CN1721736A - 机械式自动无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种动力传递装置，能在传动过程中根据阻力的大小变化，自动实现无级变速，可解决问题：一结构复杂精密度高，制造维护成本过高，二传动效率低。特征：用一个或一对可改变长短的旋转臂或可移动位置的旋转支点带动冲击齿条对两个单向传动齿轮进行来回往返的冲击传动，使两个单向传动齿轮互相交接轮流替换并连续不断的将动力传递给一个大齿轮，使大齿轮将动力传递出去，主要通过调节旋转臂的长短(或旋转支点的位置)改变旋转支点旋转半径而实现变速，在单向传动齿轮内部，采用多个单向齿牙与多个单向挡块分工轮流传动的方式，使传动效果连续稳定。本发明用于传递各类机动力，如车、船等动力机械。

Description

机械式自动无级变速传动装置

技术领域：本发明为一种采用机械传动方式传递动力的机械式自动无级变速传动装置，主要应用于传递各类机动力，如车、船等动力机械，并具有能根据在传递动力的过程中所遇到的阻力作用的大小自动实现无级变速的功能。

背景技术：现在技术的机械式自动无级变速传动装置(简称CVT)既常称的机械自动无级变速器，具有节油、操纵方便、行驶舒适等特点。早期的机械无级变速器是通过两个锥体改变接触半径而实现传动比连续变化，但由于接触部分挤压应力太高，难以进入实用化。后发展成为采用橡胶材料的带传动，又受传动带寿命的影响，德国的PIV公司从1965年起，开始研究链传动的CVT。到80年代，出现了技术上的突破，橡胶带被由许多薄钢片穿成的钢环代替，使其与两个锥轮的槽在不同半径上“咬合”来改变速比。从理论上说，CVT可以使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大幅度改善燃油经济性。但由于CVT是磨擦传动，与齿轮传动相比效率并不高，从目前的情况来看，节省燃油10％-20％是可能实现的。此外CVT在加速时不需切断动力，因此装备CVT的汽车乘坐舒适，超车加速性能好。据制造商称，装备CVT的汽车每年约生产数十万辆，但从市场情况看来，这种车仍不多见。以上背景技术资料来源于：《汽车自动变速器维修指南》一书，由延边人民出版社出版，张智主编，摘自书中第一章：汽车自动变速器概述第一节：自动变速装置的类型和应用之二：机械传动之2：无级式机械传动：第6页下半页到第7页上半页，以上部分为与本发明最为接近的现有的背景技术的资料。下面再根据上述的背景技术中的有关资料，对现有技术的CVT存在的一些问题和不足之处，做一下概括，从目前情况看，现有技术的CVT主要存在以下几个方面的缺点：第一，结构复杂，制造成本高，现有技术的机械自动无级变速器结构较复杂，加工成本高，技术精密度高，因此使机械自动无级变速器的维修工作也投入成本过高，由此大大降低了现有技术的CVT的实用性。第二，传动效率低，如将现有技术的CVT的传动效率与齿轮传动效率相比，还相差很多，因此现有技术的CVT传动在传动效率方面还有待改进与提高。

发明目的：针对在背景技术中提出的现有技术的自动无级变速器存在的一些问题，本发明技术都能将其逐一的给予完善解决。首先第一，合理的改进与简化自动无级变速器的机械结构，使其结构更为合理与实用，从而降低自动无级变速器的制造成本和维修费用，提高机械式自动无级变速器的实用性。第二，改进了机械式自动无级变速装置传统的传动方式，进一步提高传动效率，降低能源消耗量。本发明技术除了能够解决以上两个长期存在的问题以外，还能使在以下几个方面普遍存在的一些问题得到进一步的完善解决，第一本发明技术装置具有传动柔和，吸收振动的特点，减少了机器在运行中由于负荷猛增时对机器本身产生的冲击给机器及其它运行部件带来的不必要的磨损，延长了机器本身的寿命，使机器在运行中的状态更稳定和舒适(如汽车)。第二本发明技术装置有灵活的工作特性，在机器运行中本发明装置能根据机器在运行中的负荷作用的大小以及各种工作环境的改变及时灵活的实现自动无级变速，变速过程不切断动力的传送，总能使机器在运行中保持稳定平缓的工作状态。第三本发明技术装置操作简便，减少人工劳动强度，提高入与机器在工作中的安全性。以上所述为本发明技术装置所能够进一步完善和解决的一些现有技术中存在的问题。通过对以上几个方面存在的一些问题进行改进和完善，进一步提高了机器在各个方面的性能，以及机器在运行中的安全可靠性，使机械式自动无级变速装置，在实际应用中更具有广泛的实用性。

技术方案：以下为本发明的主要内容，本发明所采用的技术方案主要如下：主要是将动力的传递方式由旋转式转变为冲击式再转变为旋转式，使旋转传动形式与冲击传动形式相结合，首先采用一个(或一对)可以自动调节改变长短的旋转臂(或可以自动调节改变位置的旋转支点)，在可以自动调节改变长短的旋转臂的上面(或可以自动调节改变位置的旋转支点上面)安装一个旋转轴，使动力带动旋转臂(或旋转支点)做旋转运动，使旋转臂(或旋转支点)上面的旋转轴跟着做旋转运动，旋转轴再与一个冲击齿条相连，旋转轴在旋转时带动冲击齿条做冲击运动，冲击齿条再对两个单向传动齿轮进行来回往返的冲击传动，使两个单向传动齿轮相互接替对换轮流的并且保持连续不断的传递动力，两个单向传动齿轮再相互接替对换轮流的通过两个由各自带动传递动力的联动齿轮去共同带动一个被动齿轮转动，被动齿轮再将动力传送出去。可自动调节改变长短的旋转臂的构成方法及结构设计方案如下：用一个齿条作为旋转臂，在齿条旋转臂的顶端装有一个旋转臂轴用以连接冲击齿条(使齿条旋转臂带动旋转臂轴做旋转运动，再使旋转臂轴带动冲击齿条作冲击运动，从而将动力传送出去。)齿条旋转臂的末端为一个端座(或端盖形)，把齿条旋转臂套装在一个变速器外壳中，使齿条旋转臂在变速器外壳中可以来回进出的抽动，从而使齿条旋转臂伸出变速器外壳的部分(齿条旋转臂顶端一面)可以从变速器外壳中抽出伸长或收回缩短，齿条旋转臂末端的端座(或端盖形状)可使齿条旋转臂不能从变速器外壳中全部抽出或脱开，在齿条旋转臂(顶端一面)伸出变速器外壳的这一部分上面套装一根弹簧，弹簧的弹力作用把变速器外壳顶(撑)在齿条旋转臂的末端的尽头，使齿条旋转臂(顶端一面)从变速器外壳中抽出的部分保持最长(俗称抽到头)并保持不往回收缩，在变速器外壳中安装一个变速器齿轮，变速器齿轮在变速器外壳中与齿条旋转臂(套装在变速器外壳中的部分)上面的齿牙相啮合，变速器齿轮固定在变速器外壳中，变速器齿轮的轴伸出变速器外壳，并与变速器齿轮同心同步转动，用于使动力通过伸出变速器外壳的变速器齿轮轴带动(固定在变速器外壳中的)变速器齿轮转动，通过使变速器齿轮在变速器外壳中转动，可以使齿条旋转臂在变速器外壳中收回缩短或者又靠弹簧的回位作用伸出变长，使齿条旋转臂在工作过程中可以随时改变旋转臂的长短(或旋转臂轴的旋转半径)，也可以说：是用一个变速器外壳将变速器齿轮与齿条旋转臂固装在一起，使变速器齿轮与齿条旋转臂上的齿牙(在变速器外壳中)相啮合，使它们不能分开，从而随着变速器齿轮的转动，使齿条旋转臂伸出变速器外壳的部分可以收回到变速器外壳中变短或又靠弹簧的弹力作用伸出变速器外壳变长，从而使齿条旋转臂可以改变旋转臂的长短。另外在上述方案中提到的对固装在变速器外壳中的变速器齿轮的驱动方式，除了用(上述方式)使动力直接带动伸出变速器外壳的变速器齿轮轴使变速器齿轮在变速器外壳中转动的方式外，还可以利用现有技术的汽车差速器的工作原理，将动力分成两部分，一部分动力带动变速器齿轮转动，另外一部分动力带动变速器外壳转动，如：在变速器齿轮露出变速器外壳的变速器齿轮轴上面再安装一个太阳齿轮与变速器齿轮同心同步转动，再将变速器外壳的外部结构设计成一个内部有齿牙的内齿圈，然后再通过使用三个行星齿轮在变速器外壳的内齿圈中围绕着(与变速器外壳中的变速器齿轮同心同步转动的)太阳齿轮转动，三个行星齿轮都与变速器外壳的内齿圈中的齿牙和太阳齿轮的齿牙两者相啮合，从而组成一个行星齿轮系(变速器)。最后使动力直接带动这三个行星齿轮在变速器外壳的内齿圈中围绕着(与变速器外壳中的变速器齿轮同心同步转动的)太阳齿轮转动，从而将动力分成两部分，一部分传递给太阳齿轮带动变速器外壳中的变速器齿轮转动，另一部分动力传递给内齿圈带动变速器外壳转动，使两部分动力平衡的带动齿条旋转臂做旋转运动，并将动力传送出去。可自动调节移动位置的旋转支点的结构构成方法和技术设计方案如下：采用一对变速器大齿轮带动一个旋转轴(旋转支点)做旋转运动，在变速器大齿轮的内部设计有一个轨道，旋转轴的两端作为两个支点安装在两个同心同步转动的变速器大齿轮内部的轨道中，轨道为一条长方形或微曲的长方形空间部分，供旋转轴在其中移动并改变位置，再在每个变速器大齿轮的轨道中安装一个弹簧，使弹簧将轨道中的旋转轴顶(撑)在轨道顶部(靠近变速器大齿轮的圆周边缘部分的位置)，使旋转轴在(随着变速器大齿轮的转动)做旋转运动时的旋转半径保持最大，当在传递动力过程中阻力作用发生变化时(增大或减小)旋转轴便会(根据阻力的大小与弹簧力的大小对比的变化，然后受增大后的阻力对弹簧施加的压力作用或弹簧力(相对于减小后的阻力)产生的回位作用的影响移向轨道底部(靠近变速器大齿轮的圈心部分)使旋转轴的旋转半径缩小或(又借助弹簧力作用)移向轨道顶部(靠近变速器大齿轮的圆周的边缘部分)使旋转轴的旋转半径变大。以上为本发明在自动变速器方面所采用的主要技术方案，下面再对本发明在传动方面一些部件的特征结构构成方式及采用的技术方案做一些说明：在本发明的机械式自动无级变速传动装置中所提到的单向传动齿轮的内部的特征结构部分为：将单向传动齿轮的内部的单向传动结构设计成为多个单向传动结构设计成为多个单向齿牙与多个单向挡块(或卡块，俗称千斤)分工轮流啮合传动的结构形式：利用单向齿牙与单向挡块的个数不相等的均匀排列方式(如单向齿牙与单向挡块的个数对比为：6∶4，6∶8，或10∶8，12∶9等)使其在工作时不能同时全部对咬的去传送动力，而是只有一部分(或一组)单向齿牙与单向挡块在传送动力，从而使其还有一部分(或一组、一组以上)的闲置单向齿牙与单向挡块在轮流等待接力并依次按顺序的轮流传送动力，从而使单向传动齿轮在单向传动过程中，当单向传动的运转行程结束并且又作完返回的空转行程后，再继续进行单向传动的运转行程时，在单向传动齿轮内部的单向齿牙与单向挡块在完全接触并咬合(然后开始起传动作用)之前单向传动齿轮的带有冲击性的空转行程变小。以上部分为本发明所有采用的技术方案的介绍与说明。

有益效果：将本发明设计的机械式自动无级变速器传动装置与现有技术的机械自动无级变速传动装置相对比，本发明设计的机械式自动无级变速传动装置将在以下几个应用方面具有较积极的有益效果：第一，结构简单，大大降低了零件的精密度，进一步降低制造成本，节简了繁杂的维护过程，从总体上也降低了维护成本，节省了时间，提高工作效率。第二，传动效率高，由于本发明技术采用的传动方式为齿轮传动，传动效率与手动变速器几乎相同，因此与现有技术的传动方式(液力传动、磨擦传动等)相比，传动效率相对更高，进一步降低了机械的能源消耗量。第三，工作性能灵活，变速平稳及时适速，能根据机器在运行中负荷作用大小及各种工作环境的改变及时灵活的实现自动无级变速，变速过程不需切断动力的传送，能使机器在各条件下运行时都保持稳定缓和的工作状态，消减了在传动过程中由于负荷猛增产生的以机器。(或发动机及其它部位零件)的冲击振动所带来的恶性磨损甚至损坏的不良现象。第四，操作简便，降低人工劳动强度，提高安全性。以上部分为本发明技术在实际应用中所具有的一些突出的实用的有益效果，希望本发明技术在实际应用中能为广大有关专业领域的操作人员带来更多好的用处。

附图说明与具体实施方式：下面介绍的五幅说明书附图为在具体实施本发明时，供参照的几种以本发明提出的技术方案为原理基础所构成的，在实际中的机械结构形式。主要构造都由上些普通的机械零件构成，因此在具体实施过程中关于技术方面的上些理解和应用转化时的步骤，不会有太大的难度。图1是根据本发明主要技术内容设计的具体的机械结构的实施方案之一：图1所示的机械结构方案中主要包括以下零部件：1动力输入轴、2充速器大齿轮、3主动联动齿轮、4弹簧、5旋转臂轴(旋转支点)、6连杆、7冲击齿条、8单向传动齿轮、9被动联动齿轮、10被动大齿轮、11动力输出轴。图1中所示机械结构的工作过程如下：动力首先带动动力输入轴1转动，并使变速器大齿轮2与动力输入轴1同步转动，再经过主动联动齿轮3使另一个变速器大齿轮也与变速器大齿轮2同步转动，两个变速器大齿轮在转动时带动装在两个变速器大齿轮的上的轨道中由弹簧4支撑的旋转臂轴5也与变速器大齿轮2同步旋转，旋转的旋转臂轴5再通过连杆6带动冲击齿条7作来回往返行程的冲击运动，使冲击齿条7对单向传动齿轮8(以及另外一个单向传动齿轮)进行来回往返的冲击传动，使两个单向传动齿轮相互替换轮流的并且保持连续不断的传递动力，并将连续不断的动力通过被动联动齿轮9传递给被动大齿轮10，再由被动大齿轮10带动动力输出轴11转动，最后由动力输出轴11将动力输送出去。当在传递动力过程中如遇阻力增大的情况时，首先接受到阻力作用的是动力输出轴11，然后阻力被传递至被动大齿轮10，再经过被动联动齿轮9，将阻力传至单向传动齿轮8，使冲击条7在对单向传动齿轮8作冲击传动时的阻力相应增大，使带动冲击齿条7作冲击运动的旋转臂轴5旋转时的阻力也增长，这时由于旋转臂轴5与变速器大齿轮2同步旋转，因此当变速器大齿轮2带动旋转臂轴5作同步旋转的运动时，变速器大齿轮2的旋转阻力也会相应增大，但由于变速器大齿轮2在带动旋转臂轴5作同步旋转的运动时有很大一部分动力是用压缩弹簧4的方式中将动力传递给旋转臂轴5的，因此当变速器大齿轮2在带动旋转臂轴作同步旋转时，如果旋转臂轴5的旋转阻力增大，变速器大齿轮2在转动时的动力就会对传递动力的弹簧4产生更大的压力，进一步压缩弹簧4，使弹簧4缩短，由于旋转臂轴5在变速器大齿轮2的轨道中的位置是靠弹簧4的支撑才处在离旋转中心点最远的位置(也就是旋转臂轴5在旋转时的旋转直径最大的位置)，而当阻力变大时，将弹簧4进一步压缩并使弹簧缩短，使靠弹簧4支撑的旋转臂轴5的位置产生移动，并移向了变速器大齿轮2的圆心，使旋转臂轴5的旋转直径变小，这时由旋转臂轴5带动作冲击运动的冲击齿条7的冲击行程便会缩小，进而减慢了受冲击齿条7的冲击传动而转动的单向会动齿轮8的连续的转动速度，并使与单向传动齿轮8的(在单向传动时的)运转同步转动的被动联动齿轮9对被动大齿轮10的传动速度减慢，使被动大齿轮10的转速降低，从而使动力输出轴11的动力输出速度也降低，增加了输出后的动力的扭力，从而达到了根据阻力增大的情况自动实现变速的目的。当在传递动力过程中阻力变小时，旋转臂轴5的位置使在弹簧4的回位作用下移向变速器大齿轮2的(离圆心远的)边缘位置，使旋转臂5的旋转直径增大，并增大了冲击齿条7的冲击行程，进一步使单向传动齿轮8的传动转速加快，并通过被动联动齿轮9和被动大齿轮10的传动，使动力输出轴11的动力输出速度加快，达到了(根据阻力变小的情况)自动加速的目的。

图2为图1中标记A-A所示，从单向传动齿轮8的A-A侧面正视单向传动齿轮8的内部的结构原理平面图，同时图2中所示结构原理平面图也与图3、图4中标记A-A所示的(单向传动齿轮)内部原理结构相同，图2中所示包括以下零部件：1冲击齿条，2单向传动齿轮，3弹簧，4挡块，5单向齿牙及轴，图2中所示单向传动齿轮的内部结构在传动动力时的工作过程及原理如下：当冲击具齿条1对两个单向传动齿轮进行向下冲击传动时，单向传动齿轮2为顺时转动，单向传动齿轮2内部的挡块在弹簧3的弹力作用下就会有两个位置相对称的挡块与单向齿牙及轴5上面的其中两个单向齿牙相对咬，使单向传动齿轮2带动内部的单向齿牙及轴5转动，起到传递动力的作用将动力由此输送出去。而这时受冲击齿条1冲击的另外一个单向传动齿轮的工作状态，则与上述工作过程相反，由于另外一个单向传动齿轮在受冲击齿条向下冲击传动时的旋转方向为逆时转动，因此其内部的挡块不能与装在其内部的单向齿牙及轴5上面的单向齿牙相对咬住，因此这时的单向传动齿轮为逆时转动不能传递动力，只能空转。当齿条向下的冲击运动作完时，就开始往回返对两个单向传动齿轮进行向上的冲击传动，使两个单向传动齿轮都改变了转动方向，这时的单向传动齿轮2的受冲击转动方向为逆时旋转，其内部的挡块4与单向齿牙及轴与上面的单向齿牙不能对咬，因此无法传递动力，成为空转状态，而这时的另外一个单向传动齿轮则与之相反，它受冲击转动方向为顺时旋转，其内部安装的挡块在弹簧的作用下会两个位置相对称的挡块与单向齿牙及轴上面的单向齿牙相对咬，使单向传动齿轮带动其内部的单向齿牙及轴转动，并将动力传送到下一个传递动力的环节，就这样由冲击齿条1对单向传动齿轮2及另外一个单向传动齿轮进行来回往返的重复不断的冲击传动，使两个单向传动齿轮相互接替对换轮流的重复不断的将动力输送出去，以达到传递动力的目的。同时在图2中所示的单向传动齿轮2的内部，使用多个单向齿牙与多个单向挡块(如：单向齿牙与单向挡块的个数相对比为6∶4，6∶8或10∶8，12∶9等)分工轮流啮合传动的传动形式(图2中另外一个单向传动齿轮的内部结构也与此相同)，使单向传动齿轮在传动过程中来回往返旋转时的间隔传动接触间隙变小，使两个单向传动齿轮在传递动力过程中相互对换交接传动时的传动间隔间隙(或时间)也变小，从而使动力传送效果更加连续稳定，更多消除了在传递动力过程中可能出现的快冲猛撞的现象。图3是根据本发明主要技术内容设计的具体的机械结构的实施方案之二：图3中所示的机械结构方案中主要包括以下零部件：1动力输入轴及主动齿轮，2主动联动齿轮，3变速器大齿轮，4变速器小齿轮，5变速器齿条(旋转臂)，6弹簧，7变速器外壳，8旋转臂轴，9连杆，10冲击齿条，11单向传动齿轮，12被动联动齿轮，13被动大齿轮，14动力输出轴。图3中所示机械结构的工作过程如下：动力首先带动动力输入轴及主动齿轮1转动，再经过主动联动齿轮2带动变速器大齿轮3转动，变速器大齿轮3使变速器小齿轮4和它同步转动，当变速器小齿轮4和变速器大齿轮3同步转动时，就会使变速器外壳7里面的变速齿条(旋转臂)5在变速器外壳7中向后移动，这时变速器齿条5上面的弹簧6就会对变速器齿条5的移动产生阻力，使变速器小齿轮4在一定条件下(在动力传递过程中所遇阻力不增大的情况下)无法移动变速器齿条5，这是就会使变速器外壳7与变速器小齿轮4成为一个整体跟着与变速器大齿轮3同步转动，并带动变速器齿条5及变速器齿条5前端的旋转臂轴8一起与变速器大齿轮3同步旋转，这时旋转着的变速器齿条5以及旋转臂轴8经过连杆9再带动冲击齿条10作来回往返行程的冲击运动，使冲击齿条10对单向传动齿轮11(以及另外一个单向传动齿轮)进行来回往返的冲击传动，使两个单向传动齿轮互相接替的轮流对换的并连续不断的传递动力，并将连续不断的动力通过被动联动齿轮12传递给被动大齿轮13，再由被动大齿轮13带动动力输出轴14转动，最后由动力输出轴14将动力输送出去。当在传递动力过程中如遇阻力增大的情况时，首先接受到阻力作用的是动力输出轴14，然后增大的阻力作用便经过每个传动环节被依次传递至带动旋转臂轴8和变速器齿条(旋转臂)5作旋转运动的变速器外壳7上面，使变速器外壳7的旋转阻力增加并使变速器外壳7的旋转速度变慢，而这时带动变速器外壳7转动的变速器大齿轮3的转动速度不变，并使与变速器大齿轮3为钢性连接(并且同步运转)的变速器小齿轮4的转动速度也不变，这样就会使变速器小齿轮4的转速高于变速器外壳7的转速，使变速器小齿轮4在变速器外壳7中有回转现象(也就是说假设变速器外壳7不转动时，变速器小齿轮4在变速器外壳7中依然有单独运动的状态)，这是变速器小齿轮4就会将变速器外壳7里面的变速齿条5向后移动，使变速器齿条5伸出变速器外壳7的长度变小，从而使由变速器齿条5带动做旋转运动的旋转臂轴8的旋转直径缩小，再使由旋转臂轴8带动作冲击运动的冲击齿条10的冲击行程就会缩小，从而使单向传动齿轮11在受冲击齿条10每次的冲击传动时所旋转的行程变小，最终使单向传动齿轮11在受冲击齿条10的冲击传动中的连续的转动速度变慢，然后使与单向传动齿轮11(在作单向传动时的旋转状态)同步转动的被动联动齿轮12的转动速度也变慢，再使由被动联动齿轮12带动的被动大齿轮13为钢性连接的动力输出轴14的扭力，从而达到自动变速的目的。如在动力传递过程中出现阻力变小的现象时，这时由于(在上述部分)自动变速装置在阻力增大的情况下，实现自动变速时，在其变速过程中由变速机构中的变速器小齿轮4将变速器外壳7中的变速器齿条5向后移动，使变速器齿条5上面的弹簧6成为被压缩状态，也就是在阻力增大时，增大的阻力作用过了弹簧6的弹性支撑作用，使变速器小齿轮4将变速器齿条5在变速器外壳7中向后移动，并进一步压缩了弹簧6，也就是说是阻力压缩了弹簧而达到自动变速的目的，而当阻力变小时弹簧6的弹性支撑作用就会大过变小的阻力作用，并将变速器齿条5从变速器外壳7中向前移动，使变速器齿条5(旋转臂)带动作旋转运动的旋转臂轴8的旋转直径增大，并使由旋转臂轴8带动作冲击运动的冲击齿条10的冲击行程加长，再使单向传动齿轮11在受冲击齿条10连续不断的冲击传动中的连续的转动速度加快，再使由单向传动齿轮11带动转动的被动联动齿轮12的连续转动也加快，再使受被动联动齿轮12带动的被动大齿轮13的转动速度也加快，最后使与被动大齿轮13相连接的动力输出轴14的动力输出速度加快，最后使自自动变速装置达到(根据阻力变小的情况)自动变速的目的。图4是根据本发明技术内容设计的具体的机械结构的实施方案之三：图4中所示主要包括以下零部件：1动力输入轴及主动齿轮，2主动联动齿轮，3变速器大齿轮，4变速器外壳，5变速器小齿轮，6变速器齿条(旋转臂)，7弹簧，8旋转臂轴，9连杆，10冲击齿条，11单向传动齿轮，12被动联动齿轮，13被动大齿轮，14动力输出轴。由于在介绍说明图4中所示机械结构的工作原理时，需参照图5中所示机械结构一并给予结合说明，因此在这里一并将图4与图5所示机械结构方案一同给予结合说明，更有利于大家在审阅参照时的方便和容易理解。图5所示的为图4中标记4所示变速器外壳4的内部结构的分解放大图，图5中所示包括以下零部件：1变速器大齿轮，2行星齿轮，3太阳齿轮，4变速器小齿轮，5变速器外壳(包括齿圈)，6变速器齿条(旋转臂)。首先结合图5对图4中所示的机械结构方案的工作过程做一下全面的说明：动力首先带动图4中所示的动力输入轴及主动齿轮1运转，动力输入轴及主动齿轮1再经过主动联动齿轮2带动变速器大齿轮3运转，变速器大齿轮不再带动变速器外壳4转动，(变速器大齿轮3带动变速器外壳4的传动方式需参照图5所示：变速器大齿轮1(与图4中所示变速器大齿轮3相同)首先带动行星齿轮2围绕着太阳齿轮3在变速器外壳5的内齿圈中运转，由于太阳齿轮3在运转中只起调速作用，因此在传递动力过程中(不调速时)为不运转(或不起传动作用)的状态，这时在变速器外壳5中运转的行星齿轮2就会带动变速器外壳5(与图4中所示变速器外壳4相同)运转，接图4：变速器外壳4再带动变速器齿条(旋转臂)6运转，变速器齿条6带动旋转臂轴8运转，放置臂轴8再通过连杆9带动，冲击齿条10做边疆的往返行程的冲击运动，使冲击齿条10对单向传动齿轮11(及另外一个单向传动齿轮)进行来回往返的连续的冲击传动，使两个单向传动齿轮互相交接的轮流对换的并连续不断的运转着传递动力，并将连续不断的动力通过被动联动齿轮12传递给被动大齿轮13，使被动大齿轮13运转。再由被动大齿轮13带动动力输出轴14运转，最后由动力输出轴14将动力传送出去。以上部分为图4中所示的机械结构的动力传送过程或工作过程，图4中所示机械结构方案在自动实现变速过程中，工作原理大致与图3中所示机械结构方案的自动变速过程及原理基本相同，略有不同的只是在图4中所示的机械结构方案中将变速器外壳4的外部设计成为一个内齿圈。然后再使变速器大齿轮3首先带动3个或2个，行星齿轮在变速器外壳的内齿圈中围绕着一个太阳齿轮转动，太阳齿轮再与变速器小齿轮相连(参照图5)，从而将动力分成两部分：一部分动力经变速器外壳的内齿圈传送给变速器外壳，使变速器外壳带动变速器齿条(旋转臂)运转将动力传送出去，另一部分动力经太阳齿轮(参照图5中标记3、4)传送给变速器外壳中收回缩短式伸出变长从而起到调速作用，使传动机构在传递动力过程中随时根据所遇阻力的大小变化进行自动变速，使传动状态，保持平衡稳定。以上部分为本发明实施方式与附图说明。另如果将实施方案中提到的被动联动齿轮对被动大齿轮的驱动方式改为皮带传动，传动效果会进一步有所改善。

以上部分为本发明说明书的全部内容。

Claims (7)

1一种在传动过程中可自动实现无级变速的机械式自动无级变速传动装置，该装置使用一个由旋转臂带动旋转的旋转支点带动冲击齿条对单向传动齿轮进行冲击传动，从而使单向传动齿轮传递动力，其特征在于带动冲击齿条，做冲击运动的旋转支点的位置可以移动(或者带动旋转支点做旋转运动的旋转臂的长短可以调节)。

2权利要求1所述的机械式自动无级变速传动装置其特征在于使用一个冲击齿条对两个单向传动齿轮进行来回往返行程的轮流冲击传动，使两个单向传动齿轮互相交接轮流替换的并连续不断的将动力传递给一个大齿轮，使大齿轮将动力传送出去。

3权利要求1所述的机械式自动无级变速传动装置其特征在于将可移动位置的旋转支点安装在两个带动旋转支点旋转的相同的轮的内部的轨道中，使旋转支点可以在轨道中移动位置改变旋转半径。

4权利要求1所述的机械式自动无级变速传动装置其特征在于将带动旋转支点旋转的可调节长短的旋转臂设计成齿条式的再套装在一个外壳中，与一个小齿轮在外壳中相啮合不分开，使小齿轮在转动时可以将齿条式的旋转臂(露出外壳的部分)从外壳伸出变长或收回缩短。

5权利要求1所述的机械式自动无级变速传动装置其特征在于使用一个外壳带动齿条式旋转臂旋转，将外壳的外部结构设计成一个内齿圈，在内齿圈中安装2个或3个行星齿轮围绕一个太阳齿轮转动，使动力首先带动3个行星齿轮运转，利用行星齿轮系(差速器)将动力分成两部分：一部分动力通过内齿圈带动外壳运转将动力传送出去，另一部分动力通过太阳齿轮带动外壳中的小齿轮转动，起到调速作用。

6权利要求1所述的机械式自动无级变速传动装置其特征在于通过移动旋转支点的位置或改变带动旋转支点旋转的旋转臂的长短，使旋转支点的旋转半径缩小或增大，进而改变冲击齿条对单向传动齿轮的冲击传动行程，使单向传动齿轮连续的传动转速减慢或加快，最终达到变速目的。

7一种用于单向传递动力的单向传动轮装置其特征在于将单向传动轮内部的单向传动结构设计成为多个单向齿牙与多个单向挡块分工轮流啮合传动的结构方式，使单向传动轮在工作中当一组单向齿牙与单向挡块在啮合传动工作时总还有一组或一组以上的单向齿牙与单向挡块在等待轮流的接替传递动力。

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