专利名称：定轴齿轮式自动换档变速机构的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种机械式自动变速机构，该机构适用于机械传动领域。
变速换档装置广泛应用于机械传动领域，例如汽车拖拉机普遍采用的齿轮变速箱，油田修井作业时拧紧或卸下管线而使用的动力钳(也称拧扣机)中所采用的齿轮换挡装置。这些变速装置的特点是利用不同的啮合齿轮对传递动力以达到换档变速的目的，而实现变速的方法均为手动换档变速。显然，若能根据外界负荷的变化自动选择不同的啮合齿轮对达到自动换档变速，对于提高作业效率，减少能耗，降低劳动强度将大有裨益。但就目前现状而言，能够实现机械式自动变速的机构所见极少，能够付诸实践的自动变速机构则更为罕见。由姜校林发明的“带有超越离合器的行星齿轮式两档自动变速机构(专利号99202478．1)”，虽然解决了机械式自动变速机构这一问题，但由于行星齿轮机构制作加工麻烦，且在现有的齿轮变速箱中应用很少，因此限制了该专利的应用范围。
本实用新型的目的是提供一种新的易于在普通手动换档交速箱上推广应用的两档位的机械式自动换档变速机构，它能根据外界负荷的变化自动改变动力输出轴的转速，以达到功率匹配的目的。若将两个以上的该机构进行串联组合，则可实现多档位的自动变速机构。
该机构具有显著的优点是①智能变速，提高了工作效率。②换档及时准确，节约能源。③自动运行，减轻了操作人员的劳动强度④实用性强，易于在普通变速箱上推广应用。
为达此目的，本技术方案是在普通的定轴式齿轮减速装置上进行的改进，采用了扭矩限制器和超越离合器两个机构，将二者进行了结合。扭矩限制器的作用是当外界负荷处在扭矩限制器工作扭矩的范围内时，由动力输入轴传递的扭矩经扭矩限制器传递到动力输出轴上，实现小负荷高转速输出。当外界负荷超出扭矩限制器工作扭矩范围而处在大负荷时，扭矩限制器打滑，此时动力输入轴的动力经超越离合器星轮带动超越离合器外圈，经减速齿轮对传递到动力输出轴上，实现大负荷低转速输出。超越离合器的作用是当外界处在小负荷状态时，超越离合器自动脱开，即超越离合器的星轮与其外圈分开而不传递动力。当外界处在大负荷状态时，超越离合器接合，动力输入轴的动力经超越离合器的星轮带动超越离合器的外圈实现大扭矩低转速输出。因此对于超越离合器和扭矩限制器而言，二者是根据外界负荷的变化交替运行轮流工作而实现自动换档变速的。由于普通超越离合器的单方向可传递性，上述功能只能在一个方向(顺时针或逆时针)上得到实现，为了在正反转两个方向上均能实现上述功能，特采用了带有换向拨爪的双向滚柱式超越离合器。为了既能实现自动拨爪达到自动调换超越离合器的方向性，又不引起运动的干涉，故将动力输出轴与换向拨爪之间的动力联接采用了摩擦联接方式，利用动力输出轴正反转时产生的摩擦力带动换向拨爪，从而达到自动换向的目的。为了保证该摩擦力具有稳定的数值，采用了压紧弹簧压紧，并通过调整螺母调整压紧力的大小。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明
图1为本实用新型总成剖面图；图2为
图1的A-A剖面图；图3为双向超越离合器的顺时针方向性状态图；图4双向超越离合器的逆时针方向性状态图；图5为U形键套左视图；图6为U形键套主视图；图7为动力输出轴A向视图；图8为动力输出轴主视图；图9为动力输出轴B向视图；
图10为换向拨爪右视图；
图11为换向拨爪主视图；
图12为活动拨销主视图；
图13为活动拨销左视图；
图14为动力输入齿轮主视图；
图15为动力输入齿轮左视图；
图16为超越离合器星轮主视图；
图17为超越离合器星轮左视图；
图18为回位销主视图；
图19为回位销左视图。
图中1．调整螺母；2．铜垫圈；3．U型键套；4．压紧弹簧；5．输出齿轮；6．动力输出轴； 7．推力球轴承；8．换向拨爪；9．活动拨销；10．滚柱；11．测力弹簧；12．调整螺丝；13．联二齿轮；14．壳体；15．动力输入轴；16．动力输入齿轮；17．衬套；18．超越离合器星轮；19．回位销；20．回位弹簧。
图1为本实用新型总成剖面图。该图中的联二齿轮的右齿轮比左齿轮大。相应地，动力输入齿轮16应为小齿轮，而动力输出轴6上的齿轮应为大齿轮。故当外界负荷变大而需要变速运转(此时动力传递的路线要经过中间联二齿轮)时，动力的传递路线是从动力输入齿轮16至联二齿轮13再至动力输出轴6上的齿轮，是一个转速降低过程。
我们先来介绍本实用新型的结构。
见
图1，动力输入轴15用推力球轴承7支撑在壳体14上，动力输入轴15的左端用花键与超越离合器星轮18连接，超越离合器星轮18通过滚柱10与超越离合器外圈(即输入轴齿轮16)进行结合与分开，动力输入齿轮16通过中间轴联二小齿轮带动联二大齿轮进尔带动动力输出轴6上的齿轮(该齿轮与动力输出轴6作成一体)。在动力输入轴15与动力输出轴6之间采用扭矩限制器联接，其构造主要由测力弹簧11、活动拨销9及动力输出轴6上带有圆锥孔的锥状圆盘组成。具体结构为超越离合器星轮18上布置三个轴向圆柱孔，孔内装有测力弹簧11与活动拨销9，活动拨销9左端做成圆锥状与动力输出轴6的圆盘上的圆锥孔相配合，在测力弹簧11的右端装有调整螺丝12，通过拧动调整螺丝12可调整测力弹簧11的预紧力，也就调整了扭矩限制器的工作扭矩数值。为了达到自动调换超越离合器的方向性(见下述方向性的概念)，故在动力输出轴6的左端做成花键形状以与U形键套3相配合，在动力输出轴6的内部做成空心状，其空心处分别装有换向拨爪8和压紧弹簧4，换向拨爪8的左端通过其上的螺纹与调整螺母1拧在一起，在U形键套3与调整螺母1之间装有耐磨的铜垫圈2。换向拨爪8的右端通过衬套17支撑在动力输出轴6的内孔中(换向拨爪8与衬套17动配合)，其上的拨爪与滚柱10相接触(见图2)，通过转动换向拨爪8可使超越离合器中的三个滚柱失效，而另三个滚柱10则处于可接合状态。也即通过转动换向拨爪8能调整超越离合器的方向性(方向性见下面叙述)。在换向拨爪8的盘状部位周向开设了三个椭圆形孔(见
图10)，该椭圆形孔的目的是使活动拨销9能从该孔中伸出，直接顶在动力输出轴6右端的圆锥孔内，并且当超越离合器星轮18带动活动拨销9转动时，因该椭圆孔的存在，使得换向拨爪8与活动拨销9之间能有一相对转动的角位移(此角位移可使换向拨爪8拨动滚柱10，从而完成超越离合器方向性的换向工作，见后)，在换向拨爪8的左端装有压紧弹簧4，压紧弹簧4的左端顶在U形键套3上，其右端顶在动力输出轴6内孔的突肩上，通过拧动调整螺母1调整压紧弹簧4弹力的大小，进尔调整U形键套3与铜垫圈2正压力的大小，也就是调整了动力输出轴6与换向拨盘8之间的摩擦力矩的大小。从
图1可看出在动力输出轴6的左端的花键处装有输出齿轮5，动力的输出可由此实现。
下面介绍该实用新型的工作原理。
为了便于讨论，这里我们重复超越离合器理论中的两个概念超越离合器的顺时针方向性和逆时针方向性。
顺时针方向性超越离合器的星轮在顺时针方向转动时动力只能从星轮传递到外圈上，而不能从外圈传递到星轮上。
逆时针方向性超越离合器的星轮在逆时针方向转动时动力只能从星轮传递到外圈上，而不能从外圈传递到星轮上。
设超越离合器处在顺时针方向性的位置、动力为顺时针方向旋转(从动力输入轴15轴端看)、故超越离合器星轮18也为顺时针转动。当外界处于小负荷状态即处于扭矩限制器的工作扭矩范围时、活动拨销9不缩回，故此时动力输入轴15的动力经扭矩限制器高转速传递到动力输出轴6输出。此时虽然动力输出轴6的顺时针转动会通过其上的齿轮带动联二齿轮13，进尔带动动力输入轴齿轮16作升速顺时针转动，也即此时超越离合器的外圈(即动力输入轴齿轮16)顺时针转动的速度比超越离合器的星轮18的要快。但由于超越离合器处在顺时针方向性上，故此时超越离合器必然脱开，因而不会产生多余约束的限制。此时动力的传递路线的框图是 当外界处于大负荷也即外界负荷扭矩超出扭矩限制器的工作扭矩范围时，扭矩限制器中的活动拨销9缩回，超越离合器星轮18带动活动拨销9越过动力输出轴6的右端圆盘上的圆锥孔进入平面部分，因此，动力无法经扭矩限制器输出，随着超越离合器星轮18的继续顺时针转动，将通过滚柱10带动动力输入齿轮16顺时针转动(因此时超越离合器为顺时针方向性)，所以动力便经中间轴联二齿轮，带动动力输出轴6上的齿轮使动力得以输出，此时动力传递路线的框图为 因动力的传递路线经过联二齿轮对应的两对齿轮对降速，因此在大负荷状态下动力是低速输出的。这样就完成了根据外界负荷的变化自动调节动力输出轴6的转速的目的。
为了使本机构在正反转时均能实现自动换档变速，特采用了带拨爪的双向超越离合器结构，因此，若将换向拨爪8拨到双向超越离合器的顺时针方向性，即超越离合器星轮18在顺时针方向上旋转时能带动动力输入齿轮16旋转，而超越离合器星轮18在逆时针方向旋转时超越离合器脱开(超越离合器即星轮18与动力输入轴齿轮16脱开)，则该机构可实现顺时针转动方向上的自动变速功能。反之，若将换向拨爪8拨到双向超越离合器的逆时针方向性，即超越离合器星轮18在逆时针方向上旋转时能带动动力输入齿轮16旋转、而超越离合器星轮18在顺时针方向旋转时超越离合器脱开(即超越离合器星轮18与动力输入齿轮16脱开)则该机构可实现逆时针转动方向上的自动换档变速功能。
为了实现自动拨爪换向的功能，将换向拨爪8左端的圆轴从动力输出轴6的内孔中伸出，并通过拧在换向拨爪8上的调整螺母1、铜垫圈2与动力输出轴6上的U型键套3摩擦(U型键套3与动力输出轴6用花键联接)，当动力输出轴6转动时，便通过这一摩擦力将换向操作传递到换向拨爪8上。其具体实施原理如下设动力输入轴15顺时针方向转动(从动力输入轴15端看)，且换向拨爪8处在相对于超越离合器星轮18的中立位置，此时换向拨爪8的爪部使其两端的滚柱10均处于脱离状态(见图2)，当外界处于小负荷时，因动力经扭矩限制器传递，使动力输出轴6顺时针转动。因此，动力输出轴6通过摩擦联接使换向拨爪8同步转动，此时，超越离合器星轮18与换向拨爪8也同向转动，也就是仍然保持着各滚柱10处于脱开状态，于是，动力输入轴齿轮16与超越离合器星轮18脱开，动力由活动拨销9拨动动力输出轴6输出。当外界处在大负荷时，因活动拨销9无法拨动动力输出轴6转动而缩回，此时，动力输出轴6不动，故换向拨爪8也不动，因超越离合器星轮18继续顺时针转动，因此，换向拨爪8便相对于超越离合器星轮18逆时针转动一个角度(如图3中的“顺时针方向性”状态图)，于是，使该图中的三个带标记的滚柱10处于脱离状态，而三个未带有标记的滚柱10则处于可接合状态，由此滚柱10所在的位置可知，此方向恰为超越离合器顺时针方向性。于是动力经超越离合器经中间轴联二齿轮13传动到动力输出轴6上，故而完成顺时针方向上的自动变速过程。
当动力输出轴6处在大负荷低速运转阶段，由于换向拨爪8在超越离合器星轮18的带动下，做较高速顺时针转动(相对于动力输出轴6而言)，而此时动力输出轴6为低速转动、二者出现转速的不同步，但由于二者之间采用摩擦联接，使二者的运动得以分离而不受制约。由此可见，该轴端采用摩擦联接的作用是既要保证超越离合器的自动换向(此摩擦力应足够大，以克服回位弹簧20在回位销19上产生的阻力)，又要保证在动力输出轴6降速后，动力输出轴6与换向拨爪8之间运动的切断。
以上是动力输入轴15顺时针转动的情况，下面来讨论动力输入轴15由顺时针转动变为逆时针转动时超越离合器自动换向的过程。
首先，设外界处于大负荷状态，因此当动力输入轴15逆时针方向转动时活动拨销9无法拨动动力输出轴6转动，则由
图1可知，超越离合器星轮18将与动力输入齿轮16脱开，此时动力传递得以中断，因而动力输出轴6不转动，经动力输出轴6的轴端摩擦联接，使换向拨爪8处于不动状态。随着超越离合器星轮18逆时针方向的继续转动，超越离合器星轮18上的三个不带标记的滚柱10处于可啮合状态，而另三个则处于脱开状态。由超越离合器的原理可知，此时超越离合器的传递方向便得以换向，由原来的顺时针方向性交化成现在的逆时针方向性(见图4中逆时针方向性状态图)。
其次设外界处在小负荷状态，若此时活动拨销9处在不能拨动动力输出轴6一起逆时针方向转动的位置(此时活动拨销9处在动力输出轴6圆盘端面的平面位置)，则此时的换向过程与外界处于大负荷时的换向过程完全相同；若活动拨销9处在可拨动动力输出轴6一起逆时针方向转动的位置(即其锥面顶在动力输出轴6的圆盘锥孔的位置)，因通过动力输出轴6上的齿轮及联二齿轮13将增速带动超越离合器的外圈(即动力输入齿轮16)逆时针转动，而此时超越离合器所处的状态为顺时针状态，故超越离合器星轮18通过滚柱10将阻碍动力输入齿轮16作逆时针转动，此时所传递的动力的扭矩会急剧增加，活动拨销9缩回，因此超越离合器星轮18便越过动力输出轴6的圆盘锥孔的位置而处于平面的位置上，于是同上述外界处于大负荷时的换向过程一样，仍可完成超越离合器的换向作用。因此接下来即可进行逆时针方向的变速运转(即当小负荷时动力输出轴6高速运转、当大负荷时，动力输出轴6低速运转)，整个过程与顺时针的情况相同。
以上是动力输入轴18顺时针转动变为逆时针转动时双向超越离合器自动调整其方向性的过程，其余的各个过程类似，不在赘述。
权利要求1，定轴齿轮式自动换档变速机构，是在定轴式齿轮减速装置的基础上进行的改进，使原来的齿轮定比减速机构成为能根据外界负荷的变化自动改变传动比的变速机构，其特征在于在定轴式齿轮减速装置的动力输入轴⒂与动力输入齿轮⒃之间加装上超越离合器，该超越离合器星轮⒅用动力输入轴⒂通过花键联接驱动，该超越离合器的外圈与动力输入齿轮⒃做成一体，在动力输入轴⒂与动力输出轴⑹之间采用扭矩限制器相联，扭矩限制器的主动部分与超越离合器星轮⒅做成一体，扭矩限制器的从动部分与动力输出轴⑹做成一体，在超越离合器星轮⒅的轴向上开设圆柱销孔，在圆柱销孔上安装有测力弹簧⑾和活动拨销⑼，在动力输出轴⑹的右端面上设有能让活动拨销⑼拨动的圆锥孔。
2，根据权利要求1所述的定轴齿轮式自动换档变速机构，其特征是超越离合器采用了带换向拨爪⑻的双向滚柱式超越离合器结构。
专利摘要一种用于机械传动的自动换档变速机构,是在定轴式齿轮减速装置的基础上,在动力输入轴①与输入齿轮④之间加装上超越离合器(主要由星轮②、滚柱③、输入齿轮④组成),在动力输入轴①与动力输出轴⑤之间加装上扭矩限制器(主要由活动拨销⑥、测力弹簧⑦、星轮②、动力输出轴⑤组成)。当外界为大负荷时,动力经超越离合器、联二齿轮⑧到动力输出轴⑤低转速输出;当外界为小负荷时,动力直接经扭矩限制器到动力输出轴⑤上高转速输出。
文档编号B60K31/16GK2425811SQ0020262
公开日2001年4月4日 申请日期2000年2月21日 优先权日2000年2月21日
发明者姜校林, 单凤贤, 姜杉 申请人:姜校林