專利名稱：滑動軸鍵鎖齒輪變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用齒輪變速器，特別是滑動軸鍵鎖齒輪變速器，屬于載運工具領域。
背景技術：
簡單、便宜、可靠的變速器一直是變速器的研究方向，目前的變速器結構相對而言，過于復雜，使得變速器成本過高。如何解發明出最簡單、最可靠的變速器裝置是極其重要的課題。在專利“滑動軸鍵鎖齒輪變速器”中，由于遮蓋板的設計方案導致動力輸出軸過長，需要避免此缺點。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種滑動軸鍵鎖齒輪變速器，可以替代現有的有級變速器。具有結構簡單，成本極低，使用可靠；齒輪組件少，重量輕，體積小。本發明滑動軸鍵鎖齒輪變速器的解決技術問題所采用的方案是本發明由主減速機構、傳動齒輪、動力輸出軸、變速齒輪、調速環、換擋裝置、變速器外殼構成。基本結構為離合器與主傳動齒輪相連接，動力輸入軸安裝有主傳動齒輪，該齒輪與主減速齒輪嚙合，主減速齒輪通過齒輪固定鍵與傳動齒輪軸連接固定，并設有主減速齒輪外罩。初級減速離合器與動力輸入軸相連接，發動機通過離合器將動力輸入動力輸入軸，動力輸入軸帶動主傳動齒輪轉動，該齒輪與主減速齒輪嚙合，而主減速齒輪通過齒輪固定鍵與傳動齒輪軸連接固定，這樣就實現了初級減速，使得傳動齒輪軸處于適當的轉速范圍。為了保護主減速齒輪和倒擋齒輪，并更好的固定傳動齒輪軸和主傳動齒輪，設有主減速齒輪外罩。變速齒輪的構成在變速器齒輪箱內，傳動齒輪軸通過齒輪固定鍵與8個傳動齒輪連接固定，每一個傳動齒輪之間設有齒輪隔離環，使得傳動齒輪間不發生干涉。在變速齒輪箱腔體內，動力輸出軸裝有8個變速齒輪，每一擋傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，構成一個獨立的擋位，每一個變速齒輪之間設有齒輪隔離環，使得變速齒輪間不發生干涉。變速齒輪在動力輸出軸上自由轉動。由于全部傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，在鍵鎖處于非閉鎖狀態時，傳動齒輪軸的轉動帶動所有變速齒輪以不同的轉速轉動，變速齒輪相對于動力輸出軸自由轉動，沒有動力輸出，表現為空擋狀態。為了減少齒輪箱的重量，齒輪均采用輻板齒輪結構。滑動軸鍵鎖齒輪變速器的工作過程為了實現調速功能，需要在變速齒輪加工有齒輪鎖緊槽，并在動力輸出軸內安裝鍵鎖裝置。在轉動條件下，變速齒輪可以自由轉動。在動力輸出軸上設有九個鍵鎖窗口，鍵鎖可以透過鍵鎖窗口伸出到動力輸出軸外進入到變速齒輪鎖緊槽內，實現動力輸出軸與相對應的減速齒輪鎖緊，起到齒輪固定鍵的作用。實現動力輸出軸與某一擋傳動齒輪動態耦合鎖緊。[0009]動力輸出軸的結構在鍵鎖滑動軸內加工鍵鎖安裝孔槽，在空槽內安裝鍵鎖，兩對稱鍵鎖分別固定連接彈簧固定軸和彈簧固定軸套，固定軸套上安放鍵鎖彈簧，構成鍵鎖裝置。在動力輸出軸加工有鍵鎖軸滑動空腔，鍵鎖滑動軸插入至鍵鎖軸滑動空腔構成一個完整的軸。調速機構工作原理在調速的過程中，通過改變擋位來拖動鍵鎖滑動軸來改變鍵鎖的位置，選擇鎖緊某一擋位的變速齒輪，這樣便方便的實現擋位調整。在調整擋位的過程中，一方面鍵鎖滑動軸插入到動力輸出軸內會隨之轉動，另一方面鍵鎖滑動軸又能自由地在鍵鎖軸滑動空腔內滑動，這一功能是通過調速環來實現的。在鍵鎖滑動軸的一端安裝有調速環，調速環由調速環內圈和調速環外圈組成，兩層環之間有調速環滾珠，具有軸承結構，調速環內圈通過調速環內圈與鍵鎖滑動軸固定螺釘與鍵鎖滑動軸連接固定，調速環外圈焊接安裝調速環撥桿。調速環外罩設有調速環撥桿運動槽。這樣的結構使得調速環撥桿能夠拖動處于轉動狀態的鍵鎖滑動軸作軸向運動。具體的換擋是通過撥動調速換擋手柄來實現調速。調速換擋手柄轉軸與調速換擋手柄支架鉸接，調速換擋手柄下端為換擋撥叉，與調速環撥桿活動連接。當撥動調速換擋手柄時，換擋撥叉撥動調速環撥桿在調速環撥桿運動槽內前后運動，改變鍵鎖滑動軸上鍵鎖的位置，實現調速換擋。倒擋功能在非倒擋狀態工作時，倒擋齒輪空轉。掛倒擋時，通過調速環撥桿拉動鍵鎖滑動軸，使得鍵鎖從鍵鎖窗口中彈出，動力輸出軸與倒擋齒輪被鎖緊，倒擋傳動齒輪反轉，帶動動力輸出軸反轉，輸出反力矩，實現倒擋功能。本發明的有益效果和顯著進步是實現了換擋功能，具有結構簡單、成本極低、使用可靠、齒輪組件少、加工工藝簡單、重量輕、體積小的優點。
圖1為本發明主剖面示意圖；圖2為本發明主截面圖；圖3為本發明動力輸出軸處于鎖緊狀態剖面圖；圖4為本發明動力輸出軸處于非鎖緊狀態剖面圖；圖5為本發明動力輸出軸處于閉鎖及非閉鎖狀態俯視面圖；圖6動力輸出軸橫截面圖；圖7撥叉式擋位調節裝置示意圖。圖1、2、3、4、5、6、7中1.調速環外罩加油端蓋，2.調速環外罩，3.調速環，4.調速環撥桿，5.調速環滾珠，6.調速環內圈，7.鍵鎖軸滑動空腔，8.調速環內圈與鍵鎖滑動軸固定螺釘，9.調速環外圈，10.調速環撥桿運動槽，11.鍵鎖滑動軸，12.倒擋齒輪箱， 13. 一擋變速齒輪，14. 二擋變速齒輪，15.三擋變速齒輪，16.四擋變速齒輪，17.五擋變速齒輪，18.六擋變速齒輪，19.七擋變速齒輪，20.八擋變速齒輪，21.變速齒輪箱，22. 齒輪擋環，23.倒擋鍵鎖窗口，24.倒擋齒輪，25.動力輸出軸，26.齒輪固定鍵，27.八擋傳動齒輪，28.七擋傳動齒輪，29.六擋傳動齒輪，30.五擋傳動齒輪，31.四擋傳動齒輪，32.三擋傳動齒輪，33. 二擋傳動齒輪，34. —擋傳動齒輪，35.主傳動齒輪，36.動力輸入軸，37.主減速齒輪，38.傳動齒輪軸，39.主減速齒輪外罩，40.鍵鎖窗口，41.鍵鎖，42.鍵鎖彈簧， 43.齒輪鎖緊槽，44.彈簧固定軸，45.彈簧固定軸套，46.鍵鎖安裝孔槽，47.調速換擋手柄，48.調速換擋手柄轉軸，49.調速換擋手柄支架，50.換擋撥叉。
具體實施方式
以下結合附圖1 7和實施例對本發明作進一步說明。本發明所要解決的技術問題是提供一種滑動軸鍵鎖齒輪變速器，可以替代現有的有級變速器。具有結構簡單，成本低，使用可靠；齒輪組件少，重量輕，體積小。采用本發明的具體實施的方案是變速器由主減速機構、傳動齒輪、動力輸出軸、 變速齒輪、調速環、換擋裝置、變速器外殼構成。其基本結構為離合器與主傳動齒輪36相連接，動力輸入軸安裝有主傳動齒輪35，該齒輪與主減速齒輪37嚙合，主減速齒輪37通過齒輪固定鍵26與傳動齒輪軸38連接固定，并設有主減速齒輪外罩39。在變速器齒輪箱12 內，傳動齒輪軸38用過齒輪固定鍵沈與八擋傳動齒輪27、七擋傳動齒輪觀、六擋傳動齒輪四、五擋傳動齒輪30、四擋傳動齒輪31、三擋傳動齒輪32、二擋傳動齒輪33、一擋傳動齒輪34連接固定，每一個傳動齒輪之間設有齒輪隔離環22。變速齒輪箱腔體21中，設有動力輸出軸25，該軸安裝有一擋變速齒輪13、二擋變速齒輪14、三擋變速齒輪15、四擋變速齒輪16、五擋變速齒輪17、六擋變速齒輪18、七擋變速齒輪19和八擋變速齒輪20，每一擋傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，每一個變速齒輪之間設有齒輪隔離環22，變速齒輪可以在動力輸出軸25上自由轉動，變速齒輪加工有齒輪鎖緊槽43和齒輪輻板輻槽52。動力輸出軸25的動力輸出軸端頭1與在調速環外罩2活動連接，調速環相對于動力輸出軸可以自由轉動，調速環外罩2設有調速環撥桿運動槽10。動力輸出軸25的一端安裝有調速環3，調速環由調速環內圈6和調速環外圈9組成，兩層環之間有調速環滾珠5，具有軸承結構，調速環內圈6通過鍵鎖滑動軸固定螺釘8與鍵鎖滑動軸連接固定，調速環外圈9焊接安裝調速環撥桿4。換擋裝置設有調速換擋手柄47，通過調速換擋手柄轉軸57與調速換擋手柄支架49鉸接，調速換擋手柄47下端為換擋撥叉49，與調速環撥桿4活動連接。動力輸出軸 25具有套筒結構，設有鍵鎖軸滑動空腔7，鍵鎖滑動軸11插入至鍵鎖軸滑動空腔7構成一個完整的軸。鍵鎖滑動軸11頂端安裝鍵鎖41，鍵鎖滑動軸11上設有與傳動齒輪對應的鍵鎖窗口 40。鍵鎖軸滑動空腔7內加工鍵鎖安裝孔槽46，在空槽內安裝鍵鎖41，兩對稱鍵鎖 41分別固定連接彈簧固定軸45和彈簧固定軸套46，固定軸套上安放鍵鎖彈簧42，構成鍵鎖裝置。動力輸出軸25的一端安裝有倒擋鍵鎖窗口 23和倒擋齒輪M，倒擋齒輪M設有齒輪鎖緊槽43。倒擋齒輪外有主減速齒輪外罩39。動力輸入軸36固定安裝主傳動齒輪35該齒輪與主減速齒輪37嚙合，該齒輪與倒擋齒輪M嚙合，在沒有掛倒擋時，倒擋齒輪M處于空轉狀態。掛倒擋時，通過調速環撥桿4拉動鍵鎖滑動軸11，使得鍵鎖41從鍵鎖窗口 40中彈出，動力輸出軸25與倒擋齒輪M被鎖緊，動力輸出軸25輸出反扭矩。倒擋傳動齒輪外設有主減速齒輪外罩39。滑動軸鍵鎖齒輪變速器的具體的工作過程離合器與動力輸入軸36相連接，發動機通過離合器將動力輸入動力輸入軸36，動力輸入軸帶動主傳動齒輪35轉動，該齒輪與主減速齒輪37嚙合，而主減速齒輪37通過齒輪固定鍵沈與傳動齒輪軸38連接固定，這樣就實現了初級減速，使得傳動齒輪軸38處于適當的轉速范圍。為了保護主減速齒輪和倒擋齒輪，并更好的固定傳動齒輪軸38和主傳動齒輪36，加設有主減速齒輪外罩39。在變速器齒輪箱內，傳動齒輪軸38通過齒輪固定鍵沈與8個傳動齒輪連接固定， 每一個傳動齒輪之間設有齒輪隔離環22，使得傳動齒輪間不發生干涉。在變速齒輪箱腔體21內，動力輸出軸25裝有8個變速齒輪20，每一擋傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，構成一個獨立的擋位，每一個變速齒輪之間設有齒輪隔離環22，使得變速齒輪間不發生干涉。變速齒輪在動力輸出軸25上自由轉動。由于全部傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，在鍵鎖處于非閉鎖狀態時，傳動齒輪軸38的轉動帶動所有變速齒輪以不同的轉速轉動，變速齒輪相對于動力輸出軸25自由轉動，沒有動力輸出，表現為空擋狀態。為了減少齒輪箱的重量，齒輪均采用輻板齒輪結構。為了實現調速，必須在轉動條件下，實現動力輸出軸25與某一擋傳動齒輪動態耦合鎖緊，才能實現調速。為了實現這一功能，需要在變速齒輪加工有齒輪鎖緊槽43，并在動力輸出軸25內安裝鍵鎖裝置。為了安裝鍵鎖，在鍵鎖滑動軸11內加工鍵鎖安裝孔槽46，在空槽內安裝鍵鎖41，兩對稱鍵鎖41分別固定連接彈簧固定軸44和彈簧固定軸套45，固定軸套上安放鍵鎖彈簧42，構成鍵鎖裝置。在動力輸出軸25加工有鍵鎖軸滑動空腔7，鍵鎖滑動軸11插入至鍵鎖軸滑動空腔7構成一個完整的軸。變速齒輪可以自由轉動。在動力輸出軸25上設有九個鍵鎖窗口 40，鍵鎖41可以透過鍵鎖窗口 40伸出到動力輸出軸25外進入到變速齒輪鎖緊槽43內，實現動力輸出軸25與相對應的減速齒輪鎖緊，起到齒輪固定鍵的作用。在調速的過程中，通過改變擋位來拖動鍵鎖滑動軸11來改變鍵鎖41的位置，選擇鎖緊某一擋位的變速齒輪，這樣便方便的實現擋位調整。在調整擋位的過程中，一方面鍵鎖滑動軸11插入到動力輸出軸25內會隨之轉動，另一方面鍵鎖滑動軸11又能自由地在鍵鎖軸滑動空腔7內滑動，這一功能是通過調速環3來實現的。在鍵鎖滑動軸11的一端安裝有調速環3，調速環由調速環內圈6和調速環外圈9組成，兩層環之間有調速環滾珠5，具有軸承結構，調速環內圈6通過調速環內圈與鍵鎖滑動軸固定螺釘8與鍵鎖滑動軸連接固定， 調速環外圈9焊接安裝調速環撥桿4。調速環外罩2設有調速環撥桿運動槽10。這樣的結構使得調速環撥桿4能夠拖動處于轉動狀態的鍵鎖滑動軸11作軸向運動。具體的換擋是通過撥動調速換擋手柄47來實現調速。調速換擋手柄轉軸57與調速換擋手柄支架49鉸接，調速換擋手柄47下端為換擋撥叉49，與調速環撥桿4活動連接。當撥動調速換擋手柄 47時，換擋撥叉49撥動調速環撥桿4在調速環撥桿運動槽10內前后運動，改變鍵鎖滑動軸 11上鍵鎖41的位置，實現調速換擋。該變速器還設有倒擋功能。其原理與上一致。在非倒擋狀態工作時，倒擋齒輪空轉。掛倒擋時，通過調速環撥桿4拉動鍵鎖滑動軸11，使得鍵鎖41從鍵鎖窗口 40中彈出， 動力輸出軸25與倒擋齒輪M被鎖緊，倒擋傳動齒輪31反轉，帶動動力輸出軸25反轉，輸出反力矩，實現倒擋功能。
權利要求1.一種滑動軸鍵鎖齒輪變速器，變速器由主減速機構、傳動齒輪、變速齒輪、動力輸出軸、調速環、換擋裝置、倒擋裝置構成，其特征在于離合器與主傳動齒輪[36]相連接，動力輸入軸安裝有主傳動齒輪[35]，主傳動齒輪[35]與主減速齒輪[37]嚙合，主減速齒輪 [37]通過齒輪固定鍵[26]與傳動齒輪軸[38]連接固定，并設有主減速齒輪外罩[39]；調速環[3]安裝于動力輸出軸[25]的一端，由調速環內圈[6]和調速環外圈[9]組成，兩層環之間有調速環滾珠[5]，調速環內圈[6]與鍵鎖滑動軸[11]連接固定、外圈[9]與調速環撥桿[4]連接；調速換擋手柄轉軸[57]與調速換擋手柄支架W9]鉸接，調速換擋手柄 [47]下端為換擋撥叉[49]，與調速環撥桿[4]活動連接；動力輸出軸[25]內裝有鍵鎖滑動軸[11]。
2.根據權利要求1所述的滑動軸鍵鎖齒輪變速器，其特征在于所述的動力輸出軸 [25]具有套筒結構，設有鍵鎖軸滑動空腔[7]，鍵鎖滑動軸[11]插入鍵鎖軸滑動空腔[7] 構成一個完整的軸，鍵鎖滑動軸[11]頂端安裝鍵鎖[41]，鍵鎖滑動軸[11]上設有與傳動齒輪對應的鍵鎖窗口 W0]。
3.根據權利要求2所述的滑動軸鍵鎖齒輪變速器，其特征在于所述鍵鎖滑動軸[11] 內加工鍵鎖安裝孔槽[46]，在孔槽內安裝鍵鎖[41]，兩對稱鍵鎖Wl]分別固定連接彈簧固定軸W4]和彈簧固定軸套[45]，固定軸套上安放鍵鎖彈簧[42]，構成鍵鎖裝置。
4.根據權利要求1所述的滑動軸鍵鎖齒輪變速器，其特征在于所述的倒擋裝置是，動力輸出軸[25]的一端安裝有倒擋鍵鎖窗口 [23]和倒擋齒輪[M]，倒擋齒輪[24]設有齒輪鎖緊槽[43]，倒擋齒輪外有主減速齒輪外罩[39]，動力輸入軸[36]固定安裝主傳動齒輪 [35]該齒輪與主減速齒輪[37]嚙合，該齒輪與倒擋齒輪[24]嚙合，在沒有掛倒擋時，倒擋齒輪[24]處于空轉狀態。
5.根據權利要求4所述的滑動軸鍵鎖齒輪變速器，其特征在于所述的倒擋裝置，在掛倒擋時，通過調速環撥桿[4]拉動鍵鎖滑動軸[11]，使得鍵鎖Wl]從鍵鎖窗口 W0]中彈出，動力輸出軸[25]與倒擋齒輪[24]被鎖緊，動力輸出軸[25]輸出反扭矩，倒擋傳動齒輪外設有主減速齒輪外罩。
專利摘要一種滑動軸鍵鎖齒輪變速器，本實用新型由主減速機構、傳動齒輪、動力輸出軸、變速齒輪、調速環、換擋裝置等構成。離合器將動力輸入動力輸入軸，實現初級減速。傳動齒輪軸上的全部傳動齒輪與對應的變速齒輪嚙合，在鍵鎖處于閉鎖狀態時，變速齒輪相對于動力輸出軸自由轉動，表現為空擋狀態。調速時，通過擋位撥叉拉動鍵鎖滑動軸，改變鍵鎖位置來選擇鎖緊某一擋位的變速齒輪，實現擋位調整。倒擋時，通過調速環撥桿拉動鍵鎖滑動軸，使得鍵鎖從鍵鎖窗口中彈出，動力輸出軸與倒擋齒輪被鎖緊，動力輸出軸輸出反扭矩，實現倒擋功能。本實用新型具有齒輪組件少、使用可靠、加工工藝簡單、重量輕等優點。可廣泛應用在載運工具領域。
文檔編號F16H3/083GK202228610SQ201120077218
公開日2012年5月23日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者陳蜀喬, 陳雨彤 申請人:昆明理工大學