專利名稱：全自動變速齒輪箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及齒輪傳遞動力領域，尤其是由若干個齒輪組合構成的汽車、摩托車變速箱結構。
當今汽車、摩托車變速箱結構多為手動操作式，其中的某幾個齒輪在外界力量(人工操作)作用下與其它的齒輪咬合或脫離，實現其變速的目的，汽車、摩托車在起步、行駛、減速過程中，變速箱起著決定性的作用，因變速箱的變速過程必須通過人工操作來完成，變速的頻率、變速的精確度、變速的幅度完全由駕駛員來掌握和完成，大大增加了他們的勞動強度(腦力勞動和體力勞動強度)，若少數駕駛員經驗不足還可使齒輪咬合不佳增加磨損，影響變速箱的壽命，或因齒輪咬合不當使發動機熄火，增加了燃料的消耗。
本發明的目的是提供一種全自動變速齒輪箱，它具有根據行車阻力變化，即刻自動選擇最佳變速檔位(最佳傳動比)的能力。
本發明是這樣實現的若干組定速齒輪縱向排列構成變速箱的定速部分，每一組定速齒輪皆由定速齒輪及其傳動齒輪構成，定速齒輪之間相互不咬合，定速齒輪與其傳動齒輪之間具備單向轉動功能，即定速齒輪相對于其傳動齒輪只能向后轉動，不能向前轉動(定速齒輪向前轉動時將帶動傳動齒輪同時向前轉動)，傳動齒輪之間通過傳遞齒輪相互咬合，在定速齒輪組同時向前轉動時，定速齒輪齒緣線速度自前向后(自第一級、第二級、第三級……至末一級)依次遞增。軸桿滑槽為選速齒輪軸桿提供滑行通道，保證選速齒輪沿軸桿滑槽向前或向后滑動時始終能與傳動螺桿以及任何一個定速齒輪相咬合，具有一定轉速的選速齒輪沿軸桿滑槽逐一與第一級、第二級、第三級……末一級定速齒輪咬合時，末一級傳動齒輪轉動的角速度依次遞減(變速箱的傳動比依次遞減)，卻使變速箱的傳動力量逐漸加強，靜態時，平衡彈簧自后向前將選速齒輪推至前端與第一級定速齒輪相咬合，發動機轉動力通過傳動螺桿-選速齒輪-第一級定速齒輪-第一級傳動齒輪-傳遞齒輪-第二級傳動齒輪-傳遞齒輪……-末一級傳動齒輪-負荷齒輪-驅動負荷。當負荷增加(如汽車、摩托車起步、上坡)或加速時，負荷齒輪以及第一級定速齒輪轉動速度減慢或停止轉動，選速齒輪在傳動螺桿旋轉力的作用下，以與其咬合的轉動速度減慢或停止轉動的第一級定速齒輪為起點，克服平衡彈簧的彈力向后滾動移位，與第二級定速齒輪相咬合(同時漸與第一級定速齒輪分離)，選速齒輪與第二級定速齒輪咬合后，自動降低了變速箱的傳動比，使發動機轉動力容易克服增大的負荷而驅動負荷齒輪;若傳動比降低后仍不能驅動負荷，即負荷齒輪與第二級定速齒輪轉動的速度仍慢或不能轉動，選速齒輪在傳動螺桿旋轉力的繼續作用下，以與其咬合的轉動速度較慢或暫時停止轉動的第二級定速齒輪為起點，克服平衡彈簧的彈力再向后滾動移位，與第三級定速齒輪相咬合(同時漸與第二級定速齒輪分離)，選速齒輪與第三級定速齒輪咬合后，再次降低了變速箱的傳動比，使發動機轉動力驅動負荷的能力再次加強，照此方式，隨著負荷的增加，選速齒輪在發動機轉動力的作用下，不斷克服平衡彈簧的彈力向后滾動移位，及時降低變速箱的傳動比，直至驅動負荷齒輪(克服行車阻力)為止。實現了隨負荷(行車阻力)增加，自動減速(增強傳動力量)的目的。當負荷減小時(如下坡)，負荷齒輪以及與選速齒輪相咬合的某一級定速齒輪的轉動速度加快，選速齒輪在平衡彈簧彈力的作用下，以與其咬合的傳遞發動機轉動力的傳動螺桿結構的某一節段為起點，向前滾動移位，與前一級、前二級……乃至第一級定速齒輪相咬合，自動增加了變速箱的傳動比，自動產生加速度，實現隨負荷(行車阻力)減小，自動增加傳動比(增加傳動效率)的目的。
本專利發明是將發動機轉動力通過傳動螺桿以及與其咬合的軸桿可以滑動的選速齒輪傳遞給半徑各異的定速齒輪，最后傳遞給負荷齒輪而驅動負荷，隨外界阻力的增減，選速齒輪的軸桿自動地向后或者向前移動，通過與不同半徑的定速齒輪相咬合及時調整變速箱的傳動比，實現隨阻力(行車阻力)變化，自動選擇最佳咬合位置(最佳變速檔位)的目的。與現有的汽車、摩托車變速箱相比有以下優點1、變速箱的變速全過程為自動式，不需人為操作，在汽車、摩托車起步、上坡、加速等行車阻力增大時，傳動比自動降低，在下坡等行車阻力減小時，傳動比自動增加，能大大減輕駕駛員們的勞動強度。
2、提高了傳動有效率、節約了燃料傳統的汽車、摩托車變速箱，在發動機轉速增加、輸出功率增大時(如起步、上坡、加速)傳動比相對不變，發動機轉動力通過變速箱后，傳動力量有一定量的增長，而本變速箱在發動機轉速增加，輸出功率增大(如起步、上坡、加速)的同時，傳動比自動下降，發動機轉動力通過變速箱后傳動力量成倍量地增長，相比之下，后者發動機克服相同阻力，所要求的輸出功率小于前者，燃料消耗少于前者；在行車阻力增加(阻力增加或大或小)時，傳統的變速箱必須通過增加發動機輸出功率(開大油門)來克服，而本變速箱在行車阻力增加不劇時，可通過自動減速過程有效地克服，故仍省油，其次，傳統的變速箱在發動機轉速及輸出輸出功率相對不變的情況下，不會因行車阻力減少(如下坡)自動增加傳動比，自動產生加速度，(若要主動產生加速度，必須增加發動機輸出功率，開大油門)，而本變速箱在發動機轉速相對不變的情況下，因行車阻力減小可以增加傳動比故能自動產生加速度，并且，在增加傳動比的過程中，平衡彈簧依其彈力將選速齒輪自后向前推動，平衡彈簧的一部分彈力通過選速齒輪傳遞給定速齒輪也有利于驅動負荷齒輪產生加速度，故該變速箱傳動有效率高節約燃料。
3、提高了汽車、摩托車檔次與現有的汽車、摩托車變速箱相比，該變速箱的全自動變速過程可有效地避免因齒輪之間齒合不佳而產生的噪聲減少齒輪磨損，避免因齒輪之間齒合不當造成的發動機熄火等情況。
4、本變速箱根據實際需要可制成規格不同的系列產品，對整車結構不需作大的調整即可直接替換傳統的變速箱，其生產成本不高，生產工藝較簡單，加之有上述優點，易被生產廠家及客戶選用。
本變速箱的具體結構由以下的實施例及其附圖給出
圖1、是全自動變速齒輪箱結構示意2、是圖1A-A面剖視3、為定速齒輪組單向轉動功能結構示意4、為圖3B-B面剖視圖下面結合附圖，詳細說明本變速箱的具體結構及其工作情況參照圖1、圖2、變速箱體(23)中的定速齒輪組由定速齒輪及其傳動齒輪構成，它們是第一級(6)、(7)，第二級(9)、(10)，第三級(12)、(13)，第四級(15)、(16)，第五級(18)、(19);定速齒輪(9)、(12)、(15)、(18)相對于其傳動齒輪(10)、(13)、(16)、(19)只能向后轉動，不能向前轉動，即定速齒輪與其傳動齒輪之間具備單向轉動功能參照3、圖4、定速齒輪(c)中央小凹(44)中的絲彈簧(43)將小舌片(42)保持上翹狀態，定速齒輪(C)向前轉動時，通過小舌片(42)作用于軸桿(E)上的鋸狀齒(41)帶動傳動齒輪(D)同步向前轉動，傳動齒輪(D)向前轉動或定速齒輪(C)向后轉動時，小舌片(42)沿鋸狀齒(41)表面(長齒面)滑動，使定速齒輪(C)與傳動齒輪(D)之間產生旋轉功能。參照圖1、圖2、定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)之間相互不咬合，傳動齒輪(7)、(10)、(13)、(16)、(19)之間通過傳遞齒輪(8)、(11)、(14)、(17)相互咬合，在定速齒輪組同時向前轉動時，定速齒輪齒緣線速度V自前向后(自第一級V6、第二級V9、第三級V12、第四級V15、第五級V18)依次遞增，即V6＜V9＜V12＜V15＜V18，負荷齒輪(圖中未表示)通過變速箱后端的轉動力傳出結構(22)、(21)、(20)與變速箱傳動系統相連續，傳出結構(22)、(21)、(20)與箱體(23)之間具備單向轉動功能，即動力傳出軸桿(22)只能沿克服阻力(驅動負荷齒輪)方向轉動，而不能逆轉;選速齒輪(1)、(3)始終能與傳動螺桿(31)、(32)相咬合，選速齒輪軸桿(30)通過軸承(4)、(5)與彈簧腔(33)、(34)中的平衡彈簧(35)、(36)間接接觸，軸桿滑槽(37)、(38)為選速齒輪軸桿(30)提供滑行通道，保證選速齒輪(1)、(3)、(2)沿滑槽(37)、(38)向前或向后滑動時，始終能與傳動螺桿(31)、(32)以及各級定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)、實現最佳咬合，靜態時，平衡彈簧(35)、(36)的彈力通過軸承(4)、(5)作用于軸桿(30)使選速齒輪(1)、(2)、(3)位于變速箱前端，選速齒輪(2)與第一級定速齒輪(6)相咬合，發動機轉動力通過變速箱前端的轉動力傳入結構(24)、(27)、(25)、(28)、(26)、(29)-傳動螺桿(31)、(32)-使選速齒輪(1)、(3)、(2)后轉-第一級定速齒輪(6)前轉-第一級傳動齒輪(7)前轉-傳遞齒輪(8)后轉-第二級傳動齒輪(10)前轉-傳遞齒輪(11)后轉-第三級傳動齒輪(13)前轉-傳遞齒輪(14)后轉-第四級傳動齒輪(16)前轉-傳遞齒輪(17)后轉-第五級傳動齒輪(19)前轉-轉動力傳出結構(20)、(21)、(22)-驅動負荷齒輪，當負荷齒輪轉動速度減慢或停止轉動即負荷增加(如汽車、摩托車上坡、加速、起步)時，通過咬合的齒輪群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)至(6)，使第一級定速齒輪(6)向前轉動的速度同時減慢或者停止轉動，此時，選速齒輪(1)、(2)、(3)受傳動螺桿(31)、(32)驅動沿轉速減慢或停止轉動的第一級定速齒輪(6)表面向后滾動，即軸桿(30)通過軸承(4)、(5)克服平衡彈簧(35)、(36)的彈力，沿軸桿滑槽(37)、(38)向后滾動、選速齒輪將逐一與第二級(9)、第三級(12)、第四級(15)、第五級(18)定速齒輪相咬合，使得同時向前轉動的各級定速齒輪齒緣線速度由依次遞增變為相等，即V6＝V9＝V12＝V15＝V18，最終使轉動力傳出結構(22)、(21)、(20)轉動速度逐一減慢(但卻使傳動力量增強)直至發動機轉動力通過變速箱后能夠驅動支負荷齒輪為止。當負荷減小(如下坡)時負荷齒輪轉速增加，通過咬合的齒輪群(22)、(21)、(20)、(19)、(17)、(16)、(14)、(13)、(11)、(10)、(8)、(7)使各級定速齒輪(18)、(15)、(12)、(9)、(6)向前轉動的速度皆增加，此時，受傳動的螺桿(31)、(32)驅動的選速齒輪(1)、(2)、(3)后轉速度不及與其咬合的某級(假定為第五級)定速齒輪前轉速度V18，平衡彈簧(35)、(36)通過軸承(4)、(5)作用于軸桿(30)，使其沿軸桿滑槽(37)、(38)向前滑動，選速齒輪(3)、(2)將逐一與第四級(15)、第三級(12)、第二級(9)、第一級(6)定速齒輪相咬合，使得同時向前轉動的各級定速齒輪齒緣線速度由依次遞減變為相等，即V18＝V15＝V12＝V9＝V6，最終使轉動力傳出結構(22)、(21)、(20)轉動速度逐一增快(有利于產生加速度)直至某一級定速齒輪(該定速齒輪前轉線速度與選速齒輪后轉線速度一致)與選速齒輪咬合為止，實現了全自動變化傳動比的目的。
變速箱體中的定速齒輪組數可以為5以外的其它數值，如4組、3組、2組或6組、7組、8組等，定速齒輪組的單向轉動功能結構除為滾珠(39)-滾珠槽(40)-鋸狀齒(41)-小舌片(42)式處還可以為其它形式;傳出結構(22)、(21)、(20)與箱體(23)之間的單向轉動功能可由上述滾珠-滾珠槽-鋸狀齒-小舌片結構形式完成，也可由其它形式來完成;轉動力傳出結構還可以為其它的結構形式;轉動力傳入結構也可以為其它的結構形式;平衡彈簧除為壓縮彈簧外還可以為一端與軸桿軸承連接，另一端與變速箱前端連接的拉伸彈簧。
權利要求
1.一種由齒輪、齒輪軸桿、箱體構成的全自動變速齒輪箱，其特征在于1)若干組定速齒輪縱向排列構成變速箱的定速部分，每組定速齒輪皆由定速齒輪及其傳動齒輪構成，定速齒輪之間相互不咬合，定速齒輪相對于其傳動齒輪只能向后轉動，不能向前轉動，傳動齒輪之間通過傳遞齒輪相互咬合，在定速齒輪組同時向前轉動時，定速齒輪齒緣線速度自前向后(自第一級、第二級、第三級……至未一級)依次遞增；2)平衡彈簧自后向前將選速齒輪推至或拉至前端使其與第一級定速齒輪相咬合，軸桿滑槽為選速齒輪軸桿提供滑行通道，保證選速齒輪沿軸桿滑槽向后或向前滑動時，始終能與傳動螺桿以及任何一個定速齒輪相咬合。
2.根據權利要求1、其特征在于動力傳出結構與箱體之間具備單向轉動功能。
全文摘要
本發明屬齒輪傳遞動力裝置領域，轉動力(24)通過傳動螺桿(31)、(32)以及始終與其咬合的軸桿(30)可以移動的后轉選速齒輪(1)、(3)以及(2)傳遞給半徑各異的前轉定速齒輪(6)、(9)、(12)、(15)、(18)最后傳遞給傳出軸桿(22)而驅動負荷，隨負荷的增、減(傳出軸桿轉速減慢或加快)，選速齒輪軸桿(30)沿滑槽(37)、(38)自動地向后[彈簧(35)、(36)被壓縮]、向前(彈簧伸展)移位，選速齒輪與不同半徑的定速齒輪相咬合及時調整變速箱的傳動比，實現了全自動變速的目的，該變速箱可替換傳統的汽車、摩托車變速箱。
文檔編號F16H3/20GK1100186SQ94111650
公開日1995年3月15日 申請日期1994年2月23日 優先權日1994年2月23日
發明者余蜀翔 申請人:余蜀翔