[发明专利]一种面齿轮多档变速装置

权利要求书

1.一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，包括输入轴、离合器、传动轴、圆柱齿轮组、多个同步环、多个拨叉、面齿轮组和输出轴；

所述输入轴与离合器的一端连接，离合器的另一端与传动轴连接，动力源通过输入轴输入动力，再通过离合器传递到传动轴；所述离合器用于在多档变速装置换档时暂时断开动力；

所述圆柱齿轮组包括N个齿数各不相同的圆柱齿轮，均空套在传动轴上，且轴向位置固定；

当N为偶数时，所述同步环和拨叉的数量相等，均为N/2个；所述第一个同步环设置在第一个圆柱齿轮和第二个圆柱齿轮之间，第二个同步环设置在第三个圆柱齿轮和第四个圆柱齿轮之间，以此类推，第N/2个同步环设置在第N-1个圆柱齿轮和第N个圆柱齿轮之间；

当N为奇数时，所述同步环和拨叉的数量相等，均为(N+1)/2个；所述第一个同步环设置在第一个圆柱齿轮和第二个圆柱齿轮之间，第二个同步环设置在第三个圆柱齿轮和第四个圆柱齿轮之间，以此类推，第(N-1)/2个同步环设置在第N-2个圆柱齿轮和第N-1个圆柱齿轮之间，最后第(N+1)/2个同步环设置在第N个圆柱齿轮旁边；

每个同步环上方设置一个拨叉，拨叉卡入同步环的凹槽中；所述同步环在拨叉的作用下能够沿传动轴轴向移动；

所述传动轴为花键轴，所述同步环与传动轴通过花键连接，跟随传动轴一起旋转；

所述同步环与相邻的圆柱齿轮设置有互相配合的卡止结构，当同步环在拨叉的作用下移动，与一侧相邻圆柱齿轮的卡止机构生效，同步环与圆柱齿轮周向固定，进而同步环带动圆柱齿轮旋转，传递动力；同一时刻，在外部控制机构的控制下所有的同步环与圆柱齿轮均不卡止或最多只有一对同步环与圆柱齿轮卡止；

所述面齿轮组包括N个齿数各不相同的固定连接的面齿轮，N个圆柱齿轮与N个面齿轮两两对应啮合，形成不同的齿数比；

所述面齿轮组与输出轴连接，动力从输入轴经过离合器传递到传动轴，再由传动轴带动同步环旋转，同步环通过卡止结构带动圆柱齿轮旋转，圆柱齿轮带动相啮合的面齿轮旋转，最终由输出轴输出动力；换挡时，所述离合器进行分离，断开动力源，拨动拨叉，使同步环与另一个圆柱齿轮卡止；换挡完成后，离合器闭合，接通动力源，重新向输出轴输出动力，由于圆柱齿轮与面齿轮的齿数比发生变化，输出的转速和扭矩同步发生变化。

2.根据权利要求1所述的一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，所述卡止机构的第一种具体形式为：

所述同步环两端面上沿周向设置有多个销轴；所述圆柱齿轮上沿周向设置有多个通孔，且通孔直径大于同步环上销轴的直径；多个销轴能够完全插入相对应的多个通孔，使同步环与圆柱齿轮卡止。

3.根据权利要求1所述的一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，所述卡止机构的第二种具体形式为：

所述同步环两端面上设置有内锥形摩擦片；所述圆柱齿轮上设置有外锥形摩擦片；所述内锥形摩擦片和外锥形摩擦片的锥角相同；内锥形摩擦片和外锥形摩擦片依靠摩擦力配合使同步环与圆柱齿轮卡止。

4.根据权利要求3所述的一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，所述内锥形摩擦片和外锥形摩擦片的锥角为10～90°。

5.根据权利要求1所述的一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，所述N的取值范围在2到10之间。

6.根据权利要求1所述的一种面齿轮多档变速装置，其特征在于，所述面齿轮组中最外圈的面齿轮模数大于最内圈的面齿轮模数；所述的面齿轮组中最外圈的面齿轮齿宽大于最内圈的面齿轮齿宽。