專利名稱：一種自動變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動變速器。
現(xiàn)有的變速器，有的是手動換檔多級齒輪變速箱，有的是離心式自動無級變速器，還有的是塔式鏈輪變速器，它們雖然解決了機械傳動過程中的變速問題，但又存在著各自的缺點，如多級手動齒輪變速箱操作繁瑣，離心式自動無級變速器結構較復雜，且能量損失較大，塔式鏈輪變速器換檔繁瑣易出故障，都給實用帶來不便。
本實用新型的目的在于提供一種自動變速器，它是在機械傳動過程中，根據(jù)負載力矩的大小自動轉換檔位，且基本無能量損失。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，該自動變速器具有主動軸和主動軸上由大到小兩級齒輪、從動軸和從動軸上由小到大兩級齒輪，主動軸和從動軸上兩級齒輪分別對應嚙合在一起，其特殊之處在于主動軸末級齒輪12與主動軸5為鍵連接，其首級齒輪1固定一磁鐵環(huán)機構，內磁鐵環(huán)10通過非磁性物質環(huán)11鍵連接在軸5上，外磁鐵環(huán)4、9為一對對稱的凹形磁鐵環(huán)，二者N極與N極、S極與S極分別對準后用螺絲緊固在一起，然后通過軸承與軸5相連，內外磁鐵環(huán)間有一層薄薄的氣隙，外磁鐵環(huán)外包一層軟磁性材料外殼2、3，外磁鐵環(huán)4、9、軟磁性材料外殼2、3與齒輪1五者用螺絲緊固在一起，軸承側面卡有擋圈6，從動軸首級齒輪7與從動軸8為鍵連接，末級齒輪13通過軸承與棘爪盤16相連，棘爪盤16與軸8為鍵連接，棘爪盤16上裝有棘爪15，齒輪13上固定有棘輪14。
本實用新型由于在主動軸上裝有磁鐵環(huán)機構，在主動軸傳送動力時，若負載力矩小于首級內外磁鐵環(huán)之間所能承受的最大值時，主動軸5便帶動內磁鐵環(huán)10從而帶動外磁鐵環(huán)4和9、齒輪1轉動，通過齒輪1與齒輪7的嚙合傳動帶動從動軸8轉動，由于首級齒輪1和齒輪7間變速比低，故軸8角速度高于齒輪13角速度，棘爪15在棘輪14上打滑，從動軸得到高轉速，當負載力矩增大，超過首級內外磁鐵環(huán)間所能承受的最大值時，首級內外磁鐵環(huán)之間開始出現(xiàn)相對轉動，而主動軸末級齒輪12帶動齒輪13進一步帶動軸8作低速運轉，這樣便實現(xiàn)了自動變速功能。
本實用新型具體結構由以下的實施實例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本實用新型提出的一種自動變速器的剖視圖。
圖2是根據(jù)本實用新型提出的一種自動變速器的另一種裝配方法的剖視圖。
圖3是
圖1、圖2中的A向、B向局部視圖。
圖4是
圖1、圖2中內磁鐵環(huán)的形狀示意圖。
圖5是
圖1、圖2中外磁鐵環(huán)的形狀示意圖。
圖4中17、18分別是內磁鐵環(huán)的S極、N極，圖5中19、20分別是外磁鐵環(huán)的S極、N極。
以下結合附圖詳細說明依據(jù)本實用新型提出的一種變速器的細節(jié)及工作情況該變速器的裝配方法可以是如下順序。
在主動軸5上從左端開始依次套上外殼3、軸承，軸承上連接好外磁鐵環(huán)4，把非磁性物質環(huán)11和內磁鐵環(huán)10固定在一起后再與軸5鍵連接在一起，套上外磁鐵環(huán)9，外磁鐵環(huán)9的S極、N極分別對準外磁鐵環(huán)4的S極、N極后用螺絲將二者固定在一起，然后通過軸承與軸5相連，套上外殼2，套上齒輪1，將外磁鐵環(huán)4、9和外殼3、2及齒輪1五者用螺絲緊固在一起，齒輪1可以用螺絲緊固在外殼2側面如(
圖1)，也可以鍵連接在外殼2外圈如(圖2)，卡上擋圈6，主動軸首級便裝好，最后鍵連接上主動軸末級齒輪12；將從動軸首級齒輪7鍵連接在軸8上，棘爪盤16上裝好棘爪15，齒輪13上固定好棘輪14，棘爪15的固定軸上繞有彈簧，以使棘爪15緊壓在棘輪14的輪齒上，然后將齒輪13和棘爪盤16用軸承連接好，把棘爪盤16鍵連接在軸8上，從動軸末級便裝好；將主動軸和從動軸兩級齒輪對應嚙合好，將主動軸和從動軸兩端分別用軸承固定好，即形成一種兩級自動變速器。
考慮到內外磁鐵環(huán)與軸承、軸之間的相對運動，及主動軸兩級齒輪間轉速的不同，主動軸5、主動軸5上各軸承最好為非磁性材料制成，以減小能量損失；而外殼2、外殼3應為軟磁性材料制成，以最大限度減小漏磁。
該變速器的主動軸5向
圖1中所示方向轉動時，主動軸上首級內磁鐵環(huán)10和末級齒輪12均向此向轉動，通過內外磁鐵環(huán)的相互作用，主動軸上兩級齒輪1、12均產(chǎn)生與軸5轉動方向相同的力矩，這些力矩通過嚙合傳動作用到對應的從動軸兩級齒輪上，當從動軸負載力矩小于主動軸首級內外磁鐵環(huán)間所能承受的最大值時，主動軸首級內磁鐵環(huán)10便帶動外磁鐵環(huán)4和9運轉，進而通過外殼2、齒輪1、齒輪7帶動從動軸8運轉，主動軸末級齒輪雖然也帶動對應的從動軸末級齒輪運轉，但由于從動軸末級齒輪13角速度小于從動軸首級齒輪7的角速度，故從動軸末級棘爪15在棘輪14上打滑，從動軸8得到高轉速。
隨著負載力矩的增大，主動軸首級內外磁鐵環(huán)間開始出現(xiàn)相對轉動，主動軸通過末級齒輪12直接帶動從動軸末級齒輪13運轉，通過棘輪14和棘爪15的相互作用進而帶動軸8運轉，設主動軸首級內外磁鐵環(huán)間最大承受力矩為M，主動軸首級齒輪1半徑為R，末級齒輪12半徑為r，從動軸首級齒輪7半徑為q，末級齒輪13半徑為Q，從動軸負載力矩為L，主動軸輸入力矩為X，則首級內外磁鐵環(huán)的作用力在半周內負作用于主動軸，正作用于負載，此時，末級主動軸齒輪應產(chǎn)生的力矩為(這里假設內外磁鐵環(huán)整個周期作用力大小不變)K＝(L-M*q/R)*r/Q這時，主動軸輸入力矩應為X＝K+M＝(L-M*q/R)*r/Q+M＝(r/Q)*L+M*(1-rq/RQ)首級內外磁鐵環(huán)的作用力在另一半周內正作用于主動軸，負作用于負載，此時末級主動軸齒輪應產(chǎn)生的力矩為K＝(L+M*q/R)*r/Q這時，主動軸輸入力矩為X＝K-M＝(r/Q)*L-M*(1-rq/RQ)故整個周期內主動軸輸入力矩平均值為X＝(r/Q)*L從上式可以看到主動軸首級內外磁鐵環(huán)相互轉動時，主動軸輸入力矩正好等于負載作用在主動軸末級齒輪12上的力矩，若內外磁鐵環(huán)均用硬磁性材料制成，主動軸和主動軸上軸承不被磁化時，相對轉動的磁鐵環(huán)并不消耗能量，所以主動軸末級齒輪傳送力矩時，相當于主動軸首級齒輪“消失”了，此時從動軸得到低轉速、大力矩。當負載力矩一旦減小至主動軸首級磁鐵環(huán)間所能承受的最大值以內，內磁鐵環(huán)立即帶動外磁鐵環(huán)進而帶動從動軸作高速運轉。
本自動變速器適用于各種需要變速的機械裝置中。
權利要求1，一種自動變速器，它具有主動軸、主動軸上由大到小兩級齒輪、從動軸、從動軸上由小到大兩級齒輪，主動軸和從動軸上兩級齒輪分別對應嚙合在一起，其特征在于主動軸末級齒輪(12)與主動軸(5)為鍵連接，首級齒輪(1)上固定一磁鐵環(huán)機構，內磁鐵環(huán)(10)通過軟磁材料環(huán)(11)鍵連接在軸(5)上，外磁鐵環(huán)(4)、(9)為一對對稱的凹形磁鐵環(huán)，二者N極與N極、S極與S極分別對準后用螺絲緊固在一起，內外磁鐵環(huán)之間有一層薄薄的氣隙，外磁鐵環(huán)外包一層軟磁材料外殼(2)、(3)，外磁鐵環(huán)(4)、(9)、軟磁材料外殼(2)、(3)與齒輪(1)五者用螺絲緊固在一起，然后通過軸承與軸(5)相連，軸承側面卡有擋圈(6)，從動軸首級齒輪(7)與從動軸(8)為鍵連接，末級齒輪(13)通過軸承與棘爪盤(16)相連，棘爪盤(16)與軸(8)為鍵連接，棘爪盤(16)上裝有棘爪(15)，齒輪(13)上固定有棘輪(14)。
專利摘要本實用新型公開了一種自動變速器,它是主動軸上由大到小和從動軸上從小到大的兩級齒輪機構,它的特征是主動軸首級齒輪上裝有磁鐵環(huán)機構,從動軸末級齒輪上裝有棘爪棘輪機構,主動軸向特定方向轉動時,若負載力矩小于首級內外磁鐵環(huán)之間所能承受的最大值,主動軸通過內外磁鐵環(huán)的相互作用帶動從動軸作高速運轉,當負載力矩增大時,主動軸通過末級齒輪帶動從動軸作低速運轉,而首級內外磁鐵環(huán)之間作相對轉動,這樣便實現(xiàn)了根據(jù)負載力矩大小自動換檔。
文檔編號F16H49/00GK2278113SQ96216290
公開日1998年4月8日 申請日期1996年7月5日 優(yōu)先權日1996年7月5日
發(fā)明者談偉 申請人:談偉