定轴齿轮式自动换档变速机构制造技术

一种用于机械传动的自动换档变速机构，是在定轴式齿轮减速装置的基础上，在动力输入轴①与输入齿轮④之间加装上超越离合器（主要由星轮②、滚柱③、输入齿轮④组成），在动力输入轴①与动力输出轴⑤之间加装上扭矩限制器（主要由活动拨销⑥、测力弹簧⑦、星轮②、动力输出轴⑤组成）。当外界为大负荷时，动力经超越离合器、联二齿轮⑧到动力输出轴⑤低转速输出；当外界为小负荷时，动力直接经扭矩限制器到动力输出轴⑤上高转速输出。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
定轴齿轮式自动换档变速机构本技术涉及一种机械式自动变速机构，该机构适用于机械传动领域。变速换档装置广泛应用于机械传动领域，例如：汽车拖拉机普遍采用的齿轮变速箱，油田修井作业时拧紧或卸下管线而使用的动力钳(也称拧扣机)中所采用的齿轮换挡装置。这些变速装置的特点是利用不同的啮合齿轮对传递动力以达到换档变速的目的，而实现变速的方法均为手动换档变速。显然，若能根据外界负荷的变化自动选择不同的啮合齿轮对达到自动换档变速，对于提高作业效率，减少能耗，降低劳动强度将大有裨益。但就目前现状而言，能够实现机械式自动变速的机构所见极少，能够付诸实践的自动变速机构则更为罕见。由姜校林专利技术的“带有超越离合器的行星齿轮式两档自动变速机构(专利号：99202478．1)”，虽然解决了机械式自动变速机构这一问题，但由于行星齿轮机构制作加工麻烦，且在现有的齿轮变速箱中应用很少，因此限制了该专利的应用范围。本技术的目的是提供一种新的易于在普通手动换档交速箱上推广应用的两档位的机械式自动换档变速机构，它能根据外界负荷的变化自动改变动力输出轴的转速，以达到功率匹配的目的。若将两个以上的该机构进行串联组合，则可实现多档位的自动变速机构。该机构具有显著的优点是：①智能变速，提高了工作效率。②换档及时准确，节约能源。③自动运行，减轻了操作人员的劳动强度④实用性强，易于在普通变速箱上推广应用。为达此目的，本技术方案是在普通的定轴式齿轮减速装置上进行的改进，采用了扭矩限制器和超越离合器两个机构，将二者进行了结合。扭矩限制器的作用是：当外界负荷处在扭矩限制器工作扭矩的范围内时，由动力输入轴传递的扭矩经扭矩限制器传递到动力输出轴上，实现小负荷高转速输出。当外界负荷超出扭矩限制器工作扭矩范围而处在大负荷时，扭矩限制器打滑，此时动力输入轴的动力经超越离合器星轮带动超越-->离合器外圈，经减速齿轮对传递到动力输出轴上，实现大负荷低转速输出。超越离合器的作用是：当外界处在小负荷状态时，超越离合器自动脱开，即超越离合器的星轮与其外圈分开而不传递动力。当外界处在大负荷状态时，超越离合器接合，动力输入轴的动力经超越离合器的星轮带动超越离合器的外圈实现大扭矩低转速输出。因此对于超越离合器和扭矩限制器而言，二者是根据外界负荷的变化交替运行轮流工作而实现自动换档变速的。由于普通超越离合器的单方向可传递性，上述功能只能在一个方向(顺时针或逆时针)上得到实现，为了在正反转两个方向上均能实现上述功能，特采用了带有换向拨爪的双向滚柱式超越离合器。为了既能实现自动拨爪达到自动调换超越离合器的方向性，又不引起运动的干涉，故将动力输出轴与换向拨爪之间的动力联接采用了摩擦联接方式，利用动力输出轴正反转时产生的摩擦力带动换向拨爪，从而达到自动换向的目的。为了保证该摩擦力具有稳定的数值，采用了压紧弹簧压紧，并通过调整螺母调整压紧力的大小。下面结合附图对本技术作进一步的详细说明：图1为本技术总成剖面图；图2为图1的A-A剖面图；图3为双向超越离合器的顺时针方向性状态图；图4双向超越离合器的逆时针方向性状态图；图5为U形键套左视图；图6为U形键套主视图；图7为动力输出轴A向视图；图8为动力输出轴主视图；图9为动力输出轴B向视图；图10为换向拨爪右视图；图11为换向拨爪主视图；图12为活动拨销主视图；图13为活动拨销左视图；图14为动力输入齿轮主视图；图15为动力输入齿轮左视图；图16为超越离合器星轮主视图；图17为超越离合器星轮左视图；图18为回位销主视图；图19为回位销左视图。图中：1．调整螺母；2．铜垫圈；3．U型键套；4．压紧弹簧；5．输出齿轮；6．动力输出轴； 7．推力球轴承；8．换向拨爪；9．活动拨销；10．滚柱；11．测力弹簧；12．调整螺丝；13．联二齿轮；14．壳体；15．动力输入轴；16．动力输入齿轮；17．衬套；18．超越离合器星轮；19．回位销；20．回位弹簧。-->图1为本技术总成剖面图。该图中的联二齿轮的右齿轮比左齿轮大。相应地，动力输入齿轮16应为小齿轮，而动力输出轴6上的齿轮应为大齿轮。故当外界负荷变大而需要变速运转(此时动力传递的路线要经过中间联二齿轮)时，动力的传递路线是从动力输入齿轮16至联二齿轮13再至动力输出轴6上的齿轮，是一个转速降低过程。我们先来介绍本技术的结构。见图1，动力输入轴15用推力球轴承7支撑在壳体14上，动力输入轴15的左端用花键与超越离合器星轮18连接，超越离合器星轮18通过滚柱10与超越离合器外圈(即输入轴齿轮16)进行结合与分开，动力输入齿轮16通过中间轴联二小齿轮带动联二大齿轮进尔带动动力输出轴6上的齿轮(该齿轮与动力输出轴6作成一体)。在动力输入轴15与动力输出轴6之间采用扭矩限制器联接，其构造主要由测力弹簧11、活动拨销9及动力输出轴6上带有圆锥孔的锥状圆盘组成。具体结构为超越离合器星轮18上布置三个轴向圆柱孔，孔内装有测力弹簧11与活动拨销9，活动拨销9左端做成圆锥状与动力输出轴6的圆盘上的圆锥孔相配合，在测力弹簧11的右端装有调整螺丝12，通过拧动调整螺丝12可调整测力弹簧11的预紧力，也就调整了扭矩限制器的工作扭矩数值。为了达到自动调换超越离合器的方向性(见下述方向性的概念)，故在动力输出轴6的左端做成花键形状以与U形键套3相配合，在动力输出轴6的内部做成空心状，其空心处分别装有换向拨爪8和压紧弹簧4，换向拨爪8的左端通过其上的螺纹与调整螺母1拧在一起，在U形键套3与调整螺母1之间装有耐磨的铜垫圈2。换向拨爪8的右端通过衬套17支撑在动力输出轴6的内孔中(换向拨爪8与衬套17动配合)，其上的拨爪与滚柱10相接触(见图2)，通过转动换向拨爪8可使超越离合器中的三个滚柱失效，而另三个滚柱10则处于可接合状态。也即通过转动换向拨爪8能调整超越离合器的方向性(方向性见下面叙述)。在换向拨爪8的盘状部位周向开设了三个椭圆形孔(见图10)，该椭圆形孔的目的是使活动拨销9能从该孔中伸出，直接顶在动力输出轴6右端的圆锥孔内，并且当超越离合器星轮18带动活动拨销9转动时，因该椭圆孔的存在，使得换向拨爪8与活动拨销-->9之间能有一相对转动的角位移(此角位移可使换向拨爪8拨动滚柱10，从而完成超越离合器方向性的换向工作，见后)，在换向拨爪8的左端装有压紧弹簧4，压紧弹簧4的左端顶在U形键套3上，其右端顶在动力输出轴6内孔的突肩上，通过拧动调整螺母1调整压紧弹簧4弹力的大小，进尔调整U形键套3与铜垫圈2正压力的大小，也就是调整了动力输出轴6与换向拨盘8之间的摩擦力矩的大小。从图1可看出在动力输出轴6的左端的花键处装有输出齿轮5，动力的输出可由此实现。下面介绍该技术的工作原理。为了便于讨论，这里我们重复超越离合器理论中的两个概念：超越离合器的顺时针方向性和逆时针方向性。顺时针方向性：超越离合器的星轮在顺时针方向转动时动力只能从星轮传递到外圈上，而不能从外圈传递到星轮上。逆时针方向性：超越离合器的星轮在逆时针方向转动时动力只能从星轮传递到外圈上，而不能从外圈传递到星轮上。设超越离合器处在顺时针方向性的位置、动力为顺时针方向旋转(从动力输入轴15轴端看)、故超越离合器星轮18也为顺时针转动。当外界处于小负本文档来自技高网...

【技术保护点】
定轴齿轮式自动换档变速机构，是在定轴式齿轮减速装置的基础上进行的改进，使原来的齿轮定比减速机构成为能根据外界负荷的变化自动改变传动比的变速机构，其特征在于：在定轴式齿轮减速装置的动力输入轴［１５］与动力输入齿轮［１６］之间加装上超越离合器，该超越离合器星轮［１８］用动力输入轴［１５］通过花键联接驱动，该超越离合器的外圈与动力输入齿轮［１６］做成一体，在动力输入轴［１５］与动力输出轴［６］之间采用导矩限制器相联，扭矩限制器的主动部分与超越离合器星轮［１８］做成一体，扭矩限制器的从动部分与动力输出轴［６］做成一体，在超越离合器星轮［１８］的轴向上开设圆柱销孔，在圆柱销孔上安装有测力弹簧［１１］和活动拨销［９］，在动力输出轴［６］的右端面上设有能让活动拨销［９］拨动的圆锥孔。

【技术特征摘要】
1，定轴齿轮式自动换档变速机构，是在定轴式齿轮减速装置的基础上进行的改进，使原来的齿轮定比减速机构成为能根据外界负荷的变化自动改变传动比的变速机构，其特征在于：在定轴式齿轮减速装置的动力输入轴⒂与动力输入齿轮⒃之间加装上超越离合器，该超越离合器星轮⒅用动力输入轴⒂通过花键联接驱动，该超越离合器的外圈与动力输入齿轮⒃做成一体，在动力输入轴⒂与动力输出轴⑹之间采用扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜校林，单凤贤，姜杉，
申请(专利权)人：姜校林，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]