CN1085998A - 变速传动装置 - Google Patents

Abstract

一种构成用来从一恒定输入源获得可变转速及 转向输出的传动装置的多齿轮机械结构。在这种多 齿轮结构中，用一相对于恒定输入源的选择性的递增 控制输入来决定输出的控制。多齿轮的组合结构采 用可变轨道控制，以便产生可变的输出。

Description

这是于1992年6月22日审定的申请号为07/807，192的专利申请的部分继续。

本装置涉及齿轮传动装置，它可从一恒速的动力源有选择地提供不同的输出速度和输出方向。

这种类型的已有技术的装置利用各种不同的构造来从一可变速输入源提供一恒定的输出。这样的例子在本技术领域内是众所周知的，而且典型地利用电子和/或手动传感装置测量实际输入和所需恒定输出之间的变化的传动比或反面传动比。

本申请人自己的已有专利5，116，292和5，016，493中显示了确定着可变输出的轨道变化。从美国专利4，961，719和2，547，453中还可看到从一可变输入保持所选择的恒定输出的其他机械方法。

从一恒定动力源得到不同输出，这可见之美国专利4，077，278、4，109，551、4，916，975和一些国外专利，即加拿大专利989644，法国专利2，638，801和法国专利1，323，617中。

美国专利4，961，719中揭示了一种可变的传动装置，它采用以一些可枢转地间隔安装的弓形体安装在一可旋转的曲柄轴上的一托架构件，这些弓形体可以选择性地使一中央链轮与可旋转地固定于每一弓形体的多链啮合链轮相啮合。

在美国专利2，547，453中可看到一种变速传动装置，它有一带有多个封装的曲柄的可转动的笼罩。一环形凸轮和那些曲柄啮合，从各曲柄上可得到选择性的输出。

美国专利4，077，278是将输入的转动力分成两个转动分力。一输出差速器又将分解的两转动力分量组合起来。

美国专利4，916，975中，显示了带有两个差速齿轮的扭矩变换器。输入是利用相互同轴线对准的各行星轴通过每个差速齿轮来传递。

在法国专利1，323，617中，一种齿轮布置中有一对相互连接的差速扇形齿轮。

在加拿大专利989644中，显示了一种旋转啮合变换装置，它采用具有一自锁旋转联接器的两个差速器。

法国专利2638801是采用两个差速机械动力变换器，其中第一差速器的罩壳接收来自电动机的输入，并将其通过互相啮合的齿轮把输入转换成对第二差速器的输入轴的输出，并从而决定第二差速器罩壳的输出。

一种输出和方向可变的齿轮组件，有一增量可变控制输入以从一恒定输入源提供可变的速度输出和方向的改变。

图1是齿轮组件的横剖示图，显示了输出至方向齿轮组件的可变输出的相互连接关系。

图2是中心输入传动轴及有关的可变凸轮组件的分解立体图。

图3显示了由相互连接的凸轮部件决定的可变轨道的示意图。

图4是显示与轨道有关的凸轮从动件和有效可变输出的侧视图。

5是另一种形式的齿轮组件的横剖视图。

参看附图1，可以看到变速齿轮组件有一速度选择齿轮构造11和一与之相连接的方向齿轮组件12。速度选择齿轮构造11包括一输入及支承轴13，其上支承着多对相互啮合的齿轮对14和15以及一控制齿轮16。每个齿轮对14和15是这样规定的：齿轮对14有相对设置的相互间接啮合的齿轮17和18，齿轮对15有相互间接啮合的齿轮19和20。通过在齿轮对14和15以及相关联的输入支承轴13之间有选择的递增转动，控制齿轮16递增地推动所述齿轮17。由于在如箭头F所示的输入及支承轴13上的输入下齿轮对14和15相互啮合，齿轮17将发生转动，而控制齿轮16决定着齿轮17的转动。在这个例子中，控制齿轮16是一根蜗轮构造。齿轮对15的相互间接啮合的齿轮19和20可旋转地安装在一与所述输入及支承轴13成一体的中心支承轴21上。从以上说明中可明显地看到，每一齿轮对中的每个齿轮17、18、19和20与相互相对设置的所述相邻齿轮对的一个相应齿轮相互啮合。由于支承轴21是直接由输入到传动及支承轴13上的相对输入所驱动，它将以一比一的相互关系旋转。重新给出齿轮17的位置将提供旋转输出给齿轮18及连接在其上的输出齿轮部件22。输入及支承轴13有三个开槽的控制盘23、24和25，这三个盘从轴上向外延伸并沿水平方向相互间隔开。上述输出齿轮部件22与一可调整凸轮及可变传动组件（A.C.D.）相连接，这在图1和图2中看最清楚。A.C.D.由一对主凸轮盘26和27组成，凸轮盘26、27上分别有相互面对的凸轮部件28和29。凸轮盘26和27有一中心通孔并通过通孔可旋转地安装在所述输入及支承轴13上。凸轮部件28和29是偏心的圆盘，每个都有一其上带有偏心开孔的环状凸轮30，偏心开孔分别与凸轮部件28和29对齐。每个所述凸轮30上装有一控制销31且两销处于相反位置。控制销31与具有控制槽23A、24A、24B和25A的各个开槽控制盘23、24及25对准。从图2中看得最清楚，凸轮盘26和27上的各自螺旋接纳槽32分别与控制销31对准以使其能插入其中。

齿轮18及其输出齿轮部件22是通过一齿轮组件33与各凸轮盘26和27相互连接，齿轮组件33有一支承轴34及多个间隔地安装在其上的齿轮35、36和37。

参看图1和图4，可以看到一对分叉的凸轮连接臂38可滑动地与各凸轮30接合。凸轮连接臂38以单向离合器轴承40安装在轴套39上。这是本技术领域的熟练人员所熟知和理解的。一可旋转地安装在一输出传动轴41上的双联输出齿轮42由上述单向离合器轴承所连接。多对分别成对的相互间接啮合的方向齿轮组件43和44支承在所述输出轴41的相对的两端上。所述相互啮合的齿轮组件43有一次级齿轮45以及在一与所述输出传动轴41成一体并垂直其延伸的支承轴49上的相对设置的锥形的成对齿轮47和48。齿轮45用于输出轴41之输出的方向控制。齿轮组件44具有在一可旋转地安装在输出传动轴41上的支承和控制轴52上的锥形齿轮50和51。将会看到，相互啮合的齿轮组件44与所述齿轮组件43处于相反方向，输出传动轴41有一与上述锥形齿轮50及51相啮合的传动齿轮53。

因此，如图1所示，如箭头G所示的输入到支承及控制轴52的选择性控制输入将使输出轴41产生如箭头H所示的沿一定方向的速度输出。

连续有选择地控制在齿轮组件43的次级齿轮45上的由箭头I所示的连续选择性控制输入将使传动轴41产生如箭头J所示的相反方向的输出。因此可以看到，通过所述凸轮连接臂38从变速组件10输出到双联输出齿轮42的固定方向的转动输出可以被改变，这种改变取决于上述控制齿轮即齿轮45或52中的哪一个被驱动，而剩下的未被选择的齿轮就是从动的，这样就能使输出轴41产生由输出箭头J和H所示的选择性的方向输出。

在运行中，由箭头F所示的来自动力源（未示）的原始转动输入驱动主输入轴13并由分别穿过凸轮盘26和27上的螺旋槽插入开槽圆盘23、24和25内的对齐销子31以1∶1的比例传递到开槽圆盘23、24和25之间的凸轮盘26和27。这种一比一的比例使凸轮30保持与凸轮盘26和27的相对固定。从以上描述可看得很溥楚，为了改变凸轮30的相对位置，即改变绕主输入轴13的轴线的轨道，应根据需要将递增的转动输入到控制齿轮16。由于这样做，啮合齿轮36和37时时刻刻与凸轮盘26及27一起减慢。由其上的销子31带动的凸轮30因此而不断地改变其相对于偏心凸轮部件28和29的位置，从而有效地改变绕主输入轴13的中央轴线的真实轨道。

参看图3，它示意地表示了凸轮30在凸轮盘26和27上的相对位置改变。图3用实线和虚线表示了当凸轮30处于由线B所示的最大轨道时凸轮盘26和27、凸轮部件28和29以及凸轮30的相对位置。相反地，也以虚线表示了凸轮30在凸轮部件28上的位置改变到与由线B所示的其最大轨道相差180°的情形，定义了由线A表示的凸轮30的最小轨道。

在确定各凸轮30的有效轨道时，很显然一旦凸轮相对于各凸轮部件28和29重新定位，凸轮就被有效地锁定，而当它与轴13一起转动时，就将决定一种与凸轮部件28及29以及凸轮盘26和27的新的轨道关系。

参看图4，它表示出了分叉凸轮连接臂38绕凸轮30啮合。当相对轨道增大时，产生的摆动传动到凸轮连接臂38，这一摆动根据凸轮30相对于凸轮盘26和27的各自在位置（即其轨道A及B）或者增大或者减小。由于两凸轮30总是沿轴向相互错开的，实际上凸轮臂（随每个凸轮周期性地摆动的转动输出对上述各双联输出齿轮42来说都是恒定的。

现请参看图5，可以看到本发明的另一种形式，其中速度选择齿轮配置11的基本布置以标号60再现出来，输出及方向齿轮组件12的改变形式分别以一次级输出组件61和次级方向齿轮组件62表示。

次级输出组件61有一对次级分叉凸轮连接臂63，它们通过一对单向离合器轴承65和66带动一次级输出轴64。为说明起见，速度选择点轮构造的其余部件的标号保持与图1相同。

一传递蜗轮67从所述次级输出轴64成一体地延伸。如其间的输入箭头K所示，传递蜗轮67啮合于并驱动所述次级方向齿轮组件62。次级方向齿轮组件62有一方向输出轴69，它可由两个多齿轮组件70和71中的任何一个来驱动。次级方向齿轮组件62与图1中的方向齿轮组件12完全相同，不同之处在于输入齿轮68，在这个实施例中它取代了图1中由单向离合器40直接驱动的双联输出齿轮42。

相应地，次级方向齿轮组件62在各多对相互啮合的齿轮组件70和71上有方向控制输入箭头L和M，实际上它们指明了由与之相关的方向输出箭头N和O所表示的输出轴69的方向输出。

因此，可以看出，在较佳实施例及这一另一实施例中已经图示并描述了一种可变传动装置，这种装置有可从一恒定输入源获得递增可调的速度控制和输出并可从两个控制部件获得方向选择性的方向转动输出。通过用一单个选择性的递增控制源（控制齿轮16）将两个独立的凸轮组件相结合，经蜗轮67和输入齿轮68到输出轴69可使次级方向齿轮组件62具有可变输出。

可以看到，上面已经图示并描述了一种可从一恒定输入源获得递增可调速度控制输出的新颖的可变传动装置。显然不偏离本发明的精神，本技术领域的熟练人员可作出不同的变化或改型。

Claims (9)

1、一种具有恒定输入和可变转速及方向输出的变速齿轮传动装置，其特征在于，它包括一第一转速控制齿轮组件和一方向输出齿轮组件，所述第一转速控制齿轮组件包括多个齿轮对、一输入传动轴、一可旋转地安装在所述输入轴上的控制齿轮、一由传递齿轮连接于所述输入轴的可调凸轮及传动组件；所述控制齿轮可选择性地并且间歇地驱动在所述输入轴上的各所述齿轮对；所述凸轮和传动组件包括在各自凸轮盘上的偏置圆盘、可转动地安装在所述偏置圆盘上的偏心凸轮、从所述输入传动轴延伸的控制圆盘、位于所述凸轮上用来与所述控制圆盘对齐的装置、一对其上有选择地连接有单向离合器传动齿轮的凸轮连接臂；所述方向齿轮组件包括在一输出轴上的第一和第二多个齿轮对、对所述选择性的齿轮对的选择性控制输入、以及用来将所述多个齿轮对和所述单向离合器传动齿轮连接起来的装置。

2、如权利要求1所述的变速齿轮传动装置，其特征在于，所述用来将方向输出组件的所述多个齿轮对和单向离合器传动齿轮连接起来的装置包括一可旋转地安装在所述输出轴上的双联输出齿轮，多个齿轮对的所述第一对具有一从所述输出轴延伸的支承轴，一可转动地安装在所述输出轴上的次级齿轮与所述第一齿轮对啮合，所述第二齿轮对具有一可绕所述输出轴转动的支承轴。

3、如权利要求1所述的变速齿轮传动装置，其特征在于，位于所述凸轮上的用来与所述控制圆盘对准的所述装置包括从所述各自凸轮延伸的可与所述控制圆盘对齐且相反地对准设置的控制销。

4、如权利要求1所述的变速齿轮传动装置，其特征在于，所述控制齿轮是一蜗轮构造。

5、如权利要求1所述的变速齿轮传动装置，其特征在于，所述凸轮盘具有从相邻的一中央接纳孔向外延伸的各单独的螺旋接纳槽。

6、一种具有一恒定输入和一可变转速及方向输出的齿轮组件的变速齿轮传动装置，其特征在于，包括一第一转速齿轮控制组件和一方向输出齿轮组件，所述第一转速控制齿轮组件包括多个齿轮对、一输入传动轴、一可旋转地安装在所述输入轴上的控制齿轮、一连接至所述输入轴的可调凸轮及传动组件;所述控制齿轮间歇地传动所述输入传动轴上的所述齿轮时，所述凸轮及传动组件包括位于各个凸轮盘上的偏置圆盘、可旋转地安装在所述偏置圆盘上的多个凸轮、位于输入及传动轴上的多个控制盘、位于所述凸轮上用于与所述控制盘对准的装置、可选择性地与所述凸轮接合的凸轮连接臂、与所述凸轮臂连接的单向支承和输出轴;所述方向输出齿轮组件包括位于一输出轴上的第一和第二多个齿轮对、对所述齿轮对的选择性的控制输入、以及用来将所述齿轮对和所述单向离合器支承组件连接起来的装置。

7、如权利要求6所述的变速齿轮装置，其特征在于，用来连接所述齿轮对和所述单向离合器支承组件的所述装置包括位于所述凸轮臂输出轴上的传递齿轮、以及一可旋转地装在所述方向齿轮组件输出轴上的输入齿轮。

8、如权利要求6所述的变速齿轮装置，其特征在于，所述凸轮上的用来与所述控制盘对齐的所述装置包括从所述各个凸轮延伸并与所述被控制盘上的开孔对准的控制销。

9、如权利要求6所述的变速齿轮装置，其特征在于，所述控制齿轮是一蜗轮构造。

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