专利名称：齿轮变速机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于齿轮传动领域，具体地说，尤其涉及一种齿轮变速机构。
背景技术：
众所周知，现有的齿轮变速机构一般包括至少两根并排设置的轴，在各根轴上套装有多组相互配合的齿轮，且变速机构通过齿轮在轴上轴向滑移来实现换挡与变速。在换挡过程中，当同一根轴上两组齿轮同时咬合时，由于各个咬合齿轮的线速度不同，这样就会出现传动停止甚至咬断齿牙的现象，并且换挡操作复杂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种通过齿轮径向移动实现换挡的齿轮变速机构。
·[0004]本实用新型的技术方案如下一种齿轮变速机构，在变速箱(I)内竖直设有输入轴(2)和输出轴(3)，这两根轴的上、下端均分别通过轴承支撑在变速箱(I)上，在输入轴
(2)上从上往下依次套有第一、二、三输入齿轮(4、5、6),且第一、二、三输入齿轮的直径依次增大，所述输出轴(3)上对应该第一、二、三输入齿轮套装有第一、二、三输出齿轮(7、8、9)，其特征在于在所述输入轴(2)和输出轴(3)之间并排设置三根中间轴，从上往下依次为第一、二、三中间轴(10、11、12)，该第一、二、三中间轴与所述输入轴(2)垂直，且第一、二、三中间轴的前部均分别插入所述变速箱(I)前箱体上对应的安装孔内；在所述第一中间轴(10)上装有与第一输入、输出齿轮(4、7)相配组的第一中间齿轮(13)，第二中间轴
(11)上装有与所述第二输入、输出齿轮(5、8)相配组的第二中间齿轮(14)，而第三中间轴
(12)上装有与所述第三输入、输出齿轮(6、9)相配组的第三中间齿轮(15);所述第一、二、三中间齿轮(13、14、15)的中心线均与所述输入轴(2)的轴心线相平行，各个中间齿轮能在各自的中间轴上转动，且第一、二、三中间轴(10、11、12)在外力的作用下可以前、后移动，进而使各个中间轴上的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。本实用新型在传统结构的基础上，在所述输入轴(2)和输出轴(3)之间增设三根并排布置的中间轴，从上往下依次为第一、二、三中间轴(10、11、12)，该第一、二、三中间轴与所述输入轴(2)垂直，且第一、二、三中间轴的前部均分别插入所述变速箱(I)前箱体上对应的安装孔内；在所述第一中间轴(10)上装有与第一输入、输出齿轮(4、7)相配组的第一中间齿轮(13)，第二中间轴(11)上装有与所述第二输入、输出齿轮(5、8)相配组的第二中间齿轮(14)，而第三中间轴(12)上装有与所述第三输入、输出齿轮(6、9)相配组的第三中间齿轮(15);所述第一、二、三中间齿轮(13、14、15)的中心线均与所述输入轴⑵的轴心线相平行，各个中间齿轮能在各自的中间轴上转动，且第一、二、三中间轴(10、11、12)在外力的作用下可以前、后移动，进而使各个中间轴上的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。由上可知,上述第一输入齿轮(4)、第一中间齿轮(13)和第一输出齿轮(7)构成一个齿轮组，该齿轮组对应的挡位为一挡；上述第二输入齿轮(5)、第二中间齿轮(14)和第二输出齿轮(8)构成一个齿轮组，该齿轮组对应的挡位为二挡；上述第三输入齿轮￠)、第三中间齿轮(15)和第三输出齿轮(9)构成一个齿轮组，该齿轮组对应的挡位为三挡。当然，本实用新型并不局限于上述三个挡位，在实际运用中我们可以在输入轴和输出轴上分别套装3个以上的齿轮，也可以在输入轴和输出轴之间再设置几根传动轴，从而实现三个以上的挡位。另外，在本实用新型中由于第一、二、三输入齿轮的直径依次增大，这样就使一、二、三挡的输出速度依次增大。需要换挡时，先取消处于啮合状态的中间齿轮的定位，然后向前或后推动相应的中间轴，使得该中间轴上的中间齿轮朝向输入、输出齿轮移动，最终使中间齿轮移动至啮合位置定位，并与对应的输入齿轮和输出齿轮相哨合；由于中间齿轮的中心线与输入轴的轴心线相平行，从而导致中间齿轮的中心线与输入、输出齿轮的中心线相平行，致使中间齿轮通过径向移动来与输入、输出齿轮啮合，这种啮合方式与传统结构通过轴向滑移来实现换挡的方式完全不同，且中间齿轮与输入、输出齿轮刚开始进行啮合时就是整个齿面进行啮合。另外，本实用新型可通过多种结构形式来向前或后推动相应的中间轴，例如手动式、液压式、机械式、电气式或者综合式。 换挡过程中，同时有两组齿轮处于啮合状态。由于各齿轮之间存在线速度差，这时被取消定位的中间齿轮会在线速度差的推动下自动离开自己的啮合位置，从而与对应的输入齿轮和输出齿轮脱离接触，最终成功实现换挡；并且，线速度差在本实用新型中充当取消啮合的动力，这与传统结构中线速度差导致传动停止甚至咬断齿牙完全不一样，将原来的弊端变成现在的益处，这也解决了本领域很久以来的技术难题，更是本领域技术人员不容易想到的。采用以上结构，本实用新型通过齿轮径向移动，并同时巧妙利用不同齿轮之间的线速度差来完成换挡，这与传统结构通过齿轮轴向滑移来实现换挡完全不同，并能很好地避免传统结构由于不同齿轮之间存在线速度差易出现传动停止甚至咬断齿牙的缺陷，且构思巧妙，结构简单，易于制作，适于在齿轮变速领域广泛推广运用。所述第一、二、三中间轴(10、11、12)上均分别由前往后开设有容置槽，该容置槽为贯穿各个中间轴左、右表面的通槽；所述第一、二、三中间齿轮(13、14、15)的中部分别装在对应的容置槽中，各中间齿轮的左、右部均露出容置槽外，且各中间齿轮的左、右部均露出容置槽外，且各中间齿轮分别空套在对应的安装轴(16)上，该安装轴的上、下端均分别穿设在对应中间轴上的安装孔中。以上结构不仅可牢靠地安装各个中间齿轮，而且能使各中间齿轮在中间轴上灵活地转动，并在各中间轴前、后移动时，带动它上面的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮相啮合，且结构简单，制作容易。所述第一、二、三中间轴(10、11、12)前部插入变速箱(I)前箱体上的安装孔为盲孔，并分别为第一、二、三前安装孔(la、lc、le);所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的后部也分别插入变速箱(I)后箱体上的安装孔，该安装孔也为盲孔，并分别为第一、二、三后安装孔(lb、ld、lf)，且第一、二、三中间轴(10、11、12)前、后部的轴身与各个所述安装孔的孔
壁紧密接触。采用以上结构，本实用新型既可将变速箱(I)上对应的安装孔用来安装各个中间轴，又可将中间轴以及该中间轴前、后部对应的安装孔一起作为完整的油缸使用，以便通过外接的液压管路向安装孔内注入液压油，并通过液压油推动各个中间轴前、后移动，以便实现换挡。作为本实用新型的又一种结构形式，所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的前部插入变速箱(I)前箱体上的安装孔为盲孔，并分别为第一、二、三前安装孔(la、lc、le)，且第一、二、三中间轴(10、11、12)前部的轴身与各个所述安装孔的孔壁紧密接触；所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的后部悬空，并在第一中间轴的悬空端安装所述第一中间齿轮
(13)，第二中间轴(11)的悬空端安装所述第二中间齿轮(14)，第三中间轴(12)的悬空端安装所述第三中间齿轮(15)。作为本实用新型推动各中间轴前、后移动的第一种液压管路结构，所述输入轴(2)与主油泵(17)相连，并带动该主油泵工作；所述主油泵(17)的出油口与控制阀(18)的进
油口相接，该控制阀具有三个出油口，其中第一出油口通过进油管(19)与所述第一前安装孔(Ia)孔底的进油口连通，该第一前安装孔孔壁上的出油口通过第一回油管(20)与油槽连通；所述控制阀(18)的第二出油口与第一三通管(21)的进油支管连通，该第一三通管(21)的两个出油支管分别与所述第二前、后安装孔(lc、ld)孔底的进油口连通，该第二前、后安装孔(lc、ld)孔壁上的出油口分别通过对应的第二前、后回油管(22、23)与油槽连通，且第二前回油管(22)进油口到第二前安装孔(Ic)孔底的距离等于第二后回油管(23)进油口到第二后安装孔(Id)孔底的距离；所述控制阀(18)的第三出油口与第二三通管(24)的进油支管连通，该第二三通管(24)的两个出油支管分别与所述第三前、后安装孔(le、lf)孔底的进油口连通，该第三前、后安装孔(le、lf)孔壁上的出油口分别通过对应的第三前、后回油管(25、26)与油槽连通，且第三前回油管(25)进油口到第三前安装孔(Ie)孔底的距离等于第三后回油管(26)进油口到第三后安装孔(If)孔底的距离。加挡操作时，输入轴(2)旋转带动所述主油泵(17)工作，此时控制阀(18)的进油口与其第一出油口连通，主油泵(17)输出的液压油通过控制阀(18)和进油管(19)流向所述第一前安装孔(Ia)的内腔。当注入第一前安装孔(Ia)内的液压油未达到推动第一中间轴(10)所需压力时，本变速机构处于空挡状态；当注入第一前安装孔(Ia)内的液压油超过设计的所需压力值后，推动第一中间轴(10)及该第一中间轴(10)上的第一中间齿轮(13)向后移动，最终使第一中间齿轮(13)定位在哨合位置，并与第一输入齿轮(4)和第一输出齿轮(X)相哨合，此时本变速机构处于一挡状态，从而使输出轴(3)转动,且第一前安装孔(Ia)内腔同时通过第一回油管(20)与油槽连通，从而使第一前安装孔(Ia)内的液压油通过第一回油管(20)回到油槽中。输入轴⑵的转速提高时，进入控制阀(18)控制油路中的液压油压力提高，当控制油路中液压油的压力达到设定值后，控制阀(18)的阀芯克服该控制阀(18)的弹簧弹力向高挡位移动，进而使控制阀(18)的进油口与该控制阀(18)的第二出油口连通，而控制阀
(18)的进油口与其第一出油口断开。所述主油泵(17)输出的液压油通过控制阀(18)和第一三通管(21)的两个出油支管分别向第二前安装孔(Ic)和第二后安装孔(Id)内注入液压油，由于第二前回油管(22)进油口到第二前安装孔(Ic)孔底的距离等于第二后回油管(23)进油口到第二后安装孔(Id)孔底的距离，这样就使注入第二前安装孔(Ic)内的液压油推动第二中间轴(11)向后移动，而注入第二后安装孔(Id)内的液压油则通过所述第二后回油管(23)直接回到油槽中，第二中间轴(11)在第二前安装孔(Ic)内液压油的推动下最终进入啮合位置定位，从而使第二中间轴(11)上的第二中间齿轮(14)与第二输入齿轮(5)和第二输出齿轮(8)相哨合。此时,一挡的齿轮组和二挡的齿轮组同时处于哨合状态，这样各个齿轮之间就会存在速度差，且第二中间齿轮的线速度大于第一中间齿轮的线速度，又由于控制阀18的阀芯向高档位移动带动一挡状态的第一中间齿轮被取消定位，而二挡状态的第二中间齿轮则被定位，这样就使得第一中间齿轮(13)在速度差的带动下被推向第一输入齿轮(4)的前方，并与第一输入齿轮(4)和第一输出齿轮(7)脱离,从而使本变速机构由一挡加挡成二挡状态。本变速机构二挡加挡成三挡的工作原理与一挡变成二挡基本相同，在此不做赘述。同时，减挡的工作原理与加挡大致相近，在此不做赘述。需要特别注意的是本变速机构由三挡减成二挡时，由于三挡状态对应的第三中间齿轮线速度大于二挡状态对应的 第二中间齿轮线速度，故第三中间齿轮在线速度差的带动下移动到第三输入齿轮的后方。因此，本变速机构下次由二挡加成三挡时，第三中间齿轮在第三后安装孔内液压油的带动下向前移动，进而与第三输入齿轮和第三输出齿轮啮合。由上可看出，本实施例中的第二、三中间齿轮向前或后移动时都可以与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合，而第一中间齿轮只有向后移动才能与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。另外，本液压管路结构适用于输入比较稳定的场合，比如车床上。在第一种液压结构中，所述第一后安装孔(Ib)内装有第一缓冲弹簧(27)，该第一缓冲弹簧的后端与第一后安装孔(Ib)的孔底接触，其前端与所述第一中间轴(10)的后端接触。由于第一输入齿轮、第一中间齿轮和第一输出齿轮刚接触时会产生一定冲击,米用第一缓冲弹簧(27)就能起到缓冲作用，更好地防止第一输入齿轮、第一中间齿轮和第一输出齿轮被打坏，进而保证各个齿轮的使用寿命。作为本实用新型推动各中间轴前、后移动的第二种液压管路结构，所述输入轴(2)与主油泵(17)相连，并带动该主油泵工作；所述主油泵(17)的出油端与控制调节阀(28)的进油口相接，该控制调节阀的控制油路与控制油泵(34)相连，该控制油泵(34)与所述输出轴(3)相连，并由输出轴(3)带动；所述控制调节阀(28)具有三个出油口，其中第一出油口与第三三通管(29)的进油支管连通，该第三三通管(29)的第一出油支管与所述第一前安装孔(Ia)孔底的进油口连通，第一前安装孔(Ia)孔壁上的出油口通过第一回油管(20)与油槽连通；所述第三三通管(29)的第二出油支管与所述第二后安装孔(Id)孔底的进油口连通；所述控制调节阀(28)的第二出油口与第四三通管(31)的进油支管相接，该第四三通管(31)的第一出油支管与所述第二前安装孔(Ic)孔底的进油口连通，第二前安装孔(Ic)孔壁上的出油口通过第二前回油管(22)与油槽连通；所述第四三通管(31)的第二出油支管与所述第三后安装孔(If)孔底的进油口连通；所述控制调节阀(28)的第三出油口通过进油管道(33)与所述第三前安装孔(Ie)孔底的进油口相接，该第三前安装孔(Ie)孔壁上的出油口通过第三前回油管(25)与油槽连通；所述控制调节阀(28)的控制油路与控制油泵(34)相连，该控制油泵(34)与所述输出轴⑶相连，并由输出轴⑶带动。本实施例加挡与减挡的工作原理与实施例I基本相同，在此不做赘述。另外，本液压管路结构适用于输入不是很稳定的场合，比如车辆上。在第二种液压结构中，所述第一后安装孔(Ib)内装有第一缓冲弹簧(27)，第二后安装孔(Id)内装有第二缓冲弹簧(35)，第三后安装孔(If)内装有第三缓冲弹簧(36)，这三根缓冲弹簧的后端分别与对应后安装孔的孔底接触，这三根缓冲弹簧的前端则分别与对应中间轴的后端接触。由于第一输入、中间、输出齿轮和第二输入、中间、输出齿轮以及第三输入、中间、输出齿轮刚接触时会产生一定冲击，采用第一缓冲弹簧(27)、第二缓冲弹簧(35)及第三缓·冲弹簧(36)就能起到缓冲作用，更好地防止各个齿轮被打坏，进而保证各个齿轮的使用寿命O有益效果本实用新型通过齿轮径向移动，并同时巧妙利用不同齿轮之间的线速度差来完成换挡，这与传统结构通过齿轮轴向滑移来实现换挡完全不同，并能很好地避免传统结构由于不同齿轮之间存在线速度差易出现传动停止甚至咬断齿牙的缺陷，且构思巧妙，结构简单，易于制作，适于在齿轮变速领域广泛推广运用。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为图I的A-A向剖视图；图3为实施例I的液压管路示意图；图4为实施例2的液压管路示意图；图5为实施例3的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明实施例I如图1、2及3所不,本实施例主要由变速箱I、输入轴2、输出轴3、第一输入齿轮4、第二输入齿轮5、第三输入齿轮6、第一输出齿轮7、第二输出齿轮8、第三输出齿轮9、第一中间轴10、第二中间轴11、第三中间轴12、第一中间齿轮13、第二中间齿轮14、第三中间齿轮15、安装轴16、油泵17、控制阀18、进油管19、第一回油管20、第一三通管21、第二前回油管22、第二后回油管23、第二三通管24、第三前回油管25、第三后回油管26和第一缓冲弹簧27构成，其中变速箱I内竖直设有输入轴2和输出轴3，这两根轴的上、下端均分别通过轴承(图中未标出)支撑在变速箱I上，且输入轴2在外接动力的带动下转动，而输入轴2通过齿轮带动输出轴3转动。同时，在输入轴2上从上往下依次固套有所述第一输入齿轮4、第二输入齿轮5和第三输入齿轮6,且第一输入齿轮4、第二输入齿轮5和第三输入齿轮6的直径依次增大。所述输出轴3上对应该第一输入齿轮4、第二输入齿轮5和第三输入齿轮6固套有第一输出齿轮7、第二输出齿轮8和第三输出齿轮9,且第一输出齿轮7、第二输出齿轮8和第三输出齿轮9的直径依次减小。作为本实用新型的改进点，在所述输入轴2和输出轴3之间并排设置三根中间轴，从上往下依次为第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12，该第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12均与所述输入轴2和输出轴3相垂直。所述第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12的前部均分别插入所述变速箱I前箱体上对应的安装孔内，该第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12的后部均分别插入所述变速箱I后箱体上对应的安装孔内。作为优选，所述第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12前部插入变速箱I上的安装孔为盲孔，并分别为第一前安装孔la、第 二前安装孔Ic及第三前安装孔le。上述第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12后部插入变速箱I上的安装孔也为盲孔，并分别为第一后安装孔lb、第二后安装孔Id及第三后安装孔If，并且第一中间轴10、第二中间轴11及第三中间轴12前部和后部的轴身与各个所述安装孔的孔壁紧密接触，且第一中间轴10、第二中间轴11及第三中间轴12可在各个安装孔内滑动，这样就可使中间轴及该中间轴对应的前安装孔和后安装孔一起构成一个完整的油缸。从图1、2及3可看出，在所述第一中间轴10上装有与第一输入齿轮4和第一输出齿轮7相配组的第一中间齿轮13,该第一中间齿轮13和第一输入齿轮4、第一输出齿轮7对应的挡位为一挡。在第二中间轴11上装有与所述第二输入齿轮5、第二输出齿轮8相配组的第二中间齿轮14，该第二中间齿轮14和第二输入齿轮5、第二输出齿轮8对应的挡位为二挡。所述第三中间轴12上装有与第三输入齿轮6、第三输出齿轮9相配组的第三中间齿轮15，该第三中间齿轮15和第三输入齿轮6、第三输出齿轮9对应的挡位为三挡。作为优化，所述第一中间轴10、第二中间轴11、第三中间轴12均分别开设有容置槽，该容置槽又前往后开设，且容置槽为贯穿各个中间轴左表面和右表面的通槽。所述第一中间齿轮13、第二中间齿轮14和第三中间齿轮15的中部分别装在对应的容置槽中，该第一中间齿轮13、第二中间齿轮14和第三中间齿轮15的左部和右部均分别露出对应的容置槽夕卜，以便与各自对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。从图1、2及3还可看出，所述第一中间齿轮13、第二中间齿轮14和第三中间齿轮15的中心线均与所述输入轴的轴心线相平行，且各个中间齿轮分别空套在对应的安装轴16上，该安装轴16的上端和下端均分别穿设在对应中间轴上的安装孔内。并且，所述第一中间轴10、第二中间轴11和第三中间轴12在外力的作用下可以前、后移动，进而使各个中间轴上的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。在本实施例中，输入轴2和输出轴3的中心距设置足够大，以便让第一中间齿轮13、第二中间齿轮14及第三中间齿轮15在输入轴2和输出轴3的前、后方移动。另外,上述外力可以是人力，可以是液压力，也可以是机械力……从图1、2及3还可进一步看出，作为本实用新型的一种液压管路结构，所述输入轴2与主油泵17相连，并带动该主油泵17工作，向管道内注入液压油，并且输入轴2与主油泵17的连接结构为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。所述控制阀18为外购件，该控制阀18具有一个进油口和三个出油口，其阀芯在控制油路与弹簧的共同作用下移动，实现进油口与某个出油口的连通与断开，且控制阀18的具体结构为本领域技术人员所公知，在此不做赘述。所述控制阀18的进油口与主油泵17的出油口相接，该控制阀18的第一出油口通过所述进油管19与第一前安装孔Ia孔底的进油口连通，以便使主油泵17输出的液压油通过进油管19进入第一前安装孔Ia的内腔中。另外，上述第一前安装孔Ia孔壁上的出油口通过第一回油管20与油槽连通，这样就使注入第一前安装孔Ia内腔中的液压油可通过第一回油管20回到油槽中。所述第一后安装孔Ib内装有第一缓冲弹簧27，该第一缓冲弹簧27的后端与第一后安装孔Ib的孔底接触，第一缓冲弹簧27的前端与所述第一中间轴10的后端接触。从图1、2及3最后还可看出，所述控制阀18的第二出油口与第一三通管21的进油支管连通，该第一三通管21的一个出油支管与所述第二前安装孔Ic孔底的进油口连通，该第二前安装孔Ic孔壁上的出油口通过第二前回油管22与油槽连通。所述第一三通管21的另一个出油支管与第二后安装孔Id孔底的进油口连通，该第二后安装孔Id孔壁上的出油口通过第二后回油管23与油槽连通。所述第二前回油管22进油口到第二前安装孔Ic孔底的距离等于第二后回油管23进油口到第二后安装孔Id孔底的距离。所述控制阀18的第三出油口与第二三通管24的进油支管连通，该第二三通管24 的一个出油支管与所述第三前安装孔Ie孔底的进油口连通，该第三前安装孔Ie孔壁上的出油口通过第三前回油管25与油槽连通。所述第二三通管24的另一个出油支管与所述第三后安装孔If孔底的进油口连通，该第三后安装孔If孔壁上的出油口通过第三后回油管26与油槽连通。并且，所述第三前回油管25进油口到第三前安装孔Ie孔底的距离等于第三后回油管26进油口到第三后安装孔If孔底的距离。本实施例液压部分的工作原理如下加挡操作时，输入轴2旋转带动所述主油泵17工作，此时控制阀18的进油口与其第一出油口连通，主油泵17输出的液压油通过控制阀18和进油管19流向所述第一前安装孔Ia的内腔。当注入第一前安装孔Ia内的液压油未达到推动第一中间轴10所需压力时，本变速机构处于空挡状态；当注入第一前安装孔Ia内的液压油超过设计的所需压力值后，推动第一中间轴10及该第一中间轴10上的第一中间齿轮13向后移动,最终使第一中间齿轮13定位在哨合位置,并与第一输入齿轮4和第一输出齿轮7相哨合,此时本变速机构处于一挡状态，从而使输出轴3转动，且第一前安装孔Ia内腔同时通过第一回油管20与油槽连通，从而使第一前安装孔Ia内的液压油通过第一回油管20回到油槽中。输入轴2的转速提高时，进入控制阀18控制油路中的液压油压力提高，当控制油路中液压油的压力达到设定值后，控制阀18的阀芯克服该控制阀18的弹簧弹力向高挡位移动，进而使控制阀18的进油口与该控制阀18的第二出油口连通，而控制阀18的进油口与其第一出油口断开。所述主油泵17输出的液压油通过控制阀18和第一三通管21的两个出油支管分别向第二前安装孔Ic和第二后安装孔Id内注入液压油；由于第二前回油管22进油口到第二前安装孔Ic孔底的距离等于第二后回油管23进油口到第二后安装孔Id孔底的距离，这样就使注入第二前安装孔Ic内的液压油推动第二中间轴11向后移动，而注入第二后安装孔Id内的液压油则通过所述第二后回油管23直接回到油槽中，第二中间轴11在第二前安装孔Ic内液压油的推动下最终进入啮合位置定位，从而使第二中间轴11上的第二中间齿轮14与第二输入齿轮5和第二输出齿轮8相哨合。此时,一挡的齿轮组和二挡的齿轮组同时处于啮合状态，这样各个齿轮之间就会存在速度差，且第二中间齿轮的线速度大于第一中间齿轮的线速度，又由于控制阀18的阀芯向高档位移动带动一挡状态的第一中间齿轮被取消定位，而二挡状态的第二中间齿轮则被定位，这样就使得第一中间齿轮13在速度差的带动下被推向第一输入齿轮4的前方，并与第一输入齿轮4和第一输出齿轮7脱离，从而使本变速机构由一挡加挡成二挡状态。本变速机构由二挡加挡成三挡的工作原理与一挡变成二挡基本相同，在此不做赘述。同时，本实施例减挡的工作原理与加挡大致相近，在此不做赘述。需要特别注意的是本变速机构由三挡减成二挡时，由于三挡状态对应的第三中间齿轮15线速度大于二挡状态对应的第二中间齿轮14线速度，故第三中间齿轮15在线速度差的带动下移动到第三输入齿轮6的后方。因此，本变速机构下次由二挡加成三挡时，第三中间齿轮15在第三后安装孔If内液压油的带动下向前移动，进而与第三输入齿轮6和第三输出齿轮9啮合。由上可看出，本实施例中的第二中间齿轮14和第三中间齿轮15向前或后移动时都可以与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合，而第一中间齿轮13只有向后移动才能与对应 的输入齿轮和输出齿轮哨合。实施例2参照图1、2及3，并结合图4可得出，在本实施例中，所述输入轴2与主油泵17相连，并带动该主油泵17工作，向管道内注入液压油，并且输入轴2与主油泵17的连接结构为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。所述控制调节阀28为外购件，它具有一个进油口和三个出油口，其阀芯在控制油路与弹簧的共同作用下移动，实现进油口与某个出油口的连通与断开。并且，控制调节阀28的控制油路与控制油泵34相连，该控制油泵34与所述输出轴3相连，并由输出轴3带动，且输出轴3与控制油泵34的连接结构为本领域技术人员所熟知，在此也不做赘述。另外，控制调节阀28的具体结构为本领域技术人员所公知，在此不做赘述。所述控制调节阀28的进油口与主油泵17的出油端相接，该控制调节阀28的第一出油口与所述第三三通管29的进油支管连通。上述第三三通管29的第一出油支管与所述第一前安装孔Ia孔底的进油口连通，第一前安装孔Ia孔壁上的出油口通过第一回油管20与油槽连通。所述第三三通管29的第二出油支管与所述第二后安装孔Id孔底的进油口连通。参照图I、2及3，并结合图4可进一步得出，所述控制调节阀28的第二出油口与第四三通管31的进油支管相接，该第四三通管31的第一出油支管与所述第二前安装孔Ic孔底的进油口连通，第二前安装孔Ic孔壁上的出油口通过所述第二前回油管22与油槽连通。所述第四三通管31的第二出油支管与所述第三后安装孔If孔底的进油口连通。所述控制调节阀28的第三出油口通过进油管道33与所述第三前安装孔Ie孔底的进油口相接，该第三前安装孔Ie孔壁上的出油口通过所述第三前回油管25与油槽连通。作为优化，所述第一后安装孔Ib内装有第一缓冲弹簧27，第二后安装孔Id内装有第二缓冲弹簧35，第三后安装孔If内装有第三缓冲弹簧36。其中，所述第一缓冲弹簧27的后端与第一后安装孔Ib的孔底接触，该第一缓冲弹簧27的前端与所述第一中间轴10的后端接触。所述第二缓冲弹簧35的后端与第二后安装孔Id的孔底接触，该第二缓冲弹簧35的前端与第二中间轴11的后端接触。所述第三缓冲弹簧36的后端与第三后安装孔If的孔底接触，该第三缓冲弹簧36的前端与所述第三中间轴12的后端接触。另外，在本实施例中输入轴2和输出轴3的中心距设置恰到好处，以便让第一中间齿轮13、第二中间齿轮14及第三中间齿轮15不能移动到输入轴2和输出轴3的后方，本实施例的其余结构与实施例I完全相同，在此不做赘述。本实施例液压部分的工作原理如下加挡操作时，输入轴2旋转带动所述主油泵17工作，此时控制调节阀28的进油口与该控制调节阀28的第一出油口连通，主油泵17输出的液压油通过控制调节阀28向所述第三三通管29的进油支管内注入液压油，并通过第三三通管29的两个出油支管分别向第一前安装孔Ia和第二后安装孔Id内注入液压油。当注入第一前安装孔Ia内的液压油未达到设定值时，不能向后推动第一中间轴10，本变速机构处于空挡状态。当注入第一前安装孔Ia内的液压油达到设定值时，推动第一中间轴10向后移动，最终使第一中间轴10上的第一中间齿轮13与第一输入齿轮4和第一输出齿轮7哨合；而注入第二后安装孔Id内的液压油推动第二中间轴11向前移动，使第二中间齿轮14与第二输入齿轮5和第二输出齿 轮8脱离,从而使本变速机构处于一挡状态,并带动输出轴3转动。同时，注入第一前安装孔Ia内的液压油此时通过第一回油管20回到油槽中。当输出轴3上的负载小于输入轴2的输入动力且输出轴3的转速超过设定值时，控制油泵34输出的控制液压油使控制调节阀28的阀芯克服弹力向高挡位移动，此时控制调节阀28的进油口与其第二出油口连通，而控制调节阀28的进油口与其第一出油口断开，至于具体的一挡变二挡及二挡变三挡的工作过程与空挡变一挡基本相同，在此不做赘述。本实施例减挡时的工作过程与加挡基本类似，在此也不做赘述。并且，第一中间轴10、第二中间轴11及第三中间轴12只有向后移动才能使它上面的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。实施例3参照图1、2、4，并结合图5可看出，在本实施例中，所述第一中间轴10的后部悬空，并在该悬空端装所述第一中间齿轮13。所述第二中间轴11的后部悬空，并在该悬空端装所述第二中间齿轮14。所述第三中间轴13的端部后空，并在该悬空端装所述第三中间齿轮15。并且，所述变速箱I后箱体上的第一后安装孔lb、第二后安装孔Id和第三后安装孔If闲置不用。另外，在本实施例中输入轴2和输出轴3的中心距设置恰到好处，以便让第一中间齿轮13、第二中间齿轮14及第三中间齿轮15只能在输入轴2和输出轴3的前方移动，而不能穿过输入轴2和输出轴3的中心连线，本实施例的其余结构与实施例2完全相同，在此不做赘述。本实施例加挡时与实施例2基本相同，在此不做赘述。本实施例由三挡减为二挡时，需先减小输入轴2的转速，以便使第三中间齿轮与第三输入齿轮存在线速度差,进而使第三中间齿轮在线速度差的带动下向前移动。本实施例由二挡减为一挡的工作原理与三挡减为二挡基本相同，在此也不做赘述。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种齿轮变速机构，在变速箱(I)内竖直设有输入轴(2)和输出轴(3)，这两根轴的上、下端均分别通过轴承支撑在变速箱(I)上，在输入轴(2)上从上往下依次套有第一、二、三输入齿轮(4、5、6),且第一、二、三输入齿轮的直径依次增大,所述输出轴(3)上对应该第一、二、三输入齿轮套装有第一、二、三输出齿轮(7、8、9)，其特征在于在所述输入轴(2)和输出轴(3)之间并排设置三根中间轴，从上往下依次为第一、二、三中间轴(10、11、12)，该第一、二、三中间轴与所述输入轴(2)垂直，且第一、二、三中间轴的前部均分别插入所述变速箱(I)前箱体上对应的安装孔内；在所述第一中间轴(10)上装有与第一输入、输出齿轮(4,7)相配组的第一中间齿轮(13)，第二中间轴(11)上装有与所述第二输入、输出齿轮(5、8)相配组的第二中间齿轮(14)，而第三中间轴(12)上装有与所述第三输入、输出齿轮(6、9)相配组的第三中间齿轮(15);所述第一、二、三中间齿轮(13、14、15)的中心线均与所述输入轴(2)的轴心线相平行，各个中间齿轮能在各自的中间轴上转动，且第一、二、三中间轴(10、11、12)在外力的作用下可以前、后移动，进而使各个中间轴上的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮哨合。
2.根据权利要求I所述的齿轮变速机构，其特征在于所述第一、二、三中间轴(10、11、12)上均分别由前往后开设有容置槽，该容置槽为贯穿各个中间轴左、右表面的通槽；所述第一、二、三中间齿轮(13、14、15)的中部分别装在对应的容置槽中，各中间齿轮的左、右部均露出容置槽外，且各中间齿轮分别空套在对应的安装轴(16)上，该安装轴的上、下端均分别穿设在对应中间轴上的安装孔中。
3.根据权利要求I或2所述的齿轮变速机构，其特征在于所述第一、二、三中间轴(10、11、12)前部插入变速箱(I)前箱体上的安装孔为盲孔，并分别为第一、二、三前安装孔(IaUcUe);所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的后部也分别插入变速箱⑴后箱体上的安装孔，该安装孔也为盲孔，并分别为第一、二、三后安装孔(lb、ld、lf)，且第一、二、三中间轴(10、11、12)前、后部的轴身与各个所述安装孔的孔壁紧密接触。
4.根据权利要求I所述的齿轮变速机构，其特征在于所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的前部插入变速箱(I)前箱体上的安装孔为盲孔，并分别为第一、二、三前安装孔(la、lc、le)，且第一、二、三中间轴(10、11、12)前部的轴身与各个所述安装孔的孔壁紧密接触；所述第一、二、三中间轴(10、11、12)的后部悬空，并在第一中间轴的悬空端安装所述第一中间齿轮(13)，第二中间轴(11)的悬空端安装所述第二中间齿轮(14)，第三中间轴(12)的悬空端安装所述第三中间齿轮(15)。
5.根据权利要求3所述的齿轮变速机构，其特征在于所述输入轴(2)与主油泵(17)相连，并带动该主油泵工作；所述主油泵(17)的出油口与控制阀(18)的进油口相接，该控制阀具有三个出油口，其中第一出油口通过进油管(19)与所述第一前安装孔(Ia)孔底的进油口连通，该第一前安装孔孔壁上的出油口通过第一回油管(20)与油槽连通； 所述控制阀(18)的第二出油口与第一三通管(21)的进油支管连通，该第一三通管(21)的两个出油支管分别与所述第二前、后安装孔(lc、ld)孔底的进油口连通，该第二前、后安装孔(lc、ld)孔壁上的出油口分别通过对应的第二前、后回油管(22、23)与油槽连通，且第二前回油管(22)进油口到第二前安装孔(Ic)孔底的距离等于第二后回油管(23)进油口到第二后安装孔(Id)孔底的距离； 所述控制阀(18)的第三出油口与第二三通管(24)的进油支管连通，该第二三通管(24)的两个出油支管分别与所述第三前、后安装孔(le、lf)孔底的进油口连通，该第三前、后安装孔(le、lf)孔壁上的出油口分别通过对应的第三前、后回油管(25、26)与油槽连通，且第三前回油管(25)进油口到第三前安装孔(Ie)孔底的距离等于第三后回油管(26)进油口到第三后安装孔(If)孔底的距离。
6.根据权利要求5所述的齿轮变速机构，其特征在于所述第一后安装孔(Ib)内装有第一缓冲弹簧(27)，该第一缓冲弹簧的后端与第一后安装孔(Ib)的孔底接触，其前端与所述第一中间轴(10)的后端接触。
7.根据权利要求3所述的齿轮变速机构，其特征在于所述输入轴(2)与主油泵(17)相连，并带动该主油泵工作；所述主油泵(17)的出油端与控制调节阀(28)的进油口相接，该控制调节阀的控制油路与控制油泵(34)相连，该控制油泵(34)与所述输出轴(3)相连，并由输出轴(3)带动；所述控制调节阀(28)具有三个出油口，其中第一出油口与第三三通管(29)的进油支管连通，该第三三通管(29)的第一出油支管与所述第一前安装孔(Ia)孔底的进油口连通，第一前安装孔(Ia)孔壁上的出油口通过第一回油管(20)与油槽连通；所述第三三通管(29)的第二出油支管与所述第二后安装孔(Id)孔底的进油口连通； 所述控制调节阀(28)的第二出油口与第四三通管(31)的进油支管相接，该第四三通管(31)的第一出油支管与所述第二前安装孔(Ic)孔底的进油口连通，第二前安装孔(Ic)孔壁上的出油口通过第二前回油管(22)与油槽连通；所述第四三通管(31)的第二出油支管与所述第三后安装孔(If)孔底的进油口连通； 所述控制调节阀(28)的第三出油口通过进油管道(33)与所述第三前安装孔(Ie)孔底的进油口相接，该第三前安装孔(Ie)孔壁上的出油口通过第三前回油管(25)与油槽连通。
8.根据权利要求7所述的齿轮变速机构，其特征在于所述第一后安装孔(Ib)内装有第一缓冲弹簧(27)，第二后安装孔(Id)内装有第二缓冲弹簧(35)，第三后安装孔(If)内装有第三缓冲弹簧(36)，这三根缓冲弹簧的后端分别与对应后安装孔的孔底接触，这三根缓冲弹簧的前端则分别与对应中间轴的后端接触。
专利摘要本实用新型公开一种齿轮变速机构，在输入轴和输出轴之间并排设置三根中间轴，从上往下依次为第一、二、三中间轴；在第一中间轴上装有第一中间齿轮，第二中间轴上装有第二中间齿轮，而第三中间轴上装有第三中间齿轮，各个中间齿轮能在各自的中间轴上转动，且第一、二、三中间轴在外力的作用下可以前、后移动，进而使各个中间轴上的中间齿轮与对应的输入齿轮和输出齿轮啮合。本实用新型通过齿轮径向移动，并同时巧妙利用不同齿轮之间的线速度差来完成换挡，这与传统结构通过齿轮轴向滑移来实现换挡完全不同，并能很好地避免传统结构由于不同齿轮之间存在线速度差易出现传动停止甚至咬断齿牙的缺陷。
文档编号F16H61/40GK202674189SQ20122026283
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者陈军 申请人:陈军