CN111219462A

CN111219462A - 一种变速系统装置

Info

Publication number: CN111219462A
Application number: CN201811450311.2A
Authority: CN
Inventors: 张连科; 李妙真
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-06-02
Also published as: TW202019606A

Abstract

一种变速系统装置，所有的不同直径及转速比的传动轮相互联结传递旋转动能，当动力输入轴开始转动后，所有主动及被动轮可被全部驱动；但需在任何一对的其中之一的相互联结的传动轮上，以轴承式离合器设置于传动轮与旋转轴之间，通过轴承式离合器来控制传动轮与旋转轴的联结或脱离，据此来完成不同传动轮的转速比的转换，进而在输出旋转轴上得到不同的转速，具有简单化及经济化的优势；可通过此应用来改善现有非CNC机床或非变频马达机床设备及其他变速系统应用的变速需求，将现况以人工变换变速传动轮的操控方式，如钻铣床或需更换匹配转速比的机床，如车床的车牙工作；将简易型态的人力变换变速方式，改换为更具效益及人性化的拨杆移动变速方式。

Description

一种变速系统装置

技术领域

本创作发明涉及以传动轮附加装置作为变速系统机构的应用技术。

本发明为利用市场上的单向轴承的正向旋转反向制动原理，经改变设计应用为轴承式离合器，组合运用为简易形态及具经济特色的变速系统装置应用。

背景技术

习知市场上的应用例，以非CNC或非变频马达的机械制造机床的变速装置为例，如钻床或铣床等，为一较简易的塔轮搭配，现在以一条皮带的应用案例为；

如图17，通过单一条皮带，在塔轮上的不同直径的传动轮盘上的匹配，为马达拉近变换传动轮盘来调速，后再推出紧固皮带轮上的皮带，将单一皮带不停地转换不同直径的传动轮盘位置，在电机转速固定的情况下，得到不同的输出轴转速，以此来完成不同加工刀具的需求速度切换，如此的操控虽简易能达到输出轴变换速度的目的，但不具备操控的时间效益，因人员的频繁调整变速操控，产值可能因而丧失50％或更多。

市售变速箱，一般为齿轮搭配传动，以拨叉或移动齿轮轴来转换齿轮间的传动配比，以车床为应用例，可据以得到车牙螺杆与车床机头不同的转速及车牙螺杆带动刀台的前进速比，车制出不同规格的螺牙，但其可变换范围不大，尚需搭配外部牙盘以人力转换的方式来操作更大变换区间，这些都是可通过本发明来期待改善的设备设施。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：

本发明所聚焦的重点，是提供一种变换转速的可操控系统应用装置，以机构式的轴承式离合器来与变速用传动轮盘搭配应用，可被小型化安装又具有高负载能力的可操控变速系统装置。

本发明为提供一种轴承式离合器装置的控制，可简易的控制复数个轴承式离合器的启闭，来控制转换所述轴承式离合器其两端所联结的旋转轴与传动轮间的旋转动能传递，或旋转动能脱离为不传递的控制应用。

本发明技术方案为：

本发明引用技术主要为″单向轴承″的正向旋转时的干涉联动，及反向旋转时的自由旋转不干涉联动，及内外圈环不等速超越的原理；并进一步的将所述单向轴承的轴承保持架及其内部的滚子做出一相对角度移位，使得以控制所述的干涉联动的时机而成为本发明所述的轴承式离合器。

本发明所应用的″单向轴承″制动原理，经改善后成为本发明所引用的″轴承式离合器15″，针对所谓的干涉联动的动作现象，及自由旋转不干涉的动作原理，列举出1A～4A共4种形态及a、b、c、d、e共5种结果来说明；其中a为本发明所应用的独有架构设计结果，其他b、c、d、e为市售单向轴承所具有的普遍性的功能架构，如下说明，请参阅图6；

1A：其中滚子15-8，设置于轴承内圈环15-5及轴承外圈环15-12之间，一侧有轴承保持架15-7的侧壁接触，另一侧为弹簧15-9接触；滚子15-8可滚动于轴承内圈环15-5的外缘侧的钢珠及滚子滚动外缘15-3，及轴承外圈环15-12的内缘侧之间；

结果a：当轴承保持架停留上述1A：位置时，为正反向旋转均不干涉的自由旋转状态；

2A：当轴承保持架15-7左旋一相对角度时，即是离合拨杆15-1可旋转移位角度，滚子15-8被弹簧15-9推进，并与轴承内圈环15-5上方的干涉闭锁凸缘15-6开始接触(因具有朝右向的斜面切线凸缘)，使干涉闭锁凸缘15-6上方的滚子15-8与轴承外圈环15-12形成上下接触干涉状态；

结果b：当轴承保持架停留上述2A：位置时，轴承外圈环15-12为向右正向旋转，或轴承内圈环15-5为向左反向旋转时，将滚子15-8旋转带离干涉闭锁凸缘15-6，均为不干涉的自由旋转状态；

结果c：当轴承保持架停留上述2A：位置时，轴承外圈环15-12为向左反向旋转，或轴承内圈环15-5为向右正向旋转时，将滚子15-8旋转进一步带入干涉闭锁凸缘15-6，均为干涉联动状态。

3A：当处于2A：位置形态时，由轴承内圈环15-5为主动正向右旋转时，轴承外圈环15-12因干涉联动为被动正向右旋；

结果d：当轴承外圈环15-12正向右旋转转速大于轴承内圈环15-5的正向右旋转转速时为超越形态，脱离干涉联动。

4A：当处于2A：位置形态时，由轴承外圈环15-12为主动反向左旋转时，轴承内圈环15-5因干涉联动为被动反向左旋；

结果e：当轴承内圈环15-5反向左旋转转速大于轴承外圈环15-12的反向左旋转转速时为超越形态，脱离干涉联动。

本发明为一种变速系统装置，引用技术主要为将上述[0010]应用例的轴承内圈环15-5视为旋转轴，再将轴承外圈环15-12视为传动轮，并通过此方式以一有效简易的方式来控制旋转轴与每一传动轮彼此间的干涉联动控制时机点。

本发明为一种变速系统装置，引用技术方式为设置旋转轴使具中心内轴孔，并于所述中心内轴孔内设置一控制内轴16，可滑移上下动作于旋转轴的中心内轴孔中，连结控制内轴16与旋转轴，使两者具同步旋转功能，再于控制内轴16设置闭锁用随动轮轨道16-2及脱离用随动轮轨道16-3，使控制内轴16的轴径向移动可驱动[0010]所述的轴承式离合器15内的轴承保持架15-7来做出旋转一相对角度的启闭干涉关联的控制。

本发明为一种变速系统装置，其中控制内轴16的联结孔16-1利用与轴向变速联结盘8的联结来与旋转轴做出轴向滑移连结并与旋转轴同步旋转；经变速手柄4依循位置限制槽板5-1做出定位性质的寸动，带领控制内轴16同步做出定位性质的寸动移行，并通过控制内轴16上所设置的闭锁用随动轮轨道16-2，及脱离用随动轮轨道16-3的位置角度差异，取得复数个轴承式离合器的机构式的稳定合并的同步控制，成为变速系统的变速机制使用装置。

本发明为一种变速系统装置，可搭配创造多样式的传动轮组合，适用于皮带轮，时规皮带轮，齿轮，摩擦轮，传动轴连杆等控制。

本发明有益效果为：

可提供另一种变速方式给各类型设备作为变速方案选择用，免除上述应用例如钻床、铣床等的手工变换的无效益操作，并解放人工频繁更换变速的双手及精神上的关注力度，转而更多关注机床操控时的生产品质质量及效能产量与人员的操作安全度；让非CNC数控机床，或非使用高价的变频马达的机床，及需变速的变速箱设备的机械机构设施，也能具有可精简时间并更具效益的操控方式，来快速变换机床的加工生产的主加工轴变换速度或各式变速箱简易操控的一种变速系统装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，具体描述各图式并作出详实地说明描述，对于本领域普通技术人员来讲，可以清楚地理解。

图1为本发明的一种变速系统装置应用，皮带传动轮3速变速及变速控制柄装置操作示意图示。

图2为本发明的变速系统装置应用，皮带传动轮3速变速装置上侧视立体图。

图3为本发明的变速系统装置应用，皮带传动轮3速变速装置正视及俯侧视立体图。

图4为本发明的变速系统装置应用，皮带传动轮3速变速装置宝炸图示。

图5为本发明的变速系统装置应用，皮带传动轮3速变速装置剖视图及组件安装图示。

图6为本发明的变速系统装置的轴承式离合器。

图7为本发明的变速系统装置的轴承式离合器的爆炸图示。

图8为本发明的变速系统装置的轴承式离合器的各角度剖视图示。

图9为本发明的变速系统装置的轴承式离合器的轴承保持架与控制内轴的操控关系图示。

图10为本发明的变速系统装置的轴承式离合器的轴承保持架与旋转输出轴及控制内轴的操控关系图示。

图11为本发明的变速系统装置的轴承式离合器的轴承保持架与一体式离合器内圈环输出轴配置组合示意图。

图12为本发明的变速系统装置的旋转输出轴与一体式离合器内圈环输出轴比较示意图。

图13为本发明的变速系统装置的传动轮与轴承式离合器的轴承保持架的合饼组合为传动轮离合器示意图。

图14为本发明的变速系统装置的传动轮离合器与一体式离合器内圈环输出轴组合及爆炸示意图。

图15为本发明的一种变速系统装置应用，齿轮传动轮6速变速及变速控制柄装置操作示意图示。

图16为本发明的一种变速系统装置应用，齿轮传动轮6速变速的轴承离合器及增速轴转换用轴心径向滚柱止推轴承组合位置示意图。

图17为市售一般皮带轮变速装置示意图示。

附图构件号码标记，以字母编码及数字编码区分，进一步详细说明：

字母编码：

A 右旋转输入轴。

A1 低速比旋转控制输出传动轮。

A11 低速轮皮带。

A12 低速比旋转输入传动轮。

A2 中速比旋转控制输出传动轮。

A21 中速轮皮带。

A22 中速比旋转输入传动轮。

A3 高速比旋转控制输出传动轮。

A31 高速轮皮带。

A32 高速比旋转输入传动轮。

B 右旋转输入轴。

B1 低速比旋转控制输出传动轮。

B11 低速比旋转输入传动轮。

B2 中速比旋转控制输出传动轮。

B21 中速比旋转输入传动轮。

B3 高速比旋转控制输出传动轮。

B31 高速比旋转输入传动轮。

C 增速旋转输入轴。

C1 低速比旋转控制输入传动轮

C11 低速比旋转输出传动轮。

C2 中速比旋转控制输入传动轮。

C21 中速比旋转输出传动轮。

C3 高速比旋转控制输入传动轮

C31 高速比旋转输出传动轮。

D 左旋转输出轴。

数字编码：

1 旋转输入轴。

1-1 键槽。

2 旋转输出轴。

2-1 控制内轴移动槽。

2-2 键槽。

2-3 轴承限位凸缘。

2-4 离合拨杆让位槽。

2-5 旋转变速轴。

2-6 中心内轴孔。

3 传动轮。

4 变速手柄。

5 主支撑板。

5-1 位置限制槽板。

6 弹簧。

7 移位环。

8 轴向变速联结盘。

8-1 联结孔。

8-2 输出轴向变速联结盘。

8-3 变速轴向变速联结盘。

9 固定后轴心。

10 手柄活动前轴心。

11 凸轮随动器。

12 旋转轴旋转方向标示。

13 径向止推滚珠轴承。

14 限位用套筒。

15 轴承式离合器。

15-1 离合拨杆。

15-2 离合拨杆随动轮。

15-3 钢珠及滚子滚动外缘。

15-4 离合拨杆让位槽。

15-5 轴承内圈环。

15-6 干涉闭锁凸缘。

15-7 轴承保持架。

15-8 滚子。

15-9 弹簧。

15-10 钢珠。

15-11 随动轮中心轴螺栓。

15-12 轴承外圈环。

15-13 钢珠限位弧型环。

15-14 轴承限位闭锁盖。

15-15 键。

15-16 键。

15-17 销孔。

15-18 内缘侧键槽。

15-19 外缘侧键槽。

15-20 钢珠及滚子滚动内缘。

16 控制内轴。

16-1 联结孔。

16-2 闭锁用随动轮轨道。

16-3 脱离用随动轮轨道。

16-4 连动销。

17 轴承内圈环一体式旋转轴。

17-1 控制内轴移动槽。

17-2 钢珠及滚子滚动外缘。

17-3 轴承限位凸缘。

17-4 离合拨杆让位槽。

17-5 一体式轴承内圈环。

17-6 干涉闭锁凸缘。

17-7 钢珠限位弧型环。

17-8 一体式轴承内圈环全排列件。

17-9 一体式轴承内圈环部份排列件。

17-10 键槽。

17-11 中心内轴孔。

18 轴承外圈环一体式传动轮。

18-1 钢珠及滚子滚动内缘。

18-2 钢珠限位弧型环。

18-3 传动轮限位闭锁盖。

19 径向滚柱止推轴承。

20 增速传动轮组合。

21 固定螺丝。

22 变速移位杆。

23 变速移位双向环

具体实施方式

一种变速系统装置组件说明，主要包含旋转轴，传动轮，及轴承式离合器15；

所述旋转轴，包含：旋转输入轴1，及旋转输出轴2，及旋转变速轴2-5等；

所述传动轮，包含：((传动轮A，传动轮B，传动轮C)的带头编码如传动轮A1或传动轮A22)，及传动轮3；包含皮带轮，时规皮带轮，及各式齿轮等形态；

所述轴承式离合器15，包含：轴承内圈环15-5，轴承外圈环15-12，及轴承保持架15-7和其内部组件。

一种变速系统装置，请参阅图1、2、3、4、5实施例，本发明为提供一种以皮带传动轮为实施例的变速控制机床设备或变速系统设备总成的变速系统应用装置；

如图4爆炸图，其主要组成包含，上及下主支撑板5，及一组两轴同为右旋转标示的旋转轴，区分为旋转输入轴1及旋转输出轴2，及复数个传动轮3，与复数个轴承式离合器15所组成；

所述旋转轴分别有旋转输入轴1套入传动轮A12、A22、A32，两侧再以径向止推滚珠轴承13与主支撑板5做出可自由旋转的定位；另外在右侧具有旋转输出轴2，于轴上套入轴承式离合器15，再各自套入传动轮A1、A2、A3，两侧再以径向止推滚珠轴承13与主支撑板5做出可自由旋转的定位，后再将皮带A11、A21、A31套入所属传动轮组；再于旋转输出轴2的中心内轴孔2-6中插入控制内轴16(请参阅图5)，再用连动销16-4插入将轴向变速联结盘8上方的联结孔8-1及旋转输出轴2上的控制内轴移动槽2-1及控制内轴16上的联结孔16-1联结。

如图1详细说明，其中旋转输入轴1上具有固定于键槽1-1的低速比旋转输入传动轮A12，及中速比旋转输入传动轮A22，及高速比旋转输入传动轮A32；及设置于旋转输出轴2上的轴承式离合器15(请参阅图5)上方的低速比旋转控制输出传动轮A1，及中速比旋转控制输出传动轮A2，及高速比旋转控制输出传动轮A3；

上述低速比旋转输入传动轮A12与低速比旋转控制输出传动轮A1以低速轮皮带A11常态性的连结传动；

上述中速比旋转输入传动轮A22与中速比旋转控制输出传动轮A2以中速轮皮带A21常态性的连结传动；

上述高速比旋转输入传动轮A32与高速比旋转控制输出传动轮A3以高速轮皮带A31常态性的连结传动；

请先参阅图5，其中设置于旋转输出轴2上方的所有传动轮与旋转输出轴2之间设置有轴承式离合器15；于旋转输出轴2中心内轴孔2-6中具有控制内轴16，控制内轴16上具有联结孔16-1，与旋转输出轴2上方的控制内轴移动槽2-1，通过图4所标示的连动销16-4产生角度限制关联(以上3者，其联结孔16-1的圆孔直径与控制内轴移动槽2-1的长型槽宽度与连动销16-4的外径的尺寸相同)，使控制内轴16与旋转输出轴2依靠连动销16-4具备了同步旋转的限制性联结；再通过连动销16-4与轴向变速联结盘8上方的联结孔8-1的组合(以上2者，其连动销16-4的外径与联结孔8-1的圆孔直径的尺寸相同)，所以轴向变速联结盘8与旋转输出轴2及控制内轴16同时具备了同步旋转的限制性联结；又因旋转输出轴2上方的控制内轴移动槽2-1为长型槽孔，使的连动销16-4得以于长型槽孔中滑移，所以轴向变速联结盘8与控制内轴16可滑移于控制内轴移动槽2-1的槽孔范围内；

请转参阅图3，变速手柄4于位置限制槽板5-1上滑移，以手柄活动前轴心10与移位环7内的长型槽孔联结，又以固定后轴心9为固定回旋轴心，其中移位环7通过凸轮随动器11于两侧对轴向变速联结盘8做出联动的牵引，弹簧6施力于手柄活动前轴心10及位置限制槽板5-1的后侧，促使变速手柄4贴附于位置限制槽板5-1的前导引槽内，即可做出尺寸定值寸动性质的移位，而此定值寸动性质的移位的尺寸，被转化为控制内轴16上方的闭锁用随动轮轨道16-2，及脱离用随动轮轨道16-3的相对于旋转输出轴2上方与传动轮之间的轴承式离合器15(请参阅图5)的干涉联动启闭曲线设计尺寸值(相关闭锁用随动轮轨道16-2及脱离用随动轮轨道16-3可参阅图9)，据此，变速手柄4相对于位置限制槽板5-1的定寸移位，就是代表着旋转输出轴2上方的轴承式离合器15上的低速传动轮，或中速传动轮，或高速的传动轮被控制开启或关闭的操控点；

请转参阅图1，设旋转输入轴1为开始具有旋转转速动能时，低速比旋转输入传动轮A12连动低速轮皮带A11、及中速比旋转输入传动轮A22连动中速轮皮带A21、及高速比旋转输入传动轮A32连动高速轮皮带A31同时旋转转动，驱使低速比旋转控制输出传动轮A1，及中速比旋转控制输出传动轮A2，及高速比旋转控制输出传动轮A3，也同步做出旋转转动，此时在图1的正视图及侧视图中的变速手柄4旁标示着速度挡位；

(以下标示为0、A1、A2、A3的位置说明，需参照图1、4、5、6、7及图9所示构件号)：

图1标示为0的位置代表的意思为：依图5、9所示，旋转输出轴2不动，因其中的轴承式离合器15的离合拨杆15-1尚未被启动，此时传动轮A1、A2、A3的所属轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2均在脱离用随动轮轨道16-3上；

图1标示为A1位置代表的意思为：依图3、5、6、9所示，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2，促使轴承保持架15-7，所带动的滚子15-8开始干涉联动，使低速比旋转控制输出传动轮A1开始传送低速轮皮带A11所给予的旋转动能，来给旋转输出轴2产生低速比转速；

图1标示为A2位置代表的意思为：依图3、5、9所示，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使中速比旋转控制输出传动轮A2开始传送中速轮皮带A21所给予的旋转动能的中速比转速，过程中原低速比旋转控制输出传动轮A1所输入的旋转动能可不必退出，通过中速比旋转控制输出传动轮A2提升了旋转输出轴2的转速，由原来的低转速变更为中转速的旋转输出轴2，所以对低速比旋转控制输出传动轮A1的轴承式离合器15做出旋转超越的动作；

图1标示为A3位置代表的意思为：依图3、5、9所示，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16再次下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使高速比旋转控制输出传动轮A3开始传送高速轮皮带A31所给予的旋转动能的高速比转速，过程中原低速比旋转控制输出传动轮A1及中速比旋转控制输出传动轮A2所输入的旋转动能可不必退出，通过高速比旋转控制输出传动轮A3提升了旋转输出轴2的转速，由原来的中转速变更为高转速的旋转输出轴2，所以对中速比旋转控制输出传动轮A2的轴承式离合器15也同样做出超越的动作。

一种变速系统装置的控制组件，请参阅图6、7、8，本发明的变速系统装置的主要控制组件为轴承式离合器15，以轴承形态提供应用有方便设计、组装及维护的优点，如图7、8所示；

轴承式离合器15的组成零组件，具有轴承内圈环15-5，及轴承外圈环15-12，及轴承保持架15-7，及轴承限位闭锁盖15-14，四大部份；

其中轴承内圈环15-5上方，具有钢珠及滚子滚动外缘15-3，及离合拨杆让位槽15-4，及干涉闭锁凸缘15-6，及钢珠限位弧型环15-13，及内缘侧键槽15-18等的特征，其中干涉闭锁凸缘15-6为从钢珠及滚子滚动外缘15-3的外圆切线生成斜面切线凸缘，依循轴承内圈环15-5的圆中心，在一定的设置角度内给予复数个等角度排列的斜面切线凸缘而成为干涉闭锁凸缘15-6；

其中轴承外圈环15-12上方，具有钢珠限位弧型环15-13外缘侧键槽15-19及钢珠及滚子滚动内缘15-20等的特征，如图6、7所示键15-15及键15-16为一组搭配的外缘侧键槽15-19固定用键，所述键15-5及键15-6两者以螺丝互锁，可将传动轮与轴承式离合器15固定，并使轴承限位闭锁盖15-14与轴承外圈环15-12限位互锁，其中键15-5具有螺孔及键15-6具有内螺牙；

其中轴承保持架15-7上方，具有多种零件安装槽孔，安装有复数组的滚子15-8，及弹簧15-9(可为弹片式或螺旋线构造性质的弹簧)，及钢珠15-10，及离合拨杆15-1，及离合拨杆随动轮15-2以随动轮中心轴螺栓15-11安装于所述离合拨杆15-1上；

请参阅图6SECTION：E-E，本实施例为轴承式离合器15剖面图示，其中干涉闭锁凸缘15-6为一面朝右侧的斜面凸缘，其右侧一单位距离远处有滚子15-8，所述滚子15-8右侧有一弹簧15-9预压接触于滚子15-8的圆柱面上，所述弹簧15-9被轴承保持架15-7的形状特征限位，所述干涉闭锁凸缘15-6及滚子15-8及弹簧15-9依循轴承内圈环15-5的圆中心做等角度的局部排列，并于轴承保持架15-7上未设置上述滚子及弹簧处设置离合拨杆15-1，后于其上方安装离合拨杆随动轮15-2，再以随动轮中心轴螺栓15-11安装于所述离合拨杆15-1上；再将离合拨杆15-1的组合总成安装于轴承内圈环15-5上的离合拨杆让位槽15-4内，将复数个轴承保持架15-7围绕轴承内圈环15-5组合成一圆，并以如图7所示销孔15-17对齐，将销针插入固定；

当轴承保持架15-7在如图6 SECTION：E-E所示位置时，其中轴承保持架15-7带领其内部所安装限制的滚子15-8脱离干涉闭锁凸缘15-6区域，当其轴承外圈环15-12或轴承内圈环15-5为任何转动形态时，其中轴承保持架15-7内的滚子15-8以自由滚动形态展现(滚子15-8与轴承外圈环15-12为连续滚动形态，滚子15-8与轴承内圈环15-5为固定位置滚动形态；滚子15-8的外径尺寸略小于轴承内圈环15-5外缘与轴承外圈环15-12内缘的半径差值)，所以轴承内圈环15-5与轴承外圈环15-12无任何联动关联；

假设状态如下，施力左旋离合拨杆随动轮15-2，促使离合拨杆15-1连动轴承保持架15-7整体左旋移位一相对角度，连动弹簧15-9推动滚子15-8碰触干涉闭锁凸缘15-6，其中弹簧15-9弹性预压调整使轴承保持架15-7内的每个滚子15-8与所碰触干涉闭锁凸缘15-6的斜面凸缘能完全密合及在近乎均等压力下接触干涉；

当轴承外圈环15-12相对轴承内圈环15-5左旋时，即是轴承外圈环15-12转速大于轴承内圈环15-5时，为完全接触干涉联动形态，其中滚子15-8以干涉接触形式，并且对轴承外圈环15-12及轴承内圈环15-5做出限制滑移的干涉形态展现；此刻，轴承外圈环15-12相对轴承内圈环15-5为完全闭锁联动；

承上说明，当轴承内圈环15-5相对轴承外圈环15-12左旋时，即是轴承内圈环15-5转速大于轴承外圈环15-12时，滚子15-8在被弹簧15-9弹性预压推顶着的情况下，因轴承内圈环15-5转速加快，使得只剩轴承外圈环15-12对滚子15-8具接触滚动摩擦力，滚子15-8开始自体旋转，并且不干涉碰触干涉闭锁凸缘15-6，使失去了对于轴承内圈环15-5的干涉摩擦力，并对弹簧15-9的预压弹力变成给予反抗力使弹簧15-9压缩，使轴承内圈环15-5成自由加速旋转状态，成为脱离或超越形态；

如上述，通过对离合拨杆随动轮15-2的不同旋转方向施力，可改变轴承内圈环15-5与轴承外圈环15-12两者间形成为脱离干涉或闭锁联动的结果，据此控制方式，组织合并复数个轴承式离合器15，并将轴承式离合器15设置于旋转轴与传动轮3之间，即可应用成为一变速系统的模块。

优选的，一种变速系统装置，请参阅图15，16实施例，本发明为提供一种以齿轮形式为传动轮3的3轴6速变速控制系统的机床设备或变速系统设备总成的变速系统应用装置；

如图15，其主要组成包含，上及下主支撑板5，及一组旋转轴区分为右旋转轴旋转方向标示12的旋转输入轴1及左旋转轴旋转方向标示12的旋转输出轴2，及右旋转轴旋转方向标示12的旋转变速轴2-5，及每一轴上具有复数个传动轮3，与复数个轴承式离合器15所组成；

如图16，所述旋转轴分别有旋转输入轴1套入传动轮B11、B21、B31，两侧再以径向止推滚珠轴承13与主支撑板5做出可自由旋转的定位(旋转轴的径向止推滚珠轴承13的安装同图4、5所示；以下各轴同)；另外在中间侧具有旋转输出轴2，于轴上设置安装轴承式离合器15，与旋转输入轴1的传动轮对应为B1区、B2区、B3区，同时套入固定于旋转输出轴2键槽的传动轮C11、C21、C31，与旋转变速轴2-5的传动轮对应，并在旋转变速轴2-5的相对应位置区域为C1区、C2区、C3区设置安装轴承式离合器15，并以限位用套筒14(如图4的安装示意)来完成上述各轴传动轮的组装尺寸关联性的对位；如图15，主支撑板5上方有增速传动轮组合20，依照实施例的齿比，旋转变速轴2-5的转速为旋转输入轴1的3.45倍；如图16，中侧增速齿轮设置于径向滚柱止推轴承19上，再由固定螺丝21固定，可使与旋转输出轴2的转速转向无关；回图15，再于旋转输出轴2及旋转变速轴2-5的中心内轴孔中各自插入如图9所示的不同尺寸触动设计的闭锁用随动轮轨道16-2，及脱离用随动轮轨道16-3的控制内轴16，其余联结方式同[0064]所述。

请参阅图15，详细说明各传动轮配置，其中旋转输入轴1上具有固定于键槽1-1的低速比旋转输入传动轮B11，及中速比旋转输入传动轮B21，及高速比旋转输入传动轮B31；及设置于旋转输出轴2上方对应低速比旋转输入传动轮B11的低速比旋转控制输出传动轮B1，及对应中速比旋转输入传动轮B21的中速比旋转控制输出传动轮B2，及对应高速比旋转输入传动轮B31的高速比旋转控制输出传动轮B3；其中也将低速比旋转输出传动轮C11、及中速比旋转输出传动轮C21、及高速比旋转输出传动轮C31同步依序固定于旋转输出轴2的键槽上；并于旋转变速轴2-5对应位置区域C1区、C2区、C3区所设置安装轴承式离合器15的上方，依序依键槽15-19(如图7所示)安装设置低速比旋转控制输入传动轮C1，及中速比旋转控制输入传动轮C2，及高速比旋转控制输入传动轮C3；各轴的传动轮安装以限位用套筒14(如图4示意)来间隔尺寸关联性的对位；

如图16，其中低速比旋转输入传动轮B11，及中速比旋转输入传动轮B21，及高速比旋转输入传动轮B31，对应传动轮安装于旋转输出轴2上，设置有轴承式离合器15；

其中低速比旋转控制输入传动轮C1，及中速比旋转控制输入传动轮C2，及高速比旋转控制输入传动轮C3，与旋转变速轴2-5之间设置有轴承式离合器15；

如图15，于旋转输出轴2及旋转变速轴2-5的中心内轴孔中各自具有不同位置尺寸触动设计的闭锁用随动轮轨道16-2及脱离用随动轮轨道16-3的控制内轴16(如图9示意)，控制内轴16上具有联结孔16-1，与(旋转输出轴2及旋转变速轴2-5)各自的上方的控制内轴移动槽2-1，通过(如图4所示意的)连动销16-4产生角度限制关联，使各自的控制内轴16，与旋转输出轴2及旋转变速轴2-5，依靠连动销16-4各自具备了同步旋转的限制性联结；再通过连动销16-4各自与输出轴向变速联结盘8-2及变速轴向变速联结盘8-3上方的联结孔8-1的组合，输出轴向变速联结盘8-2与旋转输出轴2也具备了同步旋转的限制性联结，同样的变速轴向变速联结盘8-3与旋转变速轴2-5也具备了同步旋转的限制性联结；又因旋转输出轴2及旋转变速轴2-5各自上方的控制内轴移动槽2-1为长型槽孔，使的连动销16-4得以于长型槽孔中滑移，所以输出轴向变速联结盘8-2与变速轴向变速联结盘8-3各自的控制内轴16可滑移于控制内轴移动槽2-1的槽孔范围内；

如图15，变速手柄4于位置限制槽板5-1上滑移，以手柄活动前轴心10与变速移位杆22内的长型槽孔联结，又以固定后轴心9为固定回旋轴心，其中变速移位杆22，以杠杆式固定圆心，拉动与旋转输出轴2及旋转变速轴2-5同轴心的变速移位双向环23，通过凸轮随动器11于两侧对输出轴向变速联结盘8-2及变速轴向变速联结盘8-3做出轴向的联动的牵引，弹簧6施力于手柄活动前轴心10及位置限制槽板5-1的后侧，促使变速手柄4贴附于位置限制槽板5-1的前导引槽内，做出因弹簧6的弹力限制性的尺寸定值寸动性质的移位，而此定值寸动性质的移位的尺寸，被转化设定为控制内轴16上方的闭锁用随动轮轨道16-2，及脱离用随动轮轨道16-3的，相对于旋转输出轴2，及相对于旋转变速轴2-5，各自上方传动轮的干涉联动启闭曲线设计尺寸值(相关闭锁用随动轮轨道16-2及脱离用随动轮轨道16-3可参阅图9)，据此，变速手柄4相对于位置限制槽板5-1的定寸移位，就是代表着旋转输出轴2及旋转变速轴2-5上方的低速至高速的传动轮被控制操控开启的作用点；

如图15，设旋转输入轴1为开始具有右旋转转速动能时，安装于键槽1-1的传动轮B11、B21、B31具右旋旋转动能；即是低速比旋转输入传动轮B11连动低速比旋转控制输出传动轮B1、及中速比旋转输入传动轮B21连动中速比旋转控制输出传动轮B2、及高速比旋转输入传动轮B31连动高速比旋转控制输出传动轮B3，同时旋转转动，驱使低速比旋转控制输出传动轮B1及中速比旋转控制输出传动轮B2及高速比旋转控制输出传动轮B3也同步做出左旋转转动；

(如图15，先假设变速手柄4于0位置时)，同时，因旋转输入轴1具有右旋转转速动能，通过增速传动轮组合20，经由齿比增速，旋转变速轴2-5同为具有旋转输入轴1的3.45倍数的右旋转转速动能；此时低速比旋转控制输入传动轮C1与低速比旋转输出传动轮C11未连动，中速比旋转控制输入传动轮C2与中速比旋转输出传动轮C21未连动，高速比旋转控制输入传动轮C3与高速比旋转输出传动轮C31未连动；

如图15，此时在正视及侧视图的变速手柄4旁的变速位置标示为；

(以下标示为0、B1、B2、B3、C1、C2、C3的位置说明，需参照图15及图9所示构件号)：

图15标示为0的位置代表的意思为：依图6、9示意，旋转输出轴2不动，因变速系统中所有的轴承式离合器15尚未被启动，此时传动轮B1、B2、B3及C1、C2、C3的所有所属轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2均在脱离用随动轮轨道16-3上，但传动轮B11、B21、B31及相对应的B1、B2、B3为转动形态；

图15标示为B1位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动旋转输入轴1及旋转变速轴2-5内的控制内轴16下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动B1区轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2，促使开始干涉联动，使低速比旋转控制输出传动轮B1开始传送低速比旋转输入传动轮B11给予的旋转动能的低速比转速，并通过轴承式离合器15将旋转动能传递进入旋转输出轴2，此时，传动轮B1旋转做功，且传动轮B21、B31及相对应的B2、B3为持续转动形态，且因旋转输出轴2开始转动，同步带动传动轮C11、C21、C31转动，并联动传动轮C1、C2、C3转动；

图15标示为B2位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动B2区轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使中速比旋转控制输出传动轮B2开始传送中速比旋转输入传动轮B21给予的旋转动能的中速比转速给予旋转输出轴2，过程中原低速比旋转控制输出传动轮B1所输入的旋转动能可不必退出，通过中速比旋转控制输出传动轮B2提升了旋转输出轴2的转速，由原来的低转速变更为中转速的旋转输出轴2，所以对低速比旋转控制输出传动轮B1的B1区轴承式离合器15做出旋转超越的动作；

图15标示为B3位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16再次下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动B3区轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使高速比旋转控制输出传动轮B3开始传送高速比旋转输入传动轮B31给予的旋转动能的高速比转速，过程中原低速比旋转控制输出传动轮B1及中速比旋转控制输出传动轮B2所输入的旋转动能可不必退出，通过高速比旋转控制输出传动轮B3提升了旋转输出轴2的转速，由原来的中转速变更为高转速的旋转输出轴2，所以对中速比旋转控制输出传动轮B2的B2区轴承式离合器15也同样做出超越的动作。

图15标示为C1位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16再次下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动C1区轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使低速比旋转控制输入传动轮C1开始传送旋转变速轴2-5给予的具旋转动能转速，带动低速比旋转输出传动轮C11，并直接联动提升旋转输出轴2的转速，过程中原低速比旋转控制输出传动轮B1及中速比旋转控制输出传动轮B2及高速比旋转控制输出传动轮B3所输入的旋转动能可不必退出，通过旋转变速轴2-5的低速比旋转控制输入传动轮C1所给予低速比旋转输出传动轮C11的旋转动能速率，同样提升了旋转输出轴2的转速，所以对旋转输入轴1所带动的B1区、B2区、B3区轴承式离合器15也同样做出超越的动作。

先作补充的数据说明，有助于进一步的理解，如图15的齿轮应用例数据为增速传动轮组合20＞＞((52齿/28齿)*(52齿/28齿))＝3.45倍数，各传动轮＞＞(B1 50齿)，(B2 40齿)，(B3 30齿)，(B11 30齿)，(B21 40齿)，(B31 50齿)，(C1 30齿)，(C2 40齿)，(C3 50齿)，(C11 50齿)，(C21 40齿)，(C31 30齿)；设旋转输入轴1为100转右旋，则旋转变速轴2-5为345转右旋；

传动轮未被启动时旋转输出轴2为0转；

传动轮B1启动时旋转输出轴2为60转左旋；

传动轮B2启动时旋转输出轴2为100转左旋；

传动轮B3启动时旋转输出轴2为166转左旋；

传动轮C1启动时旋转输出轴2为207转左旋；

传动轮C2启动时旋转输出轴2为345转左旋；

传动轮C3启动时旋转输出轴2为575转左旋；

图15标示为C2位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16再次下行，由闭锁用随动轮轨道16-2启动C2区轴承式离合器15的离合拨杆随动轮15-2并开始干涉联动，使中速比旋转控制输入传动轮C2开始传送旋转变速轴2-5给予的具旋转动能转速，带动中速比旋转输出传动轮C21，并直接联动提升旋转输出轴2的转速，过程中对旋转输入轴1所带动的B1区、B2区、B3区、及旋转变速轴2-5的C1区轴承式离合器15也同样做出超越的动作。

图15标示为C3位置代表的意思为：依图6、9、15示意，经变速手柄4移位一固定间距至此位置，拉动控制内轴16再次下行，使高速比旋转控制输入传动轮C3开始传送旋转变速轴2-5给予的具旋转动能转速，带动高速比旋转输出传动轮C31，并直接联动提升旋转输出轴2的转速，过程中对旋转输入轴1所带动的B1区、B2区、B3区、及旋转变速轴2-5的C1区、C2区轴承式离合器15也同样做出超越的动作。

如上述说明，本发明的变速系统装置，引用高速能对低速起到直接超越的功能，及降速时回到低速挡位的转速时，即接手负责主传动功能的特性(此为一般市售的单向轴承所具有的超越离合器功能)；转变为多轴控制多速比的操控机制即可完美的简便运行操控，实现经济化及人性化的高效益机构式的有效实践。

更优选的，如图11、12，为将本发明的变速系统装置机构运用于各大小型式及高低负载的不同机构设计需求的变速系统内，可应用于较小型化的变速装置，或须有较高负载的输出轴的承载力时；将图8所示轴承式离合器15中的轴承内圈环15-5与旋转输出轴2做出合并，并将轴承内圈环15-5设为一体式轴承内圈环17-5，成为轴承内圈环一体式旋转轴17，使其完全具有轴承内圈环15-5及旋转输出轴2上的所有特征，包含钢珠及滚子滚动外缘17-2，离合拨杆让位槽17-4，干涉闭锁凸缘17-6，钢珠限位弧型环17-7及中心内轴孔17-11(如图12)等；当套接轴承外圈环15-12或轴承外圈环一体式传动轮18(如图13)时，与轴承离合器15套接旋转轴时功能一致；如图11F为一体式轴承内圈环全排列件17-8的轴承内圈环一体式旋转轴17，如图11F1为一体式轴承内圈环部份排列件17-9的轴承内圈环一体式旋转轴17，其中的一体式轴承内圈环仅配置部份区域，未配置的区域可依照需求为轴承内圈环一体式旋转轴17上的任意单个或复数个区域位置，未配置的区域可为传动轮直接以键槽17-10固定，或用一般单向轴承套接应用，或是轴承式离合器的反向配置，作为同轴不同旋转方向的控制用设计搭配方案，上述变化转换可为变速系统装置提供更多的规格配套应用；由图11G的透视图及图12可请楚理解轴承内圈环一体式旋转轴17的内部空间，如中心内轴孔17-11及控制内轴移动槽17-1的架构，及如图11所示，所有的遗传特征(如构件号2-1特征转为17-1特征，如轴承限位凸缘2-3转为轴承限位凸缘17-3，2-4及15-4转为17-4，2-6转为17-11，15-3转为17-2，15-6转为17-6，15-13转为17-7等)，将旋转输出轴2强化轴内壁厚度来做出高强度运用；由图11H组装零件图及图11I的立体图示可理解将轴承式离合器15的其他部件组装入的操作同[0065]所述。

更优选的，请参照图8、13，其中图13M：为轴承外圈环一体式传动轮18，为将传动轮3与轴承外圈环15-12合并为一体，如图13L：为轴承外圈环一体式传动轮18，其中新增合并特征定义为：钢珠及滚子滚动内缘18-1为原传动轮内缘侧再缩小的特征，将钢珠及滚子滚动内缘15-20转换为钢珠及滚子滚动内缘18-1，与滚子15-8接触，具有钢珠限位弧型环18-2与钢珠15-10进行限位，另一侧限位由传动轮限位闭锁盖18-3来实行，于其中心圆内侧安装轴承保持架15-7及其他组件如滚子15-8及弹簧15-9及钢珠15-10等，与轴承内圈环一体式旋转轴17或轴承内圈环15-5套接，即可实现轴承离合器15套接传动轮3时的所有功能；如图14N：应用例为组合图示，图14O：为立体组合图示；为轴承外圈环一体式传动轮18与轴承内圈环一体式旋转轴17组合时的正视图及立体图。

应用例进一步说明，如图9、10：控制内轴16的联结孔16-1与旋转输出轴2的控制内轴移动槽2-1连接(通过连动销16-4联结，由图4立体图及爆炸图可理解)，使控制内轴16与旋转输出轴2具有同步旋转的能力，通过控制内轴移动槽2-1及键槽2-2，确保了旋转输出轴2上的离合拨杆让位槽2-4与轴承式离合器15的离合拨杆让位槽15-4相对位置一致时，及轴承内圈环一体式旋转轴17的离合拨杆让位槽17-4，与所述的控制内轴移动槽2-1的相对位置都一致时，控制内轴16上相对位置的脱离用随动轮轨道16-3即可作用限位来推动轴承保持架15-7上的离合拨杆15-1上的离合拨杆随动轮15-2；并以控制内轴16的联结孔16-1的中心为设计起点，计算闭锁用随动轮轨道16-2曲线的起点及终点，如此即可依照各个传动轮厚度轻易计算出一定值，而加以控制所欲设计安装的多轴多速的变速系统装置。

Claims

1.一种变速系统装置，主要包含旋转轴，传动轮(3)，及轴承式离合器(15)；所述旋转轴其中包含旋转输入轴(1)及旋转输出轴(2)，在所述旋转输入轴(1)及所述旋转输出轴(2)的上方各设置有复数个传动轮(3)；再于所述旋转轴与设置于其上方的传动轮(3)之间，依需求设置轴承式离合器(15)，来进行控制所述旋转轴，使所述旋转输入轴(1)或所述旋转输出轴(2)其上方所安装的传动轮(3)为脱离所述的旋转轴成为自由转动型态，或与所述的旋转轴闭锁联结成为一体联动型态。

2.根据权利要求1所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)，主要特征包括：具有轴承内圈环(15-5)及轴承外圈环(15-12)，及可被控制旋转移位一相对角度的轴承保持架(15-7)，来控制变速系统的传动轮是否输入或输出旋转动能，进而控制变换旋转输出轴(2)的转速。

3.根据权利要求2所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)，新增特征在于：将其中的轴承内圈环(15-5)，与旋转输入轴(1)或旋转输出轴(2)合并，转换设变成为轴承内圈环一体式旋转轴(17)，所述轴承内圈环一体式旋转轴(17)可为一体式轴承内圈环全排列件(17-8)或是一体式轴承内圈环部份排列件(17-9)形态。

4.根据权利要求2所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)，新增特征在于：将其中所述的轴承外圈环(15-12)，与传动轮(3)合并，转换设变成为轴承外圈环一体式传动轮(18)。

5.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)，其控制方法为：其中所述轴承保持架(15-7)的控制，为给予旋转移位一相对角度后，将所述轴承保持架(15-7)内的滚子(15-8)，与所述轴承内圈环(15-5)上方的干涉闭锁凸缘(15-6)接触干涉后闭锁成为一体联动状态；及旋转移位一相对角度退回所述轴承保持架(15-7)，并使内部滚子(15-8)被带开脱离干涉闭锁凸缘(15-6)接触区，转换为脱离自由转动状态。

6.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)，其特征在于：其中轴承内圈环(15-5)具有干涉闭锁凸缘(15-6)的斜面切线凸缘，为从钢珠及滚子滚动外缘(15-3)的外圆切线生成复数个斜面切线凸缘而成为干涉闭锁凸缘(15-6)，使所述轴承式离合器(15)上的滚子(15-8)与所述斜面切线凸缘的干涉闭锁凸缘(15-6)远离方向转动成为脱离干涉的自由转动，及所述斜面切线凸缘干涉闭锁凸缘(15-6)靠近方向转动成为干涉闭锁联动特征。

7.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的变速系统装置，其中所述的轴承式离合器(15)具有转速超越功能，所述轴承内圈环(15-5)具有干涉闭锁凸缘(15-6)，使轴承保持架(15-7)内的弹簧(15-9)，对于滚子(15-8)的弹性预压力成为干涉闭锁作用力；因轴承内圈环(15-5)与轴承外圈环(15-12)的相对转速变化，使轴承外圈环(15-12)与滚子(15-8)之间形成的滚动摩擦力让滚子(15-8)朝远离所述干涉闭锁凸缘(15-6)方向的细微转动位移，并使弹簧(15-9)产生抵抗压缩力而细微后缩，使滚子(15-8)失去对所述干涉闭锁凸缘(15-6)的干涉摩擦力；促使所述轴承内圈环(15-5)与所述轴承外圈环(15-12)，具有两者不相同转速时的超越功能。

8.根据权利要求1所述的变速系统装置，其中所述轴承式离合器(15)，使所述旋转输入轴(1)或所述旋转输出轴(2)其上方所安装的传动轮(3)为脱离所述的旋转轴成为自由转动型态，或与所述的旋转轴闭锁成为一体联动型态，其主要特征在于：所述旋转轴中心具有一同步旋转速度的控制内轴(16)，所述控制内轴(16)上具有闭锁用随动轮轨道(16-2)及脱离用随动轮轨道(16-3)，用以改变所述轴承式离合器(15)内的轴承保持架(15-7)的相对角度位置，做出脱离或闭锁的转换。

9.根据权利要求8所述的变速系统装置，其中所述旋转轴中心具有一同步旋转速度的控制内轴(16)，其主要特征在于：所述控制内轴(16)上具有联结孔(16-1)，与旋转轴向变速联结盘(8)或(输出轴向变速联结盘(8-2)及变速轴向变速联结盘(8-3))上的联结孔(8-1)由连动销(16-4)串接，并于控制内轴移动槽(2-1)做出轴向移动并与所述旋转轴依此联结同步旋转，来控制变速系统。

10.根据权利要求3所述的变速系统装置，其中所述轴承内圈环(15-5)具有离合拨杆旋转移位让位槽(15-4)特征；或其中所述旋转输入轴(1)或旋转输出轴(2)，具有离合拨杆让位槽(2-4)特征，或其中所述轴承内圈环一体式旋转轴(17)具有离合拨杆让位槽(17-4)的合并特征。

11.根据权利要求4所述的变速系统装置，其中所述的轴承外圈环(15-12)具有钢珠限位弧型环(15-13)特征，或其中所述轴承外圈环一体式传动轮(18)，具有钢珠限位弧型环(18-2)的合并特征。

12.根据权利要求1或权利要求8或权利要求9所述的变速系统装置，其中所述轴承式离合器(15)，其控制方法为：旋转轴的中心内轴孔(2-6)具有一可同步旋转及可做出轴向移位的控制内轴16，通过所述控制内轴16上的闭锁用随动轮轨道(16-2)及脱离用随动轮轨道(16-3)来操控轴承式离合器(15)的启闭，完成传动轮式的变速系统的控制。