专利名称：全自动变速齿轮箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿轮传递动力领域，尤其是由若干个齿轮组合构成的汽车、摩托车变速箱结构。
当今汽车、摩托车变速箱结构多为手动操作式，其中的某几个齿轮在外界力量(人工操作)作用下与其它的齿轮咬合或脱离，实现其变速的目的，汽车、摩托车在起步、行驶、减速过程中，变速箱起着决定性的作用，因变速箱的变速过程必须通过人工操作来完成，变速的频率、变速的精确度、变速的幅度完全由驾驶员来掌握和完成，大大增加了他们的劳动强度(脑力劳动和体力劳动强度)，若少数驾驶员经验不足还可使齿轮咬合不佳增加磨损，影响变速箱的寿命，或因齿轮咬合不当使发动机熄火，增加了燃料的消耗。
本发明的目的是提供一种全自动变速齿轮箱，它具有根据行车阻力变化，即刻自动选择最佳变速档位(最佳传动比)的能力。
本发明是这样实现的若干组定速齿轮纵向排列构成变速箱的定速部分，每一组定速齿轮皆由定速齿轮及其传动齿轮构成，定速齿轮之间相互不咬合，定速齿轮与其传动齿轮之间具备单向转动功能，即定速齿轮相对于其传动齿轮只能向后转动，不能向前转动(定速齿轮向前转动时将带动传动齿轮同时向前转动)，传动齿轮之间通过传递齿轮相互咬合，在定速齿轮组同时向前转动时，定速齿轮齿缘线速度自前向后(自第一级、第二级、第三级……至末一级)依次递增。轴杆滑槽为选速齿轮轴杆提供滑行通道，保证选速齿轮沿轴杆滑槽向前或向后滑动时始终能与传动螺杆以及任何一个定速齿轮相咬合，具有一定转速的选速齿轮沿轴杆滑槽逐一与第一级、第二级、第三级……末一级定速齿轮咬合时，末一级传动齿轮转动的角速度依次递减(变速箱的传动比依次递减)，却使变速箱的传动力量逐渐加强，静态时，平衡弹簧自后向前将选速齿轮推至前端与第一级定速齿轮相咬合，发动机转动力通过传动螺杆-选速齿轮-第一级定速齿轮-第一级传动齿轮-传递齿轮-第二级传动齿轮-传递齿轮……-末一级传动齿轮-负荷齿轮-驱动负荷。当负荷增加(如汽车、摩托车起步、上坡)或加速时，负荷齿轮以及第一级定速齿轮转动速度减慢或停止转动，选速齿轮在传动螺杆旋转力的作用下，以与其咬合的转动速度减慢或停止转动的第一级定速齿轮为起点，克服平衡弹簧的弹力向后滚动移位，与第二级定速齿轮相咬合(同时渐与第一级定速齿轮分离)，选速齿轮与第二级定速齿轮咬合后，自动降低了变速箱的传动比，使发动机转动力容易克服增大的负荷而驱动负荷齿轮;若传动比降低后仍不能驱动负荷，即负荷齿轮与第二级定速齿轮转动的速度仍慢或不能转动，选速齿轮在传动螺杆旋转力的继续作用下，以与其咬合的转动速度较慢或暂时停止转动的第二级定速齿轮为起点，克服平衡弹簧的弹力再向后滚动移位，与第三级定速齿轮相咬合(同时渐与第二级定速齿轮分离)，选速齿轮与第三级定速齿轮咬合后，再次降低了变速箱的传动比，使发动机转动力驱动负荷的能力再次加强，照此方式，随着负荷的增加，选速齿轮在发动机转动力的作用下，不断克服平衡弹簧的弹力向后滚动移位，及时降低变速箱的传动比，直至驱动负荷齿轮(克服行车阻力)为止。实现了随负荷(行车阻力)增加，自动减速(增强传动力量)的目的。当负荷减小时(如下坡)，负荷齿轮以及与选速齿轮相咬合的某一级定速齿轮的转动速度加快，选速齿轮在平衡弹簧弹力的作用下，以与其咬合的传递发动机转动力的传动螺杆结构的某一节段为起点，向前滚动移位，与前一级、前二级……乃至第一级定速齿轮相咬合，自动增加了变速箱的传动比，自动产生加速度，实现随负荷(行车阻力)减小，自动增加传动比(增加传动效率)的目的。
本专利发明是将发动机转动力通过传动螺杆以及与其咬合的轴杆可以滑动的选速齿轮传递给半径各异的定速齿轮，最后传递给负荷齿轮而驱动负荷，随外界阻力的增减，选速齿轮的轴杆自动地向后或者向前移动，通过与不同半径的定速齿轮相咬合及时调整变速箱的传动比，实现随阻力(行车阻力)变化，自动选择最佳咬合位置(最佳变速档位)的目的。与现有的汽车、摩托车变速箱相比有以下优点1、变速箱的变速全过程为自动式，不需人为操作，在汽车、摩托车起步、上坡、加速等行车阻力增大时，传动比自动降低，在下坡等行车阻力减小时，传动比自动增加，能大大减轻驾驶员们的劳动强度。
2、提高了传动有效率、节约了燃料传统的汽车、摩托车变速箱，在发动机转速增加、输出功率增大时(如起步、上坡、加速)传动比相对不变，发动机转动力通过变速箱后，传动力量有一定量的增长，而本变速箱在发动机转速增加，输出功率增大(如起步、上坡、加速)的同时，传动比自动下降，发动机转动力通过变速箱后传动力量成倍量地增长，相比之下，后者发动机克服相同阻力，所要求的输出功率小于前者，燃料消耗少于前者；在行车阻力增加(阻力增加或大或小)时，传统的变速箱必须通过增加发动机输出功率(开大油门)来克服，而本变速箱在行车阻力增加不剧时，可通过自动减速过程有效地克服，故仍省油，其次，传统的变速箱在发动机转速及输出输出功率相对不变的情况下，不会因行车阻力减少(如下坡)自动增加传动比，自动产生加速度，(若要主动产生加速度，必须增加发动机输出功率，开大油门)，而本变速箱在发动机转速相对不变的情况下，因行车阻力减小可以增加传动比故能自动产生加速度，并且，在增加传动比的过程中，平衡弹簧依其弹力将选速齿轮自后向前推动，平衡弹簧的一部分弹力通过选速齿轮传递给定速齿轮也有利于驱动负荷齿轮产生加速度，故该变速箱传动有效率高节约燃料。
3、提高了汽车、摩托车档次与现有的汽车、摩托车变速箱相比，该变速箱的全自动变速过程可有效地避免因齿轮之间齿合不佳而产生的噪声减少齿轮磨损，避免因齿轮之间齿合不当造成的发动机熄火等情况。
4、本变速箱根据实际需要可制成规格不同的系列产品，对整车结构不需作大的调整即可直接替换传统的变速箱，其生产成本不高，生产工艺较简单，加之有上述优点，易被生产厂家及客户选用。
本变速箱的具体结构由以下的实施例及其附图给出
图1、是全自动变速齿轮箱结构示意2、是图1A-A面剖视3、为定速齿轮组单向转动功能结构示意4、为图3B-B面剖视图下面结合附图，详细说明本变速箱的具体结构及其工作情况参照图1、图2、变速箱体(23)中的定速齿轮组由定速齿轮及其传动齿轮构成，它们是第一级(6)、(7)，第二级(9)、(10)，第三级(12)、(13)，第四级(15)、(16)，第五级(18)、(19);定速齿轮(9)、(12)、(15)、(18)相对于其传动齿轮(10)、(13)、(16)、(19)只能向后转动，不能向前转动，即定速齿轮与其传动齿轮之间具备单向转动功能参照3、图4、定速齿轮(c)中央小凹(44)中的丝弹簧(43)将小舌片(42)保持上翘状态，定速齿轮(C)向前转动时，通过小舌片(42)作用于轴杆(E)上的锯状齿(41)带动传动齿轮(D)同步向前转动，传动齿轮(D)向前转动或定速齿轮(C)向后转动时，小舌片(42)沿锯状齿(41)表面(长齿面)滑动，使定速齿轮(C)与传动齿轮(D)之间产生旋转功能。参照图1、图2、定速齿轮(6)、(9)、(12)、(15)、(18)之间相互不咬合，传动齿轮(7)、(10)、(13)、(16)、(19)之间通过传递齿轮(8)、(11)、(14)、(17)相互咬合，在定速齿轮组同时向前转动时，定速齿轮齿缘线速度V自前向后(自第一级V6、第二级V9、第三级V12、第四级V15、第五级V18)依次递增，即V6＜V9＜V12＜V15＜V18，负荷齿轮(图中未表示)通过变速箱后端的转动力传出结构(22)、(21)、(20)与变速箱传动系统相连续，传出结构(22)、(21)、(20)与箱体(23)之间具备单向转动功能，即动力传出轴杆(22)只能沿克服阻力(驱动负荷齿轮)方向转动，而不能逆转;选速齿轮(1)、(3)始终能与传动螺杆(31)、(32)相咬合，选速齿轮轴杆(30)通过轴承(4)、(5)与弹簧腔(33)、(34)中的平衡弹簧(35)、(36)间接接触，轴杆滑槽(37)、(38)为选速齿轮轴杆(30)提供滑行通道，保证选速齿轮(1)、(3)、(2)沿滑槽(37)、(38)向前或向后滑动时，始终能与传动螺杆(31)、(32)以及各级定速齿轮(6)、(9)、(12)、(15)、(18)、实现最佳咬合，静态时，平衡弹簧(35)、(36)的弹力通过轴承(4)、(5)作用于轴杆(30)使选速齿轮(1)、(2)、(3)位于变速箱前端，选速齿轮(2)与第一级定速齿轮(6)相咬合，发动机转动力通过变速箱前端的转动力传入结构(24)、(27)、(25)、(28)、(26)、(29)-传动螺杆(31)、(32)-使选速齿轮(1)、(3)、(2)后转-第一级定速齿轮(6)前转-第一级传动齿轮(7)前转-传递齿轮(8)后转-第二级传动齿轮(10)前转-传递齿轮(11)后转-第三级传动齿轮(13)前转-传递齿轮(14)后转-第四级传动齿轮(16)前转-传递齿轮(17)后转-第五级传动齿轮(19)前转-转动力传出结构(20)、(21)、(22)-驱动负荷齿轮，当负荷齿轮转动速度减慢或停止转动即负荷增加(如汽车、摩托车上坡、加速、起步)时，通过咬合的齿轮群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)至(6)，使第一级定速齿轮(6)向前转动的速度同时减慢或者停止转动，此时，选速齿轮(1)、(2)、(3)受传动螺杆(31)、(32)驱动沿转速减慢或停止转动的第一级定速齿轮(6)表面向后滚动，即轴杆(30)通过轴承(4)、(5)克服平衡弹簧(35)、(36)的弹力，沿轴杆滑槽(37)、(38)向后滚动、选速齿轮将逐一与第二级(9)、第三级(12)、第四级(15)、第五级(18)定速齿轮相咬合，使得同时向前转动的各级定速齿轮齿缘线速度由依次递增变为相等，即V6＝V9＝V12＝V15＝V18，最终使转动力传出结构(22)、(21)、(20)转动速度逐一减慢(但却使传动力量增强)直至发动机转动力通过变速箱后能够驱动支负荷齿轮为止。当负荷减小(如下坡)时负荷齿轮转速增加，通过咬合的齿轮群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)使各级定速齿轮(18)、(15)、(12)、(9)、(6)向前转动的速度皆增加，此时，受传动的螺杆(31)、(32)驱动的选速齿轮(1)、(2)、(3)后转速度不及与其咬合的某级(假定为第五级)定速齿轮前转速度V18，平衡弹簧(35)、(36)通过轴承(4)、(5)作用于轴杆(30)，使其沿轴杆滑槽(37)、(38)向前滑动，选速齿轮(3)、(2)将逐一与第四级(15)、第三级(12)、第二级(9)、第一级(6)定速齿轮相咬合，使得同时向前转动的各级定速齿轮齿缘线速度由依次递减变为相等，即V18＝V15＝V12＝V9＝V6，最终使转动力传出结构(22)、(21)、(20)转动速度逐一增快(有利于产生加速度)直至某一级定速齿轮(该定速齿轮前转线速度与选速齿轮后转线速度一致)与选速齿轮咬合为止，实现了全自动变化传动比的目的。
变速箱体中的定速齿轮组数可以为5以外的其它数值，如4组、3组、2组或6组、7组、8组等，定速齿轮组的单向转动功能结构除为滚珠(39)-滚珠槽(40)-锯状齿(41)-小舌片(42)式处还可以为其它形式;传出结构(22)、(21)、(20)与箱体(23)之间的单向转动功能可由上述滚珠-滚珠槽-锯状齿-小舌片结构形式完成，也可由其它形式来完成;转动力传出结构还可以为其它的结构形式;转动力传入结构也可以为其它的结构形式;平衡弹簧除为压缩弹簧外还可以为一端与轴杆轴承连接，另一端与变速箱前端连接的拉伸弹簧。
权利要求
1.一种由齿轮、齿轮轴杆、箱体构成的全自动变速齿轮箱，其特征在于1)若干组定速齿轮纵向排列构成变速箱的定速部分，每组定速齿轮皆由定速齿轮及其传动齿轮构成，定速齿轮之间相互不咬合，定速齿轮相对于其传动齿轮只能向后转动，不能向前转动，传动齿轮之间通过传递齿轮相互咬合，在定速齿轮组同时向前转动时，定速齿轮齿缘线速度自前向后(自第一级、第二级、第三级……至未一级)依次递增；2)平衡弹簧自后向前将选速齿轮推至或拉至前端使其与第一级定速齿轮相咬合，轴杆滑槽为选速齿轮轴杆提供滑行通道，保证选速齿轮沿轴杆滑槽向后或向前滑动时，始终能与传动螺杆以及任何一个定速齿轮相咬合。
2.根据权利要求1、其特征在于动力传出结构与箱体之间具备单向转动功能。
全文摘要
本发明属齿轮传递动力装置领域，转动力(24)通过传动螺杆(31)、(32)以及始终与其咬合的轴杆(30)可以移动的后转选速齿轮(1)、(3)以及(2)传递给半径各异的前转定速齿轮(6)、(9)、(12)、(15)、(18)最后传递给传出轴杆(22)而驱动负荷，随负荷的增、减(传出轴杆转速减慢或加快)，选速齿轮轴杆(30)沿滑槽(37)、(38)自动地向后[弹簧(35)、(36)被压缩]、向前(弹簧伸展)移位，选速齿轮与不同半径的定速齿轮相咬合及时调整变速箱的传动比，实现了全自动变速的目的，该变速箱可替换传统的汽车、摩托车变速箱。
文档编号F16H3/20GK1100186SQ94111650
公开日1995年3月15日 申请日期1994年2月23日 优先权日1994年2月23日
发明者余蜀翔 申请人:余蜀翔