CN103104660A - 一种机械动力变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械动力变速器，属于机械动力传送领域。该机械动力变速器在两轴变速器的变速花键轴上与另一固定齿轮轴对应间隔设置有至少一个高速齿轮和一个低速齿轮，所述高速齿轮和低速齿轮分别绕着与变速花键轴垂直方向即周向滑转，所述高速齿轮和低速齿轮作为一对变速齿轮，所述高速齿轮和低速齿轮相对两侧的齿根内侧分别加工有内啮合齿轮或内花键做为内齿副；所述高速齿轮和低速齿轮间设有沿花键轴横向滑动的结合套，所述结合套两头设有外齿副，所述外齿副与所述内齿副相对应。本发明使得换档基本无撞击，不用等待换挡时机，同时结构简单，成本低。

Description

一种机械动力变速器
技术领域
本发明属于机械动力传送领域，涉及一种机械动力变速器。
背景技术
目前机械设施要实现高低档的齿轮变速，通常为解决高低速齿轮的方便啮合，要用同步器之类的附加装置，否则常常造成打齿、撞击，往往还要等待换档时机，造成动力传输中断。特别对目前在我国已是上亿辆的手动档汽车、电动车生手驾驶员来说，不仅因换档造成动力中断，严重影响车速和道路通畅，且因变速器结构复杂，是汽车特别是电动车的一个整车重大系统，成本要占整车的一大部分，大大提高了车重和车价，影响交通与电动车产业发展。
发明内容
为提高车速，降低车价，促进汽车走进更多中低收入家庭，实现电动车产业化，提高国家石油自给，减少废气污染，本发明旨在简化机械变速机构，特别是减少（电动）汽车这种高速运动机械的自重和成本，方便变速，提出如下技术方案：
本发明提供了一种机械动力变速器，在两轴变速器的变速花键轴上与另一固定齿轮轴对应间隔设置有至少一个高速齿轮和至少一个低速齿轮，高速齿轮和低速齿轮分别绕着与变速花键轴垂直方向即周向滑转，高速齿轮和低速齿轮作为一对变速齿轮，高速齿轮和低速齿轮相对两侧的齿根内侧分别加工有内啮合齿轮或内花键作为内齿副；高速齿轮和低速齿轮间设有沿花键轴横向滑动的结合套，所述结合套两头设有外齿副，所述外齿副与所述内齿副相对应；当所述结合套在拨叉或拉索及拉环的作用下沿花键横向滑动至高速齿轮或低速齿轮一侧时，相应的所述结合套一头的外齿副插入相应侧齿轮的内齿副实现变挡。
本发明为一种新型机械动力变速器，用于机械动力传送机构。在本变速器两轴上，一轴上间隔固定着大小不同的高低速齿轮，一级变速用两个齿轮，两级变速用3-4个齿轮，以此类推；在另一变速花键轴上与一轴对应啮合式设置有对相应模数的大小不同、个数相等的高低速齿轮，可以分别绕着变速轴径向转（滑）动，此齿轮俩俩相对的两侧的齿根内侧分别加工有一个内花键渐开线直齿或内花键或经过变数的渐开线直齿做为高低速接合与分离的内齿副；在变速花键轴上两个高低速齿轮间（外花键上）套有可沿花键轴横向滑动的高低速结合套，套两头设有与高低速齿轮两侧的齿根内侧的内花键渐开线直齿或内花键内齿副对应的外花键直齿轮或外花键的外齿副。低速齿轮或花键的内齿副的节圆直径要尽量大，高速齿轮上的外齿副节圆直径要尽量小。高、低速齿轮与高低速结合套的啮合前接触端面，都是圆弧面，以便于啮合插入，而齿轮齿型仍为内外齿副相同的标准的渐开线内外直齿或经过变数的渐开线内外直齿或花键。当高低速结合套位置在高低两齿轮间隔正中时，结合套与高、低速齿轮均不啮合，这时是空挡位置，动力无输出；当高低速结合套在拨叉或拉索的作用下由此横向滑动至高或低速齿轮一侧时，相应的结合套一头的外齿副将插入相应高或低速齿轮一侧的内齿副并相互啮合，实现高或低速的动力转递，实现了变挡。所述的高低速结合套在拨叉或拉索及拉环的作用，是指两挡换档；若为两档以上的多档换档，也可为在多个拨叉或拉索及拉环的相互结合作用；此高低速结合套在拨叉或拉索及拉环的作用，既可手动拉动，也可用电动吸力开关。
由于高低速两齿轮两侧的两个内花键节圆直径之比或结合套两头的两个外花键齿节圆直径之比与高低速两齿轮的齿节圆直径之比近似相等，在高低速转换时大轮转速低，小轮转速高，所以两对内外齿副的线速度非常相近，两对齿轮在分离与啮合时不用等待换档时机或使用同步器，因同时在运动中的两对内外齿副的线速度非常近式相等，基本实现了同步换档。若要进一步实现同步，杜绝打齿，可把花键轴上高速轮内侧的高速内齿副和相应的接合套的高速外齿副的齿数减少，即在齿形不变的情况下把，齿副人工设置为相隔1/2，2/3，3/4的缺齿。
在两轴变速器的变速花键轴上与另一固定齿轮轴对应间隔设置有至少两个高低速齿轮，这些齿轮可以分别绕着与变速花键轴垂直方向即周向滑转，每对相邻齿轮作为一对高低速变速齿轮，其相对两侧的齿根内侧分别加工有做为高低速接合与分离用的内齿副；高低速齿轮间设有可沿花键轴横向滑动的高低速结合套，套两头设有外齿副，与高低速齿轮两侧的齿根内侧的内齿副相对应。当高低速结合套在高低两齿轮间隔正中时，结合套与高、低速齿轮均不啮合，这时是空挡位置，动力无输出；当高低速结合套在拨叉或拉环和了拉索的作用下出由此横向滑动至高或低速齿轮一侧时，相应的结合套一头的外齿副插入相应一侧齿轮的内齿副后，就实现了变挡。由于每对高低速齿轮两侧的两个内花键的齿节圆之比与高低两齿轮的齿轮节圆之比近似为1，两对内外齿副的线速度近似相等，所以换档基本无撞击，不用等待换挡时机。同时结构简单，成本低，可用于电动汽（三轮）车上。
 
附图说明
图1是本发明两档换档的变速器的结构示意图。
图1中， 1为动力输出（入）轴，2为高（低）档轮，3为低（高）档轮，4为动力输入（出）花键轴，5为变速轴高（低）档轮，6为结合套高（低）档轮，7为结合套低（高）档轮，8为变速轴低（高）档轮，51为变速轴高（低）档轮内齿副，61为结合套高（低）档轮外齿副，71为结合套低（高）档轮外齿副，81为变速轴低（高）档轮内齿副，9为动力输入（出）齿轮，10为动力输出（入）齿轮，11为拨叉入口，12外花键，33为高低速结合套。
 
具体实施方式
本发明提供了一种机械动力变速器，在两轴变速器的变速花键轴上与另一固定齿轮轴对应间隔设置有至少一个高速齿轮和至少一个低速齿轮，高速齿轮和低速齿轮分别绕着变速花键轴轴向滑转，高速齿轮和低速齿轮作为一对变速齿轮，高速齿轮和低速齿轮相对两侧的齿根内侧分别加工有内啮合齿轮或内花键作为内齿副；高速齿轮和低速齿轮间设有沿花键轴横向滑动的结合套，所述结合套两头设有外齿副，所述外齿副与所述内齿副相对应；当所述结合套在拨叉或拉索及拉环的作用下沿花键横向滑动至高速齿轮或低速齿轮一侧时，相应的所述结合套一头的外齿副插入相应侧齿轮的内齿副实现变挡。
优选地，所述结合套在拨叉或拉索及拉环的作用下沿花键横向滑动时，所述结合套位于在花键轴上的高速齿轮和低速齿轮的正中间时，所述结合套与高速齿轮和低速齿轮均不啮合。
优选地，花键轴上高速齿轮和低速齿轮相对两侧的两个内齿副或所述结合套两头的两个外齿副的节圆的直径之比，与高速齿轮和低速齿轮的齿节圆的直径之比近似相等。
优选地，所述外齿副为外花键；高速齿轮和低速齿轮两侧的两个内花键与所述结合套两头的两个外花键，分别为两两对应的渐开线直齿或经过变数的渐开线直齿或渐开线花键。
优选地，在变速器实现变速的两轴上，固定齿轮轴上间隔固定着高速齿轮和低速齿轮，其齿轮个数在3个以上，两两构成一对高低速齿轮，其中一个齿轮在换档时承担着高档轮或低档轮的功能；在变速花键轴上对应啮合式设置的低速齿轮和高速齿轮，高速齿轮和低速齿轮个数在3个以上，高速齿轮和低速齿轮间的结合套在两个以上。
优选地，所述结合套在拨叉或拉索及拉环作用，为所述接合套在多个拨叉或拉索及拉环的相互结合作用。
优选地，拨叉或拉索及拉环通过手动拉动或通过电动吸力开关拉动。
优选地，高速齿轮和低速齿轮的内齿副与所述结合套上的外齿副啮合前的接触面是圆弧面。
优选地，花键轴上高速轮内侧的内齿副和相应的接合套的外齿副的齿数在齿形不变的情况下设置为1/2、2/3或3/4的缺齿或齿形短缺。
参见图1，本发明是在普通机械变速箱的基础上所作的改进,图中省略了部分减速器结构和动力与作功部分，仅画出了变速器两轴，其一轴1上间隔固定着大小不同的齿轮2和3，与齿轮2、3对应啮合的齿轮5和8轴向固定在动力输入（出）花键轴4上，并能在花键轴4上周向转（滑）动，此对齿轮相对两侧的齿根内侧分别加工有一个内花键渐开线直齿或内花键做为高低速接合与分离的内齿副51和81；在动力输入（出）花键轴4上齿轮5和8间的外花键12上套有可沿花键轴4横向滑动的高低速结合套33，套两头设有渐开线外花键直齿轮或外花键的外齿副61和71，与高低速齿轮两侧的齿根内侧的内花键渐开线直齿或内花键内齿副51和81相对应，内外齿副51、61的圆直径要尽量大，内外齿副71、81的圆直径要尽量小，以实现同在运动中的两对内外齿副的线速度（角速度乘于转速）非常相近，。高、低速齿轮与高低速结合套的啮合接触端面，都是圆弧面，以便于啮合插入，而齿轮齿型仍为内外齿副相同的标准的渐开线内外直齿或花键。当高低速结合套33位置在齿轮5、8正中间时，结合套与高、低速齿轮均不啮合，这时是空挡位置，动力无输出；当高低速结合套33在拨叉或拉索的作用下由此横向滑动至高或低速齿轮一侧时，相应的结合套一头的外齿副将插入相应高或低速齿轮一侧的内齿副并相互啮合，实现高或低速的动力转递，实现了变挡。所述的高低速结合套在拨叉或拉索及拉环的作用，是指两挡换档，若为两档以上的多档换档，也可为在多个拨叉或拉索及拉环的相互结合作用；此高低速结合套在拨叉或拉索及拉环的作用，既可手动拉动，也可用电动吸力开关。
由于高低速两齿轮两侧的两个内花键51、81圆直径之比51/81或结合套两头的两个外花键齿61、71圆直径之比61/71同高速齿轮5与低速齿轮8的齿轮圆直径之比5/8非常相近，在高低速转换时，由于输出轴反向带动的大轮5和小轮8都在转，且大轮5转速低，小轮8转速高，所以同在运动中的两对内外齿副的线速度（角速度乘于转速）非常相近，基本实现了同步换档。

Claims (9)

1.一种机械动力变速器，其特征在于：在两轴变速器的变速花键轴上与另一固定齿轮轴对应间隔设置有至少一个高速齿轮和至少一个低速齿轮，高速齿轮和低速齿轮分别绕着与变速花键轴垂直方向滑转，高速齿轮和低速齿轮作为一对变速齿轮，高速齿轮和低速齿轮相对两侧的齿根内侧分别加工有内啮合齿轮或内花键作为内齿副；高速齿轮和低速齿轮间设有沿花键轴横向滑动的结合套，所述结合套两头设有外齿副，所述外齿副与所述内齿副相对应；当所述结合套在拨叉或拉索及拉环的作用下沿花键横向滑动至高速齿轮或低速齿轮一侧时，相应的所述结合套一头的外齿副插入相应侧齿轮的内齿副实现变挡。
2.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：所述结合套在拨叉或拉索及拉环的作用下沿花键横向滑动时，所述结合套位于在花键轴上的高速齿轮和低速齿轮的正中间时，所述结合套与高速齿轮和低速齿轮均不啮合。
3.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：花键轴上高速齿轮和低速齿轮相对两侧的两个内齿副或所述结合套两头的两个外齿副的节圆的直径之比，与高速齿轮和低速齿轮的齿节圆的直径之比近似相等。
4.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：所述外齿副为外花键；高速齿轮和低速齿轮两侧的两个内花键与所述结合套两头的两个外花键，分别为两两对应的渐开线直齿或经过变数的渐开线直齿或渐开线花键。
5.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：在变速器实现变速的两轴上，固定齿轮轴上间隔固定着高速齿轮和低速齿轮，其齿轮个数在3个以上，两两构成一对高低速齿轮，其中一个齿轮在换档时承担着高档轮或低档轮的功能；在变速花键轴上对应啮合式设置的低速齿轮和高速齿轮，高速齿轮和低速齿轮个数在3个以上，高速齿轮和低速齿轮间的结合套在两个以上。
6.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：所述结合套在拨叉或拉索及拉环作用，为所述接合套在多个拨叉或拉索及拉环的相互结合作用。
7.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：拨叉或拉索及拉环通过手动拉动或通过电动吸力开关拉动。
8.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：高速齿轮和低速齿轮的内齿副与所述结合套上的外齿副啮合前的接触面是圆弧面。
9.根据权利要求1所述的机械动力变速器，其特征在于：花键轴上高速轮内侧的内齿副和相应的接合套的外齿副的齿数在齿形不变的情况下设置为1/2、2/3或3/4的缺齿或齿形短缺。
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Patentee after: SHIJIAZHUANG YUMING ELECTRIC POWER VEHICLE DEVELOPMENT CO.,LTD.

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Patentee before: Liu Peisheng

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Patentee after: Suzhou yumingxin Electric Power Technology Development Co.,Ltd.

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Patentee before: SHIJIAZHUANG YUMING ELECTRIC POWER VEHICLE DEVELOPMENT CO.,LTD.

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