CN104806656A - 一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统，双向超越离合器包括可转动的套装在轴状从动件上的盘状主动件，主动件的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动件之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转。变速装置和自动变速系统的高低速挡从动齿轮之间形成有双向离合器结构。本发明的有益效果是，双向超越离合器横截面尺寸小，应用方便，且机械效率高、负载能力强、使用寿命长；变速装置能实现两挡自动变速和反向输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种离合器，特别涉及一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统。
背景技术
在自动换挡变速装置中，常用单向超越离合器亦称单向器、双向超越离合器、可控超越离合器等。单向超越离合器的主动件可带动从动件朝设定方向单向转动，同理，从动件可带动主动件反向转动；双向超越离合器的主动件可带动从动件正反向转动，而从动件却不能带动主动件转动。对于内外套装的传动结构的单向和双向超越离合器，其通过滚珠、滚柱或楔块与凸轮工作面形成高副传动，其制造精度要求高、机械效率低，使用寿命低，同时，还存在截面尺寸大的缺陷，应用场所受到较大限制。为此，需要进一步改进。
发明内容
本发明目的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种双向超越离合器，该离合器利用螺旋花键配合结构，在螺旋花键套的两端分别形成两个端面啮合的且仅由主动件带动从动件转动的双向超越离合器结构，从而有效减小离合器横截面尺寸，提高负载能力，以有效节省安装空间。本发明的第二目的是提供一种横截面尺寸小的变速装置，其负载能力强，适用于安装空间狭小的场所。
为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。
一种双向超越离合器，包括可转动的套装在轴状从动件上的盘状主动件，所述主动件的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动件之间形成有第一端面啮合离 合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转。
现有技术中，螺旋花键配合结构具有如下基本特性，其主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大范围移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴的花键套移动实现花键套或花键轴转动。
采用前述技术方案的本发明，利用螺纹花键套的前述基本特性，主动件在外力驱动下转动，螺旋花键套在制动装置施加的摩擦阻力作用下与主动件形成一定的相对转动和轴线移动的综合运动，其移动方向由螺旋方向和主动件的转动方向确定，其旋转方向与主动件相同。由于第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转，因此，在主动件与从动件均正转时，第二端面啮合离合器结构处于分离状态，此时，在从动件转速大于主动件及螺旋花键套转速时，第一端面啮合离合器结构处于超越状态。在主动件无动力输入的情形下，从动件反转带动螺旋花键套反转，螺旋花键套反转的同时在制动装置作用下轴向移动，使第一端面啮合离合器结构分离，从而实现双向超越离合器的功能。本方案就是利用螺纹花键套的前述基本特性，将旋转运动转换为轴向移动实现端面啮合的离合器结构，通过端面啮合的啮合齿或啮合卡爪形成相互咬合的可靠的动力传动结构，相对于现有技术的高副传动离合器其传动效率高、传动扭矩大，使用寿命长；同时，将内外套装式结构改进为轴向的端面啮合结构，可有效减小离合器的横截面尺寸，方便在变速器上使用。
优选的，所述制动装置包括具有卡圈柄的C形卡圈，该C形卡圈通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套设有环槽内；C形卡圈设有U形的卡圈柄，卡圈柄 的U形两自由端与C形卡圈的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄用于通过静止构件阻止C形卡圈随螺旋花键套同步转动。以简化结构，降低制造成本，且摩擦阻力施加可靠。使用时，在静止构件如变速箱箱体上设置用于卡圈柄轴向滑动的滑槽，滑槽宽度大于卡圈柄的U形部宽度，以便在主动件由正向旋转转换为反向旋转时，从动件换向形成一定滞后，降低反向冲击。
优选的，所述制动装置包括刹车蹄，刹车蹄通过刹车弹簧可伸缩的连接在静止的刹车支架上。以简化结构，降低制造成本，且摩擦阻力施加可靠。
所述从动件上固定连接有分别位于所述主动件两侧的第一从动盘和第二从动盘；第一从动盘和第二从动盘分别用于与所述螺旋花键套形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。轴状零件的从动件通过两个从动盘与螺旋花键套形成端面啮合离合器结构，以使从动件形成可拆卸结构，提高零件加工的方便性，相应降低制造成本。
进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述主动件的一端轴颈上的一个，所述第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套一端与第一从动盘上相互啮合的单向齿构成；或者第一端面啮合离合器结构由过渡盘与从动件上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘通过单向超越离合器连接在螺旋花键套一端上；螺旋花键套另一端设有多个圆周均布且可由主动件上法兰盘部的镂空处穿出的连接爪，螺旋花键套通过该连接爪与所述第二从动盘形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套与所述主动件的法兰盘之间设有弹性元件，弹性元件用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。弹性元件利用螺旋花键可轴向移动的特性，使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。其中，弹性元件可以是 圆柱螺旋压缩弹簧、碟簧，或由弹性体材料制成的弹性套等中的任一种。在螺旋花键套由主动件带动按设定方向转动的情形下，通过单向齿啮合带动从动件同步转动；当从动件以相同方向高于螺旋花键套的转速转动时，从动件通过利用单向传动特性的单向齿与螺旋花键套及主动件形成超越；当主动件无动力输入，且从动件在外力驱动下按相反方向转动时，从动件通过单向齿推动螺旋花键套相对于主动件转动并按使第一端面啮合离合器结构脱开的方向移动，实现从动件不能带动主动件转动的超越状态。由于第二端面啮合离合器结构处于常开状态，从动件在外部力矩驱动下正反向转动时，均不能通过第二端面啮合离合器结构带动螺旋花键套转动，从而在主动件和从动件之间形成超越特性。本发明另一技术方案的第一端面啮合离合器结构形成在过渡盘上，过渡盘采用单向超越离合器与螺旋花键套连接，以获得螺旋花键套与从动件之间的超越状态的方案，具有效减小噪音的效果，此方案中，啮合齿既可以采用单向传递扭矩的直角三角形的单向齿也可以采用可双向传递扭矩的等腰三角形或等腰梯形的双向齿。
进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述主动件的两端轴颈上的两个，主动件两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套分别与第一从动盘和第二从动盘形成所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。在主动件正转和反转时，利用螺旋花键套转动并轴向移动的特性分别形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构的选择性结合与分离；以进一步简化结构，降低制造成本。在此结构中还可在第一从动盘和第二从动盘与对应花键套之间设置一弹性元件以使第一和第二端面啮合离合器均处于常开状态，其只能在螺旋花键套作为主动时，才能实现动力传动，否则，端面啮合离合器 结构将不结合。
为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。
一种变速装置，包括主动轴和从动轴，主动轴和从动轴上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮可转动的套装在所述主动轴上，高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常开的离心离合器，离心离合器用于在主动轴转速达到设定值时，使高速挡主动齿轮与主动轴形成同步转动的连接关系，高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮同轴固定连接在从动轴上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮同轴固定连接在主动轴上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮可转动的套装在所述从动轴上，低速挡从动齿轮的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动轴之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动轴同步正转和同步反转。
采用前述技术方案的本发明，低速挡从动齿轮与从动轴之间通过螺旋套和两个端面啮合的离合结构形成双向超越离合器结构。当主动轴在外部动力驱动下正向低速旋转，动力通过低速挡齿轮对传递到低速挡从动齿轮上，低速挡从动齿轮通过螺旋花键套和第一端面啮合离合器结构带动从动轴正向旋转，高速挡主动齿轮由高速挡从动齿轮驱动在主动轴上空转；当主动轴转速升高并达到设定值时，主动轴上的常开离心离合器结合，使高速挡主动齿轮随主动轴同步转动，并带动高速挡从动齿轮及从动轴高速旋转，低速挡从动齿轮仍由低速挡主动齿轮带动转动，螺旋花键套利用第一端面啮合离合器结构的单向特性与从动轴之间形成超越状态，螺旋花键套随低速挡从动齿轮转动，其转速低于从动 轴转速。当主动轴在外部动力驱动下反向低速旋转，动力通过低速挡齿轮对传递到低速挡从动齿轮上，螺旋花键套随低速挡从动齿轮反转，并在制动装置作用下反向移动，形成第一端面啮合离合器的脱离和第二端面啮合离合器结构的结合，低速挡从动齿轮通过螺旋花键套和第二端面啮合离合器结构带动从动轴反向旋转，高速挡主动齿轮由高速挡从动齿轮驱动在主动轴上反向空转。当主动轴无动力输入，从动轴在外部力矩如车辆处于下坡阶段的车辆重力的下滑分力的驱动下以正向转动时，形成如从动轴转速高于低速挡从动齿轮转速相同的情形，即螺旋花键套利用第一端面啮合离合器结构的单向特性与从动轴之间形成超越状态；如从动轴在外力驱动下按相反方向转动时，如车辆在坡道上后退滑行，由于第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动轴同步正转和同步反转，从从动轴反转通过第一端面啮合离合器结构带动螺旋花键套反转，螺旋花键套反转的同时在制动装置作用下轴向移动，使第一端面啮合离合器结构分离，且低速挡从动齿轮处于静止状态，第二端面啮合离合器结构也处于分离状态。因此，从动轴在外部力矩驱动下正反向转动时，均不能通过第二端面啮合离合器结构带动螺旋花键套转动，从而在低速挡从动齿轮和从动轴之间形成双向超越特性。本变速装置适用于电机驱动类电动车的两挡自动变速，并使电动车具有倒车功能。本方案通过在低速从动齿轮和从动轴之间形成端面啮合的双向超越离合器结构，可有效减小变速装置的横截面尺寸，其传动效率高、负载能力强，使用寿命长。
优选的，所述制动装置包括具有卡圈柄的C形卡圈，该C形卡圈通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套设有环槽内；C形卡圈设有U形的卡圈柄，卡圈柄的U形两自由端与C形卡圈的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄用于通过变 速装置箱体阻止C形卡圈随螺旋花键套同步转动。以简化结构，降低制造成本，且阻力摩擦阻力施加可靠。使用时，变速箱箱体上设置用于卡圈柄轴向滑动的所需滑槽，滑槽宽度大于卡圈柄的U形部宽度，以在主动件由正向旋转转换为反向旋转时，从动件换向形成一定滞后，降低换向冲击；最好，将滑槽宽度设计为“7”字形结构，其“7”字形的水平段与从动轴正转时的C形卡圈位置适应，“7”字形竖直段设在从动轴反转时C形卡圈能顺利滑动的位置，水平段用以车辆在前进方向滑行，螺旋花键套处于自由状态时，阻止卡圈后退避免造成第二端面啮合结构的啮合部分相互撞击而损坏。
优选的，所述制动装置包括刹车蹄，刹车蹄通过刹车弹簧可伸缩的连接在变速装置箱体上固定连接的刹车支架上。
进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述低速挡从动齿轮的一端轴颈上的一个，所述第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套一端与高速挡从动齿轮上相互啮合的单向齿构成；或者第一端面啮合离合器结构由过渡盘与高速挡从动齿轮上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘通过单向超越离合器连接在螺旋花键套一端上；螺旋花键套另一端设有多个圆周均布且可由低速挡从动齿轮上法兰盘部的镂空处穿出的连接爪，螺旋花键套通过该连接爪与固定连接在所述从动轴上的连接盘形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套与所述低速挡从动齿轮的轮腹部之间设有弹性元件，弹性元件用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。弹性元件利用螺旋花键可轴向移动的特性，使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。其中，弹性元件可以是圆柱螺旋压缩弹簧、碟簧，或由弹性体材料制成的弹性套等中的任一种。本发明另一技术方案的第 一端面啮合离合器结构形成在过渡盘与从动轴之间，过渡盘采用单向超越离合器与螺旋花键套连接，以获得螺旋花键套与从动轴之间超越状态的方案，还具有减小噪音的效果，此方案中，啮合齿既可以采用单向传递扭矩的直角三角形的单向齿也可以采用可双向传递扭矩的等腰三角形或等腰梯形的双向齿。
进一步优选的，所述螺旋花键套设有配合在所述低速挡从动齿轮的两端轴颈上的两个，低速挡从动齿轮两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套分别与高速挡从动齿轮和固定连接在所述从动轴上的连接盘形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。在主动件正转和反转时，利用螺旋花键套转动并轴向移动的特性分别形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构的选择性结合与分离；以进一步简化结构，降低制造成本。在此结构中还可在高速挡从动齿轮和低速挡从动齿轮与对应花键套之间设置一弹性元件以使第一和第二端面啮合离合器均处于常开状态，以使其只能在螺旋花键套作为主动时，才能实现动力传动，否则，端面啮合离合器结构将不结合。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种自动变速系统。
一种自动变速系统，包括主动轴和从动轴，主动轴和从动轴上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常闭的摩擦锥盘离合器，摩擦锥盘离合器包括主动盘、从动盘和加载弹簧，主动盘形成在变速系统的输入齿轮上，输入齿轮通过第一螺旋花键结构连接在主动轴上，从动盘空套在所述主动轴上并通过单向超越离合器与高速挡主动齿轮连接，该单向超越离合器用于从动盘带动高速挡主动齿轮正向转动；加载弹簧连接在输入齿轮与主动轴的相应轴颈之间；第一螺旋花键结构的螺旋方向具有在输入齿轮正向旋转时，输入齿轮形成有压缩加载弹簧的 运动趋势；高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮同轴固定连接在从动轴上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮同轴固定连接在主动轴上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮可转动的套装在所述从动轴上，低速挡从动齿轮的轴颈上通过第二螺旋花键结构配合有螺旋花键套，螺旋花键套连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套与从动轴之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套带动从动轴同步正转和同步反转。
本方案的自动变速系统中，低速挡从动齿轮、高速挡从动齿轮与从动轴之间形成与前述变速装置方案完全相同的双向超越离合器结构，所不同之处在于，高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常闭的摩擦锥盘离合器，摩擦锥盘离合器的主动盘形成在变速系统的输入齿轮上，输入齿轮通过第一螺旋花键结构连接在主动轴上，摩擦锥盘离合器的从动盘空套在主动轴上并通过单向超越离合器与高速挡主动齿轮连接，该单向超越离合器用于从动盘带动高速挡主动齿轮正向转动；加载弹簧连接在输入齿轮与主动轴的相应轴颈之间；第一螺旋花键结构的螺旋方向具有在输入齿轮正向旋转时，输入齿轮形成有压缩加载弹簧的运动趋势。本变速系统在外部负载力矩较小时，相应输入扭矩较小，输入齿轮压缩加载弹簧的运动趋势不足以使摩擦锥盘离合器的主动盘和从动盘脱离，输入齿轮在加载弹簧作用下克服输入齿轮后退力，保持摩擦锥盘离合器结合，从而带动从动盘转动，从动盘通过单向超越离合器带动高速挡主动齿轮转动，高速挡主动齿轮带动转动高速挡从动齿轮及从动轴高速转动；与此同时，低速挡主动齿轮带动低速挡从动齿轮转动，低速挡从动齿轮与从动轴通过前述的双向超越离合器结构形成超越状态；当外部负载增大，输入齿轮的输入扭矩 相应增大，当输入扭矩增大到设定值时，输入齿轮后退至使摩擦锥盘离合器处于脱离状态，主动轴通过低速挡齿轮对带动从动轴转动；高速挡从动齿轮随从动轴同步转动，高速挡主动齿轮通过从动盘形成在主动轴上的空转；当外部负载减小到设定值时，摩擦锥盘离合器在加载弹簧作用下克服输入齿轮阻力而形成结合后，变速系统自动转换为高速挡。当输入齿轮反向旋转时，输入齿轮在螺旋花键作用下轴向前移，与加载弹簧形成相加的作用使摩擦锥盘离合器结合，由于单向离合器的作用，高速挡主动齿轮与主动轴处于超越状态，主动轴通过低速挡齿轮对与从动轴形成动力传动关系，高速挡从动齿轮随从动轴同步转动；此时，高速挡主动齿轮在高速挡从动齿轮带动下以相同方向并低于主动轴的转速转动，并通过单向离合器保持与主动轴超越状态。当主动轴无动力输入时，应用本系统的车辆通过从动轴上的双向超越离合器结构和主动轴上的单向超越离合器形成前进方向的滑行和防止坡道后退的功能。
本发明的有益效果是，双向超越离合器横截面尺寸小，应用方便，且机械效率高、负载能力强、使用寿命长；变速装置及系统能实现两挡自动变速和反向输出。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图3是本发明实施例3的结构示意图。
图4是本发明实施例4的结构示意图。
图5是本发明实施例5的结构示意图。
图6是本发明实施例5的结构示意分解轴测图。
图7是本发明实施例5中部分结构示意轴测图，图中箭头所指方向是螺旋花键套随从动轴正向旋转的方向。
图8是本发明实施例6的结构示意图。
图9是本发明实施例7和10的结构示意图。
图10是本发明实施例8和11的结构示意图。
图11是是本发明实施例9的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1参见图1，一种双向超越离合器，包括可转动的套装在轴状从动件2上的盘状主动件1，主动件1的一端轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套3，螺旋花键套3连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；制动装置包括具有卡圈柄4a的C形卡圈4，该C形卡圈4通过C形夹持部抱持在螺旋花键套3设有环槽内；C形卡圈4设有U形的卡圈柄4a，卡圈柄4a的U形两自由端与C形卡圈4的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄4a用于通过静止构件阻止C形卡圈4随螺旋花键套3同步转动；从动件2上固定连接有分别位于主动件1两侧的第一从动盘5和第二从动盘6；第一从动盘5和第二从动盘6分别与螺旋花键套3形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构；第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套3一端与第一从动盘5上相互啮合的单向齿构成；螺旋花键套3另一端设有多个圆周均布且可由主动件1上法兰盘部的镂空1a处穿出的连接爪3a，螺旋花键套3通过该连接爪3a与所述第二从动盘6之间相互啮合的端面齿形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套3与所述主动件1的法 兰盘之间设有由圆柱螺旋压缩弹簧构成的弹性元件7，该弹性元件7用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态；以使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套3带动从动件2同步正转和同步反转。
本实施例中，连接爪3a与第二从动盘6之间相互啮合的端面齿的断面形状可以是直角三角形单向齿、等腰三角形或等腰梯形双向齿。
实施例2参见图2，所述第一端面啮合离合器结构由过渡盘8与从动件2上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘8通过单向超越离合器8a连接在螺旋花键套3一端上。其中，过渡盘8与从动件2上相互啮合的端面齿可以是直角三角形单向齿、等腰三角形或等腰梯形双向齿。
本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3参见图3，所述螺旋花键套3设有配合在所述主动件1的两端轴颈上的两个，主动件1两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套3分别与第一从动盘5和第二从动盘6形成所述第一端面啮合离合器结构和所述第二端面啮合离合器结构。
本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例4参见图4，所述制动装置包括刹车蹄17，刹车蹄17通过刹车弹簧18可伸缩的连接在静止的刹车支架19上。
本实施例的其余结构与实施例1、2或3相同，在此不再赘述。
前述实施例中相互啮合的端面齿也可是端面牙崁式结构；其中弹性元件7还可由碟簧以及由弹性体材料制成的弹性套等构成。
实施例5参见图5、图6、图7，一种变速装置，包括主动轴9和从动轴10， 从动轴10通过输出齿轮22输出扭矩，主动轴9和从动轴10上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮11可转动的套装在所述主动轴9上，高速挡主动齿轮11与主动轴9之间设有常开的离心离合器20，离心离合器20用于在主动轴9转速达到设定值时，使高速挡主动齿轮11与主动轴9形成同步转动的连接关系，高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮12同轴固定连接在从动轴10上；低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮13同轴固定连接在主动轴9上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮14可转动的套装在从动轴10上，低速挡从动齿轮14的一端轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套3，螺旋花键套3连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；制动装置包括具有卡圈柄4a的C形卡圈4，该C形卡圈4通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套3设有环槽内；C形卡圈4设有U形的卡圈柄4a，卡圈柄4a的U形两自由端与C形卡圈4的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄4a用于通过变速装置箱体16阻止C形卡圈4随螺旋花键套3同步转动；变速装置箱体16上设有用于卡圈柄4a轴向滑动的所需滑槽，滑槽宽度大于卡圈柄的U形部宽度，以在主动件由正向旋转转换为反向旋转时，从动件换向形成一定滞后，降低换向冲击；且将滑槽宽度设计为如附图7中的“7”字形结构，其“7”字形的水平段与从动轴正转时的C形卡圈4位置适应，“7”字形竖直段设在从动轴10反转时C形卡圈4能顺利滑动的位置，水平段用以车辆在前进方向滑行而螺旋花键套处于自由状态时，阻止卡圈后退避免造成第二端面啮合结构的啮合部分相互撞击而损坏；螺旋花键套3与从动轴10之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套3一端与高速挡从动齿轮12上相互啮合的单向齿构成；螺旋花键套3另一端设有多个圆周均布且可由低速挡从 动齿轮14上法兰盘部的镂空14a处穿出的连接爪3a，螺旋花键套3通过该连接爪3a与固定连接在所述从动轴10上的连接盘15之间相互啮合的端面齿形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套3与所述低速挡从动齿轮14的轮腹部之间设有由圆柱螺旋压缩弹簧构成的弹性元件7，弹性元件7用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态；从而使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套3带动从动轴10同步正转和同步反转。
其中，高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮11可转动的套装在输入轴9上，输入轴9上形成有一光杆段和一螺旋外花键段，输入轴9由光杆段可转动的套装有可与螺旋外花键配合的短螺旋花键套23，该短螺旋花键套23连接有2～5自复位离心块24，短螺旋花键套23与高速挡主动齿轮11之间形成有端面啮合的离合器结构，该离合器结构通过圆柱螺旋压缩弹簧25形成常开状态；自复位离心块24用于在输入轴9达到设定转速时推动短螺旋花键套23移动，以使短螺旋花键套23通过螺旋花键配合结构与输入轴9的外螺旋花键段啮合后，形成短螺旋花键套23与高速挡主动齿轮11之间端面啮合离合器结构的结合。自复位离心块24呈L形结构，多个自复位离心块24通过铰接方式圆周均布在输入轴9上，自复位离心块24的铰接轴心位于L形两臂交汇部，自复位离心块24的铰接轴线垂直并偏离输入轴9轴线；自复位离心块24铰接在输入齿轮21端面上；自复位离心块24与高速挡主动齿轮11之间连接有扭簧24a。
本实施例中，连接爪3a与连接盘15之间相互啮合的端面齿的断面形状可以是直角三角形单向齿、等腰三角形或等腰梯形双向齿。
实施例6参见图8，第一端面啮合离合器结构由过渡盘8与高速挡从动齿 轮12上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘8通过单向超越离合器8a连接在螺旋花键套3一端上。其中，过渡盘8与从动件2上相互啮合的端面齿可以是直角三角形单向齿、等腰三角形或等腰梯形双向齿。
本实施例的其余结构与实施例5相同，在此不再赘述。
实施例7参见图9，所述螺旋花键套3设有配合在所述低速挡从动齿轮14的两端轴颈上的两个，低速挡从动齿轮14两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套3分别与高速挡从动齿轮12和固定连接在所述从动轴10上的连接盘15形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。
本实施例的其余结构与实施例5相同，在此不再赘述。
实施例8参见图10，所述制动装置包括刹车蹄17，刹车蹄17通过刹车弹簧18可伸缩的连接在变速装置箱体16上固定连接的刹车支架19上。
本实施例的其余结构与实施例5、6或7相同，在此不再赘述。
前述实施例中相互啮合的端面齿也可是端面牙崁式结构；其中弹性元件7还可由碟簧以及由弹性体材料制成的弹性套等构成。
实施例9，参见图11，一种自动变速系统，包括主动轴9和从动轴10，从动轴10通过输出齿轮22输出扭矩，主动轴9和从动轴10上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮11与主动轴9之间设有常闭的摩擦锥盘离合器，摩擦锥盘离合器包括主动盘、从动盘26和加载弹簧27，主动盘形成在变速系统的输入齿轮21上，输入齿轮21通过第一螺旋花键结构连接在主动轴9上，从动盘26空套在所述主动轴9上并通过单向超越离合器28与高速挡主动齿轮11连接，该单向超越离合器28用于从动盘26带动高速挡主动齿轮11正向转动；加载弹簧27连接在输入齿轮21与 主动轴9的相应轴颈之间；第一螺旋花键结构的螺旋方向具有在输入齿轮21正向旋转时，输入齿轮21形成有压缩加载弹簧28的运动趋势；高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮12同轴固定连接在从动轴10上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮13同轴固定连接在主动轴9上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮14可转动的套装在所述从动轴10上，低速挡从动齿轮14的轴颈上通过第二螺旋花键结构配合有螺旋花键套3，螺旋花键套3连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；制动装置包括具有卡圈柄4a的C形卡圈4，该C形卡圈4通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套3设有环槽内；C形卡圈4设有U形的卡圈柄4a，卡圈柄4a的U形两自由端与C形卡圈4的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄4a用于通过变速装置箱体16阻止C形卡圈4随螺旋花键套3同步转动；变速装置箱体16上设有用于卡圈柄4a轴向滑动的所需滑槽，滑槽宽度大于卡圈柄的U形部宽度，以在低速挡从动齿轮14由正向旋转转换为反向旋转时，从动轴10换向形成一定滞后，降低换向冲击；且将滑槽宽度设计为“7”字形结构，其“7”字形的水平段与动轴10正转时的C形卡圈4位置适应，“7”字形竖直段设在从动轴10反转时C形卡圈4能顺利滑动的位置，水平段用以车辆在前进方向滑行而螺旋花键套处于自由状态时，阻止卡圈后退避免造成第二端面啮合结构的啮合部分相互撞击而损坏；螺旋花键套3与从动轴10之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套3一端与高速挡从动齿轮12上相互啮合的单向齿构成；螺旋花键套3另一端设有多个圆周均布且可由低速挡从动齿轮14上法兰盘部的镂空14a处穿出的连接爪3a，螺旋花键套3通过该连接爪3a与固定连接在所述从动轴10上的连接盘15之间相互啮合的端面齿形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套3与所 述低速挡从动齿轮14的轮腹部之间设有由圆柱螺旋压缩弹簧构成的弹性元件7，弹性元件7用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态；从而使第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套3带动从动轴10同步正转和同步反转。其中，连接爪3a与连接盘15之间相互啮合的端面齿的断面形状可以是直角三角形单向齿、等腰三角形或等腰梯形双向齿。
实施例10参见图9，所述螺旋花键套3设有配合在所述低速挡从动齿轮14的两端轴颈上的两个，低速挡从动齿轮14两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套3分别与高速挡从动齿轮12和固定连接在所述从动轴10上的连接盘15形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。
本实施例的其余结构与实施例9相同，在此不再赘述。
实施例11参见图10，所述制动装置包括刹车蹄17，刹车蹄17通过刹车弹簧18可伸缩的连接在变速装置箱体16上固定连接的刹车支架19上。
本实施例的其余结构与实施例9相同，在此不再赘述。
实施例9、10、11中相互啮合的端面齿也可是端面牙崁式结构；其中弹性元件7还可由碟簧以及由弹性体材料制成的弹性套等构成。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (12)
1.一种双向超越离合器，包括可转动的套装在轴状从动件(2)上的盘状主动件(1)，其特征在于，所述主动件(1)的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套(3)，螺旋花键套(3)连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套(3)与从动件(2)之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套(3)带动从动件(2)同步正转和同步反转。
2.根据权利要求1所述的双向超越离合器，其特征在于，所述制动装置包括具有卡圈柄(4a)的C形卡圈(4)，该C形卡圈(4)通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套(3)设有环槽内；C形卡圈(4)设有U形的卡圈柄(4a)，卡圈柄(4a)的U形两自由端与C形卡圈(4)的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄(4a)用于通过静止构件阻止C形卡圈(4)随螺旋花键套(3)同步转动。
3.根据权利要求1所述的双向超越离合器，其特征在于，所述制动装置包括刹车蹄(17)，刹车蹄(17)通过刹车弹簧(18)可伸缩的连接在静止的刹车支架(19)上。
4.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述的双向超越离合器，其特征在于，所述从动件(2)上固定连接有分别位于所述主动件(1)两侧的第一从动盘(5)和第二从动盘(6)；第一从动盘(5)和第二从动盘(6)分别用于与所述螺旋花键套(3)形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。
5.根据权利要求4所述的双向超越离合器，其特征在于，所述螺旋花键套(3)设有配合在所述主动件(1)的一端轴颈上的一个，所述第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套(3)一端与第一从动盘(5)上相互啮合的单向齿构成；或者第一端面啮合离合器结构由过渡盘(8)与从动件(2)上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘(8)通过单向超越离合器(8a)连接在螺旋花键套(3)一端上；螺旋花键套(3)另一端设有多个圆周均布且可由主动件(1)上法兰盘部的镂空(1a)处穿出的连接爪(3a)，螺旋花键套(3)通过该连接爪(3a)与所述第二从动盘(6)形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套(3)与所述主动件(1)的法兰盘之间设有弹性元件(7)，弹性元件(7)用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。
6.根据权利要求4所述的双向超越离合器，其特征在于，所述螺旋花键套(3)设有配合在所述主动件(1)的两端轴颈上的两个，主动件(1)两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套(3)分别与第一从动盘(5)和第二从动盘(6)形成所述第一端面啮合离合器结构和所述第二端面啮合离合器结构。
7.一种变速装置，包括主动轴(9)和从动轴(10)，主动轴(9)和从动轴(10)上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，其特征在于，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮(11)可转动的套装在所述主动轴(9)上，高速挡主动齿轮(11)与主动轴(9)之间设有常开的离心离合器(20)，离心离合器(20)用于在主动轴(9)转速达到设定值时，使高速挡主动齿轮(11)与主动轴(9)形成同步转动的连接关系，高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮(12)同轴固定连接在从动轴(10)上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮(13)同轴固定连接在主动轴(9)上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮(14)可转动的套装在所述从动轴(10)上，低速挡从动齿轮(14)的轴颈上通过螺旋花键配合有螺旋花键套(3)，螺旋花键套(3)连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套(3)与从动轴(10)之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别仅用于螺旋花键套(3)带动从动轴(10)同步正转和同步反转。
8.根据权利要求7所述的变速装置，其特征在于，所述制动装置包括具有卡圈柄(4a)的C形卡圈(4)，该C形卡圈(4)通过C形夹持部抱持在所述螺旋花键套(3)设有环槽内；C形卡圈(4)设有U形的卡圈柄(4a)，卡圈柄(4a)的U形两自由端与C形卡圈(4)的C形两自由端对应固定连接，卡圈柄(4a)用于通过变速装置箱体(16)阻止C形卡圈(4)随螺旋花键套(3)同步转动。
9.根据权利要求7所述的变速装置，其特征在于，所述制动装置包括刹车蹄(17)，刹车蹄(17)通过刹车弹簧(18)可伸缩的连接在变速装置箱体(16)上固定连接的刹车支架(19)上。
10.根据权利要求7～9中任意一项权利要求所述的变速装置，其特征在于，所述螺旋花键套(3)设有配合在所述低速挡从动齿轮(14)的一端轴颈上的一个，所述第一端面啮合离合器结构由螺旋花键套(3)一端与高速挡从动齿轮(12)上相互啮合的单向齿构成；或者第一端面啮合离合器结构由过渡盘(8)与高速挡从动齿轮(12)上相互啮合的端面齿构成，该过渡盘(8)通过单向超越离合器(8a)连接在螺旋花键套(3)一端上；螺旋花键套(3)另一端设有多个圆周均布且可由低速挡从动齿轮(14)上法兰盘部的镂空(14a)处穿出的连接爪(3a)，螺旋花键套(3)通过该连接爪(3a)与固定连接在所述从动轴(10)上的连接盘(15)形成所述第二端面啮合离合器结构；螺旋花键套(3)与所述低速挡从动齿轮(14)的轮腹部之间设有弹性元件(7)，弹性元件(7)用于使所述第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构分别形成常闭和常开状态。
11.根据权利要求7～9中任意一项权利要求所述的变速装置，其特征在于，所述螺旋花键套(3)设有配合在所述低速挡从动齿轮(14)的两端轴颈上的两个，低速挡从动齿轮(14)两端轴颈的外花键旋向相同，两个螺旋花键套(3)分别与高速挡从动齿轮(12)和固定连接在所述从动轴(10)上的连接盘(15)形成第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构。
12.一种自动变速系统，包括主动轴(9)和从动轴(10)，主动轴(9)和从动轴(10)上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，其特征在于，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮(11)与主动轴(9)之间设有常闭的摩擦锥盘离合器，摩擦锥盘离合器包括主动盘、从动盘(26)和加载弹簧(27)，主动盘形成在变速系统的输入齿轮(21)上，输入齿轮(21)通过第一螺旋花键结构连接在主动轴(9)上，从动盘(26)空套在所述主动轴(9)上并通过单向超越离合器(28)与高速挡主动齿轮(11)连接，该单向超越离合器(28)用于从动盘(26)带动高速挡主动齿轮(11)正向转动；加载弹簧(27)连接在输入齿轮(21)与主动轴(9)的相应轴颈之间；第一螺旋花键结构的螺旋方向具有在输入齿轮(21)正向旋转时，输入齿轮(21)形成有压缩加载弹簧(28)的运动趋势；高速挡齿轮对的高速挡从动齿轮(12)同轴固定连接在从动轴(10)上；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮(13)同轴固定连接在主动轴(9)上，低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮(14)可转动的套装在所述从动轴(10)上，低速挡从动齿轮(14)的轴颈上通过第二螺旋花键结构配合有螺旋花键套(3)，螺旋花键套(3)连接有一向其施加摩擦阻力的制动装置；螺旋花键套(3)与从动轴(10)之间形成有第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构，第一端面啮合离合器结构和第二端面啮合离合器结构仅分别用于螺旋花键套(3)带动从动轴(10)同步正转和同步反转。
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