專利名稱：a的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，齒輪變速器技術(shù)。
背景技術(shù)：
主要源自現(xiàn)代轎車的自動(dòng)變速器技術(shù)。其中最基本的是拉威挪式自動(dòng)變速器與辛普森式自動(dòng)變速器。采用拉威挪式自動(dòng)變速器的轎車Polo轎車、寶來(lái)轎車、帕薩特轎車、奧迪A6轎車等。采用辛普森式自動(dòng)變速器的轎車上海別克、塞歐轎車、富康系列轎車等。另外，還粗略對(duì)比了美國(guó)克萊斯勒汽車公司、通用汽車公司和福特汽車公司生產(chǎn)的變速箱，日本尼桑公司、三菱公司、馬自達(dá)公司、本田公司生產(chǎn)的變速器，德國(guó)梅塞德斯-奔馳公司、大眾公司生產(chǎn)的變速器，法國(guó)雷諾公司生產(chǎn)的變速器等。

發(fā)明內(nèi)容本設(shè)計(jì)針對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)檔汽車前進(jìn)檔位不多(不超過(guò)7個(gè))而設(shè)計(jì)。主要應(yīng)用在自動(dòng)檔汽車的檔位變換上，也可以應(yīng)用在機(jī)床等需要大量不同的變速比的場(chǎng)合。
本設(shè)計(jì)具體特點(diǎn)概括如下1.可以通過(guò)離合器間不同的嚙合組合狀態(tài)獲得an個(gè)傳動(dòng)比(其中n為主傳動(dòng)路線上速度控制離合器的數(shù)目，a為定軸變速單元軸的數(shù)目)。一般可以實(shí)現(xiàn)16、32、64、81、甚至256個(gè)基本前進(jìn)檔位。
2.傳動(dòng)環(huán)節(jié)可以方便地進(jìn)行擴(kuò)展，且每擴(kuò)展一個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)，所獲得的傳動(dòng)比數(shù)目擴(kuò)大a倍，最大傳動(dòng)比間隔縮小a倍。
3.本設(shè)計(jì)中，除前進(jìn)檔位外，可另提供an-1個(gè)倒車檔、1個(gè)鎖車檔和若干個(gè)空檔。
4.有利于實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)配油，以使汽車始終維持在最低油耗。
5.使用倒拖車方法，可以發(fā)動(dòng)汽車。
6.下坡時(shí)，減速器之間的傳動(dòng)關(guān)系使汽車不會(huì)失速。
7.有利于車速的連續(xù)調(diào)節(jié)、車速的實(shí)時(shí)數(shù)字顯示方面的設(shè)計(jì)。
8.可以方便地進(jìn)行速比范圍及其分布的設(shè)計(jì)。
9.大幅度改善汽車速度調(diào)節(jié)時(shí)的平順程度。
10.成本低，原理簡(jiǎn)單，便于保養(yǎng)及維修。
11.可以設(shè)計(jì)成定軸輪系和聯(lián)體行星輪系兩種形式，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的需要。


(介紹主要以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的定軸輪系為例。)如附圖-1所示這是定軸變速輪系的原理示意圖(a＝2)。
在一系列加速單元中，C1、C2、C3、C4、C5……為完全相同的兩態(tài)離合器。在自然狀態(tài)，各離合器將上位單元的主傳動(dòng)軸與下位單元的主傳動(dòng)軸嚙合在一起，則相鄰兩單元之間的傳動(dòng)關(guān)系為同速度傳動(dòng)。當(dāng)離合器Ci改變狀態(tài)工作時(shí)，上位單元的主傳動(dòng)軸與下位單元的主傳動(dòng)軸脫開(kāi)嚙合，使上位單元主傳動(dòng)軸與其軸端處的齒輪結(jié)合為一體，則傳動(dòng)路線通過(guò)旁掛齒輪傳至下位單元的主傳動(dòng)軸，此處的傳動(dòng)比相應(yīng)地發(fā)生改變。當(dāng)配掛變速齒輪演化為聯(lián)體行星齒輪，各級(jí)主傳動(dòng)軸上的齒輪就成了太陽(yáng)輪，整個(gè)變速器外殼可以做成齒圈。這就是此類變速器的行星齒輪設(shè)計(jì)方案。其控制原理同定軸變速輪系。
如附圖-2所示這是三進(jìn)制齒輪變速器原理圖(a＝3)。
圖中每一個(gè)變速單元主軸上的齒輪與主軸是固定在一起的。C11、C21、C31、C41、C51……暫且叫做上配掛變速齒輪離合器，C12、C22、C32、C42、C52……叫做下配掛齒輪離合器。C1、C2、C3、C4、C5……為中軸離合器。這些離合器都是常規(guī)的離合器，當(dāng)離合器工作狀態(tài)為“0”時(shí)，離合器將兩部分機(jī)械構(gòu)件脫開(kāi)嚙合，當(dāng)離合器工作狀態(tài)為“1”時(shí)，離合器將兩部分機(jī)械構(gòu)件嚙合在一起。其變速比選配原理及其控制方法和二進(jìn)制齒輪變速器是一樣的。這里若討論k＞1的情形，則上述系統(tǒng)為加速器，當(dāng)k的取值小于1時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將變?yōu)闇p速器，當(dāng)k的取值同時(shí)有大于1的項(xiàng)和小于1的項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)將成為可以加速也可以減速的變速器。且可以確定其可達(dá)到的變速比數(shù)目為3n，傳動(dòng)比范圍為1.000～kb，b＝(3n-1)，[k為初始傳動(dòng)比(k＞1)，n為定軸變速單元數(shù)]。每增加一個(gè)變速單元，變速比的數(shù)目擴(kuò)大為原來(lái)的3倍，同時(shí)需要增加3個(gè)控制離合器。在上述原理圖中，除中間軸離合器外，若將上配掛變速齒輪和下配掛變速齒輪變?yōu)槿着鋻熳兯冽X輪，則整個(gè)系統(tǒng)就演化成為四進(jìn)制齒輪變速器。
如附圖-3所示這是三進(jìn)制齒輪變速器更為緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案(a＝3)。圖中，上配掛變速齒輪和下配掛變速齒輪要求有不同的齒數(shù)。那么，按照正常的裝配方案設(shè)計(jì)根本不能夠正常安裝。這時(shí)，需要在配掛齒輪的軸上加裝兩個(gè)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)。配掛齒輪軸的固定也會(huì)稍加繁瑣。另一個(gè)解決方案，可以將配掛齒輪做成球面齒輪的一部分，相應(yīng)地，中間軸上的配掛齒輪也做成球面齒輪的一部分。它們相互嚙合時(shí)，需要配掛齒輪的軸不與各單元中間軸平行。由此結(jié)構(gòu)，可以演化制做出4進(jìn)制、5進(jìn)制甚至6進(jìn)制等的齒輪變速器。
具體實(shí)施方式
5.1在附圖-1所示的二進(jìn)制齒輪變速器系統(tǒng)下的變速器狀態(tài)分析假定0代表各處離合器的自然狀態(tài)，1代表各處離合器的另一工作狀態(tài)。C’、C0自然狀態(tài)為使兩部分零件各自保持自由，工作狀態(tài)為使兩部分零件嚙合為一體。C”為剎車器，0狀態(tài)代表放開(kāi)，1狀態(tài)代表抱合。其傳動(dòng)比分配規(guī)則列于表-1表-1
說(shuō)明在此組合表中可以看出，各個(gè)離合器按照二進(jìn)制數(shù)發(fā)生組合時(shí)，均可獲得不同的傳動(dòng)比。這是因?yàn)槊總€(gè)離合器處有兩種不同的狀態(tài)所致。若單個(gè)離合器可以切換出更多的狀態(tài)(n)，則齒輪間的組合狀態(tài)可以按照n進(jìn)制數(shù)的規(guī)律統(tǒng)計(jì)。不過(guò)會(huì)令變速系統(tǒng)變得繁瑣許多。另外，倒車檔一欄中沒(méi)有完全列出各種組合情況，其組合情況大體同前進(jìn)檔的分析。
5.2在附圖-1所示的二進(jìn)制齒輪變速器系統(tǒng)下變速級(jí)數(shù)的數(shù)學(xué)分析(未考慮前面兩級(jí)行星齒輪的傳動(dòng)參數(shù))經(jīng)過(guò)我的探索發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ki＝k^[2^(i-1)]時(shí)(^代表冪運(yùn)算)，各減速比按照2進(jìn)制數(shù)排列時(shí)得到一個(gè)等比數(shù)列(可以猜想，當(dāng)Ki＝k^[a^(i-1)]時(shí)，為減速比按照a進(jìn)制數(shù)排列時(shí)得到一個(gè)等比數(shù)列，同時(shí)要求每定軸變速單元各有a種狀態(tài)變換)，且k(k＞0)為這個(gè)等比數(shù)列的比例因子。若系統(tǒng)共有n個(gè)單元，則1≤i≤n，其中i為定軸變速單元的離合器編號(hào)。
公式推導(dǎo)設(shè)系統(tǒng)共有n個(gè)單元，則最大傳動(dòng)比為各項(xiàng)傳動(dòng)比乘積；∏k＝k1*k2*k4*k8*k16*…*ka＝k1+2+4+8+16+…+a＝kb其中，a＝2i-1，b＝1+2+4+8+16+…+2i-1又b為一個(gè)等比數(shù)列，且其比例因子為2，則b＝2i-1所以∏k＝kb，b＝2i-1經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)i＝0時(shí)，既可利用此式推導(dǎo)出無(wú)定軸變速單元時(shí)系統(tǒng)的傳動(dòng)比。
結(jié)論系統(tǒng)最大傳動(dòng)比K計(jì)算公式為(設(shè)∏k＝K)K＝kb，(b＝2n-1)其中n為定軸變速單元數(shù)，n可以為0或自然數(shù)。
例如設(shè)某變速器共有四組變速單元，即i∈[1，4]，n＝4，且設(shè)k＝1.100，則傳動(dòng)比最小的三項(xiàng)為1.000、1.100、1.210，傳動(dòng)比最大的三項(xiàng)為3.452、3.797、4.177，最大傳動(dòng)比間隔為δ＝4.177-3.797＝0.380，傳動(dòng)比共有24＝16(種)在理論上講，當(dāng)定軸傳動(dòng)單元足夠多時(shí)，總能夠找到最大傳動(dòng)比之差δ足夠小，以至于可以忽略不計(jì)的組合方案，這時(shí)，就可以近似認(rèn)為該傳動(dòng)系統(tǒng)為無(wú)級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)，且可以確定其傳動(dòng)比范圍為1.000～K＝kb，(b＝2n-1)，(k為初始傳動(dòng)比，n為定軸單元數(shù))。
5.3使用評(píng)估其實(shí)，人體對(duì)速度微小變化的感覺(jué)不是十分靈敏的。當(dāng)速度變化比較小時(shí)，在油門的輔助調(diào)節(jié)下，對(duì)于人體來(lái)說(shuō)就已經(jīng)是無(wú)級(jí)變速了。所以，當(dāng)這套設(shè)計(jì)用于實(shí)踐的時(shí)候，并不必要追求無(wú)數(shù)個(gè)調(diào)速單元。下面列給出調(diào)速單元i、基本變速比數(shù)目n和最大速比間隔δ之間的關(guān)系(設(shè)要求系統(tǒng)的變速比變化范圍為1.00-15.00)表-2
由以上表格可以看出，當(dāng)變速單元數(shù)達(dá)到7時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)具備128個(gè)基礎(chǔ)前進(jìn)檔位，(且每增加一變速單元，前進(jìn)檔位數(shù)擴(kuò)大一倍，變速比間隔縮小一倍。)可以充分滿足乘客和司機(jī)的需要。再配合實(shí)際中車速隨油量大小和前進(jìn)阻力的變化，車體在變速的過(guò)程中應(yīng)該不會(huì)有“頓”的感覺(jué)。
5.4(a＝2系統(tǒng))幾種傳動(dòng)比的選值及其組合數(shù)值分布列表只針對(duì)附圖-1述設(shè)計(jì)情況，且設(shè)k＞1，且未考慮前面兩級(jí)行星齒輪的傳動(dòng)參數(shù)，可用其對(duì)下面數(shù)據(jù)進(jìn)行整體放大或縮小。
5.4.1四定軸(n＝4)傳動(dòng)單元系統(tǒng)[結(jié)論按傳動(dòng)比組合規(guī)律排列](1)k1＝3.00；k2＝2.00；k3＝1.50；k4＝1.20；表-3；
(2)k1＝2.80；k2＝2.00；k3＝1.60；k4＝1.20；表-4；
(3)k1＝2.40；k2＝2.20；k3＝1.60；k4＝1.20；表-5；
5.4.2五定軸(n＝5)傳動(dòng)單元系統(tǒng)(結(jié)論按組合后傳動(dòng)比的大小排列)(1)k1＝2.80；k2＝2.30；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-6；
(2)k1＝2.20；k2＝1.80；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-7；
(3)k1＝1.90；k2＝1.70；k3＝1.50；k4＝1.30；k5＝1.10；表-8；
5.5擴(kuò)展系統(tǒng)的功能分析一般來(lái)講，當(dāng)齒輪變速器為a進(jìn)制系統(tǒng)(例如附圖-2、附圖-3所示3進(jìn)制系統(tǒng))，基本速比因子為k，各配掛齒輪分別起作用時(shí)傳動(dòng)比Ki＝k^[a^(i-1)]，且共有n個(gè)變速單元時(shí)，則可以得出以下結(jié)論(1)系統(tǒng)可達(dá)到的變速比數(shù)目為an；(2)系統(tǒng)傳動(dòng)比范圍為(以k＞1為例)1.000～kb，b＝(an-1)；(3)系統(tǒng)所需要的配掛齒輪變速離合器數(shù)目為a*n；(4)每增加一個(gè)變速單元，可達(dá)到的變速比數(shù)目擴(kuò)大為原來(lái)的a倍；(5)每增加一個(gè)變速單元，同時(shí)需要增加a個(gè)控制離合器。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明，除擁有若干前進(jìn)檔位外，可另提供若干倒車檔、一鎖車檔、若干空檔。
2.可借助于倒車檔，使用拖車方法發(fā)動(dòng)汽車。
3.便于進(jìn)行速比范圍及其分布的設(shè)計(jì)，以改善汽車速度調(diào)節(jié)時(shí)的平順程度。
4.其變速比數(shù)量具有an特征(a為每單元可變狀態(tài)，n為單元數(shù))的串聯(lián)各獨(dú)立變速單元的定軸或行星齒輪式變速器。
5.a進(jìn)制an種傳動(dòng)比齒輪變速器性質(zhì)特點(diǎn)(基本速比因子為k，各配掛齒輪分別起作用時(shí)傳動(dòng)比Ki＝k^[a^(i-1)]，且共有n個(gè)變速單元)系統(tǒng)可達(dá)到的變速比數(shù)目為an；系統(tǒng)傳動(dòng)比范圍為(以k＞1為例)1.000～kb，b＝(an-1)；系統(tǒng)所需要的配掛齒輪變速離合器數(shù)目為a*n；每增加一個(gè)變速單元，可達(dá)到的變速比數(shù)目擴(kuò)大為原來(lái)的a倍；每增加一個(gè)變速單元，同時(shí)需要增加a個(gè)控制離合器。
全文摘要
本發(fā)明主要應(yīng)用在自動(dòng)檔汽車的檔位變換上，也可以應(yīng)用在機(jī)床等需要大量不同的變速比的場(chǎng)合。一般可以實(shí)現(xiàn)16、32、64、81、256個(gè)基本傳動(dòng)檔位。其特征是變速比數(shù)量具有a
文檔編號(hào)F16H3/70GK1873256SQ20051012387
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者穆樹(shù)亮 申請(qǐng)人:穆樹(shù)亮