全自动齿轮变速器的制作方法

本发明涉及一种机械类变速器，尤其涉及一种机动车用全自动齿轮变速器。

背景技术：

目前在机动车上使用的齿轮变速器的同步器设计不科学、体积偏大、依靠摩擦同步导致故障率偏高、换挡时必须摘开离合器、换挡过程不平稳，无极变速器不仅过于复杂和昂贵而且综合效果也不十分理想。

本发明在自己已经申报的发明(自动挡齿轮变速器，申请号：201811469514.6)的基础上，又发明出一种全自动齿轮变速器。本发明的关键是同步轴配合磁悬浮花键。本发明恰到好处的解决了传统齿轮变速器的各种问题。它有以下几个明显的优点：1、同步过程无摩擦、同步过程平滑。2、如果应用在机动车上，可以实现不摘开离合器高速连续换挡。3、同步轴的结构简单可靠、同时采用磁悬浮花键，加工、装配和维修容易。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种机动车用全自动齿轮变速器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种全自动齿轮变速器，主要由输入轴(1)、同步轴(2)、同步头(3)、磁悬浮花键(4)、同步齿轮组(5-1、2、3、4)、同步杆(6)、圆筒形直线步进电机(7)、空挡限位开关(8)、外壳(9)、轴承(10)、齿圈组(11-1、2、3、4)、输出轴(12)、齿鼓(13)、同步三角齿(15)、花键孔(16)、同步槽(18)和花键三角齿(19)组成；

其结构是：轴承(10)依靠外壳(9)支撑输入轴(1)，输入轴(1)与同步轴(2)固定在一起，共同转动；同步轴(2)中间空心，空心壁上排列多条同步槽(18)，同步轴(2)上排列着花键孔(16)，每圈花键孔(16)直通一条同步槽(18)；同步头(3)轴向穿在同步槽(18)内，同步头(3)可以轴向在同步槽(18)内自由移动、并随同步轴(2)共同转动；每个花键孔(16)内悬停一个磁悬浮花键(4)，磁悬浮花键(4)的根部露出花键孔(16)、在同步槽(18)内；轴承(10)依靠外壳(9)支撑同步齿轮组(5-1、2、3、4)，同步齿轮组(5-1、2、3、4)的各个齿轮分别自由旋转；同步轴(2)从同步齿轮组(5-1、2、3、4)的中心穿过，每圈花键孔(16)对应一圈同步三角齿(15)；轴承(10)依靠外壳(9)支撑输出轴(12)，输出轴(12)与齿鼓(13)固定在一起，共同转动；齿圈组(11-1、2、3、4)的各个齿圈并列固定在齿鼓(13)上；同步齿轮组(5－1、2、3、4)的各个齿轮分别和齿圈组(11－1、2、3、4)的各个齿圈对应啮合旋转；圆筒形直线步进电机(7)依靠同步杆(6)带动同步头(3)；同步头(3)在同步槽(18)内轴向移动到选定位置后从花键孔(16)中顶出一圈花键三角齿(19)，这组花键三角齿(19)与对应的一圈同步三角齿(15)啮合在一起，完成同步轴(2)与同步齿轮组(5－1、2、3、4)其中一个同步齿轮的同步，二者共同转动；空挡限位开关(8)依靠同步杆(6)测量同步头(3)是否在空挡位置；除了圆筒形直线步进电机(7)和空挡限位开关(8)以外，其它零部件都安装在外壳(9)内；

所述同步轴(2)上对称排列的花键孔(16)为多圈；

所述的全自动齿轮变速器，同步齿轮组(5-1、2、3、4)的中间空心，空心壁上排列一圈同步三角齿(15)；

所述的全自动齿轮变速器，每个花键孔(16)的两个轴向壁上各自镶嵌一个花键孔永磁镶块(17)；

所述的全自动齿轮变速器，每个磁悬浮花键(4)的轴向两面分别镶嵌花键永磁镶块(20)，每个磁悬浮花键(4)的上部是花键三角齿(19)。

本发明的有益效果是：该全自动齿轮变速器结构简单、集成度高、没有复杂的传感器组、造价低廉、维修方便、能实现机动车在高速行驶时不摘离合器全自动换挡、换挡迅速，平稳而准确、挡与挡之间无空挡，保证行车安全。

附图说明

图1：全自动齿轮变速器示意图；

图2：同步齿轮示意图；

图3：同步轴示意图；

图4：磁悬浮花键构造及工作原理示意图；

图5：同步头示意图；

在图中：1、输入轴；2、同步轴；3、同步头；4、磁悬浮花键；(5－1、2、3、4)、同步齿轮组；6、同步杆；7、圆筒形直线步进电机；8、空挡限位开关；9、外壳；10、轴承；(11-1、2、3、4)、齿圈组；12、输出轴；13、齿鼓；15、同步三角齿；16、花键孔；17、花键孔永磁镶块；18、同步槽；19、花键三角齿；20、磁悬浮花键永磁镶块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明是这样实现的：参看附图1、附图5：全自动齿轮变速器主要零部件包括输入轴1、同步轴2、同步头3、磁悬浮花键4、同步齿轮组(5-1、2、3、4)、同步杆6、圆筒形直线步进电机7、空挡限位开关8、外壳9、轴承10、齿圈组(11-1、2、3、4)、输出轴12、齿鼓13；

参看附图2：同步齿轮(5-1、2、3、4)的中间空心，空心壁上排列一圈同步三角齿15；

参看附图3：同步轴2中间空心、空心壁上排列多条同步槽18，同步轴2上排列多圈对称的花键孔16，每列花键孔16直通一条同步槽18，每圈花键孔16对应一圈同步三角齿15，每个花键孔16两个轴向壁上各自镶嵌一个花键孔永磁镶块17；

参看附图4：每个磁悬浮花键4的轴向两面分别镶嵌花键永磁镶块20，每个磁悬浮花键4的上部是花键三角齿19。

如附图1至附图5所示：

全自动齿轮变速器，包括输入轴1、同步轴2、同步头3、磁悬浮花键4、同步齿轮组(5-1、2、3、4)、同步杆6、圆筒形直线步进电机7、空挡限位开关8、外壳9、轴承10、齿圈组(11-1、2、3、4)、输出轴12、齿鼓13、同步三角齿15、花键孔16、同步槽18、花键三角齿19；

轴承10依靠外壳9支撑输入轴1，输入轴1与同步轴2固定在一起，共同转动；同步轴2中间空心，空心壁上排列多条同步槽18；同步轴2上排列着花键孔16，每圈花键孔16直通一条同步槽18；同步头3轴向穿在同步槽18内，同步头3可以轴向自由移动、并随同步轴2共同转动；磁悬浮花键4悬停在花键孔16内，磁悬浮花键4的下部露在花键孔16外、在同步槽18内；轴承10依靠外壳9支撑同步齿轮组(5-1、2、3、4)，同步齿轮组(5-1、2、3、4)的各个齿轮分别自由旋转；同步轴2从同步齿轮组(5-1、2、3、4)的中心穿过，每圈花键孔16对应一圈同步三角齿15；轴承10依靠外壳9支撑输出轴12，输出轴12与齿鼓13固定在一起，共同转动；齿圈组(11-1、2、3、4)的各个齿圈并列固定在齿鼓13上；同步齿轮组(5－1、2、3、4)的各个齿轮分别和齿圈组(11－1、2、3、4)的各个齿圈对应啮合旋转；圆筒形直线步进电机7依靠同步杆6带动同步头3在同步槽18内轴向移动；同步头3移动到选定位置后从一圈花键孔16中顶出一圈磁悬浮花键4的花键三角齿19，这圈花键三角齿19与对应同步齿轮(5-1、2、3、4)一个同步齿轮的一圈同步三角齿15啮合在一起，完成同步轴2与同步齿轮(5-1、2、3、4)其中一个同步齿轮的同步，二者共同转动；空挡限位开关8依靠同步杆6测量同步头3是否在空挡位置，保证每次开机时，全自动齿轮变速器都从空挡起步；除了圆筒形直线步进电机7和空挡限位开关8以外，其它零部件都安装在外壳9内；

所述同步轴2上对称排列的花键孔16为多圈；

所述的全自动齿轮变速器，同步齿轮(5-1、2、3、4)的中间空心，空心壁上排列一圈同步三角齿15；在换挡时，同步三角齿15与对应的花键三角齿19可以快速脱离或啮合，二者永远不会粘连或啮合失败；

所述的全自动齿轮变速器，同步轴2内的同步槽18可以确保同步头3在同步轴2内自由轴向移动、并且和同步轴2同步旋转；每个花键孔16的两个轴向壁上各自镶嵌一个花键孔永磁镶块17。

参看附图4的a-a、b-b、c、d：所述的全自动齿轮变速器，每个磁悬浮花键4的轴向两面分别镶嵌一块花键永磁镶块20；每个磁悬浮花键4的上部是花键三角齿19，在花键三角齿19没有被同步头3顶出花键孔16前，每个磁悬浮花键4悬停在一个花键孔16中、每个花键三角齿19都沉在花键孔16内、每个磁悬浮花键4的根部露出花键孔16、在同步槽18内，磁悬浮花键4的根部在同步槽18内的高度等于花键三角齿19的高度；在花键三角齿19没有被同步头3顶出花键孔16前，因为每块花键永磁镶块20与对应的花键孔永磁镶块17相互吸在一起、所以每个磁悬浮花键4都可以悬停定位，无论中空花键轴2以任何速度旋转或不转，每个磁悬浮花键4都会悬停在各自的花键孔16中静止不动；当一圈花键三角齿19被同步头3顶出花键孔16后，这圈磁悬浮花键4的根部会被同步头3完全顶入花键孔16内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。