一种基于扭矩控制的机械自动变速器的制作方法

本发明属于自动变速器技术领域，尤其涉及一种基于扭矩控制的机械自动变速器。

背景技术：

目前很多动力行业均使用了变速器，自动变速器作为一种变速器中高技术的自动化技术也逐步普及，汽车作为其中使用自动变速器最多的机器设备，其自动变速器技术随着电子行业的发展已经非常先进，自动变速器相对于传动手动变速器，多了速度识别和变速控制，对于速度识别和控制往往使用了电子技术，使自动变速器具有了很多的电子部分，电子设备作为一种自动变化器变速的检测部分，其可靠性肯定不如机械识别变速可靠。本发明发明了利用机械结构对离心力的感应而达到改变传动比的目的，不需要人工换挡变速。

本发明设计一种基于扭矩控制的机械自动变速器解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于扭矩控制的机械自动变速器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于扭矩控制的机械自动变速器，其特征在于：它包括切换齿轮、复位弹簧、弹簧卡板、输出轴、输入轴、第一固定板、第一传动齿轮、第一齿环、第二固定板、第二传动齿轮、第三固定板、第二齿环、第三转轴、第三传动齿轮、限位环、第二转轴、倒档卡环、倒齿固定板、倒齿、倒齿转轴，其中输入轴安装在第一固定板上，第一传动齿轮安装在输入轴的一端，第一齿环内表面具有齿，其安装在第一传动齿轮上且第一齿环与第一传动齿轮同心；第二转轴安装在第二固定板上，第二传动齿轮安装在第二转轴一端，第二固定板位于第一齿环和第二传动齿轮之间，第二转轴面向第一齿环的一端上具有齿且与第一齿环的内齿啮合，第二齿环安装在第二传动齿轮上且第二齿环与第二传动齿轮同心；第三转轴安装在第三固定板上，第三传动齿轮安装在第三转轴一端，第三固定板位于第二齿环和第三传动齿轮之间，第三转轴面向第二齿环的一端上具有齿且与第二齿环的内齿啮合；输入轴、第二转轴和第三转轴不同心安装，第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮直径大小依次增加；倒齿转轴安装在倒齿固定板上，倒齿安装在倒齿转轴上，倒齿转轴与输入轴等速连接；输出轴上具有螺纹，限位环安装在输出轴一端，弹簧卡板安装在输出轴另一端，倒档卡环安装在输出轴上且靠近弹簧卡板，切换齿轮中心孔上具有螺纹，切换齿轮通过螺纹连接安装在输出轴上，且位于限位环和倒档卡环之间；切换齿轮在旋转时，因为具有螺纹配合，切换齿轮会在输出轴上沿输出轴轴线移动，移动过程中，切换齿轮会与第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮和倒齿依次啮合；复位弹簧安装在输出轴上，一端固定在切换齿轮上，另一端固定在弹簧卡板上，倒档卡环外缘面直径大于输出轴直径且小于复位弹簧内径。

作为本技术的进一步改进，上述第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮和倒齿之间的间距等于切换齿轮的宽度加1-3mm。为了保证切换齿轮在切换传动齿轮过程中，不同时与两个传动齿轮啮合，避免了运动干涉。

相对于传统的自动变速器技术，本发明中切换齿轮通过螺纹配合安装在输出轴上，复位弹簧安装在切换齿轮和弹簧卡板上，切换齿轮被驱动过程中，起初将会在输出轴上转动，同时扭转复位弹簧，直到复位弹簧产生的抗扭转阻力大于输出轴转动所需的扭矩时，在复位弹簧抗扭转力作用下，切换齿轮将带动输出轴转动。限位环的作用防止了切换齿轮在输出轴上转动时滑出，倒档卡环设计的作用在于限制切换齿轮在输出轴上移动的位置。切换齿轮通过依次与第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮的啮合而被驱动旋转，输入轴直接驱动第一传动齿轮，第一传动齿轮通过其上安装的第一齿环与第二转轴的啮合带动第二转轴转动，进而带动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮转动通过自身安装的第二齿环与第三转轴的啮合带动第三转轴转动，进而带动第三传动齿轮转动，齿环的齿数远大于转轴的齿数，所以在输入轴驱动下，第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮的转速依次增加。

附图说明

图1是整体部件分布示意图。

图2是整体部件结构正视图。

图3是整体部件结构剖视图。

图4是限位环及倒档卡环安装示意图。

图5是传动齿轮结构安装示意图。

图6是齿环安装结构示意图。

图中标号名称：1、切换齿轮，5、复位弹簧，6、弹簧卡板，9、输出轴，10、输入轴，11、第一固定板，12、第一传动齿轮，13、第一齿环，14、第二固定板，15、第二传动齿轮，16、第三固定板，17、第二齿环，18、第三转轴，19、第三传动齿轮，20、限位环，21、第二转轴，27、倒档卡环，28、倒齿固定板，29、倒齿，30、倒齿转轴。

具体实施方式

如图1、2、3所示，它包括切换齿轮1、复位弹簧5、弹簧卡板6、输出轴9、输入轴10、第一固定板11、第一传动齿轮12、第一齿环13、第二固定板14、第二传动齿轮15、第三固定板16、第二齿环17、第三转轴18、第三传动齿轮19、限位环20、第二转轴21、倒档卡环27、倒齿固定板28、倒齿29、倒齿转轴30，其中如图1、5、6所示，输入轴10安装在第一固定板11上，第一传动齿轮12安装在输入轴10的一端，第一齿环13内表面具有齿，其安装在第一传动齿轮12上且第一齿环13与第一传动齿轮12同心；第二转轴21安装在第二固定板14上，第二传动齿轮15安装在第二转轴21一端，第二固定板14位于第一齿环13和第二传动齿轮15之间，第二转轴21面向第一齿环13的一端上具有齿且与第一齿环13的内齿啮合，第二齿环17安装在第二传动齿轮15上且第二齿环17与第二传动齿轮15同心；第三转轴18安装在第三固定板16上，第三传动齿轮19安装在第三转轴18一端，第三固定板16位于第二齿环17和第三传动齿轮19之间，第三转轴18面向第二齿环17的一端上具有齿且与第二齿环17的内齿啮合；输入轴10、第二转轴21和第三转轴18不同心安装，第一传动齿轮12、第二传动齿轮15和第三传动齿轮19直径大小依次增加；倒齿转轴30安装在倒齿固定板28上，倒齿29安装在倒齿转轴30上，倒齿转轴30与输入轴10等速连接；如图1、4所示，输出轴9上具有螺纹，限位环20安装在输出轴9一端，弹簧卡板6安装在输出轴9另一端，倒档卡环27安装在输出轴9上且靠近弹簧卡板6，切换齿轮1中心孔上具有螺纹，切换齿轮1通过螺纹连接安装在输出轴9上，且位于限位环20和倒档卡环27之间；切换齿轮1在旋转时，因为具有螺纹配合，切换齿轮1会在输出轴9上沿输出轴9轴线移动，移动过程中，切换齿轮1会与第一传动齿轮12、第二传动齿轮15、第三传动齿轮19和倒齿29依次啮合；复位弹簧5安装在输出轴9上，一端固定在切换齿轮1上，另一端固定在弹簧卡板6上，倒档卡环27外缘面直径大于输出轴9直径且小于复位弹簧5内径。

如图3所示，上述第一传动齿轮12、第二传动齿轮15、第三传动齿轮19和倒齿29之间的间距等于切换齿轮1的宽度加1-3mm。为了保证切换齿轮1在切换传动齿轮过程中，不同时与两个传动齿轮啮合，避免了运动干涉。

综上所述，本发明中切换齿轮1通过螺纹配合安装在输出轴9上，复位弹簧5安装在切换齿轮1和弹簧卡板6上，切换齿轮1被驱动过程中，起初将会在输出轴9上转动，同时扭转复位弹簧5，直到复位弹簧5产生的抗扭转阻力大于输出轴9转动所需的扭矩时，在复位弹簧5抗扭转力作用下，切换齿轮1将带动输出轴9转动。限位环20的作用防止了切换齿轮1在输出轴9上转动时滑出，倒档卡环27设计的作用在于限制切换齿轮1在输出轴9上移动的位置。切换齿轮1通过依次与第一传动齿轮12、第二传动齿轮15、第三传动齿轮19的啮合而被驱动旋转，输入轴10直接驱动第一传动齿轮12，第一传动齿轮12通过其上安装的第一齿环13与第二转轴21的啮合带动第二转轴21转动，进而带动第二传动齿轮15转动，第二传动齿轮15转动通过自身安装的第二齿环17与第三转轴18的啮合带动第三转轴18转动，进而带动第三传动齿轮19转动，齿环的齿数远大于转轴的齿数，所以在输入轴10驱动下，第一传动齿轮12、第二传动齿轮15和第三传动齿轮19的转速依次增加。

具体实施方式如下：起初切换齿轮1与第三传动齿轮19啮合，当输入轴10开始转动时，输出轴9需要较大扭矩的起始驱动力，切换齿轮1在第三传动齿轮19驱动下转动，转动过程中，复位弹簧5无法提供较大的扭矩，此时切换齿轮1旋转同时与输出轴9发生相对滑动，螺纹配合的原因使切换齿轮1在输出轴9上移动，同时扭转复位弹簧5，切换齿轮1移动中会依次与第二传动齿轮15、第一传动齿轮12啮合，越靠近第一传动齿轮12复位弹簧5的扭转程度越大，产生的扭转阻力越大，当与第一传动齿轮12啮合后扭转阻力达到输出轴9转动所需要的起始扭矩时，切换齿轮1会带动输出轴9转动，当输出轴9转动开始后，所需要的旋转扭矩会降低，此时扭转的复位弹簧5会恢复一部分扭转程度，同时切换齿轮1会沿着输出轴9移动，进而依次与第二传动齿轮15和第三传动齿轮19啮合，进一步增加输出轴9的转速；即随着输出轴9转速的增加，在输出轴9和输入轴10之间的传动比通过输出轴9所需要的扭矩而发生变化，实现了机械自动变速器的效果。当需要输出轴9旋转转向反向时，改变输入轴10的转速方向即可，当输入轴10的转向改变时，倒齿转轴30的方向也发生变化，切换齿轮1旋转并发生横向移动，移动会很快的碰到倒档卡环27，倒档卡环27将会对限制切换齿轮1相对于输出轴9的旋转和移动，切换齿轮1会带动输出轴9转动，此处同时切换齿轮1对应倒齿29的位置，倒齿29在倒齿转轴30的驱动下驱动切换齿轮1转动，达到反向驱动输出轴9的目的。具有较好使用效果。