[发明专利]新可换向轴承变速机

说明书

技术领域：一种变速机-轴承变速机，它是短幅内摆线理论在变速机领域的直接应用。

背景技术：我创造并制定了一整套短幅内摆线传动理论，从传动原理，曲线方程，几何计算等一直到强度计算的全部公式和理论。我将其称为环摆理论。根据这个理论我在2011年9月26日又发明了轴承减速机[专利申请号-201110287850.0]，经过进一步的研究，又创造发明了可换向轴承变速机。在我之前没有这种发明，更没有这种理论。

目前机械变速机的快速多档自动换档技术还没有实现，人们只能在其他领域用其他方法实现自动换档，比如在汽车上，采用换档了液力机械换档，但是液力机械换档的换档速度太慢，而且不能换倒档，因此不是快速自动换档，只是反映了人们想实现快速自动换档的美好的愿望。快速自动换档技术在很多领域有非常重要的应用。比如在航空航天，机械，汽车等领域，都有至关重要的应用，比如在汽车领域，在刹车时，理想的换档是根据车上的测距系统和卫星定位系统在0.001秒内发出的需要刹车的信号指令并且通过电磁铁执行时，可以一瞬间从向前行驶的最高档换成向后行驶最高档-刹车挡。当速度传感器测得速度接近零时，快速自动换档系统又会快速自动换成慢速倒档。当速度传感器测得速度为零时，它再换成空档，同时，与传动轴相连接的电磁离合器离合并刹车。这里的倒档分为慢速度倒档和快速倒档，这里，快速倒档即刹车挡，而慢速倒档就是我们常见的倒档。用这种方式刹车是最安全的。不要说酒后驾车，就是打盹睡觉，汽车也会在1秒以内自动停车。因为传动轴的轴心是直线，因此换档必须沿直线连续换全部档。而通过定轴传动中的变速器操纵机构只能不在一条直线上连续换多个档，只能一档一档地区区弯弯地缓慢地换档，尽管使用了“电磁-气动”或“机械-气动”改变了操纵的轻便性，仍用了很长时间，离快速换档要求的紧急刹车的时间相差甚远，延误了刹车时间，因而出现重大交通事故，车毁人亡，非常悲惨。

发明内容：渐开线齿轮存在很多缺点：齿弯曲，齿间滑动，只有少数几个齿传递动力，内齿轮不易磨削加工等缺点使得它不能作高速运转，传动大功率时体积过于庞大，因而重量超重，材料成本过高。这些缺点已经被新发现的环摆齿轮传动克服。见上述的轴承减速机专利。现在要完成的发明是找到一种可以连续换档的变速机，同时，每两个档之间要有同步器和空档。所有的档都在一条直线上，既有一个或多个前进档，也可有一个或多个倒档，还有一个刹车挡。刹车挡可以自动控制，即快速自动启动，自动停止。全部档即可手控，也可脚控，还可电控，也可全部电控。而在另一些设备上也可只使用电控就可换全部档。

轴承变速机的输出传动是通过外壳内的内花键毂将传动输出的。外壳向外输出传动也分两种形式输出，一种传动是为汽车或火车设计的轴承变速机，它的外壳作为输出轴，它的变速机的一端用万向联轴节与传动轴连接传动，变速机的另一端的输入轴用万向联轴器与发动机相连。另一种传动是为特种设备的传动而设计的，它的外壳也作为输出轴，用外壳的圆柱侧面的外侧的外花键与传动轮的内花键固定安装在一起。外壳的内花键毂与接合套上的外花键之间即可轴向相对滑动换档，也作动力传动。接合套内的内花键虽着接合套的移动而分别于各档的轴承变速机上的外环上的接合花键接合，所有的外环上的接合花键尺寸相同。接合套的移动可通过连杆系统，气动系统或电磁系统作轴向直线滑动。各档的轴承减速机都安装在输入轴上，分为两种：前进档和倒档。轴承变速机可以多极变速，即它的前一级的变速后的外环与后一级的内环固定安装在一起，或做成一个整体零件。此时，后一级变速是通过后一级变速的外环输出的，并且输出方向与前一级的输入方向相反。在汽车变速机里的倒档就是这样的二级变速。最后一级是刹车挡，它是花键轮固定安装在输入轴上。除第一级档和最后一级档单面安装同步器外，其余挡全部双面安装同步环。全部同步器的同步环，滑块，支撑块和弹簧片是同一尺寸。

同步器的构造有点像自行增力同步器，但是本质上是不同的两种发明。主要区别是原自行增力同步器的花键毂与输入轴用键固定安装，不能移动。而本发明的花键毂不与输入轴固定安装，而是与接合套制作成一体，称之为花键接合套，可以移动并且换档。换档是通过接合套上的外花键和内花键共同完成的。弹性的开口同步环3，滑块5，支撑块6及两个弹簧片4均装在轴承减速机的外环7内，并用挡片加以轴向限位。滑块5的凸起部插入同步末环的开口澳与同步处，处于空档时两侧有间隙，支撑块内圆上的凸起则嵌入外环两端的相应槽中，槽比凸起稍宽些。同步环外表面沿轴向两端制出外锥面。而外环和花键接合套的两端也制造出与其配合的内锥面。