一种变速装置及汽车.pdf

本发明提供了一种变速装置及汽车，属于汽车领域，变速装置包括变速箱及设于变速箱内且可传输动力的输入轴、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、中间传动轴及输出轴；汽车包括上述变速装置，变速装置的输出轴与该汽车的驱动轴相连，所述驱动轴连接有两个主动轮，所述汽车还包括两个从动轮。这种变速装置结构简单，变速方便；使用了该变速装置的汽车能够自动快速的换挡，且车身轻便，能耗较低，节能环保。

权利要求书
1.  一种变速装置，其特征在于，包括变速箱，该变速箱上设有：
输入轴，该输入轴的一端与驱动装置相连，另一端设有第一结 合齿，输入轴上设有第一低速齿轮；
第一传动轴，该第一传动轴上套设有第一齿套，所述第一齿套 上设有第一中速齿轮及第一高速齿轮，第一齿套靠近输入轴的一端 设有与第一结合齿匹配的第二结合齿，所述第一齿套与第一传动轴 之间设有与第一齿套相连的第一弹簧，所述变速箱上设有第一电磁 铁，该第一电磁铁通电后可使所述第一弹簧压缩；
第二传动轴，该第二传动轴上套设有第二齿套，所述第二齿套 上设有可与所述第一低速齿轮配合的第二低速齿轮，所述第二齿套 与第二传动轴之间设有与第二齿套相连的第二弹簧，所述变速箱上 设有第二电磁铁，该第二电磁铁通电后可使所述第二弹簧压缩；
第三传动轴，该第三传动轴上套设有第三齿套，所述第三齿套 上设有可与所述第一中速齿轮配合的第二中速齿轮以及可与第一高 速齿轮配合的第二高速齿轮，所述第三齿套与第三传动轴之间设有 与第三齿套相连的第三弹簧，所述变速箱上设有第三电磁铁，该第 三电磁铁通电后可使所述第三弹簧压缩；
第四传动轴，该第四传动轴上设有可与所述第二低速齿轮配合 的第三低速齿轮、可与所述第二中速齿轮配合的第三中速齿轮以及 可与所述第二高速齿轮配合的第三高速齿轮，所述第四传动轴上还 设有输入齿轮；
中间传动轴，该中间传动轴上设有与所述第三高速齿轮啮合的 中间传动齿轮，该中间传动齿轮可与所述第二高速齿轮啮合；
第五传动轴，该第五传动轴上设有与所述输入齿轮啮合的输出 齿轮，该第五传动轴的一端连接有输出轴；
当所述第一弹簧处于压缩状态且第二弹簧处于初始状态时，所 述第一结合齿与第二结合齿分离、第一低速齿轮与第二低速齿轮啮 合、第二低速齿轮与第三低速齿轮啮合；
当所述第一弹簧处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且第三 弹簧处于初始状态时，所述第一结合齿与第二结合齿啮合、第一中 速齿轮与第二中速齿轮啮合、第二中速齿轮与第三中速齿轮啮合；
当所述第一弹簧处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且第三 弹簧处于压缩状态时，所述第一结合齿与第二结合齿啮合、第一高 速齿轮与第二高速齿轮啮合、第二高速齿轮与中间传动齿轮啮合。

2.  根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述驱动装 置为电机或发动机。

3.  根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述第一低 速齿轮为斜齿轮。

4.  根据权利要求3所述的变速装置，其特征在于，所述输入轴 上设有花键，第一低速齿轮的内壁设有花键槽，输入轴与第一低速 齿轮通过花键与花键槽相连。

5.  根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述变速箱 内设有同时与第二传动轴及第三传动轴转动连接的第一固定架，以 及与中间传动轴的两端转动连接的第二固定架。

6.  一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的变 速装置，该变速装置的输出轴与该汽车的驱动轴相连，所述驱动轴 连接有两个主动轮，所述汽车还包括两个从动轮。

7.  根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述汽车包括速 度传感器，该速度传感器与汽车的控制系统相连，所述变速装置的 第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁及所述控制系统分别与该汽 车的蓄电池相连；
当该汽车起步时，控制系统控制所述第一电磁铁与蓄电池连接， 同时断开第二电磁铁与蓄电池的连接；
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第一 速度时，控制系统断开第一电磁铁与蓄电池的连接，同时使第二电 磁铁与蓄电池连接，同时断开第三电磁铁与蓄电池的连接；
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第二 速度时，控制系统断开第一电磁铁与蓄电池的连接，同时使第二电 磁铁与蓄电池连接，同时使第三电磁铁与蓄电池连接。

8.  根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述驱动轴通过 差速器与主动轮相连。

9.  根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述差速器带有 差速锁。

10.  根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述主动轮为该 汽车的后轮。

说明书一种变速装置及汽车
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种变速装置及汽车。
背景技术
汽车是人类文明发展的标志性产物，也是现代社会所必不可缺 的工具之一。汽车的变速装置是每一个汽车内最重要最核心的装置 之一，汽车在不同行驶状态下需要不同的车速，传统的手动挡汽车 通过驾驶者根据汽车行驶状况手动换挡，这个过程比较麻烦，较难 操作。而且传统的变速装置结构复杂，零部件较多，成本较高，而 且重量较大，增加了使用这种变速装置的汽车的能耗，进一步提高 了成本，不够节能环保。
发明内容
本发明提供了一种变速装置及汽车，旨在提供一种结构简单的 变速装置来改善上述问题。
本发明是这样实现的：
变速装置，包括变速箱，该变速箱上设有输入轴，该输入轴的 一端与驱动装置相连，另一端设有第一结合齿，输入轴上设有第一 低速齿轮；如果该变速装置应用在汽车中，那么此处的驱动装置可 以是由蓄电池带动的电动机，或者燃烧燃油或其他能源的发动机， 如果该变速装置应用在其他设备中，那么此处的驱动装置还可以是 水泵、油压泵或气泵等等。
变速箱上还设有第一传动轴，该第一传动轴上套设有第一齿套， 所述第一齿套上设有第一中速齿轮及第一高速齿轮，第一齿套靠近 输入轴的一端设有与第一结合齿匹配的第二结合齿，所述第一齿套 与第一传动轴之间设有与第一齿套相连的第一弹簧，所述变速箱上 设有第一电磁铁，该第一电磁铁通电后可使所述第一弹簧压缩。第 一传动轴的第二结合齿可与输入轴的第一结合齿啮合实现动力的传 输，在传动时二者是同轴转动，转速一致，因此二者分别相向设置 在变速器内。
两个相啮合的齿轮在传动时二者的线速度相同，后者的角速度 取决于两齿轮的传动比，或者说是两齿轮的直径比，当二者的直径 相同时，则连接这两个齿轮的转轴的转速一致；当主动齿轮的直径 大于从动齿轮的直径时，从动轴的转速会小于主动轴的转速；当主 动齿轮的直径小于从动齿轮的直径时，从动轴的转速会大于主动轴 的转速。这是变速器以及其他传动装置的基本原理。
上面分别提到了第一低速齿轮、第一中速齿轮及第一高速齿轮， 其含义是通过第一低速齿轮传递动力时最终的输出转速为低速状 态，通过第一中速齿轮传递动力时最终的输出转速为中速状态，通 过第一高速齿轮传递动力时最终的输出转速为高速状态。因此，为 实现上述效果，本发明中的第一低速齿轮、第一中速齿轮及第一高 速齿轮的直径依次递增。
变速箱上还设有第二传动轴，该第二传动轴上套设有第二齿套， 所述第二齿套上设有可与所述第一低速齿轮配合的第二低速齿轮， 所述第二齿套与第二传动轴之间设有与第二齿套相连的第二弹簧， 所述变速箱上设有第二电磁铁，该第二电磁铁通电后可使所述第二 弹簧压缩。第二传动轴的第二低速齿轮可与输入轴的第一低速齿轮 啮合实现动力的传输，传输时二者的线速度一致，因此在变速箱内 二者相邻且平行设置。
变速箱上还设有第三传动轴，该第三传动轴上套设有第三齿套， 所述第三齿套上设有可与所述第一中速齿轮配合的第二中速齿轮以 及可与第一高速齿轮配合的第二高速齿轮，所述第三齿套与第三传 动轴之间设有与第三齿套相连的第三弹簧，所述变速箱上设有第三 电磁铁，该第三电磁铁通电后可使所述第三弹簧压缩。第三传动轴 的第二中速齿轮可与第一传动轴的第一中速齿轮啮合、第二高速齿 轮可与第一传动轴的第一高速齿轮啮合实现动力的传输，因此在变 速箱内第三传动轴与第一传动轴相邻且平行设置。
此外，第二中速齿轮与第一中速齿轮，以及第二高速齿轮与第 一高速齿轮不能同时处于啮合状态，否则无法传动，因此本发明中 第一传动轴上第一中速齿轮与第一高速齿轮之间的距离小于第三传 动轴上第二中速齿轮与第二高速齿轮之间的距离。当第二中速齿轮 与第一中速齿轮啮合时，第二高速齿轮与第一高速齿轮分离，同样， 当第二高速齿轮与第一高速齿轮啮合时，第二中速齿轮与第一中速 齿轮分离。
变速箱上还设有第四传动轴，该第四传动轴上设有可与所述第 二低速齿轮配合的第三低速齿轮、可与所述第二中速齿轮配合的第 三中速齿轮以及可与所述第二高速齿轮配合的第三高速齿轮，所述 第四传动轴上还设有输入齿轮。
第四传动轴的两端均与变速箱转动连接，其上面的四个齿轮同 时转动，因此该第四传动轴的转速与该变速装置的最终输出速度有 最直接的关系。变速装置处于不同状态下，分别由第三低速齿轮、 第三中速齿轮或者第三高速齿轮作为主动齿轮，在该变速装置动力 传动过程中，第二低速齿轮、第二中速齿轮及第二高速齿轮只起到 动力的传递作用，不会对变速装置的最终转速有影响。该变速装置 的最终输出转速取决于第三低速齿轮与第一低速齿轮的直径比、第 三中速齿轮与第一中速齿轮的直径比以及第三高速齿轮与第一高速 齿轮的直径比。
当输入轴及第四传动轴的位置、第一低速齿轮及第三低速齿轮 的直径确定后，那第二传动轴的位置以及第二低速齿轮的直径也已 确定且是唯一(取决于第一低速齿轮及第三低速齿轮之间的距离)。 设计时可根据需求设计第一低速齿轮及第三低速齿轮的直径比。
当第一传动轴及第四传动轴的位置、第一中速齿轮及第三中速 齿轮的直径确定后，那第三传动轴的位置以及第二中速齿轮的直径 也已确定且是唯一(取决于第一中速齿轮及第三中速齿轮之间的距 离)。此时确定好第一高速齿轮的直径后那第二高速齿轮的直径则也 已确定且是唯一(取决于第一高速齿轮及第三传动轴之间的距离)， 那么此时第二高速齿轮与第四传动轴之间的距离也已确定。
本发明的设计者在设计时发现这样一个问题：如果直接将第二 高速齿轮与第四传动轴之间的距离定为第三高速齿轮的半径，那么 第三中速齿轮与第一中速齿轮的直径比以及第三高速齿轮与第一高 速齿轮的直径比会非常的接近，在变速装置工作时基本看不出中速 与高速的区别，如果再考虑到制造误差、装配误差以及其他因素， 则这两个数据会更为接近，无法在实际中应用。
为此，设计者做了这样的设计：变速箱上还设有中间传动轴， 该中间传动轴上设有与所述第三高速齿轮啮合的中间传动齿轮，该 中间传动齿轮可与所述第二高速齿轮啮合。中间传动轴位于第三传 动轴与第四传动轴之间，其上面的中间传动齿轮一直处于与第三高 速齿轮的啮合状态。此时，可根据实际需求设计第三高速齿轮的直 径，较小的第三高速齿轮的直径使得第一高速齿轮与第三高速齿轮 的直径比较大，使该变速装置能够获得较高的输出速度。
在此设计的启示下，也可以在第三中速齿轮与第二中速齿轮、 及第三低速齿轮与第二低速齿轮设置中间齿轮，使该变速装置能够 获得更多不同的输出转速。
变速箱上还设有第五传动轴，该第五传动轴上设有与所述输入 齿轮啮合的输出齿轮，该第五传动轴的一端连接有输出轴。该第五 传动轴的转速即是本变速装置的最终输出转速。输出齿轮与输入齿 轮的直径比也可根据实际需求设计。
这种变速装置在实际应用时可获得三种不同的转速：
当所述第一弹簧处于压缩状态且第二弹簧处于初始状态时，所 述第一结合齿与第二结合齿分离、第一低速齿轮与第二低速齿轮啮 合、第二低速齿轮与第三低速齿轮啮合。此时该变速装置为低速状 态，第一弹簧的压缩靠的是第一电磁铁的磁力，第一电磁铁可通过 供电装置供给电能。此时无论第三弹簧处于压缩状态或初始状态， 均不影响动力的传输。
当所述第一弹簧处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且第三 弹簧处于初始状态时，所述第一结合齿与第二结合齿啮合、第一中 速齿轮与第二中速齿轮啮合、第二中速齿轮与第三中速齿轮啮合。 此时该变速装置为中速状态。
当所述第一弹簧处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且第三 弹簧处于压缩状态时，所述第一结合齿与第二结合齿啮合、第一高 速齿轮与第二高速齿轮啮合、第二高速齿轮与中间传动齿轮啮合。 此时该变速装置为高速状态。
当第一弹簧及第二弹簧均处于压缩状态时，第一结合齿与第二 结合齿分离、第一低速齿轮与第二低速齿轮分离，此时无论第三弹 簧处于压缩状态或者初始状态，该变速装置均处于空挡状态。此时 无动力的传输。
该变速装置的第一弹簧及第二弹簧不能同时处于初始状态，否 则该变速装置被卡死，动力无法传输，严重的还可能导致驱动装置 烧毁。
优选地，变速装置的第一低速齿轮及其他各齿轮均为斜齿轮。
优选地，输入轴与第一低速齿轮分开制成，具体地：所述输入 轴上设有花键，第一低速齿轮的内壁设有花键槽，输入轴与第一低 速齿轮通过花键与花键槽相连。这样制作的好处在于：节约材料， 分开制作的输入轴及第一低速齿轮制作时产生的边角余料较少，成 本较低；方便加工，二者的制作工艺不同，加工流程不同，分开制 作可提高加工效率；方便匹配，同一型号输入轴可匹配多种不同直 径的第一低速齿轮。
为了使该变速装置在传动时，第二传动轴及第三传动轴不处于 悬空状态，设计者在变速箱内增设了第一固定架，第一固定架与第 二传动轴及第三传动轴转动连接。这样的设计可使第二传动轴及第 三传动轴更为稳定的传输动力。同样地，变速箱内还设有第二固定 架，第二固定架与中间传动轴的两端转动连接。
一种汽车，包括上述变速装置，其变速装置的输出轴与该汽车 的驱动轴相连，所述驱动轴连接有两个主动轮，所述汽车还包括两 个从动轮。这种汽车在使用时变速装置可将动力传给主动轮，主动 轮可带动从动轮转动。优选地，该主动轮为该汽车的后轮，从动轮 为汽车的前轮。因此，这种结构样式的汽车为后驱车。后驱模式的 车是一种较为常见的汽车，一般应用于中高档汽车，也常应用于跑 车。因为该汽车内的变速装置结构简单轻便，因此采用后驱模式的 该汽车能够更好地发挥其优良性能。
进一步地，驱动轴通过差速器与主动轮相连，使该汽车能够实 现基本的转弯工作。优选地，该差速器带有差速锁。差速锁是差速 器上较为重要的部件之一。差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时， 将差速器壳与半轴锁紧成一体，使差速器失去差速作用，可以把全 部扭矩转移到另一侧驱动轮上。
优选地，本发明的设计者对该汽车进行了改进，使其能够实现 自动换挡：所述汽车包括速度传感器，该速度传感器与汽车的控制 系统相连，所述变速装置的第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁 及所述控制系统分别与该汽车的蓄电池相连；目前基本上所有汽车 都带有速度传感器，一般位于汽车的变速箱内，本发明中的该汽车 的速度传感器位于变速装置的变速箱上，可检测到输出轴的转速， 并将其传输给控制系统。
当该汽车起步时，控制系统控制所述第一电磁铁与蓄电池连接， 同时断开第二电磁铁与蓄电池的连接；此时该汽车为低档状态，这 种状态下汽车可获得更高的扭矩，使汽车能顺利的起步、加速。
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第一 速度时，控制系统断开第一电磁铁与蓄电池的连接，同时使第二电 磁铁与蓄电池连接，同时断开第三电磁铁与蓄电池的连接；此时该 汽车为中档状态，这种状态下汽车一方面可获得较高的转速，另一 方面也有不错的扭矩，方便后续的进一步的加速。
预设的第一速度可以根据实际情况设定，一般可设置为20-30 千米/小时，例如将其设置为20千米/小时，当该汽车的车速超过该 速度后，通过控制系统可实现档位的切换，由低档变为中档。
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第二 速度时，控制系统断开第一电磁铁与蓄电池的连接，同时使第二电 磁铁与蓄电池连接，同时使第三电磁铁与蓄电池连接。此时该汽车 为高档状态，这种状态下汽车可获得较高的转速，使汽车能高速平 稳地行驶。
预设的第二速度也可根据实际情况设定，一般可设置为40-50 千米/小时，例如将其设置为40千米/小时，当该汽车的车速超过该 速度后，通过控制系统可实现档位的切换，由中档变为高档。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的变速装置， 当其第一结合齿与第二结合齿分离、第一低速齿轮与第二低速齿轮 啮合、第二低速齿轮与第三低速齿轮啮合时，该变速装置处于低速 传动状态；当第一结合齿与第二结合齿啮合、第一中速齿轮与第二 中速齿轮啮合、第二中速齿轮与第三中速齿轮啮合时，该变速装置 处于中速传动状态；当第一结合齿与第二结合齿啮合、第一高速齿 轮与第二高速齿轮啮合、第二高速齿轮与中间传动齿轮啮合时，该 变速装置处于高速传动状态。因此，该变速装置具有三级变速功能， 且其内部结构简单，非常实用，很大程度上降低了变速装置的成本， 进一步减少了使用该变速装置的设备的重量，降低了能耗。
应用了该变速装置的汽车，不仅具有三级变速功能，且可通过 汽车的控制系统实现自动变速，较大幅度减少了驾驶员的操作，使 该汽车更方便使用，同时该汽车能耗较低，符合当前国家及社会的 需求。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的变速装置的输入轴的轴测图；
图2是本发明第一实施例提供的变速装置的输入轴的侧视图；
图3是本发明第一实施例提供的变速装置的第一低速齿轮的结 构示意图；
图4是本发明第一实施例提供的变速装置的第一传动轴的主视 图；
图5是本发明第一实施例提供的变速装置的带有第一低速齿轮 的输入轴的主视图；
图6是本发明第一实施例提供的变速装置的输入轴与第一传动 轴配合的主视图；
图7是本发明第一实施例提供的变速装置的输入轴与第一传动 轴配合的剖视图；
图8是本发明第一实施例提供的变速装置的输入轴与第一传动 轴配合的轴测图；
图9是本发明第一实施例提供的变速装置的第二传动轴的结构 示意图；
图10是本发明第一实施例提供的变速装置的第三传动轴的结 构示意图；
图11是本发明第一实施例提供的变速装置的第四传动轴的结 构示意图；
图12是本发明第一实施例提供的变速装置的中间传动轴的结 构示意图；
图13是本发明第一实施例提供的变速装置的在中速状态下的 结构示意图；
图14是本发明第一实施例提供的变速装置的在高速状态下的 结构示意图；
图15是本发明第一实施例提供的变速装置的由高速变为低速 时的结构示意图；
图16是本发明第一实施例提供的变速装置的由中速变为低速 时的结构示意图；
图17是本发明第一实施例提供的变速装置的由高速或低速变 为空挡时的结构示意图；
图18是本发明第一实施例提供的变速装置的由中速或低速变 为空挡时的结构示意图；
图19是本发明第二实施例提供的汽车的结构示意图。
图中标记分别为：
变速箱101；输入轴102；驱动装置103；第一结合齿104；第 一低速齿轮105；第一传动轴106；第一齿套107；第一中速齿轮108； 第一高速齿轮109；第二结合齿110；第一弹簧111；第一电磁铁112； 第二传动轴113；第二齿套114；第二低速齿轮115；第三传动轴116； 第三齿套117；第二中速齿轮118；第二高速齿轮119；第四传动轴 120；第三低速齿轮121；第三中速齿轮122；第三高速齿轮123； 输入齿轮124；中间传动轴125；中间传动齿轮126；第五传动轴127； 输出齿轮128；输出轴129；花键130；第一固定架131；第二固定 架132；第二电磁铁133；第三电磁铁134；
驱动轴201；主动轮202；从动轮203；差速器204。
具体实施方式
汽车是人类文明发展的标志性产物，也是现代社会所必不可缺 的工具之一。汽车的变速装置是每一个汽车内最重要最核心的装置 之一，汽车在不同行驶状态下需要不同的车速，传统的手动挡汽车 通过驾驶者根据汽车行驶状况手动换挡，这个过程比较麻烦，较难 操作。而且传统的变速装置结构复杂，零部件较多，成本较高，而 且重量较大，增加了使用这种变速装置的汽车的能耗，进一步提高 了成本，不够节能环保。
鉴于此，本发明的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的 实验和努力，不断的改革创新，设计出了一种变速装置及汽车，这 种变速装置结构简单，成本较低，换挡方便；使用了这种变速装置 的汽车成本较低，换挡方便，经济实用，节能环保。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将 结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本发明保护的范围。
第一实施例，请参阅图1-18
本实施例提供的变速装置，包括变速箱101，该变速箱101上 设有输入轴102，该输入轴102的一端与驱动装置103相连，另一 端设有第一结合齿104，输入轴102上设有第一低速齿轮105；如果 该变速装置应用在汽车中，那么此处的驱动装置103可以是由蓄电 池带动的电动机，或者燃烧燃油或其他能源的发动机，如果该变速 装置应用在其他设备中，那么此处的驱动装置103还可以是水泵、 油压泵或气泵等等。
变速箱101上还设有第一传动轴106，第一传动轴106的左端 (此处的左指的是图13的左向)与变速箱101转动连接，该第一传 动轴106上套设有第一齿套107，所述第一齿套107上设有第一中 速齿轮108及第一高速齿轮109，第一齿套107靠近输入轴102的 一端设有与第一结合齿104匹配的第二结合齿110，所述第一齿套 107与第一传动轴106之间设有与第一齿套107相连的第一弹簧 111，所述变速箱101上设有第一电磁铁112。第一齿套107的第二 结合齿110可与输入轴102的第一结合齿104啮合实现动力的传输， 在传动时二者是同轴转动，转速一致，因此二者分别相向设置在变 速器内。
当第一弹簧111位于初始状态时，第一齿套107的第二结合齿 110与输入轴102的第一结合齿104啮合；当第一电磁铁112通电 后可使所述第一弹簧111压缩，带动第一齿套107向左移动，使第 二结合齿110与第一结合齿104分离。
两个相啮合的齿轮在传动时二者的线速度相同，后者的角速度 取决于两齿轮的传动比，或者说是两齿轮的直径比，当二者的直径 相同时，则连接这两个齿轮的转轴的转速一致；当主动齿轮的直径 大于从动齿轮的直径时，从动轴的转速会大于主动轴的转速；当主 动齿轮的直径小于从动齿轮的直径时，从动轴的转速会小于主动轴 的转速。这是变速器以及其他传动装置的基本原理。
对于本实施例，上面分别提到了第一低速齿轮105、第一中速 齿轮108及第一高速齿轮109，其含义是通过第一低速齿轮105传 递动力时该传动装置最终的输出转速为低速状态，通过第一中速齿 轮108传递动力时最终的输出转速为中速状态，通过第一高速齿轮 109传递动力时最终的输出转速为高速状态。因此，为实现上述效 果，本发明中的第一低速齿轮105、第一中速齿轮108及第一高速 齿轮109的直径依次递增。
变速箱101上还设有第二传动轴113，第二传动轴113的右端 与变速箱101转动连接，该第二传动轴113上套设有第二齿套114， 所述第二齿套114上设有可与所述第一低速齿轮105配合的第二低 速齿轮115，所述第二齿套114与第二传动轴113之间设有第二弹 簧，所述变速箱101上设有第二电磁铁133，该第二电磁铁133通 电后可使所述第二弹簧压缩。
当第二弹簧位于初始位置时，第二低速齿轮115与第一低速齿 轮105啮合；当第二电磁铁133通电后可使第二弹簧压缩，带动第 二齿套114向右移动，使第二低速齿轮115与第一低速齿轮105分 离。
第二传动轴113的第二低速齿轮115可与输入轴102的第一低 速齿轮105啮合实现动力的传输，传输时二者的线速度一致，因此 在变速箱101内二者相邻且平行设置。
变速箱101上还设有第三传动轴116，第三传动轴116的左端 与变速箱101转动连接，该第三传动轴116上套设有第三齿套117， 所述第三齿套117上设有可与所述第一中速齿轮108配合的第二中 速齿轮118以及可与第一高速齿轮109配合的第二高速齿轮119， 所述第三齿套117与第三传动轴116之间设有第三弹簧，所述变速 箱101上设有第三电磁铁134，该第三电磁铁134通电后可使所述 第三弹簧压缩。
当第三弹簧位于初始位置时，第二中速齿轮118与第一中速齿 轮108啮合，第一高速齿轮109与第二高速齿轮119分离；当第三 电磁铁134通电后可使第三弹簧压缩，带动第三齿套117向左移动， 使第二中速齿轮118与第一中速齿轮108分离，第一高速齿轮109 与第二高速齿轮119啮合。
第三传动轴116的第二中速齿轮118可与第一传动轴106的第 一中速齿轮108啮合、第二高速齿轮119可与第一传动轴106的第 一高速齿轮109啮合实现动力的传输，因此在变速箱101内第三传 动轴116与第一传动轴106相邻且平行设置。
此外，第二中速齿轮118与第一中速齿轮108，以及第二高速 齿轮119与第一高速齿轮109不能同时处于啮合状态，否则无法传 动，因此本实施例中第一传动轴106上第一中速齿轮108与第一高 速齿轮109之间的距离小于第三传动轴116上第二中速齿轮118与 第二高速齿轮119之间的距离。当第二中速齿轮118与第一中速齿 轮108啮合时，第二高速齿轮119与第一高速齿轮109分离，同样， 当第二高速齿轮119与第一高速齿轮109啮合时，第二中速齿轮118 与第一中速齿轮108分离。
变速箱101上还设有第四传动轴120，该第四传动轴120上设 有可与所述第二低速齿轮115配合的第三低速齿轮121、可与所述 第二中速齿轮118配合的第三中速齿轮122以及可与所述第二高速 齿轮119配合的第三高速齿轮123，所述第四传动轴120上还设有 输入齿轮124。
第四传动轴120的两端均与变速箱101转动连接，其上面的四 个齿轮同时转动，因此该第四传动轴120的转速与该变速装置的最 终输出速度有最直接的关系。变速装置处于不同状态下，分别由第 三低速齿轮121、第三中速齿轮122或者第三高速齿轮123作为主 动齿轮，在该变速装置动力传动过程中，第二低速齿轮115、第二 中速齿轮118及第二高速齿轮119只起到动力的传递作用，不会对 变速装置的最终转速有影响。因此该变速装置的最终输出转速取决 于第三低速齿轮121与第一低速齿轮105的直径比、第三中速齿轮 122与第一中速齿轮108的直径比以及第三高速齿轮123与第一高 速齿轮109的直径比。
当输入轴102及第四传动轴120的位置、第一低速齿轮105及 第三低速齿轮121的直径确定后，那第二传动轴113的位置以及第 二低速齿轮115的直径也已确定且是唯一(取决于第一低速齿轮105 及第三低速齿轮121之间的距离)。设计时可根据需求设计第一低速 齿轮105及第三低速齿轮121的直径比。
当第一传动轴106及第四传动轴120的位置、第一中速齿轮108 及第三中速齿轮122的直径确定后，那第三传动轴116的位置以及 第二中速齿轮118的直径也已确定且是唯一(取决于第一中速齿轮 108及第三中速齿轮122之间的距离)。此时确定好第一高速齿轮109 的直径后那第二高速齿轮119的直径则也已确定且是唯一(取决于 第一高速齿轮109及第三传动轴116之间的距离)，那么此时第二高 速齿轮119与第四传动轴120之间的距离也已确定。
本发明的设计者在设计时发现这样一个问题：如果直接将第二 高速齿轮119与第四传动轴120之间的距离定为第三高速齿轮123 的半径，那么第三中速齿轮122与第一中速齿轮108的直径比以及 第三高速齿轮123与第一高速齿轮109的直径比会非常的接近，在 变速装置工作时基本看不出中速与高速的区别，如果再考虑到制造 误差、装配误差以及其他因素，则这两个数据会更为接近，无法在 实际中应用。
为此，设计者做了这样的设计：变速箱101上还设有中间传动 轴125，该中间传动轴125上设有与所述第三高速齿轮123啮合的 中间传动齿轮126，该中间传动齿轮126可与所述第二高速齿轮119 啮合。中间传动轴125位于第三传动轴116与第四传动轴120之间， 中间传动轴125上的中间传动齿轮126一直处于与第三高速齿轮 123的啮合状态。此时，可根据实际需求设计第三高速齿轮123的 直径，较小的第三高速齿轮123的直径使得第一高速齿轮109与第 三高速齿轮123的直径比较大，使该变速装置能够获得较高的输出 速度。
在此设计的启示下，也可以在第三中速齿轮122与第二中速齿 轮118、及第三低速齿轮121与第二低速齿轮115设置中间齿轮， 使该变速装置能够获得更多不同的输出转速。
优选地，第三低速齿轮121、第三中速齿轮122及第三高速齿 轮123的直径依次递减。
变速箱101上还设有第五传动轴127，该第五传动轴127上设 有与所述输入齿轮124啮合的输出齿轮128，该第五传动轴127的 一端连接有输出轴129。该第五传动轴127的转速即是本变速装置 的最终输出转速。输出齿轮128与输入齿轮124的直径比也可根据 实际需求设计。
这种变速装置在实际应用时可获得三种不同的转速：
当所述第一弹簧111处于压缩状态且第二弹簧处于初始状态 时，所述第一结合齿104与第二结合齿110分离、第一低速齿轮105 与第二低速齿轮115啮合、第二低速齿轮115与第三低速齿轮121 啮合。此时该变速装置为低速状态，第一弹簧111的压缩靠的是第 一电磁铁112的磁力，第一电磁铁112可通过供电装置供给电能。 此时无论第三弹簧处于压缩状态或初始状态，均不影响动力的传输。
当所述第一弹簧111处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且 第三弹簧处于初始状态时，所述第一结合齿104与第二结合齿110 啮合、第一中速齿轮108与第二中速齿轮118啮合、第二中速齿轮 118与第三中速齿轮122啮合。此时该变速装置为中速状态。
当所述第一弹簧111处于初始状态且第二弹簧处于压缩状态且 第三弹簧处于压缩状态时，所述第一结合齿104与第二结合齿110 啮合、第一高速齿轮109与第二高速齿轮119啮合、第二高速齿轮 119与中间传动齿轮126啮合。此时该变速装置为高速状态。
当第一弹簧111及第二弹簧均处于压缩状态时，第一结合齿104 与第二结合齿110分离、第一低速齿轮105与第二低速齿轮115分 离，此时无论第三弹簧处于压缩状态或者初始状态，该变速装置均 处于空挡状态。此时无动力的传输。
该变速装置的第一弹簧111及第二弹簧不能同时处于初始状 态，否则该变速装置被卡死，动力无法传输，严重的还可能导致驱 动装置103烧毁。
上述内容即本实施例提供的变速装置的基本结构及工作原理。
优选地，变速装置的第一低速齿轮105及其他各齿轮均为斜齿 轮。普通的直齿轮在啮合传动时，各轮齿沿齿宽同时进入啮合，因 而在传动时会产生冲击振动噪音，同时传动不平稳。斜齿轮的传动 优于直齿轮，其具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、噪 音低、传动比分级精细等特点。
优选地，输入轴102与第一低速齿轮105分开制成，具体地： 所述输入轴102上设有花键130，第一低速齿轮105的内壁设有花 键槽，输入轴102与第一低速齿轮105通过花键130及花键槽相连。 这样制作的好处在于：节约材料，分开制作的输入轴102及第一低 速齿轮105制作时产生的边角余料较少，成本较低；方便加工，二 者的制作工艺不同，加工流程不同，分开制作可提高加工效率；方 便匹配，同一型号输入轴102可匹配多种不同直径的第一低速齿轮 105。
为了使该变速装置在传动时，第二传动轴113及第三传动轴116 不处于悬空状态，设计者在变速箱101内增设了第一固定架131， 第一固定架131与第二传动轴113及第三传动轴116转动连接。这 样的设计可使第二传动轴113及第三传动轴116更为稳定的传输动 力。同样地，变速箱101内还设有第二固定架132，第二固定架132 与中间传动轴125的两端转动连接。
本实施例通过上述设计得到的变速装置可方便快捷地实现高中 低档的转换，其结构相比现有技术中的变速装置非常简单，大幅节 约了制作成本。
第二实施例，请参阅图19
本实施例所提供的汽车，其包括第一实施例的变速装置，该变 速装置的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为 简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内 容。
这种包括上述变速装置的汽车，其变速装置的输出轴129与该 汽车的驱动轴201相连，所述驱动轴201连接有两个主动轮202， 所述汽车还包括两个从动轮203。这种汽车在使用时变速装置可将 动力传给主动轮202，主动轮202可带动从动轮203转动。优选地， 该主动轮202为该汽车的后轮，从动轮203为汽车的前轮。因此， 这种结构样式的汽车为后驱车。
后驱模式的车是一种较为常见的汽车，一般应用于中高档汽车， 也常应用于跑车。该汽车内的变速装置结构简单轻便，因此采用后 驱模式的该汽车能够更好地发挥其优良性能。
进一步地，驱动轴201通过差速器204与主动轮202相连，使 该汽车能够实现基本的转弯工作。
优选地，该差速器204带有差速锁。差速锁是差速器204上较 为重要的部件之一。差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时，将差速 器204壳与半轴锁紧成一体，使差速器204失去差速作用，可以把 全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。
优选地，本发明的设计者对该汽车进行了改进，使其能够实现 自动换挡：所述汽车包括速度传感器，该速度传感器与汽车的控制 系统相连，所述变速装置的第一电磁铁112、第二电磁铁133、第三 电磁铁134及所述控制系统与分别该汽车的蓄电池相连；目前基本 上所有汽车都带有速度传感器，一般位于汽车的变速箱101内，本 发明中的该汽车的速度传感器位于变速装置的变速箱101上，可检 测到输出轴129的转速，并将其传输给控制系统。
当该汽车起步时，控制系统控制所述第一电磁铁112与蓄电池 连接，同时断开第二电磁铁133与蓄电池的连接；此时该汽车为低 档状态，这种状态下汽车可获得更高的扭矩，使汽车能顺利的起步、 加速。
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第一 速度时，控制系统断开第一电磁铁112与蓄电池的连接，同时使第 二电磁铁133与蓄电池连接，同时断开第三电磁铁134与蓄电池的 连接；此时该汽车为中档状态，这种状态下汽车一方面可获得较高 的转速，另一方面也有不错的扭矩，方便后续的进一步的加速。
预设的第一速度可以根据实际情况设定，一般可设置为20-30 千米/小时，例如将其设置为20千米/小时，当该汽车的车速超过该 速度后，通过控制系统可实现档位的切换，由低档变为中档。
当速度传感器感应到该汽车的速度超过控制系统内预设的第二 速度时，控制系统断开第一电磁铁112与蓄电池的连接，同时使第 二电磁铁133与蓄电池连接，同时使第三电磁铁134与蓄电池连接。 此时该汽车为高档状态，这种状态下汽车可获得较高的转速，使汽 车能高速平稳地行驶。
预设的第二速度也可根据实际情况设定，一般可设置为40-50 千米/小时，例如将其设置为40千米/小时，当该汽车的车速超过该 速度后，通过控制系统可实现档位的切换，由中档变为高档。
同样地，汽车行驶时也会需要减速，可通过汽车的刹车及离合 实现减速，也可在控制系统内增设控制程序：当车速从高于预设的 第二速度变为低于预设的第二速度且高于预设的第一速度，控制系 统控制该汽车变为中档状态；当车速从低于预设的第二速度且高于 预设的第一速度变为低于预设的第一速度时，控制系统控制该汽车 变为低档状态。这样的设计可使该汽车更方便驾驶。
本实施例提供的汽车不仅简单轻便，节能环保，而且可实现自 动换挡功能，因此十分方便实用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。