双向超越离合器、变速装置和自动变速系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种离合器，特别涉及一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统。
【背景技术】
[0002]在自动换挡变速装置中，常用单向超越离合器亦称单向器、双向超越离合器、可控超越离合器等。单向超越离合器的主动件可带动从动件朝设定方向单向转动，同理，从动件可带动主动件反向转动；双向超越离合器的主动件可带动从动件正反向转动，而从动件却不能带动主动件转动。对于内外套装的传动结构的单向和双向超越离合器，其通过滚珠、滚柱或楔块与凸轮工作面形成高副传动，其制造精度要求高、机械效率低，使用寿命低，同时，还存在截面尺寸大的缺陷，应用场所受到较大限制。为此，需要进一步改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种双向超越离合器，该离合器利用螺旋花键配合结构，在螺旋花键套的两端分别形成两个端面啮合的且仅由主动件带动从动件转动的双向超越离合器结构，从而有效减小离合器横截面尺寸，提高负载能力，以有效节省安装空间。本实用新型的第二目的是提供一种横截面尺寸小的变速装置，其负载能力强，适用于安装空间狭小的场所。
[0004]为实现第一目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0005]一种双向超越离合器，包括可转动的套装在轴状从动件上的盘状主动件，所述主动件的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动件之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转。
[0006]现有技术中，螺旋花键配合结构具有如下基本特性，其主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大范围移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴的花键套移动实现花键套或花键轴转动。
[0007]采用前述技术方案的本实用新型，利用螺纹花键套的前述基本特性，主动件在外力驱动下转动，螺旋花键套在制动装置施加的摩擦阻力作用下与主动件形成一定的相对转动和轴线移动的综合运动，其移动方向由螺旋方向和主动件的转动方向确定，其旋转方向与主动件相同。由于第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转，因此，在主动件与从动件均正转时，第二端面啮合离合器结构处于分离状态，此时，在从动件转速大于主动件及螺旋花键套转速时，第一端面啮合离合器结构处于超越状态。在主动件无动力输入的情形下，从动件反转带动螺旋花键套反转，螺旋花键套反转的同时在制动装置作用下轴向移动，使第一端面啮合离合器结构分离，从而实现双向超越离合器的功能。本方案就是利用螺纹花键套的前述基本特性，将旋转运动转换为轴向移动实现端面啮合的离合器结构，通过端面啮合的啮合齿或啮合卡爪形成相互咬合的可靠的动力传动结构，相对于现有技术的高副传动离合器其传动效率高、传动扭矩大，使用寿命长；同时，将内外套装式结构改进为轴向的端面啮合结构，可有效减小离合器的横截面尺寸，方便在变速器上使用。
[0008]优选的，所述制动装置包括具有卡圈柄的C形卡圈，该C形卡圈通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套设有环槽内；c形卡圈设有U形的卡圈柄，卡圈柄的U形两自由端与C形卡圈的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄用于通过静止构件阻止C形卡圈随螺旋花键套同步转动。以简化结构，降低制造成本，且摩擦阻力施加可靠。使用时，在静止构件如变速箱箱体上设置用于卡圈柄轴向滑动的滑槽，滑槽宽度大于卡圈柄的U形部宽度，以便在主动件由正向旋转转换为反向旋转时，从动件换向形成一定滞后，降低反向冲击。
[0009]优选的，所述制动装置包括刹车蹄，刹车蹄通过刹车弹簧可伸缩的连接在静止的刹车支架上。以简化结构，降低制造成本，且摩擦阻力施加可靠。
[0010]所述从动件上固定连接有分别位于所述主动件两侧的第一从动盘和第二从动盘；第一从动盘和第二从动盘分别用于与所述螺旋花键套形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。轴状零件的从动件通过两个从动盘与螺旋花键套形成端面啮合离合器结构，以使从动件形成可拆卸结构，提高零件加工的方便性，相应降低制造成本。
[0011]进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述主动件的一端轴颈上的一个，所述第一端面嗤合离合器结构由螺旋花键套一端与第一从动盘上相互嗤合的单向齿构成；或者第一端面啮合离合器结构由过渡盘与从动件上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘通过单向超越离合器连接在螺旋花键套一端上；螺旋花键套另一端设有多个圆周均布且可由主动件上法兰盘部的镂空处穿出的连接爪，螺旋花键套通过该连接爪与所述第二从动盘形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套与所述主动件的法兰盘之间设有弹性元件，弹性元件用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。弹性元件利用螺旋花键可轴向移动的特性，使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。其中，弹性元件可以是圆柱螺旋压缩弹簧、碟簧，或由弹性体材料制成的弹性套等中的任一种。在螺旋花键套由主动件带动按设定方向转动的情形下，通过单向齿啮合带动从动件同步转动；当从动件以相同方向高于螺旋花键套的转速转动时，从动件通过利用单向传动特性的单向齿与螺旋花键套及主动件形成超越；当主动件无动力输入，且从动件在外力驱动下按相反方向转动时，从动件通过单向齿推动螺旋花键套相对于主动件转动并按使第一端面啮合离合器结构脱开的方向移动，实现从动件不能带动主动件转动的超越状态。由于第二端面啮合离合器结构处于常开状态，从动件在外部力矩驱动下正反向转动时，均不能通过第二端面啮合离合器结构带动螺旋花键套转动，从而在主动件和从动件之间形成超越特性。本实用新型另一技术方案的第一端面啮合离合器结构形成在过渡盘上，过渡盘采用单向超越离合器与螺旋花键套连接，以获得螺旋花键套与从动件之间的超越状态的方案，具有效减小噪音的效果，此方案中，啮合齿既可以采用单向传递扭矩的直角三角形的单向齿也可以采用可双向传递扭矩的等腰三角形或等腰梯形的双向齿。
[0012]进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述主动件的两端轴颈上的两个，主动件两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套分别与第一从动盘和第二从动盘形成所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。在主动件正转和反转时，利用螺旋花键套转动并轴向移动的特性分别形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构的选择性结合与分离；以进一步简化结构，降低制造成本。在此结构中还可在第一从动盘和第二从动盘与对应花键套之间设置一弹性元件以使第一和第二端面啮合离合器均处于常开状态，其只能在螺旋花键套作为主动时，才能实现动力传动，否则，端面啮合离合器结构将不结合。
[0013]为实现第二目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0014]一种变速装置，包括主动轴和从动轴，主动轴和从动轴上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮可转动的套装在所述主动轴上，高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常开的离心离合器，离心离合器用于在主动轴转速达到设定值时，使高速挡主动齿轮与主动轴形成同步转动的连接关系，高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮同轴固定连接在从动轴上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮同轴固定连接在主动轴上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮可转动的套装在所述从动轴上，低速挡从动齿轮的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动轴之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动轴同步正转和同步反转。
[0015]采用前述技术方案的本实用新型，低速挡从动齿轮与从动轴之间通过螺旋套和两个端面啮合的离合结构形成双向超越离合器结构。当主动轴在外部动力驱动下正向低速旋转，动力通过低速挡齿轮对传递到低速挡从动齿轮上，低速挡从动齿轮通过螺旋花键套和第一端面啮合离合器结构带动从动轴正向旋转，高速挡主动齿轮由高速挡从动齿轮驱动在主动轴上空转；当主动轴转速升高并达到设定值时，主动轴上的常开离心离合器结合，使高速挡主动齿轮随主动轴同步转动，并带动高速挡从动齿轮及从动轴高速旋转，低速挡从动齿轮仍由低速挡主动齿轮带动转动，螺旋花键套利用第一端面啮合离合器结构的单向特性与从动轴之间形成超越状态，螺旋花键套随低速挡从动齿轮转动，其转速低于从动轴转速。当主动轴在外部动力驱动下反向低速旋转，动力通过低速挡齿轮对传递到低速挡从动齿轮上，螺旋花键套随低速挡从动齿轮反转，并在制动装置作用下反向移动，形成第一端面啮合离合器的脱离和第二端面啮合离合器结构的结合，低速挡从动齿轮通过螺旋花键套和第二端面啮合离合器结构带动从动轴反向旋转，高速挡主动齿轮由高速挡从动齿轮驱动在主动轴上反向空转。当主动轴无动力输入，从动轴在外部力矩如车辆处于下坡阶段的车辆重力的下滑分力的驱动下以正向转动时，形成如从动轴转速高于低速挡从动齿轮转速相同的情形，即螺旋花键套利用第一端面啮合离合器结构的单向特性与从动轴之间形成超越状态；如从动轴在外力驱动下按相反方向转动时，如车辆在坡道上后退滑行，由于第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动轴同步正转和同步反转，从从动轴反转通过第一端面啮合离合器结构带动螺旋花键套反转，螺旋花键套反转的同时在制动装置作用