专利名称：单向传力装置，单、双向传力变速器的制作方法
技术领域：
本发明包括左右螺旋结构离合件单向传力装置，设置该装置的单向传力齿轮，变速器直接档单向传力机构，单、双向传力机构，设置上述齿轮、机构的单、双向传力变速器，及适用于上述齿轮、机构的弹簧。
左右螺旋结构离合件单向传力装置，与本发明人检索的现有技术(例如公开号为CN1062408A的单向传力装置的离合件由多个滚柱组成；公开号为CN2060127U、CN2063092U、CN2115252U、CN2106741U的单向传力装置的离合件由多个棘爪组成；申请日为93.9.23.公告号为2172227Y的单向传力装置，其离合件为“动齿轮”，主动轴与“动齿轮”以“花键结合”常合，“花键结合”从其说明书、权利要求书等均未能找出作为斜花键结合的解释文字)均有实质性的差异；现有公开的单向传力装置虽然可实现单向传力，但由于离合件薄弱，难于在车辆传动系统等承受力大的传动系统中实用。
在以活塞式发动机为动力的传动系统中设置单向传力装置，目的是彻底消除发动机工作时曲轴角速不均与所带动机械的惯性匀速在传动系统机件中力的对抗，从而消除由上述矛盾造成的机件磨损、震动及动力消耗，简化利用怠速节油的操作，便于充分利用发动机的满负荷工况、减少部分负荷工况，实现增加怠速或熄火的时间比例，大幅度降低耗油率。
左右螺旋结构离合件单向传力装置(例图9--
图16)由主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4等组成。离合件3有圆周均布、左旋的斜花键或斜齿、或斜爪、或斜爪缺、或棘齿、或棘齿缺结构，有圆周均布、右旋的斜花键或斜齿、或斜爪、或斜爪缺、或棘齿、或棘齿缺结构(例图1表示斜爪缺、棘齿缺结构离合件；图2表示斜齿、棘齿缺结构离合件；图3表示斜爪、棘齿结构离合件；图4表示斜爪、棘齿结构离合件；图5表示斜键、棘齿结构离合件；图6表示斜键、棘齿结构离合件；图7表示斜爪、棘齿结构离合件；图8表示斜键、棘齿结构离合件)；主动轴件1、从动轴件2有与离合件3相应的常合结构或离合结构；离合件的常合结构B有正向常合面1和反向常合面2，离合件的离合结构A有正向离合面3和反向离合面4；离合件受弹簧4的作用，向主动轴件或从动轴件靠拢，为了避免离合件在未充分接合状况下传递动力，及顺利分离，离合件的上述四个面均与轴线成左螺旋或右螺旋的夹角；离合件可以与从动轴件常合，与主动轴件离合(例图9、图10、图13、图14、图15、图16)；也可与主动轴件常合，与从动轴件离合(例图11、图12)；弹簧4可以是由多个均布的弹力支撑连接内圈、或外圈的圆周均压弹簧(例图17)。
以离合件与从动轴件常合、与主动轴件离合的单向传力装置说明其工作原理离合件3受弹簧4的推力与主动轴件1充分接合或部分接合，当主动轴件趋高于从动轴件2转速时，主动轴件的动力因离合件正向离合面、正向常合面、为左、右旋向，转变为轴向力压迫离合件与主动轴件保持充分接合或使未充分接合的离合件完成未充分接合的行程，在离合件与主动轴件充分接合的状况下才能通过离合件，保证了单向传力装置工作的可靠性；当主动轴件趋低于从动轴件转速时，离合件的反向常合面、反向离合面均能将来自从动轴件的逆向力转变为与弹簧4相反向的力，将离合件推移到与主动轴件分离的位置，逆向力不能通过离合件，从动轴件转速可高于主动轴件转速；当发动机处于压缩行程时，主动轴件角速趋低于从动轴件的角速，与从动轴件常合的离合件与主动轴件可以相对角动或分离，主动轴与从动轴角速不等造成力的对抗可以在单向传力装置中彻底消除，从而消除了由于上述矛盾造成的机件磨损、震动和动力消耗；由于单向传力装置的主动轴件的转速可以低于从动轴件的转速，当从动轴件所连接的机械不需要主动轴件连接的发动机补充动力时，只需放松油门，发动机可怠速运转，可节约维持发动机与所带动机械同步高速空转比怠速多耗的油量。
左右螺旋结构离合件单向传力装置具有结构简单、承受力大、五作可靠、结构形式多样、实用性强、减震、减少传动系统机件磨损及损坏、降低耗油率等优点。
根据上述单向传力装置的单向传力齿轮，由主动轴件1(齿座件或齿圈件)从动件2(齿座件或齿图件)、离合件3、弹簧4等组成；离合件可与齿座件常合、与齿圈件离合(图14)；也可与齿圈件常合、与齿座件离合(图13)。
根据上述单向传力装置的变速器直接档单向传力机构，由主动轴件(或一轴)1、从动轴件(档圈)2、离合件3、弹簧4等组成；主动轴件可以与一轴为一体(例图10、图12)；也可以是以直花键结合套装在一轴的独立体(例图9、图11)。
根据上述单向传力装置，A、增加以直花键与主动轴件常合、与从动轴件离合的锁件、自锁装置、锁件控制装置，成为单、双向传力机构a、单、双向传力机构的单向传力功能、双向传力功能由独立手柄控制的称独立手柄单、双向传力机构，由主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5，自锁装置6、独立手柄7、主动轴10、壳体13等组成(例图15中的上述组件)；单、双向传力机构设置于变速器内，其单向传力功能、双向传力功能由变速手柄控制的称变速手柄单、双向传力机构I，由主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5、自锁装置6、联动件8、一倒档齿轮9等组成(例图16中的上述组件)变速手柄单、双向传力机构II，由主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5、自锁装置6、一倒档齿轮9、锁件单独档位轴、导块、安全止柱、拨叉14、互锁装置15等组成(例图19中的上述组件)；b、自锁装置6均由弹簧座孔、弹簧、钢球、锁件接合位置凹槽、分离位置凹槽组成。当锁件处于与从动轴件充分接合位置时，钢球受弹簧力进入锁件的接合位置凹槽定位；当锁件处于与从动轴件分离位置时，钢球受弹簧力进入锁件的分离位置凹槽定位。c、独立手柄单、双向传力机构功能变换的操作如下当置独立手柄于单向传力功能位置时，与主动轴件常合的锁件与从动轴件分离，主动轴件与从动轴件可单向相对转动，单、双向传力机构具有单向传力功能；当置独立手柄于双向传力功能位置时，与主动轴件常合的锁件与从动轴件接合，主动轴件与从动轴件不能相对转动，单、双向传力机构具有双向传力功能。d、变速手柄单、双向传力机构I功能变换的操作如下当变速手柄挂一档时，与一倒档齿轮有联动件连接的锁件被拉到与从动轴件分离的位置，单、双向传力机构具有单向传力功能，变速手柄由一档退到空档位置时，锁件与从动轴件分离位置保持不变，自锁装置起固定锁件与从动轴件分离位置的作用；当变速手柄挂倒档时，锁件被一倒档齿轮压迫，移动到与从动轴件接合的位置，单、双向传力机构具有双向传力功能，变速手柄由倒档退空档时，自锁装置起固定锁件与从动轴件充分接合位置的作用。e、变速手柄单、双向传力机构II功能变换的操作如下当变速手柄挂入双向传力功能档位时，与主动轴件常合的离合件与从动轴件接合，变速手柄退到空档位置时，离合件与从动轴件接合位置保持不变，变速手柄挂入所有的变速档，均为双向传力档；当变速手柄挂入单向传力功能档位时，与主动轴件常合的离合件与从动轴件分离，变速手柄退到空档时，离合件与从动轴件分离位置保持不变，变速手柄挂入所有的正转变速档位，均为单向传力档；当变速手柄挂入倒档时，锁件被一倒档齿轮压按迫，移动到与从动轴件接合位置，倒档为双向传力档。B、独立手柄单、双向传力机构的锁件，也可以是与从动轴件常合、与主动轴件离合。
设置上述单向传力齿轮的部分档单向传力变速器。实施例在图18所示的变速器(图中一轴1、二轴2、中间轴3、倒档轴4、一倒档齿轮9)最高速档(传动比等于或小于直接档)传动(A齿轮)设置图13所示的单向传力齿轮的车辆高速档滑行变速器。这种滑行变速器只有设置单向传力齿轮的档可滑行，其余档不滑行。
设置上述直接档单向传力机构的直接档单向传力变速器。实施例在图18B处设置图9所示的直接档单向传力机构的车辆直接档滑行变速器，这种变速器只有直接档可滑行，其余档不滑行。
设置上述独立手柄单、双向传力机构的独立手柄单、双向传力变速器。实施例在图18C处设置独立手柄单、双向传力机构，附有里程表主动齿轮、手制动器(例图15)的车辆独立手柄滑行变速器(图15中主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5、自锁装置6、独立手柄7、一倒档齿轮9、二轴10、里程表主动齿轮11、手制动器12、壳体13)。这种变速器，当置独立手柄于单向传力(滑行)功能位置时，锁件5与从动轴件2分离，前进挡均可滑行；挂倒档时，锁件被一倒档齿轮压迫与从动轴件接合，可倒车，不滑行；当置独立手柄于双向传力(非滑行)功能位置时，或挂倒档之后，锁件与从动轴件接合，变速手柄挂入所有的档位，车辆均不滑行。
设置上述变速手柄单、双向传力机构的变速手辆单、双向传力变速器。实施例一在图18C处设置变速手柄单、双向传力机构I，附有里程表主动齿轮、手制动器(例图16)的车辆变速手柄滑行变速器(图16中主动轴件1，从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5、自锁装置6、联动件8、一倒档齿轮9、二轴10、里程表主动齿轮11、手制动器12、壳体13)。这种变速器，当变速手柄挂入一档之后、挂入倒档之前，所有前进档均可滑行；变选手柄挂入倒档之后，挂入一档之前，除一档之外的各个档，车辆不滑行。实施例二在图18C处设置变速手柄单、双向传力机构II，附有里程表主动齿轮、手制动器(例图19)的车辆变速手柄滑行变速器(图19中主动轴件1、从动轴件2、离合件3、弹簧4、锁件5、自锁装置6、一倒档齿轮9、二轴10、里程表主动齿轮11、手制动器12、壳体13、锁件单独档位轴、导块、安全止柱、拨叉14、互锁装置15)。这种变速器，当变速手柄挂入非滑行功能档之后，锁件与从动轴件接合，变速档均为非滑行档；当变速手柄挂入滑行功能档之后，锁件与从动轴件分离，前进档均为滑行档；变速手柄挂入倒档之后，锁件被一倒档齿轮压迫，与从动轴件接合，变速档均为非滑行档。
上述的车辆滑行变速器，在具备现有车辆变速器的功能基础上，增加常用档或全部前进档的挂档滑行功能。车辆在挂滑行档行驶情况下，当不需要发动机补充动力时，只需放松油门，不需空档，发动机可怠速运转，而车辆可高速行驶；当车辆需要补充动力时，只需踏紧油门，发动机便会由怠速升高到与车速相应转速，可给车辆以发动机的满负荷(最经济的工况，也是降低耗油率的因素)补充动力，使车辆加速到较高的速度后，又可放松油门，使车辆滑行。目前的变速器虽然也可以空档滑行节油，但需要空档操作，使许多可滑行节油的机会因需要增加操作而被驾驶员放弃；本发明的车辆滑行变速器的滑行档，可用脚踏油门的放松和踏紧，代替现有变速器的空档操作，利于充分利用车辆的滑行，降低耗油率；以活塞式发动机为动力的车辆传动系统的机件，在无单向传力装置情况下存送动力时，存在曲轴角速不均与驱动轮承担的整个车辆质量惯性匀速的力的对抗，这个矛盾由于离合器弹簧缓冲作用、轮胎弹性及机件连接的空动有所缓解，但仍然存在。滑行变速器的滑行档，能使上述对抗在其中彻底消除；滑行变速器的滑行档还能避免车辆行驶时由高速挡换入低速档时，因离合器踏板放松过快造成传动系统机件的损坏。
综上所述，本发明的单、双向传力变速器具备现有变速器的功能，增加常用档或全部正转档的单向传力功能。其单向传力机构或单、双向传力机构承受力大、结构简单、五作可靠、可减少传动系统机件磨损、震动、动力消耗和机件的损坏、可简化驾驶操作、大幅度降低耗油率。
权利要求
1.单向传力装置(例图9—图16)由主动轴件(1)，从动轴件(2)，离合件(3)，弹簧(4)等组成。其特征是离合件(3)有圆周均布、左旋的斜花键或斜齿、或斜爪、或斜爪缺、或棘齿、或棘齿缺结构，有圆周均布、右旋的斜花键或斜齿、或斜爪、或斜爪缺、或棘齿、或棘齿缺结构(例图1---图8)；离合件的正向常合面(1)、反向常合面(2)、正向离合面(3)、反向离合面(4)均与轴线成左螺旋或右螺旋的夹角；主动轴件、从动轴件有与离合件左、右螺旋结构相应的常合结构或离合结构。上述单向传力装置均称左右螺旋结构离合件单向传力装置。
2.根据权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置的单向传力齿轮，其特征是由齿座件(1)、齿圈件(2)、离合件(3)、弹簧(4)等组成(例图13)；或由齿圈件(1)、齿座件(2)、离分件(3)、弹簧(4)等组成(例图14)。
3.根据权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置的变速器直接档单向传力机构，其特征是由主动轴件(1)、档圈(2)、离合件(3)、弹簧(4)等组成(例图9、图11)；或由一轴(1)、档圈(2)、离合件(3)、弹簧(4)等组成(例图10、图12)。
4.根据权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置的独立手柄单、双向传力机构，其特征是在权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置增加锁件、自锁装置、独立手柄控制装置。
5.根据权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置的变速手柄单、双向传力机构，其特征是在权利要求1所述的左右螺旋结构离合件单向传力装置增加与主动轴件常合、与从动轴件离合的锁件、自锁装置、变速手柄控制装置。
6.设置权利要求2所述的单向传力齿轮的部分档单向传力变速器。
7.设置权利要求3所述的变速器直接档单向传力机构的直接档单向传力变速器。
8.设置权利要求4所述的独立手柄单、双向传力机构的独立手柄单、双向传力变速器。
9.设置权利要求5所述的变速手柄单，双向传力机构的变速手柄单、双向传力变速器。
10.权利要求1所进的弹簧(4)，其特征是由多个均布的弹力支撑连接内图或外圈的圆周均压弹簧。
全文摘要
本发明的单向传力装置，应用于以活塞发动机为动力的传动系统，由主动轴件，从动轴件、离合件，弹簧等组成。主动轴件，从动轴件有与离合件左、右螺旋结构相应的常合结构或离合结构；该装置实施于单向传力齿轮，独立手柄单、双向传力机构，变速器直接挡单向传力机构，变速手柄单、双向传力机构中；设置上述单向传力齿轮、机构的单、双向传力变速器的实施例车辆滑行变速器具备现有车辆变速器功能，增加常用挡或全部前进挡的挂挡滑行功能。
文档编号F16D41/00GK1121564SQ9411362
公开日1996年5月1日 申请日期1994年10月24日 优先权日1994年10月24日
发明者龚运伟 申请人:龚运伟