一種負載自適應型自動換擋傳動機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變速裝置，特別是涉及一種負載自適應型自動換擋傳動機構。
【背景技術】
[0002]對于以傳統的汽車為主的眾多交通工具以及新興的移動類機器人來說，變速裝置都是其內必不可少的組成部件，而現階段想要利用變速裝置進行變速換擋，多數只能依賴于人工干預，無論是通過控制撥叉等機械構件進行換擋調速，還是直接通過電子控制方式進行換擋調速，兩者在本質上都沒有擺脫人工干預。而依賴于人工干預的機械式變速裝置及電子式變速裝置，其結構通常比較復雜，且不易操作，而且換擋調速時需要人工進行預判。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種負載自適應型自動換擋傳動機構，具有結構簡單、操控性好、適應能力強及無需人工干預的特點。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種負載自適應型自動換擋傳動機構，包括箱體、滾珠絲杠、動力輸出軸、推力彈簧、絲母、主動齒輪組及從動齒輪組；所述滾珠絲杠及動力輸出軸平行設置在箱體內，滾珠絲杠作為動力輸入軸；所述絲母套裝在滾珠絲杠上，所述主動齒輪組固定套裝在絲母上；所述從動齒輪組固定套裝在動力輸出軸上，從動齒輪組與主動齒輪組嚙合配合；所述推力彈簧套裝在滾珠絲杠外側，推力彈簧一端通過擋板與箱體相固連；在所述絲母端部固定套裝有止推軸承，止推軸承外圈通過擋板與推力彈簧另一端相固連。
[0005]所述主動齒輪組與從動齒輪組之間至少為兩級變速傳動。
[0006]所述主動齒輪組由高速級主動齒輪和低速級主動齒輪構成，高速級主動齒輪位于中間，低速級主動齒輪對稱分布在高速級主動齒輪兩側；所述從動齒輪組由高速級從動齒輪和低速級從動齒輪構成，高速級從動齒輪位于中間，低速級從動齒輪對稱分布在高速級從動齒輪兩側。
[0007]所述高速級主動齒輪與高速級從動齒輪相對應，所述低速級主動齒輪與低速級從動齒輪相對應。
[0008]所述推力彈簧的數量為兩個，兩個推力彈簧對稱設置在絲母兩端。
[0009]本發明的有益效果:
[0010]本發明與現有技術相比，能夠通過負載變化自動完成換擋變速工作，此過程無需人工干預，簡化了操控。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的一種負載自適應型自動換擋傳動機構結構不意圖；
[0012]圖2為實施例中處于高速擋位時的自動換擋傳動機構運行狀態原理圖；
[0013]圖3為實施例中處于低速擋位時的自動換擋傳動機構運行狀態原理圖；
[0014]圖中，1—箱體，2—滾珠絲杠，3—動力輸出軸，4—推力彈簧，5—絲母，6—止推軸承，7一尚速級主動齒輪，8—低速級主動齒輪，9一尚速級從動齒輪，10一低速級從動齒輪。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0016]—種負載自適應型自動換擋傳動機構，包括箱體1、滾珠絲杠2、動力輸出軸3、推力彈簧4、絲母5、主動齒輪組及從動齒輪組；所述滾珠絲杠2及動力輸出軸3平行設置在箱體1內，滾珠絲杠2作為動力輸入軸；所述絲母5套裝在滾珠絲杠2上，所述主動齒輪組固定套裝在絲母5上；所述從動齒輪組固定套裝在動力輸出軸3上，從動齒輪組與主動齒輪組嚙合配合；所述推力彈簧4套裝在滾珠絲杠2外側，推力彈簧4 一端通過擋板與箱體1相固連；在所述絲母5端部固定套裝有止推軸承6，止推軸承6外圈通過擋板與推力彈簧4另一端相固連。
[0017]所述主動齒輪組與從動齒輪組之間至少為兩級變速傳動。
[0018]所述主動齒輪組由高速級主動齒輪7和低速級主動齒輪8構成，高速級主動齒輪7位于中間，低速級主動齒輪8對稱分布在高速級主動齒輪7兩側；所述從動齒輪組由高速級從動齒輪9和低速級從動齒輪10構成，高速級從動齒輪9位于中間，低速級從動齒輪10對稱分布在高速級從動齒輪兩側。
[0019]所述高速級主動齒輪7與高速級從動齒輪9相對應，所述低速級主動齒輪8與低速級從動齒輪10相對應。
[0020]所述推力彈簧4的數量為兩個，兩個推力彈簧4對稱設置在絲母5兩端。
[0021]下面結合【附圖說明】本發明的一次使用過程:
[0022]如圖1所示，本實施例的主動齒輪組與從動齒輪組之間采用兩級變速傳動，且在主動齒輪組的高速級主動齒輪7兩側對稱分布有兩個低速級主動齒輪8，在從動齒輪組的高速級從動齒輪9兩側對稱分布有兩個低速級從動齒輪10，初始狀態時，高速級主動齒輪7與高速級從動齒輪9相嚙合；
[0023]動力從滾珠絲杠2輸入，動力輸出軸3外接負載。可知絲母5及其上高速級主動齒輪7在滾珠絲杠2上具有直線和旋轉兩個方向的自由度，而負載依次通過動力輸出軸3、高速級從動齒輪9限制絲母5及其上高速級主動齒輪7的旋轉方向自由度，同時推力彈簧4限制絲母5及其上高速級主動齒輪7的直線方向自由度。
[0024]當動力輸入滾珠絲杠2后，首先帶動滾珠絲杠2正向轉動，當負載較小時，高速級主動齒輪7輸出的扭轉力能夠克服負載阻力并帶動高速級從動齒輪9轉動，同時高速級主動齒輪7承受的反向扭轉力又不足以迫使推力彈簧4壓縮，此時絲母5及其上高速級主動齒輪7的直線方向自由度將被推力彈簧4限制，絲母5及其上高速級主動齒輪7處于只能與滾珠絲杠2同步轉動的狀態，進而帶動高速級從動齒輪9及動力輸出軸3轉動，最終完成動力的傳遞，此時的運行狀態原理圖如圖2所示。
[0025]當出現負載阻力突然增大時，高速級主動齒輪7輸出的扭轉力無法繼續克服負載阻力來帶動高速級從動齒輪9轉動，同時高速級主動齒輪7承受的反向扭轉力足以迫使推力彈簧4壓縮，此時絲母5及其上高速級主動齒輪7會沿著滾珠絲杠2向其一側移動，推力彈簧4被逐漸壓縮，直到高速級主動齒輪7與高速級從動齒輪9脫離嚙合，且低速級主動齒輪8與低速級從動齒輪10嚙合在一起時，此時低速級主動齒輪8輸出的扭轉力又可以克服負載阻力來帶動低速級從動齒輪10轉動，但低速級主動齒輪8承受的反向扭轉力卻不足以繼續迫使推力彈簧4壓縮了，此時絲母5及其上低速級主動齒輪8的直線方向自由度將被呈壓縮狀態的推力彈簧4限制，絲母5及其上低速級主動齒輪8恢復到只能與滾珠絲杠2同步轉動的狀態，進而帶動低速級從動齒輪10及動力輸出軸3轉動，最終實現動力的繼續傳遞，同時也實現了自動降速換擋，此時的運行狀態原理圖如圖3所示。
[0026]當負載阻力由大變小時，低速級主動齒輪8輸出的扭轉力也會隨之變小，而低速級主動齒輪8承受的反向扭轉力不足以繼續迫使推力彈簧4維持壓縮狀態，推力彈簧4逐漸伸長并推動絲母5及其上低速級主動齒輪8沿著滾珠絲杠2反向移動，直到低速級主動齒輪8與低速級從動齒輪10脫離嚙合，且高速級主動齒輪7與高速級從動齒輪9重新恢復嚙合，同時實現了自動提速換擋。
[0027]同理，當動力輸入驅動滾珠絲杠2反向轉動時，運行狀態同上。再有，可根據實際負載需求增加換擋級數。
[0028]實施例中的方案并非用以限制本發明的專利保護范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均包含于本案的專利范圍中。
【主權項】
1.一種負載自適應型自動換擋傳動機構，其特征在于:包括箱體、滾珠絲杠、動力輸出軸、推力彈簧、絲母、主動齒輪組及從動齒輪組；所述滾珠絲杠及動力輸出軸平行設置在箱體內，滾珠絲杠作為動力輸入軸；所述絲母套裝在滾珠絲杠上，所述主動齒輪組固定套裝在絲母上；所述從動齒輪組固定套裝在動力輸出軸上，從動齒輪組與主動齒輪組嚙合配合；所述推力彈簧套裝在滾珠絲杠外側，推力彈簧一端通過擋板與箱體相固連；在所述絲母端部固定套裝有止推軸承，止推軸承外圈通過擋板與推力彈簧另一端相固連。2.根據權利要求1所述的一種負載自適應型自動換擋傳動機構，其特征在于:所述主動齒輪組與從動齒輪組之間至少為兩級變速傳動。3.根據權利要求2所述的一種負載自適應型自動換擋傳動機構，其特征在于:所述主動齒輪組由高速級主動齒輪和低速級主動齒輪構成，高速級主動齒輪位于中間，低速級主動齒輪對稱分布在高速級主動齒輪兩側；所述從動齒輪組由高速級從動齒輪和低速級從動齒輪構成，高速級從動齒輪位于中間，低速級從動齒輪對稱分布在高速級從動齒輪兩側。4.根據權利要求3所述的一種負載自適應型自動換擋傳動機構，其特征在于:所述高速級主動齒輪與高速級從動齒輪相對應，所述低速級主動齒輪與低速級從動齒輪相對應。5.根據權利要求1所述的一種負載自適應型自動換擋傳動機構，其特征在于:所述推力彈簧的數量為兩個，兩個推力彈簧對稱設置在絲母兩端。
【專利摘要】一種負載自適應型自動換擋傳動機構，包括箱體、滾珠絲杠、動力輸出軸、推力彈簧、絲母、主動齒輪組及從動齒輪組；滾珠絲杠及動力輸出軸平行設置在箱體內，滾珠絲杠作為動力輸入軸；絲母套裝在滾珠絲杠上，主動齒輪組固定套裝在絲母上；從動齒輪組固定套裝在動力輸出軸上，從動齒輪組與主動齒輪組嚙合配合；推力彈簧套裝在滾珠絲杠外側，推力彈簧一端通過擋板與箱體相固連；在絲母端部固定套裝有止推軸承，止推軸承外圈通過擋板與推力彈簧另一端相固連；主動齒輪組與從動齒輪組之間至少為兩級變速傳動；主動齒輪組及從動齒輪組均包括高速級、低速級齒輪。本發明能夠通過負載變化自動完成換擋變速工作，此過程無需人工干預，簡化了操控。
【IPC分類】F16H59/02, F16H3/02, F16H61/02
【公開號】CN105317989
【申請號】CN201510862850
【發明人】陸志國, 仝允, 龔佳樂, 邢春生, 李子陽
【申請人】東北大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月30日