CN103527725A - 旋转式换档变速器 - Google Patents

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Abstract

旋转式换档变速器，包括一套被动变速轮系统和一套主动轮系统，被动变速轮系统由多级与被动轴齿轮相啮合的变速被动轮组成，这些变速被动轮绕被动轴成逐渐散开的螺旋线分布，主动轮系统由一根主动轴及安装在主动轴上与主动轴同轴心的并与变速被动轮级数相对应的多级主动轮组成，主动轴与被动轴成30°~90°夹角；其特征在于：被动轴外齿轮与多级变速被动轮相啮合，这些变速被动轮的直径大小不一样，且被动变速轮圆心绕被动轴成逐渐散开的螺旋线分布，所有被动变速轮与其被动变速轮轴之间由轴承相连；与多级被动变速轮相对应的有多级主动轮，多级主动轮与主动轴为固定连接，所有被动变速轮的外齿轮、主动轮的外齿轮、被动轴的外齿轮的齿轮模数相同。

Description

旋转式换档变速器
技术领域
本发明涉及旋转式换档变速器，适用于所有汽车的手动变速系统，属于汽车变速箱科技领域。
背景技术
现代汽车工业发展突飞猛进，而且自动变速汽车也越来越受人喜爱，但手动变速汽车还是有其较大的优点：省油、在下坡时利用档位控制速度比较安全，但汽车的手动换档方式已经历了多年不变的状态，而且这种变速箱具有体积较大、结构复杂等缺点，本发明就是争对这些缺点发明的结构简单、体积较小、操作简易的变速箱与换档器为一体的旋转式换档变速器。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、体积较小、操作简易的变速箱与换档器为一体的旋转式换档变速器。
旋转式换档变速器，包括一套被动变速轮系统和一套主动轮系统，被动变速轮系统由多级与被动轴齿轮相啮合的被动变速轮组成，这些被动变速轮绕被动轴成逐渐散开的螺旋线分布，主动轮系统由一根主动轴及安装在主动轴上与主动轴同轴心的并与被动变速轮级数相对应的多级主动轮组成，主动轴与被动轴成30°~90°夹角；其特征在于：
1、被动变速轮系统的被动轴为变速器的输出轴，被动轴外齿轮与多级被动变速轮相啮合，这些被动变速轮的直径大小不一样，且被动变速轮圆心绕被动轴成逐渐散开的螺旋线分布，即越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板的被动变速轮其被动变速轮圆心离被动轴越远，其被动变速轮的直径也越大，所有被动变速轮轴两端均固定在被动变速轮轴固定锥体底板与被动变速轮轴固定锥体顶板上，越靠近被动变速轮轴固定锥体底板的被动变速轮，变速后使被动轴输出的旋转速度越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板的被动变速轮，变速后使被动轴输出的旋转速度越小，最靠近被动变速轮轴固定锥体顶板的被动变速轮由两个相啮合的被动变速轮组成，以使通过该被动变速轮组变速后使被动轴输出的旋转与主动轴输入的旋转方向相反，即该级变速为倒档；所有被动变速轮与其被动变速轮轴之间由轴承相连；被动轴穿过被动变速轮轴固定锥体底板的圆心并穿过被动变速轮轴固定锥体顶板的圆心，被动轴与被动变速轮轴固定锥体底板和被动变速轮轴固定锥体顶板不相接触；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的圆周方向拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆，使被动变速轮轴固定锥体及其被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，绕被动变速轮轴固定锥体的轴心线即被动轴的轴心线旋转，当被动变速轮轴固定锥体旋转到不同的转角时，使被动变速轮轴固定锥体内的各级被动变速轮的外齿轮，能与同级的主动轮外齿轮相啮合，从而使主动轮的旋转动力能传递到该级被动变速轮，并通过该级被动变速轮将旋转动力传递到被动轴输出；被动轴输出的旋转角速度与主动轴输入的旋转角速度的比值是由被动变速轮的直径和与该级被动变速轮相对应的主动轮的直径的比值决定；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的轴心线方向左右拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆，使被动变速轮轴固定锥体及被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，做顺着被动轴的轴心线方向移动；当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆向左拨动时，被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮均远离相对应的同级主动轮，并使被动变速轮轴固定锥体旋转时，所有被动变速轮不再与任何主动轮相接触，此时档位处于空档；然后，将被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆向右拨动，使被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮回位，就能在被动变速轮轴固定锥体旋转到相应的角度时，使各级被动变速轮与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力。
2、与多级被动变速轮相对应的有多级主动轮，多级主动轮与主动轴为固定连接，即主动轴旋转带动所有的主动轮同角速度旋转，各级主动轮的大小由该级的被动轴与主动轴的设计速度比、和该级的被动变速轮与被动轴的啮合点到该级主动轮与主动轴的连接处、并与该级的被动变速轮与被动轴的啮合点最短距离点之间的距离决定，这个距离等于被动变速轮的直径与相应的同级主动轮的半径之和；越靠近被动变速轮轴固定锥体底板的被动变速轮对应的同级主动轮直径越大，其输出的旋转线速度越大，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴输出的旋转角速度也越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板的被动变速轮对应的同级主动轮直径越小，其输出的旋转线速度越小，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴输出的旋转角速度也越小。
3、被动变速轮轴固定锥体底板为被动变速轮轴固定锥体的锥底，被动变速轮轴固定锥体顶板为被动变速轮轴固定锥体的锥顶，被动变速轮轴固定锥体的锥底直径比被动变速轮轴固定锥体的锥顶直径大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板，主动轴与被动轴之间的距离越近。
4、所有被动变速轮的外齿轮、主动轮的外齿轮、被动轴的外齿轮的齿轮模数相同，并且均能完全相啮合。
5、各级被动变速轮都有一部分齿轮露在被动变速轮轴固定锥体锥筒之外，当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆拨动被动变速轮轴固定锥体旋转时，露在被动变速轮轴固定锥体锥筒之外的齿轮可以与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力。
6、主动轴17上安装的多级主动轮的级数及与其相对应的被动变速轮的级数，理论上可以是无数级，实际使用中可以达到十几级。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、与现有的变速箱相比，本发明的结构简单、体积较小、操作简易。
2、本发明的变速箱与换档器为一体式，这样的结构对应用于自动变速系统将有较大的优势。
附图说明
图1是本发明实施例的剖面示意图；
图2是图1所示实施例中被动变速轮系统的投影示意图；
图3是图1所示实施例中N放大示意图。
图1-3中：1、被动轴    2、被动变速轮轴固定锥体底板     3、三级被动变速轮轴     4、被动变速轮轴固定锥体锥筒     5、四级外被动变速轮轴     6、四级内被动变速轮轴     7、一级被动变速轮     8、一级被动变速轮轴     9、一级主动轮     10、二级被动变速轮轴     11、二级主动轮    12、三级主动轮     13、四级外被动变速轮     14、四级主动轮     15、四级内被动变速轮   16、被动变速轮轴固定锥体顶板     17、主动轴   18、三级被动变速轮     19、二级被动变速轮     20、被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆 。
体实施方式
在图1—3所示的实施例中：旋转式换档变速器，包括一套被动变速轮系统和一套主动轮系统，被动变速轮系统由多级与被动轴1齿轮相啮合的被动变速轮组成，这些被动变速轮绕被动轴1成逐渐散开的螺旋线分布，主动轮系统由一根主动轴17及安装在主动轴17上与主动轴17同轴心的并与被动变速轮级数相对应的多级主动轮组成，主动轴17与被动轴1成   30°~90°夹角；其特征在于：被动变速轮系统的被动轴1为变速器的输出轴，被动轴1外齿轮与多级被动变速轮相啮合，这些被动变速轮的直径大小不一样，且被动变速轮圆心绕被动轴1成逐渐散开的螺旋线分布，即越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板16的被动变速轮其被动变速轮圆心离被动轴1越远，其被动变速轮的直径也越大，所有被动变速轮轴两端均固定在被动变速轮轴固定锥体底板2与被动变速轮轴固定锥体顶板16上，越靠近被动变速轮轴固定锥体底板2的被动变速轮，变速后使被动轴1输出的旋转速度越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板16的被动变速轮，变速后使被动轴1输出的旋转速度越小，最靠近被动变速轮轴固定锥体顶板16的被动变速轮由两个相啮合的被动变速轮组成，以使通过该被动变速轮组变速后使被动轴1输出的旋转与主动轴17输入的旋转方向相反，即该级变速为倒档；所有被动变速轮与其被动变速轮轴之间由轴承相连；被动轴1穿过被动变速轮轴固定锥体底板2的圆心并穿过被动变速轮轴固定锥体顶板16的圆心，被动轴1与被动变速轮轴固定锥体底板2和被动变速轮轴固定锥体顶板16不相接触；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的圆周方向拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆20，使被动变速轮轴固定锥体及其被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，绕被动变速轮轴固定锥体的轴心线即被动轴1的轴心线旋转，当被动变速轮轴固定锥体旋转到不同的转角时，使被动变速轮轴固定锥体内的各级被动变速轮的外齿轮，能与同级的主动轮外齿轮相啮合，从而使主动轮的旋转动力能传递到该级被动变速轮，并通过该级被动变速轮将旋转动力传递到被动轴1输出；被动轴1输出的旋转角速度与主动轴17输入的旋转角速度的比值是由被动变速轮的直径和与该级被动变速轮相对应的主动轮的直径的比值决定；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的轴心线方向左右拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆20，使被动变速轮轴固定锥体及被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，做顺着被动轴1的轴心线方向移动；当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆20向左拨动时，被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮均远离相对应的同级主动轮，并使被动变速轮轴固定锥体旋转时，所有被动变速轮不再与任何主动轮相接触，此时档位处于空档；然后，将被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆20向右拨动，使被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮回位，就能在被动变速轮轴固定锥体旋转到相应的角度时，使各级被动变速轮与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力。
与多级被动变速轮相对应的有多级主动轮，多级主动轮与主动轴17为固定连接，即主动轴17旋转带动所有的主动轮同角速度旋转，各级主动轮的大小由该级的被动轴1与主动轴17的设计速度比、和该级的被动变速轮与被动轴1的啮合点到该级主动轮与主动轴17的连接处、并与该级的被动变速轮与被动轴1的啮合点最短距离点之间的距离决定，这个距离等于被动变速轮的直径与相应的同级主动轮的半径之和；越靠近被动变速轮轴固定锥体底板2的被动变速轮对应的同级主动轮直径越大，其输出的旋转线速度越大，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴1输出的旋转角速度也越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板16的被动变速轮对应的同级主动轮直径越小，其输出的旋转线速度越小，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴1输出的旋转角速度也越小。
被动变速轮轴固定锥体底板2为被动变速轮轴固定锥体的锥底，被动变速轮轴固定锥体顶板16为被动变速轮轴固定锥体的锥顶，被动变速轮轴固定锥体的锥底直径比被动变速轮轴固定锥体的锥顶直径大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板16，主动轴与被动轴之间的距离越近。
所有被动变速轮的外齿轮、主动轮的外齿轮、被动轴1的外齿轮的齿轮模数相同，并且均能完全相啮合。
各级被动变速轮都有一部分齿轮露在被动变速轮轴固定锥体锥筒4之外，当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆20拨动被动变速轮轴固定锥体旋转时，露在被动变速轮轴固定锥体锥筒4之外的齿轮可以与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力。
主动轴17上安装的多级主动轮的级数及与其相对应的被动变速轮的级数，理论上可以是无数级，实际使用中可以达到十几级。

Claims (5)

1.旋转式换档变速器，包括一套被动变速轮系统和一套主动轮系统，被动变速轮系统由多级与被动轴（1）齿轮相啮合的被动变速轮组成，这些被动变速轮绕被动轴（1）成逐渐散开的螺旋线分布，主动轮系统由一根主动轴（17）及安装在主动轴（17）上与主动轴（17）同轴心的并与被动变速轮级数相对应的多级主动轮组成，主动轴（17）与被动轴（1）成30°~90°夹角；其特征在于：被动变速轮系统的被动轴（1）为变速器的输出轴，被动轴（1）外齿轮与多级被动变速轮相啮合，这些被动变速轮的直径大小不一样，且被动变速轮圆心绕被动轴（1）成逐渐散开的螺旋线分布，即越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板（16）的被动变速轮其被动变速轮圆心离被动轴（1）越远，其被动变速轮的直径也越大，所有被动变速轮轴两端均固定在被动变速轮轴固定锥体底板（2）与被动变速轮轴固定锥体顶板（16）上，越靠近被动变速轮轴固定锥体底板（2）的被动变速轮，变速后使被动轴（1）输出的旋转速度越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板（16）的被动变速轮，变速后使被动轴（1）输出的旋转速度越小，最靠近被动变速轮轴固定锥体顶板（16）的被动变速轮由两个相啮合的被动变速轮组成，以使通过该被动变速轮组变速后使被动轴（1）输出的旋转与主动轴（17）输入的旋转方向相反，即该级变速为倒档；所有被动变速轮与其被动变速轮轴之间由轴承相连；被动轴（1）穿过被动变速轮轴固定锥体底板（2）的圆心并穿过被动变速轮轴固定锥体顶板（16）的圆心，被动轴（1）与被动变速轮轴固定锥体底板（2）和被动变速轮轴固定锥体顶板（16）不相接触；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的圆周方向拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆（20），使被动变速轮轴固定锥体及其被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，绕被动变速轮轴固定锥体的轴心线即被动轴（1）的轴心线旋转，当被动变速轮轴固定锥体旋转到不同的转角时，使被动变速轮轴固定锥体内的各级被动变速轮的外齿轮，能与同级的主动轮外齿轮相啮合，从而使主动轮的旋转动力能传递到该级被动变速轮，并通过该级被动变速轮将旋转动力传递到被动轴（1）输出；被动轴（1）输出的旋转角速度与主动轴（17）输入的旋转角速度的比值是由被动变速轮的直径和与该级被动变速轮相对应的主动轮的直径的比值决定；通过顺着被动变速轮轴固定锥体的轴心线方向左右拨动被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆（20），使被动变速轮轴固定锥体及被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮，做顺着被动轴（1）的轴心线方向移动；当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆（20）向左拨动时，被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮均远离相对应的同级主动轮，并使被动变速轮轴固定锥体旋转时，所有被动变速轮不再与任何主动轮相接触，此时档位处于空档；然后，将被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆（20）向右拨动，使被动变速轮轴固定锥体内所有的被动变速轮回位，就能在被动变速轮轴固定锥体旋转到相应的角度时，使各级被动变速轮与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力；与多级被动变速轮相对应的有多级主动轮，多级主动轮与主动轴（17）为固定连接，即主动轴（17）旋转带动所有的主动轮同角速度旋转，各级主动轮的大小由该级的被动轴（1）与主动轴（17）的设计速度比、和该级的被动变速轮与被动轴（1）的啮合点到该级主动轮与主动轴（17）的连接处、并与该级的被动变速轮与被动轴（1）的啮合点最短距离点之间的距离决定，这个距离等于被动变速轮的直径与相应的同级主动轮的半径之和；越靠近被动变速轮轴固定锥体底板（2）的被动变速轮对应的同级主动轮直径越大，其输出的旋转线速度越大，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴（1）输出的旋转角速度也越大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板（16）的被动变速轮对应的同级主动轮直径越小，其输出的旋转线速度越小，并通过其和相对应的同级被动变速轮变速后，使被动轴（1）输出的旋转角速度也越小。
2.如权利要求1所述的旋转式换档变速器，其特征在于：被动变速轮轴固定锥体底板（2）为被动变速轮轴固定锥体的锥底，被动变速轮轴固定锥体顶板（16）为被动变速轮轴固定锥体的锥顶，被动变速轮轴固定锥体的锥底直径比被动变速轮轴固定锥体的锥顶直径大，越靠近被动变速轮轴固定锥体顶板（16），主动轴与被动轴之间的距离越近。
3.如权利要求1所述的旋转式换档变速器，其特征在于：所有被动变速轮的外齿轮、主动轮的外齿轮、被动轴（1）的外齿轮的齿轮模数相同，并且均能完全相啮合。
4.如权利要求1所述的旋转式换档变速器，其特征在于：各级被动变速轮都有一部分齿轮露在被动变速轮轴固定锥体锥筒（4）之外，当被动变速轮轴固定锥体旋转拨动杆（20）拨动被动变速轮轴固定锥体旋转时，露在被动变速轮轴固定锥体锥筒（4）之外的齿轮可以与相应的同级主动轮相接触并啮合传递动力。
5.如权利要求1所述的旋转式换档变速器，其特征在于：主动轴（17）上安装的多级主动轮的级数及与其相对应的被动变速轮的级数，理论上可以是无数级，实际使用中可以达到十几级。
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