[发明专利]齿轮多级变速装置

说明书

一、技术领域

本发明属于一种机械传动变速机构，具体涉及一种可以适用于各种变速机构的齿轮多级变速装置，该装置与汽车差速器结合时可以使汽车变速装置结构更为紧凑，运行更为可靠。

二、背景技术

齿轮变速装置是机械传动领域的基本机构之一。在现有技术中，人们设计出了多种形式的齿轮变速装置，本发明试图提供一种与现有技术的思路完全不同的结构简单可靠的齿轮多级变速装置。

三、发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计一种结构简单紧凑，制造和组装方便，成本低的既可手动控制又可自动控制的齿轮多级变速装置。

本发明的基本思路是：设计一个固定于从动轴上的齿盘，齿盘盘面上设有N个与齿盘同心的锥齿圈，锥齿圈可以是固定于齿盘盘面上的另制零件，也可以是在齿盘盘面上直接开齿；在齿盘盘面上沿齿盘的半径方向设有主动轴，主动轴上装有N个与锥齿圈一一对应配合的锥齿轮，构成N对齿轮副；每对齿轮副之间设计成不同的齿比，从而每对齿轮副有不同的转速比；在每个锥齿轮与主动轴之间设有控制该锥齿轮与主动轴之间的离合状态的控制装置，该控制装置使齿轮多级变速装置在同一时刻，只能有一个锥齿轮与主动轴之间相对固定传递动力，其余锥齿轮5仅仅是活动地套在主动轴2上随相应的锥齿圈空转。从而只要控制不同的锥齿轮与主动轴之间的离合状态，就可以实现固定于齿盘中心的从动轴的转速发生变化，达到齿轮多级变速的目的。

本发明的具体实现方案是：

一种齿轮多级变速装置，包括主动轴、从动轴和箱体，其特征是：

箱体内装有一个固定于从动轴上的齿盘，齿盘盘面上设有N个与齿盘同心的锥齿圈；

主动轴设置于齿盘的半径方向，主动轴上装有N个与锥齿圈一一对应配合的锥齿轮，构成N对齿轮副；

每对齿轮副之间设计成不同的齿比，从而每对齿轮副有不同的转速比；

在每个锥齿轮与主动轴之间设有控制该锥齿轮与主动轴之间的离合状态的控制装置，该控制装置使齿轮多级变速装置在同一时刻，只能有一个锥齿轮与主动轴之间相对固定，其余锥齿轮仅仅是活动地套在主动轴上。

控制装置可以采用多种方式实现，只要能随时控制锥齿轮与相应的锥齿圈在工作状态与非工作状态之间转换即可，相当于开关的开或闭状态转换。为此，可以设计成锥齿轮与相应的锥齿圈随时脱离啮合，或啮合但处于不传递动力的空转状态。如可以采用拨叉机构让锥齿轮随时脱离相应的锥齿圈或主动轴。

在本发明中，齿盘可以是如陀螺形的锥形盘面，也可以是平面形盘面。齿盘上还可以有两组由主动轴带动的锥齿轮。

进一步的方案是：

在齿盘上还设有倒挡锥齿圈；

在主动轴上固定有倒挡齿轮；

倒挡齿轮与一传动齿轮啮合构成一对齿轮副，传动齿轮中心固定有中间传动轴，在中间传动轴上装有倒档锥齿轮，倒档锥齿轮与倒挡锥齿圈构成一对齿轮副；

在倒档锥齿轮与中间传动轴之间设有控制倒档锥齿轮与中间传动轴之间的离合状态的控制装置，且当倒档锥齿轮与中间传动轴之间相对固定时，主动轴上的所有锥齿轮仅仅是活动地套在主动轴上。从而可以实现从动轴反转。当该装置用于机动车时，就是可实现机动车倒挡后退。

具体的齿轮多级变速装置的一种控制装置可以是这样的，控制装置包括：

主动轴上固定套有N个轴承，每个锥齿轮装在相应的轴承上；

在每个锥齿轮一侧的等圆周上开有棘齿槽，在位于棘齿槽一侧的主动轴上固定有带活动棘爪的棘爪座，活动棘爪与棘齿槽相配合。

具体的倒挡装置的控制装置也可以采用同样的原理，即倒挡控制装置包括：

中间传动轴上固定套有轴承，倒档锥齿轮装在轴承上；

在倒档锥齿轮一侧的等圆周上开有棘齿槽，在位于棘齿槽一侧的中间传动轴上固定有带活动棘爪的棘爪座，活动棘爪与棘齿槽相配合。

所述活动棘爪可以包括正向棘爪和反向棘爪。设置反向棘爪的目的是当该装置用于机动车或类似设备时，就可防止机动车空挡运行。活动棘爪既可以设计一组，也可以设计多组。

所述活动棘爪的具体实现方式可以是：

活动棘爪通过轴连接于棘爪座上；

在棘爪座上装有控制活动棘爪的复位弹簧；

每个活动棘爪的棘爪座中固定有带动铁芯的电磁线圈，且动铁芯的最大位移正好将活动棘爪的一端顶入棘齿槽内。

所述活动棘爪的电磁控制方式可以是：

在主动轴端部装有电刷滑环组，主动轴或中间传动轴中掏有穿线槽孔，穿线槽孔中装有电源线，每个电磁线圈的正负极与相应的电源线的一端连接，电源线的另一端与电刷滑环组上相应的电刷滑环的正负极连接构成相应的电源回路；