[发明专利]一种多档位自动变速器

权利要求书

1.一种多档位自动变速器，包括外壳(1)、蜗杆(2)、第四锥齿轮(3)、蜗轮(4)、中心轴(5)、中心齿轮(6)、内齿圈(7)、行星齿轮(8)、行星架(9)、输出轴(10)、螺纹杆(11)、电机(12)、第三锥齿轮(13)、第二齿轮塔(14)、第一齿轮塔(15)、第二锥齿轮(16)、第一锥齿轮(17)、输入轴(18)、滑动架(19)、第一保持杆(20)、从动齿轮(21)、从动副齿轮(21.1)、第二保持杆(22)、传动齿轮(22.1)、驱动齿轮(23)、驱动副齿轮(23.1)、密封盖(24)、保持片(25)、电推杆(26)，其特征在于：外壳(1)是支撑主体，输入轴(18)与外壳(1)构成转动副，并通过第一锥齿轮(17)和第二锥齿轮(16)驱动第一齿轮塔(15)旋转，第一齿轮塔(15)通过由滑动架(19)、第一保持杆(20)、从动齿轮(21)、从动副齿轮(21.1)、第二保持杆(22)、传动齿轮(22.1)、驱动齿轮(23)、驱动副齿轮(23.1)、保持片(25)构成的传动装置驱动第二齿轮塔(14)旋转，第二齿轮塔(14)通过第三锥齿轮(13)驱动第四锥齿轮(3)和蜗杆(2)转动，蜗杆(2)驱动蜗轮(4)、中心轴(5)和中心齿轮(6)转动，中心齿轮(6)通过三个行星齿轮(8)和行星架(9)驱动输出轴(10)转动，电推杆(26)用于控制第一齿轮塔(15)与第二齿轮塔(14)之间传动的通断，电机(12)安装于密封盖(24)上，并通过旋转螺纹杆(11)改变滑动架(19)的位置，从而实现输入轴(18)与输出轴(10)之间的档位变换。

2.根据权利要求1所述的一种多档位自动变速器，其特征在于：所述的外壳(1)是变速器的支撑主体，其内部两侧壁倾斜设置有四条导轨，密封盖(24)通过螺钉紧固安装于外壳(1)左侧，输入轴(18)安装于外壳(1)上侧并通过三个轴承与外壳(1)构成转动副，第一锥齿轮(17)与输入轴(18)下端同轴紧固连接，中心轴(5)安装于外壳(1)内部并通过两个轴承与外壳(1)构成转动副，蜗轮(4)与中心轴(5)左端同轴紧固连接，中心齿轮(6)与中心轴(5)右端同轴紧固连接，蜗杆(2)水平安装于外壳(1)内部并构成转动副，蜗杆(2)与蜗轮(4)构成蜗轮蜗杆传动，第四锥齿轮(3)与蜗杆(2)左端同轴紧固连接，内齿圈(7)固定安装于外壳(1)内部，输出轴(10)通过两个轴承与外壳(1)右端构成转动副，行星架(9)与输出轴(10)左端同轴紧固连接，行星架(9)左侧周向均布设有三个短轴，每个短轴上均转动安装有一个行星齿轮(8)，三个行星齿轮(8)安装于中心齿轮(6)和内齿圈(7)之间，并与后两者均构成齿轮啮合关系，从而中心齿轮(6)、内齿圈(7)、行星架(9)和三个行星齿轮(8)构成行星轮系；

所述的第一齿轮塔(15)上设有五层齿轮结构，五层齿轮结构的分度圆直径成等差数列并构成五个档位，第一齿轮塔(15)安装于外壳(1)内部并构成转动副，且大端向左小端向右，第二锥齿轮(16)与第一齿轮塔(15)左端同轴紧固连接，第二锥齿轮(16)与第一锥齿轮(17)构成齿轮啮合传动，第二齿轮塔(14)上设有的五层齿轮结构的参数与第一齿轮塔(15)上的五层齿轮结构相同，第二齿轮塔(14)安装于外壳(1)内部并构成转动副，且大端向右小端向左，第二齿轮塔(14)位于第一齿轮塔(15)上方，且两者的中心轴线相互平行，第三锥齿轮(13)与第二齿轮塔(14)右端同轴紧固连接，第三锥齿轮(13)与第四锥齿轮(3)构成齿轮啮合传动；

滑动架(19)安装于外壳(1)内部，滑动架(19)左端设有的两个滑块结构和右端设有的两个滑块结构分别与外壳(1)内部两侧壁的四条导轨配合安装，使滑动架(19)与外壳(1)构成移动副，滑动架(19)靠近左端位置设置有螺纹孔(19.1)，靠近其中间位置设有圆孔(19.2)和长槽孔(19.3)，第二保持杆(22)安装于圆孔(19.2)内构成转动副，两个传动齿轮(22.1)分别同轴紧固安装于第二保持杆(22)两端，第一保持杆(20)可在长槽孔(19.3)内滑动，驱动齿轮(23)位于第一保持杆(20)和第二保持杆(22)之间下侧，两个驱动副齿轮(23.1)分别同轴紧固安装于驱动齿轮(23)两端，驱动齿轮(23)两端通过两个保持片(25)与第一保持杆(20)转动连接，并且驱动齿轮(23)两端还通过两个保持片(25)与第二保持杆(22)转动连接，使驱动副齿轮(23.1)始终与传动齿轮(22.1)啮合，从动齿轮(21)位于第一保持杆(20)和第二保持杆(22)之间上侧，两个从动副齿轮(21.1)分别同轴紧固安装于从动齿轮(21)两端，从动齿轮(21)两端通过两个保持片(25)与第一保持杆(20)转动连接，并且从动齿轮(21)两端还通过两个保持片(25)与第二保持杆(22)转动连接，使从动副齿轮(21.1)始终与传动齿轮(22.1)啮合；

电机(12)后端通过螺钉紧固安装于密封盖(24)右侧，电机(12)的输出轴与螺纹杆(11)紧固连接，螺纹杆(11)与螺纹孔(19.1)配合安装构成螺纹传动，电机(12)通过驱动螺纹杆(11)转动以改变滑动架(19)的档位位置，电推杆(26)左端与第一保持杆(20)构成转动副，电推杆(26)右端与滑动架(19)右端固定连接；

初始状态时，电推杆(26)伸长并推动第一保持杆(20)在长槽孔(19.3)内向左滑动，在八个保持片(25)的推力作用下，驱动齿轮(23)向下移动并与第一齿轮塔(15)的一个齿轮啮合，从动齿轮(21)向上移动并与第二齿轮塔(14)上相对应的一个齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的一种多档位自动变速器，其特征在于：来自发动机或电动机的动力驱动输入轴(18)转动后，第一锥齿轮(17)通过第二锥齿轮(16)驱动第一齿轮塔(15)转动，第一齿轮塔(15)通过齿轮啮合关系使驱动齿轮(23)和驱动副齿轮(23.1)转动，驱动副齿轮(23.1)通过与传动齿轮(22.1)、从动副齿轮(21.1)之间的齿轮啮合关系，驱动从动副齿轮(21.1)和从动齿轮(21)转动，从动齿轮(21)通过与第二齿轮塔(14)上齿轮的啮合关系，驱动第二齿轮塔(14)和第三锥齿轮(13)转动，第三锥齿轮(13)驱动第四锥齿轮(3)和蜗杆(2)转动，蜗杆(2)驱动蜗轮(4)、中心轴(5)和中心齿轮(6)转动，中心齿轮(6)通过内齿圈(7)、行星架(9)和三个行星齿轮(8)构成的行星轮系驱动输出轴(10)转动，输出轴(10)再将动力传递至车轮或其他执行机构；

由于蜗轮蜗杆传动结构具有自锁的功能，使动力只能从输入轴(18)传递至输出轴(10)而不能逆向传递，从而使变速器具有止逆功能，有利于在斜坡上稳定驻车，也能防止坡起时溜车的状况；

当需要变换档位时，首先电推杆(26)收缩并拉动第一保持杆(20)向右移动，在八个保持片(25)的拉力作用下，驱动齿轮(23)向上移动并与第一齿轮塔(15)上的齿轮脱离啮合，从动齿轮(21)向下移动并与第二齿轮塔(14)上的齿轮脱离啮合，之后电机(12)通过螺纹杆(11)使滑动架(19)移动至合适的档位后，电推杆(26)伸长并推动第一保持杆(20)向左移动，在八个保持片(25)的推力作用下，驱动齿轮(23)向下移动并与第一齿轮塔(15)上的对应齿轮啮合，从动齿轮(21)向上移动并与第二齿轮塔(14)上的对应齿轮啮合，从而完成换档动作；左端档位传动比最小，适用于高速行驶，右端档位传动比最大，适用于低速行驶。