一种机械变速装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种机械变速装置，属于机械变速设备技术领域。


背景技术：

2.变速装置在机械中应用十分广泛，尤其在燃油汽车上不可或缺；现在的机械变速装置，从类型上分有以下五种：手动变速，自动变速，手自一体变速，无级变速，双离合变速；它们各有优缺点，拿缺点来说，手动变速操作复杂；手自一体变速的使用维修费用高；无级变速的加速感差，扭矩小；双离合变速稳定性差，制造成本高，体积大，自重沉；在现有的变速方式下，采用齿轮滑动或者钢带轮大小变化的方法，难以克服上述缺陷，必须采用新的变速方式，才能做出更优秀的机械变速装置，为此申请人做了长期的研究。


技术实现要素：

3.本实用新型公开了一种机械变速装置，其特征在于：包括变速系统、主动齿轮系统、从动齿轮系统；所述的变速系统安装在主动齿轮系统的主动轴空心内，在信息处理模块的指令下，电动机带动丝杆左右转动时，丝杆上的滑块总成做相应的上下移动，滑块总成的顶力球顶住齿销，齿销伸出齿销口与主动齿轮内齿啮合，这时主动轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动从动轴转动；当顶力球离开齿销后，齿销在弹簧的作用下脱离主动齿轮内齿，退回齿销口中，这时主动轴与主动齿轮的连接断开；主动齿轮系统的主动轴和从动齿轮系统的从动轴用轴承安装在变速箱外壳上，封闭在变速箱内。
4.所述的变速系统，包括滑道杆、丝杆、滑块总成、动力及操作机构；其特征在于：所述的滑道杆为空心管，一端有轴承柱，管壁上均匀的开出四条滑道，滑道在滑道杆另一端豁开，滑块总成由此插入，滑道的长度应对齿销孔全覆盖，让滑块总成能到达指定的档位，宽度应让滑道插件在其中既可自由滑动又不松旷；滑道杆的一端有轴承柱三，轴承柱三套入轴承五后，伸进主动轴的空心中，并向下直至把轴承五安放在轴承座三中，滑道杆的另一端，从外壳上的滑道杆通孔穿过，盖紧滑道杆封头，封头的结构可以固定滑道杆形状，其竖条插入滑道，帽檐扣住滑道杆头，使滑道杆不会变形；用螺钉把封头紧固在滑道杆固定板上的丝孔五上，情况需要的话，可用焊接加固。
5.所述的丝杆是带有足够长度螺纹的直杆，两端都有轴承柱，滑块总成的丝杆螺纹孔旋入丝杆后，可随丝杆左右转动而上下滑动；丝杆一端的轴承柱四，套入一个锥轴承一，把滑道杆封头拔下后，把丝杆从滑道杆口伸入滑道杆底部，让锥轴承一进入锥轴承座一中，丝杆的另一端高出封头，把封头帽拧下来，把滑道杆封头套入丝杆安装在固定板上，把锥轴承二套入丝杆轴承柱五上，锥轴承二可进入封头帽内，把封头帽扭紧在封头螺丝口上；这时，丝杆在滑道杆中既可以自由顺畅转动，又不会松旷，丝杆两端的锥轴承安装时粗头相对；伞齿轮二用键安装在丝杆头上，丝杆头和伞齿轮内圈都有键槽。
6.所述的滑块总成，包括滑块、锥轴承三、滑块螺帽、顶力球；滑块是中空圆柱体，中
心有丝杆螺纹孔，丝杆螺纹孔外围均匀分布多条与滑道数量、规格相适应的滑道插件，滑道插件把滑块内外圈连为一体，滑道插件可顺利插入滑道杆的滑道，在滑道中顺畅滑动又不松旷；滑块的一端有轴承台，把锥轴承三安装在滑块上抵住轴承台的位置，把顶力球套入滑块，让锥轴承三进入轴承座，把锥轴承四装进轴承座二，把滑块螺帽在滑块螺丝上拧紧，使顶力球既不晃动又可顺畅转动；两个锥轴承安装时细端相对，分别承受滑块移动时带来的压力，顶力球用耐磨坚韧的材料制作，为防止故障，情况需要时，滑块螺帽可加焊接固定。
7.所述的动力及操作系统，包括电动机、变速器、信息处理模块、电池盒；电动机用螺钉把固定角三固定在外壳内壁上，电动机输出轴伸过外壳夹壁，用键把伞齿轮一固定在键槽二内，夹壁孔加轴承；伞齿轮一与伞齿轮二啮合度适合要求；变速器用螺钉通过固定角二安装在外壳内壁上，变速器旋杆穿过外壳，用螺钉通过螺孔，把变速旋钮固定在旋杆扁头上；旋钮可转动选择多个变速档位，信息处理模块根据旋钮的选择，命令电动机转动带动丝杆转动，让滑块总成移动到指定的齿销，并让顶力球顶出齿销；齿销头与主动齿轮内齿啮合后，电动机停止转动、保持不动状态，直到下一个选择指令下达；电池盒内装有充电电池组，可通过充电口充电，给电动机和变速器、信息处理模块供电；电池盒门上有旋锁，用螺钉通过固定角一把电池盒固定在外壳内壁上。
8.所述的主动齿轮系统：包括主动轴、齿销套、主动齿轮、齿销；其特征在于：主动轴是中空的管，两头都用轴承安装在外壳上，把轴承一和轴承二分别套入轴承柱一和轴承柱二上，把轴承一安装进轴承座一上，把外壳板上的轴承座二对准轴承二压下，把轴承二装进轴承座二上；主动轴上有等距离的圆形齿销孔，齿销套上有与齿销孔相对应的齿销口，齿销头可在齿销口中伸缩，齿销套可以压住弹簧；为了方便安装，齿销套设计为两个半圆，半圆之间留有焊接缝，用焊接的办法把齿销套固定在主动轴上。
9.所述的主动齿轮，按要求设计出多个由小到大的齿轮，每个齿轮对应一个档位，每个齿轮都有内齿，也有外齿，外齿与从动齿轮对接，内齿与齿销头对接，在齿轮的两个平面上围绕中心各有一个轴承座，分别各安装一个轴承，把安装好轴承的齿轮，根据设计距离装入主动轴上的齿销套上，把内齿对准齿销口，每一个齿轮都用套垫抵住轴承内圈，保持齿轮间距稳定不变。
10.所述的齿销采用坚韧耐磨材料制作，齿销是一体件，包括压力头、弹簧顶盘、齿销身、齿销头和压力头钢珠；齿销的长度不应突出齿销口，也不应短于齿销口，应与齿销口持平，长于齿销口会与齿轮内齿打齿，短了则行程不够，齿销应既可在齿销口中顺畅滑动又不松旷；齿销的安装方法是：把弹簧套入齿销，把压力头伸进齿销孔内，并让弹簧顶盘靠在内口上，压力头伸出齿销孔内口外，把齿销套上的齿销口对齐齿销孔，套进齿销头，压住弹簧，固定好后把齿销套焊接在主动轴上，焊接后打磨光滑，有利于主动齿轮的安装；压力头钢珠可转动。
11.所述的从动齿轮系统，包括从动轴、从动齿轮、变向齿轮；其特征在于：从动轴是实心杆，两头都有轴承台，用以抵住轴承内圈，从动轴上有键槽三，把轴承六套入轴承柱，抵在轴承台上，把从动轴穿过外壳上的轴承座五内孔，把轴承六固定在轴承座五中，从动轴的另一端，把轴承七套入轴承柱六上，内圈抵住轴承台，把外壳板上的轴承座内孔对准轴承柱六压下来，把轴承七固定在轴承座六中，这时从动轴可以通过轴承自由转动。
12.所述的从动齿轮，数量应与主动齿轮相同，每个从动齿轮与相对应的主动齿轮应
按档位要求设计出相应的齿轮比；从动齿轮按档位序列分大小安装，每一个从动齿轮都用单向轴承安装在从动轴上，用键在键槽三中加固，单向轴承在前进档齿轮中向前进方向做功，倒车档位的单向轴承向后退方向做功，每一个齿轮之间，用规格合适的套垫抵住轴承内圈，以保持齿轮位置不变。
13.所述的变向齿轮，安装在倒车齿轮和对应的主动齿轮之间，把轴承九安装在固定轴上，再把轴承九固定在变向齿轮中，固定轴一端装上套垫一穿过外壳，拧紧螺帽，另一端装上套垫二，把变向齿轮支架上的孔对准固定轴压进去，拧紧螺帽，再把变向齿轮支架另一端用螺钉固定在外壳直角面上，为防止故障，必要时变向齿轮支架可用焊接加固。
14.机件安装完成后，外壳应完全封闭；所述的一种机械变速装置的润滑，如果用在低速设备上，可用润滑油脂润滑，如果用在高速设备上，可改进齿轮箱的密封条件，利用润滑油润滑。用在高速设备上的时候，应该把所有部件的规格及安装方法作适应高速要求的改进。
15.把变速旋钮调到空档时，滑块总成上的顶力球不与任何齿销接触，这时主动轴转动时，主动齿轮和从动齿轮均不转动，调到一档时，顶力球压住一档的齿销压力头，齿销头伸出齿销口，啮合在一档的主动齿轮内齿上，这时主动轴转动带动主动齿轮、从动齿轮、从动轴转动，完成功能传递，其他档位的转换与此相同。
16.燃油车换档必须使用离合器，人力车和电动机车不用离合器，可在动力输入停止后直接换挡，变速结构的电动机和信息处理模块，不但具有准确性和快速性，而且具有灵敏的多次重复进档功能，即如果一次换档受阻，立即进行第二次换档动作，直至换档成功；齿销头与主动齿轮内齿做成极易啮合的圆尖形，保证了不会产生对头阻力的情况，可顺畅的进行换档变速。
17.本文对现有技术的安装方法，在陈述上做了一定程度上的省略。
18.本实用新型的优点在于：
19.1.取消了现有变速装置齿轮滑移和钢带轮大小变化的变速方式，节省了大量零部件和空间，因此做到了体积小、重量轻、非机动车也可使用。
20.2.档位多，适应性强。
21.3.强度大，承载力高。
22.4.操作简单，节省燃料。
23.5.稳定性好，加速感优良。
24.6.故障率低，制造和使用成本低。
附图说明：
25.图1.一种机械变速装置总体结构示意图
26.图2.动力轴结构及安装示意图
27.图3.齿销套结构及安装示意图
28.图4.主动齿轮结构及安装示意图
29.图5齿销结构及安装示意图
30.图6.滑道杆结构及安装示意图
31.图7.丝杆结构及安装示意图
32.图8.滑块总成结构及安装示意图
33.图9.变速系统安装层次平面示意图
34.图10.动力及操作机构安装示意图
35.图11.从动齿轮系统结构及安装示意图
36.附图标记：
37.1.主动轴 2.主动齿轮系统 3.外壳 4.变速系统 5.丝杆 6.伞齿轮组 7.电动机 8.变速旋钮 9.变速器 10.信息处理模块 11.电池盒 12.从动轴 13.从动齿轮系统 14.轴承座一 15.滑道杆固定板 16.轴承一 17.主动齿轮 18.内齿 19.齿销孔 20.齿销口 21.齿销套 22.封头螺丝口 23.伞齿轮二 24.弹簧 25.齿销头 26.齿销身 27.弹簧顶盘 28.压力头 29.齿销 30.轴承柱一 31.轴承柱二 32.滑道 33.滑道杆 34.锥轴承一 35.锥轴承座一 36.从动齿轮 37.封头帽 38.伞齿轮一 39.键槽一 40.滑道杆封头 41.滑块 42.顶力球 43.滑块螺帽 44.丝杆螺纹孔 45.滑块螺丝 46.滑道插件 47.轴承台 48.充电口 49.轴承柱三 50.轴承柱四 51.扁头 52.旋杆 53.固定角一 54.旋锁 55.螺孔一 56.电动机输出轴 57.单向轴承 58.变向齿轮 59.变向齿轮支架 60.钢珠 61.焊接缝 62.滑道杆通孔 63.滑块总成 64.螺帽 65.固定轴 67.套垫一 68.轴承二 69.轴承三 70.轴承四 71.轴承五 72.轴承座五 73.轴承座二 74.轴承座三 75.轴承座四 76.轴承柱五 77.轴承座六 78.锥轴承二 79.锥轴承三 80.锥轴承四 81.锥轴承座二 82.键槽二 83.键槽三 84.固定角二 85.固定角三 86.螺孔二 87.螺孔三 88.螺孔四 89.螺孔五 90.轴承六 91.轴承七 92.轴承八 93.轴承九 94.轴承柱六 95.倒车齿轮 96.套垫二
具体实施方式：
38.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
39.本实用新型公开了一种机械变速装置，其特征在于：包括变速系统4、主动齿轮系统2、从动齿轮系统13(见图1)；所述的变速系统4安装在主动齿轮系统2的主动轴1空心内，在信息处理器模块10的指令下，电动机7带动丝杆5左右转动时，丝杆5上的滑块总成63做相应的上下移动，滑块总成63的顶力球42顶住齿销29，齿销29伸出齿销口20与主动齿轮内齿18啮合，这时主动轴1转动带动主动齿轮17转动，主动齿轮17带动从动齿轮36转动，从动齿轮36带动从动轴12转动；当顶力球42离开齿销29后，齿销29在弹簧24的作用下脱离主动齿轮内齿18，退回齿销口20中，这时主动轴1与主动齿轮17的连接断开；主动齿轮系统2的主动轴1和从动齿轮系统13的从动轴12用轴承安装在变速箱外壳3上，封闭在变速箱内。
40.所述的变速系统，包括滑道杆33、丝杆5、滑块总成63、动力及操作机构(见图6、图7、图8、图9、图10)；其特征在于：所述的滑道杆33为空心管，管壁上均匀的开出四条滑道32，滑道32在滑道杆33另一端豁开，滑块总成63由此插入；滑道32的长度应对齿销孔19全覆盖，让滑块总成63能到达指定的档位，宽度应让滑道插件46在其中既可自由滑动又不松旷；滑道杆33的一端有轴承柱三49，轴承柱三49套入轴承五71后，伸进主动轴1的空心中，并向下直至把轴承五71安放在轴承座三74中，滑道杆33的另一端，从外壳3上的滑道杆通孔62穿过，盖紧滑道杆封头40，封头40的结构可以固定滑道杆33形状，其竖条插入滑道32，帽檐扣住滑道杆33头，使滑道杆33不会变形；用螺钉把封头40紧固在滑道杆固定板15上的丝孔五
89上，情况需要的话，可用焊接加固。
41.所述的丝杆5是带有足够长度螺纹的直杆，丝杆5两头都有安装轴承的轴承柱；滑块总成63的丝杆螺纹孔44旋入丝杆5后，可随丝杆5左右转动而上下滑动；丝杆5一端的轴承柱四50，套入一个锥轴承一34，把滑道杆封头40拔下后，把丝杆5从滑道杆33口伸入滑道杆33底部，让锥轴承一34进入锥轴承座一35中，丝杆5的另一端高出封头40，把封头帽37拧下来，把滑道杆封头40套入丝杆5安装在固定板15上，把锥轴承二78套入丝杆轴承柱五76上，锥轴承二78可以进入封头帽37内并被抵住，把封头帽37扭紧在封头螺丝口22上；这时，丝杆5在滑道杆33中既可以自由顺畅转动，又不会松旷，丝杆5两端的锥轴承安装时粗头相对，伞齿轮二23用键安装在丝杆5头上，丝杆头和伞齿轮内圈都有键槽。
42.所述的滑块总成63，包括滑块41、锥轴承三79、滑块螺帽43、顶力球42；滑块41是中空圆柱体，中心有丝杆螺纹孔44，丝杆螺纹孔44外围均匀分布四条滑道插件46，四条滑道插件46把滑块41内外圈连为一体，四条滑道插件46可顺利插入滑道杆33的四条滑道32，在滑道32中顺畅滑动又不松旷；滑块41的一端有轴承台47，把锥轴承三79安装在滑块41上抵住轴承台47的位置，把顶力球42套入滑块41，让锥轴承三79进入轴承座，把锥轴承四80装进轴承座二81，把滑块螺帽43在滑块螺丝45上拧紧，使顶力球42既不晃动又可顺畅转动；两个锥轴承细端相对，分别承受滑块41移动时带来的压力，顶力球42用耐磨坚韧的材料制作，为防止故障，情况需要时，滑块螺帽43可加焊接固定。
43.所述的动力及操作系统，包括电动机7、变速器9、信息处理模块10、电池盒11；电动机7用螺钉把固定角三85固定在外壳3内壁上，电动机7输出轴56伸过外壳3的夹壁，用键把伞齿轮一38固定在键槽二82内，夹壁孔加轴承；伞齿轮一38与伞齿轮二23啮合度适合要求；变速器9用螺钉通过固定角二84安装在外壳3内壁上，变速器旋杆52穿过外壳3，用螺钉通过螺孔一55，把变速旋钮8固定在旋杆扁头51上；旋钮8可转动选择多个变速档位，信息处理模10块根据旋钮8的选择，命令电动机7转动带动丝杆5转动，让滑块总成63移动到指定的齿销29，并让顶力球42顶出齿销29；齿销头25与主动齿轮内齿18啮合后，电动机7停止转动、保持不动状态，直到下一个选择指令下达；电池盒11内装有充电电池组，可通过充电口48充电，给电动机7和变速器9、信息处理模块10供电；电池盒11门上有旋锁54，用螺钉通过固定角一53把电池盒11固定在外壳3内壁上。
44.所述的主动齿轮系统：包括主动轴1、齿销套21、主动齿轮17、齿销29(见图2、图3、图4、图5)；其特征在于：主动轴1是中空的管，两头都用轴承安装在外壳3上，把轴承一16和轴承二68分别套入轴承柱一30和轴承柱二31上，把轴承一16安装进轴承座一14上，把外壳板上的轴承座二73对准轴承二68压下，把轴承二68装进轴承座二73上，主动轴1上有等距离的圆形齿销孔19；齿销套21上有与齿销孔19相对应的齿销口20，齿销头25可在齿销口20中伸缩，齿销套21可以压住弹簧24；为了方便安装，齿销套21设计为两个半圆，半圆之间留有焊接缝61，用焊接的办法把齿销套21固定在主动轴1上。
45.所述的主动齿轮17，按要求设计出多个由小到大的齿轮，每个齿轮对应一个档位，每个齿轮都有内齿18，也有外齿，外齿与从动齿轮36对接，内齿18与齿销头25对接，在齿轮的两个平面上围绕中心各有一个轴承座，分别各安装一个轴承，把安装好轴承的齿轮，根据设计距离装入主动轴1的齿销套21上，把内齿18对准齿销口20，每一个齿轮都用套垫抵住轴承内圈，保持齿轮间距稳定不变。
46.所述的齿销29采用坚韧耐磨材料制作，齿销29是一体件，包括压力头28、弹簧顶盘27、齿销身26、齿销头25和压力头钢珠60；齿销29的长度不应突出齿销口20，也不应短于齿销口20，应与齿销口20持平，长于齿销口20会与齿轮内齿18打齿，短了则行程不够，齿销29应既可在齿销口20中顺畅滑动又不松旷；齿销29的安装方法是：把弹簧24套入齿销29，把压力头28伸进齿销孔19内，并让弹簧顶盘27靠在内口上，压力头伸出齿销孔19内口外，把齿销套21上的齿销口20对齐齿销孔19，套进齿销头25，压住弹簧24，固定好后把齿销套21在焊接缝61焊接在主动轴1上，焊接后打磨光滑，有利于主动齿轮17的安装；压力头钢珠60可转动。
47.所述的从动齿轮系统，包括从动轴12、从动齿轮36、变向齿轮58(见图11)；其特征在于：从动轴12是实心杆，两头都有轴承台，用以抵住轴承内圈，从动轴12上有键槽三83，把轴承六90套入轴承柱，抵在轴承台上，把从动轴12穿过外壳上的轴承座五72内孔，把轴承六90固定在轴承座五72中，从动轴12的另一端，把轴承七91套入轴承柱六94上，内圈抵住轴承台，把外壳3板上的轴承座内孔对准轴承柱六94压下来，把轴承七91固定在轴承座六77中，这时从动轴12可以通过轴承自由转动。
48.所述的从动齿轮36，数量应与主动齿轮17相同，每个从动齿轮36与相对应的主动齿轮17应按档位要求设计出相应的齿轮比；从动齿轮36按档位序列分大小安装，每一个从动齿轮36都用单向轴承57安装在从动轴12上，用键在键槽三83中加固，单向轴承57在前进档齿轮中向前进方向做功，倒车档位的单向轴承57向后退方向做功，每一个齿轮之间，用规格合适的套垫抵住轴承内圈，以保持齿轮位置不变。
49.所述的变向齿轮58，安装在倒车齿轮95和对应的主动齿轮17之间，把轴承九93安装在固定轴65上，再把轴承九93固定在变向齿轮58中，固定轴65一端装上套垫一67穿过外壳3，拧紧螺帽64，另一端装上套垫二96，把变向齿轮支架59上的孔对准固定轴65压进去，拧紧螺帽64，再把变向齿轮支架59另一端用螺钉固定在外壳3直角面上，为防止故障，必要时变向齿轮支架59可用焊接加固。
50.机件安装完成后，外壳3应完全封闭；所述的一种机械变速装置的润滑，如果用在低速设备上，可用润滑油脂润滑，如果用在高速设备上，可改进齿轮箱的密封条件，利用润滑油润滑。用在高速设备上的时候，应该把所有部件的规格及安装方法作适应高速要求的改进。
51.把变速旋钮8调到空档时，滑块总成63上的顶力球42不与任何齿销29接触，这时主动轴1转动时，主动齿轮17和从动齿轮36均不转动，调到一档时，顶力球42压住一档的齿销压力头28，齿销头25伸出齿销口20，啮合在一档的主动齿轮内齿18上，这时主动轴1转动带动主动齿轮17、从动齿轮36、从动轴12转动，完成功能传递，顶力球42也随着功能传递的全过程转动；其他档位的转换与此相同。
52.燃油车换档必须使用离合器，人力车和电动机车不用离合器，可在动力输入停止后直接换挡，变速结构的电动机7和信息处理模块10，不但具有准确性和快速性，而且具有灵敏的多次重复进档功能，即如果一次换档受阻，立即进行第二次换档动作，直至换档成功；齿销头25与主动齿轮内齿18做成极易啮合的圆尖形，保证了不会产生对头阻力的情况，可顺畅的进行换档变速。
53.本文对现有技术的安装方法，在陈述上做了一定程度上的省略。
54.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是在本实
用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。