CN1059395A - 变速器 - Google Patents

Abstract

一种变速器，系以全啮合轮组来传递动力，藉一 套筒以扭开或旋紧齿轮组内各齿轮筒内的弹簧，得以 选择不同的齿轮筒转动，各在主从动齿轮组间配合有 适当的变速比。本发明具有换挡时无需放开油门，方 便驾驶操作。本发明以一微电脑根据设置于车上各 点的感应器反馈资料发出操作指令，适时适当地控制 排挡时机，能灵敏地、准确地自动换挡，使引擎随时随 地发挥其最大功效。

Description

本发明涉及一种变速器，尤指一种车用的自动全啮合变速器。

近年来，由于经济的发展，买车代步已非奢侈浪费之事。稍具有驾驶汽车经验的人都知道驾驶自动挂挡的汽车比驾驶手动挂挡的汽车来得容易。因为驾驶手动挂挡汽车，在每次换挡过程中，驾驶人必须放开油门，然后踩离合器，将挂挡杆拨出，再拨入适当位置，放开离合器踏板，并同时踩油门加油，连续作六个动作，只换一次挡。在拥挤的街道上反复操作，自然心烦即分心又危险。此外，在换挡时必须停止加油，汽车失控，引起动力损失。上坡换挡时，如未能及时将挂挡打入适当位置，引擎可能熄火。因换挡手续烦杂，驾驶人员往往不想换挡，以致引擎在不适当的转速下运转，即浪费能源，又容易使引擎损伤。传统的自动挂挡变速器复杂，包含有行星齿轮组、离合器、制动器、控制器若干组，复杂的构造，又增加了制造成本。离合器、制动器、控制器需要定时调节，增加维护成本。转动零件太多，变挡数又少，传动效率低，因此动力损耗较手动挂挡增加18%，所以未能被普遍采用。

传统的手挂挡变速器及自动挂挡变速器已不能满足现今需要，因此无级变速器被开发成功。此机有两大优点：一为结构简单，控制容易;二为无级变速，使引擎能时时刻刻在经济回转速度上运转，使引擎发挥最高效能。然而无级变速也有两大缺点：一为速度变挡控制迟缓，往往需要踩一下油门才会变换;二为传动动力的链带是在被轮盘紧挟着运转的，链带与轮盘间的摩擦损失非常大，否则滑盘就不能传动了。可惜的是无级变速器的两大优点，被两大缺点完全抵消，因此未能被普遍采用。

今日汽车所消耗的能源大增，污染又使人们的居住环境急剧劣化，但是人们仍一味追求快捷舒适。为自救，全世界各汽车厂全力发展节省能源低污染的引擎，但优秀的引擎必须搭配高效能的变速器才能发挥功效。因此需要一种新型的变速器以应所需。

本发明的主要目的是提供一种以微电脑根据引擎转速，以及步进电机驱动挂挡转盘得以变速，自动地挂入适当挡位，并且控制灵敏、动作准确，而且又能使引擎时时刻刻保持在最佳之经济回转速度上运转，充分发挥引擎最佳性能的高效变速器。

本发明的目的之二是提供一种以全啮合齿轮传递动力，具有自动挂挡功能的变速器。使其即包含有手动挂挡变速器构造简单、齿轮传动效力高的优点，而又有比自动挂挡变速器更好的操作性能。

本发明的目的之三是提供一种在变挡中可继续加油加速的变速器，在所有变挡过程中，动力传输无需间断，并可在不增加结构上及操纵复杂性的情况下，增加更多的挡数，配合微电脑控制挂挡的动作灵敏准确，使汽车在加速过程中，能产生平稳和强劲的性能，比美于无级变速器。

本发明目的是这样实现的，包括有变速器箱体，以及可将引擎的动力引入本发明的输入轴，以带动本发明装置旋转，该输入轴设置于箱内一侧面上，两端各以一轴承支承于箱体上，其外伸端连接于动力装置。

本发明主动齿轮组总成是由数组中空的齿轮筒依内径外径由小到大一组一层的套合在输入轴的一端上。其组数等于挡数，该齿轮筒的筒部为一长筒，在该长筒的一端带有齿轮部分，整个筒一体成型，该齿轮部分直径大于筒部分的直径;每一齿轮筒均以筒的部分相叠相套;但是每一齿轮筒的齿轮部分则一组一层垂直于轴向而依序排列;每一齿轮筒内表面均扣合一装置，该装置可由输入轴一层一层向外带动各挡主动齿轮筒转动。

前进换挡控制器总成，具有数量与主动齿轮筒相等的数个直径大小不同的呈中空状的滑动套筒，依直径大小依序由小到大套装在输入轴的后半部上，以一接合的控制装置控制各滑动套筒与主动齿轮筒之间的分离与结合，以选择在各挡操作下由输入轴驱动。该控制装置中包括有一换挡齿轮盘，换挡齿轮盘上带有与挡数相等的数对槽孔，此换挡槽孔依径向平行排列，依离盘中心的距离，由内向外依次由短而长的数对圆弧状槽孔，每对槽孔依圆心对称设置;在换挡齿轮盘的一侧带有一卡钮轮盘，卡钮轮盘上有数对卡钮槽孔，每对卡钮槽孔对称于卡钮轮盘的圆心，且由内向外依次分布在该圆心的同一直径上。卡钮槽孔内插装有卡钮，该卡钮可同时插入换挡齿轮盘上的槽孔内，当其滑出换挡齿轮盘的槽孔时，顶住各挡滑动套筒的一端，使该滑动套筒与齿轮筒结合。各挡滑动套筒均随输入轴旋转，当各滑动套筒依次与相对的主动齿轮筒结合时，可带动主动齿轮筒同时转动。

本发明后退齿轮组，包括有一后退齿轮，该后退齿轮套装在输入轴的后部，随输入轴转动，并与一中间齿轮相啮合，该中间齿轮套装于一与输入轴平行的固定轴上。

从动齿轮组包括有与主动齿轮筒数量相等的数个直径大小不同的呈中空状的从动齿轮筒，依直径由小到大依序套装在从动轴的前半部上，其齿部与主动齿轮组中相对应的主齿轮筒的齿部相啮合，以配置成各挡的驱动变速比。各从动齿轮筒一端为一长筒状，另一端含有齿轮部分，整个筒一体形成，齿轮部分直径大于筒端的直径。每一齿轮筒均以筒的部分相叠相套，但是每一挡从动齿轮筒的齿轮部分则一组一层沿垂直轴向依序排列。每一从动齿轮筒内具有一联接装置，该装置使各从动齿轮组间相互接合，并接合于从动轴，当各主动齿轮筒旋转时，亦带动相啮合的从动齿轮筒转动，依序向内传动各从动齿轮筒及从动轴转动。

前进、后退挡齿轮组总成，具有两组直径大小不同的呈中空状的齿轮筒，依直径由小到大套装在从动轴的中间部位，一为前进齿轮筒，一为后退齿轮筒。该后退齿轮筒的齿部与中间齿轮相啮合。各齿轮筒上具有一联接装置，可分别将从动轴与前进齿轮筒结合，或者将后退齿轮筒与中间齿轮相结合。

前进后退及空挡控制器总成，具有两组直径大小不同的呈中空状的滑动套筒，依直径由小到大套装在从动轴的后半部，以一控制装置控制该滑动套筒与前进后退齿轮组的分离与结合。该控制装置由一外接手动操纵杆控制一换挡轮盘，该换挡轮盘上有两对圆弧状槽孔，此槽孔依径向平行排列，依离圆心的距离，由内向外与圆心对称设置。在换挡轮盘的一侧接一卡钮轮盘，卡钮轮盘上有两对卡钮槽孔，以圆盘中心对称设置。卡钮槽孔内插装有卡钮，该卡钮可同时插入换挡轮盘上的槽孔内，亦可滑出换挡轮盘上槽孔，而顶住一滑动套筒的一端，使该滑动套筒与相对应的前进或者后退齿轮筒结合，带动相对应的齿轮筒转动。换挡齿轮盘和卡钮轮盘均套装于从动轴上，有随从动轴转动。

输出轴固定联接于前进、后退挡齿轮组总成而向外输出动力。

上述前进换挡控制器总成接合的控制装置包括有：微电脑处理器，外接于一适当位置，以处理由各感测点的感知器所传输回的资料加以判断处理分析，而输出正确的动作指令;

步进电机，接受由微电机脑处理的动作命令，使步进电机旋转，输出一动力并带动一螺杆。该螺杆与步进电机的输出轴连结，由步进电机带动正反转转动。由于螺杆与前进换挡控制器总成上的换挡齿轮盘相啮合，以带动换挡齿轮盘转动，使卡钮滑出或者滑入换挡齿轮盘。

上述的主动齿轮筒内的联接装置和从动齿轮组齿轮筒内的联接装置均由一弹簧构成，该弹簧的一端固定联接于齿轮筒内表面上靠近齿轮端的适当位置处，弹簧的另一端平行凸出于齿轮筒的轴向。该弹簧与内层和外层的齿轮筒间均留有一定的间隙。而前进换挡控制器总成的滑动套筒与前进后退挡控制器总成的滑动套筒上一端具有一凸缘部分，该凸缘内侧套装一扭力弹簧，该扭力弹簧另一端与齿轮筒另一端相接触。各滑动套筒的另一端带有一凹入部分，当换挡轮盘转动一个角度后，使卡钮受一力而滑出换挡轮盘后顶住滑动套筒的凸缘，迫使滑动套筒轴向位移一段距离后使其另一端凹入部分卡住弹簧的平行凸出端。使受力旋转的滑动套筒将弹簧旋紧在所套合的轴或者齿轮筒的外表面上后，并随该轴或者齿轮筒转动，并由弹簧带动其外层的齿化筒旋转。当卡扭的受力消失后，由扭力弹簧将滑动套筒拨出，并将卡钮弹出换挡轮盘上相对的槽孔内，滑动套筒不再带动弹簧及齿轮筒旋转。

为进一步了解本发明的特征及技术内容，请详细参阅有关本发明详细说明与附图，然而所附图式仅供参考说明，并非用来对本发明作任何限制。

附图图面说明如下：

图1为本发明变速器在空挡时的剖视图。

图2为本发明实施例1中部分输入轴未套合时剖视图。

图3为本发明实施例1中部分输入轴套合时剖视图。

图4为本发明控制换挡齿轮盘空挡时结构示意图。

图5为本发明控制换挡齿轮盘一挡时结构示意图。

图6为本发明变速器在一挡时的剖视图。

图7为本发明控制换挡齿轮盘三挡时结构示意图。

图8为本发明变速器在三挡时剖视图。

图9本发明控制换挡齿轮盘五挡时结构示意图。

图10为本发明变速器在五挡时的剖视图。

图11为本发明前进后退及空挡控制器的换挡轮在空挡时的结构示意图。

图12为本发明前进后退及空挡控制器的换挡轮盘在后退按时的剖视图。

图13为本发明前进后退及空挡控制器换挡轮盘在前进挡时的剖视图。

图14为本发明在后退挡时剖视图。

图15为本发明实施例2中输入轴未套合时剖视图。

图16为本发明实施例2中输入轴已套合时剖视图。

图17为本发明实施例3中输入轴未套合时剖视图。

图18为本发明实施例3中输入轴已套合时剖视图。

图19为本发明实施例4中齿轮筒及滑动套筒的立体分解图。

图20为本发明实施例4中输入轴未套合时剖视图。

图21为本发明实施例4中输入轴已套合时剖视图。

下面将结合附图及实施例详细说明本发明。

如图1所示，本发明变速器包括有一输入轴1、主动齿轮组总成2、前进换挡控制器总成3、后退齿轮组4、从动轴5、从动齿轮组总成6、前进后退及空挡控制器总成7、前进后退齿轮组8、输出轴9、箱体10所组成。

输入轴1系由外伸入箱体10内，是为一主动轴，其外伸端接一动力装置。输入轴1两端分别由轴承11、12支承于箱体10上。

主动齿轮组2包含有五个直径由小而大的主动齿轮筒21、22、23、24、25，其数量等于换挡挡数。各主动齿轮筒分别层层套装在输入轴1前部。第一层为主动一挡齿轮筒21，其内套装有一不直接旋紧在输入轴上的主动一挡弹簧211。该主动一挡齿轮筒21外套装主动二挡弹簧221，在主动二挡弹簧221外套装有主动二挡齿轮筒22;再外套主动三挡弹簧231，外套第三层主动三挡齿轮筒23;以上依序套装有主动四挡弹簧241、主动四挡齿轮筒24;主动五挡弹簧251、主动五挡齿轮筒25。

每层主动各挡弹簧均不直接旋紧在每下一层的主动各挡齿轮筒上，其间留有一间隙。每一主动挡齿轮筒在含有齿轮端均以一轴承枢接配合，分别为212、222、232、242、252。最外层则以轴承26使整个主动齿轮组总成2与箱体10接合。

在上述之前进换挡控制器总成3，由一受控制转动的螺杆31，啮合于一换挡具轮盘32，该换挡齿轮盘32套装在输入轴1的另一端，在输入轴1上同一端内侧，紧靠换挡齿轮盘32套装有前进换挡卡钮轮盘33。再向内侧分别在输入轴1上套装有主动一挡滑动套筒34，其外套装有主动一挡滑动套筒扭力弹簧341，该主动一挡滑动套筒34一端插装入主动一挡齿轮筒21内，与主动一挡弹簧211左右置放。在主动一挡滑动套筒34外层套装有主动一挡滑动套筒扭力弹簧341，该弹簧的外径略小于其外层套装的主动二挡滑动套筒35的内径，并与主动一挡齿轮筒左右置放。在主动二挡滑动套筒35的外层套装有主动二挡滑动套筒扭力弹簧351;又外套一层主动三挡滑动套筒36，外套主动三挡滑动套筒扭力弹簧361，其外层又套装有主动四挡滑动套筒37，外套主动四挡滑动套筒扭力弹簧371，最后外套装有主动五挡滑动套筒38，外套装有主动五挡滑动套筒扭力弹簧381;各层主动滑动套筒扭力弹簧介于各层滑动套筒的凸缘与主动齿轮筒之间，主动各挡滑动套筒的厚度配合与之对应的各主动挡弹簧的厚度，而各主动各挡滑动套筒扭力弹簧的厚度亦配合各主动各挡齿轮筒的厚度，上下层层叠置，各主动各挡滑动套筒在靠近前进五挡卡钮盘33端内分别各以一轴承支承，该轴承分别为342、352、362、372、382;所以此主动齿轮组总成2与前进换挡控制器总成3是层层相套左右配置套合在输入轴1上;该输入轴1的尾端套装一后退齿轮40，与之啮合一中间齿轮41，该中间轮41套装在固定轴43上并以轴承支承。固定轴另一端凸伸于箱体10外，以螺帽44固定之。

从动齿轮线6包括有五个直径由小而大的从动齿轮筒65、64、63、62、61，其数量与主动齿轮组中的主动齿轮筒数量相同，各从动齿轮筒分别层层套装在从动轴5上，该从动轴5与输入轴1平行排列。在从动轴5上依序套装有第一层从动五挡齿轮筒65，该从动五挡齿轮筒以一键651固定联接于从动轴5上，从动五挡齿轮筒65的轮齿部分与主动五挡齿轮筒25啮合。在从动五挡齿轮筒的外层套装有从动四挡弹簧641，其外套装有从动四挡齿轮筒64;再外层套装有从动三挡弹簧631，其外套装有从动三挡齿轮筒63;又再外层套装有从动二挡弹簧621，外套装从动二挡齿轮筒62;最外层套装有从动一挡弹簧611，外套装有从动一挡齿轮筒61。每二层从动各挡齿轮筒均不直接旋紧在每一层从动各挡齿轮筒上;每一层从动各挡齿轮筒的一端均分别以一轴承分别为612、622、632、642。每一从动各挡齿轮筒上凸起的轮齿部分分别与主动各挡齿轮筒上凸起的轮齿部分相合。从动齿轮组的最外层以一轴承51支承于箱体10之侧壁上。

前进后退挡及空挡控制器总成7，是由一从箱本10外接入内的手动控制杆71，固定联接于换挡轮盘72，该换挡轮盘套装在从动轴5靠近从动齿轮组6一侧。在换挡轮盘72的另一端套装有一前进后退挡卡钮轮盘73，卡钮轮盘73固定不动不随从动轴5转动，在卡钮轮盘73的右侧的从动轴5上套装有两层滑动套筒，其内层套筒为前进挡滑动套筒75，外层为后退挡滑动套筒76。前进挡滑动套筒75外套装有前进挡滑动套筒扭力弹簧751，前进挡滑动套筒扭力弹簧751位于前进挡滑动套筒75上的凸缘与前进挡齿轮筒81之间。前进挡换挡齿轮筒75的另一端以一轴承752与外层后退挡换挡齿轮筒74相接，在后退挡齿轮筒74的凸缘与后退挡齿轮筒82之间，套装有后退挡滑动套筒扭力弹簧741，后退挡滑动套筒凸缘的另一侧装有一轴承742。与前进后退及空挡控制器总成7相接为一前进后退齿轮组总成8，它包括有两层齿轮筒，内层为前进挡齿轮筒81，其内套装有一不直接旋紧在从动轴5上的前进挡弹簧811。该前进挡齿轮筒以一轴承812支承于靠过输出轴9部一端箱全10的侧壁上，以另一轴承813与从动轴5相接。该前进挡弹簧的厚度与前进挡滑动套筒扭力弹簧751的厚度相配合;在前进挡换挡齿轮筒81的外层套装有后退挡齿轮筒82，其间套装有一层后退挡弹簧821，该弹簧不直接旋紧在前进挡齿轮筒的外表面上，该后退挡齿轮筒靠输出轴9的一端以一轴承823与箱体10配合相接，在同一端内由轴承822与前进挡齿轮筒配合相接。后退挡弹簧821的厚度与后退挡滑动套筒74的厚度相配合，另外后退挡齿轮筒82的厚度与后退挡滑动套筒扭力簧741的厚度配合。后退挡齿轮筒82的轮齿部分与中间齿轮41相啮合。输出轴9与前进挡齿轮筒81螺接，该输出轴9以轴承91支承于箱体10上，由其外伸端向外传递动力。

图2示出本发明的最主要结构。输入轴1外套装有一层主动一挡齿轮筒21，其内套装有主动一挡弹簧211，该弹簧不直接旋紧在输入轴1上，与输入轴1间留有一间隙。主动一挡弹簧211每圈之间为疏松状态，其一端固定于主动一挡齿轮筒内表面上，该联接点213处于主动一挡齿轮筒的齿轮端。该端内侧以一滚动轴承212与输入轴1配合相接。在输入轴1的另一端套装有主动一挡滑动套筒34，该滑动套筒34为一中空状套筒，其一端带有凸缘343的外径与主动一挡齿轮筒21筒端的外径相同。在主动一挡齿轮筒21与凸缘343之间有一主动一挡扭力弹簧341。在主动一挡滑动套筒34上适当位置开有一槽孔344。输入轴1上凸起的销轴101插装入其内。槽孔344为一长孔，其长度足以供滑动套筒左右滑动时限制一适当的距离。该滑动套筒34的右端面并非一平面形截面，而具有一凹入的部分345，可使主动一挡弹簧211另一水平伸出端215置入该凹入部分345，图2示出是滑动套筒34未与弹簧211接合时的情形。此时，输入轴1上的凸出的销轴101位于滑动套筒上槽孔344的近弹簧211端，仅带动滑动套筒34转动。

图3示出主动一挡滑动套筒34带动主动一挡齿轮筒21运转的工作状态。当主动一挡滑动套筒34受一水平外力的作用向右滑动一段距离后（滑动的最大距离受槽孔344的限制），其凹入部分扣搭在主动一挡弹簧的水平伸出端215上。此时，由于滑动套筒34在输入轴1的带动下转动，而主动一挡弹簧211处于初始静止状态，而随着滑动套筒34的转动，主动一挡弹簧211被不断地压紧，直至紧扣在输入轴1上。此后，该弹簧211开始随输入轴1同方向转动，并带动主动一挡齿轮筒21同方向转动;当主动一挡滑动套筒34不受水平外力时，在主动一挡滑动套筒扭力弹簧341的作用下，使滑动套筒34恢复原位，脱离了与主动一挡弹簧211的联接关系，仅滑动套筒34随输入轴1转动，而主动一挡弹簧211也借其弹力恢复原状而不再旋紧在输入轴1上随输入轴1转动。此为本发明主要特征所在，同样的原理还应用于本发明变速器中主动齿轮组总成及前进后退挡齿轮组中。

图4、图5示出本发明中前进换挡操纵装置3在换挡时的工作状态。该操纵装置3主要由一前进五挡卡钮轮盘33，换挡齿轮盘32以及与之啮合的螺杆31构成。螺杆31由一步进电机311控制转动，而该步进电机311则与一微电脑处理器312连接，控制步进电机311的输出扭力值，引导螺杆31带动换挡齿轮盘32转动。该电脑处理器312是以许多感知测量器分别接在输入轴、输出轴、油门踏板、化油器、刹车盘、离合器等上，将汽车行驶时的各种状态资料反馈至微电脑处理器上，计算出最佳的当前转数并判定挡数后，传给步进电机311执行。图4示出的是空挡状态，换挡齿轮盘32套装在输入轴1上，该换挡齿轮盘32上对称开有五个不同的换挡槽孔321、322、323、324、325。该五对换挡槽孔分别对准前进五挡卡钮轮盘32上一排排列在输入轴两侧的卡钮331、332、333、334、335。在换挡齿轮盘32上最靠近轴心的两对称槽孔321的位置恰可使前进五挡卡钮轮盘33上与输入轴1两侧对称的一挡卡钮331插入其内。换挡齿轮盘上五对不同长度的弧形槽孔则顺着换挡齿轮盘32的旋转方向，位于0°为一挡槽孔321，其内插入一挡卡钮331;位于0°～20°为二挡槽孔322，其内插入二挡卡钮332;位于0°～40°为三挡槽孔323，其内插入三挡卡钮333，位于0°～60°为四挡槽孔324，其内插入四挡卡钮334;位于0°～80°为五挡槽孔325。其内插入五挡卡钮335，（上述角度计算以水平方向为0°，顺时针转动。）而卡钮轮盘33上两相对称卡钮分别位于0°和180°位置。当步进电机驱动螺杆31带动换挡齿轮盘32转动一个角度时，如图5所示，一挡卡钮331滑出一挡槽孔321，而其它二、三、四、五挡卡钮仍位于二、三、四、五挡槽孔内;但是卡钮轮盘33不随之转，仅使换挡齿轮盘32转动大约20°，形成一挡状态。此时，一挡卡钮331顶动一挡滑动套筒滑动一段距离。上述为本发明自动换挡的工作原理，它利用微电机处理器选择出最佳挡位以发挥汽车擎引最大效率。

图6示出本发明变速器挂入一挡时整个变速器的工作状态。此时由于步进电机311带动螺杆31旋转，而使与之啮合的换挡齿轮盘32旋转一个角度，迫使一挡卡钮331一端滑出换挡齿轮盘32上的一挡槽孔321，该一挡卡钮的另一端则顶动一挡滑动套筒34的凸缘343，使主动一挡滑动套筒34克服主动一挡滑动套筒扭力弹簧341而沿轴向滑动一段距离后，该主动一挡滑动套筒另一端凹入部分345卡住主动一挡弹簧211的水平伸出端215，迫使主动一挡弹簧211受力而旋紧在输入轴1上，由输入轴1带动主动一挡弹簧211同方向同速度旋转，由于主动一挡弹簧211一端与主动一挡齿轮筒21固定联接，所以也随之同方向同速度旋转。而主动一挡滑动套筒34，亦由输入轴1上的凸出销轴101卡住同方向转动，故会维持与输入轴1同速度状态，因此该主动一挡滑动套筒34始终保持与主动一挡弹簧211卡合状态，而旋紧在输入轴1上使主动一挡齿轮筒保持与输入轴1的同速度转动。

主动一挡齿轮筒21带动与之啮合的从动一挡齿轮61反方向转动，因从动一挡弹簧611一端固定联接于从动一挡齿轮筒61内表面上，因而从动一挡弹簧611在从动一挡齿轮筒61的带动下旋紧并压在从动二挡齿轮筒62上，带动从动二挡齿轮筒62与从动一挡齿轮筒同方向转动。固定联接于从动二挡齿轮筒62内表面的从动二挡弹簧621随之旋转并旋紧在从动三挡齿轮筒63上，带动从动三挡齿轮筒63同方向转动;而固定联接于从动三挡齿轮筒63内表面的从动三挡弹簧也随之转动，并旋紧在从动四挡齿轮筒64上，带动从动四挡齿轮筒64同方向转动;同理从动四挡齿轮筒64带动从动四挡弹簧641旋紧在从动五挡齿轮筒65上使从动五挡齿轮筒65随之同方向转动，而从动五挡齿轮筒65与从动轴以键651联接，因而带动从动轴5同方向即与输入轴反方向转动。由于主动齿轮组与从动齿轮组相互啮合的各对齿轮间均有一定的齿数比（传动比）存在，所以输入轴1与从动轴5旋转方向相反转数亦不相同。而此时，主动与从动二、三、四、五挡齿轮均处于啮合状态，所以从动各挡齿轮反带动主动各挡齿轮转动。因为固定联接于主动各挡齿轮筒内表面的各主动挡弹簧并不旋紧在其相邻内层的齿轮筒上，因此主动各挡齿轮筒亦与输入轴1同方向转动，但各齿轮筒亦各自转动而处于空转状态，而不影响主动一挡齿轮筒21带动从动齿轮组转动，仅由主动一挡传至从动一挡，直至输出轴9上。

图7、图8示出本发明变速器挂入三挡时的工作状态。图7中为前进换挡操作机构的工作状态，此时由步进电机311带动螺杆31旋转，使换挡齿轮盘32再旋转一个角度。前述图5中螺杆只旋转第一角度区间挂入第一挡;同理，由第一角度区间再继续旋转至第二角度区间，此时二挡卡钮332已滑出二挡槽孔322外，为挂入二挡时的情形;而螺杆31再继续旋转一个角度，由第二角度区间转至第三角度区间，此时三挡卡钮333滑出三挡槽孔323即为挂入第三挡的状态。与此同时，一、二、三挡卡钮331、332、333均由换挡轮盘32上的一、二、三挡槽孔321、322、323中滑出，如图8所示。于是有三个卡钮顶动主动一、二、三挡滑动套筒34、35、36上的凸缘，而使主动一、二、三挡滑动套筒扭力弹簧341、351、361均受一力而压缩，使主动一、二、三挡滑动套筒34、35、36沿轴向滑动一段距离后分别卡住主动一、二、三挡弹簧211、221、231的水平凸出端。同时使主动一、二、三挡弹簧211、221、231依次分别旋紧在输入轴1和主动一挡齿轮筒21及主动二挡齿轮筒22的表面上，使输入轴1同时带动主动一、二、三挡齿轮筒21、22、23同方向、同转数转动，但是由于主动二挡齿轮筒的直径大于主动一挡齿轮筒的直径，而主动三挡齿轮筒的直径又大于主动二挡齿轮筒的直径，因此其线速度则是主动三挡齿轮筒大于主动二挡齿轮筒，主动二挡齿轮筒大于主动一挡齿轮筒。由于各挡主动齿轮筒与各对应挡从动齿轮筒相啮合，因此，从动三挡齿轮筒的转数大于从动二挡齿轮筒的转数，从动二挡齿轮筒的转数大于从动一挡齿轮筒的转数，由于这种速度逆差（即内层速度大于外层的速度）所以处于外层的从动一、二挡弹簧无法旋紧在处于其内层的从动三挡齿轮筒和从动二挡齿轮筒上，而由主动一、二挡齿轮筒带动空转。于是从动三挡齿轮筒带动从动三挡弹簧，使之旋紧在从动四挡齿轮筒上，并带动从动四挡齿轮筒旋转，再由从动四挡齿轮筒带动从动四挡弹簧，使之旋紧在从动轴上，带动从动轴以三挡的速度旋转。此时，由于主动四、五挡齿轮筒未被四、五挡卡钮顶动，四、五挡滑动套筒未与主动四、五挡弹簧接合，所以主动四、五挡弹簧不旋紧在主动三挡齿轮筒上而由之带动旋转。但是主动四、五挡齿轮筒的齿部始终与从动四、五挡齿轮筒的齿部相啮合，因此主动四、五挡齿轮筒由从动四、五挡齿轮带动以三挡的速度空转。然三挡主、从动齿轮间存有一定的齿数比，从动三挡的转数不同于主动三挡的转数。

图9、图10示了本发明变速器挂入第五挡时的工作状态。（见图9），此时，步进电机311带动螺杆31转动一个角度，使与其啮合的换挡齿轮盘32随之转过一个角度后，五个挡的卡钮331、332、333、334、335均滑出换挡齿轮盘上的各挡槽孔321、322、323、324、325;（见图10）于是，五个挡的卡钮分别顶动各主动一、二、三、四、五挡滑动套筒38、37、36、35、34，使各主动一、二、三、四、五挡滑动套筒扭力弹簧381、371、361、351、341受压而缩小轴向尺寸，而使五个挡滑动套筒均轴向转动。此时，各主动一、二、三、四、五挡滑动套筒38、37、36、35、34的凹入端分别卡住各主动一、二、三、四、五挡弹簧211、212、213、214、215迫使各挡弹簧旋紧在其内层的主动齿轮筒24、23、22、21及输入轴1上，使得各主动挡齿轮筒21、22、23、24、25均随输入轴1同方向转动。而此时由于主动五挡齿轮筒内的主动五挡弹簧251旋紧在主动四挡齿轮筒24上;同时，主动四挡弹簧241旋紧在主动三挡齿轮筒23上;主动三挡弹簧231旋紧在主动二挡齿轮筒22上;主动二挡弹簧221旋紧在主动一挡齿轮筒21上;而其内的主动一挡弹簧211旋紧在输入轴1上，使得全组主动各挡齿轮筒同时转动。由于主动五挡齿轮筒的线速度最快，其次是主动四挡齿轮筒的速度，再次之是主动三挡齿轮筒的线速度，又再次之为主动二挡齿轮筒的线速度，主动一挡齿轮筒的线速度又附于主动二挡齿轮筒的线速度，输入轴的线速度又低于主动一挡齿轮筒的线速度。而各主动一、二、三、四、五挡齿轮筒的线速度又分别传至与其啮合的各从动一、二、三、四、五挡齿轮筒上，依主从动间的传动比而转动，因而从动五挡齿轮筒65的转速最高。由于该从动五挡齿轮筒65系直接键合在从动轴5上，从动轴5也随从动五挡齿轮筒65同方向同速度转动，而从动四、三、二、一挡齿轮筒的速度依次递减，所以从动四、三、二、一挡齿轮筒不能旋紧在从动五、四、三、二挡齿轮筒上，仅由主动各挡齿轮筒带动旋转而处于空转状态。

以上描述是本发明挂入第五挡时的传动状态，而本发明可根据实际需求再加减数挡均可以。依本发明原理设计出三挡或四挡变速器，亦可为六挡或者七挡甚至八挡或九挡变速器。

从上述一、三、五挡的工作状态说明可以看出，本发明的传动原理是一挡一挡的加上去的，亦即是油门一直踩下去由引擎输入的动力越快，由设在各感测点传回微电脑处理器上的数据越大，使微电脑处理后传给步进电机的指示越快。于是挡数便一挡一挡地由螺杆31旋加一转动力，使换挡轮盘32一个角度一个角度地转动，让各挡卡钮一个接一个地滑出各挡槽孔而顶住主动各挡滑动套筒使之发生轴向位移后而卡合于主动各挡弹簧，使主动各挡齿轮筒由输入轴带动以各种不同的速度转动，由一挡至五挡依次递增，使传至从动轴上的转数也依次递增，使输出轴上的转数也依次递增。

但是，一般实际路况并非如此平顺，而且有进挡必需要有退挡。因此，当设在各感测点传向微电脑处理器上的数据变小了，显示驾驶者已放开油门或是踩了刹车，或是踩了离合器均是要使车速减慢的动作，此时微电脑即反向输出一信号给步进电机，使其反转带动螺杆反方向旋转，使与之啮合的换挡齿轮盘反转，促使换挡卡钮不再受一离脱力，而受一回复力，各换挡卡钮亦不再顶动各主动各挡滑动套筒，于是各主动各挡动套筒在各挡扭力弹簧的作用下回归原位，同时也使各换挡卡钮弹出换挡轮盘上各挡槽孔内。由于各主动各挡滑动套筒不再卡合在各主动各挡弹簧上而回归原位，所以主动各挡弹簧亦不再旋紧在其内层的主动各挡齿筒上或输入轴上，一挡一挡地放松回复。从动齿轮筒的速度也随之一挡一挡地减小转动速度，如此可一直回复到空挡状态，也亦可只回一挡，或再加一挡一切均随各外在因素的变化，而由感测器感应回馈给微电脑处理器计算决定而输出最佳的控制指令，操作本发明变速器的前进几挡或者后退几挡，一切均由微电脑自动控制之。

图11所示为本发明之前进后退挡及空挡控制器总成7的部分剖视图，图中所示为变速器排在空挡时的情形，该变速器由外接入一手动控制杆71固定联接于一换挡轮盘72上，该换挡轮盘套装于从动轴5上紧靠换挡轮盘72右端带有换挡卡钮轮盘73，换挡卡钮轮盘不随换挡轮盘转动，卡钮轮盘73上带有卡钮槽孔。换挡轮盘72上下分别与圆心对称开有一对槽孔，设有外径较大之处的为一后退挡槽孔721，在后退挡槽孔内分别套装有一后退挡卡钮731，该后退挡槽孔的长度约为卡钮直径的二至三倍;开设在外径较小处的为一前进挡槽孔726，其方向与后退挡槽孔721相反，若上方的后退挡槽孔向左，则下方的前进挡槽孔则向右，前进挡槽孔726内套装有一前进挡卡钮736，该前进挡槽孔726的长度为前进挡卡钮736直径的二至三倍。空挡时，手动控制杆72与前进挡卡钮和后退挡卡钮均为一直线状况，亦即前进挡及后退挡卡钮均位于前进挡及后退挡槽孔内。

图12所示为本发明的前进后退及空挡控制四总成7在后退挡时的工作状态。此时手动控制杆71向左转动一个角度，使后退挡卡钮731滑出后退挡槽孔721。而前进挡卡钮736仍在前进挡槽孔726内，仅是由前进挡槽孔726的一端移向另一端。

图13所示为本发明挂在前进挡时的工作状态。此时手动控制杆71向右转动一个角度，使前进挡卡钮挡卡钮736滑出前进挡槽孔726。而后退挡卡钮仍在后退挡槽孔726内，只是从槽孔的一端移至另一端;

本发明中前进后退及空挡控制器总成7亦可采用一按钮控制一步进电机附一螺杆带动换挡齿轮盘72进行换挡操作，而不用手动控制杆71。

当如图6、图8、图10所示之前进一、三、五挡工作状态时，手动控制杆71为图13所示的情形。此时，前进挡卡钮736滑出前进挡槽孔726，顶动前进挡滑动套筒75，使前进挡滑动套筒轴向滑动，而前进挡滑动套筒的凹入部分即与前进挡弹簧811上凸出部分相结合，（此部分结构与主动挡滑动套筒和主动挡弹簧相同。）使从动轴上传来的各挡转动速度，由旋紧在从动轴上的前进挡弹簧811带动前进挡齿轮筒81转动，其速度与从动轴一致且方向相同由于前进挡齿轮筒81与输出轴9固定联接，如此使输出轴9的转数与方向亦与从动轴一致，但于输入轴方向相反。由此把引擎动力向外传送带动前进，此时后退挡位于外层未旋紧而不发生作用，所以一、二、三、四、五挡可随意变化传动前进速度。

图14所示为本发明变速器挂入后退挡时的工作状态。此时手动控制杆71挂入图12所示的情形，后退挡卡钮731脱离后退挡槽孔，压向后退挡滑动套筒74，迫使后退挡滑动套筒74上的凹入部分即与后退挡弹簧821上凸出部分相结合，使后退挡弹簧旋紧在前进挡齿轮筒81上，带动前进挡齿轮筒81转动，由于前进挡齿轮筒81固定联接于输出轴9上，亦带动输出轴9转动。而此时，位于内层的前进挡弹簧811不旋紧在从动轴上。后退挡的动力来源，系由后退挡齿轮筒81上的齿轮部分与中间齿轮41啮合，而中间齿轮41又与固定于输入轴1上的后退齿轮40相啮合，所以后退齿轮筒82与输入轴1的方向相同，前进齿轮筒81亦由旋紧于其外层的后退挡弹簧821的带动也随同方向转动，力量由输入轴1传至输出轴9，发生倒退作用，下上述前进挡不同的是传动路线不同，因此所传递的扭矩的方向和扭矩的大小亦不同。以上前进后退挡皆由手动控制杆操纵，为保证行车的安全要求前进时不能后退，后退时绝不能前进，而本发明的特征是在前进挡未挂至空挡时绝不能执行后退挡，在后退时突然切替前进挡中间也必须要经地一空挡位置。因此，可保证加强平稳，以加强本发明功效。

本发明的变速器外壳系配合各机构的配置而成。由于本发明是一全啮合轮，均以轴承支持旋转，各部件之间长期处于高速运动会产生大量的摩擦热，因此需要有良好润滑冷却装置，本发明解决的措施是在箱体底部设置一油池，使部分轮系浸于其中，使该部份轮系在运转中得到良好的润滑冷却作用。并在各轴上或者箱体内壁上开有管路，引导润滑油至各轴承处或者各部啮合齿轮中，因此可减少各部件间的摩擦损耗，降低各部件运行中的噪音，增加各部件间运行的平稳性与操作的顺畅，延长机件的使用寿命，增长设备的使用周期，实为一增进效益的自动变速装置。

图15示出本发明在输入轴上另一实施例。图中，输入轴1上套装一挡齿轮筒21，该齿轮筒的一端含齿轮部分，整个齿轮筒21为一体成型，该齿轮部分直径大于筒端的直径，该齿轮筒在筒由表面一近齿轮端设置一轴承212，并在此端固定联接于弹簧211的一端，该弹簧另一端呈圆锥体，具有数圈依次渐收缩的弹簧内径2111;另在输入轴1上带有一凸出轴101。在输入轴的另一端上套装有一滑动套筒34，该滑动套筒34带有一凸缘343。在该凸缘343与齿轮筒端间没有一扭力弹簧341，在滑动套筒上开有一槽孔344，凸出轴101插装入该槽孔内。滑动套筒34一端内径呈圆锥状，该锥端347处于近弹簧211端。

图16示出本实施例的工作状态。当滑动套筒34受一力滑向齿轮筒21时，扭力弹簧341受压而收缩，凸出轴101在槽孔344中从一端滑向另一端，此时，由于凸出轴101卡合在滑动套筒上，而输入轴1在旋转，带动滑动套筒也在旋转，当滑动套筒滑向弹簧211，其内的圆锥表面347卡在弹簧211的锥端2111，由于斜面的锁紧作用，迫使弹簧211旋紧在输入轴1上，带动弹簧211随输入轴旋转，再弹簧带动齿轮筒21旋转。当滑动套筒34所受之外力取消时，则由扭力弹簧341弹回原处，弹簧锥面2111与滑动套筒内锥面347脱离，弹簧211不再旋紧在输入轴1上而随之转动。本发明变速器中其它挡主从动齿轮以及其它挡滑动套筒均可采用本实施例中所示的结构。

图17示出本发明的第三种实施例。图中输入轴1上套装有一齿轮筒21，该齿轮筒上一端含有齿轮部分，该齿轮部分直径大于筒端的直径，该齿轮筒在近齿轮端内设置一轴承212，该齿轮筒21的尾端具有一凹入部分215;在输入输1的另一端套合一滑动套筒（34），该滑动套筒34的尾端具有一凸出部分345;在输入轴上带有一凸出轴101，插装入滑动套筒34上的槽孔344中。该滑动套筒34的另一端具有两层凸缘343，346，在两凸缘间形成一轴颈347，于是在该部位置入卡钮的突出端331，并由其带动滑动套筒作轴向滑动。

图18为本实施例工作状态。当由卡钮的突出端331带动滑动套筒滑向齿轮筒21时，使齿轮筒的凹入部分215与滑动套筒的凸出部分345相卡合。输入轴1上的凸出轴101由槽孔344的一端滑向另一端，此时输入轴1在旋转，带动滑动套筒旋转，再带动齿轮筒21旋转;当卡钮的突出端331被拉回时，同时将滑动套筒21拉回，此时仅滑动套筒旋转而没有带动作用。

本实施例仍适用于其它挡主从动齿轮及滑动套筒。

图19-图21示出本发明的第四种实施例，在输入轴1上套装一齿轮筒21，其内层设置一弹簧211，该弹簧的内径小于输入轴1的外径，装配时，将弹簧211施一扭力使之内径扩大后套装在输入轴1上，当扭力消失时，弹簧本身的扭力会缩小内径而与输入轴作紧密配合，旋紧在输入轴1上的弹簧211一端为一呈三角形的凸出端。齿轮筒21为一中空套筒，其一端含有齿轮部分216，该齿轮21的内径略大于弹簧211及一滑动套筒34的外径，并在齿轮筒内表面近齿轮端设一凹槽217，使弹簧211的一端的凸出端2112卡入，以限制弹簧只作螺旋运动;在输入轴1上套装一滑动套筒34，该滑动套筒前端带有一从筒壁一侧延伸略呈三角的凸出端348，在滑动套筒34的另一端上具有一环槽沟347，该槽沟内装置有一拨环343，该拨环由二半圆环状，两端的凸出端3431上带有一孔3432，以一螺钉3434固定于滑动套筒34上的环槽沟347内，并可自由旋转活动;在滑动套筒34的凸出端348上设置一凸出轴349恰可置入齿轮筒21后端的槽孔218内。拨环343上两半圆上端各具有一凸出轴3433，由卡扭所拨动;在齿轮筒21的齿轮端之内表面装设一轴承212。

图20所示是本实施例中拨环343未受卡扭所拨动，此时滑动套筒34的三角形凸出端348与弹簧211的三角形凸出端相卡合，顶住弹簧211，使其不旋紧在输入轴1上而不能带动齿轮筒21随输入轴转动，而滑动套筒34上的凸出轴349亦插入齿轮筒21上的槽孔218内，同时也不使滑套筒34转动。

如图21所示当拨环343受卡扭向外拨动，带动滑动套筒34也向外移动，滑动套筒34上的凸出端不与弹簧211上的凸出出端卡合，此时滑动套筒34上的凸出轴349在齿轮筒上槽孔218内由一端滑向另一端。弹簧211不受一反扭力即自动旋紧在输入轴上，由输入轴带动旋转。由于弹簧211的一端固定联接于齿轮21内表面，所以也带动齿轮筒21随之而转动，也由于齿轮筒21上的槽孔218始终套在滑动套筒34的凸出轴349上，也同时带动滑动套筒34的凸出轴349上，也同时带动滑动套筒34转动，并由主动齿轮筒向外输出动力。本实施例不仅应用于主动齿轮组亦可应用于前进、后退挡齿轮组中。在此实施例中，上述之前进换挡控制器中换换齿轮盘动作方向的位置互换，原来步进电机输出的动力方向恰好相反，当卡扭滑出换挡轮盘时，顶住拨环时为空挡;而当卡钮插入换挡轮盘上的槽孔时为进挡作用，即原先的五挡时为此时的空挡，原来之四挡动作为时的一挡状态，依此类推，原来的空挡为此时的五挡状态，原来的进挡及退挡动作为现在的退挡及进挡的动作。主动齿轮组亦可循此而组成数层之总成部件。

上述的具体实施例，系用来详细说明本发明之目的特征的功效。

Claims (27)

1、一种变速器，包括有箱体10，输入轴1，主动齿轮组总成2，前进换挡控制器总成3，后退齿轮组4，从动轴5，从动齿轮组总成6，前进挡、后退挡及空挡控制器总成7，前进、后退齿轮总成8和输出轴9，其特征在于：

A.主动齿轮组总成2是由数量与挡数等量的数个直径大小不同的呈中空状的主动齿轮筒组成，并依直径由小到大依序套装在输入轴1的前半部上，最内层齿轮筒与输入轴1以及各主动齿轮筒之间均留有间隙，均不随输入轴1旋转；

B.前进换挡控制器总成3，具有数量与挡数等量的数个直径大小不同的呈中空状的滑动套筒，依直径由小到大依序套装在输入轴1的后半部上，以第一控制装置控制各滑动套筒与各主动齿轮筒间的分离与结合，以选择在各挡操作下由输入轴驱动，各滑动套筒均随输入轴旋转，当各滑动套筒依次与相对的主动齿轮筒结合时，带动其同时转动；

C.后退齿轮组4，具有一后退齿轮40固定套装在输入轴1后部，并随输入轴转动，该后退齿轮40与中间齿轮41相啮合；

D.从动齿轮组总成6，具有与主动齿轮筒数量相等的数个直径大小不同的呈中空状的从动齿轮筒，依直径由小到大依序套装在从动轴5的前半部上，其齿部与主动齿轮组中相对应的主动齿轮筒的齿部相啮合，以配置成在各挡驱动变速比；各从动齿轮筒间分别具有一第三联接装置，该装置使各从动齿轮筒间互相接合，并接合于从动轴，当各主动齿轮筒旋转时，亦带动相啮合的从动齿轮筒转动，依序向内传动各齿轮筒及从动轴转动；

E.前进、后退挡齿轮组总成，具有两组直径大小不同的呈中空状的齿轮筒，依直径由小到大套装在从动轴的中间部位，一为前进齿轮筒，一为后退齿轮筒，该后退齿轮筒的齿部与中间齿轮相啮合，各齿轮筒上具有第四联接装置，分别将从动轴与前进齿轮筒结合或者将后退齿轮筒与中间齿轮结合；

F.前进后退及空挡控制器总成7，具有两组直径大小不同的呈中空状的滑动套筒，依直径由小而大套装在从动轴的后半部，以第二控制装置控制该滑动套筒与前进后退齿轮组间的分离与结合，以选择前进挡或者后退挡或者空挡；各滑动套筒分别带动相对的齿轮筒转动；

G.输出轴固定联接于前进后退挡齿轮组总成而向外输出。

2、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之输入轴一端外接一动力装置，该输入轴两端由承11、12支承，并设有进油口。

3、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之各主动齿轮筒及从动齿轮筒均为一套筒状，在筒的一端一体成型加工出齿轮部分，齿轮部分的直径大于套筒部分的直径，各齿轮筒套装后各层的齿轮部分依次排列以形成一齿轮组;在各齿轮筒齿轮端内表面设有一带有进油孔的轴承。

4、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之主动齿轮组的各齿轮筒与从动齿轮组的各从动齿轮筒均是以主动齿轮组的最内层与从动齿轮组的最外层相啮合，主动齿轮组的次内层与从动齿轮组的次外层相啮合，主动齿轮组的最外层与从动齿轮组的最内层相啮合，主动齿轮组的次外层与从动齿轮组的次内层相啮合，中间各层主动齿轮与从动齿轮的啮合顺序，依上述啮合原则，依此类推。

5、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之主动齿轮组总成中各主动齿轮筒内分别装有第一联接机构，以带动输入轴与最内层齿轮筒或各相邻的主动齿轮筒间旋转。

6、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之从动齿轮组总成的各从动齿轮筒内具有第三联接装置系为一弹簧，该弹簧一端固定联接于从动齿轮筒靠近齿轮端内表面上一槽内，另一端平等凸出于齿轮筒的轴向，使可由各相啮合的从动齿轮筒由主动齿轮组总成中已转动的主动齿轮筒带动旋转，并使各从动齿轮筒内弹簧旋紧在相邻内层的从动齿轮筒的外表面上，从而带动相邻内层的从动齿轮筒旋转，并依次逐次向内相邻的内层从动齿轮筒传动;该弹簧不传动时贴附于所在从动齿轮筒的内表面上，与相邻内层从齿轮筒的外表面间具有间隙。

7、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之前进换挡控制器总成中各滑动套筒内装设有第二联接装置，并在各该滑动套筒的一端内表面装置有轴承，该轴承开设有进油孔。

8、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之从动齿轮组中设置的第三联接装置为在从动齿轮组总成之最内层从动齿轮筒系以一键接合在从动轴上，使最内层从动齿轮筒直接带动从动轴旋转。

9、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之从动齿轮组中各从动齿轮筒靠进齿轮端各内表面与相邻内层的从动齿轮筒的外表面之间以一轴承支承;最外层从动齿轮筒的外表面与外壳之间以一轴承接合;上述各轴承开有进油孔。

10、根据权利要求1和5的变速器其特征在于所述之第一联接装置是在各主动齿轮筒内装有一弹簧，该弹簧一端固定于主动齿轮筒内表面靠近齿轮端一槽内，弹簧的另一端伸出平行于筒的轴向，指向齿轮筒的另一端，该弹簧不传动时与相邻内层的主动齿轮筒或者输入轴的外表面间留有间隙;传动时则旋紧在相邻内层齿轮筒的外表面上，由输入轴或各相邻内层的齿轮筒带动旋转。

11、根据权利要求1和5的变速器，其特征在于所述之第一联接装置为在各齿轮筒内装置有一弹簧，该弹簧一端固定于主动齿轮筒内表面靠进齿轮端上一槽内，弹簧的另一端为一圆弧的向内收缩状，并具有数圈依序渐次收缩的弹簧内径;该弹簧不收缩时与下一内层的主动齿轮筒或输入轴的外表面间留有间隙。

12、根据权利要求1和5的变速器，其特征在于所述之第一联接装置系在各主动齿轮筒的筒端为一凹凸状，相对设置的滑动套筒端设为凸凹状，传动时两端相结合。

13、根据权利要求1和5的变速器，其特征在于所述之第一联拦装置系在各主动齿轮筒内装置一弹簧，该弹簧系一圈内径比欲套入的内层主动齿轮筒或者输入轴的外径小，受一扭刀套入，该弹簧一端固定于主动齿轮筒内表面靠近齿轮端的槽内，弹簧的另一端具有一呈三角形的凸出端，该弹簧与该层主动齿轮筒内表面间留有间隙，在主动齿轮筒上开设有一槽孔。

14、根据权利要求1和7的变速器，其特征在于所述之第二联接装置靠在输入轴的适当位置设置一凸出轴，该轴插装入前进换挡控制器总成中最内层的滑动套筒上适当位置处开设的一槽孔内，由输入轴带动该滑动套筒旋转。

15、根据权利要求1和7的变速器，其特征在于所述之系在前进换挡控制器总成中各滑动套筒上适当位置设一凸出轴，该凸出轴套装入相邻外层的滑动套筒上适当位置开设一槽孔内，由内层滑动套筒带动其转动。

16、根据权利要求1和7的变速器，其特征在于所述之第二联接装置系在各滑动套筒上设置一凸缘，在该凸缘与相对设置的主动齿轮筒之间装置有一弹簧，该滑动套筒不被触动时，由扭力弹簧弹回。

17、根据权利要求1和7的变速器，其特征在于所述之第二联接装置系在各滑动套筒上设置两个凸缘，一个较大，一个较小，在该两个凸缘间形成一颈部，该颈部可与前进换挡控制器的第一控制装置的凸出端接合，并由该控制装置带动相对的滑动套筒动作。

18、根据权利要求1和7的变速器，其特征在于所述之第二联接装置系在各滑动套筒之间一端设置有呈三角形的凸出端，可与上述主动齿轮筒的第一联接装置中弹簧的三角形凸出端相结合，在各滑动套筒的三角形凸出端设有一凸出销轴，并插装入上述主动齿轮筒上开设的槽孔内，在滑动套筒上的另一端具有一环形槽内套装一拨环，该拨环以二半圆环片构成，各环片具有两凸出端，各凸出端开设一孔，分别以螺栓锁合后套在滑动套筒的沟槽上;并在环片上各装有一凸出轴端与第一控制装置的一端相接，由前进换挡控制器带动，当滑动套筒被触时，卡合弹簧的凸出端，施于该弹簧一反扭力，使之不得旋紧在相邻内层的齿轮筒或者轴的外表面上，故不被传动，反之滑动套筒被拉回时，则弹簧依其自身的扭力旋紧在相邻内层的齿轮筒或者轴的外表面上。

19、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之前进换挡控制器总成中第一控制装置包括有微电脑处理器，外接设置在适当的位置并与各感测地点的感知器联接，并判断处理分析传输器资料，输出正确的操作命令;步进电机，接受由微电脑处理器输出的操作指令，并根据该命令转动，传出一动力;在步进电机输出端固定联接一螺杆，该螺杆啮合于一换挡齿轮盘，该换挡齿轮盘上带有数对换挡槽孔，该换挡槽孔的对数与挡数相同，槽孔位径向平行排列，依距换挡齿轮盘圆心由内向外，由短而长，每对槽孔相对圆心相对称，换挡齿轮盘圆周上分布有轮齿，该轮齿与螺杆相啮合，由螺杆带动正反向转动，该换挡齿轮盘套装在输入轴上;在换挡齿轮盘一侧接合一卡扭轮盘，该卡钮轮盘套装在输入轴上，其上分布有数对卡钮槽孔，槽孔以通过盘心的直径左右相对称;数对卡钮，该卡钮插装入换挡齿轮盘上换挡槽孔内及卡钮轮盘上的卡钮槽孔内，随着换挡齿轮盘的转动，卡钮可依序从底挡向高挡或者由高挡向底挡滑出或者插入换挡轮盘上的换挡槽孔内，卡钮的另一端抵住相对应的滑动套筒的凸缘部分，使之随卡钮在换挡轮盘上的换挡槽孔内的滑出或者插入发生相对应的轴向位移。

20、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之后退齿轮组中的后退齿轮是键合在输入轴的后半部未端，而中间齿轮套装一固定轴上，固定轴平行于输入轴而固接于箱体侧壁上。

21、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之从动轴与输入轴平行设置在箱体另一侧，由轴承支承于箱体侧壁上，该从动轴内设置有油道，通往轴上各轴承的进油孔，该从动轴与输出轴间具有一不相接触的间隙。

22、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之前进后退挡及空挡控制器总成中的第二控制装置包括有一由箱体外伸入的手动控制杆，该手动控制杆与一换挡轮盘固定联接，该换挡齿轮盘上设有两对依孔径平行排列并距圆心相对称的换挡槽孔，该换挡轮盘与之端面相接的卡扭轮盘皆套装在从动轴中间部位，并不随从动轴转动，该卡扭轮盘上与圆心对称设置有两对卡钮槽孔，卡钮槽孔与对应的换挡槽孔相对，在每个卡钮槽孔内设置有一个卡钮，该卡钮可以在手动控制杆带动转动换挡齿轮盘时依序由内向外滑出或者插入换挡轮盘上的换挡槽孔。

23、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之前进后退及空挡控制器总成中各滑动套筒上均带有一凸缘，该凸缘与相对应的各齿轮筒的尾端之间设置有一扭力弹簧，该凸缘的另一端为与换挡轮盘相接的卡钮轮盘，每个凸缘对应一卡钮槽孔，当换挡轮盘相对卡钮轮盘转动一个角度后，使卡钮由换挡轮盘上的换挡槽孔内滑出后，其一端抵住换挡轮盘的一端面，另一端顶动对应的滑动套筒的凸缘，使之压缩扭力弹簧后发生轴向位移;当换挡轮盘上的换挡槽孔与卡钮轮盘上卡钮槽孔相对时，扭力弹簧顶动凸缘并将卡钮弹回换挡槽孔内。

24、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之前进后退挡齿轮组总成之内层齿轮筒为前进齿轮筒，该齿轮筒与输出固定联接，外层齿轮筒为后退齿轮筒，该齿轮筒与中间齿轮啮合，空挡时内外层齿轮筒均不受传动。

25、根据权利要求1和24的变速器，其特征在于所述之前进后退挡齿轮组中内外两层齿轮筒均带有一弹簧，该弹簧一端固定联接于齿轮筒内表面靠近齿轮端的一凹槽内，弹簧的另一端平行伸出于筒的轴向，可由各对应的滑动套筒上所设的凹入端卡住，并带动旋转，使之旋紧在处于该弹簧内层的轴或者齿轮筒的外表面上，以结合前进或者后退传动路线，当内层前进齿轮筒旋转时带动与之固定联接的输出轴转动，当外层齿轮筒内的弹簧与对应滑动套筒的凹入端卡住时，该弹簧旋紧在其内层的前进齿轮筒上，由始终与中间齿轮啮合的后退齿轮筒带动旋转，并同时带动输出轴转动。

26、根据权利要求1、24和25的变速器，其特征在于所述之前进后退挡齿轮组中外层齿轮筒于齿轮端的内表面上设置一轴承，并在外表面的适当处设置有一对轴承，该轴承固接于箱体壁上，上述各轴承均开设有进油孔。

27、根据权利要求1的变速器，其特征在于所述之箱体内底面设有储油位置，并与各传动零件部位所设的注油孔道相通。

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