CN101981356B - 多级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级变速器，其确保用少量部件来有效地执行换档，用小作用力来执行平稳的操作，在换档期间没有转换时间的损失及没有驱动力的损失，且换档震动很小。该变速器具有从动齿轮轴(12)，该从动齿轮轴中设置有可在旋转方向上与第一齿轮(n1)接合的第一摆动爪构件(25)，在旋转方向上可与减速比低一级的第二齿轮(n2)接合的第二摆动爪构件(25)，在反转方向上可与第一齿轮(n1)接合的第三摆动爪构件(24)，和在反转方向上可与第二齿轮(n2)接合的第四摆动爪构件(24)。设置第一凸轮杆(21)和第二凸轮杆(22)，它们可在从动齿轮轴(12)的内部孔表面上并且沿表面轴向滑动。第一凸轮杆(21)形成有多个凸轮面，通过它们移动来操作第二摆动爪构件(25)和第三摆动爪构件(24)，而第二凸轮杆(22)形成有多个凸轮面，通过它们移动来操作第一摆动爪构件(25)和第四摆动爪构件(24)。通过移动第一和第二凸轮杆(21、22)来执行换档。

Description

多级变速器

技术领域

本发明涉及一种多级变速器，其中，多个驱动齿轮和多个从动齿轮分别支承在平行的齿轮轴上，处于恒定啮合的状态，以构成用于不同速度的啮合齿轮组合。

背景技术

该恒定啮合型的多级变速器具有这样的结构，其中，驱动齿轮和从动齿轮中的一种被固定到齿轮轴上，而驱动齿轮和从动齿轮中的另一种被可旋转地支承在另一个齿轮轴上，并且，通过一接合装置选择可旋转地支承的齿轮中的一个与另一个齿轮轴接合来进行换档。

通常，从动齿轮被可旋转地支承在另一齿轮轴上，并且用于从动齿轮与另一齿轮轴(也就是说，从动齿轮轴)的接合，已经提出了各种接合装置(例如，参见专利文献1)。

[专利文献1]

日本专利公开No.45-35687

专利文献1中公开的恒定啮合型多级变速器中使用的接合装置具有这样的结构，其中，提供了管形本体，其形成有轴向延伸的槽，每个槽具有在各槽的中部处沿圆周方向敞开宽的宽切孔，所述管形本体从外部装配在从动齿轮轴上以便可在轴向方向上移动，并且多个从动齿轮被可旋转地支承在所述管形本体上。

从动齿轮轴在其外表面中与从动齿轮相应的轴向部分处具有扁切口。滚子分别放置在从动齿轮轴的每个切口上，并且被宽松地装配在管形本体的槽和宽切孔中，每个槽中的滚子被排列成行。

在上述结构中，从动齿轮在与驱动齿轮恒定啮合的同时转动，槽中的滚子不与从动齿轮的内周表面接触，以便转动不被传递给这些从动齿轮，并且只有宽切孔中的滚子与相应从动齿轮的内周表面接触并且接合，以便转动被传递给相应的从动齿轮。

换句话说，与设置宽切孔的位置相应的从动齿轮将转动传递给从动齿轮轴，以便可以通过在轴向方向上移动管形本体来实现换档操作。

发明内容

发明解决的问题

所述宽切孔用来使滚子与从动齿轮接合，并且在宽切孔的内边缘处形成有倾斜表面，以便滚子可以在圆周方向上沿所述倾斜表面被容易地移动。然而，因为滚子在被牢固地压在相应扁切口和从动齿轮内周表面之间的同时被定位，所以需要相当大的力来释放压接合，使得不容易平稳地移动管形本体，并且，在一些情况中需要用于换档的离合器。

另外，在换档的时候，包括以下相继步骤的转换过程需要很长时间，这些步骤包括：移动管形本体，通过宽开口孔的作用使一组滚子从一个从动齿轮上分离，沿圆周方向将宽开口孔移动到另一组滚子处以与相邻的从动齿轮接合。

此外，在换档的时候，当滚子从一个从动齿轮上分离时产生了驱动力的损失，并且当滚子与相邻的从动齿轮接合时产生了大的换档震动，以致很难实现平稳的换档。

本发明是考虑到上述问题做出的。因此，本发明的目的是提供一种多级变速器，它能确保用少量部件来有效地进行换档，用小的作用力来进行平稳的操作，在换档时不存在转换时间的损失和驱动力的损失，并且换档震动很小。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多级变速器，其中：驱动齿轮轴和从动齿轮轴平行地设置；多个驱动齿轮和多个从动齿轮被分别支承在驱动齿轮轴和从动齿轮轴上，使得驱动齿轮和从动齿轮相互恒定地啮合，以构成用于不同速度的啮合齿轮组合；驱动齿轮和从动齿轮中的一种被固定到支承其的齿轮轴上，而支承所述驱动齿轮和从动齿轮中的另一种的齿轮轴是中空齿轮轴；以及，所述另一种齿轮各自通过接合装置按可接合和可分离的方式被支承在所述中空齿轮轴上，所述接合装置通过用于换档的换档驱动装置来操作；

所述接合装置包括：接合部分，所述接合部分设置在所述另一种齿轮的每一个的内周表面上沿圆周方向间隔开的位置处并且具有在圆周方向上的接合表面；第一接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述另一种齿轮中的第一齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在齿轮的旋转方向上相互接合；第二接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述另一种齿轮中的第二齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在齿轮的旋转方向上相互接合，该第二齿轮的减速比比第一齿轮低一级；第三接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述第一齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在齿轮的反转方向上相互接合；第四接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述第二齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在齿轮的反转方向上相互接合；第一凸轮杆，所述第一凸轮杆放置成与所述中空齿轮轴的内部孔的内周表面处于滑动接触以便能在轴向方向上移动，并且在所述第一凸轮杆的滑动接触表面中沿轴向间隔开的位置处设置有多个凸轮面，以通过第一凸轮杆移动来操作所述第二接合装置和第三接合装置；以及第二凸轮杆，所述第二凸轮杆放置成与所述中空齿轮轴的内部孔的内周表面处于滑动接触，以便能在轴向方向上移动，并且在第二凸轮杆的滑动接触表面中沿轴向间隔开的位置处设置有多个凸轮面，以通过第二凸轮杆移动来操作所述第一接合装置和第四接合装置；所述第一凸轮杆和第二凸轮杆通过所述换档驱动装置来移动，以便进行换档。

在本发明的优选形式中，所述第一到第四接合装置、第一与第二齿轮和第一与第二凸轮杆是这样关联的：当所述中空齿轮轴中的第一接合装置与所述第一齿轮的接合部分接合时，所述第三接合装置被保持在与所述第一齿轮的接合部分可接合的状态，并且在从第一齿轮到第二齿轮进行升档的时候，通过移动第一凸轮杆，在第二接合装置与所述第二齿轮的接合部分接合之前，将第三接合装置从与所述第一齿轮的接合部分可接合的状态释放；以及当所述中空齿轮轴中的第四接合装置与所述第二齿轮的接合部分接合时，所述第二接合装置被保持在与所述第二齿轮的接合部分可接合的状态，并且在从第二齿轮到第一齿轮进行降档的时候，通过移动第二凸轮杆，在第三接合装置与所述第一齿轮的接合部分接合之前，将第二接合装置从与所述第二齿轮的接合部分可接合的状态释放。

在本发明的又一优选形式中，所述接合部分是接合突起，该接合突起形成在每个所述另一种齿轮的内周表面上并且具有朝向圆周方向的接合表面；所述凸轮面各自均为形成在每个凸轮杆的滑动接触表面中的凸轮槽的形式；以及第一和第二接合装置每个均包括：销构件，其装配在径向地穿过所述中空齿轮轴的一部分的通孔中，用于在与在轴向方向上移动的第一和第二凸轮杆中之一的滑动接触表面和凸轮槽交替接触时进行前进和后退运动；以及摆动爪构件，其可摆动地支承在所述中空齿轮轴中，以通过所述销构件的前进和后退运动来摆动，以便与所述接合突起的接合表面接合或分离。

发明效果

本发明的多级变速器具有以下优点。也就是说，在恒定啮合型多级变速器中，在通过使用换档驱动装置移动第一和第二凸轮杆来将接合装置的接合从与第一齿轮的接合转换到与第二齿轮的接合而进行升档的时候，在第一齿轮的接合部分与中空齿轮轴的第一接合装置在齿轮的旋转方向上接合的情况下，第二齿轮的接合部分与第二接合装置进行接合，以用于实现换档。因此，在这种情况下，由于齿轮之间在旋转速度的差异，第二齿轮的接合允许平稳地释放第一齿轮与中空齿轮轴的接合。因此，不需要作用力来释放接合，确保了平稳的操作，并且不需要用于换档的离合器。另外，在进行升档时完全没有转换时间的损失和驱动力的损失。换档震动小，并且可以实现平稳升档。

另外，在通过使用换档驱动装置移动第一和第二凸轮杆来将接合装置的接合从与第二齿轮的接合转换到与第一齿轮的接合而进行降档的时候，在第二齿轮的接合部分与第四接合装置在齿轮的反转方向上接合的情况下，第一齿轮的接合部分与第三接合装置进行接合。因此，由于转动速度的差异，第一齿轮的接合允许平稳地释放第二齿轮与齿轮轴的接合。因此，不需要力来释放接合，确保了平稳的操作，并且不需要用于换档的离合器。另外，在进行降档时完全没有转换时间的损失和驱动力的损失，换档震动小，并且可以实现平稳降档。

此外，第一凸轮杆的凸轮面和第二凸轮杆的凸轮面可以全部形成为相同形状，这允许更容易地制造它们，所述第一凸轮杆通过其移动来操作第二接合装置和第三接合装置，并且所述第二凸轮杆通过其移动来操作第一接合装置和第四接合装置。

此外，可以通过移动一种凸轮杆来实现接合装置在齿轮的转动方向和反转方向上的接合和分离，以便可以用少量部件来有效地执行换档。

根据多级变速器的所述优选形式，当第一齿轮通过第一接合装置与中空齿轮轴接合时，第三接合装置被保持在相对于第一齿轮的接合部分可接合的状态中。因此，即使当驱动力的方向发生变化时，已经处于可接合状态的第三接合装置迅速地与第一齿轮的接合部分接合，以便平稳地接管并且保持与中空齿轮轴的接合。另外，在进行从第一齿轮到第二齿轮的升档的时候，通过移动第二凸轮杆，在第二接合装置与第二齿轮的接合部分接合之前，将第三接合装置从相对于第一齿轮的接合部分可接合的状态中释放。因此，第三接合装置不阻碍换档，并且可以进行平稳且可靠的接合和分离以进行升档。

此外，当中空齿轮轴的第四接合装置与第二齿轮的接合部分接合时，第二接合装置被保持在相对于第二齿轮的接合部分可接合的状态中。因此，即使当驱动力的方向发生变化时，已经处于可接合状态的第二接合装置迅速与第二齿轮的接合部分接合，以便平稳地接管并保持与中空齿轮轴的接合。另外，在进行从第二齿轮到第一齿轮的降档的时候，通过移动第一凸轮杆，在第三接合装置与第一齿轮的接合部分接合之前，将第二接合装置从相对于第二齿轮的接合部分可接合的状态中释放。因此，第二接合装置不阻碍换档，并且可以进行平稳且可靠的接合和分离以进行降档。

根据所述多级变速器的所述又一优选形式，当凸轮杆被换档驱动装置移动时，形成在凸轮杆中的凸轮槽的移动引起了相关销构件在齿轮轴径向方向上的前进和后退，以使相关的摆动爪构件摆动而与相关齿轮的接合突起的接合表面接合或者分离。因此，可以通过用凸轮杆少量移动来使相关销构件前进/后退而转换接合以便执行换档。此外，减小了可旋转地支承在齿轮轴上的相邻齿轮之间的间隔，以便可以减小变速器在轴向方向上的尺寸。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的多级变速器的剖视图；

图2示出了处于换档驱动装置中的槽轮式间歇机构；

图3示出了处于另一状态的槽轮式间歇机构；

图4是换档鼓的外周表面的展开图；

图5是显示副齿轮轴及其周围元件结构的剖视图；

图6是沿图5的线VI-VI截取的剖视图；

图7是沿图5的线VII-VII截取的剖视图；

图8是沿图5的线VIII-VIII截取的剖视图；

图9是控制杆的透视图；

图10是凸轮杆和空动机构的分解透视图；

图11是显示凸轮杆和空动机构被安装在控制杆上的状态的透视图；

图12是副齿轮轴和销构件的分解透视图；

图13显示了摆动爪构件和枢轴销的透视图；

图14是显示摆动爪构件、枢轴销、凸轮杆、控制杆等被安装在副齿轮轴上的状态的透视图；

图15是显示一个支承环构件已经从外部装配在处于图14中所示状态的副齿轮轴上的状态的透视图；

图16示出了在开始升档时的第一档位速度状态；

图17示出了升档操作过程的一个步骤；

图18示出了下一步骤；

图19示出了随后的步骤；

图20示出了又一随后的步骤；

图21示出了在完成升档操作时的第二档位速度状态；

图22示出了在开始降档时的第二档位速度状态；

图23示出了降档操作过程的一个步骤；以及

图24示出了当完成降档时的第一档位速度状态。

M...驱动变速齿轮；m1到m5...第一到第五驱动变速齿轮；n...从动变速齿轮；n1到n5...第一到第五从动变速齿轮；

10...多级变速器；11...主齿轮轴；12...副齿轮轴；12h...销孔；

20...接合装置；21...第一凸轮杆；22...第二凸轮杆；21v、22v...凸轮槽；23...销构件；24、25...摆动爪构件；26...枢轴销；31...接合突起；

50...换档驱动装置；51...控制杆；52、53...空动机构。

具体实施方式

现在，以下将参照图1到24来描述本发明的实施例。

根据本实施例的多级变速器10用于与安装在摩托车上的内燃机结合。

图1是多级变速器10的剖视图。如图1所示，多级变速器10安装在发动机箱1中，所述发动机箱1为内燃机所共有。

发动机箱1为左右拼合式的，并且通过接合左侧发动机箱1L和右侧发动机箱1R来制成。发动机箱1限定出了变速室2，在所述变速室2中，主齿轮轴11和副齿轮轴12按相互平行并且左右定向的关系被可旋转地支承。

主齿轮轴11分别通过轴承3L和3R被可旋转地支承在左侧发动机箱1L和右侧发动机箱1R的侧壁中，并且多盘式摩擦离合器5设置在主齿轮轴11的右端部上，主齿轮轴11的右端部穿过右侧轴承3R而从变速室2中伸出。

在摩擦离合器5的左侧，初级从动齿轮4被可旋转地支承在主齿轮轴11上，曲轴(未显示)的转动被传递给该初级从动齿轮4。

摩擦离合器5具有这样的结构，其中，离合器内部元件5i通过花键装配在主齿轮轴11的右端部上并且通过螺母7固定到所述右端部上，并且大直径的、碗形的离合器外部元件5o通过连接装置6连接到初级从动齿轮4上，离合器外部元件5o中容纳离合器内部元件5i和与离合器内部元件5i结合的压力板5p。

因此，内燃机曲轴的转动通过处于接合(连接)状态的摩擦离合器5而从初级从动齿轮4传递给主齿轮轴11。

另一方面，副齿轮轴12也分别通过轴承7L和7R而被可旋转地支承在左侧发动机箱1L和右侧发动机箱1R的侧壁中，并且输出链轮8通过花键装配被固定到副齿轮轴12的左端部上，副齿轮轴12的左端部穿过左侧的轴承7L而从变速室2中伸出。

缠绕在输出链轮8上的传动链9被围绕一链轮缠绕以用于驱动摩托车的后轮(未显示)，这样，副齿轮轴12的旋转动力被传递给后轮，并且使摩托车行驶。

在左侧轴承3L和右侧轴承3R之间，在主驱动轴11上设置一组驱动变速齿轮(m)，使得它们均可以与主齿轮轴11作为一个整体地转动。

沿着右侧轴承3R，第一驱动变速齿轮m1与主齿轮轴11形成为一个整体，并且第三、第五、第四和第二驱动变速齿轮m3、m5、m4和m2按该次序从右侧到左侧通过在第一驱动变速齿轮m1和左侧轴承3L之间延伸的花键而借助花键装配被固定到主齿轮轴11上。

另一方面，一组从动变速齿轮(n)在左侧轴承7L和右侧轴承7R之间通过居间的环形支承环构件13而被支承在副齿轮轴12上，使得它们可以相对于主齿轮轴11转动。

在副齿轮轴12上，位于右端的支承环构件13通过装配在副齿轮轴12上的挡圈环14R从外部安装到右侧轴承7R的左边，而位于左端的支承环构件13通过装配在副齿轮轴12上的挡圈环14L从外部安装到左侧轴承7L的右边。另外，四个支承环构件13在右端支承环构件13和左端支承环构件13之间等间隔地在外部安装到副齿轮轴12上，并且第一、第三、第五、第四和第二从动变速齿轮n1、n3、n5、n4和n2按该次序从右侧到左侧被可旋转地支承在副齿轮轴12上，以便这些从动变速齿轮跨接总共六个支承环构件13中相邻的支承环构件13。

各自与主齿轮轴11作为一个整体转动的第一、第三、第五、第四和第二驱动变速齿轮m1、m3、m5、m4和m2通常分别与可旋转地支承在副齿轮轴12上的相应的第一、第三、第五、第四和第二从动变速齿轮n1、n3、n5、n4和n2啮合。

第一驱动变速齿轮m1与第一从动变速齿轮n1的啮合构成了相应于最高减速比的第一档位速度，而第五驱动变速齿轮m5与第五从动变速齿轮n5的啮合构成了相应于最低减速比的第五档位速度，并且它们之间的减速比顺序地减小以构成第二、第三和第四档位速度。

管形的副齿轮轴12中设置有能够与每个从动变速齿轮(n)接合的接合装置20(图13)，如将在稍后详细地描述的。总共四个凸轮杆，也就是说，第一和第二凸轮杆21、21和22、22作为接合装置20的部件沿轴向可滑动地装配在副齿轮轴12的内周表面中。

如图10所示，四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22基本上是这样的形状，使得空心圆筒被等分成沿圆周方向排列的四个区段；凸轮杆被分为两类，即，第一凸轮杆21和第二凸轮杆22，并且同类的各对凸轮杆位于沿直径方向对称的位置。

第一和第二凸轮杆21和22是这样的凸轮构件，它们的与副齿轮轴12的内周表面滑动接触的滑动接触面构成了凸轮面。第一和第二凸轮杆21和22分别设置有沿副齿轮轴的轴向方向位于五个要求位置处的圆周方向延伸的弧形凸轮槽21v和22v。

控制杆51是用于通过换档来驱动第一和第二凸轮杆21和22的换档驱动装置50的部件。控制杆51被同心地插入副齿轮轴12中，并且与四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22的内表面处于滑动接触。控制杆51在轴向方向上的运动通过空动机构52和53也分别促使第一和第二凸轮杆21、21和22、22移动。

在左侧发动机箱1L的左边设置有用于在轴向方向上移动控制杆51的机构。

在左侧发动机箱IL的左边设置有动力传动箱80，以便覆盖住输出链轮8，并且动力传动箱80的左侧被箱盖81覆盖，以便在动力传动箱80和箱盖81之间限定出换档驱动室82。

副齿轮轴12的左端借助密封件83被装配到动力传动箱80的开口中，以便朝向换档驱动室82，并且副齿轮轴12中的控制杆51向左伸出超过副齿轮轴12的左端而伸入到换档驱动室82中。

换档驱动电动机60稳固地附接在动力传动箱80的上侧，换档驱动电动机60的驱动轴60a伸入到左侧的换档驱动室82中。

槽轮式驱动齿轮62设置在动力传动箱80和箱盖81之间，并且与其一体的旋转轴62a由轴承61和61可旋转地支承。槽轮式驱动齿轮62的齿62g与形成在换档驱动电动机60的驱动轴60a上的驱动齿轮齿60g啮合。

槽轮式驱动齿轮62设置有操作销62p，所述操作销62p在从槽轮式驱动齿轮62的旋转中心偏移预定距离的位置处向左伸出。相对于旋转中心而言在操作销62p的相对侧上，槽轮式驱动齿轮62形成有预定半径的弧形凸面62s(参见图1、2和3)。

此外，在换档驱动室82中，在槽轮式驱动齿轮62和控制杆51的左端部之间，在动力传动箱80和箱盖81之间设置换档鼓65，换档鼓65的旋转轴65a被轴承64和64可旋转地支承。

换档鼓65设置有在鼓外周表面中的导向槽65v。

图4显示了换档鼓65的外周表面的展开。导向槽65v被形成为使得空档(N)位置设置在朝向左侧的一位置处，沿圆周方向与空档(N)位置分开60度的第一档位速度位置在轴向方向上设置在相对于空档(N)位置向右侧移位的一位置上，并且各自与第一档位速度位置分开60度的第二、第三、第四和第五档位速度位置依次设置在轴向方向上从第一档位速度位置向右侧顺序地移位的位置上。

相应于槽轮式驱动齿轮62，槽轮式从动齿轮63被装配在换档鼓65的旋转轴65a上。

如图2和3所示，槽轮式从动齿轮63设置有在圆周方向上按60度的等角间隔分开的六个径向地定向的槽63p，并且弧形凹面63s形成在各对相邻的径向槽63p和63p之间。

槽轮式驱动齿轮62和槽轮式从动齿轮63构成了1/6周的槽轮式间歇机构。

具体地说，如图2所示，从当被槽轮式驱动齿轮62的旋转所转动的操作销62p进入槽轮式从动齿轮63的一个径向槽63p中直到其从该径向槽63p中出来为止，操作销62p使槽轮式从动齿轮63转动1/6周。在操作销62p从径向槽63p中出来时，槽轮式驱动齿轮62的弧形凸面62s与槽轮式从动齿轮63的弧形凹面63s接合，从而槽轮式从动齿轮63被锁定并固定，如图3所示。

因此，随着槽轮式驱动齿轮62转一周，槽轮式从动齿轮63与换档鼓65作为一个整体可靠地转动1/6周。

参见图1，两个滚珠轴承71和71的内座圈通过螺母72而稳固地附接到控制杆51的左端部上，并且控制杆操作部件70被装配在滚珠轴承71和71的外座圈上。

从控制杆操作部件70伸出的接合销75与形成在动力传动箱80中在左右方向上延伸的细长槽80v处于滑动接合。

另外，与此分开地，导向销76设置在控制杆操作部件70上以朝向换档鼓65伸出，并且导向销76与换档鼓65中的导向槽65v滑动接合。

因此，控制杆操作部件70可旋转地保持控制杆51的左端部，同时由于接合销75与细长槽80v的接合，控制杆操作部件70自身的旋转被约束。

当换档鼓65被如上所述间歇地转动时，通过与换档鼓65中的导向槽65v接合的导向销76而使控制杆操作部件70沿左右轴向方向移动，因此，控制杆操作部件70的运动通过两个滚珠轴承71和71使控制杆51在轴向方向上移动所需量。

控制杆51在轴向方向上的运动分别通过空动机构52和53来移动凸轮杆21和22，并且凸轮杆21和22的运动促使结合在副齿轮轴12中的接合装置20有选择地把其中一个从动变速齿轮(n)与副齿轮轴12接合，以实现换档从而用于建立新的传动状态。

现在，以下将参照图5到图15来描述接合装置20的结构。

首先，将参照图9来描述换档驱动装置50的控制杆51。

控制杆51设置有细长的中心圆柱形部分51a，所述中心圆柱形部分51a具有一外径，以用于与四个凸轮杆21、21和22、22的内表面滑动接触。控制杆51还在左侧按相继次序设置有直径减小的部分51bb、具有花键齿51ss的花键部分51s、和左端圆柱形部分51b，并且在右侧按相继次序设置有直径减小的部分51cc和右端圆柱形部分51c，在所述右端圆柱形部分51c中切出有在轴向方向上定向的接合槽51v。

花键部分51s的花键齿51ss的最大直径近似等于副齿轮轴12的内径。

参见图10，如上所述，与控制杆51的中心圆柱形部分51a的外表面处于滑动接触的四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22基本上是这样的形状，使得空心圆筒体被等分成沿圆周方向排列的四个区段。第一和第二凸轮杆21、21和22、22的外周表面作为与副齿轮轴12的内周表面滑动接触的滑动接触面，第一和第二凸轮杆21、21和22、22的外周表面设置有在沿轴向方向上五个间隔开的位置处沿凸轮杆的圆周方向延伸的弧形凸轮槽21v和22v。

凸轮槽21v和22v均被成形为使得从槽底面上延伸的相对侧表面适当地倾斜，以使凸轮槽朝外侧开口更宽。

第一和第二凸轮杆21和22的外周表面的相互邻接的相对侧边缘被倾斜地切割，使得当相邻的凸轮杆相互接触时，在邻接的凸轮杆之间形成具有V形横截面的轴向凹口(v)(参见图11)。

同类的两个第一凸轮杆21和21位于沿直径方向对称的位置，并且它们的右端沿轴向稍微伸展并且设置有锁定爪21c和21c，而两个第二凸轮杆22和22的左端沿轴向稍微伸展并且设置有锁定爪22c和22c。

右侧的空动机构52具有保持在空心圆柱形弹簧座52h的内周凹入部分之间的弹簧52s，如图5所示。弹簧52s可滑动地装配在控制杆51的右侧直径减小的部分51cc上并且被夹在两侧的开口销52c和52c之间，所述开口销装配在所述内周凹入部分和直径减小的部分51cc两者中。

与两个第一凸轮杆21和21相对的弹簧座52h的左端面轴向地伸出，以形成锁定爪52hc和52hc，用于与第一凸轮杆21和21的锁定爪21c和21c锁定接合。

类似地，如图5所示，位于左侧的空动机构53具有保持在中空圆柱形弹簧座53h的内周凹入部分中的弹簧53s，并且弹簧53s可滑动地装配在控制杆51左侧的直径减小的部分51bb上。弹簧53s被夹在两侧的开口销53c和垫圈53w之间，开口销53c和垫圈53w装配在所述内周凹入部分和直径减小部分51bb两者中。

与两个第二凸轮杆22和22相对的弹簧座53h的右端面轴向地伸出以形成锁定爪53hc和53hc，用于与第二凸轮杆22和22的锁定爪22c和22c锁定接合。

如图10和11所示，弹簧座52h和53h的外周表面分别具有凹口槽52hv和53hv。凹口槽52hv和53hv的横截面为V形的，并且相应于第一和第二凸轮杆21和22的外周表面中的凹口，沿圆周方向按等角间隔设置在四个位置上。

如图11所示，空动机构53和52分别安装到控制杆51的左、右直径减小的部分51bb和51cc上，并且四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22放置成与弹簧座52h和53h之间的中心圆柱形部分51a的外周滑动接触。

在该情况下，不同类的第一和第二凸轮杆21和22沿圆周交替地设置，使得同类的各对凸轮杆位于沿直径对称的位置。此外，第一凸轮杆21和21的右端具有与右侧弹簧座52h的锁定爪52hc和52hc处于锁定接合的锁定爪21c和21c，而第二凸轮杆22和22的左端具有与左侧弹簧座53h的锁定爪53hc和53hc处于锁定接合的锁定爪22c和22c。

在按上述方式将四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22连同空动机构52和53一起安装在控制杆51外周上的状态中，该组件被装配到中空圆柱形副齿轮轴12的内部孔中。

副齿轮轴12的内周表面设有沿圆周方向等间隔的四个位置处轴向地定向的稍微突出的肋，它们位于与第一和第二凸轮杆21、21和22、22以及弹簧座52h与53h相应的部分。第一与第二凸轮杆21、21与22、22和弹簧座52h与53h具有V形的凹口(v)和凹口槽52hv与53hv，这些凹口和凹口槽被装配在副齿轮轴12的内周表面的突出肋上，这样，它们被定位并且被阻止沿圆周方向的相对转动，同时它们保持滑动接触以便仅可在轴向方向上移动。

参见图5和6，副齿轮轴12的内周表面在与控制杆51的花键部分51s对应的部分上设置有花键齿12ss以与控制杆51侧面上的花键齿51ss啮合，这样，控制杆51被安装成滑动接触以便可在轴向方向上移动，同时被阻止相对于副齿轮轴12转动。

虽然在控制杆51上设置了八个花键齿51ss，但是在副齿轮轴12上仅设置了四个花键齿12ss，并且省去花键齿的部分形成了起润滑油通道51o作用的连通孔。

此外，如图5所示，压配合到副齿轮轴12的右端开口中的环形挡圈构件54保持控制杆51的右端圆柱形部分51c，并且从挡圈构件54朝中心伸出的接合销55接合到在右端圆柱形部分51c中切出的轴向接合槽51v中。

因此，控制杆51被支承成使得其可以在轴向方向上移动，同时由于在相对端处被上述防旋转机构的接合而被阻止相对于副齿轮轴12的转动。

当控制杆51和空动机构52与53和四个第一与第二凸轮杆21、21与22、22被放入副齿轮轴12的内部孔中时，所有这些部件都一起转动。此外，当控制杆51在轴向方向上移动时，通过空动机构52的弹簧52s使第一凸轮杆21和21在轴向方向上相对于副齿轮轴12移动，并且通过空动机构53的弹簧53s使第二凸轮杆22和22在轴向方向上相对于副齿轮轴12移动。

如图12的透视图所示，中空圆柱形副齿轮轴12具有左侧圆柱形部分12b和右侧圆柱形部分12c，左右圆柱形部分12b和12c的外径减小并且分别位于中心圆柱形部分12a的左侧和右侧。中心圆柱形部分12a中容纳第一和第二凸轮杆21，21和22、22并且中心圆柱形部分12a上支承从动变速齿轮(n)。

轴承7L通过垫圈56而装配在左侧圆柱形部分12b上(参见图5)，并且左侧圆柱形部分12b局部地设置有与输出链轮8花键接合的花键12bb。

另外，轴承7R通过垫圈57被装配在右侧圆柱形部分12c上(参见图5)。

如图12所示，副齿轮轴12的中心圆柱形部分12a的外径增大并且具有增大的厚度。厚的外周部分具有沿轴向方向等间隔分开的五个环形的周向槽12cv，并且具有沿圆周方向等间隔分开的四个轴向定向的轴向槽12av。

在副齿轮轴12的中心圆柱形部分12a的外周部分中，多个区段被五个周向槽12cv和四个轴向槽12av分开。在该多个区段的一些区段中形成了基本上矩形的凹入部分12d。

被周向槽12cv分开的每个环形部分都被四个轴向槽12av分成四个区段，其中，沿直径方向对称的两个区段具有凹入部分12d，并且每个凹入部分12d与位于其左侧的周向槽12cv分享一公共空间。

如图12所示，在轴向方向上位于左侧的两个凹入部分12d和位于右侧的三个凹入部分12d排列成行，它们之间在周向错开90度。

每个周向槽12cv的底部在四个沿圆周方向间隔开的位置处具有径向延伸的销孔12h，并且销构件23被插入销孔12h中使得它们可以径向地进退。

径向销孔12h在副齿轮轴12的内腔的内周表面和周向槽12cv的底面中开口，并且插入到销孔12h中的销构件23可以进出副齿轮轴12的内腔，并且可以在伸入到周向槽12cv中的同时进退。

第一和第二凸轮杆21和22与副齿轮轴12的内周表面处于滑动接触。因此，当第一和第二凸轮杆21和22的滑动接触表面中的凸轮槽21v和22v被移动到朝向销孔12h的位置时，销构件23落入到凸轮槽21v和22v中，从而销构件23伸入到周向槽12cv中的伸入量减少。当第一和第二凸轮杆的滑动面移动到面对销孔12h的位置时，销构件23从凸轮槽21v和22v中移出，从而销构件23伸入到周向槽12cv中的伸入量增大。

如图17和18中所示的两种摆动爪构件24和25被放置在副齿轮轴12的凹入部分12d和周向槽12cv中，并且用于可摆动地支承摆动爪构件24和25的枢轴销26被装配到轴向槽12av中。

图13以分解透视图显示了四个摆动爪构件24、24和25、25及用于这些摆动爪构件的枢轴销26，摆动爪构件被放置在最右边的周向槽12cv和其右侧的凹入部分12d中，并且被放置在最左边的周向槽12cv和其右侧的凹入部分12d中。

沿轴向方向看摆动爪构件24和25基本上为弧形的，并且它们的中心部分中分别设置有通孔形式的支承凹入部分24d和25d，所述通孔的外周部分局部地缺失，枢轴销26分别穿过所述通孔。销邻接部分24p和25p分别在支承凹入部分24d和25d的摆动中心的一侧上延伸，并且接合爪部分24c和25c在另一侧上延伸。

销邻接部分24p和25p具有减小的轴向宽度以便可摆动地装配在周向槽12cv中，并且销邻接部分24p和25p的内周表面中设置有用于分别接收销构件24p和25p的销接收凹口24pp和25pp。另一侧上的接合爪部分24c和25c具有增大的轴向宽度以便可摆动地装配到凹入部分12d中，并且在轴向方向上看形成为收敛的形状。

增大宽度的接合爪部分24c和25c比减小宽度的销构件24p和25p重，使得它们起到回转摆锤的作用，以便通过离心力来摆动所述摆动爪构件24和25。

这两类摆动爪构件24和25沿直径方向是对称的。

枢轴销26装配在支承凹入部分24d和25d中，以便可摆动地支承摆动爪构件24和25。

摆动爪构件24和25被放置在副齿轮轴12的凹入部分12d和周向槽12cv中，而枢轴销26被装配在摆动爪构件24和25的支承凹入部分24d和25d中，并且还被装配并保持在轴向槽12av中。

参见图7和8，在副齿轮轴12的各个凹入部分12d中，沿圆周方向相邻的摆动爪构件24和25被放置成使得它们的接合爪部分24c和25c的末端之间以预定的间隙对置。

如图13所示，分别围绕枢轴销26设置扭力盘簧27。扭力盘簧27被安装成使得扭力盘簧27的一端分别从内部与摆动爪构件24和25的接合爪部分24c和25c接合，并且另一端与凹入部分12d的底面接触，这样，摆动爪构件24和25受迫以便使接合爪部分24c和25c朝外侧摆动。

销构件23从内部径向地作用以将摆动爪构件24和25一侧上的销邻接部分24p和25p径向向外地推，并且因此，销构件23作用以抵抗扭力盘簧27施加的推力而摆动所述摆动爪构件24和25。

现在，以下将描述用于将上述的接合装置20安装到副齿轮轴12上的过程。

首先，如上所述，将空动机构52与53和四个第一与第二凸轮杆21，21与22、22组装在控制杆51的外周表面上以获得如图11所示的组装状态，并且将该组件插入到副齿轮轴12的内部孔中。

在该情况下，第一和第二凸轮杆21、21和22、22被定位成周向位置分别与副齿轮轴12的轴向槽12av相对应，并且使销孔12h面对第一和第二凸轮杆21、21和22、22的滑动接触表面(参见图7和8)。

进行设定，使得四个第一和第二凸轮杆21、21和22、22中每一个在左右方向上相对于副齿轮轴12的移动位置位于空档位置。

当在该状态下把销构件23插入到形成于副齿轮轴12的周向槽12cv中的销孔12h中时，所有的销构件23抵靠在第一和第二凸轮杆21、21和22、22的滑动接触表面上，以便销构件13从周向槽12cv中的伸出量被设定得大。

然后，在装有扭力盘簧27的枢轴销26被装配到摆动爪构件24和25的支承凹入部分24d和25d中的状态下，把摆动爪构件24和25等放置到诸如形成在副齿轮轴12的外周中的凹入部分12d、周向槽12cv、轴向槽12av等之类的凹口中。

摆动爪构件24和25处于这样的状态：销接收部分24p和25p被伸出量大的销构件23从内部抵抗由扭力盘簧27施加的推力而上推，以便把接合爪部分24c和25c向内拉。因此，如图14所示，没有部件从副齿轮轴12的中心圆柱形部分12a的外周表面向外伸出。

当销构件23落入第一和第二凸轮杆21和22中相应的凸轮杆的凸轮槽21v和22v中时，通过扭力盘簧27的推力和比销接收部分24p与25p重的接合爪部分24c与25c的离心力来使摆动爪构件24与25围绕枢轴销26摆动，以使接合爪部分24c与25c向外伸出到副齿轮轴12的中心圆柱形部分12a的外周表面之外。

在如图14所示接合装置20被组装到副齿轮轴12中并且没有部件向外伸出到中心圆柱形部分12a的外周表面之外的状态下，将支承环构件13顺序地装配在该组件上。

支承环构件13在除了凹入部分12d的位置之外的轴向位置处从外部安装在中心圆柱形部分12a上，并且设置成轴向跨接被连续并成行地装配在轴向槽12av中的枢轴销26中的相邻枢轴销，从而防止枢轴销26和摆动爪构件24与25脱落。

装配在副齿轮轴12的中心圆柱形部分12a的轴向槽12av中的枢轴销26具有这样的尺寸，以便与中心圆柱形部分12a的外周表面齐平，使得一旦在外部装配了支承环构件13，则枢轴销26就被没有任何间隙地固定。

六个支承环构件13从外部等间隔装配在副齿轮轴12上，并且从动变速齿轮(n)可旋转地支承在支承环构件13上，以便跨接相邻的一个支承环构件13。

各个从动变速齿轮(n)在其左右内周缘部分上形成有环形凹口，以便在左右凹口之间形成小高度的环形突起30，并且相邻的支承环构件13可滑动地与环形凹口接合，以在支承环构件13之间夹紧突起30(参见图5、7和8)。

各个从动变速齿轮(n)的内周表面上的突起30形成有在沿圆周方向等间隔的六个位置处的接合突起31。

每个接合突起31在侧视图中的形状为弧形的(如在图7和8中的轴向方向上看到的)，并且它们在圆周方向上的相反侧边缘构成了用于与摆动爪构件24和25的接合爪部分24c和25c接合的接合表面。

摆动爪构件24和摆动爪构件25的接合爪部分24c和25c处于相互面对的位置，并且摆动爪构件24适合于在从动变速齿轮(n)(和副齿轮轴12)的旋转方向上与接合突起31抵靠并接合，而摆动爪构件25适合于在从动变速齿轮(n)的反转方向上与接合突起31抵靠并接合。

顺便提及，摆动爪构件24不在从动变速齿轮(n)的反转方向上与接合突起31接合，即使它的接合爪部分24c向外伸出。类似地，摆动爪构件25不在从动变速齿轮(n)的旋转方向上与接合突起31接合，即使它的接合爪部分25c向外伸出。

实际中，按照以下方式执行将接合装置20等组装到副齿轮轴12中并且安装五个从动变速齿轮(n)的过程。

首先，如上所述，把以图11所示状态被组装在一起的控制杆51、凸轮杆21与22和空动机构52与53插入到副齿轮轴12中，同时初步地将销构件23插入到销孔12h中。然后竖立起该组件，使其左侧部分向上。

然后，首先，如图15中的实线所示，将右端支承环构件13装配在中心圆柱形部分12a的下端(右端)上，并且把用于第一从动变速齿轮n1的接合装置20(摆动爪构件24、25、枢轴销26和扭力盘簧27)插入到位。接着，从上方装配第一从动变速齿轮n1以安装到位，使得第一从动变速齿轮n1的突起30抵靠在支承环构件13上并且凹口与支承环构件13接合。之后，从上方装配第二支承环构件13以与第一从动变速齿轮n1的凹口接合，这样，从外部将第二支承环构件13在中心齿轮轴12上安装到位，并且在轴向方向上将第一从动变速齿轮n1支承在适当的位置。

接着，将用于第三从动变速齿轮n3的接合装置20插入到位，将第三从动变速齿轮n3安装到位，并且然后，重复所述过程以顺序地将剩余的第五，第四和第二从动变速齿轮n5、n4、n2安装到各自的位置中，最后从外部安装第六支承环构件13。

在五个从动变速齿轮(n)被如上那样安装在副齿轮轴12上的状态下，副齿轮轴12被可旋转地支承在附接到左侧发动机箱1L和右侧发动机箱11R的侧壁上的左轴承7L和右轴承7R中，以便通过挡圈构件14L和14R而被夹在左轴承7L和右轴承7R之间，如图1所示。这样，五个从动变速齿轮(n)和六个支承环构件13按交替设置的方式从左右侧被夹紧并且正确地轴向定位。

支承环构件13可以承受与从动变速齿轮(n)有关的轴向力，并且因此可以确保从动变速齿轮(n)在轴向方向上的定位并承受来自从动变速齿轮(n)的推力。

按这种方式，第一、第三、第五、第四和第二从动变速齿轮n1、n3、n5、n4、n2通过支承环构件13而被可旋转地支承在副齿轮轴12上。

因为第一和第二凸轮杆21和22各自处于空档位置，所以所有的从动变速齿轮(n)处于分离状态，其中，由于相应的接合装置20的第一和第二凸轮杆21和22的移动位置，销构件23伸出以从内部上推摆动爪构件24和25的销邻接部分24p和25p并且允许接合爪部分24c和25c向内摆动；并且因此，所有的从动变速齿轮(n)可相对于副齿轮轴12自由地转动。

另一方面，在接合状态中，其中，由于接合装置20的凸轮杆21和22的移动位置(除空档位置之外的位置)，销构件23进入凸轮槽21v和22v中，并且摆动爪构件24和25摆动以使接合爪部分24c和25c向外伸出，并且相关的从动变速齿轮(n)的接合突起31抵靠在接合爪部分24c和25c上。这样，相关的从动变速齿轮(n)的转动被传递给副齿轮轴12，或者副齿轮轴12的转动被传递给相关的从动变速齿轮(n)。

当驱动上述换档驱动装置50的换档驱动电动机60并且槽轮式驱动齿轮62转一周时，通过1/6周槽轮式间歇机构来使换档鼓65转60度，并且与换档鼓65中的导向槽65v接合的导向销76被引导以使与导向销76一体的控制杆操作部件70在轴向方向上移动预定量。

通过两个滚珠轴承71，控制杆操作部件70使控制杆51一起在轴向方向上移动所述预定量。通过空动机构52和53的弹簧52s和53s，控制杆51在轴向方向上的移动使第一和第二凸轮杆21和22一同在轴向方向上移动。

随着第一和第二凸轮杆21和22在轴向方向上的移动，与接合装置20中的第一和第二凸轮杆21和22处于滑动接触的销构件23移入或者移出凸轮槽21v和22v以使摆动爪构件24和25摆动，使得摆动爪构件24和25与一个从动变速齿轮(n)分离并且与另一个从动变速齿轮(n)接合，这样，与副齿轮轴12接合的从动变速齿轮(n)被变换，即，实现了换档。

尽管采用了进行换档的换档驱动电动机60来作为换档驱动装置，但也可以采用这样的机构，其中，驾驶者操作变速杆等来使缆绳进退，这样，通过槽轮式间歇机构等的功能使换档鼓转动，从而实现换档。

现在，以下将参照图16到21来描述在通过驱动内燃机加速时从第一档位速度状态到第二档位速度状态的升档过程，第二档位速度状态的减速比比第一档位速度状态低一级。

图16到21示出了随时间的变化，并且在每个附图中，(a)是显示副齿轮轴12及其周围元件结构的剖视图，(b)是沿(a)的线b-b截取的剖视图(第二从动变速齿轮n2的剖视图)，并且(c)是沿(a)的线c-c截取的剖视图(第一从动变速齿轮n1的剖视图)。

内燃机的原动力通过摩擦离合器5被传递给主齿轮轴11，这样，使第一、第三、第五、第四和第二驱动变速齿轮m1、m3、m5、m4、m2作为一个整体转动，并且分别与它们恒定地啮合的第一、第三、第五、第四和第二从动变速齿轮n1、n3、n5、n4、n2从而按相应的转速转动。

图16示出了第一档位速度状态。在图16(b)中，第二从动变速齿轮n2按箭头方向转动，并且在图16(c)中，第一从动变速齿轮n1按箭头方向转动。在该情况下，第二从动变速齿轮n2以比第一从动变速齿轮n1更高的速度转动。

只有与第一从动变速齿轮n1相应的接合装置20的销构件23接合到第一和第二凸轮杆21和22的凸轮槽21v和22v中，使得该接合装置20的摆动爪构件24和25径向向外地伸出它们的接合爪部分24c和25c，并且转动的第一从动变速齿轮n1的接合突起31与摆动爪构件25的接合爪部分25c接合(参见图16(c))，这样，副齿轮轴12与第一从动变速齿轮n1一起按与第一从动变速齿轮n1的转速相同的转速转动。

在图16到24中，有效地传递原动力的摆动爪构件24与25和接合突起31用交叉阴影线表示。

在该第一档位速度状态中，与第二从动变速齿轮n2相应的接合装置20的销构件23已经从第一和第二凸轮杆21和22的凸轮槽21v和22v中移出以向外伸出，并且使该接合装置20的摆动爪构件24和25向内缩回它们的接合爪部分24c和25c，从而使第二从动变速齿轮n2处于空转。

其他的第三、第四和第五从动变速齿轮n3、n4、n5类似地处于空转(参见图16(b))。

当换档驱动电动机60运转以换档成第二档位速度并且控制杆操作部件70在轴向方向上向右移动时，控制杆操作部件70操作以通过空动机构52和53的弹簧52s和53s而使第一和第二凸轮杆21和22在轴向方向上向右移动。

参见图17，对于第一凸轮杆21来说，通过销构件23操作的摆动爪构件24不与第一从动变速齿轮n1的接合突起31接合，并且因此第一凸轮杆21以很小的阻力移动，以便使已经与凸轮槽21v接合的销构件23从凸轮槽21v中移出并且向外伸出，这样，摆动爪构件24摆动并且接合爪部分24c向内缩回(参见图17(c))。

另一方面，对于第二凸轮杆22来说，通过销构件23操作的摆动爪构件25与第一从动变速齿轮n1的接合突起31接合并且从第一从动变速齿轮n1接收原动力，从而在使摆动爪构件25摆动以使其分离时施加相当大的摩擦阻力。因此，即使第二凸轮杆22被空动机构53的弹簧53s的作用力移动以推动销构件23沿凸轮槽22v的倾斜侧面向外伸出，也不可能上推并且摆动所述摆动爪构件25。因此，凸轮杆22停止在这样的状态中，其中，销构件23即将沿凸轮槽22v的倾斜侧面向外移动，并且保持接合不被释放(参见图17(c))。

对于第二从动变速齿轮n2来说，在图17所示的状态中，销构件23不与第一凸轮杆21中的凸轮槽21v接合，以便摆动爪构件25无变化，并且摆动爪构件24也无变化，因为第二凸轮杆22处于静止(参见图17(b))。

当控制杆操作部件70在第二凸轮杆22处于静止的状态下被进一步向右移动时，第一凸轮杆21也被向右移动。结果，参见图18，对于第一从动变速齿轮n1来说，销构件23从第一凸轮杆21的凸轮槽21v中移出并且向外伸出，以便摆动所述摆动爪构件24以将接合爪部分24c完全缩回到内侧(参见图18(c))。对于第二从动变速齿轮n2来说，销构件23进入第一凸轮杆21的凸轮槽21v中，并且摆动爪构件25被扭力盘簧27的推力和它们的接合爪部分25c的离心力摆动，以向外伸出接合爪部分25c(参见图18(b))。

然后，正在以比与第一从动变速齿轮n1一起转动的副齿轮轴12速度更高的速度转动的第二从动变速齿轮n2的接合突起31与摆动爪构件25向外伸出的接合爪部分25c咬合并且抵靠(参见图19(b))。

在该情况下，参见图19(b)和19(c)，存在这样的时刻，在该时刻，第二从动变速齿轮n2的接合突起31和第一从动变速齿轮n1的接合突起31同时抵靠在相应的摆动爪构件25和25的接合爪部分25c和25c上。

因此，在该时刻一过之后，通过以较高速度转动的第二从动变速齿轮n2来使副齿轮轴12按与第二从动变速齿轮n2的转速相同的转速来开始转动(参见图20(b))，而摆动爪构件25的接合爪部分25c从第一从动变速齿轮n1的接合突起31上分开(参见图20(c))，这样，执行从第一档位速度到第二档位速度的实际升档。

尽管控制杆操作部件70的移动在此刻结束，但换档操作还继续。随着摆动爪构件25的接合爪部分25c与第一从动变速齿轮n1的接合突起31分开，消除了固定摆动爪构件25的摩擦阻力。因此，已经被空动机构53的弹簧53s推动的第二凸轮杆22向右移动，并且已经与凸轮槽22v接合的销构件23开始从凸轮槽22v中移出以摆动所述摆动爪构件25，从而向内缩回接合爪部分25c(参见图20(c))。

然后，随着第二凸轮杆进一步向右移动，用于第一从动变速齿轮n1的销构件23从凸轮槽22v中移出，以便摆动爪构件25的接合爪部分25c完全缩回到内侧(参见图21(c))。此外，对于第二从动变速齿轮n2，销构件23进入凸轮槽22v中，并且摆动爪构件24被扭力盘簧27的推力和摆动爪构件24的接合爪部分24c的离心力摆动，以向外伸出接合爪部分24c(参见图21(b))。

在该状态中，完成从第一档位速度到第二档位速度的换档操作。

按照上述方式来执行从第一档位速度状态到第二档位速度状态的升档过程，第二档位速度状态的减速比比第一档位速度状态低一级。也就是说，在图19所示状态中，其中，第一从动变速齿轮n1的接合突起31抵靠并且接合摆动爪构件25的接合爪部分25c，以使副齿轮轴12按和第一从动变速齿轮n1的速度相同的速度转动，按更高速度转动的第二从动变速齿轮n2的接合突起31咬合并且抵靠摆动爪构件25的接合爪部分25c，这样，副齿轮轴12和第二从动变速齿轮n2一起以更高速度转动，并且实现换档。因此，摆动爪构件25的接合爪部分25c被容易地从第一从动变速齿轮n1的接合突起31上分开，并且从而平稳地释放接合。因此，不需要力来释放接合，并且可以实现平稳运转和平稳升档。

类似地，还可以平稳地执行从第二到第三档位速度的升档、从第三到第四档位速度的升档和从第四到第五档位速度的升档。具体地说，在这些升档中，在一个从动变速齿轮(n)与摆动爪构件24处于接合的状态中，减速比比所述一个从动变速齿轮(n)低一级的另一个从动变速齿轮(n)与摆动爪构件24接合，以进行升档。因此，不需要力来释放所述接合，确保了平稳的操作，并且不需要用于换档的离合器。另外，在升档时完全不存在变换时间的损失，避免了驱动力的损失，换档震动小，并且可以实现平稳升档。

例如，在第一档位速度状态中，如图16(c)所示，摆动爪构件25与第一从动变速齿轮n1的接合突起31接合，并且同时，摆动爪构件24的接合爪部分24c在接合突起31附近处于可接合状态。

因此，当由于车辆减速而使驱动力从后轮施加到副齿轮轴12上并且因此改变驱动力方向时，第一从动变速齿轮n1的接合突起31的接合迅速地从与摆动爪构件25的接合切换为与摆动爪构件24的接合，这样可以平稳地交接并维持接合。

此外，在从第一到第二档位速度的升档情况中，在第二从动变速齿轮n2的接合突起31与摆动爪构件25接合之前，用于第一从动变速齿轮n1的摆动爪构件24的接合爪部分24c从可接合状态向内缩回。因此，这些摆动爪构件24不会阻碍换档(参见图19(c))，并且执行平稳和可靠的接合和分离。

现在，以下将参照图22到24来描述从第二档位速度状态到第一档位速度状态的降档过程，在车辆减速时第一档位速度状态的减速比比第二档位速度状态高一级。

图22示出了刚好在从第二档位速度状态减速之后的状态。

由于减速，驱动力从后轮向副齿轮轴12施加。因此，如图22(b)所示，已经处于可接合状态的摆动爪构件24的接合爪部分24c移动到与转速降低的第二从动变速齿轮n2的接合突起31接合，以便副齿轮轴12的转动动力被传递给第二从动变速齿轮n2。换句话说，采用了所谓的发动机制动。

当在该状态下为了降档到第一档位速度而驱动换档驱动电动机60使得控制杆操作部件70在轴向方向上向左移动时，控制杆操作部件70通过空动机构52和53的弹簧52s和53s推动第一和第二凸轮杆21和22在轴向方向上向左移动。然而，因为通过销构件23操作的摆动爪构件24与第二从动变速齿轮n2的接合突起31接合，所以第二凸轮杆22接收来自第二从动变速齿轮n2的动力，从而在摆动所述摆动爪构件24以使其分离时存在相当大的摩擦阻力。因此，第二凸轮杆22在销构件23即将沿凸轮槽22v的倾斜侧面向外移动的时刻停止，以使这些摆动爪构件24的接合维持不释放。

另一方面，因为通过销构件23操作的摆动爪构件25与第二从动变速齿轮n2的接合突起31不处于接合，所以第一凸轮杆21以很小的阻力向左移动，使得已经与第一凸轮杆21的凸轮槽21v接合的销构件23从凸轮槽21v移出并且向外伸出以摆动所述摆动爪构件25，从而向内缩回接合爪部分25c(参见图23(b))。

此外，对于第一从动变速齿轮n1来说，第一凸轮杆21向左的移动促使销构件23进入第一凸轮杆21的凸轮槽21v中，使得摆动爪构件24被扭力盘簧27的推力和它们的接合爪部分24c的离心力摆动，以便向外伸出接合爪部分24c(参见图23(c))。

然后，当摆动爪构件24与副齿轮轴12一起转动以咬合并抵靠第一从动变速齿轮n1的接合突起31时，存在这样的时刻，在该时刻，第二从动变速齿轮n2的接合突起31和第一从动变速齿轮n1的接合突起31同时抵靠在相应的摆动爪构件24和25的接合突起24c和25c上，如图23(b)和23(c)所示。

在该时刻一过之后并且然后，与以较低速度转动的第一从动变速齿轮n1的接合生效，而与第二从动变速齿轮n2的接合被释放，这样，执行从第二到第一档位速度的降档。

当控制杆操作部件70的移动在此刻结束时，换档操作还继续。随着第二从动变速齿轮n2的接合突起31与摆动爪构件24的接合被释放，消除了固定摆动爪构件24的摩擦阻力。因此，已经被空动机构53的弹簧53s推动的第二凸轮杆22向左侧移动，并且与第二从动变速齿轮n2相关联的并已经与凸轮槽22v接合的销构件23从凸轮槽22v中移出以摆动所述摆动爪构件24，从而向内缩回接合爪部分24c(参见图24(b))。此外，在第一从动变速齿轮n1中，销构件23进入凸轮槽22v中，并且摆动爪构件25被扭力盘簧27的推力和其接合爪部分25c的离心力摆动以向外伸出接合爪部分25c(参见图24(c))。

在该状态中，完成从第二到第一档位速度的换档操作。

从第二档位速度状态到第一档位速度状态的降档过程包括以下操作，第一档位速度状态的减速比比第二档位速度状态高一级。也就是说，在摆动爪构件24的接合爪部分24c抵靠并接合第二从动变速齿轮n2的接合突起31的状态中，如图23所示，摆动爪构件24的接合爪部分24c咬合并抵靠按较低速度转动的第一从动变速齿轮n1的接合突起31，这样，变换接合。因此，第二从动变速齿轮n2的接合突起31与摆动爪构件24的接合爪部分24c的接合被平稳地释放。因此，不需要力来释放接合，确保了平稳操作，并且可以实现平稳降档。

还可以平稳地执行从第五到第四档位速度的降档、从第四到第三档位速度的降档和从第三到第二档位速度的降档。具体地说，在这些降档中，在一个从动变速齿轮(n)与摆动爪构件24处于接合的状态下，减速比比所述一个从动变速齿轮(n)高一级的另一个从动变速齿轮(n)与摆动爪构件24接合，以进行降档。因此，不需要力来释放接合，确保了平稳操作，并且不需要用于换档的离合器。另外，完全不存在用于降档的变换时间的损失，避免了驱动力的损失，换档震动小，并且可以实现平稳降档。

例如，在第二档位速度的状态中，如图22(b)所示，摆动爪构件24与第二从动变速齿轮n2的接合突起31接合，并且同时，摆动爪构件25的接合爪部分25c在接合突起31附近处于可接合状态。

因此，当由于车辆加速从而驱动力从内燃机向第二从动变速齿轮n2施加并且驱动力的方向改变时，第二从动变速齿轮n2的接合突起31的接合被迅速地从与摆动爪构件24的接合切换为与摆动爪构件25的接合，这样，可以平稳地交接并维持接合。

此外，在从第二到第一档位速度的降档情况中，在摆动爪构件24与第一从动变速齿轮n1的接合突起31接合之前，用于第二从动变速齿轮n2的摆动爪构件25的接合爪部分25c从可接合状态向内缩回。因此，这些摆动爪构件25不会阻碍换档(参见图23(b))，并且执行平稳和可靠的接合和分离。

第一凸轮杆21和第二凸轮杆22被轴向地移动以操作为每个从动齿轮(n)设置的摆动爪构件24和25，对于第一凸轮杆21和第二凸轮杆22两者来说，它们的凸轮面(凸轮槽21v、22v)可以全部形成在等同的轴向位置上。因此，凸轮杆的生产是容易的。

然而这里要注意的是，只有空动机构52和53的连接部分是不同的，也就是说，相反地设置在左侧和右侧上。

使用单个第一凸轮杆21或者使用单个第二凸轮杆22能够促使摆动爪构件24和25在第一、第三、第五、第四和第二从动变速齿轮n1、n3、n5、n4、n2中的相邻档位速度之间在旋转方向和反转方向上接合和分离。这能够减少部件的数量，从而简化了结构。另外，可以用少量的部件来有效地执行换档操作。

第一和第二凸轮杆21和22与副齿轮轴12的内部孔的内周表面滑动接触，并且第一和第二凸轮杆21和22的每个具有在轴向间隔开的位置上形成有多个凸轮槽21v和22v的滑动接触表面，通过轴向地移动第一和第二凸轮杆21和22，装配在副齿轮轴12的部分中的销构件23前进/后退，以摆动所述摆动爪构件24和25，从而实现摆动爪构件24和25与从动变速齿轮(n)上的接合突起31的接合/分离。因此，可以通过凸轮杆21和22的少量移动使相关的销构件23前进/后退而切换接合来实现换档。因此，如图1所示，减小了被可旋转地支承在副齿轮轴12上的相邻从动变速齿轮(n)之间的间隔，这样，可以减小多级变速器在轴向方向上的尺寸。

Claims (3)

1.一种多级变速器，其中，

驱动齿轮轴和从动齿轮轴平行地设置；

多个驱动齿轮和多个从动齿轮被分别支承在驱动齿轮轴和从动齿轮轴上，使得驱动齿轮和从动齿轮相互恒定地啮合，以构成用于不同速度的啮合齿轮组合；

驱动齿轮和从动齿轮中的一种齿轮被固定到支承其的齿轮轴上，而支承所述驱动齿轮和从动齿轮中的另一种齿轮的齿轮轴是中空齿轮轴；以及，

所述另一种齿轮各自通过接合装置按可接合和可分离的方式被支承在所述中空齿轮轴上，所述接合装置通过用于换档的换档驱动装置来操作；

所述接合装置包括：

接合部分，所述接合部分设置在所述另一种齿轮的每一个的内周表面上沿圆周方向间隔开的位置处并且具有在圆周方向上的接合表面；

第一接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述另一种齿轮中的第一齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在第一齿轮的旋转方向上相互接合；

第二接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述另一种齿轮中的第二齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在第二齿轮的旋转方向上相互接合，该第二齿轮的减速比比第一齿轮低一级；

第三接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述第一齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在第一齿轮的反转方向上相互接合；

第四接合装置，其设置在所述中空齿轮轴中，以使所述第二齿轮的接合部分和所述中空齿轮轴在第二齿轮的反转方向上相互接合；

第一凸轮杆，所述第一凸轮杆放置成与所述中空齿轮轴的内部孔的内周表面处于滑动接触以便能在轴向方向上移动，并且在所述第一凸轮杆的滑动接触表面中沿轴向间隔开的位置处设置有多个凸轮面，以通过第一凸轮杆移动来操作所述第二接合装置和第三接合装置；以及

第二凸轮杆，所述第二凸轮杆放置成与所述中空齿轮轴的内部孔的内周表面处于滑动接触，以便能在轴向方向上移动，并且在第二凸轮杆的滑动接触表面中沿轴向间隔开的位置处设置有多个凸轮面，以通过第二凸轮杆移动来操作所述第一接合装置和第四接合装置；

所述第一凸轮杆和第二凸轮杆通过所述换档驱动装置来移动，以便进行换档。

2.根据权利要求1所述的多级变速器，其中，所述第一到第四接合装置、第一与第二齿轮和第一与第二凸轮杆是这样关联的：

当所述中空齿轮轴中的第一接合装置与所述第一齿轮的接合部分接合时，所述第三接合装置被保持在与所述第一齿轮的接合部分可接合的状态，并且在从第一齿轮到第二齿轮进行升档的时候，通过移动第一凸轮杆，在第二接合装置与所述第二齿轮的接合部分接合之前，将第三接合装置从与所述第一齿轮的接合部分可接合的状态释放；以及

当所述中空齿轮轴中的第四接合装置与所述第二齿轮的接合部分接合时，所述第二接合装置被保持在与所述第二齿轮的接合部分可接合的状态，并且在从第二齿轮到第一齿轮进行降档的时候，通过移动第二凸轮杆，在第三接合装置与所述第一齿轮的接合部分接合之前，将第二接合装置从与所述第二齿轮的接合部分可接合的状态释放。

3.根据权利要求1或2所述的多级变速器，其中：

所述接合部分是接合突起，该接合突起形成在每个所述另一种齿轮的内周表面上并且具有朝向圆周方向的接合表面；

所述凸轮面各自均为形成在每个凸轮杆的滑动接触表面中的凸轮槽的形式；以及

第一和第二接合装置每个均包括：

销构件，其装配在径向地穿过所述中空齿轮轴的一部分的通孔中，用于在与在轴向方向上移动的第一和第二凸轮杆中之一的滑动接触表面和凸轮槽交替接触时进行前进和后退运动；以及

摆动爪构件，其可摆动地支承在所述中空齿轮轴中，以通过所述销构件的前进和后退运动来摆动，以便与所述接合突起的接合表面接合或分离。

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