CN2439380Y - 锯齿齿轮变速装置 - Google Patents

Abstract

锯齿齿轮变速装置有主、副两轴,主轴上安装有一对轴承,轴承上各固定安装一对锯齿齿轮,分别同副轴上的一对齿轮形成配对,同主轴上的一对锯齿滑轮保持锯齿式结合。通过电动控制螺纹滑块拨叉水平运动,来使一组的锯齿滑轮同锯齿齿轮结合或分离,当结合时,变速装置实现大齿轮带动小齿轮变速,分离时,实现小齿轮带动大齿轮变速,该装置结构简单,自动化高,变速平稳,能方便驾驶员利用机车的惯性动能,达到节能行驶的目的。

Description

锯齿齿轮变速装置

本实用新型是一通过电动控制来使各组锯齿齿轮结合或分离从而实现变速，且又满足发动机怠速时变速装置不置入空档，机车也可以依靠其惯性动能高速行驶的变速装置。

变速装置是各种车辆必备的装置之一，目前所使用的嵌入式齿轮变速装置在运行中存在以下不足：1、自动化程度低：由于齿轮的嵌入或退出是通过人力操作一系列杠杆机构实现的，这种机构不但繁琐，而且变速操作消耗体力大，容易使驾驶员疲劳；2、变速质量不高：由于机车的变速通常处于运动状态，各相关活动齿轮在退出嵌入时，因种种原因，常常出现打齿或嵌入困难，导致变速质量下降。3、不方便驾驶员利用机车的惯性动能行驶：由于各齿轮的固定结合方式，使机车速度受到发动机转速的约束，因而在平坦路段中，驾驶员不置入空档，脱离发动机的限制，就不能实现发动机怠速，机车依靠惯性动能高速行驶的目的，致使实际操作中的驾驶员总是增档加速后再空档行驶，再增档加速。重复往来，很不方便。4、变速不平稳：由于齿轮在退出后嵌入前存在着间歇时间，所以变速过程始终存在有不平稳性。

为了解决这些问题，目前通常的作法仅仅是在变速箱内增设同步器，虽然它能改善变速时齿轮的嵌入质量，但并没有从根本上解决变速平稳及操作方便这两大问题。

本实用新型的目的是要提供一种锯齿齿轮变速装置，使它即能满足变速需要又能克服上述不足。

本实用新型的目的是这样实现的：(如图1、图2、图3所示)

1、主轴(1)为动力输入轴(如图2-E所示)，轴中间有一圆台，两侧各有一段花键槽，轴两端通过轴承固定在箱体上。

2、锯齿齿轮(如图2-R所示)是在普通直齿齿轮的一侧铸有一圆环形锯齿，中心为一大圆孔，用于安装轴承，两锯齿齿轮均固定于轴承上，轴承分别固定在主轴圆台的左右两侧(如图2-E的D、G部位)。

3、锯齿滑轮(如圈2-S所示)是在圆柱体一侧铸有一圆环形锯齿，中为内圆形花键槽孔，分别安装于主轴的两处花键槽部位，(如图2-E的C、H部位)能沿花键方向灵活运动。

4、在主轴两端的花键部位各装有通过弹簧底座螺母固定了一端的弹簧，在弹簧力的作用下，各组锯齿滑轮一侧的圆环形锯齿分别同锯齿齿轮一侧的圆环形锯齿保持结合。

5、副轴(1)为动力输出轴，两端通过轴承同主轴平行固定在箱体上，其中部固定安装有两直齿齿轮，分别同装在主轴上的两锯齿齿轮形成配对。

6、螺纹滑块拨叉(15)的上部分为一圆柱体滑块，滑块中心为一螺纹圆孔，螺纹杆旋入该螺纹圆孔后，同主轴平行安装在箱体上，当其转动时，可带动螺纹滑块拨叉作水平运动，停止时，能定位自锁。螺纹滑块下部分的拨叉嵌入锯齿滑轮的右侧裙部，用于控制该锯齿滑轮同锯齿齿轮的结合或分离，螺纹杆右端伸出箱体并安装有一齿轮，同一台直流电动机连接。

7、杠杆开关(13)、(14)的上顶端各是一触点式开关，下端由弹簧拉住，使顶端的触点开关闭合，最下端有一球头，受螺纹滑块拨叉顶撞后，可以使触点开关断开。

8、电路可分为两组独立电路，一组由蓄电池正极经控制开关(A)的正极到杠杆开关(14)的触点，再到电动机正极，由负极出来后经控制开关(A)的负极回到蓄电池负极。另一组由蓄电池的正极经控制开关(B)的正极到杠杆开关(13)的触点，再到电动机负极，由正极出来后经控制开关(B)的负极回到蓄电池负极。

各零部件经上述装配后，锯齿齿轮同锯齿滑轮即形成为锯齿式结合方式，且能够顺时针相互作相对转动，当通过电动控制螺纹滑块拨叉向右运动，使该组锯齿齿轮同锯齿滑轮分离后，左边一组的锯齿齿轮在弹簧力作用下，能即刻进入工作状态，实现小齿轮配对大齿轮。当通过电动控制使螺纹滑块拨叉向左运动，使该组锯齿齿轮同锯齿滑轮结合时，左边一组锯齿则保持相对转动，进入不工作状态，实现大齿轮配对小齿轮。当机车依靠惯性动能行驶，要求置轴转速大于发动机转速，各组锯齿即保持相对转动，以满足发动机怠速，机车高速行驶的需要。

本实用新型采取上述技术方案后，具有下述特点：

1、结构简单：各主要零部件都装配在两根转轴上，齿轮实行固定配对，简化了变速箱的传统结构，如果用串联方式(如图2-F所示)，将两个同类变速箱联结起来，即将第一级变速装置的副轴同第二级变速装置的主轴连接起来，可得到4种速度，继续串联，则变速更多。

2、变速平稳：由于锯齿齿轮(12)与锯齿滑轮(10)始终保持锯齿式结合状态，所以，锯齿齿轮(23)与锯齿滑轮(21)结合或分离。它们即刻会分离或结合，从而保证变速过程中，不会出现间歇现象，使变速平稳。

3、自动化高：采用螺杆电动传动，杠杆定位控制后，整个操作只须按动电源开关即可，减轻了手动操作的劳累，如果配备电子测速装置，可望实现变速自动化。

4、惯性动能得到了充分利用：由于各锯齿齿轮均通过轴承固定在主轴上，采用了锯齿式结合方式，使机车在依靠惯性动能运动时，不再受发动机转速的限制。从而满足了发动机怠速、机车可高速行驶的需要，使驾驶员在选择加速或依靠惯性动能行驶时，只需加或减油门即可。

实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是根据本实用新型提出的锯齿齿轮变速装置的剖面图及电路图。

图2是本实用新型的可串联性示意图和主要零件图。

图3是本实用新型提出的锯齿齿轮变速装置的立体装配图。

下面结合图1、图2、图3说明依据本实用新型提出的具体装置的工作情况：

该装置包括一个箱体(3)、主轴(6)(如图2-E)通过轴承(9)、(22)固定在箱体(3)上，锯齿齿轮(12)、(23)(如图2-R)通过轴承(5)、(20)固定在主轴(6)上(如图2-E的D、G处)，锯齿滑轮(10)、(21)(如图2-S1)安装在主轴(6)的花键部位(如图2-E的C、H处)，通过弹簧底座锣母(7),(18)固定弹簧(8)、(17)，在弹簧力的作用下，锯齿齿轮(12)、(23)一侧的圆环形锯齿同锯齿滑轮(10)、(21)一侧的圆环形锯齿保持锯齿式结合。锯齿滑轮(21)右端有一轴向轴承(19)，通过轴承底座锣母(16)固定。副轴(1)通过轴承(2)、(24)同主轴(6)平行固定在箱体(3)上，中部用圆键固定的直齿齿轮(4)、(25)，分别同锯齿齿轮(12)、(23)形成固定配对。螺纹杆(11)旋入螺纹滑块拨叉(15)的螺纹孔内，同主轴(6)平行安装在箱体(3)上，右端用圆键固定一齿轮同电动机(27)联接。螺纹滑块拨叉(15)下端的拨叉嵌入锯齿滑轮(21)的裙部，上端滑块可顶撞杠杆开关(13)、(14)的球头，杠杆开头(13)、(14)的上端各为触点开关，下部由弹簧(26)拉住，使触点开关闭合，电路开关(A)、(B)和蓄电池(N)分别用于控制电动机(27)的转向和提供电源。

各装配关系前段已作陈述，故简略，其工作情况如下：

在控制电路中闭合开关(A)、断开(B)，电动机(27)带动螺杆(11)顺时针转动，使螺纹滑块拨叉(15)向X方向移动。到指定位置后，滑块(15)推动杠杆开关(13)断开电路，滑块(15)停留于该位置不动。锯齿滑轮(21)在弹簧(17)的推动下，与锯齿齿轮(23)结合，形成大齿轮(23)配对小齿轮(25)，使主轴(6)转速通过变速后在副轴(1)上得到高转速低扭矩。同时，由于锯齿齿轮(12)是通过轴承(5)固定于主轴(6)上，且转速大于锯齿滑轮(10)，双方转动方向相同，所以，锯齿齿轮(12)推动锯齿滑轮(10)克服弹簧力，使两者保持相对转动，不干涉变速工作。

在控制电路中闭合开关(B)、断开(A)，电动机(27)带动螺杆(11)逆时针转动。使螺纹滑块拨叉(15)向Y方向移动，到指定位置后，滑块(15)推动杠杆开关(14)断开电路，即停留于该位置不动。螺纹滑块(15)在移动中通过拨叉推动锯齿滑轮(21)克服弹簧力，使锯齿滑轮(21)与锯齿齿轮(23)分离，其变速工作停止。与此同时，锯齿齿轮(12)与锯齿滑轮(10)立即停止相对转动，进入工作状态。形成小齿轮(12)配对大齿轮(4)，使主轴(6)的转速通过变速后在副轴(1)上得到低转速高扭矩。同时，由于锯齿齿轮(23)是通过轴承(20)固定于主轴(6)上，且与锯齿滑轮(21)是分离的，所以，它们不会影响变速工作。

在机车依靠惯性动能行驶时，主轴(6)保持怠速转动，副轴(1)通过固定齿轮(4)、(25)转动锯齿齿轮(12)、(23)推动锯齿滑轮(10)、(21)克服弹簧力，双方保持相对转动，从而使副轴(1)的转速不会受到发动机转速的限制，满足机车惯性行驶时的需要。

备注：技术说明书附图中的零件目录编号：

1：副轴            11：螺纹杆             21：锯齿滑轮

2：轴承            12：锯齿齿轮           22：轴承

3：箱体            13：杠杆开关           23；锯齿齿轮

4：大齿轮          14：杠杆开关           24：轴承

5：轴承            15：螺纹滑块拨叉       25：小齿轮

6：主轴            16：轴向轴承底座锣母   26：杠杆弹簧

7：弹簧底座锣母    17：弹簧               A：电路开关

8：弹簧            18：弹簧底座锣母       B：电路开关

9：轴承            19：轴向轴承           N：电源

10：锯齿滑轮       20：轴承

Claims (8)

1、通过电动控制使锯齿齿轮(23)与锯齿滑轮(21)结合或分离来实现变速的锯齿齿轮变速装置，该装置有一根主轴(6)，从主轴中部园台处向两侧依次安装轴承(5)(20)，锯齿齿轮(12)(23)，锯齿滑轮(10)(21)，弹簧(8)(17)，弹簧底坐螺母(7)(18)，与主轴(6)平行安装的副轴(1)上有固定齿轮(4)(25)，其特征在于锯齿滑轮(21)的裙部处嵌入螺纹滑块拨叉(15)，拨叉上部螺纹孔处有螺纹杆(11)，其上方有触点式杠杆开关(13)(14)，电路部分有连接导线、电动机(27)及分组开关(A)(B)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是锯齿齿轮(12)(23)分别固定在轴承(5)(20)上，轴承(5)(20)固定在主轴(6)上，成为活动轴上的活动齿轮。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是锯齿齿轮(12)(23)为齿轮一侧铸有园环形锯齿的齿轮，其锯齿部分同锯齿滑轮(10)(21)的锯齿啮合，用锯齿方式传递动力，其直齿部分同副轴上的固定齿轮(4)(25)啮合，用直齿方式传递动力。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征是锯齿滑轮(10)(21)为一侧铸有园环形锯齿的园形零件，其中心园孔为内花键，在弹簧(8)(17)的弹力作用下，它的锯齿部分与锯齿齿轮(12)(23)的锯齿啮合，内花键与主轴(6)上的外花键相配合，能灵活移动。

5、根据权利要求1、4所述的装置，其特征是锯齿滑轮(21)的裙部处嵌入螺纹滑块拨叉(15)、拨叉上部的螺纹园孔与螺纹杆(11)的外螺纹配合，使螺纹杆(11)的旋转运动变为螺纹滑块拨叉(15)的水平运动。且能定位自锁。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征是杠杆开关(13)(14)上端为一对触点、中部用铰链约束固定于箱体(3)上，下部由弹簧(26)拉紧，下端球头能可靠地与螺纹滑块拨叉(15)的头部接触。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征是第一组电路由蓄电池的正极经控制开关(A)正极到杠杆开关(14)的触点再到电动机的正极，由负极出来后再经控制开关(A)的负极回到蓄电池的负极。

8、根据权利要求1所述的装置，其特征是第二组电路由蓄电池的正极经控制开关(B)的正极到杠杆开关(13)的触点再到电动机的负极、由正极出来后再经控制开关(B)的负极回到蓄电池的负极。

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