CN102661361A

CN102661361A - 一种动力变速装置

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Publication number: CN102661361A
Application number: CN2012101465986A
Authority: CN
Inventors: 李绵军; 李林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: CN102661361B

Abstract

一种动力变速装置，属车轮动力传动技术领域。它包括箱体、箱体内的变速机构和差速器总成。变速机构包括动力输入输出总成、离合器以及档位控制总成。动力输入输出总成是在箱体内安装转轴，在各转轴的右端分别安装离合器。档位控制总成是在滑动轨道上套装档位控制块，档位控制块一端连接档位控制杆，档位控制杆另一端伸出箱体连接档位控制把。差速器总成是在差速器外壳内纵向安装差速器中轴，差速器中轴上设有锥形齿轮。本发明具有的有益效果是：结构简单，无离合器踏板，只有刹车踏板和加速踏板,换档时松油门即可直接变换。它性能可靠，可实现多档多速多级机械换档，换档无冲击感，动力输出效率高，响应快，使用寿命长。

Description

一种动力变速装置

技术领域

一种动力变速装置，属车轮动力传动技术领域。

背景技术

目前的电动车，上坡和载人上陡坡时，耗电量大，或者在上坡时由于动力不足无法使用。它上坡时负载大，导致电流急剧增大，烧毁控制器和电机，同时还直接影响了蓄电池的寿命，使电动车不易适用山地、丘陵等复杂地形行驶，从而限制了电动车的使用范围。同时现有技术具有机械档位的变速电动车，大多使用拨叉拨动齿轮组来实现换档变速，需要配合离合器使用，同时必须按照操作规律进行换档，需要先松开油门，再踏离合器，最后进行挂档。当需要换档时，按照此操作过程为了减少冲击感，不超速撞击齿轮，避免齿轮被打坏，只能是逐一加减档，更不能越级换档,因此增加了操作难度。也有些变速器，为了在换档时不让齿轮硬性结合减少冲击感，在动力从动轴上采用手动控制离合器或者离心式自动离合器、电磁离合器，同时配合单向齿轮或带有超越离合的齿轮，利用超越加速齿轮来进行换档，从而改变车轮转速及扭力大小。但是它对单向齿轮、超越离合器和自动离合器的使用寿命要求高，特别是离心式自动离合器，由于从动轴转速降低很容易工作在半离合状态，容易烧坏摩擦片，此种变速器虽然能够利用离合器来减少使用拨叉换档过程中产生的冲击，但是一般只能设置控制两档转速，不易实现多档多速多级机械换档,其变速范围狭窄。

发明内容

本发明要解决的问题就是针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、性能可靠，能实现多档多速多级机械换档的变速装置。其技术方案如下:

它包括箱体、箱体内的变速机构和差速器总成，箱体具有箱体左盖和箱体右盖，在箱体左盖上固定安装电机, 电机具有电机转轴，电机转轴右端安装在箱体左盖上；变速机构包括动力输入输出总成、离合器以及档位控制总成。其关键技术是在电机转轴上固定安装第七齿轮，在箱体内位于箱体左盖和箱体右盖之间安装箱体中盖，动力输入输出总成是在箱体左盖和箱体中盖上依次安装第一转轴、第二转轴和第三转轴，在各转轴的中部位置分别安装轴套，第一转轴对应第一轴套，第二转轴对应第二轴套，第三转轴对应第三轴套，各转轴和各轴套的右端位于箱体中盖和箱体右盖构成的腔体内，在各转轴的右端分别安装离合器，第一转轴对应一档离合器，第二转轴对应二档离合器，第三转轴对应三档离合器。档位控制总成是在箱体内纵向安装滑动轨道，滑动轨道上套装档位控制块，档位控制块一端连接档位控制杆，档位控制杆另一端伸出箱体连接档位控制把。差速器总成是在箱体内下端安装差速器外壳，差速器外壳内纵向安装差速器中轴，差速器中轴上设有第一锥形齿轮，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，在差速器外壳上安装第十二齿轮，第十二齿轮与第十一齿轮啮合，在箱体下端壳体两侧分别安装半轴，半轴与第二锥形齿轮固连传动。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

结构简单，无离合器踏板，只有刹车踏板和加速踏板,换档时松油门即可直接变换。它性能可靠，可实现多档多速多级机械换档，操控简单、换档无冲击感，动力输出效率高，响应快，制造成本低，使用寿命长。

附图说明

图1，是本发明结构示意图；

图2，是离合器结构示意图；

图3，是离合器大毂结构示意图；

图4，是图3的纵向剖视图；

图5，是离合器弹簧盘结构示意图；

图6，是图5的纵向剖视图；

图7，是离合器花键套结构示意图；

图8，是图7的纵向剖视图；

图9，是离合器推进盘结构示意图；

图10，是图9的纵向剖视图；

图11，是主动摩擦片结构示意图；

图12，是图11的纵向剖视图；

图13，是从动摩擦片结构示意图；

图14，是图13的纵向剖视图；

图15，是本发明一档动力输出总成结构示意图；

图16，是本发明二档动力输出总成结构示意图；

图17，是本发明三档动力输出总成结构示意图；

图18，是本发明差速器总成结构示意图；

图19，是本发明箱体主视图

图20，是图19的右视图；

图21，是图19的左视图；

图22，是图19的纵向剖视图；

图23，是本发明的箱体左盖结构示意图；

图24，是图23的纵向剖视图；

图25，是本发明的箱体右盖结构示意图；

图26，是图25的纵向剖视图；

图27，是图28的纵向剖视图；

图28，是档位控制块结构示意图；

图29，是档位控制把结构示意图；

图30，是二档离合器凸出结构示意图；

图31，是本发明另一结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参见图1—图29，本实施例包括箱体2、箱体内的变速机构和差速器总成，箱体2具有箱体左盖8和箱体右盖53，在箱体左盖8上固定安装电机17, 电机17具有电机转轴16，电机转轴16右端通过轴承安装在箱体左盖8上；变速机构包括动力输入输出总成、离合器以及档位控制总成。其关键技术是电机转轴16上固定安装第七齿轮15，在箱体2内位于箱体左盖8和箱体右盖53之间安装箱体中盖56，动力输入输出总成是在箱体左盖8和箱体中盖56上通过轴承依次安装第一转轴46、第二转轴39和第三转轴33，在各转轴的中部位置通过轴承分别安装轴套，第一转轴46对应第一轴套47，第二转轴39对应第二轴套40，第三转轴33对应第三轴套34，各转轴和各轴套的右端位于箱体中盖56和箱体右盖53构成的腔体内，在各转轴的右端分别安装离合器，第一转轴46对应一档离合器45，第二转轴39对应二档离合器44，第三转轴33对应三档离合器32。档位控制总成是在箱体2的右端底部开有螺丝孔31, 箱体右端顶部设有第一盲孔54,在螺丝孔31和第一盲孔54内纵向安装滑动轨道38，滑动轨道38上套装档位控制块57，档位控制块57一端连接档位控制杆52，档位控制杆52另一端伸出箱体2连接档位控制把1。差速器总成是在箱体2内下端安装差速器外壳25，差速器外壳25内纵向安装差速器中轴23，差速器中轴23上设有第一锥形齿轮22，第一锥形齿轮22与第二锥形齿轮21啮合，在差速器外壳25上安装第十二齿轮24，第十二齿轮24与第十一齿轮29啮合，差速器外壳25左右两端固定安装差速器端盖26，在箱体2下端壳体两侧分别安装半轴28，半轴28与第二锥形齿轮21固连传动，半轴28外套有半轴外壳27。在箱体左盖8和箱体中盖56上开有轴孔，以便于安装转轴。

所述第一转轴46的左端固定安装第一齿轮10，在第一轴套47上固定安装第二齿轮9；在第二转轴39的左端固定安装第三齿轮14、第四齿轮13，在第二轴套40上固定安装第五齿轮12、第六齿轮11，第四齿轮13与第一齿轮10啮合，第六齿轮11与第二齿轮9啮合；第三转轴33的左端位于箱体左盖8外，在第三转轴33的左端固定安装第八齿轮19，第八齿轮19与第七齿轮15啮合，在第三转轴33上位于箱体左盖8内固定安装第九齿轮20，在第三轴套34上固定安装第十齿轮30、第十一齿轮29，第九齿轮20与第三齿轮14啮合，第十齿轮30与第五齿轮12啮合。

所述离合器包括离合器大毂58和离合器花键套66，离合器花键套66上开有第一通孔59，在离合器大毂58和离合器花键套66之间设有离合器弹簧盘62，离合器弹簧盘62上设有凸柱65,凸柱65穿过第一通孔59与离合器推进盘60固连,离合器推进盘60的轴孔内通过轴承安装推进球头；在离合器弹簧盘62与离合器推进盘60之间的凸柱65上套装第一弹簧61，在离合器花键套66与离合器大毂58之间依次叠加安装主动摩擦片64、从动摩擦片63，离合器大毂58与轴套固连传动,转轴的右端固连离合器花键套66。

所述一档离合器45上设有第一推进球头48，二档离合器44上设有第二推进球头41，三档离合器32上设有第三推进球头35。

所述档位控制块57的左端表面依次设有一档控制凹槽51、二档控制凹槽43、三档控制凹槽37, 在档位控制块57右端开有通孔，滑动轨道38穿过通孔安装在箱体2内。

所述第一推进球头48、第二推进球头41、第三推进球头35与档位控制块57的左端表面相接触。

所述箱体2顶部安装支撑凸块4，档位控制把1通过第一支点凸柱5支撑在支撑凸块4上且可以绕第一支点凸柱5转动，在档位控制把1右端开有长形通孔7，在档位控制杆52的上端设有第二支点凸柱6，长形通孔7穿过第二支点凸柱6，使档位控制把1与档位控制杆52连接传动。

当需要空档时，如图1所示，拨动档位控制把1使档位控制杆52向上移动,带动档位控制块57向上移动后,进入空档锁定状态。此时第一推进球头48、第二推进球头41、第三推进球头35滑动在档位控制块57的左端表面，一档离合器45、二档离合器44、三档离合器32内的主动摩擦片64和从动摩擦片63处于分离状态，即第一转轴46与第一轴套47分离不传动, 第二转轴39与第二轴套40分离不传动,第三转轴33与第三轴套34分离不传动,各级齿轮不传递动力。

当需要一档时,拨动档位控制把1使档位控制杆52向下移动，带动档位控制块57向下移动,当第一推进球头48滑入档位控制块57左端表面的一档控制凹槽51内,同时二档离合器44上的第二推进球头41与三档离合器32上的第三推进球头35继续滑动在档位控制块57的左端表面，然后停止拨档进入一档锁定状态。此时原一档离合器45内的主动摩擦片64和从动摩擦片63由分离状态进入结合状态，即第一转轴46与第一轴套47自锁传动,二档离合器44与三档离合器32内的主动摩擦片64和从动摩擦片63保持分离状态,即第二转轴39与第二轴套40分离不传动,第三转轴33与第三轴套34分离不传动。然后电流通过电机线18传入电机17的绕组内,电机转轴16顺时针转动,此时电机动力通过电机转轴16→第七齿轮15→第八齿轮19→第三转轴33→第九齿轮20→第三齿轮14→第二转轴39→第四齿轮13→第一齿轮10→第一转轴46→一档离合器45→第一轴套47→第二齿轮9→第六齿轮11→第二轴套40→第五齿轮12→第十齿轮30→第三轴套34→第十一齿轮29→第十二齿轮24→差速器外壳25→差速器中轴23→第一锥形齿22→第二锥形齿21→半轴28,由半轴28将动力传至车轮。此工作过程中,第二转轴39与第二轴套40由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被二档离合器44隔离,第三转轴33与第三轴套34由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被三档离合器32隔离。一档还兼容倒车档，当需要倒车时使电机转轴16逆时针转动即可倒车。

当需要二档时, 拨动档位控制把1使档位控制杆52继续向下移动,带动档位控制块57向下移动,当第二推进球头41滑入档位控制块57左端表面的二档控制凹槽43内,同时一档离合器45上的第一推进球头48从一档控制凹槽51内滑出与三档离合器32上的第三推进球头35继续滑动在档位控制块57的左端表面,然后停止拨档进入二档锁定状态。此时原二档离合器44内的主动摩擦片64和从动摩擦片63由分离状态进入结合状态,即第二转轴39与第二轴套40自锁传动。一档离合器45与三档离合器32内的主动摩擦片64和从动摩擦片63保持分离状态,即第一转轴46与第一轴套47分离不传动,第三转轴33与第三轴套34分离不传动。然后电流通过电机线18传入电机17的绕组内,电机转轴16顺时针转动,此时电机动力通过电机转轴16→第七齿轮15→第八齿轮19→第三转轴33→第九齿轮20→第三齿轮14→第二转轴39→二档离合器44→第二轴套40→第五齿轮12→第十齿轮30→第三轴套34→第十一齿轮29→第十二齿轮24→差速器外壳25→差速器中轴23→第一锥形齿22→第二锥形齿21→半轴28,由半轴28将动力传至车轮。此工作过程中,第一转轴46与第一轴套47由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被一档离合器45隔离,第三转轴33与第三轴套34由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被三档离合器32隔离。

当需要三档时, 拨动档位控制把1使档位控制杆52继续向下移动,带动档位控制块57向下移动,当第三推进球头35滑入档位控制块57左端表面的三档控制凹槽37内,同时二档离合器44上的第二推进球头41从二档控制凹槽43内滑出与一档离合器45上的第一推进球头48继续滑动在档位控制块57的左端表面,然后停止拨档进入三档锁定状态。此时原三档离合器32内的主动摩擦片64和从动摩擦片63由分离状态进入结合状态,即第三转轴33与第三轴套34自锁传动。一档离合器45与二档离合器44内的主动摩擦片64和从动摩擦片63保持分离状态,即第一转轴46与第一轴套47分离不传动,第二转轴39与第二轴套40分离不传动。然后电流通过电机线18传入电机17的绕组内, 电机转轴16顺时针转动,此时电机动力通过电机转轴16→第七齿轮15→第八齿轮19→第三转轴33→三档离合器32→第三轴套34→第十一齿轮29→第十二齿轮24→差速器外壳25→差速器中轴23→第一锥形齿22→第二锥形齿21→半轴28,由半轴28将动力传至车轮。此工作过程中,第一转轴46与第一轴套47由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被一档离合器45隔离,第二转轴39与第二轴套40由于各级齿轮传递动力时产生的速度差被二档离合器44隔离。

实施例二：

如图30所示，是二档离合器凸出结构示意图，这样可以缩短一档离合器45、二档离合器44、三档离合器32之间的中心轴距，节约了箱体2的空间。具体是：二档离合器44凸出在一档离合器45、三档离合器32的右端，档位控制块57与滑动轨道38之间设有滚柱71，在换档滑动时可以减小摩擦阻力，档位控制块57两端向左分别设有第一凸块70、第二凸块73，二档离合器44位于第一凸块70与第二凸块73之间，第一凸块70的左端表面设有一档控制凹槽51，第二凸块73的左端表面设有三档控制凹槽37，档位控制块57左端表面设有二档控制凹槽43，第一推进球头48、第二推进球头41、第三推进球头35的尖部设有第二滚珠72，在换档滑动时可以减小摩擦阻力。其余结构原理工作方式与实施例一相同。

本变速装置,动力输入端可以将电机17替换为内燃机提供动力,其工作原理操作方式相同,其不同之处在于内燃机不反转，可在动力输出末端增设一倒档器。其档位控制部分可以通过机械杠杆原理来控制档位控制杆52，也可以用液压装置或者电磁控制装置配合控制单元来控制档位控制杆52，达到同一换档目的。本变速装置可以继续在一档动力输出总成后面继续排列增加多组动力输出总成，同时档位控制块57对应延长，并开设同样多的档位控制凹槽,既可以得到更多的档位变速。同时,本变速装置的最后一级动力输出即差速器总成部位可以将第十一齿轮29改设为锥形齿轮,通过万向节、传动轴与差速器总成连接传动。

实施例三：

参见图31，它与实施例1不同之处在于档位控制总成部分和动力输出末端部分。具体是：在箱体2外壁设有空档锁定凹槽55，在箱体2内位于一档离合器45、二档离合器44、三档离合器32与箱体右盖53之间设有档位控制滚筒67，档位控制滚筒67的外表面设有档位控制凹槽，第一转轴46对应一档控制凹槽51，第二转轴39对应二档控制凹槽43，第三转轴33对应三档控制凹槽37，一档控制凹槽51、二档控制凹槽43、三档控制凹槽37不在同一轴线上，在档位控制滚筒67内安装第四转轴68，第四转轴68左右两端分别安装在箱体上，在第四转轴68的一端固定安装换档块36，换档块36的下端设有第二盲孔42，在第二盲孔42内设有第二弹簧49和第一滚珠50，第一滚珠50与空档锁定凹槽55接触，其作用是限位与定位。在箱体2内安装第五转轴69，构成动力输出末端部分，第五转轴69上固定安装第十二齿轮24，第十二齿轮24与第十一齿轮29啮合，第五转轴69通过万向节与传动轴连接传动至汽车差速后桥完成动力传递。图中3是螺帽。

当需要空档时，拨动换档块36，此时第一滚珠50滚入空档锁定凹槽55内，同时第一推进球头48、第二推进球头41、第三推进球头35滑动在档位控制滚筒67的外表面；当需要一档时，继续拨动换档块36，此时第一滚珠50滚出空档锁定凹槽55，同时第一推进球头48滑入一档控制凹槽51内，第二推进球头41、第三推进球头35滑动在档位控制滚筒67的外表面；当需要二档时，继续拨动换档块36，此时第一推进球头48滑出一档控制凹槽51，第二推进球头41滑入二档控制凹槽43内，第一推进球头48、第三推进球头35滑动在档位控制滚筒67的外表面；当需要三档时，继续拨动换档块36，此时第二推进球头41滑出二档控制凹槽43，第三推进球头35滑入三档控制凹槽37内，第一推进球头48、第二推进球头41滑动在档位控制滚筒67的外表面。其动力传动部分，工作方式与原理与实施例一相同。

Claims

1.一种动力变速装置，包括箱体（2）、箱体内的变速机构和差速器总成，箱体（2）具有箱体左盖（8）和箱体右盖（53），在箱体左盖（8）上固定安装电机（17）, 电机（17）具有电机转轴（16），电机转轴（16）右端安装在箱体左盖（8）上；变速机构包括动力输入输出总成、离合器以及档位控制总成，其特征是电机转轴（16）上固定安装第七齿轮（15），在箱体（2）内位于箱体左盖（8）和箱体右盖（53）之间安装箱体中盖（56），动力输入输出总成是在箱体左盖（8）和箱体中盖（56）上依次安装第一转轴（46）、第二转轴（39）和第三转轴（33），在各转轴的中部位置分别安装轴套，第一转轴（46）对应第一轴套（47），第二转轴（39）对应第二轴套（40），第三转轴（33）对应第三轴套（34），各转轴和各轴套的右端位于箱体中盖（56）和箱体右盖（53）构成的腔体内，在各转轴的右端分别安装离合器，第一转轴（46）对应一档离合器（45），第二转轴（39）对应二档离合器（44），第三转轴（33）对应三档离合器（32）；档位控制总成是在箱体（2）内纵向安装滑动轨道（38），滑动轨道（38）上套装档位控制块（57），档位控制块（57）一端连接档位控制杆（52），档位控制杆（52）另一端伸出箱体（2）连接档位控制把（1）；差速器总成是在箱体（2）内下端安装差速器外壳（25），差速器外壳（25）内纵向安装差速器中轴（23），差速器中轴（23）上设有第一锥形齿轮（22），第一锥形齿轮（22）与第二锥形齿轮（21）啮合，在差速器外壳（25）上安装第十二齿轮（24），第十二齿轮（24）与第十一齿轮（29）啮合，在箱体（2）下端壳体两侧分别安装半轴（28），半轴（28）与第二锥形齿轮（21）固连传动。

2.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是在第一转轴（46）的左端固定安装第一齿轮（10），在第一轴套（47）上固定安装第二齿轮（9）；在第二转轴（39）的左端固定安装第三齿轮（14）、第四齿轮（13），在第二轴套（40）上固定安装第五齿轮（12）、第六齿轮（11），第四齿轮（13）与第一齿轮（10）啮合，第六齿轮（11）与第二齿轮（9）啮合；第三转轴（33）的左端位于箱体左盖（8）外，在第三转轴（33）的左端固定安装第八齿轮（19），第八齿轮（19）与第七齿轮（15）啮合，在第三转轴（33）上位于箱体左盖（8）内固定安装第九齿轮（20）,在第三轴套（34）上固定安装第十齿轮（30）、第十一齿轮（29），第九齿轮（20）与第三齿轮（14）啮合，第十齿轮（30）与第五齿轮（12）啮合。

3.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是离合器包括离合器大毂（58）和离合器花键套（66），离合器花键套（66）上开有第一通孔（59），在离合器大毂（58）和离合器花键套（66）之间设有离合器弹簧盘（62），离合器弹簧盘（62）上设有凸柱（65）,凸柱（65）穿过第一通孔（59）与离合器推进盘（60）固连,离合器推进盘（60）的轴孔内安装推进球头，在离合器弹簧盘（62）与离合器推进盘（60）之间的凸柱（65）上套装第一弹簧（61），在离合器花键套（66）与离合器大毂（58）之间依次叠加安装主动摩擦片（64）、从动摩擦片（63），离合器大毂（58）与轴套固连传动,转轴的右端固连离合器花键套（66）。

4.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是一档离合器（45）上设有第一推进球头（48），二档离合器（44）上设有第二推进球头（41），三档离合器（32）上设有第三推进球头（35）。

5.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是在档位控制块（57）的左端表面依次设有一档控制凹槽（51）、二档控制凹槽（43）、三档控制凹槽（37）, 在档位控制块（57）右端开有通孔，滑动轨道（38）穿过通孔安装在箱体（2）内。

6.根据权利要求4所述动力变速装置，其特征是第一推进球头（48）、第二推进球头（41）、第三推进球头（35）与档位控制块（57）的左端表面相接触。

7.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是在箱体（2）顶部安装支撑凸块（4）, 档位控制把（1）通过第一支点凸柱（5）支撑在支撑凸块（4）上，在档位控制把（1）右端开有长形通孔（7），在档位控制杆（52）的上端设有第二支点凸柱（6）,长形通孔（7）穿过第二支点凸柱（6）。

8.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是二档离合器（44）凸出在一档离合器（45）、三档离合器（32）的右端，档位控制块（57）与滑动轨道（38）之间设有滚柱（71），档位控制块（57）两端向左分别设有第一凸块（70）、第二凸块（73），二档离合器（44）位于第一凸块（70）与第二凸块（73）之间，第一凸块（70）的左端表面设有一档控制凹槽（51），第二凸块（73）的左端表面设有三档控制凹槽（37），档位控制块（57）左端表面设有二档控制凹槽（43），第一推进球头（48）、第二推进球头（41）、第三推进球头（35）的尖部设有第二滚珠（72）。

9.根据权利要求1所述动力变速装置，其特征是在箱体（2）外壁设有空档锁定凹槽（55），在箱体（2）内位于离合器与箱体右盖（53）之间设有档位控制滚筒（67），档位控制滚筒（67）的外表面设有档位控制凹槽，第一转轴（46）对应一档控制凹槽（51），第二转轴（39）对应二档控制凹槽（43），第三转轴（33）对应三档控制凹槽（37），在档位控制滚筒（67）内安装第四转轴（68），在第四转轴（68）的一端固定安装换档块（36），换档块（36）的下端设有第二盲孔（42），在第二盲孔（42）内设有第二弹簧（49）和第一滚珠（50），第一滚珠（50）与空档锁定凹槽（55）接触，在箱体（2）内安装第五转轴（69），第五转轴（69）上固定安装第十二齿轮（24），第十二齿轮（24）与第十一齿轮（29）啮合。