一种变速箱的齿轮滑动变速的方法与流程

1.本发明涉及变速箱领域，尤其是齿轮通过齿转动和齿槽间滑动，就将不同的齿轮组合产生变速变矩的一种方法。


背景技术：

2.变速箱目前主要应用在汽车行业，是汽车前行传动改变速度的部件。当前变速箱变速方法主要划分为三类：第一类由液力变扭器、行星齿轮、液压变距系统和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的方法，如at变速箱，这类变速箱结构复杂，制造成本高。第二类由一对带v形结构锥形盘轮和钢制皮带组成，通过调节锥形盘轮v形夹角来改变带动钢制皮带转动轮半径大小的变速变矩的方法，如cvt无级变速箱，弱点是传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等等，这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。第三类由离合器、圆柱齿轮、齿轮同步器、轴组成，通过离合器切断输入轴动力时，将不同的齿轮组合产生变速变矩的方法，如手动档mt，自动档amt、dct等，弱点是换档时切断动力传输容易造成顿挫，行驶不平顺。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：提供一种换档变速中动力传输持续，平顺的、能承受大载荷的一种变速变矩的方法。
4.本发明解决其技术问题的解决方案是：一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，应用了原理一：椭圆柱齿轮与圆柱齿轮啮合传动中会改变轴中心矩，原理二：两个啮合中的圆柱齿轮轴中心矩不变条件下，其中一圆柱齿轮绕另一圆柱齿轮做圆周运动，则两个圆柱齿轮始终是啮合状态，原理三：两个啮合中的圆柱齿轮轴中心矩不变条件下，其中一圆柱齿轮通过齿槽在另一长型圆柱齿轮两端做横向滑行，则两个圆柱齿轮始终是啮合状态。结合上面三个应用原理，在传动轴上大圆柱齿轮、类似椭圆柱齿轮、小圆柱齿轮依次紧密串联一起，大圆柱齿轮与类似椭圆柱齿轮的最远端齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐，小圆柱齿轮与类似椭圆柱齿轮的最近端齿的齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐，用位移圆柱齿轮通过啮合小圆柱齿轮的齿槽滑行到类似椭圆柱齿轮的最近端齿槽中，随类似椭圆柱齿轮转动产生变距到类似椭圆柱齿轮最远端齿的齿槽中，位移圆柱齿轮再通过类似椭圆柱齿轮的齿槽滑行到大圆柱齿轮齿槽中，完成变速变距的方法。
5.本发明从上所述的第三类变速变距的方法中，舍弃了离合器、齿轮同步器。在变速变距过程中采用齿轮结构，用位移圆柱齿轮与类似椭圆柱齿轮转动而改变轴中心距，用位移圆柱齿轮通过类似椭圆柱齿轮的最近端齿槽滑行和最远端齿槽滑行实现从小圆柱齿轮啮合到大圆柱齿轮啮合的变速变矩。
6.本发明的有益效果是：位移圆柱齿轮在与小圆柱齿轮啮合，到与大圆柱齿轮啮合
的变矩过程中，都由齿轮通过齿转动和齿槽滑行实现，从而保证了变速变矩过程中动力传输持续，平顺的、同时能承受大载荷的一种变速变矩的方法。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
8.图1为本发明椭圆柱齿轮与圆柱齿轮啮合的传动应用原理一示意图；图2为本发明圆柱齿轮与圆柱齿轮啮合的绕行传动应用原理二示意图；图3为本发明圆柱齿轮与长型圆柱齿轮啮合的齿槽滑行传动应用原理三示意图；图4为本发明变速箱的齿轮滑动变速的方法说明示意图；图5为本发明连接型齿轮件的说明示意图；图中1.椭圆柱齿轮，2.圆柱齿轮，3.轴，4.圆环形轴轨，5.长型圆柱齿轮，6.大圆柱齿轮，7.类似椭圆柱齿轮，8.小圆柱齿轮，9.动力输入轴， 10.位移齿轮轴，11.动力输出轴，12.位移圆柱齿轮，13.长型圆柱齿轮，14.轴轨，15.最远端齿区域，16.最近端齿区域，17.第一齿区域，18.第二齿区域，19.第一圆孤齿区域，20.第二圆孤齿区域，21.连接型齿轮件。
具体实施方式
9.【实施例1】：一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，如图1所示原理一：椭圆柱齿轮1与圆柱齿轮2啮合，轴3中心矩随着椭圆柱齿轮1转动而改变。如图2所示原理二：两个啮合中的圆柱齿轮，轴3中心矩不变条件下，圆柱齿轮2绕另一圆柱齿轮在圆环形轴轨4做圆周转动，转动中两个圆柱齿轮始终是啮合状态。如图3所示原理三：两个啮合中的圆柱齿轮，轴3中心矩不变条件下，圆柱齿轮2在长型圆柱齿轮5的a、b两端齿槽中做横向滑行，滑行中两个圆柱齿轮始终是啮合状态。
10.结合上面三个应用原理如图4所示，在动力输入轴9上，大圆柱齿轮6、类似椭圆柱齿轮7、小圆柱齿轮8依次紧密串联排列固定一起，大圆柱齿轮6跟类似椭圆柱齿轮7的最远端齿区域15中的齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐，小圆柱齿轮8跟类似椭圆柱齿轮7的最近端齿区域16中的齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐。小圆柱齿轮8与位移圆柱齿轮12啮合状态，位移圆柱齿轮12通过轴轨14与动力输出轴11上的长型圆柱齿轮13啮合状态。变速箱的升速：小圆柱齿轮8与位移圆柱齿轮12啮合转动到最近端齿区域16，位移圆柱齿轮12通过齿槽由小圆柱齿轮8滑行到类似椭圆柱齿轮7上（原理三），位移圆柱齿轮12随着类似椭圆柱齿轮7转动而轴中心矩变大（原理一），同时位移圆柱齿轮12在轴轨14上绕长型圆柱齿轮13转动（原理二），转动到最远端齿区域15时，位移圆柱齿轮12通过齿槽由类似椭圆柱齿轮7滑行到大圆柱齿轮6上（原理三），此时位移圆柱齿轮12与大圆柱齿轮6啮合转动,完成变速箱的升速变矩。变速箱的降速：大圆柱齿轮6与位移圆柱齿轮12啮合转动到最远端齿区域15，位移圆柱齿轮12通过齿槽由大圆柱齿轮6滑行到类似椭圆柱齿轮7上（原理三），位移圆柱齿轮12随着类似椭圆柱齿轮7转动
而轴中心矩变小（原理一），同时位移圆柱齿轮12在轴轨14上绕长型圆柱齿轮13转动（原理二），转动到最近端齿区域16时，位移圆柱齿轮12通过齿槽由类似椭圆柱齿轮7滑行到小圆柱齿轮8上（原理三），此时位移圆柱齿轮12与小圆柱齿轮8啮合转动,完成变速箱的降速变矩。
11.【实施例2】：类似椭圆柱齿轮7作为大圆柱齿轮6和小圆柱齿轮8中间的连接型齿轮件，该连接型齿轮件21进一步将结构变型为齿轮区域由四部分组成，如图5所示，第一部分与大圆柱齿轮6有相同齿区域的第一齿区域17、第二部分与小圆柱齿轮8有相同齿区域的第二齿区域18、第三部分将第一齿区域（17）和第二齿区域（18）相连的第一圆孤齿区域19、第四部分将第一齿区域（17）和第二齿区域（18）相连的第二圆孤齿区域20。
12.用位移圆柱齿轮12通过啮合小圆柱齿轮8的齿槽滑行到该连接型齿轮件21的第二齿区域18的齿槽中，随着该连接型齿轮件21转动产生变距到第一齿区域17中，位移圆柱齿轮12再通过该连接型齿轮件21第一齿区域17的齿槽滑行到大圆柱齿轮6齿槽中，完成了从小圆柱齿轮8啮合到大圆柱齿轮6啮合的变速变距的方法。
13.以上对本发明的技术原理及实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，其特征在于：在动力输入轴（9）上，大圆柱齿轮（6）、类似椭圆柱齿轮（7）、小圆柱齿轮（8）依次紧密串联排列固定一起，大圆柱齿轮（6）跟类似椭圆柱齿轮（7）的最远端齿区域（15）中的齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐，小圆柱齿轮（8）跟类似椭圆柱齿轮（7）的最近端齿区域（16）中的齿根圆半径、齿顶圆半径、分度圆半径、齿高、齿顶高、齿根高、齿槽宽、齿距、齿厚相关参数一致且并排对齐，小圆柱齿轮（8）与位移圆柱齿轮（12）啮合状态，位移圆柱齿轮（12）通过轴轨（14）与动力输出轴（11）上的长型圆柱齿轮（13）啮合状态；用位移圆柱齿轮（12）通过啮合小圆柱齿轮（8）的齿槽滑行到类似椭圆齿轮（7）的最近端齿区域（16）的齿槽中，随着类似椭圆齿轮（7）转动产生变距到最远端齿区域（15）的齿槽中，位移圆柱齿轮（12）再通过类似椭圆齿轮（7）最远端齿区域（15）的齿槽滑行到大圆柱齿轮（6）齿槽中，完成变速变距的方法。2.根据权利要求1所述的一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，其特征在于：所述的动力输入轴（9）上根据现实中变速变矩需要，至少串联二个圆柱齿轮，且圆柱齿轮之间串联类似椭圆柱齿轮（7）并紧密排列固定一起。3.根据权利要求1或2所述的一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，其特征在于：所述的类似椭圆柱齿轮（7）作为大圆柱齿轮（6）和小圆柱齿轮（8）中间的连接型齿轮件，该连接型齿轮件（21）进一步将结构变型为齿轮区域由四部分组成，第一部分与大圆柱齿轮（6）有相同齿区域的第一齿区域（17）、第二部分与小圆柱齿轮（8）有相同齿区域的第二齿区域（18）、第三部分将第一齿区域（17）和第二齿区域（18）相连的第一圆孤齿区域（19）、第四部分将第一齿区域（17）和第二齿区域（18）相连的第二圆孤齿区域（20）。

技术总结
本发明公开了一种变速箱的齿轮滑动变速的方法，该方法用位移圆柱齿轮通过与啮合小圆柱齿轮的齿槽，滑行到类似椭圆柱齿轮的最近端齿区域的齿槽中，随着类似椭圆柱齿轮转动产生变距到最远端齿区域的齿槽中，位移圆柱齿轮再通过类似椭圆柱齿轮最远端齿区域的齿槽滑行到大圆柱齿轮齿槽中，完成变速变距，这样就实现了换档、调速的功能。由于本发明整个变速变矩过程都采用了齿转动和齿槽滑行，实现了在变距中动力传输持续，平顺的、同时能承受大载荷的一种变速变矩的方法，本发明方法用于变速箱的换档、调速、变矩。变矩。变矩。


技术研发人员：吕业强
受保护的技术使用者：吕业强
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/9/22