專利名稱：磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速裝置，具體說(shuō)是一種采用永久磁鐵控制齒輪傳動(dòng)的無(wú)級(jí)變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的如三角皮帶式、多盤摩擦式、鋼球外錐輪式和直流電機(jī)、液壓馬達(dá)等無(wú)級(jí)變速器，傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)不平穩(wěn)、傳遞動(dòng)力小?，F(xiàn)在車輛采用手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器。手動(dòng)變速器由于經(jīng)常換檔，沖擊力大，齒輪磨損嚴(yán)重，換檔不連續(xù)，而且操作極不方便，容易肇事。自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，傳動(dòng)效率低，維修困難，耗油多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的變速裝置，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于維修，變速連續(xù)可調(diào)并操作簡(jiǎn)便，同時(shí)傳動(dòng)平穩(wěn)效率高、恒功率輸出，耗油量低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括箱體及通過(guò)軸承安裝在箱體上的輸入軸和輸出軸，其特征在于在輸入軸和輸出軸之間安裝有中間軸，中間軸的兩端與輸入軸和輸出軸之間安裝有軸承，輸入齒輪和主動(dòng)轉(zhuǎn)子固定安裝在輸入軸上，被動(dòng)轉(zhuǎn)子安裝在中間軸上，與中間軸之間花鍵用連接，主動(dòng)轉(zhuǎn)子和被動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)的一面鑲嵌有磁鐵，兩轉(zhuǎn)子上的磁鐵異極相對(duì)，中間軸上套裝帶有內(nèi)外齒的齒圈，中間軸的后部為太陽(yáng)輪，行星齒輪與太陽(yáng)輪和齒圈內(nèi)齒相嚙合，行星架固定安裝在輸出軸上，在被動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)面的調(diào)速軸上安裝有調(diào)速撥叉，側(cè)軸的兩端通過(guò)軸承安裝在箱體上，側(cè)軸上固定安裝有兩個(gè)齒輪，分別與輸入齒輪和齒圈外齒相嚙合。
如果在本發(fā)明的箱體內(nèi)安裝有倒車裝置及速度計(jì)量裝置，就可以作為汽車變速器使用。


圖1是本發(fā)明用于汽車變速器時(shí)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2是圖1中的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
由圖可見，28是變速器的箱體，在箱體內(nèi)前端是輸入軸1，后端是輸出軸24，輸入軸和輸出軸用滾動(dòng)軸承與箱體連接。輸入齒輪2、主動(dòng)轉(zhuǎn)子4用鍵與輸入軸連接。中間軸26的兩端分別與輸入軸的末端及輸出軸的首端用滾針軸承連接，被動(dòng)轉(zhuǎn)子7與中間軸之間用花鍵連接。兩個(gè)永磁環(huán)3(也可以用弧型磁塊組合而成)異極相對(duì)地鑲嵌在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和被動(dòng)轉(zhuǎn)子上。被動(dòng)轉(zhuǎn)子的后端裝有一個(gè)滾動(dòng)軸承32，滾動(dòng)軸承的外圈上設(shè)有兩個(gè)環(huán)33，調(diào)速撥叉9的叉頭插入環(huán)中，調(diào)速撥叉的另一端固定在調(diào)速軸11的中部，調(diào)速軸與箱體之間間隙配合，調(diào)速軸一端伸出箱體外，連接有調(diào)速桿29，并在調(diào)速桿的末端安裝有調(diào)速手柄30，調(diào)速手柄以間隙配合安裝在汽車內(nèi)的安裝面板31上。帶有內(nèi)、外齒的齒圈13以間隙配合安裝在中間軸上，為防止在軸上串動(dòng)，安裝有卡簧。中間軸的后部為太陽(yáng)輪，三個(gè)行星齒輪22與太陽(yáng)輪及內(nèi)齒圈嚙合。圓環(huán)14與倒車齒輪21之間用三根銷軸27聯(lián)成一體，形成行星齒輪架。行星齒輪架的圓環(huán)以間隙配合安裝在中間軸上，倒車齒輪用鍵與輸出軸連接。
中間軸的上面安裝有與中間軸平行的側(cè)軸18，側(cè)軸的兩端用軸承與箱體連接。側(cè)軸上固定安裝有兩個(gè)齒輪，一個(gè)是與側(cè)軸用鍵連接、與輸入齒輪相嚙合的側(cè)齒輪6，另一個(gè)是與側(cè)軸之間用花鍵連接的換檔齒輪15。換檔齒輪具有連體的大小兩個(gè)齒輪，正常行駛時(shí)大齒輪與齒圈外齒嚙合，換檔時(shí)小齒輪通過(guò)惰輪19與行星齒輪架的倒車齒輪21嚙合。圖中20是惰輪的安裝軸。如果用于不需要倒車檔的變速器時(shí)，只需要一個(gè)與齒圈外齒嚙合的齒輪就可以了。
在箱體上部還安裝有換檔軸17，換檔軸的兩端插裝在箱體兩側(cè)的管內(nèi)，使換檔軸可以在其中移動(dòng)。換檔軸上固定裝有換檔撥叉16，換檔撥叉的叉頭位于換檔齒輪的大、小齒輪之間的環(huán)形凹槽內(nèi)。
箱體上還安裝有換檔軸的移動(dòng)裝置，它是一個(gè)由駕駛室內(nèi)換檔搬手控制的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的撥桿12，撥桿的頭部插裝在換檔軸上開出的一個(gè)長(zhǎng)孔中。
在箱體上安裝有換檔軸的鎖緊裝置10，鎖緊裝置采用的是彈簧鋼球式的結(jié)構(gòu)，換檔軸上開有兩個(gè)凹槽，鎖緊裝置的鋼球卡在其中的一個(gè)凹槽中。
在換檔軸前端的箱體上安裝有倒車燈開關(guān)8，當(dāng)汽車倒車時(shí)，換檔軸向左側(cè)移動(dòng)，觸及開關(guān)，使倒車燈亮。
在輸出軸的輸出端安裝有速度計(jì)量裝置25，該計(jì)量裝置為通常結(jié)構(gòu)的汽車使用的速度計(jì)量裝置，圖中23是速度計(jì)推動(dòng)齒輪。
本發(fā)明的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，車輛在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于車體自重輸出軸有負(fù)載，與輸出軸連接的行星架不轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸上的動(dòng)力經(jīng)過(guò)輸入齒輪、側(cè)齒輪、側(cè)軸、換檔齒輪中的大輪、齒圈，行星輪(自轉(zhuǎn))、太陽(yáng)輪、中間軸傳遞給被動(dòng)轉(zhuǎn)子，使被動(dòng)轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這些齒輪都是定軸輪系定比傳動(dòng)。當(dāng)逐漸加大油門時(shí)，這些齒輪的轉(zhuǎn)速逐漸提高，被動(dòng)轉(zhuǎn)子的反向轉(zhuǎn)速也在不斷提高，此時(shí)車輛仍然不動(dòng)，主、被動(dòng)轉(zhuǎn)子處于分離狀態(tài)。要想使車輛起步與加速，只有轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速軸11，使調(diào)速軸上的調(diào)速撥叉9撥動(dòng)被動(dòng)轉(zhuǎn)子，使其移向主動(dòng)轉(zhuǎn)子。由于主、被動(dòng)轉(zhuǎn)子上的磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互感應(yīng)，主動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在被動(dòng)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)正向的磁感應(yīng)力矩，在被動(dòng)轉(zhuǎn)子移向主動(dòng)轉(zhuǎn)子的過(guò)程中，該力矩不斷加大，使被動(dòng)轉(zhuǎn)子的反向轉(zhuǎn)速不斷降低，經(jīng)過(guò)0速后，正向轉(zhuǎn)速不斷增加。太陽(yáng)輪的反向轉(zhuǎn)速也不斷降低，經(jīng)過(guò)0速后，正向轉(zhuǎn)速不斷增加。此時(shí)行星輪的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速開始逐漸減小，正向的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速由0速開始不斷增加，通過(guò)行星架帶動(dòng)輸出軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速逐漸增加。當(dāng)被動(dòng)轉(zhuǎn)子靠近主動(dòng)轉(zhuǎn)子時(shí)，主、被動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速差逐漸減小。當(dāng)被動(dòng)轉(zhuǎn)子與主動(dòng)轉(zhuǎn)子帖合時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相同。在輸入齒輪的節(jié)圓直徑等于齒圈外齒節(jié)圓直徑時(shí)，太陽(yáng)輪、齒圈、行星架、行星輪公轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為0)、以及輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向都與輸入軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向相同。當(dāng)輸入齒輪的節(jié)圓直徑大于齒圈外齒節(jié)圓直徑時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速大于輸入軸的轉(zhuǎn)速。
反向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速軸，使被動(dòng)轉(zhuǎn)子逐漸離開主動(dòng)轉(zhuǎn)子，輸出軸的轉(zhuǎn)速逐漸減小，以至為0速，這樣就實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。
輸入軸的動(dòng)力分為兩路傳動(dòng)一路經(jīng)輸入齒輪、側(cè)齒輪、側(cè)軸、換檔齒輪的大齒輪、齒圈、行星齒輪傳遞給行星架。另一路經(jīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子、被動(dòng)轉(zhuǎn)子、中間軸、太陽(yáng)輪、行星齒輪傳遞給行星架。兩路的動(dòng)力在行星架上合為一路，由輸出軸輸出。實(shí)現(xiàn)了行星傳動(dòng)中以變速的傳動(dòng)由太陽(yáng)輪輸入、以定比的傳動(dòng)由齒圈輸入，兩種傳動(dòng)合在一起，以變速的傳動(dòng)由行星架輸出。
倒車時(shí)，換檔搬手由原檔搬到倒檔，換檔齒輪的小齒輪與惰輪嚙合，換檔齒輪的大齒輪與齒圈分離。此時(shí)，輸入軸的動(dòng)力經(jīng)輸入齒輪、側(cè)齒輪、側(cè)軸、換檔齒輪的小齒輪、惰輪、倒車齒輪傳遞給輸出軸。這些齒輪都是定比傳動(dòng)，輸出軸的轉(zhuǎn)向與輸入軸的轉(zhuǎn)向相反，輸出軸的轉(zhuǎn)速由油門控制。倒車完畢，將換檔搬手搬回到原檔，換檔齒輪的小齒輪與惰輪分離，換檔齒輪的大齒輪與齒圈外齒嚙合。
本發(fā)明的調(diào)速范圍可隨意設(shè)定。當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速可由0速增加到最大值，又可由最大值減小到0速，在0速與最大轉(zhuǎn)速之間可任意固定在某一轉(zhuǎn)速上。在輸入軸轉(zhuǎn)速變化時(shí)，也能使輸出軸的轉(zhuǎn)速固定在某一轉(zhuǎn)速上，輸入軸的轉(zhuǎn)速不輪多大，輸出軸的轉(zhuǎn)速皆可為0速，這些都是其它變速器無(wú)可比擬的。
本發(fā)明屬于齒輪傳動(dòng)，與現(xiàn)有的如三角皮帶式、多盤摩擦式、鋼球外錐輪式和直流電機(jī)、液壓馬達(dá)等無(wú)級(jí)變速器相比，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確、傳遞動(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)?？蓱?yīng)用于輕型、中型及重型設(shè)備中，而且低速、高速都可以應(yīng)用。由于本發(fā)明變速特別快，所以適用于轎車、賽車和高速列車等。由于本發(fā)明不用停電就可以停機(jī)，所以也適合應(yīng)用于經(jīng)常停機(jī)的設(shè)備上。本發(fā)明在啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，由空轉(zhuǎn)逐漸增加負(fù)載，不可能因啟動(dòng)而燒毀電機(jī)。應(yīng)用本發(fā)明的車輛只是在啟動(dòng)和換倒車檔時(shí)踩離合器踏板，所以離合器上的摩擦片基本不用更換。綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低，油耗小，無(wú)摩擦，使用壽命長(zhǎng)，傳遞功率大，機(jī)械效率高，恒功率輸出，操作簡(jiǎn)單，調(diào)速方便，變速連續(xù)，動(dòng)力不中斷等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，它包括箱體及通過(guò)軸承安裝在箱體上的輸入軸和輸出軸，其特征在于在輸入軸和輸出軸之間安裝有中間軸，中間軸的兩端與輸入軸和輸出軸之間安裝有軸承，輸入齒輪和主動(dòng)轉(zhuǎn)子固定安裝在輸入軸上，被動(dòng)轉(zhuǎn)子安裝在中間軸上，與中間軸之間用花鍵連接，主動(dòng)轉(zhuǎn)子和被動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)的一面鑲嵌有磁鐵，兩轉(zhuǎn)子上的磁鐵異極相對(duì)，中間軸上套裝帶有內(nèi)外齒的齒圈，中間軸的后部為太陽(yáng)輪，行星齒輪與太陽(yáng)輪和齒圈內(nèi)齒相嚙合，行星架固定安裝在輸出軸上，在被動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)面的調(diào)速軸上安裝有調(diào)速撥叉，側(cè)軸的兩端通過(guò)軸承安裝在箱體上，側(cè)軸上固定安裝有兩個(gè)齒輪，分別與輸入齒輪和齒圈外齒相嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征在于與齒圈外齒嚙合的齒輪為換檔齒輪，它具有相連接的大、小兩個(gè)齒輪，固定安裝在輸出軸上的行星架是一個(gè)倒車齒輪，它可以通過(guò)一個(gè)惰輪與換檔齒輪的小齒輪嚙合，側(cè)軸的一側(cè)平行安裝有換檔軸，在換檔軸上固定安裝有換檔撥叉，撥叉的叉頭位于換檔齒輪大、小齒輪之間的環(huán)形凹槽中，箱體上安裝有由駕駛室內(nèi)換檔搬手控制的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的撥桿，撥桿的頭部插裝在換檔軸上開出的一個(gè)長(zhǎng)孔中，在箱體上安裝有換檔軸的鎖緊裝置，鎖緊裝置采用的是彈簧鋼球式的結(jié)構(gòu)，換檔軸上開有兩個(gè)凹槽，鎖緊裝置的鋼球卡在其中的一個(gè)凹槽中，在換檔軸前端的箱體上安裝有倒車燈開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征在于鑲嵌在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和被動(dòng)轉(zhuǎn)子上的磁鐵可以是環(huán)形，也可以是多個(gè)弧形組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，其特征在于在輸出軸的輸出端安裝有速度計(jì)量裝置。
全文摘要
磁控齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，輸入軸和輸出軸之間安裝有中間軸，輸入齒輪和主動(dòng)轉(zhuǎn)子安裝在輸入軸上，被動(dòng)轉(zhuǎn)子安裝在中間軸上，主動(dòng)轉(zhuǎn)子和被動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)的一面鑲嵌有磁鐵，兩轉(zhuǎn)子上的磁鐵異極相對(duì)，中間軸上套裝帶有齒圈，中間軸的后部為太陽(yáng)輪，行星齒輪與太陽(yáng)輪和齒圈內(nèi)齒相嚙合，行星架固定安裝在輸出軸上，在被動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)面的調(diào)速軸上安裝有調(diào)速撥叉，側(cè)軸上固定安裝有兩個(gè)齒輪，分別與輸入齒輪和齒圈外齒相嚙合。本發(fā)明不用停電就可以停機(jī)，適合應(yīng)用于經(jīng)常停機(jī)的設(shè)備上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低，油耗小，無(wú)摩擦，使用壽命長(zhǎng)，傳遞功率大，機(jī)械效率高，恒功率輸出，操作簡(jiǎn)單，調(diào)速方便，變速連續(xù)，動(dòng)力不中斷等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H3/44GK1719066SQ20051004676
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者張福德 申請(qǐng)人:張福德