本發(fā)明屬于變速器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多單元共線傳動的變速器。

背景技術(shù)：

火車的重量很大，行駛中的火車具有很大的動能，剎車時為了能夠保證順利剎停，火車剎車通過空氣控制空氣剎車機構(gòu)對火車進(jìn)行氣剎，整個行駛的動能完全被浪費掉，關(guān)于剎車時火車動能的回收目前常采用的技術(shù)是通過發(fā)電機回收電能，可是火車動能之大，為了充分回收動能就需要很大程度通過變速箱提高發(fā)電機的輸入轉(zhuǎn)速，可能需要將火車轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速提高10-20倍甚至更多，可是變速箱的傳動比很大時要求整個機構(gòu)非常大，加上潤滑整個結(jié)構(gòu)將會非常復(fù)雜，其成本將會很高，如果在每節(jié)車廂上安裝，將是一筆不小的費用，所以發(fā)明一種小尺寸大傳動比的變速器將是很有必要的。

本發(fā)明設(shè)計一種多單元共線傳動的變速器解決如上問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明公開一種多單元共線傳動的變速器，它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種多單元共線傳動的變速器，其特征在于：它包括輸入軸、輸入軸套、輸入軸套支撐、固定桿、施壓彈簧端蓋、施壓彈簧、固定頭、動力圓板、傳動單元、滑軸、控制彈簧、輸出軸、輸入軸伸縮外殼、第一導(dǎo)塊、第一導(dǎo)槽、滑軸導(dǎo)軌、輸出軸套、輸出軸套支撐，其中輸入軸套通過輸入軸套支撐安裝在固定桿上，輸入軸安裝在輸入軸套中，施壓彈簧端蓋安裝在輸入軸上，兩個第一導(dǎo)塊對稱地安裝在輸入軸一端的外緣面上；輸入軸伸縮外殼內(nèi)部對稱的開有兩個第一導(dǎo)槽，通過兩個第一導(dǎo)槽與第一導(dǎo)塊的配合安裝在輸入軸上，動力圓板安裝在輸入軸伸縮外殼一端，施壓彈簧安裝在輸入軸和輸入軸伸縮外殼上，且兩端分別與施壓彈簧端蓋和動力圓板連接；滑軸上對稱安裝有兩根滑軸導(dǎo)軌，滑軸兩端分別通過一個固定頭安裝在固定桿兩端，滑軸上依次等距地安裝有四個傳動單元，在滑軸上四個傳動單元之間各安裝有一個控制彈簧；輸出軸套通過輸出軸套支撐安裝在固定桿上，輸出軸安裝在輸出軸套中；動力圓板通過四個傳動單元驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動。

上述傳動單元包括切換滑環(huán)、內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)、內(nèi)環(huán)齒端面、內(nèi)環(huán)齒、滑齒、第一卡環(huán)、第二卡環(huán)、往復(fù)彈簧、第二導(dǎo)塊、傳動軸、第二導(dǎo)槽、傳動軸伸縮外殼、傳動圓板、內(nèi)環(huán)齒支撐、內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)、中間齒、中間齒轉(zhuǎn)環(huán)、中間齒支撐、中間齒轉(zhuǎn)軸、切換支撐、切換卡環(huán)、滑環(huán)導(dǎo)槽，其中內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)安裝在內(nèi)環(huán)齒側(cè)面且內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)與內(nèi)環(huán)齒同心，內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)安裝在內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)中，內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)通過內(nèi)環(huán)齒支撐安裝在固定桿上；第一卡環(huán)和第二卡環(huán)依次安裝在傳動軸上，兩個第二導(dǎo)塊對稱地安裝在傳動軸一端，滑齒安裝在傳動軸上，在傳動軸的第一卡環(huán)和第二卡環(huán)之間安裝有切換卡環(huán)，切換卡環(huán)通過切換支撐安裝有切換滑環(huán)，切換滑環(huán)內(nèi)部對稱地開有兩個滑環(huán)導(dǎo)槽，切換滑環(huán)通過兩個滑環(huán)導(dǎo)槽與兩個滑軸導(dǎo)軌的配合而安裝在滑軸上，傳動軸還穿過內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)內(nèi)孔，滑齒位于內(nèi)環(huán)齒內(nèi)部，傳動軸伸縮外殼內(nèi)部對稱的開有兩個第二導(dǎo)槽，通過兩個第二導(dǎo)槽與第二導(dǎo)塊的配合安裝在傳動軸上，傳動圓板安裝在傳動軸伸縮外殼一端，往復(fù)彈簧安裝在傳動軸和傳動軸伸縮外殼上，且兩端分別與第二卡環(huán)和傳動圓板連接；中間齒轉(zhuǎn)軸安裝在中間齒轉(zhuǎn)環(huán)中，中間齒轉(zhuǎn)環(huán)通過中間齒支撐安裝在固定桿上，中間齒安裝在中間齒轉(zhuǎn)軸上，中間齒與內(nèi)環(huán)齒內(nèi)齒和滑齒均嚙合。

上述動力圓板與其最近的傳動單元的傳動軸一端接觸摩擦，兩個傳動單元之間，前一個傳動單元的傳動圓板與后一個傳動單元的傳動軸一端接觸摩擦，最后一個傳動單元傳動圓板與輸出軸一端接觸摩擦，控制彈簧安裝在相鄰傳動單元的切換滑環(huán)之間。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述施壓彈簧為壓縮彈簧。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述控制彈簧為壓縮彈簧。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述與輸入軸最近的傳動單元中的切換滑環(huán)上還安裝有切換塊。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述輸入軸伸縮外殼和傳動軸伸縮外殼上均安裝有限位環(huán)。

相對于傳統(tǒng)的變速器技術(shù)，本發(fā)明中輸入軸通過輸入軸套安裝在固定桿上，輸入軸作為主動軸將能量傳動到輸入軸伸縮外殼上，一方面通過第一導(dǎo)塊和第一導(dǎo)槽的配合輸入軸伸縮外殼隨著輸入軸旋轉(zhuǎn)，另一方面輸入軸伸縮外殼可以在輸入軸上沿著輸入軸軸線移動，施壓彈簧起到維持輸入軸伸縮外殼相對于輸入軸的相對位置的作用，另外起到在圓板與后部傳動軸之間保持所需的預(yù)緊力的作用。傳動單元中一個內(nèi)環(huán)齒通過中間齒與滑齒嚙合，切換滑環(huán)、切換支撐和切換卡環(huán)可以沿著滑軸移動，同時通過第一卡環(huán)和第二卡環(huán)帶動傳動軸沿著滑軸移動，當(dāng)傳動軸一端從內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)中伸出時，前方的圓板將會通過摩擦帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，此時傳動軸與前方圓板的轉(zhuǎn)速相同，傳動軸伸縮外殼同樣是靠往復(fù)彈簧施壓于傳動軸，使其之間保持一定的壓力；通過控制切換滑環(huán)的移動能夠使傳動軸不伸出內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)，此時前方的圓板將會與內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)端面接觸摩擦，進(jìn)而驅(qū)動內(nèi)環(huán)齒，內(nèi)環(huán)齒通過中間齒驅(qū)動滑齒轉(zhuǎn)動，滑齒帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，但此時傳動軸與前方圓板的轉(zhuǎn)速發(fā)生了變化，傳動軸的速度提高了，實現(xiàn)了變速目的；另外四個傳動單元初始狀態(tài)中傳動軸伸出內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)的長度是不一樣的，目的是保證每個傳動單元的傳動的變化是依次變化。本發(fā)明中設(shè)計了四個傳動單元，傳動單元之間為串聯(lián)關(guān)系，因此可以獲得較高的傳動比。每個傳動單元之間均可以通過控制切換滑環(huán)控制兩個相鄰的傳動單元之間的傳動轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到累計變速和獲得較高的傳動比的目的?？刂茝椈傻淖饔迷谟谀軌蚩刂扑膫€傳動單元的切換滑環(huán)之間的相互位置，當(dāng)?shù)谝粋€切換滑環(huán)運動一定的幅度后，剩下的切換滑環(huán)會做出相應(yīng)原先已經(jīng)設(shè)置好的運動幅度，有了控制彈簧就能通過僅控制一個切換滑環(huán)的移動控制整個變速器的變速，所以在其中一個切換滑環(huán)上安裝切換塊，通過控制切換塊來控制變速器。

附圖說明

圖1是整體部件分布示意圖。

圖2是整體部件分布正視圖。

圖3是輸入軸相關(guān)結(jié)構(gòu)分部示意圖。

圖4是輸出軸相關(guān)結(jié)構(gòu)分部示意圖。

圖5是整個結(jié)構(gòu)分部側(cè)視圖。

圖6是傳動單元結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖7是滑軸安裝示意圖。

圖8是中間齒轉(zhuǎn)環(huán)安裝示意圖。

圖9是控制彈簧安裝示意圖。

圖10是滑環(huán)導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是滑軸導(dǎo)軌安裝示意圖。

圖12是輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是輸入軸伸縮外殼結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是傳動軸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是限位環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是內(nèi)環(huán)齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號名稱：1、輸入軸，2、輸入軸套，3、輸入軸套支撐，4、固定桿，5、施壓彈簧端蓋，6、施壓彈簧，7、固定頭，8、動力圓板，9、傳動單元，10、滑軸，11、控制彈簧，12、輸出軸，14、限位環(huán)，15、輸入軸伸縮外殼，17、切換支撐，18、內(nèi)環(huán)齒，19、內(nèi)環(huán)齒支撐，20、內(nèi)環(huán)齒端面，21、切換塊，22、切換滑環(huán)，23、內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)，24、第二卡環(huán)，25、中間齒，26、中間齒轉(zhuǎn)環(huán)，27、中間齒支撐，28、中間齒轉(zhuǎn)軸，29、滑齒，30、第一卡環(huán)，31、切換卡環(huán)，32、往復(fù)彈簧，33、傳動圓板，34、第一導(dǎo)塊，35、第一導(dǎo)槽，36、第二導(dǎo)塊，37、傳動軸，38、第二導(dǎo)槽，39、傳動軸伸縮外殼，40、滑環(huán)導(dǎo)槽，41、滑軸導(dǎo)軌，42、內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)，43、輸出軸套，44、輸出軸套支撐。

具體實施方式

如圖1、2、5所示，它包括輸入軸1、輸入軸套2、輸入軸套支撐3、固定桿4、施壓彈簧端蓋5、施壓彈簧6、固定頭7、動力圓板8、傳動單元9、滑軸10、控制彈簧11、輸出軸12、輸入軸伸縮外殼15、第一導(dǎo)塊34、第一導(dǎo)槽35、滑軸導(dǎo)軌41、輸出軸套43、輸出軸套支撐44，其中如圖3所示，輸入軸套2通過輸入軸套支撐3安裝在固定桿4上，輸入軸1安裝在輸入軸套2中，施壓彈簧端蓋5安裝在輸入軸1上，如圖12所示，兩個第一導(dǎo)塊34對稱地安裝在輸入軸1一端的外緣面上；如圖14所示，輸入軸伸縮外殼15內(nèi)部對稱的開有兩個第一導(dǎo)槽35，如圖6所示，通過兩個第一導(dǎo)槽35與第一導(dǎo)塊34的配合安裝在輸入軸1上，動力圓板8安裝在輸入軸伸縮外殼15一端，施壓彈簧6安裝在輸入軸1和輸入軸伸縮外殼15上，且兩端分別與施壓彈簧端蓋5和動力圓板8連接；如圖11所示，滑軸10上對稱安裝有兩根滑軸導(dǎo)軌41，如圖7所示，滑軸10兩端分別通過一個固定頭7安裝在固定桿4兩端，如圖2所示，滑軸10上依次等距地安裝有四個傳動單元9，在滑軸10上四個傳動單元9之間各安裝有一個控制彈簧11；如圖4所示，輸出軸套43通過輸出軸套支撐44安裝在固定桿4上，輸出軸12安裝在輸出軸套43中；動力圓板8通過四個傳動單元9驅(qū)動輸出軸12轉(zhuǎn)動。

如圖6所示，上述傳動單元9包括切換滑環(huán)22、內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)23、內(nèi)環(huán)齒端面20、內(nèi)環(huán)齒18、滑齒29、第一卡環(huán)30、第二卡環(huán)24、往復(fù)彈簧32、第二導(dǎo)塊36、傳動軸37、第二導(dǎo)槽38、傳動軸伸縮外殼39、傳動圓板33、內(nèi)環(huán)齒支撐19、內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42、中間齒25、中間齒轉(zhuǎn)環(huán)26、中間齒支撐27、中間齒轉(zhuǎn)軸28、切換支撐17、切換卡環(huán)31、滑環(huán)導(dǎo)槽40，其中如圖16所示，內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42安裝在內(nèi)環(huán)齒18側(cè)面且內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42與內(nèi)環(huán)齒18同心，內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42安裝在內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)23中，如圖8、9所示，內(nèi)環(huán)齒轉(zhuǎn)環(huán)23通過內(nèi)環(huán)齒支撐19安裝在固定桿4上；如圖14所示，第一卡環(huán)30和第二卡環(huán)24依次安裝在傳動軸37上，兩個第二導(dǎo)塊36對稱地安裝在傳動軸37一端，如圖6、4所示，滑齒29安裝在傳動軸37上，如圖6所示，在傳動軸37的第一卡環(huán)30和第二卡環(huán)24之間安裝有切換卡環(huán)31，切換卡環(huán)31通過切換支撐17安裝有切換滑環(huán)22，如圖10所示，切換滑環(huán)22內(nèi)部對稱地開有兩個滑環(huán)導(dǎo)槽40，切換滑環(huán)22通過兩個滑環(huán)導(dǎo)槽40與兩個滑軸導(dǎo)軌41的配合而安裝在滑軸10上，傳動軸37還穿過內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42內(nèi)孔，滑齒29位于內(nèi)環(huán)齒18內(nèi)部，傳動軸伸縮外殼39內(nèi)部對稱的開有兩個第二導(dǎo)槽38，通過兩個第二導(dǎo)槽38與第二導(dǎo)塊36的配合安裝在傳動軸37上，傳動圓板33安裝在傳動軸伸縮外殼39一端，往復(fù)彈簧32安裝在傳動軸37和傳動軸伸縮外殼39上，且兩端分別與第二卡環(huán)24和傳動圓板33連接；如圖4、6所示，中間齒轉(zhuǎn)軸28安裝在中間齒轉(zhuǎn)環(huán)26中，中間齒轉(zhuǎn)環(huán)26通過中間齒支撐27安裝在固定桿4上，中間齒25安裝在中間齒轉(zhuǎn)軸28上，中間齒25與內(nèi)環(huán)齒18內(nèi)齒和滑齒29均嚙合。

如圖2所示，上述動力圓板8與其最近的傳動單元9的傳動軸37一端接觸摩擦，兩個傳動單元9之間，前一個傳動單元9的傳動圓板33與后一個傳動單元9的傳動軸37一端接觸摩擦，最后一個傳動單元9傳動圓板33與輸出軸12一端接觸摩擦，控制彈簧11安裝在相鄰傳動單元9的切換滑環(huán)22之間。

上述施壓彈簧6為壓縮彈簧。

上述控制彈簧11為壓縮彈簧。

上述與輸入軸1最近的傳動單元9中的切換滑環(huán)22上還安裝有切換塊21。

如圖6、15所示，上述輸入軸伸縮外殼15和傳動軸伸縮外殼39上均安裝有限位環(huán)14。

綜上所述，本發(fā)明中輸入軸1通過輸入軸套2安裝在固定桿4上，輸入軸1作為主動軸將能量傳動到輸入軸伸縮外殼15上，一方面通過第一導(dǎo)塊34和第一導(dǎo)槽35的配合輸入軸伸縮外殼15隨著輸入軸1旋轉(zhuǎn)，另一方面輸入軸伸縮外殼15可以在輸入軸1上沿著輸入軸1軸線移動，施壓彈簧6起到維持輸入軸伸縮外殼15相對于輸入軸1的相對位置的作用，另外起到在圓板與后部傳動軸37之間保持所需的預(yù)緊力的作用。傳動單元9中一個內(nèi)環(huán)齒18通過中間齒25與滑齒29嚙合，切換滑環(huán)22、切換支撐17和切換卡環(huán)31可以沿著滑軸10移動，同時通過第一卡環(huán)30和第二卡環(huán)24帶動傳動軸37沿著滑軸10移動，當(dāng)傳動軸37一端從內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42中伸出時，前方的圓板將會通過摩擦帶動傳動軸37轉(zhuǎn)動，此時傳動軸37與前方圓板的轉(zhuǎn)速相同，傳動軸伸縮外殼39同樣是靠往復(fù)彈簧32施壓于傳動軸37，使其之間保持一定的壓力；通過控制切換滑環(huán)22的移動能夠使傳動軸37不伸出內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42，此時前方的圓板將會與內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42端面接觸摩擦，進(jìn)而驅(qū)動內(nèi)環(huán)齒18，內(nèi)環(huán)齒18通過中間齒25驅(qū)動滑齒29轉(zhuǎn)動，滑齒29帶動傳動軸37轉(zhuǎn)動，但此時傳動軸37與前方圓板的轉(zhuǎn)速發(fā)生了變化，傳動軸37的速度提高了，實現(xiàn)了變速目的；另外四個傳動單元9初始狀態(tài)中傳動軸37伸出內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42的長度是不一樣的，目的是保證每個傳動單元9的傳動的變化是依次變化。本發(fā)明中設(shè)計了四個傳動單元9，傳動單元9之間為串聯(lián)關(guān)系，因此可以獲得較高的傳動比。每個傳動單元9之間均可以通過控制切換滑環(huán)22控制兩個相鄰的傳動單元9之間的傳動轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到累計變速和獲得較高的傳動比的目的?？刂茝椈?1的作用在于能夠控制四個傳動單元9的切換滑環(huán)22之間的相互位置，當(dāng)?shù)谝粋€切換滑環(huán)22運動一定的幅度后，剩下的切換滑環(huán)22會做出相應(yīng)原先已經(jīng)設(shè)置好的運動幅度，有了控制彈簧11就能通過僅控制一個切換滑環(huán)22的移動控制整個變速器的變速，所以在其中一個切換滑環(huán)22上安裝切換塊21，通過控制切換塊21來控制變速器。

具體實施方式如下：起初四個傳動軸37均伸出內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42外，且分別與前方的圓板接觸，此時輸入軸1通過四個傳動軸37傳動后驅(qū)動輸出軸12轉(zhuǎn)動，輸出軸12與輸入軸1的轉(zhuǎn)速相同；調(diào)節(jié)切換塊21，首先第一個傳動單元9中的傳動軸37被完全拉進(jìn)內(nèi)環(huán)齒18中，輸入軸1與內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42接觸摩擦，內(nèi)環(huán)齒18經(jīng)過中間齒25驅(qū)動滑齒29轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動傳動軸37轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了一級增速，之后繼續(xù)調(diào)節(jié)切換塊21，第二個傳動單元9中的傳動軸37會完全拉進(jìn)內(nèi)環(huán)齒18中，輸入軸1與內(nèi)環(huán)齒支撐環(huán)42接觸摩擦，實現(xiàn)二級增速，在移動過程中滑齒29的寬度很寬使其不會脫離中間齒25，之后繼續(xù)移動切換塊21實現(xiàn)三級、四級增速。因為增速為四個傳動單元9串聯(lián)獲得，具有較高的傳動比范圍，具有較高的使用價值。