变速切换机构的制作方法

本实用新型涉及变速传动领域，具体涉及在传动中切换不同转速传动路线的机构。

背景技术：

常用的变速传动装置有滑移齿轮减速机、牙嵌离合减速机、弹性滑键减速机、手动变速器、双离合变速器、离合式行星齿轮变速器等等。这些变速传动装置设有包括拉杆、拉索、圆柱凸轮、液压活塞或电磁推杆等操纵机构及不同转速传动路线，还设有变速切换机构，包括多对构件为切换件，切换件由输入驱动旋转、或由输出带动旋转、或可固定周转轮系构件，当前路线的切换件每对保持接合，其他切换件每对转速不同保持分离，在人工或自动控制下由操纵机构操纵变速切换，使当前路线其中一对分离并使目标路线其中一对接合，从而切换不同转速的传动路线，改变输入输出的传动比。

例如一种滑移齿轮减速机，各档位的主动齿轮与从动齿轮为各对切换件；当前档位的主动齿轮与从动齿轮保持啮合，传动路线从输入轴经主动齿轮、从动齿轮至输出轴，其他主动齿轮由输入驱动，其他从动齿轮由输出带动，每对转速不同不啮合；操纵机构包括拨叉，推动当前档位齿轮滑移使两者不再啮合，并推动目标档位齿轮滑移使两者啮合，从而切换至目标档位的传动路线。先分离再接合，存在动力中断和齿轮之间的冲击。

例如一种牙嵌离合减速机，空套在输入轴上的主动齿轮端面设有齿圈，花键联接输入轴的设有牙环的接合套，与齿圈构成牙嵌离合器，为一对切换件；由输入驱动的接合套与当前档位齿圈啮合，其他齿圈由输出带动，与接合套转速不同不啮合；操纵机构包括拨叉，推动当前接合套离开当前齿圈，并推动目标接合套靠近目标齿圈至啮合。存在动力中断以及接合时转速差的冲击。

例如一种弹性滑键减速机，又称为拉键减速机，空套在输出轴上的各档位从动齿轮内回转面设有键槽，环形的输出轴沿轴向设有贯通内外回转面的长直槽，轴内空套可轴向移动的弹性滑键，其弹性联接的键穿过直槽与齿轮键槽配合，与各从动齿轮分别为各对切换件，弹性滑键为共用的同一构件；键在当前键槽内保持接合，传动路线从输入轴经齿轮、键槽、键、直槽至输出轴，其他键槽由输入经其他传动路线的齿轮驱动，与键转速不同保持分离；操纵杆拉动弹性滑键，使键离开当前键槽，轴向移动至相邻键槽的位置，当两者旋转至正对时弹性联接使键进入键槽完成接合。弹性联接可以减少冲击，但仍然存在动力中断。

例如一种手动变速器，采用惯性同步器作为变速切换机构，与牙嵌离合器相似，增加了同步环及摩擦面，拨叉推动接合套靠近齿圈时，摩擦面使两者转速趋于相同再完成啮合，同时人工操纵联接输入轴及动力源的摩擦离合器协助换挡。有效减少冲击，但仍然存在动力中断，需要摩擦力矩完成接合。

例如一种双离合变速器，与手动变速器相似，分别与双离合器两个从动盘联接的两个同轴输入轴上分别设有奇偶档位的主动齿轮及惯性同步器，双离合器两个从动盘分别与联接动力源的主动盘为两对切换件；当前档位输入轴的从动盘与主动盘保持接合，另一输入轴的惯性同步器已接合目标齿轮预选目标传动路线，使另一输入轴的从动盘由输出带动，与主动盘转速不同保持分离；操纵机构包括两个压盘，改变当前从动盘对应压盘压力使切换件分离，改变另一从动盘对应压盘压力使另一对切换件接合，惯性同步器在此分离及接合中不操纵，不作为切换件。需要摩擦力矩完成接合，分离及接合重叠可以保持连续传动，但需要精确控制避免过度重叠导致干涉。

例如一种离合式行星齿轮变速器，设有多组离合器为多对切换件，联接行星齿轮传动机构的输入轴、太阳轮、行星架、外齿圈及壳体；当前传动路线的多组离合器保持接合，其他离合器由输入轴或行星齿轮机构带动，转速不同保持分离；行星齿轮机构设计成相邻档位之间仅分离一组及接合一组离合器；操纵机构包括液压活塞，改变当前路线一组离合器的压力使其分离，改变目标路线一组离合器的压力使其接合。需要摩擦力矩完成接合，分离及接合重叠可以保持连续传动，但需要精确控制避免过度重叠导致干涉。

上述常用的变速器存在变速切换时动力中断和冲击以及较大摩擦损耗和能耗的缺陷，分离及接合重叠需要复杂精确的自动控制增加成本。

专利《7速变速器》（公告号CN103069195A）优化齿轮设置和自动控制，使两组惯性同步器分离及接合适当重叠，减少动力中断，但仍然需要摩擦力矩。

专利《一种变速器》（公告号CN101469762B）采用单向离合器，可自行分离简化控制，但仍然需要其他离合器接合，需要摩擦力矩。

专利《无离合自动变速器》（公告号CN102734395B）采用分别设有内外螺纹的一对切换件，接合不需要摩擦力矩，但需要先降低输入转速进行分离再恢复转速进行接合，存在动力中断，接合完成时仍然存在冲击，其优选例引入摩擦缓冲结构减少冲击。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种连续传动、减少冲击并且不需要摩擦力矩的变速切换机构。

本实用新型采用的技术方案是：变速切换机构，应用在包含操纵机构及不同转速传动路线的变速传动装置中，包含多对构件作为切换件，切换件由输入驱动旋转、或由输出带动旋转、或可固定周转轮系构件，当前路线的切换件每对保持接合，其他切换件每对转速不同保持分离，由操纵机构操纵变速切换，使当前路线其中一对分离并且目标路线其中一对接合，其中：每对切换件同轴线，其一设有至少两条以轴线为中心的旋向相反的螺槽，另一设有至少一个与螺槽配合滑动或滚动的销；每对切换件保持接合时销在螺槽的位置为合位，旋向相反的螺槽相接于或相接延伸至合位；螺槽非合位的一端为分位；每对切换件接合时，部分或全部销从转速差所对应旋向的螺槽的分位进入螺槽，移动至合位；每对切换件分离时，部分或全部销从合位沿转速差趋向所对应旋向的螺槽移动，在分位分离；目标路线接合的切换件及当前路线分离的切换件由操纵机构操纵同步移动，使销沿螺槽接合的移动及分离的移动基本同时开始基本同时完成。

每对切换件之一为环形的大轮，另一为外径稍小于大轮内径的小轮，大轮内回转面及小轮外回转面为切换面；螺槽为立体螺旋，以轴线为中心线，沿切换面设置，合位平行于轴线，分位在切换件端面开口；销垂直于切换面；操纵机构对接合的切换件施加轴向力使两者轴向靠近，同时对分离的切换件施加轴向力使两者轴向离开，接合的销从分位开口进入螺槽开始接合，分离的销从分位开口离开螺槽完成分离。

合位延伸至切换件端面开口；接合的部分销从合位开口进入切换件，分离的部分销从合位开口离开切换件。

目标路线接合的切换件之一与当前路线分离的切换件之一为共用的同一构件，与另二切换件均同轴；操纵机构对共用的同一构件施加朝向接合的另一切换件的轴向力使其轴向移动，靠近接合的另一切换件，同时离开分离的另一切换件。

螺槽为变距螺旋，靠近合位的螺旋角比靠近分位的螺旋角小。

螺槽为平面螺旋，以轴线为中心点，沿切换件端面设置，分位的切线垂直于或接近垂直于径线，合位深度大于螺槽深度；销垂直于切换件端面径向移动；操纵机构对接合的切换件施加轴向力使两者轴向靠近，同时对分离的切换件施加轴向力使两者轴向离开，并且使接合及分离的销的径向移动同步，接合的销移动至合位时增加深度，分离的销减少深度从合位开始移动。

设有销的切换件设有径向开槽，接合及分离的销之间设有固定联接，沿径向开槽同步移动。

螺槽相接于合位的侧面为斜面，分位的侧面为斜面。

螺槽为变距螺旋，靠近合位的切线与径线夹角比靠近分位的切线与径线夹角小。

本实用新型的有益效果是：变速切换时连续传动、减少冲击并且不需要摩擦力矩，变速传动装置应用本实用新型可以连续平稳传动，减少摩擦材料降低摩擦损耗和能耗，简化人工操作和自动控制。

附图说明

图1-1为本实用新型实施例一的立体图。

图1-2为本实用新型实施例一的透视分解图。

图1-3为本实用新型实施例一的槽轮端面图，其中图A为第一槽轮11的端面图，图B为第二槽轮12的端面图。

图1-4为本实用新型实施例一的一档切换二档的轴向示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F分别为第一槽轮11、第二槽轮12、销轮13按图中箭头方向逐渐旋转至不同位置的示意图，其中第一槽轮11以浅灰色线条绘制。

图1-5为本实用新型实施例一的二档切换一档的轴向示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F分别为第一槽轮11、第二槽轮12、销轮13按图中箭头方向逐渐旋转至不同位置的示意图，其中第一槽轮11以浅灰色线条绘制。

图1-6为本实用新型实施例二的一种更多螺槽方案的槽轮端面图，其中图A为第一槽轮端面图，图B为第二槽轮端面图。

图2-1为本实用新型实施例二的立体图。

图2-2为本实用新型实施例二的分解图。

图2-3为本实用新型实施例二的槽轮回转面图，其中图A、图B为各半圈的回转面图。

图2-4为本实用新型实施例二的一档切换二档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F、图G分别为槽轮24朝向第二销轮22方向逐步移动至不同位置的示意图。

图2-5为本实用新型实施例二的二档切换一档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F、图G分别为槽轮24朝向第一销轮21方向逐步移动至不同位置的示意图。

图2-6为本实用新型实施例二的多种螺槽圈数方案的槽轮立体图，其中图A为小于四分之一圈螺槽的立体图，图B为半圈螺槽的立体图。

图2-7为本实用新型实施例二的一种更多螺槽方案的槽轮回转面图，其中图A、图B为各半圈的回转面图。

图2-8为本实用新型实施例二的设有挡板的槽轮立体图。

图2-9为本实用新型实施例二的一种大轮小轮互换方案的简图。

图3-1为本实用新型实施例三的立体图。

图3-2为本实用新型实施例三的分解图。

图3-3为本实用新型实施例三的槽轮立体图，其中图A、图B为各半圈的立体图。

图3-4为本实用新型实施例三的一档切换二档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F分别为槽轮34朝向第二销轮32方向逐步移动至不同位置的示意图，其中销轮只绘制销。

图3-5为本实用新型实施例三的二档切换一档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E、图F分别为槽轮34朝向第一销轮31方向逐步移动至不同位置的示意图，其中销轮只绘制销。

图4-1为本实用新型实施例四的立体图。

图4-2为本实用新型实施例四的分解图。

图4-3为本实用新型实施例四的槽轮内回转面透视图。

图4-4为本实用新型实施例四的一档切换二档的透视示意图，其中图A、图B、图C、图D分别为第一槽轮41、第二槽轮42、销轮44按图中箭头方向逐渐旋转至不同位置的透视示意图，其中销轮只绘制销。

图4-5为本实用新型实施例四的二档切换一档的透视示意图，其中图A、图B、图C、图D分别为第一槽轮41、第二槽轮42、销轮44按图中箭头方向逐渐旋转至不同位置的透视示意图，其中销轮只绘制销。

图5-1为本实用新型实施例五的立体图。

图5-2为本实用新型实施例五的分解图。

图5-3为本实用新型实施例五的槽轮回转面图，其中图A、图B为各半圈的回转面图。

图5-4为本实用新型实施例五的一档切换二档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E分别为第二槽轮54朝向第二销轮52方向逐步移动至不同位置并且第一槽轮53同步移动的示意图，其中销轮只绘制销。

图5-5为本实用新型实施例五的二档切换一档的示意图，其中图A、图B、图C、图D、图E分别为第一槽轮53朝向第一销轮51方向逐步移动至不同位置并且第二槽轮54同步移动的示意图，其中销轮只绘制销。

图6-1为一种离合式行星齿轮传动装置应用本实用新型的简图，其中图A为未应用本实用新型的简图，图B为已应用本实用新型的简图。

具体实施方式

下面以多个实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

下面参考图1-1至图1-5说明实施例一。

第一槽轮11、第二槽轮12分别为一档、二档从动轮，同轴空套在输出轴14上。第一槽轮11、第二槽轮12相对的端面分别设有第一螺槽11A及第二螺槽11B、第三螺槽12A及第四螺槽12B，均为半圈的平面螺旋，以轴线为螺旋中心。第一螺槽11A、第三螺槽12A分别与第二螺槽11B、第四螺槽12B旋向相反，关于轴截面对称。

第一螺槽11A、第二螺槽11B、第三螺槽12A、第四螺槽12B一端的第一分位11C、第二分位11D、第三分位12C、第四分位12D的侧面均为斜面。第一螺槽11A、第三螺槽12A分别与第二螺槽11B、第四螺槽12B相接于第一合位11P、第二合位12P，深度大于螺槽，侧面为斜面。第一合位11P、第三分位12C、第四分位12D的轴线距离相同，并且大于轴线距离相同的第二合位12P、第一分位11C、第二分位11D。第一分位11C、第二分位11D、第三分位12C、第四分位12D的切线垂直于或接近垂直于径线。

销轮13与输出轴14花键联接，可在第一槽轮11与第二槽轮12之间轴向移动。销轮13沿径向设有贯通端面的直槽13C，两端分别设有朝向第一槽轮11、第二槽轮的12第一销13A、第二销12B，两者用螺栓13D联接。各销中部设有一环形凸起，外边缘直径大于直槽13C宽度，与销轮13保持垂直并轴向固定。各销的宽度与各螺槽的宽度配合，各销的长度与第一合位11P及第二合位12P的深度配合。第一销13A位于第一合位11P时，第二销13B与第二槽轮12端面之间仅有微小间隙而不接触。

下面以第二槽轮12转速高于第一槽轮11为例描述实施例一的工作过程。

装配时轴向移动并旋转销轮13，使第一销13A正对并进入第一合位11P。此为一档，传动路线经过第一合位11P、第一销13A，销轮13为第一槽轮11的一档转速。

需要切换二档时，操纵机构对销轮13施加朝向第二槽轮12的轴向力，第二销13B端面抵住第二槽轮12的端面，销轮13不能移动，如图1-4A。当转速高于销轮13的第四分位12D旋转至正对第二销13B时，销轮13由轴向力推动向第二槽轮12移动，第二销13B进入第四分位12D及转速差所对应旋向的第四螺槽12B，同时第一销13A轴向离开第一合位11P使深度减少至与第一螺槽11A配合，如图1-4B。

第二销13B沿转速较高的第四螺槽12B向第二合位12P移动，因第四螺槽12B产生的压力，使销轮13转速趋向于接近第二槽轮12而高于第一槽轮11，从而使第一销13A沿转速差趋向所对应旋向的第一螺槽11A向第一分位11C移动，同时第一销13A及第二销13B沿直槽13C向轴线移动，如图1-4C。第一销13A、第二销13B分别逐渐远离第一合位11P、第四分位12D，并分别逐渐靠近第一分位11C、第二合位12P，销轮13转速逐渐接近第二槽轮12，如图1-4D、图1-4E。

销轮13与第一槽轮11为一档路线分离的一对切换件，销轮13与第二槽轮12为二档路线接合的一对旋转件，螺栓13D联接第一销13A及第二销13B，同步径向移动，分离及接合过程基本同时开始，全部销沿螺槽移动连续传动减少冲击。

保持对销轮13的轴向力，第一销13A移动至第一分位11C并离开第一螺槽11A，第二销13B移动至第二合位12P，轴向进入第二合位12P使深度增加，如图1-4F。第一销13A与第一槽轮11完全分离，第二销13B与第二槽轮12完全接合，分离及接合过程基本同时完成。此为二档，传动路线经过第二合位12P、第二销13B，销轮13为第二槽轮12的二档转速。

需要切换一档时，操纵机构对销轮13施加朝向第一槽轮11的轴向力，当转速低于销轮13的第二分位11D旋转至正对第一销13A时，销轮13向第一槽轮11移动，第一销13A进入第二分位11D及转速差所对应旋向的第二螺槽11B，同时第二销13B轴向离开第二合位12P使深度减少至与第三螺槽12A配合，如图1-5A、图1-5B。

第一销13A沿转速较低的第二螺槽11B向第一合位11P移动，因第二螺槽11B产生的压力，使销轮13转速趋向于接近第一槽轮11而低于第二槽轮12，从而使第二销13B沿转速差趋向所对应旋向的第三螺槽12A向第三分位12C移动，同时第一销13A及第二销13B沿直槽13C远离轴线移动，如图1-5C、图1-5D、图1-5E。

销轮13与第二槽轮12为二档分离的一对切换件，销轮13与第一槽轮11为一档接合的一对旋转件，螺栓13D联接第一销13A及第二销13B，同步径向移动。

保持对销轮13的轴向力，第二销13B移动至第三分位12C并离开第三螺槽12A，第一销13A移动至第一合位11P，轴向进入第一合位11P使深度增加，如图1-4F。此为一档，销轮13为第一槽轮11的一档转速。

第一槽轮11转速高于第二槽轮12的切换过程与上述过程相似，销沿与上述过程旋向相反的螺槽移动。

下面参考图2-1至图2-5说明实施例二。

第一销轮21、第二销轮22、第三销轮23分别为一档、二档、三档环形从动大轮，同轴等距依次空套在支架26内，内径相同，分别在内回转面旋转对称垂直设有第一销21A及第四销21B、第二销22A及第五销22B、第三销23A及第六销23B。

槽轮24为小轮，与输出轴25花键联接可轴向移动，外径稍小于同轴的各销轮内径，销轮内回转面及槽轮外回转面为切换面。槽轮24外回转面设有第一螺槽24A、第二螺槽24B、第三螺槽24C、第四螺槽24D、第五螺槽24E、第六螺槽24F、第七螺槽24G、第八螺槽24H，均为四分之一圈的立体螺旋，以轴线为螺旋中心。第一螺槽24A、第四螺槽24D、第五螺槽24E、第八螺槽24H为右旋，第二螺槽24B、第三螺槽24C、第六螺槽24F、第七螺槽24G为左旋。

第一螺槽24A、第二螺槽24B、第三螺槽24C、第四螺槽24D分别与第五螺槽24E、第六螺槽24F、第七螺槽24G、第八螺槽24H旋转对称。第一螺槽24A、第三螺槽24C、第五螺槽24E、第七螺槽24G分别与第二螺槽24B、第四螺槽24D、第六螺槽24F、第八螺槽24H关于槽轮24中部的横截面对称。第一螺槽24A、第二螺槽24B、第五螺槽24E、第六螺槽24F分别与第三螺槽24C、第四螺槽24D、第七螺槽24G、第八螺槽24H关于轴截面对称。

第二螺槽24B、第四螺槽24D分别与第八螺槽24H、第六螺槽24F在槽轮24朝向第三销轮23的端面开口为第二分位24S、第四分位24U；第一螺槽24A、第三螺槽24C分别与第七螺槽24G、第五螺槽24E在槽轮24另一端面开口为第一分位24R、第三分位24T。

第一螺槽24A、第二螺槽24B分别与第三螺槽24C、第四螺槽24D相接于靠近槽轮24中部的第一接口24K、第二接口24L，延伸至槽轮24中部的第一合位24P。第五螺槽24E、第六螺槽24F分别与第七螺槽24G、第八螺槽24H相接于靠近槽轮24中部的第三接口24M、第四接口24N，延伸至槽轮24中部的第二合位24Q。第一合位24P及第二合位24Q的切线平行于轴线。

各销的宽度高度分别与各螺槽的宽度深度配合。第一销21A位于第一合位24P时，第二销22A与槽轮24端面之间仅有微小间隙而不接触。

销轮可以采用止推环轴向固定在支架26内，或与支架26之间设有轴承。销轮一端面可以设有内径大于销轮内径并且宽度小于销轮间距的环形从动齿轮、带轮或链轮以驱动销轮；或增加销轮轴向长度，在外回转面一端设有从动齿另一端联接支架26。

下面以第二销轮22转速高于第一销轮21并低于第三销轮23为例描述实施例二的工作过程（为节省篇幅下列文字省略销轮及槽轮旋转对称部分的描述）。

装配时轴向移动并旋转槽轮24，使第一销21A正对并进入第二分位24S，沿第二螺槽24B移动至第一合位24P。此为一档，传动路线经过第一销21A、第一合位24P，槽轮24为第一销轮21的一档转速。

需要切换二档时，操纵机构对槽轮24施加朝向第二销轮22的轴向力，第二销22A侧面抵住槽轮24的端面，槽轮24不能移动，如图2-4A。当转速高于槽轮24的第二销22A旋转至正对第二分位24S时，槽轮24由轴向力推动向第二销轮22移动，第二销22A进入第二分位24S及转速差所对应旋向的第二螺槽24B，同时第一销21A向第一接口24K移动，如图2-4B、图2-4C。

转速较高的第二销22A沿第二螺槽24B向第二接口24L移动，对第二螺槽24B产生压力，推动槽轮24继续轴向移动，并且转速趋向于接近第二销轮22而高于第一销轮21，从而使第一销21A沿转速差趋向所对应旋向的第一螺槽24A向第一分位24R移动，如图2-4D。第一销21A、第二销22A分别逐渐远离第一接口24K、第二分位24S，并分别逐渐靠近第一分位24R、第二接口24L，槽轮24继续轴向移动，转速逐渐接近第二销轮22，如图2-4E。

槽轮24与第一销轮21为一档路线分离的一对切换件，槽轮24与第二销轮22为二档路线接合的一对切换件，其中槽轮24为共用的同一构件，分离及接合过程基本同时开始，全部销沿螺槽移动连续传动减少冲击。

保持对槽轮24的轴向力，第一销21A移动至第一分位24R并离开第一螺槽24A，第二销22A移动至第二接口24L，因转速已基本相同，继续移动至第一合位24P，如图2-4F、图2-4G。第一销21A与槽轮24完全分离，第二销22A与槽轮24完全接合，分离及接合过程基本同时完成。此为二档，传动路线经过第二销22A、第一合位24P，槽轮24为第二销轮22的二档转速。

二档切换三档的过程与上述过程相似，第三销轮23与槽轮24接合，第二销轮22与槽轮24分离。

需要切换一档时，操纵机构对槽轮24施加朝向第一销轮21的轴向力，当转速低于槽轮24的第一销21A旋转至正对第三分位24T时，槽轮24向第一销轮21移动，第一销21A进入第三分位24T及转速差所对应旋向的第三螺槽24C，同时第二销22A向第二接口24L移动，如图2-5A、图2-5B、图2-5C。

转速较低的第一销21A沿第三螺槽24C向第一接口24K移动，对第三螺槽24C产生压力，使槽轮24转速趋向于接近第一销轮21而低于第二销轮22，从而使第二销22A沿转速差趋向所对应旋向的第四螺槽24D向第四分位24U移动，如图2-5D、图2-5E。

槽轮24与第二销轮22为二档分离的一对切换件，槽轮24与第一销轮21为一档接合的一对切换件，其中槽轮24为共用的同一构件。

保持对槽轮24的轴向力，第二销22A移动至第四分位24U并离开第四螺槽24D，第一销21A移动至第一接口24K，因转速已基本相同，继续移动至第一合位24P，如图2-5F、图2-5G。此为一档，槽轮24为第一销轮21的一档转速。

三档切换二档的过程与上述过程相似，第二销轮22与槽轮24接合，第三销轮23与槽轮24分离。

第一销轮21转速高于第二销轮22的切换过程与上述过程相似，销沿与上述过程旋向相反的螺槽移动。

下面参考图3-1至图3-5说明实施例三。

第一销轮31、第二销轮32、第三销轮33分别为一档、二档、三档环形从动大轮，同轴等距依次空套在支架36内，内径相同，分别在内回转面两端相距半圈垂直设有第一销31A及第四销31B、第二销32A及第五销32B、第三销33A及第六销33B，第一销31A、第二销32A分别与第五销32B、第六销33B靠近。

槽轮34为小轮，与输出轴35花键联接可轴向移动，外径稍小于同轴的各销轮内径。槽轮34外回转面设有第一螺槽34A、第二螺槽34B、第三螺槽34C、第四螺槽34D，均为半圈的立体螺旋。第一螺槽34A、第四螺槽34D为右旋，第二螺槽34B、第三螺槽34C为左旋。第一螺槽34A、第三螺槽34C分别与第二螺槽34B、第四螺槽34D相距半圈设置。第一螺槽34A、第四螺槽34D分别与第三螺槽34C、第二螺槽34B关于轴截面对称。

第二螺槽34B与第四螺槽34D在槽轮34朝向第三销轮33的端面开口为第一分位34R，第一螺槽34A与第三螺槽34C在槽轮34另一端面开口为第二分位34S。第一螺槽34A、第二螺槽34B分别与第三螺槽34C、第四螺槽34D相接于靠近第一分位34R的第一接口34K、靠近第二分位34S的第二接口34L，分别延伸至第一合位34P、第二合位34Q，分别继续延伸至第一分位34R、第二分位34S。第一合位34P及第二合位34Q的切线平行于轴线。

各销轮的轴向长度与槽轮34的轴向长度相同，各销轮之间仅有微小间隙而不接触。

下面以第二销轮32转速高于第一销轮31并低于第三销轮33为例描述实施例三的工作过程。

装配时轴向移动并旋转槽轮34，使第四销31B正对并进入第一分位34R，沿第二螺槽34B移动至第二合位34Q，此时第一销31A正对并进入第一分位34R移动至第一合位34P。此为一档，传动路线经过第一销31A及第四销31B、第一合位34P及第二合位34Q，槽轮34为第一销轮31的一档转速。

需要切换二档时，操纵机构对槽轮34施加朝向第二销轮32的轴向力，当转速高于槽轮34的第五销32B旋转至正对第一分位34R时，槽轮34向第二销轮32移动，第五销32B进入第一分位34R及转速差所对应旋向的第二螺槽34B，同时第一销31A向第一接口34K移动，第四销31B从第二合位34Q经第二分位34S离开槽轮34，如图3-4A、图3-4B。

转速较高的第五销32B沿第二螺槽34B向第二接口34L移动，对第二螺槽34B产生压力，推动槽轮34继续轴向移动，并且转速趋向于接近第二销轮32而高于第一销轮31，从而使第一销31A沿转速差趋向所对应旋向的第一螺槽34A向第二分位34S移动，如图3-4C、图3-4D。

槽轮34与第一销轮31为一档分离的一对切换件，槽轮34与第二销轮32为二档接合的一对切换件，其中槽轮34为共用的同一构件，分离及接合过程基本同时开始，部分销沿螺槽移动连续传动减少冲击。

保持对槽轮34的轴向力，第一销31A移动至第二分位34S并离开第一螺槽34A，第五销32B移动至第二接口34L，因转速已基本相同，继续移动至第二合位34Q，此时第二销32A正对第一分位34R移动至第一合位34P，分离及接合过程基本同时完成，如图3-4E、图3-4F。此为二档，传动路线经过第二销32A及第五销32B、第一合位34P及第二合位34Q，槽轮34为第二销轮32的二档转速。

二档切换三档的过程与上述过程相似，第三销轮33与槽轮34接合，第二销轮32与槽轮34分离。

需要切换一档时，操纵机构对槽轮34施加朝向第一销轮31的轴向力，当转速低于槽轮34的第一销31A旋转至正对第二分位34S时，槽轮34向第一销轮31移动，第一销31A进入第二分位34S及转速差所对应旋向的第三螺槽34C，同时第五销32B向第二接口34L移动，第二销32A从第一合位34P经第一分位34R离开槽轮34，如图3-5A、图3-5B。

转速较低的第一销31A沿第三螺槽34C向第一接口34K移动，对第三螺槽34C产生压力，使槽轮34转速趋向于接近第一销31A而低于第二销轮32，从而使第五销32B沿转速差趋向所对应旋向的第四螺槽34D向第一分位34R移动，如图3-5C、图3-5D。

槽轮34与第二销轮32为二档分离的一对切换件，槽轮34与第一销轮31为一档接合的一对切换件，其中槽轮34为共用的同一构件。

保持对槽轮34的轴向力，第五销32B移动至第一分位34R并离开第四螺槽34D，第一销31A移动至第一接口34K，因转速已基本相同，继续移动至第一合位34P，此时第四销31B正对第二分位34S移动至第二合位34Q，如图3-5E、图3-5F。此为一档，槽轮34为第一销轮31的一档转速。

三档切换二档的过程与上述过程相似，第二销轮32与槽轮34接合，第三销轮33与槽轮34分离。

第一销轮31转速高于第二销轮32的切换过程与上述过程相似，销沿与上述过程旋向相反的螺槽移动。

下面参考图4-1至图4-5说明实施例四。

第一槽轮41、第二槽轮42、第三槽轮43分别为一档、二档、三档环形从动大轮，同轴等距依次空套在支架46内，内径相同。第一槽轮41内回转面设有第一螺槽41A、第二螺槽41B、第三螺槽41C、第四螺槽41D，均为半圈的立体螺旋，以轴线为螺旋中心。第一螺槽41A、第四螺槽41D为左旋，第二螺槽41B、第三螺槽41C为右旋。第一螺槽41A、第三螺槽41C分别与第二螺槽41B、第四螺槽41D相距半圈设置。第一螺槽41A、第四螺槽41D分别与第三螺槽41C、第二螺槽41B关于轴截面对称。

第二螺槽41B与第四螺槽41D在槽轮41朝向第二槽轮42的端面开口为第一分位41R，第一螺槽41A与第三螺槽41C在槽轮41另一端面开口为第二分位41S。第一螺槽41A、第二螺槽41B分别与第三螺槽41C、第四螺槽41D相接于靠近第一分位41R的第一接口41K、靠近第二分位41S的第二接口41L，分别延伸至第一合位41P、第二合位41Q，分别继续延伸至第一分位41R、第二分位41S。第一合位41P、第二合位41Q的切线平行于轴线。

第二槽轮42内回转面设有第五螺槽42A、第六螺槽42B、第七螺槽42C、第八螺槽42D、第三接口42K、第四接口42L、第三合位42P、第四合位42Q、第三分位42R、第四分位42S，分别与第一螺槽41A、第二螺槽41B、第三螺槽41C、第四螺槽41D、第一接口41K、第二接口41L、第一合位41P、第二合位41Q、第一分位41R、第二分位41S结构相同。第三槽轮43与第一槽轮41结构相同。

销轮44为小轮，与输出轴45花键联接可轴向移动，外径稍小于同轴的各槽轮内径，槽轮内回转面及销轮外回转面为切换面。朝向第三槽轮43的销轮44一侧的外回转面垂直设有第一销44A，另一侧相距半圈垂直设有第二销44B。

各槽轮的轴向长度与销轮44的轴向长度相同，各槽轮之间仅有微小间隙而不接触。

下面以第二槽轮42转速高于第一槽轮41并低于第三槽轮43为例描述实施例四的工作过程。

装配时轴向移动并旋转销轮44，使第一销44A正对并进入第二分位41S，沿第一螺槽41A移动至第一合位41P，此时第二销44B正对并进入第二分位41S移动至第二合位41Q。此为一档，传动路线经过第一合位41P及第二合位41Q、第一销44A及第二销44B，销轮44为第一槽轮41的一档转速。

需要切换二档时，操纵机构对销轮44施加朝向第二槽轮42的轴向力，第一销44A向第一分位41R移动，第二销44B向第二接口41L移动，当转速较高的第四分位42S旋转至正对第一分位41R时，销轮44继续向第二槽轮42移动，第一销44A离开第一分位41R，进入第四分位42S及转速差所对应旋向的第五螺槽42A，如图4-4A。

第一销44A沿转速较高的第五螺槽42A向第三接口42K移动，因第五螺槽42A产生的压力，推动销轮44继续轴向移动，并且转速趋向于接近第二槽轮42而高于第一槽轮41，从而使第二销44B沿转速差趋向所对应旋向的第二螺槽41B向第一分位41R移动，如图4-4B。

销轮44与第一槽轮41为一档分离的一对切换件，销轮44与第二槽轮42为二档接合的一对切换件，其中销轮44为共同的同一构件，分离及接合过程基本同时开始，连续传动，部分销沿螺槽移动减少冲击。

保持对销轮44的轴向力，第一销44A移动至第三接口42K，因转速已基本相同，继续移动至第三合位42P，第二销44B移动至第一分位41R并离开第二螺槽41B，此时第一分位41R正对第四分位42S，第二销44B移动至第四合位44Q，分离及接合过程基本同时完成，如图4-4C、图4-4D。此为二档，传动路线经过第三合位42P及第四合位42Q、第一销44A及第二销44B，销轮44为第二槽轮42的二档转速。

二档切换三档的过程与上述过程相似，销轮44与第三槽轮43接合，销轮44与第二槽轮42分离。

需要切换一档时，对销轮44施加朝向第一槽轮41的轴向力，第二销44B向第四分位42S移动，第一销44A向第三接口42K移动，当转速较低的第一分位41R旋转至正对第四分位42S时，销轮44继续向第一槽轮41移动，第二销44B离开第四分位42S，进入第一分位41R及转速差所对应旋向的第四螺槽41D，如图4-5A。

第二销44B沿转速较低的第四螺槽41D向第二接口41L移动，因第四螺槽41D产生的压力，使销轮44转速趋向于接近第一槽轮41而低于第二槽轮42，从而使第一销44A沿转速差趋向所对应旋向的第七螺槽42C向第四分位42S移动，如图4-5B。

销轮44与第二槽轮42为二档分离的一对切换件，销轮44与第一槽轮41为一档接合的一对切换件，其中销轮44为共用的同一构件。

保持对销轮44的轴向力，第二销44B移动至第二接口41L，因转速已基本相同，继续移动至第二合位42Q，第一销44A移动至第四分位42S并离开第七螺槽42C，此时第四分位42S正对第一分位41R，第一销44A移动至第一合位41P，如图4-5C、图4-5D。此为一档，销轮44为第一槽轮41的一档转速。

三档切换二档的过程与上述过程相似，第二销44B与第二槽轮42接合，第一销44A与第三槽轮43分离。

第一槽轮41转速高于第二槽轮42的切换过程与上述过程相似，销沿与上述过程旋向相反的螺槽移动。

下面参考图5-1至图5-5说明实施例五。

第一销轮51、第二销轮52分别为一档、二档环形从动大轮，空套在支架内，内径相同，分别在内回转面旋转对称垂直设有第一销51A及第三销51B、第二销52A及第四销52B。

第一槽轮53为小轮，与输出轴55花键联接可轴向移动，外径稍小于同轴的第一销轮51内径。第一槽轮53外回转面设有第一螺槽53A、第二螺槽53B、第三螺槽53C、第四螺槽53D，均为四分之一圈的立体螺旋。第一螺槽53A、第四螺槽53D为右旋，第二螺槽53B、第三螺槽53C为左旋。第一螺槽53A、第三螺槽53C分别与第四螺槽53D、第二螺槽53B旋转对称。第一螺槽53A、第二螺槽53B分别与第三螺槽53C、第四螺槽53D关于第一槽轮53的轴截面对称。

第一螺槽53A、第三螺槽53C分别与第二螺槽53B、第四螺槽53D在第一槽轮53朝向第一销轮51的端面开口为第一分位53R、第二分位53S。第一螺槽53A、第二螺槽53B分别与第三螺槽53C、第四螺槽53D相接于靠近第一槽轮53另一端的第一接口53K、第二接口53M，分别延伸到第一合位53P、第二合位53Q。第一合位53P及第二合位53Q的切线平行于轴线。

第二槽轮54为小轮，与中间轴56花键联接沿轴向移动，外径稍小于同轴的第二销轮52内径。第二槽轮54外回转面设有第五螺槽54A、第六螺槽54B、第七螺槽54C、第八螺槽54D、第三接口54K、第四接口54M、第三合位54P、第四合位54Q、第三分位54R、第四分位54S，分别与第一螺槽53A、第二螺槽53B、第三螺槽53C、第四螺槽53D、第一接口53K、第二接口53M、第一合位53P、第二合位53Q、第一分位53R、第二分位53S结构相同。

操纵机构包括拨叉57，空套在拨叉支架57A上可轴向移动，轴线平行于输出轴55。拨叉57两侧拨爪分别抵住第一槽轮53、第二槽轮54各端面，使第一槽轮53与第二槽轮54同步轴向移动。

中间轴56平行于输出轴55，两者靠近同一端的花键联接齿带58，保持相同转速及旋转方向。第一销51A位于第一合位53P时，第二销52A与第二槽轮54端面之间仅有微小间隙而不接触。

下面以第二销轮52转速高于第一销轮51为例描述实施例五的工作过程（为节省篇幅下列文字省略销轮及槽轮旋转对称部分的描述）。

装配时轴向移动并旋转第一槽轮53，使第一销51A正对并进入第一分位53R，沿第一螺槽53A移动至第一合位53P。此为一档，传动路线经过第一销51A、第一合位53P，第一槽轮53及输出轴55为第一销轮51的一档转速。

需要切换二档时，拨叉57施加朝向第二销轮52的轴向力，当转速高于第二槽轮54的第二销52A旋转至正对第四分位54S时，第二槽轮54向第二销轮52移动，第二销52A进入第四分位54S及转速差对应旋向的第七螺槽54C，同时第一槽轮53同步轴向移动，第一销51A向第一接口53K移动，如图5-4A、图5-4B。

转速较高的第二销52A沿第七螺槽54C向第三接口54K移动，对第七螺槽54C产生压力，推动第二槽轮54继续轴向移动，并且转速趋向于接近第二销轮52而高于第一销轮51，同时第一槽轮53同步轴向移动，第一销51A沿转速差趋向所对应旋向的第一螺槽53A向第一分位53R移动，如图5-4C。

第一槽轮53与第一销轮51为一档分离的一对切换件，第二槽轮54与第二销轮52为二档接合的一对切换件，分离及接合过程基本同时开始，全部销沿螺槽移动连续传动减少冲击。

拨叉57保持轴向力，第一销51A移动至第一分位53R并离开第一螺槽53A，第二销52A移动至第三接口54K，因转速已基本相同，继续移动至第三合位54P，分离及接合过程基本同时完成，如图5-4D、图5-4E。此为二档，传动路线经过第二销52A、第三合位54P、中间轴56，第二槽轮54及输出轴55为第二销轮52的二档转速。

需要切换一档时，拨叉57施加朝向第一销轮51的轴向力，当转速低于第一槽轮53的第一销51A旋转至正对第二分位53S时，第一槽轮53向第一销轮51移动，第一销51A进入第二分位53S及转速差所对应旋向的第三螺槽53C，同时第二槽轮54同步轴向移动，第二销52A向第三接口54K移动，如图5-5A、图5-5B。

转速较低的第一销51A沿第三螺槽53C向第一接口53K移动，对第三螺槽53C产生压力，推动第一槽轮53继续轴向移动，并且转速趋向于接近第一销轮51而低于第二销轮52，同时第二槽轮54同步轴向移动，第二销52A沿转速差趋向所对应旋向的第五螺槽54A向第三分位54R移动，如图5-5C。

第二槽轮54与第二销轮52为二档分离的一对切换件，第一槽轮53与第一销轮51为一档接合的一对切换件。

拨叉57保持轴向力，第二销52A移动至第三分位54R并离开第五螺槽54A，第一销51A移动至第一接口53K，因转速已基本相同，继续移动至第一合位53P，如图5-5D、图5-5E。此为一档，第一槽轮53及输出轴55为第一销轮51的一档转速。

第一销轮51转速高于第二销轮52的切换过程与上述过程相似，销沿与上述过程旋向相反的螺槽移动。

可以用其它形状或技术手段替代拨叉57，应使第一槽轮53与第二槽轮54同步轴向移动。

可以用链条或齿轮等其他技术手段替代齿带58，中间轴56与输出轴55的传动比应满足当输出轴55为一档转速时中间轴56低于第二销轮52转速。可以采用中间轴56与输出轴55反向旋转并且第二销轮52与第一销轮51反向旋转的方案。

各销轮、各槽轮、拨叉可以同轴设置。

上述实施例中可以将传动方向相反，上述输出轴作为输入轴，上述各从动轮作为主动轮驱动其他机构。

上述实施例中平面螺槽采用变距螺旋，靠近合位的切线与径线夹角比靠近分位的切线与径线夹角小；可以采用等距螺旋，切换过程与变距螺旋相同。

上述实施例中立体螺槽采用变距螺旋，靠近合位的螺旋角比靠近分位的螺旋角小；可以采用等距螺旋，切换过程与变距螺旋相同。

上述实施例中螺槽圈数可以更小，设有更多分位，图2-6A以实施例二为例展示了小于四分之一圈螺槽的一种方案。第二螺槽24B1、第八螺槽24H1分别在槽轮24一端设有左分位24S1、右分位24S2，其他螺槽的分位结构与此相同并对称。一档切换二档时，转速高于槽轮24的第二销22A可以从左分位24S1进入第二螺槽24B1，但进入右分位24S2时被第八螺槽24H1推出。

上述实施例中螺槽圈数可以更大，螺槽相交形成交叉，图2-6B以实施例二为例展示了半圈螺槽的一种方案。各销轮一个销宽度大高度小，第一合位24P及相接的四条螺槽宽度大深度小。各销轮另一个销宽度小高度大，第二合位24Q及相接的四条螺槽宽度小深度大。宽度大高度小的销沿宽度大深度小的螺槽移动，经过交叉时不能进入宽度小的螺槽，宽度小高度大的销沿宽度小深度大的螺槽移动，经过交叉时不能进入深度小的螺槽。可以采用不同销顶部设有不同形状，与之配合的螺槽底部设有配合的形状的方案。

实施例三和实施例四中，应沿螺槽移动的销可能进入合位延伸至端面的开口，可以采用类似图2-6B的一种方案，各销轮一个销宽度大高度小，第一螺槽34A、第三螺槽34C、第一合位34P及其端面开口宽度大深度小，各销轮另一个销宽度小高度大，第二螺槽34B、第四螺槽34D、第二合位34Q及其端面开口宽度小深度大。

上述实施例中槽轮可以旋转对称设有更多螺槽。图1-6以实施例一为例展示了四条螺槽的一种方案。各螺槽圈数均为四分之一圈，各槽轮旋转对称设有两组各两条螺槽，两组螺槽各相接于两个合位，销轮旋转对称设有两个直槽及两组各两个销。

图2-7以实施例二为例展示了十二条螺槽的一种方案。各螺槽圈数均为六分之一圈，六条螺槽为右旋六条螺槽为左旋，槽轮中部的横截面两侧对称设有各六条螺槽，旋转对称设有三组各四条螺槽，三组螺槽各相接于三个在槽轮中部的合位，销轮内回转面旋转对称设有三个销。

更多螺槽可能形成交叉，以实施例三为例，旋转对称再设有相同结构的一组半圈螺槽，形成八条交叉的螺槽，同时销轮旋转对称再设有一组销，较多的螺槽和销能传递更大动力。

对于某些负载很大的应用，销可能进入旋向不对应的螺槽，可以采用限制移动方向的机构，图2-8以实施例二为例展示了一种方案。在第三螺槽24C靠近第一接口24K处设有第一挡板28A，第一螺槽24A与第三螺槽24C相邻侧面之间设有带定位孔的扇形槽，相对侧面设有第一斜槽28C、第二斜槽28D。第一挡板28A两侧为弧形，一端为插入扇形槽定位孔的定位柱28B，另一端抵住第一斜槽28C，可旋转至抵住第二斜槽28D，第一档板28A与第一螺槽24A之间设有弹性片28E。在第二螺槽24B靠近第二接口24L处设有第二挡板28F，结构与第一挡板28A对称。

一档切换二档时，第一挡板28A阻止第一销21A进入第三螺槽24C，第二销22A沿第二螺槽24B推动第二挡板28F，继续移动到第一合位24P，第二挡板28F恢复原位。二档切换一档时，第二挡板28F阻止第二销22A进入第二螺槽24B，第一销21A沿第三螺槽24C推动第一挡板28A，继续移动到第一合位24P，第一挡板28A恢复原位。

上述实施例中大轮小轮可以互换，切换面互换，图2-9以实施例二为例展示了一种方案。第一销轮29A、第二销轮29B、第三销轮29C分别联接一档、二档、三档从动轮，外回转面设有销，分别与第一销轮21、第二销轮22、第三销轮23内回转面结构相同。槽轮29D与输出轴29E花键联接可轴向移动，内回转面设有螺槽，与槽轮24外回转面结构相同。

本实用新型应用于双离合变速器的一种方案为：采用实施例一或实施例二替代双离合器，与图2-9相似，第一槽轮11或第一销轮29A、第二槽轮12或第二销轮29B分别联接双离合变速器各档主动轮的两个同轴输入轴，销轮13或槽轮29D联接一个单片离合器再联接动力源，单片离合器在动力源起动后保持接合，由槽轮及销轮完成变速切换。

图6-1A展示了一种离合式行星齿轮传动装置，设有双排行星齿轮、输入轴61、输出轴62、联接前行星架及机架的第一离合63A、联接前太阳轮及机架的第二离合63B、联接前行星架及输入轴的第三离合63C、联接前行星架及后外齿圈的第四离合63D，各离合由液压装置操纵。

一档接合的两对切换件为第一离合63A及第四离合63D，前太阳轮反向旋转；切换二档时分离第一离合63A、接合第二离合63B、保持第四离合63D，前行星架转速低于输入轴；切换三档时分离第二离合63B、接合第三离合63C、保持第四离合63D，前太阳轮及前行星架与输入轴转速相同；切换四档时分离第四离合63D、接合第二离合63B、保持第三离合63C，后外齿圈转速高于前行星架。

图6-1B展示了将本实用新型应用于图6-1A的行星齿轮传动装置的一种方案。设有分别联接前行星架、前太阳轮、前行星架的第一槽轮64A、第二槽轮64B、第三槽轮64C，各槽轮外回转面及第一槽轮64A内回转面与实施例五的第一槽轮53结构相同。设有分别花键联接机架、机架、输入轴、后外齿圈的第一销轮65A、第二销轮65B、第三销轮65C、第四销轮65D。第一槽轮64A、第二槽轮64B、第三槽轮64C、第一槽轮64A分别与第一销轮65A、第二销轮65B、第三销轮65C、第四销轮65D为四对切换件，分别替代第一离合63A、第二离合63B、第三离合63C、第四离合63D。

一档时第一销轮65A与第一槽轮64A、第四销轮65D与第一槽轮64A接合；切换二档时第一销轮65A与第一槽轮64A分离、第二销轮65B与第二槽轮64B接合；切换三档时第二销轮65B与第二槽轮64B分离、第三销轮65C与第三槽轮64C接合；切换四档时第四销轮65D与第一槽轮64A分离、第二销轮65B与第二槽轮64B接合。圆柱凸轮66联接拨叉操纵各销轮同步轴向移动，分离及接合过程基本同时开始基本同时完成。