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钢球式离合器的机械换档机构

阅读：1027发布：2020-12-19

专利汇可以提供钢球式离合器的机械换档机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种钢球式离合器的机械换档机构，包括由支承轴承支承的传动轴上布置一对不同速比的齿轮组，分别为一级齿轮和二级齿轮，所述一级齿轮和二级齿轮内侧分别设置一级球齿盘和二级球齿盘，对应一级球齿盘设置一级球齿套，对应二级球齿盘设置二级球齿套，传动轴的空心部内设置插销套和换档杆；还包括插销，插销穿过传动轴的轴向长槽孔连接一级球齿套、二级球齿套和插销套，使一级球齿套、二级球齿套跟随传动轴同步转动。本实用新型的钢球式离合器的机械换档机构，适用于更多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备。，下面是钢球式离合器的机械换档机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种钢球式离合器的机械换档机构，包括由支承轴承（1）支承的传动轴（2）上布置一对不同速比的齿轮组，分别为一级齿轮（3）和二级齿轮（11），其特征在于：所述一级齿轮（3）和二级齿轮（11）内侧分别设置一级球齿盘（4）和二级球齿盘（10），对应一级球齿盘（4）设置一级球齿套（5），对应二级球齿盘（10）设置二级球齿套（9），传动轴（2）的空心部内设置插销套（7）和换档杆（6）；还包括插销（8），插销（8）穿过传动轴的轴向长槽孔连接一级球齿套（5）、二级球齿套（9）和插销套（7），使一级球齿套（5）、二级球齿套（9）跟随传动轴（2）同步转动。
2.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：在所述插销套（7）和换档杆（6）的作用下，一级球齿套（5）、二级球齿套（9）在传动轴的轴向方向做往复运动，在圆柱螺旋压缩弹簧（13）弹力作用下，钢球（12）随机滚动使一级球齿套（5）、二级球齿套（9）分别切入一级球齿盘（4）、二级球齿盘（10）带动相对应的齿轮转动。
3.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述传动轴（2）为空心管。
4.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：采用轴外拨叉机构使一级球齿套（5）、二级球齿套（9）在传动轴的轴向方向做往复运动。
5.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述一级齿轮（3）和二级齿轮（11）在没有外力作用下仅仅在传动轴（2）上做空转。
6.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述一级球齿套（5）、二级球齿套（9）、插销（8）、插销套（7）装配成整体，跟随传动轴（2）一起旋转。
7.如权利要求2所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述一级球齿盘（4）、二级球齿盘（10）上设有小半圆槽，所述钢球（12）以滚动方式切入一级球齿盘（4）、二级球齿盘（10）的小半圆槽；所述小半圆槽中段设有钢球凹坑，保证钢球定位工作，并防止脱档。
8.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述一级球齿套（5）、二级球齿套（9）的钢球槽截面是大半圆形，保持钢球（12）在刚球槽内滚动不脱落，顶着钢球的圆柱螺旋压缩弹簧（13）起缓冲作用，使钢球（12）与一级球齿盘（4）、二级球齿盘（10）柔性接触，并沿着一级球齿盘（4）、二级球齿盘（10）外圆周球槽端面滚动。
9.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述换档杆（6）的另一端为丝杆结构，其和大执行齿轮（14）中心螺纹啮合，大执行齿轮（14）和驱动齿轮（16）组成减速机构，换档杆（6）的轴向运动被大速比的所述减速机构在换档执行电机（15）驱动下进行。
10.如权利要求1所述的钢球式离合器的机械换档机构，其特征在于：所述一级球齿盘（4）与一级球齿套（5）的位置、及二级球齿盘（10）和二级球齿套（9）的位置互换。

说明书全文

钢球式离合器的机械换档机构

技术领域

[0001] 本实用新型涉及机械换挡机构，具体是一种钢球式离合器的机械换档机构。

背景技术

[0002] 现有二种类型的自动变速器技术都存在许多缺点；

[0003] （1）自动变速器采用摩擦片形式切换档位，体积大，质量重，制造工艺复杂，容易打滑，机械效率低制造成本很高。

[0004] （2）仅用同步器形式的自动变速器，有时会换档失灵，三锥同步器零件加工难度大，零件合格率低，成本高。

[0005] 上述二种变速器的换档均属制造难度大，体积大和控制复杂，制造加工成本高，故障率高，维修困难。实用新型内容

[0006] 为了克服现有技术的不足，本实用新型通过对球齿套与球齿盘的接触和分离来实现动力传递和终断，由于钢球是在外压力的作用下以滚动方式切入球齿盘小半圆槽，钢球槽的弹簧使钢球修正位置方便进入槽，在外力和弹簧力的共同作用下锁定钢球位置，确保动力传递，球齿盘的小半圆槽中段设有钢球凹坑，这凹坑能保证钢球定位工作，并防止脱档，避开了传统同步器的打齿或脱档现象的出现，也避开了摩擦片形式离合器传递扭矩的局限。本实用新型专利能大大缩短变速器的轴向距离，球齿套的钢球槽载面是大半个圆，保持钢球在球槽内滚动不脱落，顶着钢球的弹簧能起缓冲作用，使钢球与球齿盘柔性接触，并沿着球齿盘外圆周球槽端面滚动，在滚动的过程中弹进球槽，使传动轴、插销套、插销、球齿套、球齿盘、齿轮一起转动，当球齿套在外力的作用下向反方向运动时球齿套和球齿盘分离，此时齿轮空转没有扭矩传递。传动轴内设置换档杆连接插销套，并带动插销和球齿套做轴向往复运动完成变速功能。其技术方案如下：

[0007] 一种钢球式离合器的机械换档机构，包括由支承轴承支承的传动轴上布置一对不同速比的齿轮组，分别为一级齿轮和二级齿轮，所述一级齿轮和二级齿轮内侧分别设置一级球齿盘和二级球齿盘，对应一级球齿盘设置一级球齿套，对应二级球齿盘设置二级球齿套，传动轴的空心部内设置插销套和换档杆；还包括插销，插销穿过传动轴的轴向长槽孔连接一级球齿套、二级球齿套和插销套，使一级球齿套、二级球齿套跟随传动轴同步转动。

[0008] 进一步的，在所述插销套和换档杆的作用下，一级球齿套、二级球齿套在传动轴的轴向方向做往复运动，在圆柱螺旋压缩弹簧弹力作用下，钢球随机滚动使一级球齿套、二级球齿套分别切入一级球齿盘、二级球齿盘带动相对应的齿轮转动。

[0009] 进一步的，所述传动轴为空心管。

[0010] 进一步的，采用轴外拨叉机构使一级球齿套、二级球齿套在传动轴的轴向方向做往复运动。

[0011] 进一步的，所述一级齿轮和二级齿轮在没有外力作用下仅仅在传动轴上做空转。

[0012] 进一步的，所述一级球齿套、二级球齿套、插销、插销套装配成整体，跟随传动轴一起旋转。

[0013] 进一步的，所述一级球齿盘、二级球齿盘上设有小半圆槽，所述钢球以滚动方式切入一级球齿盘、二级球齿盘的小半圆槽；所述小半圆槽中段设有钢球凹坑，保证钢球定位工作，并防止脱档。

[0014] 进一步的，所述一级球齿套、二级球齿套的钢球槽截面是大半圆形，保持钢球在刚球槽内滚动不脱落，顶着钢球的圆柱螺旋压缩弹簧起缓冲作用，使钢球与一级球齿盘、二级球齿盘柔性接触，并沿着一级球齿盘、二级球齿盘外圆周球槽端面滚动。

[0015] 所述换挡杆的另一端为丝杆结构，其和大执行齿轮中心螺纹啮合，大执行齿轮和驱动齿轮组成减速机构，换档杆的轴向运动被大速比的所述减速机构在换档执行电机驱动下进行。

[0016] 进一步的，所述一级球齿盘与一级球齿套的位置、及二级球齿盘和二级球齿套的位置互换。

[0017] 本实用新型的钢球式离合器的机械换档机构，适用于更多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备。附图说明

[0018] 图1是本实用新型的钢球式离合器的机械换档机构的剖视图；

[0019] 图2是该钢球式离合器的机械换档机构的另一类结构。

[0020] 图中各附图标记含义：1-支承轴承、2-传动轴、3-一级齿轮、4-一级球齿盘、5-一级球齿套、6-换档杆、7-插销套、8-插销、9-二级球齿套、10-二级球齿盘、11-二级齿轮、12-钢球、13-圆柱螺旋压缩弹簧、14-大执行齿轮、15-换档执行电机、16-驱动齿轮。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

[0022] 如图1所示，本实用新型的钢球式离合器的机械换档机构，包括由支承轴承1支承的传动轴2上布置一对不同速比的齿轮组，分别为一级齿轮3和二级齿轮11，一级齿轮3和二级齿轮11在没有外力作用下仅仅在传动轴2上做空转，没有能量传递，一级齿轮3和二级齿轮11内侧分别设置一级球齿盘4和二级球齿盘10，对应一级球齿盘4设置一级球齿套5，对应二级球齿盘10设置二级球齿套9，传动轴2的空心部内设置插销套7和换档杆6。插销8穿过传动轴的轴向长槽孔连接一级球齿套5、二级球齿套9和插销套7，使一级球齿套5、二级球齿套9跟随传动轴2同步转动，在插销套7和换档杆6的作用下一级球齿套5、二级球齿套9可以在传动轴的轴向方向做往复运动，在圆柱螺旋压缩弹簧13弹力作用下，钢球12随机滚动使一级球齿套5、二级球齿套9分别切入一级球齿盘4、二级球齿盘10带动相对应的齿轮转动实现变速目的。

[0023] 作为主动件的传动轴为空心管，也可以采用传统轴外拨叉机构来实现球齿套的轴向运动。

[0024] 所述空心管内布置换档杆和插销套，一级球齿套5、二级球齿套9、插销8、插销套7装配成整体，跟随传动轴2一起旋转。换档杆6仅做轴向往复运动。

[0025] 所述钢球12是在外压力的作用下以滚动方式切入一级球齿盘4、二级球齿盘10的小半圆槽，钢球槽的弹簧使钢球修正位置方便进入槽，在外力和弹簧力的共同作用下锁定钢球位置，确保动力传递。

[0026] 所述一级球齿盘4、二级球齿盘10的小半圆槽中段设有钢球凹坑，这凹坑能保证钢球定位工作，并防止脱档。

[0027] 所述一级球齿套5、二级球齿套9的钢球槽截面是大半圆形，保持钢球在球槽内滚动不脱落，顶着钢球的弹簧能起缓冲作用，使钢球与一级球齿盘4、二级球齿盘10柔性接触，并沿着一级球齿盘4、二级球齿盘10外圆周球槽端面滚动，在滚动的过程中弹进小半圆槽，使传动轴、插销套、插销、球齿套、球齿盘、齿轮一起转动。

[0028] 换挡杆6的另一端为丝杆结构，其和大执行齿轮14中心螺纹啮合，大执行齿轮14和驱动齿轮16组成减速机构，换档杆6的轴向运动被一组大速比的减速机构在换档执行电机15驱动下进行。

[0029] 如图2所示，一级球齿盘4与一级球齿套5的位置、及二级球齿盘10和二级球齿套9的位置可以互换。

[0030] 本实用新型是解决汽车自动变速制造的成本问题，并使运载工具高效节能，插销垂直穿过传动的轴向长槽孔，两头连接插销套和球齿套。传动轴、插销套、插销、球齿套、一起转动。球齿套没有外力的作用下，球齿套和球齿盘是分离状态，此时齿轮空转没有扭矩传递，球齿盘和齿轮是一个整体零件。钢球是在球齿套的球槽内滚动而形成滑动球键，当钢球（球键）有外推力和弹簧力的作用下进入球齿盘的小半圆槽时扭矩传递开始，当球齿套在外力的作用下向反方向运动时球齿套和球齿盘分离，此时齿轮空转没有扭矩传递。

[0031] 本实用新型对加工的精度要求不高，成本是其它同步器的二分之一，维修方便及成本低，对制造和维修环境要求不高。

[0032] 以上所述及图中所示的仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

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