传动齿轮11带动设置在第二级柔性齿轮自动换档机构的 动力输入轴10上的第二传动齿轮12，第二级柔性齿轮自动换档机构 中的三组中的任一组动力输出轴1的第五传动齿轮31分别——对应 带动轴C上的第七传动齿轮24、第八传动齿轮25、第四传动齿轮26,
进而带动轴c转动。为对应本实用新型倒车的功能，令轴c具备反向输出功能，可在 第二级四组柔性齿轮自动换档机构的其中之一组上，令该组的动力输出轴的第五传动齿轮31连接中间齿轮32，中间齿轮32带动轴C上 的第六传动齿轮33，第六传动齿轮33带动轴C转动。在第一级和第二级柔性齿轮自动换档机构的八组输出中，每一组 输出可对应于不同传动比的齿轮^:置，从而改变轴C输出时的转速。 经上述设置的本实用新型可排列组合，形成共16种输出转速，其中 12组为输出正向转动，对应于前进档；另4组为输出反向转动，对 应于后退档；由单片机控制的每一档位对应于第 一级和第二级柔性齿轮自动 换档机构的其中一组处于工作状态，第一级和第二级柔性齿轮自动换 档机构的另外三组则处于非工作状态。在它们的工作状态转换中，只需设置前进和后退两个控制键，预 设好单片机输出指令与轴A和轴C转速的关系，经轴A传感器和轴C 传感器34给出反馈信号，经单片机处理后，实现自动换档。上文虽然已示出了本实用新型的详尽实施例，显而易见，本领域 的技术人员在不违背本实用新型的前提下，可进行部分^f务改和变更； 上文的描述和附图中提及的内容仅作为说明性的例证，并非作为对本 实用新型的限制；具有本文所述技术特征的机械自动换档的变速器， 均落入本专利保护范围。
权利要求1、一种机械自动换档的变速器，其特征在于它由设置在箱体内的多级柔性齿轮自动换档机构相互配合连接构成。
2、 如权利要求1所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 所述柔性齿轮自动换档机构，由箱体内设置的差动变速装置和与差动 变速装置配合的传感摩擦离合装置构成，所述差动变速装置包括一动 力输入轴、动力输入轴依次穿入差动变速凸轮、柔性齿轮后与导轮配 合，固定销连接导轮和动力输入轴并将导轮和动力输入轴固定，差动 变速凸轮、柔性齿轮容置于内齿轮组件内而实现定位；柔性齿轮上设 置的柱销与差动变速凸轮上设置的柱销离合槽配合，从而可实现柔性 齿轮与差动变速凸轮的柔性连接，经以上设置后的动力输入轴依次通 过导轮、柔性齿轮、差动变速凸轮传动，而带动内齿轮组件转动，内 齿轮组件与动力输出轴柔性连接或固定连接，而将动力传递给动力输 出轴；所述传感摩擦离合装置包括一与动力输入轴同向设置的第 一传 动轴、第一传动轴上设置有一与动力输入轴上的主齿轮相配合的第一 副齿轮； 一第二传动轴，第二传动轴上设置有与固定在差动变速凸轮 上的齿轮相配合的第二副齿轮；第一副齿轮与第一摩擦片组的一个摩 擦片连接，第二副齿轮与第一摩擦片组的另一摩擦片连接，第二传动 轴上还连接有第二摩擦片组的一个摩擦片，第二摩擦片组的另一摩擦 片固定在箱体上； 一轴A传感器、 一第二传动轴传感器。
3、 如权利要求2所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 所述内齿轮组件与液压摩擦片连接，液压摩擦片与动力输出轴连接， 动力输出轴内设有液压通道用于控制液压摩擦片的工作状态。
4、 如权利要求2所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于所述柔性齿轮由配合的两个半齿轮组成，在半齿轮上开有弹簧孔、导 向槽、柱销孔。
5、 如权利要求2所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 所述导轮上设置有凸台与柔性齿轮的导向槽相配合。
6、 如权利要求2所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 所述轴C传感器、第二传动轴传感器和轴A传感器配合，并均与单片 机电连接，从轴C传感器、第二传动轴传感器、轴A传感器发出的信 号，经单片机处理发出的指令，用于控制第一摩擦片组和第二摩擦片 组离合的先后次序和第二传动轴的转速。
7、 如权利要求2所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于所述液压摩擦片上设置有凸起与动力输出轴上设置的限位槽相配合。
8、 如权利要求1所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 所述多级柔性齿轮自动换档机构相互配合连接箱体内设置的轴A上 的第 一传动齿轮带动设置在第 一级柔性齿轮自动换档机构的动力输 入轴上的第二传动齿轮，第一级柔性齿轮自动换档机构的动力输出轴的第三传动齿轮带动轴B的第四传动齿轮，轴B的第三传动齿轮带动 设置在第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动齿 轮，第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输出轴的第五传动齿轮带动 轴C上的第四传动齿轮或第七传动齿轮或第八传动齿轮，进而带动轴 C转动。
9、 如权利要求8所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在于 第二级柔性齿轮自动换档机构的动力输出轴的第五传动齿轮连接中 间齿轮，中间齿轮带动轴C上的第六传动齿轮，第六传动齿轮带动轴 C转动。
10、 如权利要求8或9所述的一种机械自动换档的变速器，其特征在 于所述第一级柔性齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动齿 轮沿第一传动齿轮的圓周呈规则分布，并设置在箱体内；第二级柔性 齿轮自动换档机构的动力输入轴上的第二传动齿轮沿第一传动齿轮 的圆周呈规则分布，并设置在箱体内。
专利摘要一种机械自动换档的变速器，它由设置在箱体内的多级柔性齿轮自动换档机构相互配合连接构成；所述柔性齿轮自动换档机构，由箱体内设置的差动变速装置和与差动变速装置配合的传感摩擦离合装置构成；本实用新型结构紧凑、体积小、自动化程度高、传动比大、对应输入轴转速变换档位多，达12个前进档，4个后退档，换档平稳，加速性能优越，节能环保，可应用在汽车、船舶、机床等领域。
文档编号F16D41/00GK201003572SQ20072010574
公开日2008年1月9日 申请日期2007年1月23日 优先权日2007年1月23日
发明者黄昌国 申请人:黄昌国