專利名稱：無級(jí)變速機(jī)械傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要是關(guān)于傳動(dòng)裝置，特別是關(guān)于能實(shí)現(xiàn)連續(xù)改變輸出扭矩的傳動(dòng)裝置。本申請(qǐng)是1980年7月24日提交的美國171706號(hào)申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
在工業(yè)及商業(yè)的應(yīng)用中，常常需要在動(dòng)力源與負(fù)載之間提供一種傳動(dòng)裝置，用來調(diào)節(jié)扭矩。這些裝置典型的例子是用于汽車及拖拉機(jī)，通常用于上述設(shè)備的傳動(dòng)裝置采用可選擇的齒輪副或液力離合器。以往，曾用皮帶輪組來調(diào)節(jié)扭矩?？蛇x擇速比的齒輪組在輸入軸與輸出軸之間傳遞動(dòng)力是很有效的，但由于在改變速比過程中需要用離合器使傳動(dòng)軸卸載，因此還認(rèn)為不夠方便。行星齒輪系也得到應(yīng)用，行星輪系與液力離合器結(jié)合使用雖然在結(jié)構(gòu)上復(fù)雜、生產(chǎn)費(fèi)用較大，但卻證明十分有效。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種高效能的傳動(dòng)裝置，它能在輸入軸與輸出軸之間實(shí)現(xiàn)力矩轉(zhuǎn)換。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供這樣的一種傳動(dòng)裝置，既使帶載情況下力矩也可以連續(xù)地變化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可反向旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)裝置，這種裝置既使在帶載情況下也可實(shí)施反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種傳動(dòng)裝置，它綜合了實(shí)現(xiàn)可靠傳動(dòng)的各方面優(yōu)點(diǎn)並能連續(xù)地改變輸出扭矩。此外本發(fā)明的目的還在于提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、相對(duì)價(jià)廉、耐用的傳動(dòng)裝置。
本發(fā)明第一實(shí)施例中包括有一個(gè)傳動(dòng)裝置，其中輸入軸與輸出軸安裝在一公共軸上，彼此可相對(duì)旋轉(zhuǎn)，利用輸出軸上的齒輪與惰輪相嚙合，將動(dòng)力由輸入軸傳輸給輸出軸，惰輪是通過安裝在輸入軸上的擺動(dòng)板及連接擺動(dòng)板與惰輪的連接桿，構(gòu)成與輸入軸之間的傳動(dòng)耦合。按本發(fā)明的最佳構(gòu)造，多個(gè)惰輪與輸出軸上的齒輪相嚙合，而每個(gè)惰輪通過一根連接桿及一個(gè)單向作用齒輪或制動(dòng)器與擺動(dòng)板相連接。
本發(fā)明的第二實(shí)施例提供了一種傳動(dòng)裝置，它能直接地把動(dòng)力從輸入軸傳給輸出軸，或者也可以改變方式，通過一個(gè)預(yù)定的低齒輪傳速比傳輸，或也可以通過一種獨(dú)特的液力變矩器傳輸動(dòng)力，速比可以從1至上述的低速比之間連續(xù)地改變。液力變矩器采用了可伸縮的棘爪及靜壓的相互作用，使輸出扭矩響應(yīng)于輸出軸上負(fù)載而自動(dòng)變化。
對(duì)本發(fā)明的理解可以參閱以下的描述及附圖。


圖1是沿本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入軸或驅(qū)動(dòng)軸的剖面圖。
圖2是沿圖1中2-2線剖開的剖面圖。
圖3是沿圖1中3-3線剖開的剖面圖。
圖4是沿圖1中4-4線剖開的剖面圖。
圖5是沿圖1中5-5線剖開的剖面圖。
圖6是對(duì)應(yīng)于圖2的剖面圖，它展示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖7是沿圖6中所示的7-7線剖開的剖面圖。
圖8展示了本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的剖面圖，它包括一個(gè)可調(diào)整的液力變矩器。
圖9是圖8中所示的液力變矩器中端視圖，其中部分?jǐn)嚅_，以便示出細(xì)節(jié)。
圖10是圖8-9中所示液力變矩器安裝上單向制動(dòng)器后的一個(gè)側(cè)視圖，類似于圖7中所示的結(jié)構(gòu)。
圖11是圖10中所示的制動(dòng)器的端視圖。
圖12是一個(gè)展示液力變矩器中棘爪不同位置的簡(jiǎn)略圖。
圖13是一個(gè)類似于圖8中剖視方向的剖面圖，但它在結(jié)構(gòu)上有所改變，它包含了幾個(gè)串聯(lián)排列並且與圖10-11中所示制動(dòng)器相聯(lián)結(jié)的變矩器。
圖14展示了液力變矩器另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)剖面。
見圖1-5，第一個(gè)傳動(dòng)裝置實(shí)施例中包含機(jī)殼10，其上有兩個(gè)在中心線對(duì)齊但在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁上的軸孔12、14。驅(qū)動(dòng)軸或稱輸入軸16以軸頸支承在軸孔12內(nèi)，從動(dòng)軸或稱輸出軸18以軸頸支承在軸孔14內(nèi)。輸出軸18在其內(nèi)端上裝有螺旋齒輪20，螺旋齒輪20的中心線與輸出軸18同心。螺旋齒輪20具有一個(gè)圓柱形內(nèi)腔22，它沿中心軸線方向延伸，內(nèi)腔22中還裝納一個(gè)銷軸24，銷軸24是從輸入軸16的軸端同心地伸出，並被支承在內(nèi)腔22內(nèi)，以此保持驅(qū)動(dòng)軸16與從動(dòng)軸18同心並彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。殼體上的軸孔14向外延伸至機(jī)殼的側(cè)壁26，四個(gè)隔板28、30、32、34從壁26向里延伸，它們面對(duì)著螺旋齒輪20的不同側(cè)面。每個(gè)隔板包含兩塊平壁36和38，它們彼此相互垂直並位于平行于驅(qū)動(dòng)軸16和從動(dòng)軸18軸線的平面內(nèi)。隔板28和34上的壁36在同一平面上，這個(gè)平面平行于隔板30和32的壁36所在的平面。同樣地隔板34上的壁38與隔板32上的壁38在同一平面內(nèi);隔板28和30上的壁38也位于同一平面內(nèi)，並與隔板34、32的壁38所在的平面平行。
隔板28和30上的兩壁36上各具有彼此對(duì)準(zhǔn)的軸孔40，軸孔40內(nèi)裝納銷軸42。銷軸42上帶有與螺旋齒輪20嚙合的螺旋齒輪44，螺旋齒輪44旋轉(zhuǎn)式地支承在銷軸42上。在齒輪架50上的一對(duì)側(cè)板46和48上也有兩軸孔52和54，它們環(huán)繞銷軸42並起支承作用以允許軸42旋轉(zhuǎn)。齒輪架50還有另外兩對(duì)側(cè)板56和58，板56相鄰于46，但在其外並有一定間距;板58在板48外側(cè)有一定間距且相鄰于它。板56通過板46和56間的墊塊60與板46保持固定的相對(duì)位置;板58通過墊塊62與板48保持相對(duì)位置。銷軸64被安裝在平板46與56之間，它鄰近于螺旋齒輪44的外緣;第二個(gè)銷軸66則裝于板48與58之間，并與銷軸64對(duì)齊。在連接桿68的一端分叉成為兩相互平行的部分70和72(見圖5)。在部分70上有一能裝納銷軸64的軸孔74;在部分72上有一能裝納銷軸66的軸孔76。銷軸64和66穿過軸孔70和72，由此將部分70和72固定在齒輪架50上。
連接桿68安裝于包含驅(qū)動(dòng)軸16與從動(dòng)軸18的公共平面內(nèi)，而且大體上平行于這些軸的軸線。連接桿68的背對(duì)于齒輪架50的一端被安裝在擺動(dòng)板78上，板78能夠在驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)的同時(shí)做擺動(dòng)動(dòng)作，這一點(diǎn)以下還將介紹。由于擺動(dòng)板78的擺動(dòng)，連接桿68將帶動(dòng)齒輪架50繞軸42作往復(fù)的擺動(dòng)。齒輪架50通過單向作用齒輪80或單向制動(dòng)器與螺旋齒輪44相聯(lián)系，這一點(diǎn)以下還將介紹。
擺動(dòng)板78利用一個(gè)其上有一中心孔84的圓柱形盤82，裝納輸入或驅(qū)動(dòng)軸16。銷軸86穿過軸孔84的中心線，並且穿過軸孔88，其中軸孔88穿過驅(qū)動(dòng)軸16的中心線，由此將擺動(dòng)板78固定在驅(qū)動(dòng)軸上。擺動(dòng)板78上的圓柱盤82上的軸孔84的形狀應(yīng)做成允許擺動(dòng)板繞驅(qū)動(dòng)軸16樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
盤82具有一圓柱形的平周緣90，以及一對(duì)接近于外周緣90的凹槽92和94，它們形成裝納滾珠96的滾道。一個(gè)U型的圓柱杯形構(gòu)件98圍繞設(shè)置在圓盤82的外圍，該杯形構(gòu)件上有凹槽100和102，它們形成了滾珠96的滾道。因此該杯形構(gòu)件相對(duì)于盤82是可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的。
該杯形構(gòu)件具有一向外伸出的銷軸104，該銷軸包含了一個(gè)大體上呈圓柱形的主體106。連接桿68背對(duì)于齒輪架50的一端通過在連接桿68的端套110上的開口部108圍繞圓柱體106的外圓安裝。因此，連接桿68能自由地將擺動(dòng)板78的擺動(dòng)動(dòng)作傳遞給齒輪架50。
擺動(dòng)板相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)的角度由手柄112控制，手柄通過安裝在機(jī)殼10內(nèi)側(cè)的一個(gè)突起物116上的銷軸114實(shí)施樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。筒狀件118套在驅(qū)動(dòng)軸16的外面並能夠沿驅(qū)動(dòng)軸16滑動(dòng)。筒狀件118還帶動(dòng)一個(gè)通過球軸承組件122安裝在其上的套筒120。手柄112的端部通過一銷軸124安裝在套筒120上。筒狀件118靠近擺動(dòng)板78的一端是通過杠桿臂126和連接件128與擺動(dòng)板相連接的，壁126由筒狀件118沿垂直于驅(qū)動(dòng)軸16的方向向外延伸，并且連接件128通過銷子129A和129B實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)鉸接。
圖中展示了一種具體的將連接桿68連于螺旋齒輪44的單向制動(dòng)器80，但應(yīng)理解，其他類型的單向制動(dòng)器也可使用。這里展示的特定的單向制動(dòng)器80具有制造簡(jiǎn)單、成本低、能反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。單向制動(dòng)器80利用了桿130，該桿穿過齒輪架50上的兩側(cè)板46和48，並能相對(duì)于此兩板旋轉(zhuǎn)。盒132安裝在桿130上，並位于板46和48之間，它固定在桿上並隨桿一起旋轉(zhuǎn)。盒132具有一對(duì)懸掛于桿130上的側(cè)壁134和136，以及一對(duì)端壁138、140，它們組成一長(zhǎng)方形框架。銷軸142沿中心線穿過壁138和140，一個(gè)螺旋齒輪144安裝在銷軸142上。螺旋齒輪144與螺旋齒輪44外嚙合。
桿130與能使盒132相對(duì)于垂直于驅(qū)動(dòng)軸16和從動(dòng)軸18的軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)146相連接。如果銷軸142安裝成平行于螺旋齒輪44和螺旋齒輪144嚙合點(diǎn)的切線方向，那么齒輪144將有隨螺旋齒輪44發(fā)生旋轉(zhuǎn)的傾向。然而，如果機(jī)構(gòu)146轉(zhuǎn)動(dòng)使銷軸142離開上述的位置，那么齒輪144將起到掣子的作用，它能在一個(gè)方向上限制螺旋齒輪44的轉(zhuǎn)動(dòng)，但允許其沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺旋齒輪44朝向螺旋齒輪144較低一側(cè)的前緣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋齒輪144相對(duì)于螺旋齒輪44起到掣子的作用。
因此擺動(dòng)板78的擺動(dòng)引起桿68作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)地帶動(dòng)齒輪架50繞軸42作周期運(yùn)動(dòng)。單向制動(dòng)器80將會(huì)把連桿68的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給螺旋齒輪44，至于螺旋齒輪44向哪一方向轉(zhuǎn)動(dòng)則取決于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)146賦予螺旋齒輪144的轉(zhuǎn)角。由于螺旋齒輪44驅(qū)動(dòng)螺旋齒輪20以及從動(dòng)軸18，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)軸16的單方向驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向是可以由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)146控制的。
作為本發(fā)明的特定的實(shí)施例，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)146利用了一個(gè)彈簧鋼構(gòu)件148，該構(gòu)件以懸掛方式相連于桿130的一端，彈簧鋼構(gòu)件的另一端與傘齒輪152的一個(gè)平端面上的凸爪150相連接。傘齒輪152固定在銷軸42上，銷軸42向外延伸與控制手柄154相聯(lián)接。
在目前的結(jié)構(gòu)中，並不期望連接桿68能使螺旋齒輪44作360°旋轉(zhuǎn)，而是只希望該螺旋齒輪作不超過90°的旋轉(zhuǎn)。于是，該傳動(dòng)裝置帶有幾個(gè)螺旋齒輪，它們都與螺旋齒輪44相同，這樣就能使輸出軸作大約360°的旋轉(zhuǎn)了。在這種特定的結(jié)構(gòu)中，這些附加的螺旋齒輪為別由標(biāo)號(hào)44A、44B和44C表示。螺旋齒輪44A安裝在銷軸42A上，該銷軸能旋轉(zhuǎn)地安裝在隔板28和34的側(cè)壁38上。同樣地，螺旋齒輪44B安裝在銷軸42B上，該軸能旋轉(zhuǎn)地安裝在隔板34和32的側(cè)壁36上。同樣螺旋齒輪44C安裝在銷軸42C上，該軸能旋轉(zhuǎn)地安裝在隔板32和30的側(cè)壁38上。每個(gè)螺旋齒輪42A、42B和42C都分別地與連接桿68A、68B和68C相連接，這些連接桿與擺動(dòng)板78上的杯狀構(gòu)件98相連接的方式與連接桿68在杯狀構(gòu)件98的外緣與之相連接的方式相同。並且每個(gè)連接桿68A、68B和68C都分別通過單向作用齒輪或單向制動(dòng)器80A、80B、80C與螺旋齒輪44A、44B、44C相連接，這些單向作用齒輪與單向作用齒輪80相同。
對(duì)于每個(gè)單向作用齒輪80A、80B和80C都有必要配置像能夠控制單向作用齒輪80的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)146這樣的機(jī)構(gòu)。單向作用齒輪80A具有一個(gè)懸掛連接的彈簧鋼構(gòu)件148A，該構(gòu)件與傘齒輪156的平端面上的凸爪150A相連接。傘齒輪156與安裝在銷軸42上並與傘齒輪152相反的一端上的傘齒輪158相嚙合，以便將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從手柄154傳遞給傘齒輪156。傘齒輪156安裝在銷軸42A的一端，而傘齒輪160則安裝在銷軸42A的另一端。傘齒輪160與安裝在銷軸42B另一端上的傘齒輪162相嚙合。傘齒輪164與安裝在銷軸42C一端上的傘齒輪166相嚙合，銷軸42C的另一端則裝有傘齒輪168，該齒輪與銷軸42上的傘齒輪152相嚙合。
單向作用齒輪80B具有一個(gè)彈簧鋼構(gòu)件148B，該構(gòu)件與傘齒輪162上的一個(gè)凸爪150B相連接，由此保證旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)146B的推動(dòng)動(dòng)作。類似地單向作用齒輪80C的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)146C上的彈簧鋼構(gòu)件148C與傘齒輪166后端面上的凸爪150C相連接。
為了保證可靠性，單向作用齒輪80上還安裝了能從遠(yuǎn)離于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)146的桿130的一端操作的另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)170，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)170在結(jié)構(gòu)上與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)146相同。類似地，單向作用齒輪80A上安裝了重復(fù)保險(xiǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)170A;單向作用齒輪80B上安裝了重復(fù)保險(xiǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)170B;單向作用齒輪80C上安裝了重復(fù)保險(xiǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)170C。
為了給圖中所示的傳動(dòng)裝置中的各種運(yùn)動(dòng)部件提供潤(rùn)滑，機(jī)殼10應(yīng)當(dāng)是流體密封的，並且其中加注了油172，圖中只畫出了油的一部分。
圖6、7展示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例中包括與上述傳動(dòng)裝置相同的機(jī)殼10、驅(qū)動(dòng)軸16和擺動(dòng)板78，但螺旋齒輪20和44、44A、44B和44C被傘齒輪或等徑傘齒輪所替代;為取代四個(gè)惰輪44、44A、44B和44C，則采用了三個(gè)這樣的齒輪系。
如圖6所示，輸入或驅(qū)動(dòng)軸16與傘齒輪或等徑傘齒輪174的軸孔相配合，該傘齒輪同心地安裝在輸出或從動(dòng)軸18的一端，隨其一同轉(zhuǎn)動(dòng)。圖6和圖7中所展示的實(shí)施例中的傘齒輪174與圖1至圖5中所展示實(shí)施例中的螺旋齒輪20相當(dāng)。
從機(jī)殼的側(cè)壁26上向內(nèi)延伸的三個(gè)平隔板176、178和180，與輸入軸16和輸出軸18的公共軸線等距，并且這三個(gè)隔板圍繞輸出軸18等間隔設(shè)置。在隔板176、178和180上，分別開有軸孔182、184、186，這些軸孔位于與輸出軸18相垂直的一個(gè)公共平面內(nèi)。軸188安裝在軸孔182內(nèi)，它相對(duì)于隔板176的位置是固定的。軸190安裝在軸孔184內(nèi)，它相對(duì)于隔板178的位置是固定的。軸192安裝在軸孔186內(nèi)，它相對(duì)于隔板180的位置是固定的。軸188、190和192的端部有螺紋，用鎖緊螺帽194把這些軸分別固定于隔板176、178、180上。
軸套196旋轉(zhuǎn)地支承在軸188上，等徑傘齒輪198安裝在軸套196的與隔板176相反的端部，并與等徑傘齒輪174相嚙合。惰輪200旋轉(zhuǎn)地安裝在軸套196上，惰輪200相當(dāng)于本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中的惰輪44?？蚣?02在惰輪200的兩側(cè)有兩塊平行的側(cè)板204和206，該框架與穿過側(cè)板204、206上軸孔208和210的軸套196相配合。盒212由銷軸214旋轉(zhuǎn)地裝在框架202內(nèi)，盒212相當(dāng)于實(shí)施例1中的盒132。單向作用齒輪216安裝在盒內(nèi)與惰輪200軸線相垂直的軸上。和實(shí)施例1中的一樣，該惰輪是一個(gè)同單向作用齒輪216一樣的螺旋齒輪。
環(huán)狀件218和220分別安裝在相對(duì)于惰輪200兩側(cè)的側(cè)板204和206上。環(huán)狀件218和220圍繞軸套196安裝。U型托架22的端部分別固定在環(huán)218和220上，並朝惰輪200的外圍向外延伸。螺旋彈簧224的一端固定在托架222上，另一端固定在銷軸226上，銷軸226穿過單向作用齒輪216，該齒輪可以繞該軸旋轉(zhuǎn)。彈簧224對(duì)單向作用齒輪216施加一旋轉(zhuǎn)力，以限制惰輪200沿反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，如圖7所示。
圖6中展示了三個(gè)等徑傘齒輪，等徑傘齒輪198A和198B與等徑傘齒輪198相同，并分別安裝在軸190和192上。等徑傘齒輪198A和198B分別安裝在軸套196A和196B的端部，每個(gè)軸套都分別可旋轉(zhuǎn)地帶動(dòng)一個(gè)與框架202相同的框架202A和202B。每個(gè)框架202A和202B都分別可旋轉(zhuǎn)地帶動(dòng)盒212A、212B。盒212A裝納一個(gè)單向作用齒輪216A;盒212B裝納一個(gè)單向作用齒輪216B，齒輪216A和216B均與齒輪216相同。
框架202、202A、202B分別具有端板227、227A和227B，端板將側(cè)板204和206連接起來。端板227上有一根向外延伸的銷軸228，端板226A和226B上分別有向外延伸的銷軸228A和228B。連接桿230安裝在銷軸228的一端，並且沿著基本平行于輸入軸16和輸出軸18的方向延伸到擺動(dòng)板，該擺動(dòng)板在圖中沒有示出，實(shí)際上與擺動(dòng)板78相同。類似地，連接桿230A由銷軸228A延伸到擺動(dòng)板，連接桿230B由銷軸228B延伸到擺動(dòng)板。連接桿230A和230B也大體上平行于輸入軸16和輸出軸18的軸線方向，並能像由圖1至圖5中所展示的實(shí)施例中的機(jī)構(gòu)那樣傳遞擺動(dòng)板外緣的運(yùn)動(dòng)。
圖6和圖7所展示實(shí)施例中的各種功能與圖1至圖5中所展示的實(shí)施例中的各種功能大致相同，但圖6和圖7所示的實(shí)施例是通過每個(gè)傘齒輪198傳遞動(dòng)力的，這些傘齒輪各大約轉(zhuǎn)120°角。而且圖6和圖7中所展示的實(shí)施例不允許從動(dòng)軸18相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸16做逆轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)，這是因?yàn)楫?dāng)軸作同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)盒212、212A和212B上的彈簧224、224A和224B總是保持張緊狀態(tài)。
現(xiàn)在參閱圖8至圖13，說明有關(guān)本發(fā)明更進(jìn)一步的實(shí)施例(下文中還有關(guān)于本實(shí)施例更詳細(xì)的描述)?？烧{(diào)液力變矩器包括一個(gè)正向運(yùn)動(dòng)的低速齒輪和一個(gè)正向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪，通過該液力變矩器可以有效地獲得連續(xù)變化的輸出軸轉(zhuǎn)速對(duì)輸入軸轉(zhuǎn)速的速比，該速比限定在由該特定的低速齒輪所限定的極限值和由直接驅(qū)動(dòng)所獲得的一對(duì)一的速比之間。現(xiàn)在參閱圖8、圖9，可見可調(diào)液力變矩器300包括機(jī)殼301(在該圖的例子中機(jī)殼包含端板303和305)、圓環(huán)形機(jī)殼構(gòu)件307和309以及將機(jī)殼301分割成齒輪室313和液力腔315的隔板311，以上介紹的組成機(jī)殼的構(gòu)件通過外圓周上間隔分布的螺栓317(從圖8能清楚地看出)連結(jié)成一體，螺栓穿過平板303、圓環(huán)形機(jī)殼構(gòu)件307、隔板311、圓環(huán)形機(jī)殼構(gòu)件309和板305。
由圖8可見，輸入軸321穿過板303、液力腔315、隔板311而進(jìn)入齒輪室313，在齒輪室313內(nèi)輸入軸321與驅(qū)動(dòng)齒輪323用鍵連接。為此軸321上有一段直徑變細(xì)的區(qū)段325，驅(qū)動(dòng)齒輪323就安裝在該部位上，在它們之間有一鍵327以保證驅(qū)動(dòng)齒輪323與軸剛性連接。在軸321上變細(xì)的區(qū)段325以外，還有一段更細(xì)的部分329，它的作用下面作介紹。
進(jìn)一步參閱圖8，從動(dòng)軸331安裝在機(jī)殼301內(nèi)并延伸穿過端板305進(jìn)入齒輪室313。從動(dòng)軸331端部有一凹孔333，它的直徑做成可支承地與驅(qū)動(dòng)軸321的更細(xì)段329相配合。這里搞清以下一點(diǎn)是非常重要的，即更細(xì)段329與凹孔333只是構(gòu)成軸承關(guān)系，而不是使驅(qū)動(dòng)軸321通過更細(xì)段329驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸331。參閱圖8可見，從動(dòng)齒輪335通過鍵337固定在從動(dòng)軸331上。為了使驅(qū)動(dòng)齒輪323驅(qū)動(dòng)從動(dòng)齒輪335，在齒輪室313內(nèi)采用了一個(gè)組合齒輪339。組合齒輪組339旋轉(zhuǎn)地安裝在軸341上，該軸的一端插入端板305上的凹孔343內(nèi)，另一端插入隔板311上的凹孔345內(nèi)。組合齒輪339包括一個(gè)大齒輪347和一個(gè)小齒輪349，其中大齒輪347與驅(qū)動(dòng)齒輪323相嚙合，小齒輪349與從動(dòng)齒輪335相嚙合。因而，在液力變矩器300的一定操作條件下，在輸入軸321和輸出軸331之間通過驅(qū)動(dòng)齒輪323、大齒輪347、小齒輪349、從動(dòng)齒輪335以及從動(dòng)軸331組成一個(gè)正的低速比齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在此所述的操作條件將在下文中作更詳盡的介紹。
現(xiàn)在參閱圖8、圖9，可見輸入軸321通過鍵351與轉(zhuǎn)子350相固接。由圖9更能清楚看出，轉(zhuǎn)子350包括若干沿半徑方向向內(nèi)凹進(jìn)的凹槽353，每個(gè)凹槽內(nèi)都有一個(gè)棘爪355可沿凹槽滑動(dòng)。每個(gè)凹槽353內(nèi)都有一個(gè)銷軸357，每個(gè)棘爪355內(nèi)也有一個(gè)銷軸359。一張緊彈簧361安裝于銷軸357和359之間，該彈簧總是趨向于把每個(gè)棘爪355拉向凹槽353的表面363。見圖9，每個(gè)棘爪355包括一個(gè)最外表面365，該表面由前沿367與后沿369限定。
再參考圖9，圓環(huán)形構(gòu)件307被加工成如圖示的一些表面371，這些表面被表面373所分離。表面371與轉(zhuǎn)子350的圓柱形表面375限定了腔377，該腔內(nèi)充滿了液力流體379。以下措施對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯然的，即構(gòu)件307上的表面373與轉(zhuǎn)子350的外圓柱表面375之間的接觸，能夠在轉(zhuǎn)子350旋轉(zhuǎn)時(shí)阻止各單腔377內(nèi)的流體379進(jìn)入另外一腔。因此，流體379在每個(gè)腔377內(nèi)可以看作是靜態(tài)的。
見圖10、圖11，以下將介紹與上述相類似的制動(dòng)器，它在連接液力變矩器300方向起作用。先見圖10，變矩器300帶有輸入軸321和輸出軸331，在端板305上帶有圓筒形延伸構(gòu)件381，構(gòu)件381穿過制動(dòng)機(jī)構(gòu)400的機(jī)殼401，並與之構(gòu)成軸承關(guān)系。如圖所示，制動(dòng)器400的機(jī)殼401內(nèi)裝有一螺旋齒輪403，該齒輪通過鍵405固定在構(gòu)件381上。這樣，變矩器300可以相對(duì)于機(jī)殼401旋轉(zhuǎn)，但又能被制動(dòng)器上的螺旋齒輪403所制動(dòng)。
現(xiàn)在參閱圖11，可看出銷軸407旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)殼401內(nèi)的載架409上。載架409的旋轉(zhuǎn)由手柄411控制，載架409的一端413通過彎形桿417和連接件415與上述手柄相連，彎形桿417的一端427穿過載架409的端部413上的孔伸出，伸出的長(zhǎng)度可由螺母419調(diào)整。載架409的另一端421上具有一開孔，該孔保證了端部421能沿軸423作上下運(yùn)動(dòng)，軸423上還繞有一壓縮彈簧425。從圖11看出，彈簧425總趨于使載架409按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但此趨勢(shì)又為桿417上的螺母419所限制。
再參見圖11，螺桿或螺旋齒輪429安裝在載架409的鞍形架431上。本發(fā)明的制動(dòng)器400的實(shí)際操作如下當(dāng)手柄411在圖11中實(shí)線位置時(shí)，齒輪403和429完全對(duì)齊，此時(shí)螺旋齒輪403可沿正反兩個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn);當(dāng)手柄411移動(dòng)到與上述執(zhí)行動(dòng)作相反的位置上時(shí)(如圖中以點(diǎn)劃線所示的位置)，此時(shí)螺母419對(duì)載架409的作用力消除，使得彈簧425能向下推動(dòng)載架409的一端421，從而使載架409繞軸407旋轉(zhuǎn)，這樣螺旋齒輪429便相對(duì)于螺旋齒輪403一側(cè)傾斜，特別是載架409的旋轉(zhuǎn)將使得螺旋齒輪403軸的安裝中心以及螺桿429軸的安裝中心之間距離小于螺旋齒輪403和429的節(jié)圓直徑總和的一半。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種特定的關(guān)系存在時(shí)，螺旋齒輪403能夠作與驅(qū)動(dòng)軸321方向相同的自由旋轉(zhuǎn)，但不能沿相反方向旋轉(zhuǎn)。相反地當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄411從圖中點(diǎn)劃線位置移開時(shí)，螺母419將克服彈簧425的反力而推壓載架409向下轉(zhuǎn)動(dòng)，直到螺旋齒輪403和429對(duì)齊，此時(shí)齒輪403可以沿兩方向中任一方向旋轉(zhuǎn)。再進(jìn)一步解釋，當(dāng)螺旋齒輪安裝在圖11中所示的橫軸上時(shí)，如果兩軸中心距小于齒輪403和齒輪429節(jié)圓直徑總和的一半，相嚙合的齒頂與齒根之間的靜壓將會(huì)抵消掉相嚙合的齒面間的徑向壓力。此靜壓將趨向于鎖緊齒輪，而徑向壓力將趨向于使齒輪副旋轉(zhuǎn)，它們是相互關(guān)聯(lián)的。
當(dāng)齒輪429的軸安裝在浮動(dòng)鞍形架431中，而鞍形架431又安裝在平行于軸331的軸407中，倘若軸407的中心與軸331的中心保持一個(gè)合適的空間位置，那么只要軸331與齒輪429的安裝軸之間相互垂直關(guān)系保持不變，齒輪431就能沿正、反任一方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)浮動(dòng)鞍形架431從垂直平面上移開時(shí)，齒輪429將只能在一方向作自由旋轉(zhuǎn)，而在另一方向上則被鎖緊，該方向的確定取決于鞍形架431向哪一方向傾斜。當(dāng)齒輪403從大于90°角的一側(cè)和齒輪429進(jìn)入嚙合時(shí)，兩齒輪則會(huì)因徑向壓力的作用而自由旋轉(zhuǎn)，但當(dāng)上述角度小于90°時(shí)，齒輪副則因靜壓而鎖緊。
參考圖8至圖11，現(xiàn)在將介紹本發(fā)明中液力變矩器300以及與它相連接的單向制動(dòng)器400。作為出發(fā)點(diǎn)，先假設(shè)動(dòng)力源與輸入軸321相連接，以便能使輸入軸321旋轉(zhuǎn)，并假設(shè)輸出軸331通過差速機(jī)構(gòu)與車輛的輪子連接，使車輛由上述動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)，作為例子，制動(dòng)器400不進(jìn)入嚙合，此時(shí)手柄411的位置如圖11中的實(shí)線所示。在這種情況下，軸321作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸331將被固定，並且框架301將作與軸321相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，這是由于組合齒輪339將圍繞靜止的輸出齒輪335以及銷軸341作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸341將組合齒輪339連到框架301上，並且將組合齒輪339圍繞輸出齒輪335的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給框架301。如圖10所示，端板305的延伸構(gòu)件381將隨框架旋轉(zhuǎn)，並使得齒輪403作與框架301同方向但與軸321轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在車輛駕駛員將手柄411移到如圖11所示虛線位置上。正如以前所描述的那樣，手柄的移動(dòng)將會(huì)使螺桿或螺旋齒輪429傾斜，由此來保證只允許齒輪403正方向運(yùn)動(dòng)而不能向相反方向旋轉(zhuǎn)。這樣，手柄移動(dòng)到點(diǎn)劃線位置上，便可阻止上述框架301作反向旋轉(zhuǎn)，從而使輸出軸331與輸入軸321同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)齒輪323、組合齒輪339及輸出齒輪335而傳動(dòng)的。這樣，輸出軸331將會(huì)相對(duì)于輸入軸321以一定的速度旋轉(zhuǎn)，該速度是由上述齒輪323、347、349和335所確定的齒輪傳動(dòng)比所決定的。開始階段，框架301將保持靜止，由于制動(dòng)器400的作用而阻止逆轉(zhuǎn)，在開始時(shí)不沿輸入軸321的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)，以下還有解釋。
正如以上所描述的那樣，棘爪355從腔353內(nèi)沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)可以由彈簧361的彈簧常數(shù)以及棘爪355的重量所控制，后者通過影響離心力的大小而起作用。于是通過恰當(dāng)選擇棘爪的重量以及彈簧剛度，或更進(jìn)一步通過設(shè)計(jì)腔377的特定形狀以及棘爪355的偏心程度，可以使液力變矩器300的功率曲線適應(yīng)特定的應(yīng)用場(chǎng)合。
由于制動(dòng)器400的作用，以及輸入軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)輸出軸331，驅(qū)動(dòng)軸321也使轉(zhuǎn)子350旋轉(zhuǎn)。開始階段，轉(zhuǎn)子350的轉(zhuǎn)速還很小，以致棘爪355在彈簧361拉緊力的作用下還完全處于凹槽353內(nèi)。隨著驅(qū)動(dòng)軸321和轉(zhuǎn)子350的轉(zhuǎn)速的增加，在輸入軸321的加速度曲線的某點(diǎn)上，施加在棘爪355上的離心力將足以克服彈簧361所產(chǎn)生的反力。在這點(diǎn)上棘爪355開始向外移動(dòng)，在輸入軸321加速度曲線上加速度更大些的點(diǎn)上，當(dāng)轉(zhuǎn)子350在腔377中旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上相應(yīng)的棘爪355的邊緣369將開始伸入腔377中。此時(shí)，棘爪355上的邊緣369與相應(yīng)的腔377上的外壁371將會(huì)形成一個(gè)稍緊的開口，該開口將在形成腔377的轉(zhuǎn)子350和圓環(huán)形構(gòu)件307之間造成力的不平衡，正是由于這個(gè)不平衡力引起了整個(gè)框架301沿與輸入軸321和輸出軸331轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同方向的輕微旋轉(zhuǎn)?？蚣?01的輕微旋轉(zhuǎn)將會(huì)使輸出軸331與輸入軸321之間的傳動(dòng)比稍有下降，這是因?yàn)榭蚣?01通過銷軸341將帶動(dòng)組合齒輪339繞輸出齒輪335作圓周運(yùn)動(dòng)。這樣，輸入軸321每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)引起框架301的輕微轉(zhuǎn)動(dòng)，也就會(huì)使輸出軸331的轉(zhuǎn)速比框架301靜止不動(dòng)情況下的轉(zhuǎn)速稍有增加。
當(dāng)轉(zhuǎn)子350轉(zhuǎn)速增加，隨著更多的棘爪355的邊緣369進(jìn)一步向腔377內(nèi)延伸，壓力不均勻的效果會(huì)進(jìn)一步增加，並使框架301的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加。隨著每個(gè)棘爪355從轉(zhuǎn)子350向外延伸的程度稍有增加，從輸入軸321向輸出軸331傳動(dòng)的傳動(dòng)比就會(huì)隨之下降，例如，當(dāng)框架301靜止不動(dòng)時(shí)，初始的齒輪傳動(dòng)比是當(dāng)輸出軸331每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，輸入軸321轉(zhuǎn)六轉(zhuǎn)，而框架301的初始微量的旋轉(zhuǎn)就會(huì)使速比下降，輸出軸331每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)于輸入軸321轉(zhuǎn)五轉(zhuǎn)，也就是相當(dāng)于輸入軸321轉(zhuǎn)六轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸就會(huì)轉(zhuǎn)1.2轉(zhuǎn)。進(jìn)一步增加輸入軸321的轉(zhuǎn)速時(shí)，棘爪355將會(huì)從各相應(yīng)的凹槽353中進(jìn)一步向外伸出，此時(shí)框架301旋轉(zhuǎn)得更快一些，而傳動(dòng)比將達(dá)到對(duì)于輸入軸321每轉(zhuǎn)四轉(zhuǎn)，輸出軸331就會(huì)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，也就是輸入軸321每轉(zhuǎn)六轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)輸出軸就能轉(zhuǎn)1.5轉(zhuǎn)。當(dāng)輸入軸321的轉(zhuǎn)速增加到某一足夠高的程度時(shí)，則能使作用于棘爪355上的離心力大到足以使棘爪接觸到腔377的最遠(yuǎn)的壁面371。此時(shí)，流體379被密封滯留在各個(gè)腔377內(nèi)，因此轉(zhuǎn)子350和框架301通過圓環(huán)形構(gòu)件307被連鎖在一起運(yùn)動(dòng)，因此，由于銷軸341與組合齒輪339的相互作用，輸出軸331亦被限定成必須與框架301一起運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)棘爪355接觸到表面371時(shí)，液力變矩器300將出現(xiàn)由輸入軸321直接驅(qū)動(dòng)輸出軸331的工況。
當(dāng)輸入軸321和輸出軸331之間的傳動(dòng)處于這種直接驅(qū)動(dòng)工況時(shí)，如果此時(shí)軸331上增加了附加載荷以致于不能使輸出軸與輸入軸以1比1的速比傳動(dòng)時(shí)，這種情況在腔377中能通過輸出軸331、齒輪335、組合齒輪339以及銷軸341作用在框架301上的力所感受到。這種對(duì)負(fù)載的感受實(shí)際上是由作用在棘爪355的表面365上的液體379反應(yīng)出的，從而將邊緣369稍稍從壁371上移開直到框架301相對(duì)于輸出軸331的轉(zhuǎn)速稍有下降為止?？蚣?01相對(duì)于輸出軸331轉(zhuǎn)速的下降，將導(dǎo)致比先前獲得的直接驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)比更大的齒輪傳動(dòng)比。當(dāng)載荷增加時(shí)，從棘爪355的邊緣369到側(cè)壁371之間的距離也稍有增加，由此使液力變矩器300自動(dòng)地增加其速比以達(dá)到合適的量值，從而保證輸入軸321能通過變矩器300驅(qū)動(dòng)負(fù)載。由此可見，變矩器300包括一個(gè)預(yù)定的低值直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比和一個(gè)預(yù)定的高值齒輪傳動(dòng)比，以及通過棘爪355、流體379和腔377的側(cè)壁相互作用而在此范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的無級(jí)調(diào)速比。
圖12是帶有棘爪355、355a和355b的轉(zhuǎn)子350的簡(jiǎn)圖。棘爪355同圖9中的棘爪355相同，而棘爪355a和355b與以上介紹的與流體379相作用的棘爪結(jié)構(gòu)稍有不同。圖12中包含了幾種可以用來替換棘爪355的方式，這些棘爪的端部不同，由于這些工藝結(jié)構(gòu)上的不同，便可獲得變矩器300的不同的功率曲線，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
現(xiàn)參閱圖13，可見本發(fā)明的變矩器300可以若干個(gè)串接在一起使用，它的傳動(dòng)比等于這幾個(gè)傳動(dòng)比的乘積。例如，如果每個(gè)變矩器300都有一個(gè)低值齒輪傳動(dòng)比4比1和一個(gè)高值齒輪傳動(dòng)比1比1，兩個(gè)變矩器串接使用后，便可獲得從16比1到1比1的齒輪傳動(dòng)比。見圖13，變矩器300′具有一個(gè)輸入軸321′和輸出軸331′，而軸331′又包含變矩器300的輸入軸321。見圖10，變矩器300上的端板305上的延伸構(gòu)件381被固定在制動(dòng)器400的螺旋齒輪403上，記住這一點(diǎn)則圖13中的實(shí)施例的操作便一目了然了。當(dāng)變矩器300′中的輸入軸321′按正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)也構(gòu)成變矩器300輸入軸321的輸出軸331′將以取決于特定傳動(dòng)比的較慢的速度旋轉(zhuǎn)，這里所說特定傳動(dòng)比是由變矩器300′內(nèi)的各齒輪所確定的。變矩器300的軸331′、321將以取決于變矩器300特定傳動(dòng)比的更慢些的速度驅(qū)動(dòng)輸出軸331。例如，如果兩變矩器300′和300所選定的齒輪傳動(dòng)比均為4∶1，那么每當(dāng)輸入軸321′轉(zhuǎn)16轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸331轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。當(dāng)制動(dòng)器400脫離，框架301′和301將作與各自的軸321′和321相反方向的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)制動(dòng)器400嚙合時(shí)，這些向反方向旋轉(zhuǎn)的框架301′和301將被制動(dòng)，同時(shí)，輸出軸331將按取決于變矩器300′和300各自傳動(dòng)比的傳動(dòng)比朝與輸入軸321′的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)軸321′加速超過一定轉(zhuǎn)速后，棘爪355′克服各自的彈簧361所產(chǎn)生的張緊力開始從各自的凹槽中向外伸出。在這種情況下，由于上述壓力差的作用，框架301′將開始以較慢的速度旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與輸入軸321′的轉(zhuǎn)向相同。這樣，隨著輸出軸331′的轉(zhuǎn)速開始接近輸入軸321′的轉(zhuǎn)速，輸入軸321′與輸出軸331′之間的齒輪傳動(dòng)比將開始下降。由于輸出軸331′也是變矩器300的輸入軸321，這樣將引起轉(zhuǎn)子350轉(zhuǎn)速的增加，直到某一速度點(diǎn)使得棘爪355開始從各自的凹槽353中向外伸出。一旦這種情況發(fā)生，變矩器300的傳動(dòng)比將開始下降，而進(jìn)一步使輸入軸321到輸出軸331之間的傳動(dòng)比下降。應(yīng)注意到，輸出軸331的轉(zhuǎn)速既受變矩器300′傳動(dòng)比變化的影響又受變矩器300傳動(dòng)比變化的影響，于是由于二者的共同作用，圖13中的裝置將比單獨(dú)使用一個(gè)變矩器時(shí)有更大的傳動(dòng)比范圍。在圖13中所示裝置的例子中，假設(shè)每個(gè)變矩器從輸入軸向輸出軸的傳動(dòng)比最小為4比1，最大為1比1，則圖13裝置將在16∶1與1比1之間有無限多個(gè)傳動(dòng)比，該傳動(dòng)比的變化曲線取決于以上所闡述的各參數(shù)，也就是棘爪355、355′上的表面365、365′的形狀、各腔377和377′的形狀、各彈簧361、361′的彈簧常數(shù)以及各棘爪355和355′的重量。這樣，更多的變矩器串接在一起，由于它們傳動(dòng)比的相乘，可以獲得非常低的傳動(dòng)比，因此該裝置可用在比如軍用坦克、大型推土機(jī)等車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中。
現(xiàn)參閱圖14進(jìn)一步介紹本發(fā)明實(shí)施例中另一個(gè)改進(jìn)的液力變矩器。該裝置中特征與圖8和圖13中所述裝置一樣的那些部件用帶雙撇號(hào)的標(biāo)號(hào)表示。改進(jìn)的變矩器300″如圖14所示，在結(jié)構(gòu)上與圖8中改進(jìn)的變矩器300一致，不同之處僅在于對(duì)輸入軸321″、轉(zhuǎn)子350″以及凹槽353″作了一些修改?，F(xiàn)參閱圖14，沿輸入軸321″的軸線方向開了一條液流通道330，在通道的端部大致上沿軸321″的半徑方向又有一些輸出通道332。每個(gè)通道332都與轉(zhuǎn)子350″上的相應(yīng)通道334相連通，于是每個(gè)通道334使通道330與轉(zhuǎn)子內(nèi)的各個(gè)凹槽353″之間液流連通。在通道330的另一端，大致沿軸321″的徑向開了幾條與通道330液流相連通的通道336。軸承338套接在通道336所形成的開口上，軸321″在軸承338內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在軸承338內(nèi)有一圓形腔340，其作用一方面與每個(gè)通道336液流連通，另一方面通過軸承孔342與外部通道344相連接，通道344通過泵348和供給及排放控制閥352與儲(chǔ)液箱346相連通。控制閥352使得液體從儲(chǔ)液箱346通過通道344供向圓形腔340，并將從圓形通道340逆流回的液體通過通道354送入箱346。如有必要，控制裝置356(可以采用微機(jī)或其他類型的計(jì)算機(jī))可被用于控制泵348和閥352的動(dòng)作，以此來控制變矩器300″的工作。為此，需要裝設(shè)一條連接控制裝置356與泵348的控制線358以及一條連接裝置356與閥352的控制線362。
如有必要，圖14中的實(shí)施例可以與圖8中實(shí)施例有相同的工作情況，此時(shí)只需將閥352置于使腔340中的流體能流回箱346的位置即可，在這種情況下，流體的壓力對(duì)棘爪355″不發(fā)生作用。然而，如果需要控制棘爪355″相對(duì)于腔377″的相對(duì)位置，以此來改變變矩器300″的扭矩傳動(dòng)曲線，此時(shí)控制裝置356可以使閥352保持使儲(chǔ)液箱346和圓形腔340相連通，同時(shí)使泵348按預(yù)定的壓力從儲(chǔ)液箱346向外供液，該預(yù)定壓力取決于圓腔340的執(zhí)行特性。當(dāng)閥352開啟並且泵348運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流體從儲(chǔ)液箱346內(nèi)流出，流經(jīng)通道344進(jìn)入圓形腔340、進(jìn)入軸內(nèi)通道336、330和332，最后流入各凹槽353″。當(dāng)棘爪355″背部的壓力增加時(shí)，棘爪將沿徑向從轉(zhuǎn)子350″向外移動(dòng)，該動(dòng)作與旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)。于是，控制裝置356可用程序控制對(duì)凹槽353″加壓並使壓力達(dá)到可使棘爪355″進(jìn)入某一位置的程度，該位置相應(yīng)于預(yù)定傳動(dòng)比的量值，因此改進(jìn)的變矩器300″的傳動(dòng)比是可控的，並且與輸入軸321″的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)做許多改變。例如，通常的單向滾子離合器或環(huán)形離合器可用來代替本發(fā)明所展示的單向齒輪制動(dòng)器80、80A、80B和80C，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的部分優(yōu)點(diǎn);也可以按上述那樣將更多的變矩器300、300′、300″等串接在一起使用;還可以用等徑傘齒輪代替組合齒輪339而毫不影響使用功能。如果需要，改進(jìn)的變矩器300還可以不帶本發(fā)明中的單向制動(dòng)器400，在這種模式中可以將制動(dòng)卡箍安裝在包圍框架301的位置上，制動(dòng)卡箍可以通過摩擦接觸限制框架301的旋轉(zhuǎn)，該變矩器將能提供由各齒輪相互作用確定的各種傳動(dòng)比。當(dāng)需要直接傳動(dòng)並且輸入軸321轉(zhuǎn)速足夠高時(shí)，此時(shí)制動(dòng)卡箍將完全釋放開以允許框架301以與輸入軸321和輸出軸331相同的速度旋轉(zhuǎn)?？梢蕴峁┛刂蒲b置用來探測(cè)棘爪355上的表面365與腔377內(nèi)表面371的接觸情況，根據(jù)其響應(yīng)來釋放制動(dòng)卡箍以避免動(dòng)力裝置失速。
權(quán)利要求
1.一種單向作用齒輪，其特征是包括有一根軸，一塊帶有開孔并以該孔支撐在軸上的板，一安裝在軸上并相對(duì)于板旋轉(zhuǎn)的第一螺旋齒輪，一個(gè)面對(duì)第一螺旋齒輪通過樞軸安裝在板上的框架，該框架可圍繞一根平行于軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，一安裝在框架上的銷軸，它與框架的樞軸線成正交并與上述的樞軸線有間距，此銷軸設(shè)置在與軸正交，并與第一螺旋齒輪中心平面橫切的平面內(nèi)，第二螺旋齒輪以軸頸支撐在銷軸上，并與第一螺旋齒輪外周部相嚙合，以及一個(gè)與框架連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它使框架相對(duì)于板在樞軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的單向作用齒輪，其特征是，框架安裝于桿上，而桿轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在板上，樞軸機(jī)構(gòu)包括一彈簧鋼板條，其一端固定在桿上，還包括一個(gè)輪子，它相對(duì)于第一螺旋齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)固定位置上，此輪子帶有一棘爪，用來按輪子的第一轉(zhuǎn)向與板條的某一側(cè)相嚙合，而輪子反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪與板條的另一側(cè)相嚙合。
3.一種單向制動(dòng)器，其特征是包括有a)一個(gè)制動(dòng)器殼體;b)安裝于上述殼體內(nèi)的第一軸裝置，它用來旋轉(zhuǎn)支撐其上安裝的第一螺旋齒輪;c)安裝于上述殼體內(nèi)的第二軸裝置，它基本上與上述第一軸裝置相平行;d)安裝于上述第二軸裝置上的載架裝置，用來在第二軸上轉(zhuǎn)動(dòng);e)裝大上述載架上的第三軸裝置，它基本上與上述第一軸和第二軸裝置正交;f)在上述第三軸裝置上旋轉(zhuǎn)安裝的第二螺旋齒輪，它與上述第一螺旋齒輪的外周部相嚙合;及g)與上述載架裝置連接的推動(dòng)裝置，用來操縱上述載架圍繞上述第二軸裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，當(dāng)上述載架裝置轉(zhuǎn)動(dòng)至某一位置，上述螺旋齒輪副的輪齒相互間基本上對(duì)齊時(shí)，上述第一螺旋齒輪可沿正向或反向中的任一方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)上述載架裝置轉(zhuǎn)動(dòng)至另外位置，此時(shí)上述螺旋齒輪副的輪齒相互間發(fā)生錯(cuò)位而不再對(duì)齊時(shí)，使上述第一螺旋齒輪受到制約，僅能朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的制動(dòng)器，其特征是還包括上述殼體內(nèi)的偏壓裝置，用來使上述載架裝置有沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的傾向，上述推動(dòng)裝置推動(dòng)力的作用方向與上述偏壓作用方向相反，
5.如權(quán)利要求3所述的制動(dòng)器，其特征是所述第一軸裝置與上述第一螺旋齒輪以鍵連接，從而第一軸裝置的旋轉(zhuǎn)引起第一螺旋齒輪的旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的制動(dòng)器，其特征是所述第一軸裝置從一個(gè)孔中穿過，上述第一軸裝置包括一個(gè)變矩器殼體的一部分，而上述變矩器包括有a)上述變矩器殼體;b)上述殼體內(nèi)的液壓腔;c)上述殼體內(nèi)的齒輪室;d)上述液壓腔內(nèi)的輸入軸;e)上述齒輪室內(nèi)的輸出軸;f)用來使上述輸入軸與輸出軸之間實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接的齒輪裝置，它包括有旋轉(zhuǎn)安裝在與上述殼體固定連接的銷軸裝置上的齒輪件;g)液壓腔內(nèi)與上述輸入軸以鍵固定連接的轉(zhuǎn)子裝置;h)上述輸出軸延伸穿入上述孔中，并可相對(duì)于上述第一軸裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的制動(dòng)器，其特征是變矩器殼體包括a)第一、第二和第三板，上述第一板和第二板之間形成了上述液壓腔，上述第二和第三板之間形成了上述齒輪室，上述銷軸裝置連接上述第二和第三板;b)基本上呈環(huán)狀的第一環(huán)形裝置，它形成了上述液壓腔的外輪廓;c)基本上呈環(huán)狀的第二環(huán)形裝置，它形成了上述齒輪室的外輪廓。
8.如權(quán)利要求7所述的制動(dòng)器，其特征是上述齒輪裝置包括有一組合齒輪，上述齒輪裝置進(jìn)一步還包括a)與上述輸入軸以鍵連接的主動(dòng)齒輪;b)與上述輸出軸以鍵連接的從動(dòng)齒輪;c)上述組合齒輪實(shí)施主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪間的傳動(dòng)聯(lián)系。
9.如權(quán)利要求6所述的制動(dòng)器，其特征是上述轉(zhuǎn)子裝置包括a)多個(gè)在周邊上間隔分布的凹槽，這些凹槽在轉(zhuǎn)子裝置內(nèi)沿徑向延伸，并在轉(zhuǎn)子的周邊上開口;b)裝在每個(gè)凹槽內(nèi)并能在凹槽中滑動(dòng)的棘爪構(gòu)件;c)裝在每個(gè)上述棘爪構(gòu)件以及它的相應(yīng)凹槽之間的拉簧裝置，上述每個(gè)拉簧裝置是用來對(duì)每個(gè)棘爪產(chǎn)生徑向向內(nèi)、并朝向上述輸入軸方向的偏壓。
10.如權(quán)利要求9所述的制動(dòng)器，其特征是多個(gè)變矩器串聯(lián)成組，帶有輸出軸的第一變矩器包括有第二變矩器的輸入軸，第二變矩器包括有上述的第一軸裝置。
11.如權(quán)利要求9所述的制動(dòng)器，其特征是所說的凹槽與上述輸入軸內(nèi)的一條通道流體連通，該通道被有控制地供入液壓流體，從而有控制地推動(dòng)上述凹槽內(nèi)的棘爪構(gòu)件。
全文摘要
一種單向制動(dòng)器，它包括殼體，裝于殼體內(nèi)的第一軸和與之平行的第二軸，裝在第二軸上并可在其上轉(zhuǎn)動(dòng)的載架，裝在載架上并與第一軸和第二軸正交的第三軸，分別旋轉(zhuǎn)裝在第一軸和第三軸上并相互嚙合的第一和第二螺旋齒輪，以及用來使載架繞第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的推動(dòng)裝置。當(dāng)載架轉(zhuǎn)至某一位置時(shí)，兩螺旋齒輪的輪齒對(duì)齊，第一螺旋齒輪可沿正或反任一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)載架轉(zhuǎn)至另一位置時(shí)，兩螺旋齒輪的輪齒錯(cuò)位，第一螺旋齒輪受到制約而只能沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H29/04GK1070250SQ9211153
公開日1993年3月24日 申請(qǐng)日期1992年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月16日
發(fā)明者約翰·H·布萊克墨里 申請(qǐng)人:約翰·H·布萊克墨里