不間斷動力的齒輪變速器的製作方法

2023-05-09 22:58:26

專利名稱：不間斷動力的齒輪變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多檔齒輪變速器，特別是在不需切斷動力就可以換檔改變傳動比的齒輪變速器。
背景技術：
已有的齒輪變速器，為有級式變速器，可按構造分為移動齒輪式、常嚙合齒輪式和行星齒輪式三種。這些齒輪變速器都有基座或齒輪箱體，基座或齒輪箱體通過軸承設置著包括輸入軸和輸出軸在內的至少兩根軸，軸帶有圓形齒輪，從輸入軸到輸出軸構成了至少兩檔圓形齒輪機構的傳動排檔。某些變傳動比傳動的非圓齒輪機構，是在主動軸和從動軸設有相互嚙合的非圓齒輪或設置相互嚙合的非圓齒輪和其他成對圓形齒輪的組合，構成了變傳動比的非圓齒輪機構。齒輪機構為一對齒輪的，輸入軸、輸出軸或與輸入軸、輸出軸同軸線聯接的軸即為主動齒輪軸、從動齒輪軸，齒輪直接設置在輸入軸或輸出軸，或者齒輪設置在與輸入軸、輸出軸同軸線聯接的轉軸，轉軸通過操縱離合器與輸入軸或輸出軸聯接。對於齒輪機構為兩個以上的齒輪構成的，相互嚙合的齒輪要有設置在中間軸的。對於常嚙合齒輪式變速器，每檔的圓形齒輪機構中都有一個齒輪與轉軸之間通過操縱離合器(如撥檔套或嚙合套)聯接或者軸與軸之間通過操縱離合器聯接。操縱離合器分別通過換檔撥杆等聯動的離合器操縱機構來操縱。同時操縱離合器之間還可以設有聯動機構，使某檔的操縱離合器接合、其它檔的操縱離合器分離，實現以某檔齒輪機構的定傳動比傳遞動力。換檔時要將齒輪變速器與動力部分切斷。已有的單向傳遞反饋可控傳動機構和鋼帶離合器，是在離合器片總成到變速箱一軸齒輪的傳動鏈設置單向傳遞扭矩機構，但是這種機構在變速過程，也還要斷開動力的傳遞。自動檔的有級齒輪變速器，是相互嚙合的行星齒輪機構，通過氣壓或液壓控制系統的離合器操縱機構，控制同轉向輸出的兩檔離合器同時動作，一個檔的離合器接合，另一個檔的離合器分離，形成換檔。換檔過程要麼同時存在兩種傳動比的半聯動傳動，造成無用功耗，要麼兩個離合器有同時分離狀態。再加上該系統中的液力偶合器和液力變扭器在一定轉速範圍內傳動效率極低，所以製造成本高、操縱複雜、浪費能源。

發明內容
本發明就是要解決齒輪變速器在變速過程要間斷動力傳遞或者存在兩檔相互疊加而增加動力損耗的問題，提供一種傳動效率高的，不間斷動力的齒輪變速器。
本發明的不間斷動力的齒輪變速器，有基座或齒輪箱體，基座或齒輪箱體通過軸承設置了包括輸入軸、輸出軸在內的至少兩根軸，軸之間通過常嚙合的齒輪傳動聯接，構成齒輪機構，從輸入軸到輸出軸含有同轉向輸出的至少兩個檔的圓形齒輪機構。本發明的特有的特徵在於從輸入軸到輸出軸還並列含有作為過渡檔用的非圓齒輪機構，而且同轉向輸出的相鄰兩個檔的兩個圓形齒輪機構和與其同轉向輸出的一個過渡檔的非圓齒輪機構是對應配置的；相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構和與其對應配置的一個過渡檔的非圓齒輪機構中，每個齒輪機構的傳動鏈都含有超越離合器，也就是每個齒輪機構都有一個齒輪與轉軸之間或軸與軸之間通過超越離合器聯接；超越離合器還帶有離合器操縱機構(以下可以簡稱操縱機構)。本發明是同轉向輸出的兩檔之間的不間斷動力的變速換檔，下面即使沒有特意指明是同轉向輸出的，只要是兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構的關係都是同轉向輸出的。一般所稱的一檔、二檔、三檔等，都是同轉向輸出的圓形齒輪機構從低速檔向高速檔排列的順序。最低的一檔超越離合器是單向超越離合器的，可以不帶有離合器操縱機構。像操縱已有的操縱離合器一樣，通過操縱與已有的離合器操縱機構相當的操縱機構，使超越離合器實時工作。操縱機構是控制超越離合器的接合元件，通過操縱機構對接合元件的作用，控制超越離合器是否處於工作狀態。超越離合器自動分離、自動接合的功能及過程在這裡稱之為工作狀態。通過操縱機構使超越離合器保持著分離狀態，超越離合器就不能正常自動接合，稱之為處於非工作狀態；相反通過操縱機構可以恢復超越離合器處於工作狀態。本發明齒輪變速器構成各檔圓形齒輪機構及並列的過渡檔非圓齒輪機構像已有的齒輪機構一樣。同已有的齒輪變速器不相同的地方是，並列增加了做為過渡檔的非圓齒輪機構，將已有各檔傳動鏈中的齒輪與轉軸或軸與軸之間通過操縱離合器(如撥檔套或嚙合套等)聯接，改成通過帶有操縱機構的超越離合器聯接。作為過渡檔非圓齒輪機構傳動鏈也同樣含有帶有操縱機構的超越離合器。利用非圓齒輪機構連續變化傳動比傳動的特性，來過渡兩檔圓形齒輪機構的換檔，並且利用超越離合器自動接合、自動分離的特性實現同步轉換，該非圓齒輪機構可以稱作過渡檔。需要從起始檔向另一相對較小傳動比或較大傳動比的目的檔變速時，將與起始檔、目的檔這相鄰兩檔對應配置的過渡檔的超越離合器恢復工作狀態。該過渡檔變化的傳動比處於要小於或小於起始檔傳動比時，過渡檔的超越離合器就能自動接合開始接替起始檔傳遞動力，並同時使起始檔的超越離合器自動分離；過渡檔連續減小傳動比或連續增大傳動比後，將目的檔的超越離合器恢復工作狀態，當過渡檔變化的傳動比處於要大於或大於目的檔傳動比時，目的檔的超越離合器就能自動接合開始接替傳遞動力，並同時使過渡檔的超越離合器自動分離。這樣就實現了不間斷動力的換檔變速，而且過渡檔在接替起始檔傳遞動力時傳動比與起始檔相當，交給目的檔傳遞動力時傳動比與目的檔相當。起始檔、過渡檔的超越離合器自動分離後，需要時可以通過各自的操縱機構保持分離狀態，以保證變換後動力傳遞的持續性。
本發明的齒輪變速器大多數情況是所有的變速排檔都是採用圓形齒輪機構，也就是至少兩檔圓形齒輪機構。對於兩檔以上的本發明的齒輪變速器，即使是有一個檔為輸入軸和輸出軸直接聯接輸出的直接檔，也至少有兩檔的傳動機構是採用圓形齒輪機構。有的齒輪變速器中雖然含有直接檔的，但這個直接檔可以視為是用1∶1傳動比的圓形齒輪機構傳動輸出的檔。這個直接檔和其它檔形成的相鄰兩檔也可以對應配置作為過渡檔的非圓齒輪機構，實現本發明的不間斷動力的換檔過程。所以用兩檔的兩個圓形齒輪機構和對應配置的一個過渡檔非圓齒輪機構做為本發明最基本的結構形式，形成的工作過程也是其它多種組合的形式中各檔之間通過對應配置的非圓齒輪機構做過渡換檔來過渡換檔變速的基本過程。每檔圓形齒輪機構或做為過渡檔的非圓齒輪機構一般由一對齒輪構成，也可以由兩個以上的齒輪構成齒輪機構，做為過渡檔的非圓齒輪機構還可以由一對非圓齒輪和其它成對的圓形齒輪組合構成。基座或齒輪箱體可以通過軸承設置著兩根軸，即輸入軸、輸出軸，常嚙合的齒輪設置在輸入軸、輸出軸，輸入軸、輸出軸直接帶有嚙合齒輪，輸入軸、輸出軸之間通過常嚙合的齒輪傳動，構成齒輪機構；也可以是包含輸入軸、輸出軸和中間軸的多根軸，可以有設置一個以上齒輪的轉軸，還可以有設置過渡齒輪的心軸，齒輪可以直接設置在輸入軸、輸出軸，也可以是設置齒輪的中間軸與輸入軸或輸出軸聯接，構成從輸入軸到輸出軸傳動的齒輪機構。每個齒輪機構都有一個齒輪與轉軸或軸與軸之間通過超越離合器聯接，可以是每個齒輪機構的主動齒輪與轉軸通過超越離合器聯接，或者每個齒輪機構的一個從動齒輪與轉軸通過超越離合器聯接，或者各齒輪機構有的主動齒輪與轉軸通過超越離合器聯接、有的從動齒輪與轉軸通過超越離合器聯接，還可以有的並排的過橋齒輪(也有的稱過橋輪或惰輪的)中的一個齒輪與轉軸通過超越離合器聯接、有的齒輪軸與輸出軸之間或齒輪軸與輸入軸之間或齒輪軸與齒輪軸之間或輸入軸與輸出軸之間通過超越離合器連接。
相鄰兩檔圓形齒輪機構或相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構是指，在輸入軸、輸出軸之間以同轉向輸出的兩個傳動機構或圓形齒輪機構，而且最好是傳動比相差比較小、傳動比比較鄰近的兩檔如最好是一檔圓形齒輪機構和二檔圓形齒輪機構、二檔圓形齒輪機構和三檔圓形齒輪機構、三檔圓形齒輪機構和四檔圓形齒輪機構這樣以此類推的相鄰兩檔也可以是一檔圓形齒輪機構和三檔圓形齒輪機構、二檔圓形齒輪機構和四檔圓形齒輪機構、三檔圓形齒輪機構和五檔圓形齒輪機構這樣以此類推的兩檔還可以是傳動比相差更大的任意兩檔。相鄰兩檔圓形齒輪機構中，相對傳動比大的檔稱為低速檔，相對傳動比小的檔稱為高速檔。同轉向輸出的相鄰兩個檔的兩個圓形齒輪機構和與其同轉向輸出的一個過渡檔的非圓齒輪機構是對應配置，或者相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的一個非圓齒輪機構是指，從輸入軸到輸出軸，同轉向輸出的相鄰兩個排檔的圓形齒輪機構，對應配置著與這兩檔圓形齒輪機構同轉向輸出的一個過渡排檔的非圓齒輪機構，非圓齒輪機構的傳動比範圍可以介於相鄰兩檔圓形齒輪機構的傳動比之間或跨越兩檔圓形齒輪機構的傳動比；也可以是非圓齒輪機構的最大傳動比略小於或等於或大於與其對應配置的兩檔圓形齒輪機構中相對低速檔圓形齒輪機構的傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於或等於或略大於與其對應配置的兩檔圓形齒輪機構中相對高速檔圓形齒輪機構傳動比；也可以說是相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比小於或等於或略大於與其對應配置的非圓齒輪機構的最大傳動比，相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比大於或等於或略小於與其對應配置的非圓齒輪機構的最小傳動比。對於相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構都是由一對齒輪或相當於一對齒輪構成的情況下，非圓齒輪機構的主動齒輪節曲線最小向徑小於或等於或略大於相鄰兩檔圓形齒輪機構中低速檔齒輪組主動齒輪的節圓半徑，非圓齒輪機構的主動齒輪節曲線最大向徑大於或等於或略小於相鄰兩檔圓形齒輪機構中高速檔齒輪組主動齒輪的節圓半徑。相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構與一個過渡檔的非圓齒輪機構是對應配置的，是指的一種對應關係，它們可以並排設置在一起，也可以相隔其它齒輪機構設置，還可以和其它的齒輪機構的部分齒輪混合設置，只要保證從輸入軸到輸出軸含有對應的這些齒輪機構存在即可。
下面為了敘述的簡便，所稱圓形齒輪的半徑是指節圓半徑，涉及到非圓齒輪的半徑是指節曲線向徑。下面敘述的各齒輪的半徑關係都是各齒輪機構的主動齒輪半徑之間的關係，從動齒輪之間的半徑關係正好同主動齒輪之間的半徑關係相反。下面先以兩根軸之間帶有兩檔兩個圓形齒輪機構及一個對應的過渡檔非圓齒輪機構，並以齒輪機構為一對齒輪的基本結構進行描述(參見附圖1、2)。通過軸承設置著兩根以上的軸的，兩檔以上的多檔圓形齒輪機構變速器任意相鄰兩檔之間的變速採用本發明基本結構的，齒輪機構是兩隻以上齒輪嚙合構成的，這些多種情況或這些情況組合的變速過程都是與基本結構相類似，可以類推。為了描述的簡便，以每檔齒輪機構的超越離合器都設置在主動軸(輸入軸)與相應的主動齒輪之間來描述。將每檔齒輪機構的超越離合器都設置在從動軸(輸出軸)與從動齒輪之間，或者有的設置在主動軸與主動齒輪之間、有的設置在從動軸與從動齒輪之間、有的設置在軸與軸之間，形成的變速過程及結果都是相同的，只是有的超越離合器的工作過程是在從動軸與從動齒輪之間或軸與軸之間進行的。每個齒輪機構最好只有一個齒輪與轉軸通過超越離合器聯接，每個齒輪機構的另一齒輪與軸之間一般是固定聯接。如果每個齒輪機構另外的齒輪與軸之間也要通過超越離合器聯接是可以的，形成超越離合器的重疊功能，還要帶有相應的操縱機構，增加了機構的複雜性。
在齒輪變速器穩定傳遞動力時，其中一個檔的圓形齒輪機構的超越離合器接合，保持這個檔圓形齒輪機構傳遞動力；其它齒輪機構的超越離合器自動分離(既超越)或在操縱機構控制下處於分離狀態(非工作狀態)，這些齒輪機構的齒輪相互嚙合，但不傳遞動力。從這個檔向相鄰檔變速，也就是在相鄰兩檔的圓形齒輪機構之間進行換檔。如從這個檔向相鄰相對高速檔變速，就是從低速檔向相鄰的高速檔換檔；這兩檔圓形齒輪機構對應配置的非圓齒輪機構主動齒輪嚙合到最小半徑(處於最大的傳動比，以下相同)附近時，就可以通過操縱機構使非圓齒輪機構的超越離合器處於工作狀態。該非圓齒輪機構主動齒輪的最小半徑大於低速檔主動齒輪半徑，或其嚙合半徑增加到要大於低速檔主動齒輪半徑，也就是最大傳動比小於低速檔傳動比或其傳動比變化到要小於低速檔傳動比，非圓齒輪機構的超越離合器就自動接合增速傳遞動力，並同時自動使低速檔的超越離合器處於分離狀態。在該非圓齒輪機構增速傳遞動力後期，非圓齒輪機構的主動齒輪嚙合到最大半徑(處於最小的傳動比，以下相同)附近時，通過高速檔的操縱機構使高速檔的超越離合器處於工作狀態。非圓齒輪機構主動齒輪的最大半徑小於高速檔主動齒輪半徑，或其嚙合半徑減到要小於高速檔主動齒輪半徑時，也就是最小傳動比大於高速檔傳動比或其傳動比變化到要大於高速檔傳動比，高速檔的超越離合器就自動接合傳遞動力，並自動使非圓齒輪機構的超越離合器處於分離狀態，實現可以不間斷動力的換檔。如果非圓齒輪機構主動齒輪最大半徑大於高速檔主動齒輪半徑，在換檔後可以通過非圓齒輪機構的操縱機構控制其超越離合器處於分離狀態，以保持著高速檔連續穩定傳遞動力。從這個高速檔向相鄰的低速檔換檔，過程正好相反，只是這兩檔圓形齒輪機構對應配置的非圓齒輪機構的主動齒輪最小半徑最好小於低速檔主動齒輪半徑、最大半徑最好大於高速檔主動齒輪半徑，也就是非圓齒輪機構的最大傳動比最好大於低速檔的傳動比、最小傳動比最好小於高速檔的傳動比。利用非圓齒輪機構具有變化的傳動比即非等角速傳動的特性和超越離合器自動離合的特性，用非圓齒輪機構傳動比降低過程即從動非圓齒輪角速度增高的傳遞過程來過渡兩檔圓形齒輪機構之間由低到高的變速，用非圓齒輪機構傳動比增加過程即從動非圓齒輪角速度降低的傳遞過程來過渡兩檔圓形齒輪機構之間由高到低的變速，使變速過程保持著動力的傳遞，實現了不間斷動力的齒輪變速。
從非圓齒輪機構的從動齒輪的角速度來看，由高速檔向低速檔變速，使非圓齒輪機構的超越離合器處於工作狀態的待接合狀態，非圓齒輪機構的從動齒輪角速度升高到與高速檔從動齒輪相同並要大於時，非圓齒輪機構的超越離合器就會自動接合併使高速檔的超越離合器自動分離，用高速檔的操縱機構使高速檔的超越離合器保持分離狀態在非圓齒輪機構的從動齒輪角速度降低後期，角速度降低到與低速檔的從動齒輪相同並要小於時，低速檔的超越離合器自動處於接合狀態，並使非圓齒輪機構的超越離合器自動分離，用非圓齒輪機構的操縱機構使其超越離合器保持分離狀態。所以說，在相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構中，非圓齒輪機構的主動齒輪節曲線最小向徑最好小於相鄰兩檔圓形齒輪機構中低速檔齒輪組主動齒輪的節圓半徑，非圓齒輪機構的主動齒輪節曲線最大向徑最好大於相鄰兩檔圓形齒輪機構中高速檔齒輪組主動齒輪的節圓半徑。在齒輪機構由一對齒輪構成或由兩個以上的齒輪構成的，在相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構中，最好是非圓齒輪機構的最大傳動比大於與其對應配置的圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於與其對應配置的圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比；也就是相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比小於與其對應配置的非圓齒輪機構的最大傳動比，相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比大於與其對應配置的非圓齒輪機構的最小傳動比。這樣使得齒輪之間的動力轉換更加容易和平穩，可以消除換檔的衝擊性。非圓齒輪機構的主動齒輪最大半徑等於或略小於高速檔主動齒輪半徑的，在使非圓齒輪機構超越離合器處於待接合狀態，非圓齒輪機構主動齒輪半徑嚙合到最大半徑時，利用高速檔的操縱機構使高速檔的超越離合器分離並處於分離狀態。由於非圓齒輪機構的主動齒輪最大半徑等於或接近高速檔主動齒輪半徑，高速檔的超越離合器分離便可以使非圓齒輪超越離合器處於接合狀態開始減速傳遞動力，但不如非圓齒輪機構的主動齒輪最大半徑大於高速檔主動齒輪半徑的平穩和順利。同樣，當非圓齒輪機構的主動齒輪最小半徑等於或略大於低速檔主動齒輪半徑的，先使低速檔齒輪機構超越離合器處於待接合狀態，非圓齒輪機構主動齒輪半徑嚙合到最小半徑時，利用非圓齒輪機構的操縱機構使非圓齒輪機構的超越離合器分離並處於分離狀態。由於非圓齒輪機構的主動齒輪最小半徑等於或接近低速檔主動齒輪半徑，非圓齒輪機構的超越離合器分離便可以使低速檔超越離合器處於接合狀態，但不如非圓齒輪機構的主動齒輪最小半徑小於低速檔主動齒輪半徑的平穩和順利。
如果每相鄰兩檔圓形齒輪機構都對應配置一個過渡檔的非圓齒輪機構，都可以利用自動接合、自動分離的超越離合器及操縱機構，進行著動力傳遞的檔位變換。改變轉向的檔位之間的換檔，如汽車的前進檔和倒檔之間，不適用本發明的技術方案。如果倒檔為兩檔以上的多位檔的，倒檔各檔之間的換檔也可以採用本發明的基本結構。在同轉向輸出的任意兩檔圓形齒輪機構之間的換檔方式都可以採用本發明的基本結構的技術方案，個別場合為了能夠大跨度的不間斷動力的換檔，傳動比相差比較大的兩檔圓形齒輪機構對應配置著一過渡檔的非圓齒輪機構，對應的非圓齒輪機構的傳動比範圍最好是跨越兩檔圓形齒輪機構的傳動比。檔位之間也可以用其它的變速換檔結構，如最高速檔和其相鄰的檔之間可以用手動操縱離合器的方式進行換檔。
操縱機構可以根據不同的超越離合器選用不同的操縱機構，對於已有棘輪超越離合器、轉鍵超越離合器、滾珠或滾柱或楔塊等摩擦式超越離合器可以選用已有的操縱機構，如撥動棘爪或棘爪彈簧的杆(參見圖34、35)，控制轉鍵的關閉器和尾板連杆機構及彈簧等，控制滾珠或滾柱或楔塊的撥爪機構等；可以選用本申請人以前申請的單向傳遞反饋可控的傳動機構中的超越離合器(單向嚙合器)的操縱機構和鋼帶單向嚙合器的操縱機構；還可以設計新的操縱機構。像已有離合器操縱機構操作過程一樣，如帶操縱機構的棘輪式超越離合器(也稱操縱式棘輪離合器)是用杆及連動機構等限制或恢復棘爪與棘齒接合，轉鍵超越離合器(也稱轉鍵離合器)的轉鍵操縱機構控制轉鍵的轉動位置，鋼帶離合器(鋼帶超越離合器)的操縱機構或壓力機構的控制結構來控制對鋼帶端的施壓，單向傳遞反饋可控的傳動機構中的超越離合器(單向嚙合器)操縱機構控制是否處於工作狀態。還可以用已有離合器操縱機構的分離槓桿端插入或退出摩擦式超越離合器的接合元件滾珠、滾柱、楔塊等側面位置，來控制這些接合元件處於分離狀態或恢復其自動接合和自動分離的狀態。用操縱機構的分離杆端插入或退出摩擦式超越離合器的撥爪相對星輪(見圖23、24、25，帶凹圓弧的環也相同，參見圖42、43、44)擺動位置，通過撥爪間接控制接合元件滾珠、滾柱、楔塊等側面位置，來控制這些接合元件處於分離狀態或恢復工作狀態。對於雙向超越離合器的使用，更需要用操縱機構來控制實現某個方向的工作狀態(參見圖23、24、25)，也就是操縱機構控雙向超越離合器保持某個方向或雙向的分離狀態。控制超越離合器的操縱機構實現換檔，同操縱變速杆控制著操縱離合器一樣，只是產生的效果有所差別。已有換檔是操縱變速杆，動作操縱離合器，直接使齒輪與齒輪軸或齒輪軸與相對的軸接合、分離。本發明操縱機構動作超越離合器後，超越離合器要達到條件時才使齒輪與軸或軸與軸之間自動接合、自動分離，而且是相互接替傳遞動力的齒輪機構的超越離合器接合、分離自動同步進行，交替齒輪機構傳動比相當。所以說本發明能保持傳遞動力不間斷，而且不產生重疊傳動的能耗，節省動力及能源。
對於轉速比較慢，齒輪變速器結構比較大時，可以通過人工驅動操縱機構來控制超越離合器，如人工撥動棘爪或轉鍵或撥爪，使棘爪與棘齒接合、不接合，使轉鍵與外軸套的鍵槽接合、不接合，插入限制撥爪位置的銷來使摩擦式超越離合器的滾柱等處於、不處於工作狀態。對於轉速比較快，齒輪變速器結構比較小，或者要求控制比較準確的齒輪變速器，人工操縱操縱機構，同已有技術一樣，還可以通過機械傳動機構控制，也可以通過液壓機構、氣壓機構控制，還可以用電控制電機、電磁鐵等機構控制超越離合器保持超越的分離狀態，或者控制恢復超越離合器原有的工作狀態；可以設置電動件、液壓件、氣動件，用這些驅動件驅動操縱機構來改變棘爪、轉鍵、滾珠、滾柱、契塊等狀態，也可以用這些驅動件帶動操縱機構，以使超越離合器是處於非工作狀態，還是處於正常工作狀態。為了使相鄰兩檔圓形齒輪機構及配置的非圓齒輪機構的超越操縱機構更協調地按上述的過程工作，相鄰兩檔齒輪組及配置的非圓齒輪機構的各超越操縱機構之間最好像已有技術一樣設有聯動機構，以便按照先後程序動作。操縱機構可以形成電磁操縱機構或液壓操縱機構或氣壓操縱機構，電磁操縱機構之間或者液壓操縱機構之間或者氣壓操縱機構之間聯有程控的聯動機構，更能準確控制超越離合。聯動機構通過傳感器或傳感機構控制，還能很容易實現自動換檔。
如類似汽車這樣需要高速行駛情況，所使用的不間斷動力的齒輪變速器，像已有的齒輪變速器一樣，每相鄰兩檔圓形齒輪機構起始檔、目的檔及對應過渡檔的超越離合器操縱機構之間最好帶有按照控制程序控制的聯動機構，以便按照設定好的步驟，連續帶動控制各超越離合器的狀態。這樣要比人工直接按時控制操縱機構更加準確和更加可靠。可以相鄰兩檔圓形齒輪機構的操縱機構及相應非圓齒輪機構的操縱機構之間單獨設置聯動機構，也可以把各聯動機構聯接成整體的聯動機構。
所謂非圓齒輪機構，就是至少由一對相對嚙合的偏心齒輪和橢圓齒輪、方齒輪等齒輪構成的，在傳動過程中主動齒輪等角速轉動則輸出的從動齒輪的轉動是非等角速轉動的，角速度逐漸變小又逐漸變大或逐漸變大又逐漸變小或者幾個逐漸變大又逐漸變小過程。在一圈的轉動過程有兩個或兩個以上的逐漸變大又逐漸變小過程的，只要經過一個角速度逐漸變小又逐漸變大或逐漸變大又逐漸變小過程就能完成一次不間斷傳遞動力的平穩過渡變速過程，換檔一次。本發明中所指的非圓齒輪主要是可連續迴轉的非圓齒輪。不連續迴轉的非圓齒輪只能進行一次換檔，再需要換檔時還要重新擺正不連續迴轉的非圓齒輪的位置，才能進行。
對於超越離合器，有的也稱單向傳遞扭矩機構或單向嚙合器。對於只是單向傳遞動力的齒輪變速器，超越離合器只要為單向超越離合器(參見圖34、35)，就可以實現本發明的目的。如果是雙向傳遞動力的變速器，超越離合器則為雙向超越離合器。雙向超越離合器可以是兩個方向相反的帶操縱機構的單向超越離合器的接合(將圖34、35的兩個相反的單向超越離合器接合就構成了雙向超越離合器)。整體的雙向超越離合器的雙向都需要帶有操縱機構，通過控制操縱機構，保證一個方向處於穩定的分離來實現另一方向的超越離合的正常工作狀態，或雙向分離狀態，或雙向結合狀態。
本發明優選摩擦式超越離合器，如滾珠式超越離合器或滾柱式超越離合器或楔塊超越離合器，可以採用插入檔塊或拉鍵或轉鍵或滑銷等來限制或解除限制接合元件的操縱機構。最好為帶撥爪的摩擦式超越離合器。帶撥爪摩擦式超越離合器帶有的操縱機構為設置在接合元件側面的撥爪及控制撥爪周向擺動位置的控制機構。控制撥爪周向擺動位置的控制機構是使撥爪處於或不處於限制滾珠、滾柱、楔塊工作狀態的機構，簡稱控制機構。可以是將帶撥爪的摩擦式超越離合器控制撥爪的原動件，如電機改成控制撥爪周向擺動位置的控制機構而形成操縱機構，如果把原來的帶有撥爪的摩擦式超越離合器中的撥爪及電機看成是操縱機構，電機可以是步進電機或把電機換成限制撥爪擺動的各種控制機構，形成新的操縱機構。如超越離合器為楔塊式超越離合器，楔塊式超越離合器帶有的操縱機構為設置在楔塊側面或楔塊端面開口的撥爪和控制撥爪相對帶凹圓弧的環作周向擺動位置的控制機構，或者為套在楔塊端面凸起的擺件及控制擺件相對帶凹圓弧的環作周向擺動的控制機構。如超越離合器為滾柱式超越離合器，滾柱式超越離合器帶有的操縱機構為設置在滾柱側面或滾柱端面開口的撥爪和控制撥爪相對星輪周向擺動位置的控制機構，或者為套在滾柱端面凸起的擺件及控制擺件相對星輪周向擺動位置的控制機構。上述撥爪的控制端位於超越離合器星輪的控制腔，或擺件的控制端位於超越離合器帶凹圓弧的環控制腔，控制端與控制腔之間的空間對應設置可以插入或撥出的控制銷，控制銷可以通過彈簧與滑環連接或者直接與滑環連接，星輪或帶有凹圓弧的環還套裝著只軸滑動的滑環，滑環對應動配合配置有撥杆，從控制銷到撥杆的運動鏈含有回位彈簧。控制腔、控制銷、滑環、撥杆及回位彈簧構成了控制機構。滾珠式超越離合器的操縱機構和滾柱式超越離合器的操縱機構基本相同。本發明採用了上述摩擦式超越離合器和上述相應的操縱機構，能夠更準確地控制換檔，只要按照先後分別操作起始擋、過渡檔、目的檔的超越離合器操縱機構，就能實現不間斷動力的換檔。這樣更便於利用聯動機構的控制。為了簡化各操縱機構之間的聯動機構，並保證非圓齒輪超越離合器實時完成過渡轉換，非圓齒輪機構的超越離合器操縱機構的滑環與超越離合器的星輪之間，或非圓齒輪超越離合器操縱機構的滑環與超越離合器帶有凹圓弧的環之間，還帶有限制滑環軸向回位的鎖住機構，鎖住機構帶有與撥爪控制端作周向變化聯動的解鎖機構。這樣就能使相鄰兩檔圓形齒輪機構及配置的非圓齒輪機構的超越離合器更協調地按設定的程序進行。相鄰兩檔圓形齒輪機構及配置的非圓齒輪機構的各超越離合器操縱機構，可以通過控制撥爪的控制機構來與聯動機構聯接。所謂撥爪就是已有帶撥爪的滾柱式超越離合器的撥爪，或者帶撥爪楔塊雙向超越離合器的撥叉(也有稱撥爪的)。像撥爪和撥叉類似的構件，可以統一稱撥爪。
為了使某個齒輪機構在不參與工作時不隨輸入輸出軸轉動，或者為了減少軸向所佔據的空間較長度，或者為了在設置不同軸距的齒輪機構，或者為了不同的齒輪機構共用共同的齒輪，相鄰兩檔圓形齒輪機構或非圓齒輪機構的齒輪軸與輸入軸或輸出軸之間可以通過操縱離合器聯接。如設置齒輪機構的並列兩根中間軸(平行軸線)，分別與並列的輸入、輸出軸通過操縱離合器聯接；再如和輸入軸或輸出軸一起設置齒輪機構的轉軸與輸出軸或輸入軸(同一軸線)通過操縱離合器聯接。這相當於將輸入軸、輸出軸某個軸為分段，軸段之間形成同軸線設置，如同軸線設置的對接軸或套接軸，對接軸或套接軸之間設置著操縱離合器。最好是非圓齒輪機構所在的一對軸與圓形齒輪機構所在的輸入、輸出軸之間分別通過操縱離合器聯接。
本發明與已有技術相比，具有在變速過程不間斷傳遞動力，並且非圓齒輪機構使從動軸先向要變換的目的檔速度過渡後，再由目的檔的圓形齒輪機構接替非圓齒輪機構傳遞動力；機械磨損和損耗大大降低，提高了變速的效率，減少了變速過程的能量損耗，並使傳遞動力更加平穩。


附圖表示了本發明的不間斷動力的齒輪變速器結構示意圖和部分結構示意圖。其中，圖1為兩檔不間斷動力的齒輪變速器結構原理示意圖，圖2是所用偏心齒輪的示意圖；圖3是帶有操縱機構的滾柱式雙向超越離合器局部剖視的主視圖，圖4是這種雙向超越離合器B-B向剖視圖，圖5是這種雙向超越離合器A向局部剖視圖，圖3.1為這種帶有操縱機構的滾柱式雙向超越離合器增加了鎖住機構及解鎖機構形成非圓齒輪機構所用的滾柱式雙向超越離合器局部剖視的主視圖，圖3.2為這種帶有操縱機構的滾柱式雙向超越離合器增加了鎖住機構及解鎖機構形成非圓齒輪機構所用的滾柱式雙向超越離合器局部剖俯視圖；圖6是另一種帶有操縱機構的滾柱式雙向超越離合器主剖視圖，圖7是該雙向超越離合器A-A向剖視圖；圖8是橢圓齒輪的示意圖；圖9是兩軸相互傳遞動力的兩檔不間斷動力的齒輪變速器結構原理示意圖，圖10是這種變速器中橢圓齒輪機構的示意圖；圖11是一種三個檔不間斷動力的齒輪變速器傳動系統簡圖，圖12是這種傳動系統換檔過程傳動比的變化曲線圖，圖13是這種齒輪變速器中聯動機構、各操縱機構、從動軸、各從動齒輪及超越離合器的部分結構示意圖，圖14是各檔從動圓形齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的組裝圖，圖15是各檔從動圓形齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的分解圖，圖16是偏心齒輪機構中從動齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的組裝圖，圖17是偏心齒輪機構中從動齒輪和超越離合器及部分離合器操縱部件的分解圖，圖18-22是這種齒輪變速器在換檔過程聯動機構及各操縱機構變化過程的示意圖；圖23、24、25是帶撥爪的滾柱式或滾珠式雙向超越離合器及部分操縱機構三種狀態剖視圖；圖26、27、28、29、30是另一種聯動拉杆式三個檔不間斷動力的齒輪變速器在換檔過程聯動機構及各操縱機構變化過程的示意圖；圖31、32、33是對應相配的非圓齒輪大半徑、小半徑分別等於或近似等於高速檔齒輪半徑、低速檔齒輪半徑的低速檔齒輪、非圓齒輪、高速檔齒輪示意圖；圖34為外齒棘輪超越離合器及操縱機構的結構示意圖，圖35為內齒棘輪超越離合器及操縱機構的結構示意圖；圖36是四個檔不間斷動力的齒輪變速器原理示意圖；圖37是一種非同軸線輸出並且非圓齒輪機構和圓形齒輪機構分軸設置的四個檔不間斷動力的齒輪變速器原理示意圖；圖38是一種同軸線輸出並且是非圓齒輪機構和圓形齒輪機構分軸設置的四個檔不間斷動力的齒輪變速器原理示意圖，39是一種同軸線輸出並有直接檔的四檔變速不間斷動力的齒輪變速器原理示意圖；圖40是三個檔不間斷動力的齒輪變速器中非圓齒輪所在的軸與圓形齒輪所在的軸之間操縱離合器分離狀態的示意圖，圖41是三個檔不間斷動力的齒輪變速器中非圓齒輪所在的軸與圓形齒輪所在的軸之間操縱離合器接合狀態的示意圖；圖42、43、44是帶有撥爪的楔塊式雙向超越離合器及部分操縱機構三種狀態的剖視圖；圖45為輸入輸出軸以相同傳動關係平行聯接著中間軸的四個檔不間斷動力的齒輪變速器結構示意圖，圖46為輸入輸出軸通過操縱離合器與非圓齒輪機構所在的中間軸連接的四個檔不間斷動力的齒輪變速器結構示意圖；圖47、48、49、50分別是一對非圓齒輪和不同的圓形齒輪分別組合成兩個非圓齒輪機構並且是輸入軸通過操縱離合器與非圓齒輪機構的主動軸連接的三個檔不間斷動力的齒輪變速器四種形式結構示意圖；圖51是一種用一對非圓齒輪和兩對圓形齒輪分別組合成兩個非圓齒輪機構並且是輸入軸通過操縱離合器與兩個非圓齒輪機構的主動輪分別連接的同軸線輸出三個檔不間斷動力的齒輪變速器。上述附圖中涉及的簡圖示意圖，由於沒有找到帶操縱機構的超越離合器簡圖的通行畫法，圖中表示設置有帶操縱機構的超越離合器的位置，選用了某種單向超越離合器的簡圖示意替代了帶有操縱機構的超越離合器示意。下面接合附圖的實例進一步說明本發明。
具體實施例
實施例一、一種兩檔不間斷動力的大型齒輪變速器(見圖1)，有基座、基座的軸承9設置的兩根轉軸7、8，動力從轉軸7傳遞到轉軸8。兩相對的轉軸7、8帶有圓形齒輪1、3、4、6而構成了兩檔圓形齒輪機構。轉軸7、8還帶有偏心齒輪2、5而形成了偏心齒輪機構(見圖2)。這些並行排列且同轉向輸出的兩檔圓形齒輪機構和一過渡檔的偏心齒輪機構都為常嚙合的齒輪機構。兩檔圓形齒輪機構、偏心齒輪機構中的主動齒輪4、5、6與轉軸7通過單向超越離合器X、Y、Z聯接，從動齒輪1、2、3與轉軸8固定連接。轉軸7的n向轉速很慢，大約在10轉/分鐘。主動齒輪5、6的棘輪式單向超越離合器的棘爪帶有由撥動棘爪的撥杆及液壓缸構成的操縱機構(見圖34、35)。偏心齒輪5(見圖2)的最大半徑大於齒輪6的半徑，偏心齒輪5的最小半徑小於齒輪4的半徑，偏心齒輪5的AO、BO半徑等於齒輪6的半徑，偏心齒輪5的CO、DO半徑等於齒輪4的半徑。齒輪6的超越離合器處於接合狀態，並由其所在檔的圓形齒輪機構在相對轉軸7、8之間傳遞動力。齒輪5的超越離合器的棘爪通過撥杆抬起，脫離棘齒，使超越離合器處於分離狀態，齒輪4的超越離合器由於有轉速差自然處於超越狀態(本發明所說的超越狀態是超越離合器分離狀態的一種，是超越離合器中從動件轉速大於同向轉動的主動件的一種狀態)。本發明在實施例中非圓齒輪半徑仍指節曲線向徑，圓形齒輪半徑仍指節圓半徑。需要向低速檔變速的，就在主動偏心齒輪5嚙合處於小半徑附近位置時，如處於C-D小區域或B-D或C-A區時，撥動齒輪5的超越離合器棘爪回位與棘齒相接觸。由於齒輪5這時轉動角速度大於轉軸7的角速度，所以還是處於超越狀態。緊接著齒輪5與齒輪2嚙合轉動，嚙合到A的位置並要嚙合到A-B區域，齒輪5這時轉動角速度減小到等於轉軸7的角速度，並要小於轉軸7的角速度，由於超越離合器棘爪和棘齒的作用，則由轉軸7帶動齒輪5轉動，同時就使齒輪6的超越離合器達到超越狀態，由偏心齒輪機構傳遞動力；通過撥杆撥動齒輪6超越離合器的棘爪抬起，脫離相應的棘齒，使齒輪6保持了雙向超越的分離狀態。接著當齒輪5與齒輪2嚙合轉到B及以後，使從動軸8角速度逐漸減小。當齒輪5嚙合由D轉到C，其嚙合半徑由OD到OC，嚙合轉動半徑從等於齒輪4半徑並要小於齒輪4半徑，一開始就使齒輪4角速度從等於轉軸7並要小於轉軸7，這就立即使齒輪4的超越離合器自動接合，變為由齒輪4所在檔的圓形齒輪機構傳遞動力。齒輪4傳遞動力又使齒輪5的角速度大於轉軸7角速度，反過來使齒輪5的超越離合器形成超越，立即使齒輪5不再傳遞動力。通過撥杆撥起齒輪5的超越離合器的棘爪脫離相應的棘齒，使齒輪5保持了雙向超越的分離狀態。這樣就最終實現動力傳遞不間斷的由高速檔向低速檔變速過程。由低速向高速變速過程，與上述的過程相反。非圓齒輪機構的齒輪5嚙合到C-D之間的位置時，先使非圓齒輪5的超越離合器棘爪回位與棘齒咬合。非圓齒輪機構的齒輪5剛要嚙合到C-D以外的位置，齒輪5的超越離合器就自動接合傳遞動力，並使齒輪4的超越離合器自動分離。非圓齒輪機構的齒輪5嚙合到A-B之間的位置時，先使齒輪6的超越離合器棘爪回位與棘齒咬合，齒輪5剛要嚙合到A-B以外的位置，齒輪6的超越離合器自動接合傳遞動力，並使齒輪5的超越離合器自動分離。這時通過撥杆撥動齒輪5超越離合器的棘爪抬起，使超越離合器保持的分離狀態。
實施例二、一種兩檔不間斷動力的齒輪變速器(見圖1、2、3、4、5)，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設置的兩根軸7、8，軸7、軸8分別為輸入軸和輸出軸。在軸7、軸8設置著相互嚙合的圓形齒輪1、3、4、6和偏心齒輪2、5，構成同轉向輸出傳遞動力的齒輪機構。這些在相對轉動的軸7、8構成的兩檔圓形齒輪機構和並列對應構成過渡檔的偏心齒輪機構中，每個齒輪機構各有一個齒輪4、5、6與軸7通過滾柱式雙向超越離合器X、Y、Z聯接。齒輪4、5、6的超越離合器，由與齒輪固定聯接的外殼14、與軸7連為一體的星輪13、設置在星輪與外殼之間的滾柱16構成。星輪與外殼之間還帶有撥爪15，撥爪的爪分布在各滾柱之間，撥爪與外殼內圓接觸。撥爪的控制端插入星輪的控制腔11、12。星輪還套有軸向滑動的滑環(外緣結構與撥檔套、嚙合套相似)17，滑環通過彈簧設置著與控制腔對應的控制銷18、19。控制銷18、19分別與控制腔12、11對應。彈簧、滑環、控制銷、控制腔、撥爪構成了操縱機構。彈簧、滑環、控制銷構成了撥爪相對星輪控制腔周向擺動位置的控制機構。這種滾柱式雙向超越離合器，可以用於相對轉動的軸7、8雙向傳遞動力的。如果只是單向傳遞動力，可以採用此雙向超越離合器及操縱機構；也可以採用單向超越離合器，也就相當於將上述雙向超越離合器的控制腔一側的空腔11或12用固定物堵死其中一處的情況。
非圓齒輪與兩檔的圓形齒輪半徑關係與實施例一相同。在設計控制空間11、12寬度和控制銷19、18厚度及其前端止退鉤時，最好要達到當控制銷19、18全進入空間11、12後，撥爪15隻有擺動到或要靠近控制銷19時控制銷18才能退出控制空間12；反之撥爪15隻有擺動到或要靠近控制銷18時，控制銷19才能退出控制空間11；否則控制銷19、18一個也退不出各自的控制空間。當其中一個控制銷退出後，撥爪15擺動角度就可以大於上述的角度，更有利於退出另一控制銷。齒輪5的超越離合器的操縱機構可以與齒輪4、6的超越離合器的操縱機構大致一樣，也可以在齒輪4、6的超越離合器的操縱機構基礎上增加一個鎖住機構及解鎖機構(見圖3.1、3.2、)，這樣更便於操縱機構的控制。當要從低速檔的圓形齒輪機構1、4傳遞動力變換到高速檔圓形齒輪機構3、6傳遞動力，就要利用非圓齒輪機構過渡檔轉動角速度逐漸變大過程過渡。動力傳遞的方向是由軸7向軸8傳遞，轉動方向為N向。這時齒輪4的超越離合器處於接合狀態，齒輪5、6的超越離合器都處於分離狀態。用撥杆各操縱機構的滑環(參見圖5)，先使齒輪4的滑環向著件13的方向移動，滑環要使控制銷19和18進入超越離合器的控制空間11和12；再使齒輪5、6的滑環先後都向背離件13的方向移動，滑環要使控制銷19和18退出超越離合器的控制空間11和12。齒輪6的半徑大於齒輪4的半徑，所以這時候齒輪6的轉速是低於軸7轉速的，所以控制銷18暫時退不出空間12，只是彈簧被壓縮等待時機自動退出，這時候控制銷19則退出控制空間11。齒輪4的超越離合器處於接合狀態，齒輪4超越離合器中的控制銷19進入空間11，控制銷18暫時沒進入空間12，只是彈簧被壓縮等待時機自動進入，稱作處於待分離狀態。齒輪5的超越離合器處於分離狀態，齒輪5的超越離合器控制機構要控制銷19和18退出超越離合器的控制空間11、12。如果這時候齒輪5與齒輪2嚙合轉動在D到C的以外區間，傳動比小於低速檔的傳動比，齒輪5的嚙合半徑大於齒輪4的半徑，所以這時候齒輪5的轉速(角速度)是低於軸7轉速(角速度)，所以控制銷18暫時退不出空間12隻是彈簧被壓縮等待時機自動退出，控制銷19則退出控制空間11；只有齒輪5與齒輪2嚙合到D-C的這段區間後控制銷18則退出控制空間12，齒輪5的超越離合器才處於待結合的工作狀態，在嚙合到C處後超越離合器結合，並使齒輪4的超越離合器分離。如果這時候齒輪5與齒輪2嚙合轉動，由D轉到C的這段區間，因為齒輪5的嚙合半徑小於齒輪4的半徑，所以這時候齒輪5的轉速(角速度)是高於軸7轉速(角速度)，所以控制銷19暫時退不出空間11隻是彈簧被壓縮等待時機自動退出，控制銷18則退出控制空間12，把處於這樣的工作狀態稱作處於待結合狀態；當齒輪5與齒輪2嚙合轉動轉到由C轉到A的這段區間，齒輪5的嚙合半徑逐漸由小變大，角速度也逐漸由大變小並且一開始就要小於軸7角速度，這時齒輪5的超越離合器自動結合，從齒輪4接過傳遞動力的權力(任務)，並使齒輪4的超越離合器自動超越分離。同時齒輪4超越離合器的操縱機構的控制銷18在彈簧的作用下自動進入空間12，齒輪4的超越離合器保持著分離狀態。當齒輪5與齒輪2嚙合轉動，由A轉到B的這段區間，齒輪5的嚙合半徑是大於齒輪6的半徑，這時候齒輪6的轉速是高於軸7轉速的，所以齒輪6超越離合器的操縱機構的控制銷18在彈簧的做用下自動退出空間12，使齒輪6的超越離合器的工作狀態處於待結合狀態。同時齒輪5的操縱機構回位使齒輪5的滑環再向著件13的方向移動，使控制銷19進入空間11，控制銷18暫時沒進入空間12，只是彈簧被壓縮等待時機自動進入，此時齒輪5的超越離合器的工作狀態稱作處於待分離狀態。當齒輪5與齒輪2嚙合轉動，由B轉到D的這段區間，齒輪5的嚙合半徑一開始要小於齒輪6的半徑，這時候齒輪6的轉速是要小於軸7轉速的，齒輪6超越離合器處於接合狀態並使齒輪5的超越離合器自動超越分離。這時齒輪6就完全從齒輪5接過傳遞動力的權力。由B轉到D的這段區間，齒輪5的嚙合半徑是小於齒輪6的半徑，這時候齒輪5的轉速是高於軸7轉速，使撥爪的控制向空間11擺動，控制銷18在彈簧的作用下自動進入空間12、使齒輪5的超越離合器保持著分離狀態。這樣從低速檔的圓形齒輪機構1、4傳遞動力變換到高速檔圓形齒輪機構3、6傳遞動力，就在不間斷動力的情況下完成了。降檔的操縱程序是相反的，分別操縱各超越離合器的操縱機構，就可在不間斷動力的前提下，從起始檔到過渡的非圓齒輪再到目的檔，只是各超越離合器的兩個控制銷動作順序相反。反向傳遞動力的升檔操作程序與正向傳遞動力升檔操作程序一樣，也只是各超越離合器的兩個控制銷動作順序相反。下面只要採用摩擦式超越離合器和上述的操縱機構的，操縱機構和超越離合器及換檔的工作過程都是一樣的。只要按照先後分別操作起始擋、過渡檔、目的檔的超越離合器操縱機構，並使過渡檔操縱機構回位，就能實現不間斷動力的換檔。以上各超越離合器的操縱機構的操控，也可用聯動機構(參見圖18-22、26-30)來一次完成，只是聯動非圓齒輪的超越離合器操縱機構後，還要使其回位。採用聯動機構的，非圓齒輪機構超越離合器的操縱機構最好採用如圖3.1、3.2的結構或如圖16、17的結構。
如圖3.1、3.2的結構，非圓齒輪機構超越離合器的操縱機構是在上述齒輪5操縱機構的滑環設置一個槓桿，槓桿帶有回位彈簧；槓桿的一端與並排的控制銷後段凹槽對應，並且兩者之間分別設置滾珠；槓桿的另一端與軸或軸套的彈簧卡對應。這些部件形成了一個鎖住機構及解鎖機構，並與滑環、帶彈簧的控制銷一起構成了非圓齒輪5超越離合器撥爪的控制機構。楔塊式超越離合器增加了鎖住機構及解鎖機構也是一樣的，圖3.1、3.2所示的控制機構(包括鎖住機構及解鎖機構)也適用於帶撥爪的楔塊式超越離合器的撥爪的控制。撥爪和該控制機構形成了使超越離合器處於接合狀態時即處於待分離狀態，並且在進入分離狀態後即構成穩定分離狀態的操縱機構。這樣各超越離合器操縱機構的滑環之間還可以設有聯連動機構(參見圖18-22或圖26-30)，在聯動機構的作用下，使各控制銷實時插入或退出控制腔，並實時控制著各滾柱式超越離合器保持分離狀態或恢復工作狀態。
當要從高速檔的圓形齒輪機構3、6傳遞動力變到由低速檔圓形齒輪機構1、4傳遞動力，主要利用偏心齒輪機構過渡檔轉動角速度逐漸變小過程來過渡。齒輪6的超越離合器處於接合狀態，並在相對轉動的軸7、8之間傳遞動力。齒輪5、4的超越離合器處於分離狀態。撥動各操縱機構的聯動機構，聯動機構的撥杆先使高速檔操縱機構(參見圖5)的滑環移動，並使相應控制銷要插入控制腔，再先後使過渡檔、低速檔操縱機構(參見圖5)的滑環移動，並先後要使各自相應控制銷要插入各自的控制腔。聯動機構的撥杆撥動過渡檔的滑環移動後滑環就要回位，但由於如圖3.1、3.2表示的鎖住機構的槓桿卡在卡座，使滑環保持在離開件13的位置。由於齒輪5超越離合器處於超越狀態機率較大，控制銷很快就退出，超越離合器中的控制銷18或19退出空間11或12。這就是當齒輪5與齒輪2嚙合轉動，由A轉到C轉到D再轉到B或由B轉到D轉到C再轉到A，齒輪5的超越離合器一直經過n向超越狀態，控制銷18或19很容易退出空間12或11。同時聯動機構並使齒輪6超越離合器(參見圖5)的滑環移動，要將控制銷插入超越離合器的控制腔。接著當齒輪5與齒輪2嚙合轉動，由B轉到A或由A轉到B，其嚙合半徑由OB到OA或OA到OB，嚙合轉動半徑大於齒輪6半徑，一開始就使齒輪5的超越離合器接合，由偏心齒輪機構傳遞動力，同時就使齒輪6的超越離合器達到超越狀態，並使齒輪6超越離合器的控制銷插入超越運動移動出的控制腔空間11或12。這樣兩控制銷都已分別插入控制腔空間11和12，使齒輪6保持著雙向超越的狀態。偏心齒輪機構傳遞動力後不久，就使從動軸8角速度逐漸減小。同時齒輪5的操縱機構的控制銷已全部退出控制腔，如圖3.1、3.2表示的鎖住機構及解鎖機構的滾珠全部退入控制銷的凹槽，槓桿可以轉動抬起離開卡座，在回位彈簧的作用下使滑環開始向件13回位靠近，兩個控制銷一個進入控制腔、另一個要進入控制腔而被卡住。當齒輪5由A轉到C或由B轉到D，其嚙合半徑由OA到OC或OB到OD，嚙合轉動半徑逐漸減小，齒輪4的超越離合器一直處於n向超越，該超越離合器的控制銷如果沒有退出控制腔，就會在聯動機構已經產生的控制銷彈簧力作用下退出相應控制腔的空間。當齒輪5由C轉到D或由D轉到C，其嚙合半徑由OC到OD或OD到OC，嚙合半徑要小於齒輪4半徑，一開始就使齒輪4的超越離合器接合傳遞動力，齒輪4的傳遞動力又反過來使齒輪5形成超越，齒輪5操縱機構原沒有進入控制腔的控制銷就插入齒輪5超越離合器的控制腔，使齒輪5保持著雙向超越的分離狀態，最終實現動力傳遞不間斷的變速過程。
實施例三、一種四個檔不間斷動力的齒輪變速器(見圖36，並參見圖8)，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承配置著輸入軸87和輸出軸88，這兩根相對轉動傳遞動力的軸帶有正轉的四個檔圓形齒輪機構，每相鄰的兩檔圓形齒輪機構中間還並列配置有正轉的一橢圓齒輪機構。齒輪箱體的軸承、輸入軸、輸出軸、四對圓形齒輪、三對非圓齒輪分別構成了四個檔圓形齒輪機構和三個過渡檔的非圓齒輪機構，並與齒輪箱體一起構成了四級變速器。該齒輪變速器是單向傳遞動力的，由軸87向軸88傳遞動力。從一檔圓形齒輪機構到四檔圓形齒輪機構傳遞速度由低到高，構成了同轉向輸出的四個檔。一檔圓形齒輪機構、二檔圓形齒輪機構配備設置的橢圓齒輪機構，主動橢圓齒輪的短徑半徑小於一檔主動齒輪的半徑，橢圓齒輪的長徑半徑大於二檔的主動齒輪的半徑。二檔圓形齒輪機構、三檔圓形齒輪機構配備設置的橢圓齒輪機構，主動橢圓齒輪的短徑半徑小於二檔主動齒輪的半徑，主動橢圓齒輪的長徑半徑大於三檔的主動齒輪的半徑。三檔圓形齒輪機構、四檔圓形齒輪機構配備設置的橢圓齒輪機構，主動橢圓齒輪的短徑半徑小於三檔主動齒輪的半徑，主動橢圓齒輪的長徑半徑大於四檔的主動齒輪的半徑。橢圓齒輪的三個主動齒輪(參見圖8)都有與低速檔主動齒輪半徑相等的兩處E、G，與高速檔主動齒輪半徑相等的兩處H、I。四個圓形齒輪機構、三個橢圓齒輪機構中的主動齒輪與輸入軸87之間各設置一個超越離合器(參見圖3、4、5、6、7)。七個主動齒輪的超越離合器，都由與齒輪固定聯接的外殼14、36，與軸製造為一體的星輪13、34，設置在星輪與外殼之間的滾柱16、35構成。星輪與外殼之間還帶有撥爪15、33，撥爪的爪分布在各滾柱之間，撥爪與外殼內圓接觸。撥爪的控制端插入星輪凸圓的控制腔11、12，星輪還套有軸向滑動的滑環17，滑環通過彈簧設置著與控制腔對應的控制銷18、19。另一種方式是撥爪的背部控制端帶有控制腔37、38，星輪還套裝有隻軸向滑動的滑環31，滑環通過銷30、控制軸32、彈珠25、26及彈簧24、27穿過星輪控制著與控制腔對應的控制銷23、28。滑環、銷、控制軸、彈珠、彈簧、控制銷、控制腔、撥爪構成了操縱機構。
當要從第一檔圓形齒輪機構逐檔變到相鄰的高速檔圓形齒輪機構的，先控制一檔圓形齒輪機構的操縱機構，再控制相應橢圓齒輪的操縱機構使橢圓齒輪的超越離合器恢復待接合狀態，最後控制二檔圓形齒輪機構的操縱機構。相應的橢圓齒輪機構的主動齒輪從短徑處向長徑處嚙合，橢圓齒輪的超越離合器接合後，相應的橢圓齒輪機構開始傳遞動力，並使低速檔主動齒輪超越離合器從接合狀態轉變成超越狀態。橢圓齒輪機構使傳遞動力的角速度逐漸變大。角速度逐漸變大的後期使二檔主動齒輪的超越離合器從分離狀態恢復到待接合狀態，橢圓齒輪機構變化的角速度逐漸變大又開始減小後，二檔主動齒輪的超越離合器就會自動接合，過渡到二檔圓形齒輪機構傳遞動力，同時主動橢圓齒輪的超越離合器立即也處於分離狀態，其操縱機構保持這種分離狀態。這樣就實現了不間斷動力傳動由低速檔向高速檔的變換。當要從高速檔到低速檔，就要利用相應的橢圓齒輪機構嚙合轉動的角速度逐漸由大變小的過程。先通過控制高速檔的操縱機構，使高速檔的超越離合器處於待分離狀態，再控制相應的橢圓齒輪機構的操縱機構，使主動橢圓齒輪的超越離合器處於待結合狀態。在主動橢圓齒輪嚙合趨於長徑半徑的H或I處後，主動橢圓齒輪的超越離合器由分離狀態轉換成接合狀態，同時使高速檔主動齒輪的超越離合器處於超越狀態，並通過控制操縱機構使其保持著超越分離狀態。緊接著使低速檔主動齒輪的超越離合器處於待結合狀態，主動橢圓齒輪嚙合到短徑半徑的E或G處，就使低速檔主動齒輪的超越離合器處於接合狀態，並使主動橢圓齒輪的超越離合器處於超越狀態。通過控制主動橢圓齒輪的超越離合器操縱機構，使主動橢圓齒輪的超越離合器保持分離狀態。這樣就實現了不間斷動力傳動由任意相鄰兩檔的高速檔向低速檔不間斷動力的變換。在變速過程中，如果各操縱機構有聯動機構的，可以撥動聯動機構使主動橢圓齒輪超越離合器的撥檔圈、連銷、拉杆移動，使彈珠進入拉杆的對應凹槽，在彈簧22的作用下，使控制銷要彈出控制腔。如果超越離合器處於超越狀態，則控制銷立即彈出控制腔，如果超越離合器不正處於超越狀態，則待處於超越狀態後控制銷立即彈出控制腔。接著相應的相鄰兩檔圓形齒輪機構超越離合器的控制銷也要隨著插入和退出相應的控制腔。這就是原傳遞動力的起始檔主動齒輪超越離合器的控制銷也要插入控制腔；也是聯動機構按序先後使撥檔圈、連銷、拉杆移動，使彈珠離開拉杆的凹槽，向上抬起，在彈簧24或27的作用下，使控制銷要插入控制腔；如果超越離合器處於超越狀態，則控制銷立即插入控制腔使其保持超越狀態；如果超越離合器不正處於超越狀態，則待處於超越狀態後控制銷立即插入控制腔，使其保持超越狀態。相應的要變速到的目的檔主動齒輪超越離合器的控制銷也最後彈出控制腔；也是聯動機構按序先後使該主動齒輪超越離合器的撥檔圈、連銷、拉杆移動，使彈珠進入拉杆的對應凹槽，在彈簧22的作用下，使控制銷要彈出控制腔；如果超越離合器處於超越狀態，則控制銷立即彈出控制腔；如果超越離合器不正處於超越狀態，則待處於超越狀態後控制銷立即彈出控制腔。這樣就能在主動橢圓齒輪傳遞動力後，使原處於接合狀態的主動齒輪超越離合器立即變成超越狀態，並能保持著超越狀態；能在主動橢圓齒輪傳遞動力改變從動軸角速度後期，使原處於超越狀態的目的檔主動齒輪超越離合器變成接合狀態，達到及時平穩地變速到相應的圓形齒輪機構，並一直保持著傳遞相應的動力。
圖37、38、39所表示的四個檔不間斷動力的齒輪變速器與上述的結構基本相同，只是非圓齒輪機構和圓形齒輪機構分別在同軸線的不同的軸構成，同軸線的軸之間通過操縱離合器連接，而且從輸入軸到輸出軸含有反向轉動輸出的倒檔圓形齒輪機構。其中圖39表示四個檔不間斷動力的齒輪變速器，其中的一個檔是直接輸出的檔，也可以看成1∶1的圓形齒輪機構構成的檔，在這個1∶1的圓形齒輪機構中同軸線的轉軸與轉軸之間通過超越離合器連接，使該傳動鏈內含有超越離合器。
實施例四、一種兩軸相互傳遞動力(扭矩正負交替)的兩檔變速裝置，見圖9。
這種裝置有基座、基座通過軸承設置的兩根轉軸I、II，相對轉動的轉軸之間帶有兩對常嚙合圓形齒輪構成了兩檔圓形齒輪機構。這兩檔圓形齒輪機構的轉軸I、II還設置有一對非圓齒輪45、46構成了非圓齒輪機構。兩檔的兩對圓形齒輪、一對非圓齒輪，各有一個齒輪41、45、43分別與轉軸I通過雙向超越離合器(見圖23、24、25、42)聯接，雙向滾柱式超越離合器還帶有操縱機構(見圖3、4、5)。其中非圓齒輪機構的超越離合器操縱機構選用的撥爪及其控制機構，見圖3.1、3.2的結構。非圓齒輪機構的超越離合器操縱機構，是在圓形齒輪機構雙向超越離合器操縱機構的基礎上設置了鎖住機構及與撥爪周向擺動變化聯動的解鎖機構。這些鎖住機構及解鎖機構是在滑環設置槓桿，槓桿的一端與兩控制銷後段之間對應分別設置有滾珠，槓桿的另一端與星輪軸之間設有卡簧。這樣可以在撥動滑環離開撥爪的控制端後，就使槓桿卡在卡簧與滾珠之間，使滑環不能回位，確保非園齒輪機構超越離合器接合後，在兩個控制銷都從控制腔退出，滾珠都推入限位杆凹槽，才能使槓桿轉動越過卡簧，使滑環回位，再實現超越時使超越離合器保持分離狀態。這樣的操縱機構同已有的離合器操縱機構一樣，通過撥爪與雙向超越離合器的接合元件滾柱接觸，操作控制接合元件滾柱，使雙向超越離合器成為雙向的分離狀態，還是恢復其某一方向的自動分離或自動分離的工作狀態。在相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構，非圓齒輪機構的最大傳動比大於低速檔圓形齒輪機構的傳動比，其最小傳動比小於高速檔圓形齒輪機構傳動比。各雙向超越離合器的操縱機構之間帶有聯動機構及變速操縱機構(參見圖8、19、20、21、22、26、27、28、29、30)。
其工作原理如下如圖9所示，I軸為主動軸，II軸為輸出軸。齒輪41、42為相鄰低速檔圓形齒輪機構，傳動比為i12；齒輪43、44為相鄰高速檔圓形齒輪機構，傳動比為i34。齒輪45、46為實現換檔的可連續迴轉的非圓齒輪機構，其端面視圖如圖10。非圓齒輪機構傳動比為i56在i56min和i56max間連續周期性變化，且i56min小於i34，而i56max大於i12。齒輪41、43、45可通過由變速操縱機構控制的雙向超越離合器與主動軸I相聯接。本實施例的雙向超越離合器參見圖23、24、25，本實施例以下簡稱離合器。
提速過程首先由齒輪41、42傳動，即僅齒輪41上的離合器處於穩定接合狀態，其餘均處於穩定分離狀態，處於低速檔平穩運行狀態。
當變換變速杆位置先後觸動齒輪41、45、43上的離合器操縱機構後，齒輪41上的離合器處於待分離狀態，由於齒輪45、46實現的是變速比傳動，其傳動比i56在經歷等於並在趨向小於傳動比i12過程I軸與齒輪45的相對轉動方向將發生一次轉變，就使齒輪45的超越離合器由穩定分離狀態變成處於待接合狀態；傳動比i56在經歷小於、等於轉至大於齒輪41、42的傳動比i12的過程，I軸與齒輪45的相對轉動方向又發生一次轉變，齒輪45上的離合器會經歷自動進入接合狀態並是待分離狀態，同時使齒輪41的離合器自動分離，由45、46齒輪接替齒輪41、42實現I軸至II軸的傳動。由45、46齒輪接替齒輪41、42傳動動力後傳動比向大於i12轉變，使得齒輪41的超越離合器保持著分離狀態。齒輪45、46接著實現的是變速比傳動，隨著傳動的進行，其傳動比i56又經歷小於、等於轉至大於齒輪43、44的傳動比i34的過程，I軸與齒輪43的相對轉動方向將發生一次轉變，齒輪43的超越離合器分離狀態變成處於待接合狀態；傳動比i56接著在經歷大於、等於轉至要小於齒輪43、44的傳動比i34的過程，I軸與齒輪43的相對轉動方向又發生一次轉變，齒輪43上的離合器會經歷自動進入接合狀態，同時使齒輪45超越離合器自動分離並且在操縱機構作用下保持分離狀態，也就使齒輪43形成穩定接合狀態，由43、44齒輪接替齒輪45、46實現I軸至II軸的傳動。
降速過程開始時由齒輪43、44實現I軸至II軸的傳動，即僅43齒輪上的離合器處於工作的穩定接合狀態，其餘均處於分離狀態，系統處於高速檔，並處於平穩運行狀態。
當變換變速杆位置發出降檔動作後，使齒輪43上的離合器處於待分離狀態，而齒輪41、45上的離合器先後處於待接合狀態；當I軸和II軸的相對轉動關係沒有發生變化時，齒輪43上的離合器不會分離，類似地，齒輪41、45上的離合器也不會先後進入接合狀態。
由於齒輪45、46實現的是變速比傳動，隨著傳動的進行，其傳動比i56會經歷等於轉至要大於齒輪43、44的傳動比i34的過程，I軸與齒輪45的相對轉動方向將發生一次轉變。在此過程中，齒輪45上的離合器會經歷自動進入接合狀態並直接轉入待分離狀態，並使齒輪43的離合器自動超越分離，由45、46齒輪接替齒輪43、44實現I軸至II軸的傳動，齒輪43的操縱機構使得其超越離合器保持分離狀態。這是由於當齒輪45、46接替傳動過程後，II軸的轉速逐漸降低，從傳動關係角度分析，齒輪44與II軸固定聯接，齒輪43的轉速高於I軸的轉速，齒輪43由主動齒輪變為從動輪，其上的離合器經過自動退出接合狀態，進而由操縱機構的控制銷插入控制腔，使得離合器轉入分離狀態，交出傳動控制權。
隨著傳動的繼續進行，齒輪45、46的傳動比i56又會經歷大於、等於轉至要小於齒輪41、42的傳動比i12的過程，I軸與齒輪1的相對轉動方向也將發生一次轉變。在此過程中，齒輪41上的離合器會經歷自動進入接合狀態，由41、42齒輪接替45、46齒輪實現I軸至II軸的傳動。
當齒輪41、42接替傳動過程後，II軸的轉速將維持在一個新的水平，而齒輪45的離合器經過自動退出接合狀態而分離，在操縱機構及解鎖機構帶動控制銷進入控制腔，保持著分離狀態，交出傳動控制權。
以上討論了相鄰兩檔間的變速過程。對多檔變速器的工作方式與此類似，故不多加敘述。針對兩種汽車變速器的變速比分配方案，給出的四個檔變速器的圓形齒輪機構及其非圓齒輪傳動的多種匹配方案見圖36、37、38、39。
實施例五、一種汽車用不間斷動力的齒輪變速器(見圖11)，有齒輪箱體，齒輪箱體通過軸承至少設置著兩根軸I、II，兩根軸通過三對常嚙合的圓形齒輪和兩對非圓齒輪傳動聯接，還可設置倒檔圓形齒輪和倒檔軸及倒檔過橋齒輪。這樣就分別構成了三個檔的圓形齒輪和兩個過渡檔的非圓齒輪機構，並從一軸I到二軸II含有三個前進檔的圓形齒輪機構和兩個過渡檔的圓形齒輪機構，這三個檔圓形齒輪機構的每相鄰兩檔圓形齒輪機構還對應著一個作為前進過渡檔的非圓齒輪機構。圓形齒輪機構、非圓齒輪機構中的主動齒輪4a』、4b』、4d』、5a』、5b』與一軸固定聯接，圓形齒輪機構、非圓齒輪機構中的從動齒輪4a、4b、4d、5a、5b與二軸II通過滾柱式超越離合器聯接。超越離合器還帶有撥爪及控制銷等構成的操縱機構。在相鄰兩檔圓形齒輪機構配置的非圓齒輪機構中，主動齒輪5a』、5b』的最小半徑分別小於相應的低速檔主動齒輪4a』、4b』的半徑，其最大半徑分別大於相應的高速檔主動齒輪4b』、4d』的半徑。在相鄰兩檔圓形齒輪機構及配置的非圓齒輪機構中，從動齒輪5a、5b的最小半徑小於高速檔從動齒輪的半徑，最大半徑大於低速檔從動齒輪的半徑。控制撥爪擺動位置的控制銷是使撥爪處於或不處於限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態的操縱機構的主要部件。非圓齒輪超越離合器操縱機構的撥爪控制機構為使超越離合器處於接合狀態時即處於待分離狀態，並且在進入分離狀態後即構成穩定分離狀態的聯動機構。各滾柱式超越離合器的撥爪控制機構之間帶有著聯動機構。這樣，每相鄰兩檔圓形齒輪機構起始檔、目的檔及配置的非圓齒輪機構的超越離合器操縱機構之間帶有按照控制程序控制的聯動機構，控制程序是起始檔超越離合器處於待分離狀態→非圓齒輪機構超越離合器處於待接合狀態→目的檔超越離合器處於待接合狀態。
A、變速器及操縱機構的換檔機構總體結構圖11為變速器的傳動系統簡圖。一軸為輸入軸，二軸為輸出軸。齒輪4a-4a』為一檔圓形齒輪機構，傳動比為i1；齒輪4b-4b』為二檔圓形齒輪機構，傳動比為i2(即i1＞i2)；齒輪4c-4c』為三檔圓形齒輪機構，傳動比為i3(即i1＞i2＞i3)。這三個檔的圓形齒輪機構都是同轉向輸出的檔位。齒輪5a-5a』、5b-5b』是用來實現換檔、可連續迴轉的非圓齒輪機構，也是同上述三個檔的圓形齒輪機構是同轉向輸出的。傳動比分別為i4和i5。其中i4在i4min和i4max間連續周期性變化，且i4min略小於i2，而i4max略大於i1；i5在i5min和i5max間連續周期性變化，且i5min略小於i3，而i5max略大於i2，如圖12所示。齒輪4a』、4b』、4c』、5a』、5b』與輸入軸I固定聯接在一起，而齒輪4a、4b、4c、5a、5b通過可由變速輪及各操縱機構控制的超越離合器與輸出軸II相聯接。
換檔結構可由聯動機構、操縱機構、滾柱式超越離合器(在此實施例簡稱離合器)構成。如圖13所示，圖中齒輪是簡化的，換檔機構總體結構主要包括換檔控制輪57及其鎖位裝置(圖中未示出)，換檔軸58，撥杆及撥杆彈簧(在撥杆轉軸內，圖中未示出)，各檔的圓形齒輪離合器組(見圖14、圖15)，可連續迴轉的非圓齒輪離合器組(見圖16、圖17)，動力軸56(輸出軸)等。另外4a、4b、4c分別為一、二、三檔的圓形齒輪，5a為一二檔間過渡齒輪，5b為二三檔間過渡齒輪。過渡齒輪是可連續迴轉的非圓齒輪另一種稱呼。圖中各齒輪均與輸入軸上固定的相應齒輪保持正常嚙合關係(見圖11，圖13中輸入軸及其上的齒輪均未在圖中畫出)。
換檔控制輪57受換檔操縱機構(可為手動的操縱杆或自動操縱機構)控制發生轉動，並帶動換檔軸58轉動。在換檔軸58上與換檔撥杆相應位置的不同相位上有凸起結構，用以在適當時機撥動撥杆。當撥杆(3a、3b、3c、3d、3e)被撥動時，帶動相應離合器上的滑環(撥檔環)動作，以控制相應的超越離合器恢復或將要恢復自動接合再自動分離的工作狀態。而未受到換檔軸上凸起部分作用的撥杆，均在撥杆彈簧的作用下處於使滑環向齒輪靠緊的位置，使相應的超越離合器被控制在穩定的分離狀態。換檔控制輪57、換檔軸58及凸起結構構成了聯動機構。
B、帶有操縱機構的可控超越離合器的構成a)各檔圓形齒輪配套的可控超越離合器組(以下簡稱常規輪離合器組)常規輪離合器組由動力軸(圖中未畫出)、圓形齒輪51、撥爪控制組件及滾柱52、滑環53、邊檔54等主要部件組成，圖14為裝配結構，圖15為各件拆分狀態。
輸出的動力軸56與圓形齒輪通過帶撥爪控制組件的滾柱式超越離合器主件聯接，形成可控超越離合器的主體。動力軸為圓截面軸，超越離合器的外套是由構成內側是星輪結構的齒輪構成，動力軸與星輪結構之間配有滾柱和相間的爪，爪的外端成連為一體的環，環帶有作為控制端的擺杆。這樣就構成具有外星輪結構的摩擦式超越離合器，超越離合器帶有受控制的撥爪。撥爪的爪與動力軸外圓接觸，能通過摩擦方式與動力軸56保持同向運動趨勢。通過對撥爪外緣上凸出部位擺杆的控制，以達到控制離合器能否實現從圓形齒輪到動力軸的動力傳遞。
滑環空套在帶有星輪結構的齒輪輪轂的外圓面上，只可相對齒輪作軸向滑動。其滑動行程由齒輪的端面和邊檔加以限制。滑環上面對齒輪一側有兩個對稱布置的帶鉤凸起，構成控制銷，用以控制撥爪組相對星輪結構周向擺動的位置。控制銷、滑環及撥杆構成了控制機構，撥爪、控制銷(控制銷和滑環之間可以含彈簧)、滑環、撥杆(可以是彈性撥杆)及撥杆的回位彈簧構成了操縱機構。
b)非圓齒輪配套的可控超越離合器組(以下簡稱非圓齒輪離合器組)非圓齒輪離合器組由動力軸56(圖16、17中未畫出)、非圓齒輪71、滾柱撥爪控制組件72、滑鍵73、滑環74、邊檔75等主要部件組成，圖16為裝配狀態，圖17為其各件拆分狀態。
動力軸與非圓齒輪通過滾柱、撥爪控制組件聯接，形成可控超越離合器的主體。動力軸為圓截面軸，非圓齒輪內側是星輪結構，動力軸與星輪結構之間配有滾柱和相間的爪，爪的外端為連為一體的環及作為控制端的擺杆，構成了帶撥爪具有外星輪結構的摩擦式超越離合器。同時撥爪與動力軸間通過接觸，以摩擦方式保持同向轉動趨勢。通過滑環端面的控制銷對撥爪外緣上凸出擺杆部位的控制，以達到控制離合器是否處於工作狀態，能否從圓形齒輪到動力軸的動力傳遞。
撥爪外緣上另有一斜槽結構76，與齒輪輪轂的滑鍵72相聯。通過聯動機構及撥杆帶動滑環離開撥爪後，當撥爪處於使齒輪與動力軸分離狀態時，滑鍵向徑向凸出而處於高位，限制滑環與撥爪的靠近；而當撥爪處於使齒輪與動力軸接合狀態時，滑鍵被斜槽結構撥回鍵槽內處於低位，不限制滑環與撥爪的靠近。滑環及控制銷與撥爪靠近後，當使齒輪與動力軸實現自動分離狀態時，控制銷插入撥爪擺杆的空當使撥爪處於使齒輪與動力軸保持分離狀態。這相當在上述的圓形齒輪機構超越離合器撥爪控制機構基礎上增加了由滑鍵及斜槽結構構成的鎖住機構及解鎖機構，形成使超越離合器處於接合狀態時即處於待分離狀態，並且在進入分離狀態後立即構成穩定分離狀態的機構。
滑環套在圓形齒輪輪轂的外圓面上，可相對圓形齒輪做軸向滑動。其滑動行程受齒輪的端面、滑鍵和邊檔的限制。滑環上面相對齒輪一側有兩個對稱布置的帶鉤凸起，構成控制銷，用以控制撥爪相對星輪結構周向擺動的位置，對撥爪的位置加以限制。撥爪的斜槽結構、滑鍵、邊檔、撥杆、滑環及帶鉤凸起構成了非圓齒輪超越離合器操縱機構撥爪的控制機構。撥杆、滑環及帶鉤凸起的傳動鏈中撥杆帶有回位彈簧77。
C、換檔過程說明該汽車變速系統首先處於一檔工作，動力軸56處於最低工作轉速(見圖18)。此時，與齒輪4a對應的撥杆3a受換檔軸上的凸起作用，4a上的滑環及控制銷離開控制位置，脫離對撥爪及滾柱的作用，該離合器處於穩定接合狀態。其餘各撥杆處於受撥杆彈簧控制狀態，其對應的滑環控制相應的撥爪使各離合器分離，所以其餘離合器處於穩定分離狀態。
換檔軸由一檔位置轉動到二檔位置的轉動過程中，首先撥杆3a失去換檔軸的控制，在撥杆彈簧的作用下，發生轉動並將齒輪4a輪轂上的滑環壓向撥爪。由於齒輪4a超越離合器主從動件相對運動沒有發生變化，撥爪的位置亦未發生變化，滑環上的控制銷還不能都進入控制間隙，此時的狀態為待分離狀態，一旦撥爪的相對擺動量允許控制銷進入，則會使該超越離合器進入穩定分離狀態。
換檔軸繼續轉動，接著會對撥杆3d作用，使過渡齒輪5a的滑環及控制銷有拉出的趨勢。控制銷一旦撥出過渡齒輪5a則會處於待接合狀態，條件成就將會自動接合接替齒輪4a實現動力傳遞功能。(見圖19)由於過渡齒輪實現的是變速比傳動，其傳動比最大值大於一檔的傳動比，而其最小值小於二檔的傳動比。如果此時非圓齒輪5a的角速度低於動力軸的角速度，摩擦力矩使撥爪相對星輪擺動，開口增大，使滑環凸起上的控制銷與撥爪脫開，滑環即被拉出，5a上的離合器就會進入接合狀態，並處於待分離狀態。如果過渡齒輪5a的角速度高於動力軸的角速度，摩擦力矩使撥爪鉤住滑環上凸起的鉤，滑環暫時不能拉出，只有達到前述狀態時，滑環才會被拉出。
滑環被拉出，過渡齒輪接過對動力軸的控制權後，動力軸的轉速會隨之提高。此時摩擦力矩會使4a齒輪的撥爪與星輪相對擺動，開口增大，4a齒輪的離合器自動分離，而且4a上滑環的帶鉤凸起被壓入，使離合器的分離進入穩定分離狀態。此後動力軸的轉速會隨非圓齒輪的速度而變化。
由於換檔軸在此位置沒有停留，故撥杆3d隨即失去換檔軸的控制，被撥杆彈簧推回，過渡齒輪5a的離合器即進入待分離狀態。為了避免該離合器未經過接合狀態又馬上被鎖住，由撥爪的斜槽控制的滑鍵在撥杆3d轉動一定角度後即被彈出。限制了撥杆的回位。只有當撥爪確實發生一定的轉角，限位鍵才被斜槽壓回，撥杆及滑環被撥杆彈簧或單設的回位彈簧71推回，保證5a的離合器適時處於待分離狀態。
換檔軸繼續轉動至二檔工作位置時(見圖20)由換檔輪定位裝置鎖止，此時撥杆3b被推開，並使齒輪4b上的滑環有被拉開的趨勢。同樣，由於此時齒輪4b的轉速高於動力軸56的轉速，摩擦力矩使其上的撥爪與滑環上控制銷的鉤住，滑環還不能立即被拉出。受非圓齒輪控制的動力軸56的轉速逐漸升高，當動力軸的速度高於齒輪4b的轉速時，摩擦力矩使撥爪與星輪相對擺動，開口增大，使滑環上控制銷的鉤與撥爪脫開，滑環在撥杆彈簧作用下向外移開，撥爪隨即處於無限制狀態(即待接合狀態)，非圓齒輪帶動動力軸56的速度下降至小於齒輪4b的轉速時，4b的離合器轉入接合狀態，動力軸56的速度改由4b控制；於此同時，5a的離合器自動分離，摩擦力矩使5a上的撥爪與星輪相對擺動，開口增大，5a上的滑環壓入撥爪與星輪的間隙，並使5a的離合器處於穩定分離狀態。以上實現了從一檔到二檔的換檔過程。
從二檔至一檔的換檔過程與一檔至二檔的換檔過程相反。
二檔、三檔間的換檔過程(見圖21、22)與一檔、二檔的換檔過程相似，所不同之處在於起始檔和目的檔不同，過渡齒輪5b替換5a參與換檔過程。
換檔過程實際輸入軸與輸出軸間的傳動比變化關係如圖12中虛線所示，實現了不間斷動力的換檔過程。
上述討論基本上是在輸入軸與輸出軸的動力方向關係保持不變的前提下進行的，可以以帶撥爪超越離合器為基礎來實現。但在某些實際實用領域中，兩軸的動力方向關係可能會隨時發生逆轉，此時結構中所採用的離合器應為帶撥爪雙向超越離合器，具體結構的實現較上述離合器的結構稍微複雜一些。當採用帶撥爪雙向超越離合器(見圖23、24、25)時，該變速裝置可用作運動機械(如汽車等)的變速系統。對利用發動機制動和實現不間斷制動力的連續增減檔(如重載車輛下長陡坡時)均能滿足工作要求。
實施例六、本發明的一種兩檔不間斷動力的大型球磨機齒輪變速器(見圖1、31、32、33)，由基座、基座的軸承9設置的兩根軸7、8，兩根軸設置著常嚙合齒輪構成。動力從輸入軸7傳遞到輸出軸8。相對轉動的軸7、8之間通過兩對不同傳動比的圓柱齒輪1、3、4、6構成了兩檔圓形齒輪機構。這些齒輪的尺寸都比較大，半徑都在一米以上。這兩檔圓形齒輪機構所在的軸7、8還設置有橢圓齒輪2、5，構成了一個過渡檔的橢圓齒輪機構。兩檔圓形齒輪機構、橢圓齒輪機構中的主動齒輪4、5、6與轉軸7通過棘輪式超越離合器(見圖34、35)聯接。轉軸7的n向轉速約10轉/分鐘。主動齒輪5、6的棘輪式超越離合器的棘爪帶有撥動棘爪的撥杆，構成了棘輪式操縱離合器。橢圓齒輪5的長半徑等於齒輪6的半徑或正負差幾毫米，橢圓齒輪5的短半徑等於齒輪4的半徑或正負誤差幾毫米(參見圖31、32、33)。齒輪5、6的超越離合器的棘爪通過撥杆撥起，脫離棘齒，使超越離合器處於分離狀態，齒輪4的超越離合器處於接合狀態。需要向高速變速時，在主動橢圓齒輪5小半徑處於嚙合狀態時，撥動齒輪5的超越離合器棘爪回位與棘齒相接觸。由於齒輪5這時轉動角速度小於轉軸7的角速度，所以就從超越狀態直接過渡到處於接合狀態。緊接著就由齒輪5與齒輪2傳動動力。非圓齒輪5的嚙合從最小半徑轉到最大半徑的位置，齒輪5使得從動軸的轉速提高。這時通過撥杆撥動齒輪6超越離合器的棘爪回位，與相應的棘齒接觸，齒輪6就會過渡到接合狀態，變為由齒輪6傳遞動力。齒輪6的傳遞動力又使齒輪5的角速度大於轉軸7角速度，反過來使齒輪5的超越離合器形成超越，立即使齒輪5不再傳遞動力。如果多檔就一檔一檔向高速檔變速，最後在最高速的檔穩定運行保持高速平穩的工作。工作後停機。需要開機工作時又從最低檔開始一檔一檔向高速檔變速。棘爪的撥杆可以由氣缸或液壓缸機構帶動(見圖34、35)，也可以由已有的機械離合器操縱機構帶動，撥杆作為機械離合器操縱機構的分離杆。
實施例七、一種汽車用不間斷動力的齒輪變速器，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設置著兩根轉軸I、II，兩根轉軸分別通過成對嚙合的圓形齒輪聯接構成不同檔圓形齒輪機構，分別通過成對嚙合的非圓齒輪聯接構成不同過渡檔的非圓齒輪機構。相對轉動的轉軸含有三個檔的圓形齒輪機構，每相鄰兩檔圓形齒輪機構的相對轉動的軸還含有一個非圓齒輪機構。圓形齒輪機構、非圓齒輪機構中的主動齒輪與主動轉軸固定聯接，圓形齒輪機構、非圓齒輪機構中的從動齒輪4a、4b、4d、5a、5b與從動轉軸II通過滾柱式超越離合器(見圖23、24、25)聯接，在兩根轉軸I、II之間形成了可以實時結合和分離的五個並行排列的齒輪機構。超越離合器還帶有平移撥杆、滑環、控制銷、撥爪構成的操縱機構。在相鄰兩檔圓形齒輪機構和對應配置的非圓齒輪機構中，主動齒輪5a』、5b』的最小半徑小於低速檔主動齒輪的半徑，最大半徑大於高速檔主動齒輪的半徑。在相鄰兩檔齒輪機構配置的非圓齒輪機構中，從動齒輪5a、5b的最小半徑小於高速檔從動齒輪的半徑，最大半徑大於低速檔從動齒輪的半徑。也可以說超越離合器為帶撥爪滾柱式超越離合器，操縱機構為撥爪及控制撥爪擺動位置的控制機構。控制撥爪擺動位置的機構是使撥爪處於或不處於限制滾柱工作狀態的控制機構，見圖3、4、5。非圓齒輪超越離合器的控制機構為使超越離合器處於接合狀態時即處於待分離狀態，並且在進入分離狀態後即構成穩定分離狀態的機構，見圖3.1、3.2；也就是先使撥爪不處於限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態，在超越離合器進入接合狀態後又進入分離狀態時，使撥爪處於限制滾珠、滾柱或楔塊工作狀態的連動控制機構，最後使超越離合器處於穩定的分離狀態。這種非圓齒輪的超越離合器操縱機構是在圓形齒輪的操縱機構基礎上，在兩個並排控制銷對應的位置設置一個槓桿，槓桿帶有回位彈簧；槓桿的一端與並排的控制銷後段對應，並分別與兩控制銷後段之間設置滾珠，兩控制銷後段開有凹槽；槓桿的另一端與軸或軸套的彈簧卡對應。這些部件與滑環、帶彈簧的控制銷一起構成了非圓齒輪超越離合器撥爪的控制機構，與撥爪一起形成了使超越離合器處於接合狀態時即處於待分離狀態，並且在進入分離狀態後即構成穩定分離狀態的機構。彈簧卡、滾珠、凹槽、槓桿及回位彈簧構成了滑環與星輪之間限制滑環軸向回位的鎖住機構及與撥爪擺動位置變化聯動的解鎖機構。各滾柱式超越離合器的撥爪控制機構之間帶有著聯動機構。這樣，每相鄰兩檔圓形齒輪機構起始檔、目的檔及配置的非圓齒輪機構的超越離合器操縱機構之間帶有按照控制程序控制的聯動機構，控制程序是起始檔超越離合器處於待分離狀態→非圓齒輪機構超越離合器處於待接合狀態→目的檔超越離合器處於待接合狀態。
這種汽車用不間斷動力齒輪變速器的換檔裝置結構可由聯動機構、各操縱機構、各滾柱式超越離合器(以下可以簡稱離合器)構成，如圖26所示(圖中齒輪是簡化的)。主要包括換檔控制拉杆71及其滑動斜銷裝置72和滑動撥杆73及平行滑軸74構成的聯動機構；還包括各檔的齒輪離合器組75，可連續迴轉的非圓齒輪(過渡齒輪)離合器組76，動力軸77(輸出軸)等。另外1a、1b、1c分別為一、二、三檔圓形齒輪，2a為一二檔間過渡齒輪(過渡齒輪是可連續迴轉的非圓齒輪另一種稱呼)。2b為二三檔間過渡齒輪。圖中各齒輪均與輸入軸上固定的相應齒輪保持正常嚙合關係(圖3中輸入軸及其上的齒輪均未在圖中畫出)。
換檔控制拉杆71受換檔操縱機構(可為手動或自動)控制發生移動，並帶動滑動斜銷裝置72的相應滑動斜銷向下移動或回位，使得相應的滑動撥杆73沿著平行滑軸74移動或回位，帶動相應離合器上的滑環動作，以控制相應的超越離合器恢復工作狀態或將要恢復自動接合再自動分離的工作狀態，或者控制相應的超越離合器回到保持分離的狀態。在需要換檔時，拉杆71撥動撥杆73，帶動相應離合器上的滑環動作，以控制相應的超越離合器操縱機構動作或將要動作；而未受到拉杆及滑動斜銷作用的撥杆，均在撥杆彈簧的作用下處於使滑環向齒輪靠緊的位置，使相應的超越離合器被控制在穩定的分離狀態，這就是聯動機構的基本過程。換檔控制拉杆71、滑動斜銷裝置72、滑動撥杆73、平行滑軸74及滑環構成了聯動機構。
聯動機構在從一檔換到二檔再從二檔換到三檔過程的動作過程是按照圖26-圖30過程進行的，並且就完成了相應的不間斷動力的換檔。各相鄰檔位的操縱機構和超越離合器的變換過程與實施例二的過程一樣。
實施例八、一種輸入輸出軸以相同傳動關係平行聯接著中間軸的不間斷動力的四個檔齒輪變速器(見圖45)，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設置著五根轉軸I、II、III、IV、V，從輸入軸I到輸出軸II並列含有同轉向輸出的四個前進檔圓形齒輪機構和對應的三個過渡檔的非圓齒輪機構；每相鄰的兩檔圓形齒輪機構對應配置一個非圓齒輪機構，相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比小於對應的非圓齒輪機構的最大傳動比，相鄰兩檔圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比大於對應的非圓齒輪機構的最小傳動比；輸入軸、輸出軸之間還通過軸VI的過橋輪和主動從動齒輪構成倒檔圓形齒輪機構。轉軸II和轉軸V及倒檔齒輪之間設置有牙嵌式操縱離合器。這樣前進檔和倒檔的齒輪機構就可以通過操縱離合器分別與輸出軸聯接。四個圓形齒輪機構、三個非圓齒輪機構中的主動齒輪分別與主動轉軸I、III、固定聯接，圓形齒輪機構、非圓齒輪機構中的從動齒輪分別與從動轉軸V、IV通過滾柱式超越離合器(參見圖23、24、25)聯接，在主從轉軸之間形成了七組常嚙合的齒輪機構。兩根主動轉軸I、III之間通過嚙合的一對齒輪傳動機構聯接，兩根從動轉軸V、IV通過嚙合的另一對相同的齒輪傳動機構聯接，兩對齒輪傳動機構使兩平行設置的轉軸形成了相同的傳動關係。相對傳遞動力的轉軸II、V集中設置著四個圓形齒輪機構，相對傳遞動力的轉軸III、IV集中設置著三個非圓齒輪機構。這樣就可以形成同轉向輸出不同軸距的齒輪傳動機構。主動軸之間可以通過操縱離合器聯接，從動軸之間也可以通過操縱離合器聯接(見圖46)，就可以在不需要非圓齒輪機構工作時分離操縱離合器。
實施例九、一種輸入軸通過操縱離合器分別與兩個非圓齒輪機構連接的三個檔不間斷動力齒輪變速器(見圖47、48、49、50、51)，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設置著包括輸入軸、輸出軸在內的多根軸，這些軸通過設置相互嚙合的齒輪組從輸入軸到輸出軸構成了三個檔圓形齒輪機構和兩個過渡檔非圓齒輪機構。每相鄰的兩檔圓形齒輪機構對應配置一過渡檔非圓齒輪機構。三個檔圓形齒輪機構、兩個非圓齒輪機構，每個齒輪機構都有一個齒輪與轉軸通過滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器(參見圖23、24、25、42、43、44)聯接。超越離合器帶有操縱機構(參見圖3、4、5)。其他齒輪與對應的軸固定連接或通過操縱離合器與對應的軸聯接。在輸入軸、輸出軸形成了五組常嚙合的齒輪機構。其中每個非圓齒輪機構的主動齒輪都通過操縱離合器與對應輸入軸聯接，非圓齒輪機構的超越離合器設置在最後一個從動齒輪與相應的軸之間。兩個非圓齒輪機構共用一對非圓齒輪。其中這對非圓齒輪和一組圓柱齒輪一起構成與一、二檔圓形齒輪機構對應的非圓齒輪機構，該非圓齒輪機構的最大傳動比大於一檔圓形齒輪機構傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於二檔圓形齒輪機構傳動比；這對非圓齒輪和另一組圓柱齒輪一起又構成與二、三檔圓形齒輪機構對應的非圓齒輪機構，非圓齒輪機構的最大傳動比大於二檔圓形齒輪機構傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於三檔圓形齒輪機構傳動比。三個檔以上不間斷動力齒輪變速器，如果兩個以上的非圓齒輪機構共用一對非圓齒輪的，都可以以此類推組成含齒輪數較少的多個非圓齒輪機構。下面以如圖47所示的三個檔不間斷動力齒輪變速器為例，說明這種不間斷動力齒輪變速器及工作過程。這種輸入軸通過操縱離合器分別與兩個非圓齒輪機構連接的三個檔不間斷動力齒輪變速器，有齒輪箱體、齒輪箱體的軸承設置著包括輸入輸出軸在內的四根轉軸I、II、III、IV，這些轉軸通過設置相互嚙合的齒輪組，從輸入軸到輸出軸構成了三個檔圓形齒輪機構和對應的兩過渡檔非圓齒輪機構，每相鄰的兩檔圓形齒輪機構對應配置一過渡檔非圓齒輪機構。三個檔圓形齒輪機構的主動齒輪都與輸入軸I固定聯接，兩檔非圓齒輪機構的主動齒輪與輔助軸III固定聯接，圓形齒輪機構、非圓齒輪機構都是從動齒輪與輸出轉軸II通過滾柱式超越離合器或楔塊式超越離合器(參見圖23、24、25、42、43、44)聯接，在輸入輸出轉軸之間形成了五組常嚙合的齒輪機構。相對傳遞動力的轉軸I、II集中設置著圓形齒輪，構成了三個檔的圓形齒輪機構，相對傳遞動力的轉軸I、II、III、IV設置著包括一對非圓齒輪在內的齒輪，構成了兩個過渡檔的非圓齒輪機構。輸入轉軸I和輔助轉軸III之間分別通過兩對圓形齒輪及配合的操縱離合器聯接。其中一對圓形齒輪與轉軸II、IV之間的這對非圓齒輪及轉軸III、IV之間的一對圓形傳動齒輪一起構成與一、二檔圓形齒輪機構對應的非圓齒輪機構，非圓齒輪機構的最大傳動比大於一檔圓形齒輪機構傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於二檔圓形齒輪機構傳動比；另一對圓形齒輪與轉軸II、IV之間的這對非圓齒輪及轉軸III、IV之間的一對圓形傳動齒輪一起又構成與二、三檔圓形齒輪機構對應的非圓齒輪機構，非圓齒輪機構的最大傳動比大於二檔圓形齒輪機構傳動比，非圓齒輪機構的最小傳動比小於三檔圓形齒輪機構傳動比。這樣非圓齒輪機構的滾柱式超越離合器，還可以設置在輸入轉軸I和輔助轉軸III之間的齒輪與相應的轉軸之間。由一檔向二檔變速，先使與一、二檔對應的非圓齒輪機構的操縱離合器接合，再使一擋的操縱機構動作使一檔的超越離合器處於待分離狀態，接下來用該非圓齒輪機構的操縱機構使其超越離合器處於待接合狀態。該非圓齒輪機構從動齒輪角速度從最低增加到與一檔從動齒輪相同並要大於時，非圓齒輪機構的超越離合器接合併使一檔的超越離合器自動分離。最後動作二檔操縱機構，在該非圓齒輪機構從動齒輪角速度增加到最大附近時，二檔的操縱機構恢復超越離合器處於待接合狀態。該非圓齒輪機構從動齒輪角速度減小到與二檔從動齒輪相同並要小於時，二檔的超越離合器自動接合，並使非圓齒輪機構的超越離合器自動分離，用非圓齒輪機構的操縱機構使其超越離合器保持分離狀態。將該非圓齒輪機構的主動齒輪與輸入軸之間的操縱離合器分離，使非圓齒輪機構不再隨其他機構空轉。由二檔向三檔變速，先使與二、三檔對應的非圓齒輪機構的操縱離合器接合，再先後使二檔、非圓齒輪機構、三檔的超越離合器處於工作狀態；非圓齒輪機構從動齒輪角速度從最低增加到與二檔從動齒輪相同並要大於時，非圓齒輪機構的超越離合器接合併使二檔的超越離合器自動分離；在非圓齒輪機構從動齒輪角速度增加到最大附近時，三檔操縱機構使超越離合器處於待接合狀態，非圓齒輪機構從動齒輪角速度減小到與三檔從動齒輪相同並要小於時，三檔的超越離合器自動接合，並使非圓齒輪機構的超越離合器自動分離，用非圓齒輪機構的操縱機構使其超越離合器保持分離狀態。將該非圓齒輪機構的主動齒輪與輸入軸之間的操縱離合器分離，使非圓齒輪機構不再隨其他機構空轉。由高速向低速變速過程相反。由三檔向二檔變速，將二、三檔對應的非圓齒輪機構的操縱離合器接合，並用各自的操縱機構先後使三檔、非圓齒輪機構、二檔的超越離合器處於工作狀態。該非圓齒輪機構的從動齒輪角速度增加到與三檔從動齒輪相同並要大於時，非圓齒輪機構的超越離合器接合併使三檔的超越離合器自動分離，三檔的操縱機構使其超越離合器保持分離狀態；在非圓齒輪機構從動齒輪角速度增加到最大並開始減小後，非圓齒輪機構從動齒輪角速度減小到與二檔從動齒輪相同並要小於時，二檔的超越離合器自動處於接合狀態，並使非圓齒輪機構的超越離合器自動分離，非圓齒輪機構的操縱機構回位使超越離合器保持分離狀態；控制非圓齒輪機構的操縱離合器分離，使非圓齒輪機構不再空轉。由二檔向一檔變速，先使與一、二檔對應的非圓齒輪機構的操縱離合器接合，再先後使二檔、該非圓齒輪機構、一檔的超越離合器處於工作狀態；非圓齒輪機構從動齒輪角速度從低增加到與二檔從動齒輪相同並要大於時，非圓齒輪機構的超越離合器接合併使二檔的超越離合器自動分離；在非圓齒輪機構從動齒輪角速度又減小到與一檔從動齒輪相同並要小於時，一檔的超越離合器自動處於接合狀態，並使非圓齒輪機構的超越離合器自動分離，非圓齒輪機構的操縱機構回位使其超越離合器保持分離狀態。控制非圓齒輪機構的操縱離合器分離，使非圓齒輪機構不再空轉。
權利要求1.一種不間斷動力的齒輪變速器，有基座或齒輪箱體，基座或齒輪箱體通過軸承設置了包括輸入軸、輸出軸在內的至少兩根軸，軸之間通過常嚙合的齒輪傳動聯接，構成齒輪機構，從輸入軸到輸出軸含有同轉向輸出的至少兩個檔的圓形齒輪機構，其特徵在於從輸入軸到輸出軸還並列含有作為過渡檔用的非圓齒輪機構，而且同轉向輸出的相鄰兩個檔的兩個圓形齒輪機構和與其同轉向輸出的一個過渡檔的非圓齒輪機構是對應配置的；相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構和與其對應配置的一個過渡檔的非圓齒輪機構中，每個齒輪機構都有一個齒輪與轉軸之間或者軸與軸之間通過超越離合器聯接；超越離合器還帶有離合器操縱機構。
2.如權利要求1所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比小於或等於或略大於與其對應配置的非圓齒輪機構的最大傳動比，相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比大於或等於或略小於與其對應配置的非圓齒輪機構的最小傳動比。
3.如權利要求1所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構中相對低速檔的傳動比小於與其對應配置的非圓齒輪機構的最大傳動比，相鄰兩檔的兩個圓形齒輪機構中相對高速檔的傳動比大於與其對應配置的非圓齒輪機構的最小傳動比。
4.如權利要求1或2或3所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於離合器操縱機構之間帶有聯動機構。
5.如權利要求4所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於超越離合器為滾柱式超越離合器，滾柱式超越離合器帶有的操縱機構為設置在滾柱側面或滾柱端面開口處的撥爪和控制撥爪相對於星輪做周向擺動的控制機構，或者為套在滾柱端面凸起的擺件及控制擺件相對於星輪做周向擺動的控制機構。
6.如權利要求4所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於超越離合器為楔塊式超越離合器，楔塊式超越離合器帶有的操縱機構為設置在楔塊側面或楔塊端面開口的撥爪和控制撥爪相對於帶凹圓弧的環做周向擺動的控制機構，或者為套在楔塊端面凸起的擺件及控制擺件相對於帶凹圓弧的環做周向擺動的控制機構。
7.如權利要求5所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於拔爪的控制端位於超越離合器星輪的控制腔內，或者擺件的控制端位於超越離合器星輪的控制腔內，星輪的凸圓套裝著只能軸向滑動的滑環，滑環連著可以插入或撥出控制腔的控制銷，滑環還動配合著撥杆，從撥杆到控制銷的運動鏈含有回位彈簧，控制腔、控制銷、滑環、拔杆及回位彈簧構成了控制機構。
8.如權利要6所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於撥爪的控制端位於超越離合器帶凹圓弧的環的控制腔內，或者擺件的控制端位於超越離合器帶凹圓弧的環的控制腔內，帶有凹圓弧的環的凸圓套裝著只能軸向滑動的滑環，滑環連著可以插入或撥出控制腔的控制銷，滑環還動配合著撥杆，從撥杆到控制銷的運動鏈含有回位彈簧，控制腔、控制銷、滑環、拔杆及回位彈簧構成了控制機構。
9.如權利要求7所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於非圓齒輪機構的離合器操縱機構的滑環與滾柱式超越離合器的星輪之間，還帶有限制滑環軸向回位的鎖住機構，鎖住機構還帶有與撥爪控制端相對星輪作周向變化聯動的解鎖機構。
10.如權利要求8所說的不間斷動力的齒輪變速器，其特徵在於非圓齒輪機構的離合器操縱機構的滑環與楔塊式超越離合器的帶凹圓弧的環之間，還帶有限制滑環軸向回位的鎖住機構，鎖住機構還帶有與拔爪控制端相對帶凹圓弧的環作周向變化聯動的解鎖機構。
專利摘要不間斷動力的齒輪變速器，有基座或齒輪箱體，基座或齒輪箱體通過軸承設置至少兩根軸，軸通過齒輪聯接構成齒輪機構，從輸入軸到輸出軸含有至少兩檔圓形齒輪機構，還含有非圓齒輪機構，同轉向輸出的兩檔圓形齒輪機構和與其同轉向輸出的一個非圓齒輪機構對應配置；每個齒輪機構都有一個齒輪與轉軸或者軸與軸通過超越離合器聯接；超越離合器帶有操縱機構。用非圓齒輪角速度增高或降低的過程來過渡兩檔由低到高或由高到低的變速，實現不間斷動力的齒輪變速。主要用於機械傳動的變速。非圓齒輪機構最大傳動比大於低速檔傳動比，最小傳動比小於高速檔傳動比時，齒輪變速更加可靠平穩。
文檔編號F16H3/02GK2753924SQ20042007072
公開日2006年1月25日 申請日期2004年9月18日 優先權日2004年9月18日
發明者楊斌彬 申請人:楊斌彬