一种多挡变速器的制作方法

本实用新型涉及一种变速器，特别涉及一种多挡变速器，属于变速器领域。

背景技术：

变速器是利用多个不同直径齿轮之间的相互啮合进行变速的，传统的变速器是通过齿轮的轴向移动通过不同直径齿轮之间的相互啮合，实现变速的，这种变速器在切换过程中，存在着容易引起齿轮损伤问题，会因为变速器故障，导致采用变速器的车辆、设备等停止运行，无法工作，特别是在流水线作用的设备中，会引起整个生产线的停止，因此，减少变速器故障率就以为着生产效益。如何能够减少变速器的齿轮损坏，不通过齿轮的轴向移动实现旋转速度的改变是变速器中存在的一大课题。

技术实现要素：

针对在切换过程中，存在着容易引起齿轮损伤、会因为变速器的损坏导致车辆不能运行，设备不能运转的问题，本实用新型提供一种多挡次变速器，其目的是采用单向离合器，增加变速器的变速挡位，降低齿轮的故障率，提高设备或车辆的运转率。

本实用新型的技术方案是： 一种多挡变速器，包括单向离合器以及单向离合器中的内圈和外圈、位于内圈和外圈之间的楔块、变速器主动轴上设置的主动齿轮，变速器从动轴上设置的从动齿轮，所述变速器的主动轴和从动轴上分别设置有始终啮合在一起多对不同直径的主动齿轮和从动齿轮，所述主动轴或从动轴的一方与其轴上多个齿轮之间分别设置有单向离合器，单向离合器内圈外周设置有移动时会与单向离合器楔块接触的换挡部，设置有单向离合器内圈的主动轴或从动轴的一方可沿轴向移动，轴向移动后，楔块接触换挡部时，不同轴向位置上转动齿轮不同；

上述多挡变速器中，所述内圈外周上设置的换挡部高出内圈外周，换挡部与内圈外周之间设置有倾斜过渡部；

上述多挡变速器中，单向离合器内圈和外圈之间分别设置有齿轮部轴承，内圈外周与齿轮部轴承内套内周之间设置有线性轴承；

上述多挡变速器中，所述主动齿轮和从动齿轮设置在变速箱中，主动轴、从动轴与变速箱之间设置有箱部轴承，箱部轴承内套与主动轴或从动轴之间设置有线性轴承；

上述多挡变速器中，所述变速器的主动轴或从动轴上连接有轴向移动手柄或轴向移动装置；

进一步，上述多挡变速器中，所述楔块为不规则圆台形结构，多个楔块沿内圈外周排列，不规则圆台侧面相互接触，台面与齿轮面一致，多个楔块厚度方向外周中间设置有凹槽，多个楔块凹槽内设置有一个弹簧“O”形环，多个楔块在内圈与外圈之间设置有间隙；

上述多挡变速器中，所述变速器中至少设置有两对齿轮，设置有单向离合器的多个主动齿轮或从动齿轮中，其中的一个主动齿轮或从动齿轮内设置有两个单向离合器，且单向离合器的锁止方向相反，多个主动齿轮或从动齿轮内设置的单向离合器位置不同；

上述多挡变速器中，所述换挡部与内圈外周之间的高度差小于0.5mm，多个楔块在内圈与外圈之间设置的间隙小于0.5mm；

上述多挡变速器中，所述齿轮部轴承在每个齿轮内设置有一个或多个，多个齿轮部轴承间间距大于主动轴或从动轴的轴向移动最大距离；

上述多挡变速器中，锁止方向相反的两个单向离合器设置在输出转速低的齿轮中，两个单向离合器之间设置有间距。

本实用新型具有的有益效果是：在本技术方案中，通过在变速器主动轴或变速器从动轴上设置多个齿轮，能够输出不同的转速；通过使主动齿轮和从动齿轮之间始终啮合，可避免传统变速器因齿轮之间的相互轴向移动引起的齿轮损伤，可减少因齿轮损伤引起的变速器乃至利用变速器的车辆、车床等设备的维修，可减少维修时间，提高生产、运行时间；通过在主动轴或从动轴一方与轴上齿轮之间设置单向离合器，并在内圈上设置换挡部，能够通过主动轴或从动轴中的一方做轴向移动，使换挡部与单向离合器内的楔块接触，通过单向离合器带动其中的一对齿轮以及主动轴和从动轴同时旋转，特别是在变速器的低输出齿轮中设置一对转动方向相反的单向离合器，而且相互之间设置一定间距，不仅能够在不同转速之间进行切换，而且能够在低速状况下通过一定间距使速度降低，然后经过空挡再转换成反向换挡，改变旋转方向；通过在换挡部与内圈外周之间设置倾斜过渡部，有利于轴向移动时换挡部与内圈外周之间的平稳过渡；通过在单向离合器内圈和外圈之间设置有齿轮部轴承，能够实现内圈和外圈之间的转动连接；通过在内圈外周与齿轮部轴承内套内周之间设置有线性轴承，可实现主动轴（或从动轴）带动内圈沿着轴向的滑动移动，从而达到与外圈之间在轴向相互错位，可实现换挡的目的；通过在多个楔块与内圈以及外圈之间设置的间隙，并且在多个楔块之间外周厚度方向中间位置设置凹槽并利用弹簧“O”形环束缚，有利于换挡部轴向移动到多个楔块形成的内周位置时的楔块的径向移动，有利于换挡部进入多个楔块内周带动主动齿轮和从动齿轮的转动；通过在主动轴或从动轴上连接轴向移动手柄或轴向移动装置，有利用转速的切换。通过利用本多挡变速器不仅能够进行转速的切换，而且能够进行转向的切换，实现变速、变向，同时可避免换挡时齿轮之间的碰撞、损伤，减少变速箱的故障率，提高运行时间，延长变速器的使用寿命，降低使用变速器车床、车辆等设备的故障，这种变速器结构简单，操作方便。

附图说明

图1 多挡变速器一挡剖面结构示意图。

图2 设置有单向变速器的侧面结构示意图。

图3 单个楔块的径向剖面结构示意图。

图4多挡变速器二挡剖面结构示意图。

图5多挡变速器三挡剖面结构示意图。

图6多挡变速器倒挡剖面结构示意图。

标号说明：10-啮合部、 11-主动齿轮、11a-主动齿轮一、11b-主动齿轮二、11c-主动齿轮三、12-从动齿轮、12a-从动齿轮一、12b-从动齿轮二、12c-从动齿轮三、13-主动轴、14-从动轴、15-外圈、16-内圈、16a-线性轴承滚珠、17-换挡部、18-齿轮部轴承、19-楔块、19a-楔块一、19b-楔块二、19c-楔块三、19d-楔块四、20-箱部轴承、21-弹簧“O”形环、22-键槽、23-凹槽、24-单向离合器。

具体实施方式

以下结合附图就本实用新型的技术方案进行详细说明。

本实用新型的技术方案是一种多挡变速器，图1 是多挡变速器一挡剖面结构示意图多挡变速器包括单向离合器24以及单向离合器24中的内圈16和外圈15、位于内圈16和外圈15之间的楔块19、变速器内主动轴13上设置的主动齿轮11、变速器内从动轴14上设置的从动齿轮12，所述变速器的主动轴13和从动轴14上分别设置有多个不同直径的主动齿轮11和从动齿轮12，主动轴13和从动轴14上对应的多对齿轮分别始终啮合在一起，10为主动齿轮11和从动齿轮12的啮合部，所述主动轴13或从动轴14的一方与其轴上多个齿轮之间分别设置有单向离合器24，内圈16外周设置有与单向离合器楔块19接触的换挡部17，设置有单向离合器24的主动轴13或从动轴14的一方可沿轴向移动，轴向移动后，楔块19接触换挡部17时，不同轴向位置上转动齿轮不同，转速甚至是转向会发生改变。

在本实施例中，上述主动轴13上设置有三个设置有三个主动齿轮，三个主动齿轮分别是主动齿轮一11a、主动齿轮二11b、主动齿轮三11c、上述从动轴14上设置有三个从动齿轮，三个从动齿轮12分别是从动齿轮一12a、从动齿轮二12b、从动齿轮三12c，其中主动齿轮一11a与从动齿轮一12a相互始终啮合，主动齿轮二11b与从动齿轮二12b之间始终啮合，主动齿轮三11c与从动齿轮三12c之间始终啮合在一起。

在本实施例中，所述从动轴14与多个从动齿轮12之间分别设置有单向离合器24，在实施例中，从动轴14与从动齿轮三12c之间设置有两个方向相反的单向离合器24。

上述多挡变速器中，所述变速器的低转速输出齿轮与轴内设置有两个单向离合器24，两个单向离合器24的锁止方向相反，两个单向离合器24之间设置有间距，也就是说从动齿轮低输出速度的齿轮上设置的两个单向不离合器24之间具有一定的轴向距离。

上述多挡变速器中，所述齿轮部轴承18在每个齿轮内单向离合器的内圈16和外圈15之间设置有一个或多个，多个齿轮部轴承18之间间距大于主动轴13或从动轴14的最大轴向移动距离。

上述齿轮部轴承18设置在单向离合器24的一侧，当从动轴14连同内圈16沿着轴向移动时，齿轮部轴承18会对个别换挡部17形成妨碍，在这种情况下，可以加宽齿轮厚度。

在本实施例中，图2 是设置有单向变速器的侧面结构示意图。单向离合器24的内圈16固定连接在从动轴14上，单向离合器24的外周固定设置在从动齿轮12的内孔中，内圈16与外圈15之间设置有楔块19以及固定架，其中，本实施例中的楔块19为多个不规则圆台形结构，圆台形结构的楔块19的两个台面方向设置在轴向上，多个楔块以从动轴14的轴心为圆心，设置在内圈16和外圈15之间的间隙内。

上述多挡变速器中，所述内圈16外周上设置的换挡部17高出内圈16外周，换挡部17与内圈16外周之间设置有倾斜过渡部。

本实施例中，多个挡位的图中画出的换挡部17的高度很明显，这是为了说明问题，有意将换挡部17放大的，其实，上述多挡变速器中，所述换挡部17与内圈16外周之间的高度差小于0.5mm，多个楔块19在内圈16与外圈15之间设置的间隙小于0.5mm，在本实施例中的高度仅仅为0.08mm。

上述多挡变速器中，设置有单向离合器24的主动轴13或从动轴14上设置的单向离合器24内圈16外周与主动齿轮11或从动齿轮12内的单向离合器24外圈15之间分别设置有齿轮部轴承18，主动轴13或从动轴14以及内圈16与主动齿轮11或从动齿轮12以及外圈15之间的转动连接，单向离合器24内圈16外周与齿轮部轴承18内套内周之间设置有线性轴承，可实现主动轴13或从动轴14以及内圈16与主动齿轮11或从动齿轮12以及外圈15之间的轴向移动，16a为线性轴承的滚珠。

在本实施例中，从动轴14外周沿着轴向设置有键槽22，内圈16的内周上设置有键，保证了从动齿轮12与内圈16之间的同步转动。

上述多挡变速器中，所述主动齿轮11和从动齿轮12设置在变速箱中，主动轴13、从动轴14与变速箱之间设置有箱部轴承20，箱部轴承20内套内周与主动轴13或从动轴14外周之间设置有线性轴承，利用线性轴承可实现轴承内套内周与主动轴或从动轴之间的轴向上滑动，从而实现换挡。

上述多挡变速器中，所述变速器的主动轴13或从动轴14上连接有轴向移动手柄或轴向移动装置，所述移动手柄或轴向移动装置可为手动拨叉，也可是通过机械传动机构的换挡驱动机构，根据使用的设备或车辆不同连接的设备也不同。

图2 是设置有单向变速器的侧面结构示意图。图3 是单个楔块的径向剖面结构示意图。上述多挡变速器中，所述楔块19为不规则圆台形结构，多个楔块19沿内圈16外周排列，不规则圆台的侧面之间依次接触，台面与齿轮面一致朝向轴向，多个楔块19在外圈侧厚度方向中间位置设置有凹槽23，多个楔块19凹槽23内设置有一个弹簧“O” 形环21，多个楔块19在内圈16与外圈15之间设置有间隙。

在本实施例中，从动齿轮一12a内设置的单向离合器24楔块为楔块一19a，从动齿轮二12b内设置的单向离合器24楔块为楔块二19b，从动齿轮三12c内设置的单向离合器24楔块为楔块三19c和楔块四19d，其中，楔块一19a至楔块四19d的结构相同，但是，楔块四19d与楔块四19d在轴向上的设置方向相反，也就是说，楔块三19c转动方向与楔块四19d的锁止方向相反，即：设置有楔块四19d的单向离合器24的锁止方向与其他几个单向离合器24的可锁止方向相反。

上述多挡变速器中，所述主动齿轮11或从动齿轮12至少设置有两个，设置有单向离合器24的多个主动齿轮11或从动齿轮12中，其中的一个主动齿轮11或从动齿轮12内设置有两个单向离合器24，且单向离合器24的锁止方向相反，设置两个单向离合器24的齿轮为低转速输出的从动齿轮，多个主动齿轮11或从动齿轮12内设置的单向离合器24位置不同，只有这样才能实现主动轴13或从动轴14带动单向离合器24内圈16沿轴向移动时，每移动一个位置会实现一个挡次。

设置两个单向离合器24从动齿轮12中，两个单向离合器24之间设置有间距，该间距有利于从一个方向转换为空挡，然后从空挡切换成相反转向。

在本实施例中，通过三对齿轮，设置三个不同转速不同的前进挡，同时还设置了一个倒挡，所述倒挡设置在低速旋转的一挡后，而且倒挡和低速旋转的一挡之间设置有空挡，这种设计有利于在从正方向向反方向的切换。图1 是多挡变速器一挡剖面结构示意图、图4是多挡变速器二挡剖面结构示意图、图5是多挡变速器三挡剖面结构示意图、图6是多挡变速器倒挡剖面结构示意图。通过从动轴14的轴向移动，挡换挡部17移动至从动齿轮一12a内的单向离合器24内的楔块一19a处时，参考图1，挡换挡部17与单向离合器24内的楔块一19a接触从动齿轮12a会带动单向离合器24以及从动轴14一起旋转，此时从动齿轮二12b、从动齿轮三12c内的单向离合器24内的楔块二19b、楔块三19c以及楔块三19d由于相互之间在圆周方向相互紧紧相靠，难以与从动轴14接触，从动齿轮二12b或从动齿轮12c也就无法带动从动轴14旋转，只能实现变速器中主动轴13与从动轴14上的一对相互啮合的主动齿轮一11a和从动齿轮12之间旋转，其他的几对齿轮不会连同从动轴14旋转。

同理，当换挡部17位于楔块二19b时，只能是主动齿轮11b和从动齿轮二12b连同从动轴14旋转，其他几对从动齿轮12不会与从动轴14之间连动转动。

同理，参考图4，当换挡部17位于楔块三19c时，只能是主动齿轮三11c和从动齿轮三12c连同从动轴14旋转，其他几对从动齿轮12不会与从动轴14之间连动转动。

同理，参考图5，当换挡部17位于楔块四19d时，只能是主动齿轮四11d和从动齿轮四12d连同从动轴14反向旋转，其他几对从动齿轮12不会与从动轴14之间连动转动。

在以上的说明中，是将多个单向离合器24设置在从动轴上的实施例，同理，也可将单向离合器24设置在主动轴与主动齿轮之间，同样可实现转速调整、转向变换的目的。

在本技术方案中，通过在变速器主动轴13或变速器从动轴14一侧上设置多个齿轮，能够输出不同的转速；通过使主动齿轮11和从动齿轮12之间始终啮合，可避免传统变速器因齿轮之间的相互轴向移动引起的齿轮损伤，可减少因齿轮损伤引起的变速器乃至利用变速器的车辆、车床等设备的维修，可减少维修时间，提高生产或设备的运行时间；通过在主动轴13或从动轴14一侧与轴上齿轮之间设置单向离合器24，并在内圈16上设置换挡部17，能够通过主动轴13或从动轴14中一方做轴向移动，能够使换挡部17与一个单向离合器24内的楔块19接触，通过单向离合器24的连动其齿轮会同时带动从动轴转动，特别是在变速器的低输出齿轮中设置一对转动方向相反的单向离合器24，而且相互之间设置一定间距，不仅能够在不同转速之间进行切换，而且能够在低速状况下通过一定间距使速度降低，然后经过空挡再转换成反向换挡，改变旋转方向；通过在换挡部17与内圈16外周之间设置倾斜过渡部，有利于轴向移动时换挡部17与内圈16外周之间的平稳过渡；通过在设置有单向离合器24的主动轴13或从动轴14外周的单向离合器24内圈16与主动齿轮11或从动齿轮12内周的外圈15之间设置齿轮部轴承18，主动轴13或从动轴14带动内圈16与外圈上连接的主动齿轮11或从动齿轮12之间可实现转动连接；通过在单向离合器24内圈16外周与齿轮部轴承18的内套内周之间设置有线性轴承，可实现主动轴（或从动轴）以及内圈16沿着轴向的移动，从而实现换挡部17与外圈内周设置的多个楔块之间在轴向相互错位或接触，可实现换挡的目的；通过多个楔块19与内圈16以及外圈15之间设置的间隙，并且在多个楔块19之间外周厚度方向中间位置设置凹槽23并利用弹簧”O”形环21束缚多个楔块19，有利于换挡部17轴向移动到楔块19位置时的楔块19的径向移动，有利于换挡部17进入多个楔块19形成的内周；通过在主动轴13或从动轴14上连接轴向移动手柄或轴向移动装置，有利于转速、转向的切换。通过利用本多挡变速器不仅能够进行转速的切换，而且能够进行转向的切换，实现变速、变向，同时可避免换挡时齿轮之间的碰撞、损伤，可减少变速箱的故障率，提高运行时间，延长变速器的使用寿命，降低使用变速器车床、车辆等设备的故障，这种变速器结构简单，操作方便。