专利名称：车用齿轮回转无级变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种无级变速传动装置，尤其适用于汽车的无级变速。
众所公知，行驶中的汽车为改变时速，必须配置变速器，目前使用的变速器，虽能适应汽车的一些需要但还存在着某些不足之处。
1.为适应汽车行驶条件的变化，必须要经常地换档。在换档时，由于被啮合的主、被动齿轮的转速不一致，使齿轮受到冲击，甚至有时会出现难以挂档的现象。此时，换档前对转速必需加以调整。例如由高速档换入低速档时，首先要松开油门和离合器，摘掉高速档，然后接合离合器加大油门后再松开离合器，挂之低速档，使换档时将要相互啮合的齿轮转速相接近，以便于挂档。这种操作过程较为复杂，要求汽车司机必须掌握时机，并具有一定的熟练操作技术。为此，汽车司机踩离合器时要消耗较大体力，易产生疲劳。
2.目前使用的变速器，由若干组齿轮组成，齿轮的不同组合可得到相应的不同档位，由于齿轮组的数量有限，所以得到的变速档位也就有限。故目前在使用的变速器是有级变速器，变速器的档位越多，越能充分利用发动机的效率，以提高汽车的动力性能。例如结构相同的两辆汽车安装了两种不同的变速器，一辆为二档位的，另一辆为四档位的，两只变速器的一档和直接档的速比相等。此时，两辆汽车在良好的公路上以直接档行驶时，最大车速和克服道路阻力的能力相同，一档的起步能力和最大爬坡能力也相同。但在路面阻力稍大，不允许用直接档行驶时，情况就不一样了，前者只能用一档行驶，并需关小油门，最大行驶车速低，而后者可以用二档或三档行驶，允许油门开得较大，故发动机功率的利用率较为充分，动力性能好，平均车速高，经济性也随之提高。但实际上，变速器的档位不可能增加到很多，否则将会导致结构复杂、笨重和操作的困难，换档次数愈多愈增加了换档操纵的困难，汽车司机消耗的体力就更大。
3.液力－－－－机械变速器由于在机械变速器的前增加了一个液力变矩器，使其在一定范围内具有自动无级变速的优点，从而可以减少汽车行驶过程中的换档次数。在换档时基本上没有动力间断，可确保汽车有良好的加速性和较高的平均车速，这是汽车行业中的一大进步。液力－－－－机械变速器虽然弥补了机械变速器的某些不足。但自身也存着某些缺点，与机械变速器相比较，重量增加、结构复杂、制造困难、成本较高、效率较低(对变矩器而言，最高效率一般只有82％～86％，机械变速器一般可达95％～97％)由于效率低，汽车的牵引性和燃油经济指标均有所降低。
据国外专利文献记载(1)美国伊利诺伊约翰H·布莱克墨里先生申请了《无级变速机械传动装置》，申请号88103885.7，公开号CN1039092A，
公开日1990年1月24日；(2)德国专利DEUTSCHES PATENTAMT DE3615516A1；(3)英国专利UK Patent Application(19)GB(11)2102532A。
该三例均提供了差速齿轮系列的变速装置。
本实用新型的目的1.本实用新型的目的是使汽车在换档操作过程中避免过于复杂、繁琐、换档过程象放自来水一样的方便、轻松、简单。
2.使发动机的效率达到最佳状态，动力性能好、平均车速高，加速性和经济性好。
3.提高汽车的起步能力和最大爬坡能力，在行驶中不间断动力、无级变速，滑坡时发动机能制动，减低车速。
4.提供一种重量较轻、结构简单、制造容易、成本较低。
5.它能够直接从发动机获得的动力从输入轴传递给输出轴，速度可以从零转开始至发动机的输出转速，在该范围内的速度变化具有连续，并利用内外齿轮的组合，改变输出轴的转向(即汽车的前进或后退方向)。
本实用新型的目的是这样实现的，它由调速装置、调速操纵装置、倒顺车装置、反拖制动装置四部件组成。变速器内部的所有齿轮都是啮合的，汽车在变速时无动力间断，变速器输出轴的起始转速从零转开始至发动机的最高转速。结构的特征在于形状是一只异径圆筒体，两端设有端盖(3)和(61)，由与筒体连成一体的中间隔板分成调速和倒顺档两部份的圆筒体，输入轴(59)和输出齿轮轴(7)的两轴头均在圆筒体外部，并在同一轴心线上，输入轴(59)装有轴承和油封与转动体(58)用螺栓紧固，输入轴上的轴承外径装入端盖(61)的孔里，为保证同轴度，在转动体(58)上装有输入轴(59)轴心相垂直的销轴(49)，销轴两端分别装有轴用弹性档圈，将销轴定位在转动体(58)上，销轴在转动体内腔并以转动体中心两边对称，两只大锥齿轮(54)内孔与销轴(49)配合，分别装有径向轴承和单向推力球轴承，其作用是大锥齿轮能与销轴灵活地转动和阻止大锥齿轮的轴向窜动，在两只大锥齿轮中间装有摆杆(55)，用螺栓和定位销将大锥齿轮固定，摆杆(55)的轴头上装有滚针轴承定位于滑环(43)过中心且在一直线上的孔里，滑环装配在变速导槽(45)的内腔，变速导槽两侧装有钢球，其作用是滑环与变速导槽和端环能灵活的转动。变速导槽外侧有过中心的两轴头，该轴头的轴心和输入轴(59)的轴心等高、垂直相交，在变速导槽的两轴头上设有轴承与箱体的孔定位，在变速导槽外径上的一侧装有一截外齿圈(90)，外齿圈与变速导槽的两轴头相交90度且和输入轴轴心平行。在转动体上装有与两大锥齿轮相啮合的小锥齿轮，小锥齿轮与小齿轮轴(29)为一整体，小锥齿轮轴上装有超越离合器的星轮(31)和外齿轮(30)，外齿轮作超越离合器的外毂，外齿轮(30)与装配在箱体(6)中的联接齿轮轴(13)上的外齿啮合，联接短轴(37)用螺栓和圆锥销固定于转动体，它的另一端装有滚针轴承并一起装配在联接齿轮轴(13)的孔里。小锥齿轮两轴头分别装有滚针轴承和圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承承受轴向力并装配在轴承座(23)上(即转动体的压盖)，轴承座与转动体用螺栓、定位销固定和定位，滚针轴承安装在转动体内孔的平面上，过中心的两孔。
调速装置的运动过程当输入轴旋转时，带动转动体转动，安装在转动体的销轴(49)也随之转动并带动两大锥齿轮围绕输入轴轴心作旋转运动，由于大锥齿轮上固定着摆杆(55)，而摆杆又装配在滑环(43)的两个过轴心的孔中，所以滑环也随之作输入轴轴心转动。与此同时与大锥齿轮啮合的小锥也围绕输入轴轴心作圆周运动。又由于联接齿轮轴(13)上的齿轮与装配在齿轮轴(29)带有超越离合器的齿轮(30)是相互啮合的，所以联接齿轮轴的转动是连续的，并由该零件把动力传递给隔板以右部分的倒顺车装置。
调速操纵装置的结构它由一只固定在箱体(6)上的调速操纵箱体(64)、箱体内部装有蜗杆(65)，蜗杆的一端伸出箱体外并装有手轮和手柄，用于调速之作用，在蜗杆的下方装配一只介轮(68)，该介轮的一半是蜗轮，另一半是齿轮。蜗轮与蜗杆相啮合，另一半是齿轮并和装配在变速导槽外侧上的一截外齿圈(90)相啮合，蜗杆和介轮轴(67)均装有单列圆锥滚子轴承，以防止轴向力产生的轴向窜动，并能灵活地转动。
它的工作原理操作调速手柄带动蜗杆旋转，带动介轮(68)转动，由于介轮的转动、带动了齿圈转动，因为齿圈是固定在变速导槽的外侧，所以，变速导槽一定要出现轴向偏转，又带动了滑环(43)也随之偏转，滑环内装配着摆杆(55)与锥齿轮(54)固定，两只大锥齿轮在此时既有绕输入轴的旋转，又有自身的来回摆动(即回转运动)。与此同时，小锥齿轮(29)上装带有超越离合器的外齿轮(30)，由于超越离合器的单方向作用，两只外齿轮(30)作轮换工作，在联接齿轮轴(13)加入了载荷空位，该件的转速就降低，变速导槽偏转得愈多加入的载荷空位也就愈多，这时联接齿轮轴的转速就愈低，可以达到零转速(即输出转速为零)。
倒顺车装置的结构联接齿轮轴(13)装有用花键联接并定位的双联外齿轮(89)作轴向移动，在双联外齿轮上开了一条圆环槽，槽内安装着倒顺车操作杆(79)，由定位架固定在箱体(6)的隔板，定位架(82)用销轴联接倒顺车操作杆并延伸至箱体外部，箱体上装有操纵显位块(84)，该零件刻着行驶方向的“倒”“空档”“顺”的指示，输出齿轮轴(7)在箱体内的部分是两个大小不一的内齿轮和箱体外花键轴且中间有轴径联接的一个整体，在轴径上装有油封和轴承，轴承外钢圈装在端盖(3)的孔内定位，端盖和箱体用螺栓固定，箱体上装有花键轴(8)，双联介轮(10)套在花键轴上，双联介轮上用轴用弹性挡圈(12)定位一块挡块(11)，挡块插入双联外齿轮的圆环槽(即装倒顺车操作杆的同一圆环槽)使双联介轮和双联外齿轮能同步作轴向移动。花键轴两轴头均装有滚针轴承，其中一轴头的滚针轴承装配在箱体的隔板上，另一头固定在一只轴承座(86、见零件图)上，该轴承座用螺栓和定位销固定在箱体的隔板上。
它的工作原理用倒顺操作手柄(或杆)拨到在“倒”或“顺”的位置中，由手柄带动双联外齿轮(89)和双联介轮(10)在联接齿轮轴上作左、右作轴向移动、双联介轮插入输出轴的大内齿轮内或双联外齿轮(89)插入输出轴的小内齿轮内，这样就可以得到输出轴的正或反转向(反应到汽车为顺或倒的行驶方向)图中所示位置是空档位置。
反拖制动装置由于零件序号(13)既是联接齿轮轴，又是超越离合器的星轮，序号(23)既是轴承座，又是超越离合器外毂，所以(13)与(23)的组合成为一个超越离合器，当汽车滑坡时，原输出齿轮轴(7)已转换为动力，带动联接齿轮轴(13)转动，超越离合器具有单方向性，此时起作用，带动变速装置内的零件运动，输入轴(59)随之旋转并与发动机的输出齿轮轴(7)联接成一体，所以，发动机这时作制动器用。
本实用新型能充分发挥发动机的功率，使汽车动力性好，平均车速高，加速性和经济性好。
现结合附图将本实用新型再加以叙述。
序号说明(有关标准件图中未作编号)1.骨架式橡胶油封 2.轴承
3.端盖 4.六角螺栓5.平垫 6.箱体7.输出齿轮轴 8.花键轴9.滚针轴承 10.双联介轮11.挡块 12.轴用弹性挡圈13.联接齿轮轴(超越离合器的星轮) 14.滚针轴承15.轴承 16.轴承17.孔用弹性挡圈 18.隔套19.滚柱 20弹簧21.挡板 22.钢丝挡圈23.轴承座(超越离合器外毂) 24.外六角螺栓25.平垫 26.弹垫27.圆锥销 28.轴承29.小锥齿轮(小齿轮轴) 30.外齿轮31.星轮 32.平键33.滚柱 34.弹簧35.盖板 36.滚针轴承37.联接短轴 38.滚针轴承39.内六角螺栓 40.圆锥销41.端环 42.六角螺栓43.滑环 44.钢球45.变速导槽 46.轴承47.压盖 48.六角螺栓49.销轴 50.轴用弹性挡圈51.轴承 52.轴承53.隔套 54.大锥齿轮55.摆杆 56.内六角螺栓57.圆锥销 58.转动体59.输入轴 60.六角螺栓61.端盖 62.压盖63.六角螺栓 64.操纵箱体65.蜗杆 66.轴承
67.介轮轴 68.介轮69.平键 70.压盖71.压盖 72.平键73.盖形螺母 74.变速手轮75.变速手柄 76.六角螺栓77.平垫 78.操纵球79.倒顺操纵杆 80.销轴81.紧固螺钉 82.定位架83.内六角螺栓 84.操纵限位块85.沉头螺钉 86.轴承座87.内六角螺栓 88.圆锥销89.双联外齿轮 90.外齿圈91.内六角螺栓
图1.中心线以上部位为整体半剖视；中心线以下部位为调速操纵装置以蜗杆为中心半剖视；箱体未剖视。
图2.是图1的A－A半剖视。
图3.是图2的A－A旋转90°半剖视。
图4.是图1的B－B阶梯半剖视。
图5.是图1的C－C阶梯半剖视。
图6.是图1的D－D全剖视。
图7.是图6的E－E全剖视。
图8.是零件(13)联接齿轮轴主视图，图中作了局部剖视。
图9.是图8的F－F剖视。
图10.是零件(68)介轮主视图。
图11.是图10的全剖视。
使用说明(联接方法)发动机输出轴用离合器与输入轴(59)联接，变速箱输出轴(7)轴头与传动轴方向节叉联接即可。
权利要求1.车用齿轮回转无级变速器的形状是一只异径圆筒体，两端设有端盖(3)和(61)、由与筒体连成一体的中间隔板分成调速和倒顺换档两部份的圆筒体，其特征是输入轴(59)和输出齿轮轴(7)的两轴头均在圆筒体外部，并在同一轴心线上；其上安装的联接齿轮轴(13)并与它成为一体的花键轴(8)和套在该轴的双联外齿轮(89)相联接它的结构由调速装置、调速操纵装置、倒顺车装置、反拖制动装置四部件组成；调速装置是由输入轴(59)装有轴承和油封与转动体(58)用螺栓紧固，输入轴(59)的轴承外径装入端盖(6)的孔里，在转动体上装有与其轴心垂直的销轴(49)，销轴两端分别装有轴用弹性挡圈，把销轴定位在转动体上，销轴在转动体内腔并以转动体中心的两边对称，两只大锥齿轮(54)内孔里与销轴(49)配合处分虽装有径向轴承和单向推力球轴承，大锥齿轮(54)能与销轴(49)灵活地转动和阻止大锥齿轮(54)的轴向窜动，在两只大锥齿轮中间装有摆杆(55)，用螺栓和定位销将摆杆紧固在大锥齿轮上，摆杆(55)的轴头上装滚针轴承定位于滑环(43)过中心且在一直线上的孔里，滑环装配在变速导槽(45)的内腔，变速导槽两侧装有端环(41)并用螺栓紧固，在端环与滑环之间装有钢球，变速导槽外侧有过中心的两轴头，该轴心和输入轴(59)轴心等高、垂直相交(即二轴心线在空间垂直相交)，在变速导槽的两轴头上设有轴承，该轴承装入压盖的内孔里，压盖的外径装入箱体的孔里并用螺栓紧固；在变速导槽外径上的一侧装有一截外齿圈(90)，外齿圈与变速导槽的两轴头相交90度且和输入轴轴心平行，在转动体上装有与两只大锥齿轮相啮合的小锥齿轮(29)，小锥齿轮和小锥齿轮轴是整体的，不是装配式，小锥齿轮轴(29)装有超越离合器的星轮(31)和外齿轮(30)，外齿轮(30)与装配在箱体(6)中的联接齿轮轴(13)上的外齿啮合，联接短轴(37)用螺栓和圆锥销固定在转动体，它的另一端装有滚针轴承并一起装配在联接齿轮轴(13)的孔里，小锥齿轮的两轴头分别装有滚针轴承和圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承承受轴向力并装配在轴承座(23)[即转动体的压盖]，轴承座与转动体用螺栓、定位销固定和定位。滚针轴承装配在转动体内孔的平面上，过中心的两孔里；调速操纵装置是由一只固定在箱体(6)上的调速操纵箱体(64)，箱体内部装有蜗杆(65)，蜗杆的一端伸出箱体外并装有调速手轮和手柄，在蜗杆的下方装配一只介轮(68)，该介轮一半是蜗轮，另一半是齿轮，蜗轮部份与蜗杆啮合，齿轮部份与装配在变速导槽外侧上的外齿圈(90)相啮合；蜗杆和介轮轴(67)均装有单列圆锥滚子轴承；倒顺车装置是在联接齿轮轴(13)装有用花键联接并定位的双联齿轮(89)作轴向移动，在联接齿轮轴上开了一条圆环槽，槽内安装着倒顺车操纵杆(79)由定位架固定在箱体(6)的中隔板，定位架(82)用销轴联接倒顺车操纵杆并延伸至箱体外部。箱体上装有操纵限位块(84)，该零件刻着行驶方向的“倒”、“空档”、“顺”的指示；输出齿轮轴(7)是由箱体内的两个大小不一的内齿轮和箱体外的花键轴且中间有轴径联接的一个整体，在轴径上装有轴承和油封，轴承外钢圈装配在端盖(3)的孔里定位。端盖和箱体用螺栓紧固，箱体上装有花键轴(8)，双联介轮(10)套在花键轴上，双联介轮上用轴用弹性挡圈定位一块挡块(11)，挡块插入双联外齿轮的圆环槽，(即倒顺车操纵杆的同一圆环槽)，使双联介轮和双联外齿轮能同步作轴向移动；花键轴两轴头均装有滚针轴承，其中一轴头的滚针轴承装配在箱体的中隔板上，另一端固定在环形轴承座(86)上，该轴承座用螺栓和定位销固定在箱体的中隔板上；反拖制动装置由联接齿轮轴(13)与轴承座(23)组成超越离合器，当汽车滑坡时，原输出齿轮轴(7)已转换为动力，带动联接齿轮轴(13)转动；调速装置中所有的零件都是对称装配的，大锥齿轮(54)摆动幅度的大小，取决于变速导槽(45)偏转的角度；变速导槽(45)是一支相交180度处有两轴头的圆环与轴心同心，且二轴心线垂直安装，沿其中心线轴向偏转时仍能使滑环等组相关联的零件在其中运转。
专利摘要车用齿轮回转无级变速器的形状是一只异径圆筒体，两端设有端盖，输入轴和输出齿轮轴的两轴头均在圆筒体外部，并在同一轴心线上。它由调速、操纵、倒顺车、反拖制动四部件组成，变速器内部的所有齿轮都是啮合的，汽车在变速时无动力间断，变速的范围具备连续性，即从零转开始至发动机的最高转速。它将能替代现有车用变速箱，是一种值得推广应用的新技术。
文档编号F16H37/00GK2138215SQ9220874
公开日1993年7月14日 申请日期1992年4月28日 优先权日1992年4月28日
发明者方国忠, 赵汝振 申请人:方国忠