CN104776171B - 螺纹套轮斥吸磁控离合变速器 - Google Patents

螺纹套轮斥吸磁控离合变速器 Download PDF

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Abstract

螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,包括一根主动轴、一个螺纹套筒、一个被动活轮,及左挡轮、左缓冲轮、左弹簧、左推力轴承、右推力轴承、右弹簧、右缓冲轮、右挡轮、套筒右端轮、离合轮、离合操控磁板、被动轴和被动轴轮;其特征在于:螺纹套筒套装在主动轴上并与主动轴由长轴承相连,螺纹套筒最右端即右挡轮的右侧固定安装一个套筒右端轮,套筒右端轮右侧有一个离合轮,离合轮由左侧的磨擦圆盘和右侧的永磁圆盘组成,套筒右端轮右侧面的内圆环有三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面间隔交替排列,离合轮的磨擦圆盘的内圆环有三块离合轮N极磁面和离合轮S极磁面间隔交替排列。

Description

螺纹套轮斥吸磁控离合变速器
技术领域
本发明涉及螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,适用于所有汽车的离合变速器,属于汽车变速器技术领域。
背景技术
自汽车诞生以来,人类研究汽车的离合器的步伐从未间断过,人们开发出多款各式各样的汽车离合器,现代常用的离合器主要有摩擦离合器、液力偶合离合器、电磁离合器等,但这些离合器都无法做到齿轮传动的高效传动效率;魏伯卿的发明专利《201510042453.5侧控螺杆弹簧离合器》《201510103946.5磁控侧压螺杆弹簧离合器》《201510117457.5磁侧压内控螺杆弹簧离合器》,实现了无接触的、利用弹簧缓冲的、无明显顿挫感的、象齿轮传动效率一样高效传动动力等性能,本发明是在魏伯卿的发明专利《201510153687.7螺纹套轮磁控离合变速器》基础上申请保护的另外一种结构,利用内装轴承的螺纹套筒与弹簧巧妙地结合并利用磁斥原理将安装在主动轴外直齿轮上的离合轮推至与主动轴外并与主动轴轴承相连的套筒右端轮磁吸合、并最后由滑卡轮与滑卡槽相“啮合”旋转的离合变速器,本发明具有更佳性能的无接触、利用弹簧缓冲、无明显顿挫感、象齿轮传动效率一样高效传动动力的离合器。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用内装轴承的螺纹套筒与弹簧巧妙地结合并利用磁斥原理将安装在主动轴外直齿轮上的离合轮推至主动轴外并与主动轴轴承相连的套筒右端轮磁吸合、并最后由滑卡轮与滑卡槽相“啮合”旋转的的螺纹套轮斥吸磁控离合变速器。
螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,包括一根主动轴、一个螺纹套筒、一个被动活轮,及左挡轮、左缓冲轮、左弹簧、左推力轴承、右推力轴承、右弹簧、右缓冲轮、右挡轮、套筒右端轮、离合轮、离合操控磁板、被动轴和被动轴轮;其特征在于:
1、螺纹套筒套装在主动轴上,螺纹套筒与主动轴由长轴承相连,螺纹套筒只能绕主动轴旋转,螺纹套筒在主动轴外不能做顺主动轴轴线方向左右移动,螺纹套筒的最左端固定安装有一个左挡轮,左挡轮的右侧固定安装有一个左缓冲轮,螺纹套筒的最右端固定安装有一个套筒右端轮,套筒右端轮的左侧固定安装有一个右挡轮,右挡轮的左侧固定安装有一个右缓冲轮,螺纹套筒的左缓冲轮和右缓冲轮之间的外圆面上有螺纹,螺纹套筒的中段有一个被动活轮,被动活轮的中心孔有螺纹,螺纹套筒的外螺纹与被动活轮的内螺纹相匹配,被动活轮在螺纹套筒的外螺纹上旋转时,可以在螺纹套筒的螺纹上正向旋转向左移动或反向旋转向右移动;被动活轮左侧安装有一个左推力轴承,左推力轴承由一个推力轴承内环、多个推力轴承转珠 、一套推力轴承轴承环、和一个推力轴承外环组成,左推力轴承的推力轴承内环与被动活轮左侧面由推力轴承支承杆固定连接,被动活轮的右侧安装有一个右推力轴承,右推力轴承由一个推力轴承内环、多个推力轴承转珠 、一套推力轴承轴承环、和一个推力轴承外环组成,右推力轴承的推力轴承内环与被动活轮右侧面由推力轴承支承杆固定连接,左推力轴承的推力轴承内环不与螺纹套筒外螺纹相接触,右推力轴承的推力轴承内环不与螺纹套筒外螺纹相接触,左推力轴承与左挡轮之间有一个左弹簧,左弹簧的左端固定在左挡轮的右侧面上,左弹簧的右端固定安装在左推力轴承的推力轴承外环左侧面上,右推力轴承与右挡轮之间有一个右弹簧,右弹簧的左端固定安装在右推力轴承的推力轴承外环右侧面上,右弹簧的右端固定在右挡轮的左侧面上,左弹簧与右弹簧的弹簧钢筋螺旋方向一致,左弹簧的弹簧圈内径比左缓冲轮的外径大,但比左挡轮的外径小,比左推力轴承的外径小,右弹簧的弹簧圈内径比右缓冲轮 的外径大,但比右挡轮的外径小,比右推力轴承的外径小,被动活轮的外径比左推力轴承和右推力轴承的外径大,被动活轮左侧的左推力轴承、左弹簧、左缓冲轮、左挡轮与被动活轮右侧的右推力轴承、右弹簧、右缓冲轮 、右挡轮大小、结构完全对称;被动活轮具有外齿轮为被动活轮齿,被动活轮齿与被动轴轮的外轮齿被动轴轮齿相啮合,被动轴轮安装在被动轴上。
2、螺纹套筒的最右端即右挡轮的右侧固定安装一个套筒右端轮,套筒右端轮右侧有一个离合轮,离合轮中心孔有内直齿,主动轴位于长轴承右侧的外圆有直齿为主动轴外直齿,离合轮内直齿与主动轴外直齿相匹配相啮合,离合轮与主动轴同角速度旋转,离合轮可以在主动轴外直齿上顺主动轴轴心线左右移动,离合轮由磨擦圆盘和永磁圆盘组成,磨擦圆盘由离合轮滑卡面、离合轮N极磁面、离合轮S极磁面和离合轮滑卡轮组成,离合轮滑卡面在磨擦圆盘的最外圈,离合轮滑卡面上有多个离合轮滑卡轮,离合轮滑卡轮由滑卡轮、滑卡轮轴、滑卡轮轴支承杆、和滑卡轮凹槽组成,滑卡轮可以绕滑卡轮轴旋转,滑卡轮的轴心线与离合轮的径向线重叠,滑卡轮轴支承杆上安装有滑卡轮轴支承杆弹簧挡环、滑卡轮轴支承杆弹簧和滑卡轮轴支承杆弹簧套筒,滑卡轮轴支承杆一端与滑卡轮相连,另一端伸入滑卡轮轴支承杆伸缩孔内,滑卡轮轴支承杆可以在滑卡轮轴支承杆伸缩孔内移动,使滑卡轮受压后能缩进到滑卡轮凹槽里而使滑卡轮最外侧的圆弧面与离合轮滑卡面重叠,离合轮滑卡面与长轴承之间为扇形的离合轮N极磁面和离合轮S极磁面,离合轮N极磁面和离合轮S极磁面各三块交替排列,且离合轮N极磁面和离合轮S极磁面在同一个平面上,离合轮N极磁面和离合轮S极磁面垂直于主动轴,离合轮N极磁面和离合轮S极磁面的磁极N极与S极两极连线与主动轴平行;永磁圆盘为一个圆环形磁环,永磁圆盘的两磁极连线与主动轴平行,永磁圆盘的右侧面固定安装有一个分离弹簧,分离弹簧的右端固定安装在分离弹簧固定盘上,分离弹簧固定盘与主动轴固定相连;永磁圆盘右侧的正上方有一个离合操控磁板,离合操控磁板有一个开口向下的离合操控磁板凹槽,离合操控磁板凹槽的凹槽宽比分离弹簧的外径稍大,离合操控磁板可以做垂直于主动轴轴心线的上下移动,并且离合操控磁板可以向下移动到离合操控磁板凹槽卡套在分离弹簧上,但不与分离弹簧相接触,离合操控磁板的两磁极连线与主动轴平行,离合操控磁板的磁极与永磁圆盘的磁极相反,即当离合操控磁板向下移动时,离合操控磁板的磁极排斥推压着永磁圆盘向左移动,并将永磁圆盘左侧面固定相连的磨擦圆盘推到与磨擦圆盘左侧的套筒右端轮的右侧面相靠近。
3、套筒右端轮固定安装在螺纹套筒最右端的外圆上,套筒右端轮右侧面的内圆环共有六块具有磁性的扇形磁面组成,其中三块为套筒右端轮N极磁面、另三块为套筒右端轮S极磁面,三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面交替排列,且三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面均在同一个平面,三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面垂直于主动轴,三块套筒右端轮N极磁面和三块为套筒右端轮S极磁面的磁极N极与S极连线与主动轴平行;套筒右端轮右侧面的外圆环为套筒右端轮滑卡面,套筒右端轮滑卡面 上有多个套筒右端轮滑卡槽,套筒右端轮滑卡槽为半圆筒状,套筒右端轮滑卡槽的半圆筒状凹槽与滑卡轮的外圆弧半径相匹配,使滑卡轮能刚好卡入套筒右端轮滑卡槽。
4、当离合操控磁板向下移动到离合操控磁板的上圆弧与其左侧的离合轮上圆弧平齐时,即离合操控磁板的离合操控磁板凹槽顶部刚好卡在距离分离弹簧的弹簧钢上顶面3mm~10mm位置,离合操控磁板的磁斥力将离合轮的磨擦圆盘和永磁圆盘向左推移,并推至磨擦圆盘接近套筒右端轮的右侧面,此时离合轮滑卡面上离合轮滑卡轮的滑卡轮靠近套筒右端轮右侧面的套筒右端轮滑卡面上磨擦旋转,同时,因为套筒右端轮与离合轮相对旋转速度不一样,所以,套筒右端轮交替排列的三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面 的磁场与离合轮左侧磨擦圆盘交替排列的三块离合轮N极磁面和三块离合轮S极磁面的磁场相互作用,使磨擦圆盘的左侧面无法贴靠在套筒右端轮的右侧面上,因为螺纹套筒与主动轴由长轴承相连,而且和被动轴轮相啮合的被动活轮旋拧在螺纹套筒的螺纹上,这使得套筒右端轮的旋转与主动轴有完全的旋转自由,而套筒右端轮的旋转与被动活轮也有较大的旋转自由,所以,当套筒右端轮的旋转速度与离合轮的旋转速度相差不超过30%时,三块套筒右端轮N极磁面和三块套筒右端轮S极磁面的磁场与离合轮的磨擦圆盘交替排列的三块离合轮N极磁面和三块离合轮S极磁面的磁场相互作用、及滑卡轮贴靠在套筒右端轮滑卡面上磨擦旋转,使磨擦圆盘的左侧面与套筒右端轮的右侧面很容易贴合在一起,形成三块离合轮N极磁面与三块套筒右端轮S极磁面相吸,三块离合轮S极磁面与三块套筒右端轮N极磁面相吸,并且在吸合过程中,滑卡轮也完全卡入套筒右端轮滑卡槽中,从而使离合轮与套筒右端轮相啮合同角速度旋转,为了使离合轮与套筒右端轮的啮合不产生较大的冲击,可以在离合轮的左侧面或套筒右端轮的右侧面加装一层缓冲垫,使离合轮与套筒右端轮贴合时有缓冲。
5、如果在离合轮与套筒右端轮未吸合之前,主动轴的离合轮旋转角速度大于套筒右端轮的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮吸合之后,套筒右端轮带动螺纹套筒同角速度旋转,此时螺纹套筒旋转角速度大于被动活轮的旋转角速度,由于被动活轮受被动轴及被动轴轮的负荷影响而与被动轴轮同线速度旋转,所以被动活轮在螺纹套筒外圆的螺纹上正向旋转向左移动,被动活轮在螺纹套筒上向左移动时被动活轮左侧的左推力轴承挤压左弹簧、右侧的右推力轴承拉伸右弹簧,左弹簧和右弹簧的弹簧回复力作用使被动活轮在螺纹套筒上向左移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧和右弹簧传递,使被动活轮的旋转速度逐渐加快,当被动活轮在螺纹套筒上向左移动使被动活轮左侧的左推力轴承越靠近左缓冲轮,被动活轮受左弹簧和右弹簧的弹簧回复力越大,被动活轮在螺纹套筒上向左移动的速度越慢,当被动活轮在螺纹套筒上向左移动到左推力轴承左侧面贴靠左缓冲轮的右侧面时,被动活轮被左缓冲轮阻挡停止向左移动,此时螺纹套筒旋转角速度与被动活轮的旋转角速度一致,左推力轴承与左缓冲轮之间的相互作用力为内力,不消耗能量。
6、如果在离合轮与套筒右端轮未吸合之前,主动轴的离合轮旋转角速度小于套筒右端轮的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮吸合之后,套筒右端轮带动螺纹套筒同角速度旋转,此时螺纹套筒旋转角速度小于被动活轮的旋转角速度,由于被动活轮受被动轴及被动轴轮的负荷影响而与被动轴轮同线速度旋转,所以被动活轮在螺纹套筒外圆的螺纹上反向旋转向右移动,被动活轮在螺纹套筒上向右移动时被动活轮右侧的右推力轴承挤压右弹簧、左侧的左推力轴承拉伸左弹簧,左弹簧和右弹簧的弹簧回复力作用使被动活轮在螺纹套筒上向右移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧和右弹簧传递,使被动活轮的旋转速度逐渐减慢,当被动活轮在螺纹套筒上向右移动使被动活轮右侧的右推力轴承越靠近右缓冲轮,被动活轮受左弹簧和右弹簧的弹簧回复力就越大,被动活轮在螺纹套筒上向右移动的速度就越慢,当被动活轮在螺纹套筒上向右移动到右推力轴承右侧面贴靠右缓冲轮的左侧面时,被动活轮被右缓冲轮阻挡停止向右移动,此时螺纹套筒旋转角速度与被动活轮的旋转角速度一致,右推力轴承与右缓冲轮之间的相互作用力为内力,不消耗能量;在套筒右端轮与离合轮相啮合并与离合轮同角速度旋转后,被动活轮很快也与螺纹套筒同角速度角速度,所以,与被动活轮相啮合的被动轴轮与被动活轮同线速度旋转,而与被动轴轮同轴心相连的被动轴必与被动轴轮同角速度旋转,因此,在套筒右端轮与离合轮相啮合后,主动轴就带动被动轴旋转,但因被动活轮的外径与被动轴轮的外径比不同,所以由主动轴输入带动被动轴输出的输入输出速度比不同,因此,可以做出多个不同外径的被动活轮安装在同一根主动轴的不同螺纹套筒上、和多个不同外径的被动轴轮安装在同一根被动轴上,就可以做成多级变速输出的变速装置。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1.本发明的离合过程为磁力传动的无接触控制,而且在离合轮与套筒右端轮啮合过程中,由于套筒右端轮及螺纹套筒与主动轴由轴承相连,且螺纹套筒与被动活轮由螺纹连接且受左弹簧和右弹簧两支弹簧力的作用,所以离合轮与套筒右端轮的啮合过程比较平稳。
2、离合轮与套筒右端轮啮合过程中,由于离合轮的磨擦圆盘与套筒右端轮都有三块N极磁面和三块S极磁面间隔交替排列,所以离合轮的磨擦圆盘与套筒右端轮贴合时由于磨擦圆盘与套筒右端轮的旋转速度差异既会受到相互的磁吸力,又会受到相互的磁斥力作用,只有在离合轮的磨擦圆盘与套筒右端轮比较接近时,离合轮的磨擦圆盘与套筒右端轮才能相互对位磁吸,即才能形成磨擦圆盘的N扇区对筒右端轮的S扇区相互磁吸贴合。
3. 本发明同步后的传动是直接传动,而不会产生任何传动效率的降低。
附图说明
图1是本发明实施例的离合分离状态示意图;
图2是图1所示实施例的离合闭合状态示意图;
图3是图1所示实施例的A-A剖面示意图;
图4是图1所示实施例的B-B剖面示意图;
图5是图1所示实施例的C-C剖面示意图;
图6是图1所示实施例的P放大示意图;
图7是图4所示实施例的滑卡轮剖面示意图;
图8是图7所示实施例的Q放大示意图。
图1-8中:1、主动轴 2、螺纹套筒 3、左挡轮 4、左缓冲轮 5、左弹簧 6、长轴承 7、螺纹套筒外螺纹 8、左推力轴承 9、被动活轮 10、被动活轮齿 11、推力轴承支承杆 12、右推力轴承 13、右弹簧 14、右缓冲轮 15、右挡轮 16、套筒右端轮 17、磨擦圆盘 18、永磁圆盘 19、主动轴外直齿 20、分离弹簧 21、分离弹簧固定盘 22、被动轴轮 23、被动轴 24、被动轴轮齿 25、离合操控磁板 26、离合操控磁板支承把 27、套筒右端轮滑卡面 28、套筒右端轮N极磁面 29、套筒右端轮S极磁面 30、套筒右端轮滑卡槽 31、离合轮滑卡面 32、离合轮N极磁面 33、离合轮S极磁面 34、离合轮滑卡轮 35、推力轴承内环 36、推力轴承转珠37、推力轴承轴承环 38、推力轴承外环 39、滑卡轮 40、滑卡轮轴 41、滑卡轮轴支承杆 42、滑卡轮轴支承杆弹簧装置 43、滑卡轮凹槽 44、滑卡轮轴支承杆伸缩孔 45、滑卡轮轴支承杆弹簧挡环 46、滑卡轮轴支承杆弹簧 47、滑卡轮轴支承杆弹簧套筒。
具体实施方式
在图1-8所示的实施例中:螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,包括一根主动轴1、一个螺纹套筒2、一个被动活轮9,及左挡轮3、左缓冲轮4、左弹簧5、左推力轴承8、右推力轴承12、右弹簧13、右缓冲轮14、右挡轮15、套筒右端轮16、离合轮、离合操控磁板25、被动轴23和被动轴轮22;其特征在于:螺纹套筒2套装在主动轴1上,螺纹套筒2与主动轴1由长轴承6相连,螺纹套筒2只能绕主动轴1旋转,螺纹套筒2在主动轴1外不能做顺主动轴1轴线方向左右移动,螺纹套筒2的最左端固定安装有一个左挡轮3,左挡轮3的右侧固定安装有一个左缓冲轮4,螺纹套筒2的最右端固定安装有一个套筒右端轮16,套筒右端轮16的左侧固定安装有一个右挡轮15,右挡轮15的左侧固定安装有一个右缓冲轮14,螺纹套筒2的左缓冲轮4和右缓冲轮14之间的外圆面上有螺纹,螺纹套筒2的中段有一个被动活轮9,被动活轮9的中心孔有螺纹,螺纹套筒2的外螺纹与被动活轮9的内螺纹相匹配,被动活轮9在螺纹套筒2的外螺纹上旋转时,可以在螺纹套筒2的螺纹上正向旋转向左移动或反向旋转向右移动;被动活轮9左侧安装有一个左推力轴承8,左推力轴承8由一个推力轴承内环35、多个推力轴承转珠36、一套推力轴承轴承环37、和一个推力轴承外环38组成,左推力轴承8的推力轴承内环35与被动活轮9左侧面由推力轴承支承杆11固定连接,被动活轮9的右侧安装有一个右推力轴承12,右推力轴承12由一个推力轴承内环35、多个推力轴承转珠 36、一套推力轴承轴承环37、和一个推力轴承外环38组成,右推力轴承12的推力轴承内环35与被动活轮9右侧面由推力轴承支承杆11固定连接,左推力轴承8的推力轴承内环35不与螺纹套筒2外螺纹相接触,右推力轴承12的推力轴承内环35不与螺纹套筒2外螺纹相接触,左推力轴承8与左挡轮3之间有一个左弹簧5,左弹簧5的左端固定在左挡轮3的右侧面上,左弹簧5的右端固定安装在左推力轴承8的推力轴承外环38左侧面上,右推力轴承12与右挡轮15之间有一个右弹簧13,右弹簧13的左端固定安装在右推力轴承12的推力轴承外环38右侧面上,右弹簧13的右端固定在右挡轮15的左侧面上,左弹簧5与右弹簧13的弹簧钢筋螺旋方向一致,左弹簧5的弹簧圈内径比左缓冲轮4的外径大,但比左挡轮3的外径小,比左推力轴承8的外径小,右弹簧13的弹簧圈内径比右缓冲轮 14的外径大,但比右挡轮15的外径小,比右推力轴承12的外径小,被动活轮9的外径比左推力轴承8和右推力轴承12的外径大,被动活轮9左侧的左推力轴承8、左弹簧5、左缓冲轮4、左挡轮3与被动活轮9右侧的右推力轴承12、右弹簧13、右缓冲轮14、右挡轮15大小、结构完全对称;被动活轮9具有外齿轮为被动活轮齿10,被动活轮齿10与被动轴轮22的外轮齿被动轴轮齿24相啮合,被动轴轮22安装在被动轴23上。
右挡轮15的右侧固定安装一个套筒右端轮16,套筒右端轮16右侧有一个离合轮,离合轮中心孔有内直齿,主动轴1位于长轴承6右侧的外圆有直齿为主动轴外直齿19,离合轮内直齿与主动轴外直齿19相匹配相啮合,离合轮与主动轴1同角速度旋转,离合轮可以在主动轴外直齿19上顺主动轴1轴心线左右移动,离合轮由磨擦圆盘17和永磁圆盘18组成,磨擦圆盘17由离合轮滑卡面31、离合轮N极磁面32、离合轮S极磁面33和离合轮滑卡轮34组成,离合轮滑卡面31在磨擦圆盘17的最外圈,离合轮滑卡面31上有多个离合轮滑卡轮34,离合轮滑卡轮34由滑卡轮39、滑卡轮轴40、滑卡轮轴支承杆41、和滑卡轮凹槽43组成,滑卡轮39可以绕滑卡轮轴40旋转,滑卡轮39的轴心线与离合轮的径向线重叠,滑卡轮轴支承杆41上安装有滑卡轮轴支承杆弹簧挡环45、滑卡轮轴支承杆弹簧46和滑卡轮轴支承杆弹簧套筒47,滑卡轮轴支承杆41一端与滑卡轮39相连,另一端伸入滑卡轮轴支承杆伸缩孔44内,滑卡轮轴支承杆41可以在滑卡轮轴支承杆伸缩孔44内移动,使滑卡轮39受压后能缩进到滑卡轮凹槽43里而使滑卡轮39最外侧的圆弧面与离合轮滑卡面31重叠,离合轮滑卡面31与长轴承6之间为扇形的离合轮N极磁面32和离合轮S极磁面33,离合轮N极磁面32和离合轮S极磁面33各三块交替排列,且离合轮N极磁面32和离合轮S极磁面33在同一个平面上,离合轮N极磁面32和离合轮S极磁面33垂直于主动轴1,离合轮N极磁面32和离合轮S极磁面33的磁极N极与S极两极连线与主动轴1平行;永磁圆盘18为一个圆环形磁环,永磁圆盘18的两磁极连线与主动轴1平行,永磁圆盘18的右侧面固定安装有一个分离弹簧20,分离弹簧20的右端固定安装在分离弹簧固定盘21上,分离弹簧固定盘21与主动轴1固定相连;永磁圆盘18右侧的正上方有一个离合操控磁板25,离合操控磁板25有一个开口向下的离合操控磁板凹槽,离合操控磁板凹槽的凹槽宽比分离弹簧20的外径稍大,离合操控磁板25可以做垂直于主动轴1轴心线的上下移动,并且离合操控磁板25可以向下移动到离合操控磁板凹槽卡套在分离弹簧20上,但不与分离弹簧20相接触,离合操控磁板25的两磁极连线与主动轴1平行,离合操控磁板25的磁极与永磁圆盘18的磁极相反,即当离合操控磁板25向下移动时,离合操控磁板25的磁极排斥推压着永磁圆盘18向左移动,并将永磁圆盘18左侧面固定相连的磨擦圆盘17推到与磨擦圆盘17左侧的套筒右端轮16的右侧面相靠近。
套筒右端轮16固定安装在螺纹套筒2最右端的外圆上,套筒右端轮16右侧面的内圆环共有六块具有磁性的扇形磁面组成,其中三块为套筒右端轮N极磁面28、另三块为套筒右端轮S极磁面29,三块套筒右端轮N极磁面28和三块套筒右端轮S极磁面29交替排列,且三块套筒右端轮N极磁面28和三块套筒右端轮S极磁面29均在同一个平面,三块套筒右端轮N极磁面28和三块套筒右端轮S极磁面29垂直于主动轴1,三块套筒右端轮N极磁面28和三块为套筒右端轮S极磁面29的磁极N极与S极连线与主动轴1平行;套筒右端轮16右侧面的外圆环为套筒右端轮滑卡面27,套筒右端轮滑卡面27 上有多个套筒右端轮滑卡槽30,套筒右端轮滑卡槽30为半圆筒状,套筒右端轮滑卡槽30的半圆筒状凹槽与滑卡轮39的外圆弧半径相匹配,使滑卡轮39能刚好卡入套筒右端轮滑卡槽30。
当离合操控磁板25向下移动到离合操控磁板25的上圆弧与其左侧的离合轮上圆弧平齐时,即离合操控磁板25的离合操控磁板凹槽顶部刚好卡在距离分离弹簧20的弹簧钢上顶面3mm~10mm位置,离合操控磁板25的磁斥力将离合轮的磨擦圆盘17和永磁圆盘18向左推移,并推至磨擦圆盘17接近套筒右端轮16的右侧面,此时离合轮滑卡面31上离合轮滑卡轮34的滑卡轮39靠近套筒右端轮16右侧面的套筒右端轮滑卡面27上磨擦旋转,同时,因为套筒右端轮16与离合轮相对旋转速度不一样,所以,套筒右端轮16交替排列的三块套筒右端轮N极磁面28和三块套筒右端轮S极磁面29 的磁场与离合轮左侧磨擦圆盘17交替排列的三块离合轮N极磁面32和三块离合轮S极磁面33的磁场相互作用,使磨擦圆盘17的左侧面无法贴靠在套筒右端轮16的右侧面上,因为螺纹套筒2与主动轴1由长轴承6相连,而且和被动轴轮22相啮合的被动活轮9旋拧在螺纹套筒2的螺纹上,这使得套筒右端轮16的旋转与主动轴1有完全的旋转自由,而套筒右端轮16的旋转与被动活轮9也有较大的旋转自由,所以,当套筒右端轮16的旋转速度与离合轮的旋转速度相差不超过30%时,三块套筒右端轮N极磁面28和三块套筒右端轮S极磁面29 的磁场与离合轮的磨擦圆盘17交替排列的三块离合轮N极磁面32和三块离合轮S极磁面33的磁场相互作用、及滑卡轮39贴靠在套筒右端轮滑卡面27上磨擦旋转,使磨擦圆盘17的左侧面与套筒右端轮16的右侧面很容易贴合在一起,形成三块离合轮N极磁面32与三块套筒右端轮S极磁面29相吸,三块离合轮S极磁面33与三块套筒右端轮N极磁面28相吸,并且在吸合过程中,滑卡轮39也完全卡入套筒右端轮滑卡槽30中,从而使离合轮与套筒右端轮16相啮合同角速度旋转,为了使离合轮与套筒右端轮16的啮合不产生较大的冲击,可以在离合轮的左侧面或套筒右端轮16的右侧面加装一层缓冲垫,使离合轮与套筒右端轮16贴合时有缓冲。
如果在离合轮与套筒右端轮16未吸合之前,主动轴1的离合轮旋转角速度大于套筒右端轮16的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮16吸合之后,套筒右端轮16带动螺纹套筒2同角速度旋转,此时螺纹套筒2旋转角速度大于被动活轮9的旋转角速度,由于被动活轮9受被动轴23及被动轴轮22的负荷影响而与被动轴轮22同线速度旋转,所以被动活轮9在螺纹套筒2外圆的螺纹上正向旋转向左移动,被动活轮9在螺纹套筒2上向左移动时被动活轮9左侧的左推力轴承8挤压左弹簧5、右侧的右推力轴承12拉伸右弹簧13,左弹簧5和右弹簧13的弹簧回复力作用使被动活轮9在螺纹套筒2上向左移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧5和右弹簧13传递,使被动活轮9的旋转速度逐渐加快,当被动活轮9在螺纹套筒2上向左移动使被动活轮9左侧的左推力轴承8越靠近左缓冲轮4,被动活轮9受左弹簧5和右弹簧13的弹簧回复力越大,被动活轮9在螺纹套筒2上向左移动的速度越慢,当被动活轮9在螺纹套筒2上向左移动到左推力轴承8左侧面贴靠左缓冲轮4的右侧面时,被动活轮9被左缓冲轮4阻挡停止向左移动,此时螺纹套筒2旋转角速度与被动活轮9的旋转角速度一致,左推力轴承8与左缓冲轮4之间的相互作用力为内力,不消耗能量。
如果在离合轮与套筒右端轮16未吸合之前,主动轴1的离合轮旋转角速度小于套筒右端轮16的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮16吸合之后,套筒右端轮16带动螺纹套筒2同角速度旋转,此时螺纹套筒2旋转角速度小于被动活轮9的旋转角速度,由于被动活轮9受被动轴23及被动轴轮22的负荷影响而与被动轴轮22同线速度旋转,所以被动活轮9在螺纹套筒2外圆的螺纹上反向旋转向右移动,被动活轮9在螺纹套筒2上向右移动时被动活轮9右侧的右推力轴承12挤压右弹簧13、左侧的左推力轴承8拉伸左弹簧5,左弹簧5和右弹簧13的弹簧回复力作用使被动活轮9在螺纹套筒2上向右移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧5和右弹簧13传递,使被动活轮9的旋转速度逐渐减慢,当被动活轮9在螺纹套筒2上向右移动使被动活轮9右侧的右推力轴承12越靠近右缓冲轮14,被动活轮9受左弹簧5和右弹簧13的弹簧回复力就越大,被动活轮9在螺纹套筒2上向右移动的速度就越慢,当被动活轮9在螺纹套筒2上向右移动到右推力轴承12右侧面贴靠右缓冲轮14的左侧面时,被动活轮9被右缓冲轮14阻挡停止向右移动,此时螺纹套筒2旋转角速度与被动活轮9的旋转角速度一致,右推力轴承12与右缓冲轮14之间的相互作用力为内力,不消耗能量;在套筒右端轮16与离合轮相啮合并与离合轮同角速度旋转后,被动活轮9很快也与螺纹套筒2同角速度角速度,所以,与被动活轮9相啮合的被动轴轮22与被动活轮9同线速度旋转,而与被动轴轮22同轴心相连的被动轴23必与被动轴轮22同角速度旋转,因此,在套筒右端轮16与离合轮相啮合后,主动轴1就带动被动轴23旋转,但因被动活轮9的外径与被动轴轮22的外径比不同,所以由主动轴1输入带动被动轴23输出的输入输出速度比不同,因此,可以做出多个不同外径的被动活轮9安装在同一根主动轴1的不同螺纹套筒2上、和多个不同外径的被动轴轮22安装在同一根被动轴23上,就可以做成多级变速输出的变速装置。

Claims (3)

1.螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,包括一根主动轴(1)、一个螺纹套筒(2)、一个被动活轮(9),及左挡轮(3)、左缓冲轮(4)、左弹簧(5)、左推力轴承(8)、右推力轴承(12)、右弹簧(13)、右缓冲轮(14)、右挡轮(15)、套筒右端轮(16)、离合轮、离合操控磁板(25)、被动轴(23)和被动轴轮(22);其特征在于:螺纹套筒(2)套装在主动轴(1)上,螺纹套筒(2)与主动轴(1)由长轴承(6)相连,螺纹套筒(2)只能绕主动轴(1)旋转,螺纹套筒(2)在主动轴(1)外不能做顺主动轴(1)轴线方向左右移动,螺纹套筒(2)的最左端固定安装有一个左挡轮(3),左挡轮(3)的右侧固定安装有一个左缓冲轮(4),螺纹套筒(2)的最右端固定安装有一个套筒右端轮(16),套筒右端轮(16)的左侧固定安装有一个右挡轮(15),右挡轮(15)的左侧固定安装有一个右缓冲轮(14),螺纹套筒(2)的左缓冲轮(4)和右缓冲轮(14)之间的外圆面上有螺纹,螺纹套筒(2)的中段有一个被动活轮(9),被动活轮(9)的中心孔有螺纹,螺纹套筒(2)的外螺纹与被动活轮(9)的内螺纹相匹配,被动活轮(9)在螺纹套筒(2)的外螺纹上旋转时,可以在螺纹套筒(2)的螺纹上正向旋转向左移动或反向旋转向右移动;被动活轮(9)左侧安装有一个左推力轴承(8),左推力轴承(8)由一个推力轴承内环(35)、多个推力轴承转珠 (36)、一套推力轴承轴承环(37)和一个推力轴承外环(38)组成,左推力轴承(8)的推力轴承内环(35)与被动活轮(9)左侧面由推力轴承支承杆(11)固定连接,被动活轮(9)的右侧安装有一个右推力轴承(12),右推力轴承(12)由一个推力轴承内环(35)、多个推力轴承转珠(36)、一套推力轴承轴承环(37)和一个推力轴承外环(38)组成,右推力轴承(12)的推力轴承内环(35)与被动活轮(9)右侧面由推力轴承支承杆(11)固定连接,左推力轴承(8)的推力轴承内环(35)不与螺纹套筒(2)外螺纹相接触,右推力轴承(12)的推力轴承内环(35)不与螺纹套筒(2)外螺纹相接触,左推力轴承(8)与左挡轮(3)之间有一个左弹簧(5),左弹簧(5)的左端固定在左挡轮(3)的右侧面上,左弹簧(5)的右端固定安装在左推力轴承(8)的推力轴承外环(38)左侧面上,右推力轴承(12)与右挡轮(15)之间有一个右弹簧(13),右弹簧(13)的左端固定安装在右推力轴承(12)的推力轴承外环(38)右侧面上,右弹簧(13)的右端固定在右挡轮(15)的左侧面上,左弹簧(5)与右弹簧(13)的弹簧钢筋螺旋方向一致,左弹簧(5)的弹簧圈内径比左缓冲轮(4)的外径大,但比左挡轮(3)的外径小,比左推力轴承(8)的外径小,右弹簧(13)的弹簧圈内径比右缓冲轮 (14)的外径大,但比右挡轮(15)的外径小,比右推力轴承(12)的外径小,被动活轮(9)的外径比左推力轴承(8)和右推力轴承(12)的外径大,被动活轮(9)左侧的左推力轴承(8)、左弹簧(5)、左缓冲轮(4)、左挡轮(3)与被动活轮(9)右侧的右推力轴承(12)、右弹簧(13)、右缓冲轮 (14)、右挡轮(15)大小、结构完全对称;被动活轮(9)具有外齿轮为被动活轮齿(10),被动活轮齿(10)与被动轴轮(22)的外轮齿被动轴轮齿(24)相啮合,被动轴轮(22)安装在被动轴(23)上;螺纹套筒(2)的最右端即右挡轮(15)的右侧固定安装一个套筒右端轮(16),套筒右端轮(16)右侧有一个离合轮,离合轮中心孔有内直齿,主动轴(1)位于长轴承(6)右侧的外圆有直齿为主动轴外直齿(19),离合轮内直齿与主动轴外直齿(19)相匹配相啮合,离合轮与主动轴(1)同角速度旋转,离合轮可以在主动轴外直齿(19)上顺主动轴(1)轴心线左右移动,离合轮由磨擦圆盘(17)和永磁圆盘(18)组成,磨擦圆盘(17)由离合轮滑卡面(31)、离合轮N极磁面(32)、离合轮S极磁面(33)和离合轮滑卡轮(34)组成,离合轮滑卡面(31)在磨擦圆盘(17)的最外圈,离合轮滑卡面(31)上有多个离合轮滑卡轮(34),离合轮滑卡轮(34)由滑卡轮(39)、滑卡轮轴(40)、滑卡轮轴支承杆(41)和滑卡轮凹槽(43)组成,滑卡轮(39)可以绕滑卡轮轴(40)旋转,滑卡轮(39)的轴心线与离合轮的径向线重叠,滑卡轮轴支承杆(41)上安装有滑卡轮轴支承杆弹簧挡环(45)、滑卡轮轴支承杆弹簧(46)和滑卡轮轴支承杆弹簧套筒(47),滑卡轮轴支承杆(41)一端与滑卡轮(39)相连,另一端伸入滑卡轮轴支承杆伸缩孔(44)内,滑卡轮轴支承杆(41)可以在滑卡轮轴支承杆伸缩孔(44)内移动,使滑卡轮(39)受压后能缩进到滑卡轮凹槽(43)里而使滑卡轮(39)最外侧的圆弧面与离合轮滑卡面(31)重叠,离合轮滑卡面(31)与长轴承(6)之间为扇形的离合轮N极磁面(32)和离合轮S极磁面(33),离合轮N极磁面(32)和离合轮S极磁面(33)各三块交替排列,且离合轮N极磁面(32)和离合轮S极磁面(33)在同一个平面上,离合轮N极磁面(32)和离合轮S极磁面(33)垂直于主动轴(1),离合轮N极磁面(32)和离合轮S极磁面(33)的磁极N极与S极两极连线与主动轴(1)平行;永磁圆盘(18)为一个圆环形磁环,永磁圆盘(18)的两磁极连线与主动轴(1)平行,永磁圆盘(18)的右侧面固定安装有一个分离弹簧(20),分离弹簧(20)的右端固定安装在分离弹簧固定盘(21)上,分离弹簧固定盘(21)与主动轴(1)固定相连;永磁圆盘(18)右侧的正上方有一个离合操控磁板(25),离合操控磁板(25)有一个开口向下的离合操控磁板凹槽,离合操控磁板凹槽的凹槽宽比分离弹簧(20)的外径稍大,离合操控磁板(25)可以做垂直于主动轴(1)轴心线的上下移动,并且离合操控磁板(25)可以向下移动到离合操控磁板凹槽卡套在分离弹簧(20)上,但不与分离弹簧(20)相接触,离合操控磁板(25)的两磁极连线与主动轴(1)平行,离合操控磁板(25)的磁极与永磁圆盘(18)的磁极相反,即当离合操控磁板(25)向下移动时,离合操控磁板(25)的磁极排斥推压着永磁圆盘(18)向左移动,并将永磁圆盘(18)左侧面固定相连的磨擦圆盘(17)推到与磨擦圆盘(17)左侧的套筒右端轮(16)的右侧面相靠近;套筒右端轮(16)固定安装在螺纹套筒(2)最右端的外圆上,套筒右端轮(16)右侧面的内圆环共有六块具有磁性的扇形磁面组成,其中三块为套筒右端轮N极磁面(28)、另三块为套筒右端轮S极磁面(29),三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块套筒右端轮S极磁面(29)交替排列,且三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块套筒右端轮S极磁面(29)均在同一个平面,三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块套筒右端轮S极磁面(29)垂直于主动轴(1),三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块为套筒右端轮S极磁面(29)的磁极N极与S极连线与主动轴(1)平行;套筒右端轮(16)右侧面的外圆环为套筒右端轮滑卡面(27),套筒右端轮滑卡面(27) 上有多个套筒右端轮滑卡槽(30),套筒右端轮滑卡槽(30)为半圆筒状,套筒右端轮滑卡槽(30)的半圆筒状凹槽与滑卡轮(39)的外圆弧半径相匹配,使滑卡轮(39)能刚好卡入套筒右端轮滑卡槽(30);当离合操控磁板(25)向下移动到离合操控磁板(25)的上圆弧与其左侧的离合轮上圆弧平齐时,即离合操控磁板(25)的离合操控磁板凹槽顶部刚好卡在距离分离弹簧(20)的弹簧钢上顶面3mm~10mm位置,离合操控磁板(25)的磁斥力将离合轮的磨擦圆盘(17)和永磁圆盘(18)向左推移,并推至磨擦圆盘(17)接近套筒右端轮(16)的右侧面,此时离合轮滑卡面(31)上离合轮滑卡轮(34)的滑卡轮(39)靠近套筒右端轮(16)右侧面的套筒右端轮滑卡面(27)上磨擦旋转,同时,因为套筒右端轮(16)与离合轮相对旋转速度不一样,所以,套筒右端轮(16)交替排列的三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块套筒右端轮S极磁面(29) 的磁场与离合轮左侧磨擦圆盘(17)交替排列的三块离合轮N极磁面(32)和三块离合轮S极磁面(33)的磁场相互作用,使磨擦圆盘(17)的左侧面无法贴靠在套筒右端轮(16)的右侧面上,因为螺纹套筒(2)与主动轴(1)由长轴承(6)相连,而且和被动轴轮(22)相啮合的被动活轮(9)旋拧在螺纹套筒(2)的螺纹上,这使得套筒右端轮(16)的旋转与主动轴(1)有完全的旋转自由,而套筒右端轮(16)的旋转与被动活轮(9)也有较大的旋转自由,所以,当套筒右端轮(16)的旋转速度与离合轮的旋转速度相差不超过30%时,三块套筒右端轮N极磁面(28)和三块套筒右端轮S极磁面(29) 的磁场与离合轮的磨擦圆盘(17)交替排列的三块离合轮N极磁面(32)和三块离合轮S极磁面(33)的磁场相互作用、及滑卡轮(39)贴靠在套筒右端轮滑卡面(27)上磨擦旋转,使磨擦圆盘(17)的左侧面与套筒右端轮(16)的右侧面很容易贴合在一起,形成三块离合轮N极磁面(32)与三块套筒右端轮S极磁面(29)相吸,三块离合轮S极磁面(33)与三块套筒右端轮N极磁面(28)相吸,并且在吸合过程中,滑卡轮(39)也完全卡入套筒右端轮滑卡槽(30)中,从而使离合轮与套筒右端轮(16)相啮合同角速度旋转,为了使离合轮与套筒右端轮(16)的啮合不产生较大的冲击,可以在离合轮的左侧面或套筒右端轮(16)的右侧面加装一层缓冲垫,使离合轮与套筒右端轮(16)贴合时有缓冲;在套筒右端轮(16)与离合轮相啮合并与离合轮同角速度旋转后,被动活轮(9)很快也与螺纹套筒(2)同角速度角速度,所以,与被动活轮(9)相啮合的被动轴轮(22)与被动活轮(9)同线速度旋转,而与被动轴轮(22)同轴心相连的被动轴(23)必与被动轴轮(22)同角速度旋转,因此,在套筒右端轮(16)与离合轮相啮合后,主动轴(1)就带动被动轴(23)旋转,但因被动活轮(9)的外径与被动轴轮(22)的外径比不同,所以由主动轴(1)输入带动被动轴(23)输出的输入输出速度比不同,因此,可以做出多个不同外径的被动活轮(9)安装在同一根主动轴(1)的不同螺纹套筒(2)上和多个不同外径的被动轴轮(22)安装在同一根被动轴(23)上,就可以做成多级变速输出的变速装置。
2.如权利要求1所述的螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,其特征在于:如果在离合轮与套筒右端轮(16)未吸合之前,主动轴(1)的离合轮旋转角速度大于套筒右端轮(16)的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮(16)吸合之后,套筒右端轮(16)带动螺纹套筒(2)同角速度旋转,此时螺纹套筒(2)旋转角速度大于被动活轮(9)的旋转角速度,由于被动活轮(9)受被动轴(23)及被动轴轮(22)的负荷影响而与被动轴轮(22)同线速度旋转,所以被动活轮(9)在螺纹套筒(2)外圆的螺纹上正向旋转向左移动,被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向左移动时被动活轮(9)左侧的左推力轴承(8)挤压左弹簧(5)、右侧的右推力轴承(12)拉伸右弹簧(13),左弹簧(5)和右弹簧(13)的弹簧回复力作用使被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向左移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧(5)和右弹簧(13)传递,使被动活轮(9)的旋转速度逐渐加快,当被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向左移动使被动活轮(9)左侧的左推力轴承(8)越靠近左缓冲轮(4),被动活轮(9)受左弹簧(5)和右弹簧(13)的弹簧回复力越大,被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向左移动的速度越慢,当被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向左移动到左推力轴承(8)左侧面贴靠左缓冲轮(4)的右侧面时,被动活轮(9)被左缓冲轮(4)阻挡停止向左移动,此时螺纹套筒(2)旋转角速度与被动活轮(9)的旋转角速度一致,左推力轴承(8)与左缓冲轮(4)之间的相互作用力为内力,不消耗能量。
3.如权利要求1所述的螺纹套轮斥吸磁控离合变速器,其特征在于:如果在离合轮与套筒右端轮(16)未吸合之前,主动轴(1)的离合轮旋转角速度小于套筒右端轮(16)的旋转角速度,则在离合轮与套筒右端轮(16)吸合之后,套筒右端轮(16)带动螺纹套筒(2)同角速度旋转,此时螺纹套筒(2)旋转角速度小于被动活轮(9)的旋转角速度,由于被动活轮(9)受被动轴(23)及被动轴轮(22)的负荷影响而与被动轴轮(22)同线速度旋转,所以被动活轮(9)在螺纹套筒(2)外圆的螺纹上反向旋转向右移动,被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向右移动时被动活轮(9)右侧的右推力轴承(12)挤压右弹簧(13)、左侧的左推力轴承(8)拉伸左弹簧(5),左弹簧(5)和右弹簧(13)的弹簧回复力作用使被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向右移动速度减缓,这个减缓力通过左弹簧(5)和右弹簧(13)传递,使被动活轮(9)的旋转速度逐渐减慢,当被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向右移动使被动活轮(9)右侧的右推力轴承(12)越靠近右缓冲轮(14),被动活轮(9)受左弹簧(5)和右弹簧(13)的弹簧回复力就越大,被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向右移动的速度就越慢,当被动活轮(9)在螺纹套筒(2)上向右移动到右推力轴承(12)右侧面贴靠右缓冲轮(14)的左侧面时,被动活轮(9)被右缓冲轮(14)阻挡停止向右移动,此时螺纹套筒(2)旋转角速度与被动活轮(9)的旋转角速度一致,右推力轴承(12)与右缓冲轮(14)之间的相互作用力为内力,不消耗能量。
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