[实用新型]定轴齿轮式自动换档变速机构

说明书

本实用新型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。由姜校林发明的“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。

本实用新型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。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型总成剖面图；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为本实用新型总成剖面图。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。

我们先来介绍本实用新型的结构。