带负荷齿轮变速器制造技术

一种带负荷齿轮变速器，为了避免变速时的齿轮轮齿碰撞，而使用根本避免齿轮交换的方法，变速时每一齿轮的啮合对象齿轮是不变的，变速只是通过将动力通入不同的齿轮来完成，通入动力的方法对行星齿轮变速器而言是制动式的，对定轴齿轮变速器而言是摩擦接合式的，因而变速器不仅具有齿轮传动的高效率，也易于带负荷变速。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】这是关于不切断负荷而能齿轮变速的专利技术，属于机械传动领域。这是机械传动领域人们一直追逐的目标。能够带负荷变速的电力式的、液力式的以及摩擦式的无级变速的效率通常较低。而齿轮式变速虽然效率高，但用于带负荷变速是困难的。本专利技术旨在造就一种齿轮变速器，它能够不切断负荷而在功率传递中自动地或手动地改变传动比。基本的专利技术构思是，所有的齿轮及齿轮付，都处于确定不变的啮合状态，在变换传动比时，不改变其啮合状态，即变速前与谁啮合的，变速后仍与谁啮合。这就是说，变速器无论怎样变速，每一个齿轮都确定不变地与原先与它相啮合的齿轮啮合。变速只是将动力通入不同的齿轮。而现有的齿轮变速箱，一般都是通过改变某些齿轮的啮合对象来变速的，齿轮因此在变速时有啮入和啮出，为避免牙齿碰撞，而不得不使用离合器、同步器，使机构变得复杂，且难以做到带负荷变速。本专利技术避免了变速时齿轮的交换，因此避免了齿轮的啮入和啮出，易于简单地做到带负荷变速。本专利技术的第一种实现形式，是针对行星式变速器的“制动式变速”。行星式传动总有至少一个齿轮是相对于机壳不转动的，这里称它为固定齿轮。使行星变速器有多个固定齿轮，每个固定齿轮都确定地与一个或几个齿轮保持着啮合，从而代表着变速器的一个相应的传动比。在一般情形下，除一个固定齿轮外，其余固定齿轮都在相对机壳转动，于是唯一不转动的固定齿轮便传递功率，它所代表的传动比成为变速器此时的工作传动比。若释开这个固定齿轮，使之可自由转动，同时制止另一个固定齿轮的转动，则后一个固定齿轮进入工作，变速器的传动比就转换到后一个固定齿轮所代表的传动比上。这种变速是通过对某个齿轮的制动进行的，因此可以叫做“制动式变速”。制动可用制动器或各种止动机构来完成。当所有固定齿轮均被释开而转动时，变速器位于空档。制动式变速的一个实施例见传动简1。输入轴1上带有偏心，两端分别经轴承2、3支承于壳体4和输出轴5。输出轴5经轴承7、8支承于壳体4，其上同轴地固连着输出齿轮6。输入轴1的偏心段上，经行星轴承9、10支承着11、12、13和14组成的四联行星齿轮，其中行星齿轮14与输出内齿轮6保持啮合，行星齿轮11、12、13分别与固定齿轮(内齿轮)15、16、17保持啮合。固定齿轮15、16、17都是可在壳体内转动的，它们的外颈面，装有制动器18、19、20，分别可制动固定齿轮15、16、17，哪一个固定齿轮被制动时，变速器就以哪个固定齿轮所代表的传动比工作。本说明书中，以Zx表示标号为x的齿轮的齿数，例如齿轮6齿数即为Z6。由于附图说明图1属于双内啮合的行星机构，它的传动比公式是众知的。若固定齿轮15被制动器18制动不转，而16、17是可自由转动的，则输入轴1与输出轴5的转速之比i15=11-Z15Z14Z11Z6]]>若放松开15，而令制动器19将固定齿轮16制动不转，则变速器的工作速比就换为i16=11-Z16Z14Z12Z6]]>对于本实施例，齿数的稍许变化，会使变速器有很宽的变速范围。但是很小的传动比则不易做到。制动式变速的另一个实施例见传动简2。这是工业产品中用得最广的行星传动型式，在中国叫做NGW行星传动。输入轴21经轴承25、26支承在壳体42和输出轴27上。输入轴21上固装着三联太阳齿轮22、23、24，它们分别与行星齿轮30、31、32保持啮合，也分别与另一组齿轮33、34、35保持啮合。30、31、32经轴承套装在行星轴28上，33、34、35则经轴承套装在行星轴29上，这两组行星齿轮对称分布，可绕各自的行星轴自转，也可绕轴21公转。行星齿轮30、33与固定齿轮36保持啮合，行星齿轮34、31与固定齿轮37保持啮合，行星齿轮32、35与固定齿轮38保持啮合。固定齿轮36、37、38都是内齿轮，可在壳体内转动，它们的外颈面装有制动器39、40、41。行星轴28、29固装于输出轴27上，成为转臂。任一固定齿轮被其制动器制动不转，变速器就以它所代表的速比工作。例如当36被制动器39制动不转，而37、38是可自由转动的，则变速器的速比(输入轴21与输出轴27的转速之比)为i36=1+ (Z36)/(Z22)松开36，而将37制动，变速器的速比就变换为i37=1+ (Z37)/(Z23)依此类推，实现制动式变速。看过这个实施例后，可以更明确地归纳“制动式变速”的原理如下至少具有固定齿轮和行星齿轮的行星变速器，若设有K个可转动的固定齿轮，以及与每个固定齿轮确定地啮合的K套行星齿轮，那么变速器就可以有K个速比。制止住某个固定齿轮的相对机壳的转动，变速器就以该个固定齿轮所形成的速比工作。制动对象从一个固定齿轮换到另一个固定齿轮时，变速器的速比就随之做相应的变换。图1所示的NN式传动，行星齿轮可以是多组均匀分布的，相应地偏心轴(行星轴)也相应有同样多个。除NN和NGW外，中国机械工程界所称的WW、N、NW、NGWN等等各式行星传动，都可利用上述原理做成制动式带负荷变速器。制动式变速器中，未被制动的固定齿轮，比较输入转速，是转动得极慢的，因此相应的制动机构很容易设计，利用公知技术可以不困难地做到。例如将图1中固定齿轮15、16、17的外颈面也做成齿轮形，则可沿径向移动的止动销嵌入哪个固定齿轮的外颈面齿间，哪个固定齿轮就被制动。本专利技术的第二种实现形式，是主要用于定轴式变速器的离心摩擦接合式的变速。它的一个实施例见图3。输入轴43经轴承44、46支承在左机壳77和输出轴47上。47则经轴承45和支承59支承于右壳体78上，75、76是油封，47上固装着输出齿轮60。齿轮56支承于固装在右壳体78上的支承57内，齿轮54支承于齿轮56的凸缘和固装在右壳体的支承55之内。齿轮58支承于齿轮56的另一凸缘和固装在右壳体的支承59之内。齿轮54、56、58、60分别与齿轮64、65、66、67啮合，后4个齿轮固装于轴61上，轴61经轴承62、63支承于左、右机壳上。C形键48的中段可滑移地卧在轴43的键槽内，它的立起的右端被轴套49和档板79握住，因而能拨动轴套49与轴43一起转动，也能拉轴套49沿轴向滑移。轴套49上固装有销50和51，分别伸入离心块52、53的内孔内，当轴43经键48、轴套49、销50、51带动离心块52、53旋转时，离心力的作用使离心块52、53的外颈圆柱面贴紧图3中齿轮58的内颈圆柱面，由摩擦力的作用而带动齿轮58旋转。由于齿轮54、56、58和60的内颈圆柱面是同轴、同内径并排列的，故C型键48可拉动离心块52、53沿轴向滑移，移至哪个齿轮的内颈圆柱面，就由离心力产生的摩擦力带动哪个齿轮一起旋转。移至齿轮54内，54旋转并经齿轮64、轴61、齿轮67、齿轮60带动输出轴旋转，此时变速器的速比(输入轴43与输出轴47的转速之比)等于i54= (Z64)/(Z54) · (Z60)/(Z67)离心块移至齿轮56内，则变速器的速比i56= (Z65)/(Z56) · (Z60)/(Z67)离心块在齿轮58内(图3中位置)，速比为i58= (Z66)/(Z58) · (Z60)/(Z67)离心块在齿轮58内(图3中位置)，速比为离心块移至齿轮60之内，输入轴经离心块的摩擦力直接带动输出轴旋转，变速器的速比i60＝1由于离心块在齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使齿轮变速可以带负荷变速的方法，其特征是，变速器中的所有的齿轮和齿轮付，在变速时，都处于确定不变的啮合状态，即每一个齿轮在变速前与哪个齿轮啮合，在变速后仍与原先那个齿轮啮合，变速只是将动力通入构成某一传动比的相应的齿轮，当动力通入不同的这样的齿轮时，变速器即具有不同的速比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑悦，
申请(专利权)人：李蕴藻，郑悦，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]