CN101818794A - 变径齿轮变速器 - Google Patents

Abstract

一种可变齿轮直径的有级变速器。传动布置形式近似于无级变速器。它采用平行轴传动，是在输入轴上套装主动变径齿轮，输出轴上套装从动变径齿轮，主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形链(带)，或者主动变径齿轮和从动变径齿轮中间设置一个与两轮啮合的中间齿轮。变径齿轮具有两个固定在轴上有一定间距的平面圆盘，两个平面圆盘中间形成矩形槽的结构形状特征，圆盘上沿不同半径的多个同心圆环形上均布多个大小和间距相等小孔，孔内布置有能够伸缩活动的弹子，通过操作拨动不同圆环上的弹子伸出或缩回盘面，形成可以变动直径的齿轮。通过操作主动轮和从动齿轮的直径变化，就能够实现变速。

Description

变径齿轮变速器

技术领域：变速器

背景技术：目前公知的传动带(链)式无级变速器CVT主要构造包括主动带轮、从动带轮、传动带。传动带式无级变速器CVT依靠带轮和传动带之间的摩擦推动传动带运动从而使主动轮带动从动轮旋转，依靠带轮上的V形槽宽窄变化，金属带和带轮工作半径也随之变化，这样就可以实现无级变速的目的。传动带式无级变速器CVT因此具有以下缺陷：带轮和传动带之间易产生滑移；传动带上的金属带和金属块之间易产生滑移；摩擦易产生高热；变速时传动带有轴向偏移；抵抗逆向负荷小；车用传动带式无级变速器CVT的带轮和传动带及其控制机构技术含量高，生产成本高；无级变速器无法迅速进行或者强制进行升降变速操作。

发明内容：为了克服现传动带式无级变速器CVT摩擦推动易产生高热，带轮和传动带之间或传动带上的金属带和金属块之间易产生的滑移，带轮和传动带及其控制机构技术含量和生产成本高，抵抗逆向负荷小，无法迅速进行升降变速操作，变速时传动带有轴向偏移等缺陷和不足，本发明提供齿轮可以变径的变速器，该变速器是有级变速器，能够解决轮带滑移和轴向偏移，机械摩擦产生热量较小，抵抗逆向负荷大，变径齿轮和传动链条(传动带)及其控制机构技术含量和生产成本低，能迅速进行升降换档操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：变速方式上采用了与传动带(链)式无级变速器CVT的近似结构，不过带轮换成变径齿轮，传动带换成齿形链条或齿形带结构。本发明变速器是有级变速器，采用平行轴传动，输入轴上套装主动变径齿轮，输出轴上套装从动变径齿轮，主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形传动链或齿形传动带进行变速传动。或者在主动变径齿轮和从动变径齿轮之间设置中间齿轮进行变速传动。当使用齿形链或者齿形带传动时必须采用可调距离的张紧装置，这种变速器只能在旋转工作中实现变速，这种变速器需要润滑油进行润滑。

变径齿轮由轮和能自由伸缩的弹子组成，轮是由平面圆盘沿轴线串列套装固定在输入轴或输出轴上并具有一定间距所构成的轮，或是沿圆柱面上开设有截面为矩形的槽的轮，轮中心有轴孔，套装固定在输入轴或输出轴上，上述两种方式设计成的变径齿轮具有两个平面圆盘中间有矩形槽的共同特征。轮的上下两个底面是变径齿轮的外圆盘面，轮上的矩形槽侧面即沿轴线并与轮的底面平行圆环面是变径齿轮槽内侧盘面，两个平面圆盘上布置有大于矩形槽底的圆周半径，沿不同半径的多个同心圆环形上均布多个弹子孔，孔的大小相等，在圆环上均布孔的间距相等，孔内布置有能够伸缩活动的弹子，弹子活动的方向垂直于变径齿轮圆盘面，但变径齿轮靠近轴心最内一圈同心圆环上的弹子是固定在平面圆盘上并突出于槽内侧盘面，固定弹子和活动弹子就是变径齿轮的齿，弹子长度大于盘厚，不同圆环上的孔和弹子的大小、间距因弹子与齿形链(带)或中间轮啮合匹配传动的原因可以略有差异，位于孔中心弹子的轴线与输入轴或输出轴的轴线平行。变径齿轮上的弹子齿可以是独立自由活动的，也可以用是环形片将弹子串连在一起的，通过变径操作装置上的拨动构件将平面圆盘上不同圆环上的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面，或压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面外，也可以通过电磁装置控制活动弹子的伸缩，使弹子弹出槽内侧盘面和缩入槽内侧盘面，不同直径同心圆环上的活动弹子齿不断交替突出矩形槽内就能够实现齿轮变径。

变径齿轮方案所依据的设计原理是：呈圆环形均布多个孔组成圆环，位于同一圆盘面上有多个同一圆心而不同直径这样的圆环相套(或这样表述：位于同一圆盘面上具有同一圆心有多个不同直径的圆环相套，圆环上均布多个孔)。圆环上的孔垂直于圆盘面，孔的大小相等，孔沿圆环均布的间距基本相等。同一盘面上不同圆环上的孔之间不能相互交叉和干涉，不同圆环的间距大小，可以因设计不同传动比需要决定，但必须满足变径变速操作的需要。圆环的间距可以不等长，圆环的间距也可以相等。圆环的间距相等时，圆环直径每次增加或减少的长度相等，则该圆的圆周每次增加或减少的长度相等，相邻两环之间距离相等，同时增加或减少的弹子齿数相同，所以在变径齿轮上呈不同半径同心圆环形均布的弹子齿大小相同，在同一圆环上均布弹子齿间距一致。变径齿轮变速器必须实现变径齿轮和齿形链条的齿高、齿形、齿距的相同和固定，或变径齿轮和中间轮轮齿的齿形相同和齿距相等，当然也可以允许微小有差别，但必须在使用性能许可的范围之内。

本发明属于同一构思多个发明，本发明变速器按照变径齿轮上弹子活动方式可划分为独立自由弹子式和串连弹子式两种，按照传动方式可划分链(带)传动和中间轮传动两种，按照变速控制装置不同工作方式可划分为带有机械机构的控制装置和完全采用电磁控制的控制装置。以上所划分六种类之间可以相互组合，从而形成多种不同的变速器。

独立自由弹子式变速器：按照传动方式可划分链(带)传动和中间轮传动两种。

变径齿轮上的弹子齿是独立自由活动的并采用主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形链或者齿形带传动的变速器。该变速器采用弹子拨入操作控制器和弹子拨出操作控制器实现齿轮变径操作。采用链条(带)张紧装置张紧链条(带)。当由弹子拨入操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面时变径齿轮成为该圆环直径的齿轮。弹子拨入操作控制器功能是实现变径齿轮从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作。当由弹子拨出操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面时则该圆环直径上则无齿轮功能，链条(带)只能套装在比此圆环直径更小的同心圆环上均列的弹子所形成的齿轮上。弹子拨出操作控制器功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作。当链条(带)在不同大小的同心圆环上环形均列齿之间切换，当链条(带)套装由直径大的环形均列齿切换到直径小的环形均列齿之间的时会产生多余的长度，必须采用可调距离的张紧装置张紧链条(带)。该变速器弹子结构，最优为圆柱形，弹子头为球面圆柱头。

变径齿轮上的弹子齿是独立自由活动的，主动变径齿轮和从动变径齿轮中间采用一个与两轮啮合的中间齿轮传动的变速器。该变速器采用弹子拨入操作控制器和弹子拨出操作控制器实现齿轮变径操作。中间齿轮套在中间轮轴上，中间轴是一个平行于输入轴和输出轴，位于两轴之间并沿输入轴和输出轴共同垂直的方向上能够平行移动的轴。中间轮轴两端安装在中间轮支架上的中间轮轴平移孔中，中间轮支架连接在变速器壳上。中间轮轴平移孔是与中间轴直径等宽，与中间齿轮半径基本等长的一个滑行轨道。变径齿轮上活动弹子齿和中间齿轮上固定齿的截面最佳外形为齿项为尖形的子弹形。变径齿轮不同盘面和中间齿轮上不同底面上的齿位置可以沿同一条平行于轴线的线上布置，也可以相互错开。当由弹子拨入操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面时变径齿轮成为该圆环直径的齿轮。弹子拨入操作控制器功能是实现变径齿轮从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作，当由弹子拨出操作控制器齿将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面时则该圆环直径上则无齿轮功能。弹子拨出操作控制器功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作。该变速器变工作时优先执行减径操作，减径操作完成后再执行加径操作，由实现加径的变径齿轮先与中间齿轮啮合并推动中间齿轮向减径后的变径齿轮移动并与之发生啮合。

独立自由弹子式变速器使用弹子拨入操作控制器和弹子拨出操作控制器进行变速操作：

弹子拨入操作控制器，由拨入动作操控主机，机架，下压拨杆等组成。下压构件其形状也可以是块或片。按变速器所设计的变径齿轮是单向旋转则使用单向弹子拨入操作控制器，变速器所设计的变径齿轮是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨入操作控制器。在拨入动作操控主机的机架上安装下压拨杆，下压拨杆具有转动副结构，下压拨杆以围绕机架上旋转支点旋转。单向弹子拨入操作控制器下压拨杆的一头为转副结构，双向弹子拨入操作控制器下压拨杆的中间具有转副结构。弹子拨入操作控制器下压拨杆不工作时高于弹子齿突出变径齿轮的外圆盘面齿高。下压拨杆在工作时，单向弹子拨入操作控制器下压拨杆无转副结构的一头被拨入动作操控主机的连杆压下，双向弹子拨入操作控制器下压拨杆其中的一头被拨入动作操控主机的连杆压下。被压下下压拨杆的一头接近变径齿轮的外圆盘面并与外圆盘面形成V口，V口朝向旋转方向，变径齿轮的同一圆环上的弹子沿下压拨杆形成的斜面被压入该变径齿轮的矩形槽内。

弹子拨出操作控制器，由拨出动作操控主机，弹子拨出活页，活页轴，活页支架，拨杆等组成。变速器所设计的变径齿轮是单向旋转使用则方向单向弹子拨出操作控制器，变速器所设计的变径齿轮是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨出操作控制器。弹子拨出活页由两个铲形页片和一根活页轴组成。铲形页片具有转副结构，单向弹子拨出活页的活页轴安装在拨出活页的靠近边线位置，双向弹子的活页轴安装在拨出活页页片的对称中线位置。活页轴连接在弹子拨出动作操控主机的活页支架上对拨出活页起支撑作用。活页的张开闭合动作按操作方式分为拨杆式和四连杆式。四连杆式：拨出动作操控主机操作变距操作拨杆抬高或者压低与活页轴的距离，使变距操作拨杆与两片活页上共同联接的两转副活动杆撑开或收拢，从而拨动拨出活页的张开闭合。拨杆式：拨出动作操控主机通过操作同一主机上两个变距拨杆之间的距离来拨动拨出活页的张开闭合，双向拨出弹子活页需要两台拨出动作操控主机。弹子拨出操作控制器上的拨出活页***到变径齿轮中间的矩形槽中并沿输入轴和输出轴共同垂直的方向上移动。当拨出活页闭合时拨出活页收拢在变径齿轮矩形槽中间位置其宽度不影响突出于突出于槽内侧盘面的弹子的旋转，在减径操作中拨出活页张开时两个拨出活页各自的一边接近变径齿轮的矩形槽两侧的槽内侧盘面并与槽内侧盘面形成W口，拨出活页的张开W口(位于W上的两个口为开口)朝向旋转方向，变径齿轮的同一圆环上的弹子沿活页形成的斜面被压出该变径齿轮的矩形槽外。

电磁控制弹子活动控制装置的变径齿轮变速器：

完全采用电磁控制弹子活动控制装置的变径齿轮变速器，以电磁控制器的类型和安装位置不同，又可分为独立单元和半独立单元两种。完全采用电磁控制弹子活动控制装置的变径齿轮变速器，以弹子活动方式以独立自由弹子为佳。

独立自由弹子式独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器：每一个活动的弹子都具有各自独立的电磁控制器，由电磁控制器控制弹子的伸缩工作，当电磁发生斥力时弹子被弹出，当电磁发生吸引力时弹子被吸引缩回，电磁控制器安装变径齿轮的外圆盘面上并和弹子安装在一起，形成每个弹子都是一个独立控制活动的单元。变径齿轮的加径操作和减径操作由电子处理器控制，开始加径弹出弹子和减径缩回弹子的地方是变径齿轮上的轮齿不与传动链(带)或中间轮接触的地方，加径时由电磁控制装置从将要加径的同一圆环上的弹子依次弹出变径齿轮的槽内侧盘面，形成直径更大齿轮，使传动链(带)由小直径圆环均列齿转套装到大直径的圆环均列齿上，或是使中间轮由小直径圆环均列齿啮合转到与大直径的圆环均列齿上啮合上。在减径时由电磁控制装置从将要减径的同一圆环上的弹子依次缩入变径齿轮的槽内侧盘面，形成直径不再具有齿轮功能，只能转到更小直径的圆环均列齿上，使传动链(带)由大直径圆环均列齿转套装到小直径的圆环均列齿上，或是中间轮由大直径圆环均列齿啮合转到与小直径的圆环均列齿上啮合上从而实现变径齿轮的变径工作。通过传动链(带)或中间轮在变径齿轮不同半径圆环齿圈上的交替来实现变径，从而实现变速。

独立自由弹子式半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器：每一个活动弹子上各自独立的电磁控制器只具有电磁控制器的部分装置，对应变径齿轮上具备活动均列齿的每一圆环的所有活动齿上只安装一个电磁控制装置，这是电磁控制器的另一部分装置，对应变径齿轮圆环上的电磁控制装置部分安装在变径齿轮不与传动链(带)或中间轮接触的地方，并固定在变速器壳上。只有当同一圆环上的弹子经过圆环上电磁控制装置时，弹子上的电磁控制装置与圆环上的电磁控制装置共同工作，加径时由电磁控制装置从将要加径的同一圆环上的弹子用斥力依次弹出变径齿轮的槽内侧盘面，减径时由电磁控制装置从将要减径的同一圆环上的弹子用吸引力依次缩入变径齿轮的槽内侧盘面，从而实现变径齿轮的变径工作，变速器的变径和变速与上述独立单元独立自由弹子式电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器的方式相同。

独立自由活动的弹子齿宜采取定位设计：一种是液体定位：在变径齿轮的平面圆盘上的弹子孔中设置柱形液体室，弹子圆周设置定位凸环，凸环与柱形液体室之间的环形缝隙，凸环在柱形液体室中往复运动过程中不断将柱形液体室分割成两腔室或还原成一个腔室，通过液体的流动性当柱形液体室被还原成一个腔室时即实现定位。第二种是机械定位：在弹子上设置两个定位卡槽，在平面圆盘的弹子孔上设置压缩弹簧和其压迫的小弹子，通过小弹子处于不同的定位卡槽来实现弹子定位，第三种是电磁定位，通过电磁装置的斥力或吸引力让弹子保持在相对固定的位置。

串连弹子式变速器：

变径齿轮上的弹子齿是用环形片将弹子串连在一起，使用C形双层轨道实现轮齿变径，并采用齿形链或者齿形带传动的变速器。该变速器中采用C形双层槽轨道、变径齿轮、C形双层槽轨道沿轴线依次串列布置方案。变径齿轮上位于同一圆环内的所有弹子露于变径齿轮外圆盘面的一头用弹性韧性极佳的圆形环片串连起来，将变径齿轮上同心圆上弹子按不同直径圆环分别用这一方式串连起来。连结在同一圆环片上的弹子，连结的弹子一头应当设计成能沿环形方向上来回自由移动一小段距离，作用是当圆环片上下变轨产生变形时，弹子连结在圆环片的一头通过来回移动调整位置，始终保持弹子与圆盘面的垂直。每个圆环片上都有一条切缝，使圆形环片不再密闭为整圆，可由切缝处展开。在圆形环片所形成的朝向旋转方向的一头两旁设置的凸片，该头呈丁字形导引头。串连弹子切缝圆形环片是在C形双层槽轨道中滑行的。由串连弹子拨入拨出操作控制器在C形双层槽轨道开口处工作，将串连弹子切缝圆形环片升入C形双层槽轨道的上层轨道使该同心圆环上的弹子缩出矩形槽外不暴露于槽内侧盘面实现减径操作。将串连弹子切缝圆形环片降入C形双层槽轨道的下层轨道使该同心圆环上的弹子伸出矩形槽内突出于槽内侧盘面实现加径操作。串连弹子切缝弹子圆形环片在升降轨道时有变形，弹子与圆形环片之间连接宜采用活动连接方式，当链条(带)在不同大小的同心圆环上环形均列齿之间切换，当链条(带)套装由直径大的环形均列齿切换到直径小的环形均列齿之间的时会产生多余的长度，必须采用可调距离的张紧装置张紧链条(带)。

C形双层槽轨道平行于变径齿轮外圆盘面，依次在同平面上按同心圆套环布置，与串连弹子切缝圆形环片有一一对应的关系。C形双层槽轨道固定在变速器壳上。C形双层槽轨道的槽两侧面中间有分隔上下层轨道槽的环形肋板，槽截面呈“工”字形。在分隔上下层轨道槽的环形肋板上有三角形衔口，三角形衔口衔有弧形拨片。弧形拨片宽于串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片，弧形拨片连接有弧形拨片连杆，弧形拨片连杆受弧形拨片操控主机控制伸缩。变径齿轮外圆盘面上开有环形槽，两个环形槽中间形成环形脊，环形脊能够抬高切缝圆形环片的工作高度，环形槽能够弧形拨片前端工作时低于切缝圆形环片滑行高度，有利于弧形拨片执行变轨操作。当弧形拨片操控主机操作弧形拨片连杆压下弧形拨片，弧形拨片前端低入外圆盘面上开有环形槽之内时，在C形双层槽轨道下层轨道槽中滑行的串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片在旋转中滑行在弧形拨片之上时被导入C形双层槽轨道的上层轨道槽实现了减径操作。当弧形拨片操控主机操作弧形拨片连杆抬升弧形拨片，弧形拨片前端高于C形双层槽轨道槽底，在C形双层槽轨道上层轨道槽滑行的串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片在旋转中滑行在弧形拨片之下时被导入C形双层槽轨道的下层轨道槽实现了加径操作。

采用齿形链或者齿形带传动的变速器必须采用可调距离的张紧装置：最佳宜采用链条(带)内侧布置可调距离的张紧装置呈V形布局，或者采用链条(带)内侧固定的张紧轮或导向滑板将链条(带)向外做一个支撑，链条外侧布置可调距离的张紧装置的S形布局。V形布局中，链条(带)内侧采用张紧轮或导向滑板将链条(带)向外拉，用链条(带)张紧器的变距调节装置调整张紧轮或导向滑板上的支架伸缩来张紧不同传动比下的链条(带)。S形布局中，位置固定的张紧轮或导向滑行板将链条(带)由内向外顶起，链条(带)外侧采用张紧轮或导向滑行板将链条(带)向内压，用链条(带)张紧器的变距调节装置调整链条(带)外侧张紧轮或导向滑行板上的支架伸缩来张紧不同传动比下的链条(带)。链条(带)内侧的张紧轮可以采用齿轮结构。

串连弹子式并采用齿形链(带)传动有级变速器，因此对动力机械的变速器的布局的特殊要求：高转速机械须在主动轮之前要有减速机进行减速操作，最佳宜采用行星齿轮机构进行减速，太阳输入动力，行星齿轮架固定，齿圈连接在主动轮输入轴上。通过减速为对时间要求严格的串连弹子拨入拨出操作控制器变速争取更多的时间。串连弹子式变速器适宜单向旋转，因此当机械有倒档时，倒档齿轮包括倒档离合器前进档离合器，及其倒档离合器与前进档离合器之间的切换，应布置在串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器之后，这样才能不干涉该变速器变速工作。

变径齿轮变速器具备以下有益效果：具备和无级变速器CVT一样的体积小重量轻燃料经济性好的优点。具备有级变速器能迅速进行升降换档操作的优点。变速控制机构技术含量和生产成本低。不存在无级变速器CVT上带轮和传动带之间易产生滑移或传动带上的金属带和金属块之间易产生滑移的缺陷。发热量比无级变速器CVT传动带和带轮之间磨擦发热量小。变速过程中动力传递不中断，连续性好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是图7由两个平面盘和轴共同组成的变径齿轮A-A纵剖面构造图。

图2是两平面盘和轴共同组成的变径齿轮的侧视图。

图3是图7圆柱周面上开设矩形槽的变径齿轮A-A纵剖面构造图。

图4是圆柱周面上开设矩形槽的变径齿轮轮体侧视图。

图5是变径齿轮与齿形链条变速传动关系原理示意图

图6是齿形链条构造图。

图7是独立自由弹子式并采用齿形链(带)传动变速器主视图。

图8是独立自由弹子式并采用齿形链(带)传动变速器俯视图。

图9是独立自由弹子式并采用齿形链(带)传动变速器右视图。

图10是自由弹子式变速器单向弹子拨入操作控制器结构原理示意图。

图11是自由弹子式变速器双向弹子拨入操作控制器结构图。

图12是液体定位弹子原理图。

图13是机械定位弹子原理图。

图14是单向弹子拨出操作控制器主视图。

图15是单向弹子拨出操作控制器俯视图。

图16是单向弹子拨出操作控制器的活页张开时结构原理示意侧视图。

图17是单向弹子拨出操作控制器的活页收拢时结构原理示意侧视图。

图18是单向弹子拨出操作控制器工作原理图。

图19是独立自由弹子式并采用中间轮传动变速器主视图。

图20是独立自由弹子式并采用中间轮传动变速器俯视图。

图21是独立自由弹子式并采用中间轮传动变速器右视图。

图22是双向弹子拨出操作控制器主视图。

图23是双向弹子拨出操作控制器俯视图。

图24是双向弹子拨出操作控制器收拢时结构原理示意侧视图。

图25是双向弹子拨出操作控制器张开时结构原理示意侧视图。

图26是中间轮不同轮面齿位错开的主视图(有不可见轮齿廓线)。

图27是中间轮不同轮面齿位错开的左视图。

图28是中间轮主视图。

图29是串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器主视图(有不可见串连弹子切缝环片轮廓线)。

图30是串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器俯视图。

图31是串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器右视图。

图32是串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器主视图。

图33是活动弹子安装在切缝环片上的弹子孔上构造图

图34是活动弹子安装在切缝环片上的弹子孔上构造图的仰视图

图35是C形双层轨道主视图。

图36是C形双层轨道侧视图。

图37是串连弹子拨入拨出操作控制器安装在C形双层轨道开口端面位置图。

图38是串连弹子拨入拨出操作控制器安装在C形双层轨道开口端构造图。

图39是C形双层轨道开口端面图。

图40是弧形拨片安装在C形双层轨道开口端构造图。

图41是串连弹子的切缝环片主视图。

图42是串连弹子的切缝环片后视图。

图43是串连弹子的切缝环片俯视图。

图44是C形双层轨道开口端弧形拨片与拨动切缝环片工作原理图。

图45是切缝环片控制器将切缝环片拨入上层轨道工作原理图。

图46是切缝环片控制器将切缝环片拨入下层轨道工作原理图。

图47是变径齿轮外圆盘面开设环形槽主视图。

图48是变径齿轮外圆盘面开设环形槽A-A横剖面构造图。

图49是变径齿轮外圆盘面上的环形槽、脊示意图

图50是倒档离合器布置在变速装置之后的变速器组成原理图。

图51是采用导向滑板张紧传动链条(带)装置原理图。

图52是图4的C-C纵剖面构造图。

图53是独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器主视图。

图54是独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器俯视图。

图55是独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器右视图。

图56是独立单元电磁控制弹子装置弹子弹出示意图。

图57是独立单元电磁控制弹子装置弹子缩入示意图。

图58是半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器主视图。

图59是半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器俯视图。

图60是半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器右视图。

图中1.输入轴，2.输出轴，3.变径齿轮，3a.主动变径齿轮，3b.从动变径齿轮，4.平面圆盘，5.沿圆柱面上开设有截面为矩形槽的轮，6.沿圆柱面上开设有截面为矩形槽的轮的平面圆盘，7.矩形槽，8.外圆盘面，9.槽内侧盘面，10.弹子孔，11.活动弹子(轮齿)，12.齿形链条，13.齿形链条上的波浪齿，14.单向弹子拨入操作控制器，15.单向弹子拨出操作控制器，16.链条内侧张紧器，17.链条外侧变距链条张紧器，18.链条内侧张紧轮，19.活动的张紧轮支架，20.张紧轮轴，21.链条张紧器的变距调节器，22.链条内侧变距链条张紧器，23.变径齿轮上轴孔，24.轮盘键槽，25.键，26.旋转支点，27.弹子拨入操作控制器上的机架，28.单向弹子拨入操作控制器下压拨杆，29.双向弹子拨入操作控制器下压拨杆，30.旋转方向示意箭头，31.连杆，32.拨入动作操控主机，33.柱形液体室，34.弹子定位凸环，35.润滑油，36.缝隙，37.定位弹簧，38.定位弹子，39.弹子上的定位卡槽，40.单向弹子拨出活页，41.活页轴，42.活页支架杆，43.变距操作拨杆，44.变距操作杆上的移动轴，45.两转副活动杆，46.单向弹子拨出动作操控主机，47.中间轮，48.中间轮支架，49.中间轮轴，50.中间轮轴平移孔，51.子弹形活动弹子，52子弹形齿的齿尖，53.串连弹子拨入拨出操作控制器，54.C形双层槽轨道，55.上层轨道槽，56.下层轨道槽，57.分隔上下层轨道槽的环形肋板，58.三角形衔口，59.弧形拨片，60.弧形拨片连杆，61.弧形拨片操控主机，62.串连弹子切缝圆形环片，63.切缝环片上丁字导引头，64.丁字导引头上的凸片，65.环片上的切缝，66.弹子上大头定位钉67.切缝环片上的弹子孔，68.分隔上下层轨道槽的环形肋板上的三角形肋板头，69.固定弹子，70.外圆盘面上的环形槽，71.外圆盘面上的脊，72.离合器，73.C形双层槽轨道开口处，74.太阳齿轮，75.行星齿轮，76.行星齿轮架，77.齿圈，78.倒档离合器，79.前进档离合器，80.倒档齿轮，81.输出轴齿轮，82.传动齿轮，83.变速器外壳，84.倒档轴，85.串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器，86.拨片和连杆的的连接点，87.转副，88.变距拨杆，89.固定的张紧轮支架，90.链条外侧张紧轮91.丁字形双向弹子拨出活页，92.双向弹子拨出动作操控主机，93.两侧齿尖相差开的中间轮，94.双向弹子拨入操作控制器，95.双向弹子拨出操作控制器，96.导向滑板，97.一头粗一头细的活动弹子，98.独立单元电磁控制弹子装置，99.电路排线，100.固定在变速器壳的排线电刷，101.弹子尾端的电磁极，102.独立单元电磁控制弹子装置的壳，103.独立单元壳上固定的电磁极，104.圆环均列齿全环的电磁控制装置，105.圆环均列齿全环的电磁控制装置的支架，106.简易供电刷。

具体实施方式

参见图7、8、19、20、29、30本发明变速器采用与传动带(链)式无级变速器CVT的近似结构，不过带轮换成变径齿轮，传动带换成齿形链条或齿形带结构。本发明变速器是有级变速器，采用平行轴传动，输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮上套装齿形传动链(12)或齿形传动带进行变速传动。或者在主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)之间设置中间齿轮(47)进行变速传动。

参见图7、8、29、30所示齿形传动链(12)变速器传动结构和传动工作方式：输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮上套装齿形传动链(12)进行变速传动。输入轴(1)带动主动变径齿轮(3a)旋转从而带动其上套装齿形传动链(12)旋转，同时套装从动变径齿轮(3b)上的齿形传动链(12)拉动从动变径齿轮(3b)旋转，从动变径齿轮(3b)带动输出轴(2)旋转。

变径齿轮实施例：

参见图1、2、7为平面圆盘(4)沿轴线串列套装固定在输入轴(1)或输出轴(2)上并具有一定间距所构成的变径齿轮(3)。参见图3、4、7为沿圆柱面上开设有截面为矩形的槽(7)的轮(5)所形成的变径齿轮(3)，该轮中心有轴孔(23)，套装固定在输入轴(1)或输出轴(2)上，用键(25)键槽(24)固定(或花键、花键毂固定)。同时并参见图52，具有上述两种方式设计成的变径齿轮(3)具有以下共同特征：两个平面圆盘(4)中间有矩形槽(7)的，轮的上下两个底面是变径齿轮的外圆盘面(8)，轮上的矩形槽侧面即沿轴线并与轮的底面平行圆环面是变径齿轮槽内侧盘面(9)，两个平面圆盘上布置有大于矩形槽底的圆周半径，沿不同半径的多个同心圆环形上均布多个弹子孔(10)，同心圆环的间距相等，孔的大小相等，在同一圆环上均布孔的间距相等，孔内布置有能够伸缩活动的弹子(11)，弹子活动的方向垂直于变径齿轮圆盘面，但是变径齿轮(3)靠近轴心最内一圈同心圆环上的弹子(69)是固定在平面圆盘(4)上并突出于槽内侧盘面(9)。固定弹子和活动弹子就是变径齿轮的齿。弹子长度大于盘厚，不同圆环上的孔和弹子的大小、间距因弹子与齿形链(带)或中间轮啮合匹配传动的原因可以略有差异，孔的中心线弹子的轴线与输入轴或输出轴的轴线平行。变径齿轮上的弹子齿可以是独立自由活动的，也可以用是环形片将弹子串连在一起的，串边弹子参见图41、42、43。

参见图7、29所述变径齿轮(3)均布弹子孔及弹子的同心圆环的四层，理论上主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)各具备四层均布弹子孔及弹子的同心圆环时可达最大变速级数为13级，即13个不同传动比。理论上主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)各具备三层均布弹子孔及弹子的同心圆环时可达最大变速级数为7级，即7个不同传动比。在变速器设计中最佳方案是主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)各具备四层均布弹子孔及弹子的同心圆环。

参见图5、6、7、29所示齿形链条(12)套装在主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)之上，变径齿轮(3a)的弹子齿(11)垂直于变径齿轮(3a)矩形的槽(7)的槽内侧盘面(9)，齿形链条(12)是挂在变径齿轮(3a)的弹子齿上传动的。参见图6所示齿形链条(12)上的齿最宜采用波浪齿(13)。参见图12、13、33、34所示链条式传动变速器弹子结构最优为圆柱形，弹子头最优为半球面圆柱头。链条波浪齿和半球面头圆柱形弹子齿优点是利于啮合，不怕错位，耐久性好，即使一次不能正常啮合也可以通过滑移快速完成啮合调整。

参见10、18、45、46所示变径通过变径操作装置上的拨动构件将平面圆盘上不同圆环上的弹子压入矩形槽(7)内使活动弹子(11)突出于槽内侧盘面(9)，或压出矩形槽(7)外使活动弹子(11)不能暴露于槽内侧盘面(9)外，来实现齿轮变径。

参见图12所示独立自由活动的弹子齿采用液体定位方案：在变径齿轮(3)的平面圆盘(4)上的弹子孔(10)中设置柱形液体室(33)，弹子圆周设置定位凸环(34)，凸环与柱形液体室之间的环形缝隙，凸环在柱形液体室中往复运动过程中不断将柱形液体室分割成两腔室或还原成一个腔室，通过液体的流动性当柱形液体室被还原成一个腔室时即实现定位。参见图13所示独立自由活动的弹子齿采用机械定位方案：活动弹子(11)上设置两个定位卡槽(39)，在变径齿轮(3)的平面圆盘(4)弹子孔(10)上设置压缩弹簧(37)和其压迫的小弹子(38)，通过小弹子处于不同的定位卡槽(39)来实现弹子定位。

独立自由弹子式变速器实施例：

参见图7、8、9所示独立自由弹子式并采用齿形链(带)传动变速器结构及其工作实施例：输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)上套装齿形传动链(12)进行变速传动。采用链条(12)内侧固定的张紧器(16)将链条(12)向外做一个支撑，链条外侧布置变距链条张紧器(17)的S形布局。变径齿轮(3)上的弹子齿(11)是独立自由活动的，变速器采用单向弹子拨入操作控制器(14)和单向弹子拨出操作控制器(15)实现齿轮变径操作，当由单向弹子拨入操作控制器(14)将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽(7)内使弹子(11)突出于槽内侧盘面(9)时变径齿轮(3)成为该圆环直径的齿轮，弹子拨入操作控制器功能是实现变径齿轮从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作。当由单向弹子拨出操作控制器(15)将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面(9)时则该圆环直径上则无齿轮功能，链条(12)只能套装在比此圆环直径更小的同心圆环上均列的弹子所形成的齿轮上。弹子拨出操作控制器功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作。同一变径齿轮不能同时进行加径和减径操作，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)可以各同时分别做一次加径或减径操作。该变速器也可以采用双向弹子拨入操作控制器(94)和双向弹子拨出操作控制器(95)实现齿轮变径操作。

参见图19、20、21所示独立自由弹子式并采用中间轮传动变速器结构及其工作实施例：输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)中间采用一个与两轮啮合的中间齿轮(47)传动变速。变径齿轮(3)上的弹子齿(11)是独立自由活动的。该变速器采用双向弹子拨入操作控制器(94)和双向弹子拨出操作控制器(95)实现齿轮变径操作，中间齿轮(47)套在中间轮轴(49)上，中间轴(49)是一个平行于输入轴(1)和输出轴(2)，位于两轴之间并沿输入轴和输出轴共同垂直的方向上能够平行移动的轴，中间轮轴(47)两端安装在中间轮支架(48)上的中间轮轴平移孔(50)中，中间轮支架(48)连接在变速器壳(83)上，中间轮轴平移孔(50)是与中间轴(47)直径等宽，与中间齿轮半径基本等长的一个滑行轨道，变径齿轮(3)上活动弹子齿(51)和中间齿轮(47)上固定齿的截面最佳外形为齿项为尖形的子弹形(51)，当由双向弹子拨入操作控制器(94)将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽内(7)使弹子(51)突出于槽内侧盘面(9)时变径齿轮(3)成为该圆环直径的齿轮，双向弹子拨入操作控制器(94)功能是实现变径齿轮(3)从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作。当由双向弹子拨出操作控制器(95)齿将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽(7)外使弹子(51)不能暴露于槽内侧盘面(9)时则该圆环直径上则无齿轮功能，双向弹子拨出操作控制器(95)功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作，该变速器变工作时应优先执行减径操作，减径操作完成后再执行加径操作，由实现加径的变径齿轮先与中间齿轮啮合并推动中间齿轮向减径后的变径齿轮移动并与之发生啮合实现变速。如图26、27所示中间齿轮(47)上不同底面上的齿尖位置(52a)(52b)可以相互错开，与之对应变径齿轮(3)不同盘面齿的位置也要相互错开。如图20、21所示中间齿轮(47)上不同底面上的齿尖位置(52a)(52b)

可以沿同一条平行于轴线的线上布置，与之对应变径齿轮(3)不同盘面齿的位置也要沿同一条平行于轴线的线上布置。

参见图10、11所示弹子拨入操作控制器由：拨入动作操控主机(32)，机架(27)，下压拨杆等组成，下压构件其形状也可以是块或片，按变速器所设计的变径齿轮是单向旋转使用则方向单向弹子拨入操作控制器(14)，变速器所设计的变径齿轮是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨入操作控制器(94)。在拨入动作操控主机(32)的机架(27)上安装下压拨杆，下压拨杆具有转动副(87)结构，下压拨杆以围绕机架上旋转支点(26)旋转。单向弹子拨入操作控制器下压拨杆(28)的一头为转副结构，双向弹子拨入操作控制器的下压拨杆(29)的中间具有转副结构，弹子拨入操作控制器下压拨杆不工作时高于弹子齿突出变径齿轮的外圆盘面齿高。下压拨杆在工作时，单向弹子拨入操作控制器下压拨杆(28)无转副结构的一头被拨入动作操控主机(32)的连杆(31)压下，双向弹子拨入操作控制器下压拨杆(29)其中的一头被拨入动作操控主机(32)的连杆(31)压下，如图10所示被压下下压拨杆的一头接近变径齿轮的外圆盘面(8)并与外圆盘面(8)形成V口，V口朝向旋转方向，变径齿轮(3)的同一圆环上的弹子沿下压拨杆形成的斜面被压入该变径齿轮(3)的矩形槽内。

参见图14、15、16、17、18所示单向弹子拨出操作控制器(15)由：单向弹子拨出动作操控主机(46)，单向弹子弹子拨出活页(40)，活页轴(41)，活页支架杆(42)，变距操作拨杆(43)等组成。变速器所设计的变径齿轮(3)是单向旋转则使用单向弹子拨出操作控制器(15)，弹子拨出活页由两个铲形页片和一根活页轴组成，铲形页片具有转副结构，单向弹子拨出活页(40)的活页轴(41)安装在拨出活页(40)的靠近边线位置，活页轴(41)连接在单向弹子拨出动作操控主机(46)的活页支架杆(42)上对拨出活页(40)起支撑作用。活页的张开闭合动作按操作方式分为拨杆式和四连杆式，以图中所示四连杆式为实施例说明说明：四连杆式单向拨出动作操控主机(46)操作变距操作拨杆(43)抬高或者压低与活页轴(41)的距离，使变距操作拨杆与两片活页上共同联接的两转副活动杆(45)撑开或收拢，从而拨动拨出活页(40)的张开闭合。单向弹子拨出操作控制器上(15)的拨出活页(40)***到变径齿轮(3)中间的矩形槽(7)中并沿输入轴(1)和输出轴(2)共同垂直的方向上移动，当拨出活页(40)闭合时拨出活页收拢在变径齿轮矩形槽(7)中间位置其宽度不影响突出于突出于槽内侧盘面(9)的弹子(11)的旋转，在减径操作中拨出活页(40)张开时两个拨出活页各自的一边接近变径齿轮的矩形槽两侧的槽内侧盘面(9)并与槽内侧盘面(9)形成W口，拨出活页(40)的张开W口朝向旋转方向，变径齿轮(3)的同一圆环上的弹子(11)沿活页形成的斜面被压出该变径齿轮(3)的矩形槽(7)外。

参见图22、23、24、25所示双向弹子拨出操作控制器(95)由：双向弹子拨出动作操控主机(92)，丁字形双向弹子拨出活页(91)，活页轴(41)，活页支架杆(42)，变距拨杆(88)等组成。变速器所设计的变径齿轮(3)是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨出操作控制器(95)，丁字形双向弹子拨出活页(91)由两个铲形页片和一根活页轴组成，铲形页片具有转副结构，双向弹子的活页轴(41)安装在丁字形双向弹子拨出活页(91)页片的对称中线位置，活页轴(41)连接在双向弹子拨出动作操控主机(95)的活页支架杆(42)上对丁字形双向拨出活页(91)起支撑作用，活页的张开闭合动作为拨杆式，拨杆式拨出动作操控主机(92)通过操作同一主机上两个变距拨杆之间的距离来拨动拨出活页的张开闭合，双向拨出弹子活页需要两台拨出动作操控主机，双向弹子拨出操作控制器(95)上的拨出活页(91)***到变径齿轮(3)中间的矩形槽(7)中并沿输入轴(1)和输出轴(2)共同垂直的方向上移动，如图20、21所示当拨出活页(91)闭合时拨出活页(91)收拢在变径齿轮矩形槽(7)中间位置其宽度不影响突出于突出于槽内侧盘面(9)的弹子(51)的旋转，在减径操作拨出活页(91)的张开时两个拨出活页(91)各自的一边接近变径齿轮(3)的矩形槽(7)两侧的槽内侧盘面(9)并与槽内侧盘面(9)形成W口，拨出活页(91)的张开W口朝向旋转方向，变径齿轮(3)的同一圆环上的弹子沿活页(91)形成的斜面被压出该变径齿轮(3)的矩形槽(7)外。

串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器实施例：

参见图29、30、31、32串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器结构及其工作实施例：输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)上套装齿形传动链(12)进行变速传动。该变速器中采用C形双层槽轨道(54a)、主动变径齿轮(3a)、C形双层槽轨道(54b)沿输入轴(1)轴线依次串列，C形双层槽轨道(54c)、变径齿轮(3b)、C形双层槽轨道(54d)沿输出轴(2)轴线依次串列布置方案。变径齿轮(3)上的弹子齿(11)是用环形片(62)将弹子串连在一起使用C形双层轨道(54)实现轮齿变径，并采用齿形链(12)传动的变速器。该变速器采用链条内侧变距链条张紧器(22)呈V形布局。

参见图29、41、42、43所示串连弹子切缝圆形环片(62)结构：变径齿轮(3)上位于同一圆环内的所有弹子露于变径齿轮(3)外圆盘面(8)的一头用弹性韧性极佳的圆形环片串连起来，将变径齿轮上同心圆上弹子按不同直径圆环分别用这一方式串连起来，每个圆形环片上都有一条切缝，使圆形环片不再密闭为整圆可由切缝处展开，在圆形环片所形成的朝向旋转方向的一头两旁设置的凸片(64)，该头呈丁字形导引头(63)。

参见图47、48、49所示变径齿轮(3)外圆盘面(8)上开有环形槽(70)，两个环形槽中间形成环形脊(71)，环形脊(71)能够抬高串连弹子切缝圆形环片(62)的工作高度，环形槽(70)能够弧形拨片(59)前端拨片和连杆的的连接点(86)工作时低于串连弹子切缝圆形环片(62)滑行高度，有利于弧形拨片(59)执行变轨操作。

参见图35、36、39、40所示C形双层槽轨道(54)平行于变径齿轮(3)外圆盘面(8)，依次在同平面上按同心圆套环布置，与串连弹子切缝圆形环片(62)有一一对应的关系，C形双层槽轨道(54)固定在变速器壳(83)上，C形双层槽轨道(54)的槽两侧面中间有分隔上下层轨道槽的环形肋板(57)，槽截面呈“工”字形，在C形双层槽轨道(54)开口处端面处和同时在分隔上下层轨道槽的环形肋板(57)上有三角形衔口(58)，三角形衔口(58)衔有弧形拨片(59)，在C形双层槽轨道(54)开口处另一端面的分隔上下层轨道槽的环形肋板上的三角形肋板头(68)。三角形衔口(58)和三角形肋板头(68)设计方案能串连弹子切缝圆形环片(62)升降轨道更平顺。

参见图37、38弧形拨片(59)宽于串连弹子切缝圆形环片(62)丁字导引头(63)上的凸片(64)，弧形拨片(59)连接有弧形拨片连杆(60)，弧形拨片连杆(60)受弧形拨片操控主机(61)控制伸缩。弧形拨片连杆的的连接点(86)位于弧形拨片(59)拨片前端。

参见图29串连弹子切缝圆形环片(62)在C形双层槽轨道(54)中滑行，由串连弹子拨入拨出操作控制器(53)在C形双层槽轨道(54)开口处工作，如图44所示将串连弹子切缝圆形环片(62)升入C形双层槽轨道(54)的上层轨道(55)使该同心圆环上的弹子(11)缩出矩形槽(7)外不暴露于槽内侧盘面(9)实现减径操作，将串连弹子切缝圆形环片(62)降入C形双层槽轨道(54)的下层轨道(56)使该同心圆环上的弹子(11)伸出矩形槽内(7)突出于槽内侧盘面(9)实现加径操作。

参见图29、45所示当弧形拨片操控主机(61)操作弧形拨片连杆(60)压下弧形拨片(59)，弧形拨片前端，即弧形拨片连杆的的连接点(86)低入外圆盘面(8)上开有环形槽(70)之内时，在C形双层槽轨道(54)下层轨道槽(56)中滑行的串连弹子切缝圆形环片(62)丁字导引头(63)上的凸片(64)在旋转中滑行在弧形拨片(59)之上时被导入C形双层槽轨道(54)的上层轨道槽(55)实现了减径操作。如图46所示当弧形拨片操控主机(61)操作弧形拨片连杆(60)抬升弧形拨片(59)，弧形拨片前端高于C形双层槽轨道(54)槽底，在C形双层槽轨道(54)上层轨道槽(55)滑行的串连弹子切缝圆形环片(62)丁字导引头(63)上的凸片(64)在旋转中滑行在弧形拨片(59)之下时被导入C形双层槽轨道(54)的下层轨道槽(56)实现了加径操作。

参见图45、46所示串连弹子切缝弹子圆形环片(62)在升降轨道时有变形，如图33、34所示弹子(11)与串连弹子切缝圆形环片(62)之间连接宜采用活动连接方式，本实施例中采用弹子(11)朝向串连弹子切缝弹子圆形环片(62)一头用安装大头定位钉(66)与串连弹子切缝圆形环片(62)上宽松的弹子孔(67)方式联结。为了减小切缝圆形环片(62)宽度为丁字导引头(63)上的凸片(64)和弧形拨片(59)的变径操作留有足够空间如图34所示弹子(11)宜采用一头粗一头细的活动弹子(97)外形。

串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器采用串连弹子切缝圆形环片(62)变径齿轮同心圆环对应的串连弹子切缝圆形环片(62)上切口缝旁边的两个弹子，与相邻的两个同心圆环弹子齿位置固定，保证每一次变径时使链条上的齿准确的与相邻的两个同心圆环上的环齿准确啮合，使同一链轮上不同同心圆环齿轮变速平顺实现。

参见图7、29、51所示齿形链或者齿形带传动的变速器采用可调距离的张紧装置，最佳宜采用链条(带)内侧布置可调距离的张紧装置呈V形布局，或者采用链条(带)内侧固定的张紧轮或导向滑板将链条(带)向外做一个支撑，链条外侧布置可调距离的张紧装置的S形布局。参见图29、51所示可调距离的张紧装置V形布局中，链条(12)内侧采用张紧轮(18)或导向滑板(96)将链条(12)向外拉，用链条张紧器的变距调节器(21)调整链条内侧张紧轮(18)或导向滑板(96)上活动的张紧轮支架(19)伸缩来张紧不同传动比下的链条(12)。参见图7所示可调距离的张紧装置S形布局中，位置固定的链条内侧张紧轮(18)或导向滑行板(96)将链条(12)由内向外顶起，链条(12)外侧采用张紧轮(90)将链条(12)向内压，用链条张紧器的变距调节器(21)调整链条外侧张紧轮(90)上活动的张紧轮支架(19)伸缩来张紧不同传动比下的链条(12)。

参见图50所示串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器(85)对动力机械的变速器的布局的特殊要求：高转速机械动力来源输入轴上有主离合器(72)，主离合器(72)将动力接入太阳轮(74)输入动力，行星齿轮架(76)固定，齿圈(77)连接在主动轮输入轴(1)上，因此在主动轮之前实现了行星齿轮机构进行减速，减速机将转速尽可能降低，，从而使齿轮变径控制***每次变径工作时间延长，降低齿轮变径控制***技术难度。输入轴(1)和输出轴(2)布置有串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器(85)。输入轴(1)上主动变径齿轮(3a)之后有传动齿轮(82)，与之啮合的有采用平行轴传动的倒档轴(84)上套装的倒档齿轮(80)，倒档轴(84)接倒档离合器(78)，倒档离合器(78)后接倒档传动齿轮，倒档传动齿轮和输出轴(2)上传动齿轮相啮合传动，输出轴(2)上传动齿轮之前有前进档离合器(79)。前进时，倒档离合器(78)分离，前进档离合器(79)接通。倒退时，前进档离合器(79)分离，倒档离合器(78)接通。由于本发明只能在旋转中变速，当启动时变速器不在所需档位时，主离合器(72)接通，倒档离合器(78)和前进档离合器(79)分离，动力传递切断，可实现动力机械怠速运转时实现变档操作。当变速器损坏时倒档离合器(78)和前进档离合器(79)分离有利机械装置的移动。变速器用润滑油(35)进行润滑。

独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器实施例：

参见图53、54、55，输入轴(1)上套装主动变径齿轮(3a)，输出轴(2)上套装从动变径齿轮(3b)，主动变径齿轮(3a)和从动变径齿轮(3b)上套装齿形传动链(12)进行变速传动。采用链条内侧变距链条张紧器(22)来张紧链条(12)。变径齿轮(3)上的弹子齿(11)是独立自由活动的。每一个活动的弹子都具有各自独立的电磁控制器(101)。参见图56、57，每个活动的弹子齿(11)具备独立单元电磁控制弹子装置，独立单元壳上固定的电磁极(103)和弹子尾端的电磁极(101)之间发生电磁作用，当电磁发生斥力时弹子(11)被弹出，当电磁发生吸引力时弹子(11)被吸引缩回，加减径工作方式同前述说明书和前述实施例中内容。该实施例中每个独立单元电磁控制弹子装置必须有电路排线(99)相联，由固定在变速器壳的排线电刷(100)采用滑行接触负责供电和提供电控信号。

半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器实施例：

参见图58、59、60，布局与独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器实施例基本相同，每一个活动弹子上各自独立的电磁控制器只具有电磁控制器的部分装置，实施例中为弹子尾端的电磁极(101)，对应变径齿轮上具备活动均列齿的每一圆环的所有活动齿上只安装一个电磁控制装置，圆环均列齿全环的电磁控制装置(104)且布置在变径齿轮不与传动链(带)或中间轮接触的地方，并通过圆环均列齿全环的电磁控制装置的支架(105)固定在变速器壳上，当需要变速时每个活动的弹子齿(11)尾端的电磁极(101)经过圆环均列齿全环的电磁控制装置(104)发生电磁作用，当电磁发生斥力时弹子(11)被弹出，当电磁发生吸引力时弹子(11)被吸引缩回，加减径工作方式同前述说明书和前述实施例中内容。每个活动的弹子齿(11)电磁控制部分仍要电路排线(99)相连，但只需简易供电刷(106)供电，复杂信号控制由圆环均列齿全环的电磁控制装置(104)处理工作。

在图中，独立自由弹子式变速器实施例和串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器实施例中采用的变径齿轮上均列弹子的同心圆环按不同直径圆环的环间距相等的方式设计。独立和半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器实施例中采用的变径齿轮上均列弹子的同心圆环按不同直径圆环的环间距不相等的方式设计，其实不管那一种变速器都可采用均列弹子的同心圆圆环的环间距相等或不相等的设计方案。

Claims (11)

1.一种变速器，平行轴传动，输入轴上套装主动轮，输出轴上套装从动轮，主动轮和从动轮上套装传动链或传动带进行变速传动，或者在主动轮和从动轮之间设置中间轮进行变速传动。其特征是：主动轮和从动轮是同一结构的变径齿轮(3)，变径齿轮由轮和能自由伸缩的弹子组成，轮是由平面圆盘(4)沿轴线串列套装固定在输入轴或输出轴上并具有一定间距所构成的轮，或是沿圆柱面上开设有截面为矩形的槽的轮(5)，轮中心有轴孔，套装固定在输入轴或输出轴上，上述两种方式设计成的变径齿轮具有两个平面圆盘中间有矩形槽的共同特征，轮的上下两个底面是变径齿轮的外圆盘面(8)，轮上的矩形槽侧面即垂直于轴线并与轮的底面平行圆环面是变径齿轮槽内侧盘面(9)，两个平面圆盘上布置有大于矩形槽底的圆周半径，沿不同半径的多个同心圆环形上均布多个弹子孔(10)，孔的大小相等，在同一圆环上均布孔的间距相等，孔内布置有能够伸缩活动的弹子(11)，弹子活动的方向垂直于变径齿轮圆盘面，但变径齿轮靠近轴心最内一圈同心圆环上的弹子是固定在平面圆盘上并突出于槽内侧盘面(9)，固定弹子和活动弹子就是变径齿轮的齿，弹子长度大于盘厚，不同圆环上的孔和弹子的大小、间距因弹子与齿形链(带)或中间轮啮合匹配传动的原因可以略有差异，孔的中心线弹子的轴线与输入轴或输出轴的轴线平行，变径齿轮上的弹子齿可以是独立自由活动的，也可以用是环形片将弹子串连在一起的，通过变径操作装置上的拨动装置或电磁装置将平面圆盘上不同圆环上的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面(9)，或压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面(9)外，实现齿轮变径，主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形链或者齿形带，或者主动变径齿轮和从动变径齿轮中间设置一个与两轮啮合的中间齿轮，来实现有级变速传动，当使用齿形链或者齿形带传动时必须采用可调距离的张紧装置，这种变速器只能在旋转工作中实现变速，这种变速器需要润滑油进行润滑。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：变径齿轮上的弹子齿是独立自由活动的并采用主动变径齿轮和从动变径齿轮上套装齿形链或者齿形带传动的变速器，该变速器采用弹子拨入操作控制器和弹子拨出操作控制器实现齿轮变径操作，采用链条(带)张紧装置张紧链条(带)，当由弹子拨入操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面(9)时变径齿轮成为该圆环直径的齿轮，弹子拨入操作控制器功能是实现变径齿轮从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作，当由弹子拨出操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面(9)时则该圆环直径上则无齿轮功能，链条(带)只能套装在比此圆环直径更小的同心圆环上均列的弹子所形成的齿轮上，弹子拨出操作控制器功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作，当链条(带)在不同大小的同心圆环上环形均列齿之间切换，当链条(带)套装由直径大的环形均列齿切换到直径小的环形均列齿之间的时会产生多余的长度，必须采用可调距离的张紧装置张紧链条(带)，该变速器弹子结构最优为圆柱形，弹子头最优为球面圆柱头。

3.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：变径齿轮上的弹子齿是独立自由活动的，主动变径齿轮和从动变径齿轮中间采用一个与两轮啮合的中间齿轮(47)传动的变速器，该变速器采用弹子拨入操作控制器和弹子拨出操作控制器实现齿轮变径操作，中间齿轮套在中间轮轴(49)上，中间轴是一个平行于输入轴和输出轴，位于两轴之间并沿输入轴和输出轴共同垂直的方向上能够平行移动的轴，中间轮轴两端安装在中间轮支架(48)上的中间轮轴平移孔(50)中，中间轮支架连接在变速器壳上，中间轮轴平移孔(50)是与中间轴直径等宽，与中间齿轮半径基本等长的一个滑行轨道，变径齿轮上活动弹子齿(51)和中间齿轮上固定齿的截面最佳外形为齿项为尖形的子弹形，变径齿轮不同盘面和中间齿轮上不同底面上的齿位置可以沿同一条平行于轴线的线上布置，也可以相互错开，当由弹子拨入操作控制器将同一圆环上所有环形均列的弹子压入矩形槽内使弹子突出于槽内侧盘面(9)时变径齿轮成为该圆环直径的齿轮，弹子拨入操作控制器功能是实现变径齿轮从小直径同心圆环形均列齿向大直径圆环形均列齿的加径工作，当由弹子拨出操作控制器齿将同一圆环上所有环形均列的弹子压出矩形槽外使弹子不能暴露于槽内侧盘面(9)时则该圆环直径上则无齿轮功能，弹子拨出操作控制器功能就是实现变径齿轮的从大直径同心圆环形均列齿向小直径圆环形均列齿的减径工作，该变速器变工作时优先执行减径操作，减径操作完成后再执行加径操作，由实现加径的变径齿轮先与中间齿轮啮合并推动中间齿轮向减径后的变径齿轮移动并与之发生啮合。

4.根据权利要求1、2、3所述的变速器，其特征是：弹子拨入操作控制器，由拨入动作操控主机，机架，下压拨杆等组成，下压构件其形状也可以是块或片按变速器所设计的变径齿轮是单向旋转使用则方向单向弹子拨入操作控制器，变速器所设计的变径齿轮是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨入操作控制器，在拨入动作操控主机的机架上安装下压拨杆，下压拨杆具有转动副结构，下压拨杆以围绕机架上旋转支点旋转，单向弹子拨入操作控制器下压拨杆的一头为转副结构，双向弹子拨入操作控制器下压拨杆的中间具有转副结构，弹子拨入操作控制器下压拨杆不工作时高于弹子齿突出变径齿轮的外圆盘面齿高，下压拨杆在工作时，单向弹子拨入操作控制器下压拨杆无转副结构的一头被拨入动作操控主机的连杆压下，双向弹子拨入操作控制器下压拨杆其中的一头被拨入动作操控主机的连杆压下，被压下下压拨杆的一头接近变径齿轮的外圆盘面并与外圆盘面形成V口，V口朝向旋转方向，变径齿轮的同一圆环上的弹子沿下压拨杆形成的斜面被压入该变径齿轮的矩形槽内。

5.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：弹子拨出操作控制器，由拨出动作操控主机，弹子拨出活页，活页轴，活页支架，拨杆等组成，变速器所设计的变径齿轮是单向旋转则使用单向弹子拨出操作控制器，变速器所设计的变径齿轮是正反双向均可旋转则使用双向弹子拨出操作控制器，弹子拨出活页由两个铲形页片和一根活页轴组成，铲形页片具有转副结构，单向弹子拨出活页的活页轴安装在拨出活页的靠近边线位置，双向弹子的活页轴安装在拨出活页页片的对称中线位置，活页轴连接在弹子拨出动作操控主机的活页支架上对拨出活页起支撑作用，活页的张开闭合动作按操作方式分为拨杆式和四连杆式，四连杆式拨出动作操控主机操作变距操作拨杆抬高或者压低与活页轴的距离，使变距操作拨杆与两片活页上共同联接的两转副活动杆撑开或收拢，从而拨动拨出活页的张开闭合，拨杆式拨出动作操控主机通过操作同一主机上两个变距拨杆之间的距离来拨动拨出活页的张开闭合，双向拨出弹子活页需要两台拨出动作操控主机，弹子拨出操作控制器上的拨出活页***到变径齿轮中间的矩形槽中并沿输入轴和输出轴共同垂直的方向上移动，当拨出活页闭合时拨出活页收拢在变径齿轮矩形槽中间位置其宽度不影响突出于突出于槽内侧盘面的弹子的旋转，在减径操作中拨出活页张开时两个拨出活页各自的一边接近变径齿轮的矩形槽两侧的槽内侧盘面并与槽内侧盘面形成W口，拨出活页的张开W口朝向旋转方向，变径齿轮的同一圆环上的弹子沿活页形成的斜面被压出该变径齿轮的矩形槽外。

6.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：变径齿轮上的弹子齿是独立自由活动的变速器，独立自由活动的弹子齿宜采取定位设计，在变径齿轮的平面圆盘上的弹子孔中设置柱形液体室(33)，弹子圆周设置定位凸环(34)，凸环与柱形液体室之间的环形缝隙，凸环在柱形液体室中往复运动过程中不断将柱形液体室分割成两腔室或还原成一个腔室，通过液体的流动性当柱形液体室被还原成一个腔室时即实现定位，或者在弹子上设置两个定位卡槽(39)，在平面圆盘弹子孔上设置压缩弹簧和其压迫的小弹子，通过小弹子处于不同的定位卡槽来实现弹子定位，或者通过电磁装置的斥力或吸引力让弹子保持在相对固定的位置。

7.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：变径齿轮上的弹子齿是用环形片将弹子串连在一起使用C形双层轨道实现轮齿变径，并采用齿形链或者齿形带传动的变速器，该变速器中采用C形双层槽轨道(54)变径齿轮(3)C形双层槽轨道(54)沿轴线依次串列布置方案，变径齿轮上位于同一圆环内的所有弹子露于变径齿轮外圆盘面的一头用弹性韧性极佳的圆形环片串连起来，将变径齿轮上同心圆上弹子按不同直径圆环分别用这一方式串连起来，每个圆形环片上都有一条切缝，使圆形环片不再密闭为整圆可由切缝处展开，在圆形环片所形成的朝向旋转方向的一头两旁设置的凸片(64)，该头呈丁字形导引头(63)，串连弹子切缝圆形环片(62)在C形双层槽轨道(54)中滑行，由串连弹子拨入拨出操作控制器在C形双层槽轨道(54)开口处工作，将串连弹子切缝圆形环片(62)升入C形双层槽轨道(54)的上层轨道使该同心圆环上的弹子缩出矩形槽外不暴露于槽内侧盘面实现减径操作，将串连弹子切缝圆形环片(62)降入C形双层槽轨道(54)的下层轨道使该同心圆环上的弹子伸出矩形槽内突出于槽内侧盘面实现加径操作，串连弹子切缝弹子圆形环片(62)在升降轨道时有变形，弹子与圆形环片之间连接宜采用活动连接方式，当链条(带)在不同大小的同心圆环上环形均列齿之间切换，当链条(带)套装由直径大的环形均列齿切换到直径小的环形均列齿之间的时会产生多余的长度，必须采用可调距离的张紧装置张紧链条(带)，该变速器弹子结构最优为圆柱形，弹子头最优为球面圆柱头。

8.根据权利要求1、7所述的变速器，其特征是：C形双层槽轨道(54)平行于变径齿轮(3)外圆盘面，依次在同平面上按同心圆套环布置，与串连弹子切缝圆形环片(62)有一一对应的关系，C形双层槽轨道(54)固定在变速器壳上，C形双层槽轨道(54)的槽两侧面中间有分隔上下层轨道槽的环形肋板(57)，槽截面呈“工”字形，在分隔上下层轨道槽的环形肋板(57)上有三角形衔口(58)，三角形衔口(58)衔有弧形拨片(59)，弧形拨片(59)宽于串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片(64)，弧形拨片(59)连接有弧形拨片连杆(60)，弧形拨片连杆(60)受弧形拨片操控主机控制伸缩，变径齿轮(3)外圆盘面上开有环形槽(70)，两个环形槽中间形成环形脊(71)，环形脊能够抬高切缝圆形环片的工作高度，环形槽能够弧形拨片前端工作时低于切缝圆形环片滑行高度，有利于弧形拨片执行变轨操作，当弧形拨片操控主机操作弧形拨片连杆压下弧形拨片，弧形拨片前端低入外圆盘面上开有环形槽之内时，在C形双层槽轨道下层轨道槽(56)中滑行的串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片在旋转中滑行在弧形拨片之上时被导入C形双层槽轨道的上层轨道槽(55)实现了减径操作，当弧形拨片操控主机操作弧形拨片连杆抬升弧形拨片，弧形拨片前端高于C形双层槽轨道槽底，在C形双层槽轨道上层轨道槽(55)滑行的串连弹子切缝圆形环片丁字导引头上的凸片在旋转中滑行在弧形拨片之下时被导入C形双层槽轨道的下层轨道槽(56)实现了加径操作。

9.根据权利要求1所述的变速器，其特征是：完全采用电磁控制弹子伸缩活动控制装置的变径齿轮变速器，以电磁控制器的类型和安装位置不同，又可分为独立单元和半独立单元两种，独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器的每一个活动的弹子都具有各自独立的电磁控制器，由电磁控制器控制弹子的伸缩工作，当电磁发生斥力时弹子被弹出，当电磁发生吸引力时弹子被吸引缩回，电磁控制器安装在变径齿轮的外圆盘面(8)上并和活动弹子(11)安装在一起，变径齿轮的加径操作和减径操作由电子处理器控制，开始加径弹出弹子和减径缩回弹子的地方是变径齿轮上的轮齿不与传动链(带)或中间轮接触的地方，半独立单元电磁控制弹子装置的变径齿轮变速器，每一个活动弹子上各自独立的电磁控制器只具有电磁控制器的部分装置，对应变径齿轮上具备活动均列齿的每一圆环的所有活动齿上只安装一个电磁控制装置，这是电磁控制器的另一部分装置，对应变径齿轮圆环上的电磁控制装置部分安装在变径齿轮不与传动链(带)或中间轮接触的地方，并固定在变速器壳上，只有当同一圆环上的弹子经过圆环上电磁控制装置时，弹子上的电磁控制装置与圆环上的电磁控制装置共同工作，加径时由电磁控制装置从将要加径的同一圆环上的弹子用斥力依次弹出变径齿轮的槽内侧盘面，减径时由电磁控制装置从将要减径的同一圆环上的弹子用吸引力依次缩入变径齿轮的槽内侧盘面，从而实现变径齿轮的变径工作。

10.根据权利要求1、2、7所述的变速器，其特征是：采用齿形链或者齿形带传动的变速器必须采用可调距离的张紧装置，最佳宜采用链条(带)内侧布置可调距离的张紧装置呈V形布局，或者采用链条(带)内侧固定的张紧轮或导向滑板将链条(带)向外做一个支撑，链条外侧布置可调距离的张紧装置的S形布局，V形布局中，链条(带)内侧采用张紧轮或导向滑板将链条(带)向外拉，用链条(带)张紧器的变距调节装置调整张紧轮或导向滑板上的支架伸缩来张紧不同传动比下的链条(带)，S形布局中，位置固定的张紧轮或导向滑行板将链条(带)由内向外顶起，链条(带)外侧采用张紧轮或导向滑行板将链条(带)向内压，用链条(带)张紧器的变距调节装置调整链条(带)外侧张紧轮或导向滑行板上的支架伸缩来张紧不同传动比下的链条(带)，张紧轮可以采用齿轮结构。

11.根据权利要求1、7所述的变速器，其特征是：串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器(85)对动力机械的变速器的布局的特殊要求，高转速机械在主动轮之前要有减速机进行减速操作，最佳宜采用行星齿轮机构进行减速，太阳轮输入动力，行星齿轮架固定，齿圈连接在主动轮输入轴上，倒档齿轮包括倒档离合器与前进档离合器及其倒档离合器与前进档离合器之间的切换，最佳宜布置在串连弹子式并采用齿形链(带)传动变速器(85)之后。

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