CN104373532A - 一种电动车纯机械四档变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动车纯机械四档变速箱，包括壳体、输入轴、前动轴、后动轴、输出齿；所述输入轴、前动轴、后动轴通过轴承安装在壳体内，所述输出齿固定套装于壳体上用于输出动力的轴上；所述输入轴外接单电机动力输入，通过齿轮、滑套、滑套齿的组合前动轴、后动轴、输出齿转动并实现四档变速。本发明以单电机带动、纯机械控制、非电控控制、非液压控制的方式实现了电动车四档驱动变速，变速比范围更广、动力需求更低，爬坡能力更强、续航时间更长、成本更低，对电机损伤也更小，同时经久耐用，操作手感也极好，更易为大众所接受，维修维护容易，可能出现的故障也更容易提前预料到而有所防范，安全性有保障。

Description

一种电动车纯机械四档变速箱
技术领域
本发明涉及一种电动车纯机械四档变速箱。
背景技术
通常的电动车的驱动动力主要通过调节输入电机的电压电流，改变电机的转速进行变速。但是电机调整至低速运转时，其输出的功率和扭矩相应变小，使得电动车在上坡过程中无力，上坡时电流放大电机发热，使电机和控制系统容易烧毁。
如公开号为CN101311578A的中国发明专利公开了一种电动车驱动变速机构，该电动车驱动变速机构通过驱动变速实现了电机在相同转速下可以得到不同车速和不同扭矩，从而有效避免了电机和控制系统被烧毁。然而，电动车的车轴如果和发动机动力输出轴一直联动的话，在下坡时如果发动机不产生动力，则电动车车轴会带着发动机的动力轴反转，长期如此则必然造成发动机动力下降。
另一方面，现有技术中对于电动车的驱动变速也没有充分考虑的实际情况的需要，即需要对高速、中速、低速分别设置档位，即使有部分考虑到了上述三个档位的需要，也主要通过电子控制实现档位的更换，而电子设备在长期使用过程中是极不牢靠的，各种故障的出现让人防不胜防。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动车纯机械四档变速箱，该电动车纯机械四档变速箱通过纯机械的结构，既保证了电动车高速、中速、低速以及空档滑行的四档实际需求能得到充分满足，也保证了电池、电机以及变速箱本身经久耐用。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种电动车纯机械四档变速箱，包括壳体、输入轴、前动轴、后动轴、输出齿；所述输入轴、前动轴、后动轴通过轴承安装在壳体内，所述输出齿固定套装于壳体上用于输出动力的轴上；所述输入轴外接单电机动力输入，通过齿轮、滑套、滑套齿的组合前动轴、后动轴、输出齿转动并实现四档变速。
所述输入轴、前动轴、后动轴以及输出齿圆心轴位于同一分型面。
所述输入轴上固定有输入齿，前动轴上与输入齿相对的位置固定有前从动齿，输入齿和前从动齿啮合；所述前动轴上还依次装有固定的前主动齿、可转动的第一滑齿、啮合固定可轴向滑动的滑套、可转动的第二滑齿，其中滑套在第一滑齿和第二滑齿中间可与第一滑齿或第二滑齿中任意一个相套带动或相互分离；所述后动轴上对应前主动齿的位置装有可转动的第三滑齿，第三滑齿与前主动齿啮合；所述后动轴上对应第一滑齿的位置啮合固定有可轴向滑动的滑套齿，滑套齿与第一滑齿啮合；所述后动轴上对应第二滑齿的位置固定有后从动齿，后从动齿与第二滑齿啮合；所述后动轴对应输出齿的位置固定有后主动齿，后主动齿与输出齿啮合；所述滑套齿通过在后动轴上滑动可与第三滑齿相套带动或相互分离。
所述壳体上的输出齿所在位置还装有差速器。
所述滑套和滑套齿的中部有凹陷，滑套中部凹陷位置卡有前拨叉，滑套齿中部凹陷位置卡有后拨叉；滑套可通过前拨叉的移动实现在前动轴的轴向滑动；滑套齿可通过后拨叉的移动实现在后动轴上的轴向滑动。
所述壳体上位于前动轴和后动轴的中间上方位置固定有拨叉安装轴，所述前拨叉和后拨叉安装在拨叉安装轴上且可轴向滑动。
所述前拨叉和后拨叉上端部设有圆柱状突出，所述壳体上高于前拨叉和后拨叉的位置设有可转动的扇形的拨叉板，拨叉板通过一体铸成的拨叉杆固定于壳体上；所述拨叉板上于对应前拨叉和后拨叉端部突出的位置上分别设有弧状槽，前拨叉和后拨叉端部的圆柱状突出套装在该弧状槽中。
所述拨叉板上的前拨叉端部突出套装的弧状槽中，靠近一边端部位置有反向弧状弯曲；所述拨叉板上的后拨叉端部突出套装的弧状槽中，相对于前拨叉所套装的弧状槽上反向弧状弯曲的一端为反向弧状弯曲形状收尾。
所述拨叉板上于两条弧状槽之间设置有四个弧形凹陷，四个弧形凹陷呈扇形均匀分布；所述壳体外设置有外壳，外壳内面相对于所述拨叉安装轴所在轴线与四个弧状凹陷的连接线的垂直投影交点上设置有与弧形凹陷形状匹配的弧形突出。
所述拨叉杆端部有齿纹。
本发明的有益效果在于：以单电机带动、纯机械控制、非电控控制、非液压控制的方式实现了电动车四档驱动变速，变速比范围更广、动力需求更低，爬坡能力更强、续航时间更长、成本更低，对电机损伤也更小，同时经久耐用，操作手感也极好，更易为大众所接受，维修维护容易，可能出现的故障也更容易提前预料到而有所防范，安全性有保障。
附图说明
图1是本发明内部结构示意图；
图2是本发明安装上拨叉板状态下的结构示意图；
图中：1-壳体，2-输入轴，3-输入齿，4-前从动齿，5-前动轴，6-前主动齿，7-第一滑齿，8-滑套，9-第二滑齿，10-后从动齿，11-后动轴，12-后主动齿，13-滑套齿，14-第三滑齿，15-输出齿，16-差速器，17-前拨叉，18-后拨叉，19-拨叉杆，20-拨叉板。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示的一种电动车纯机械四档变速箱，包括壳体1、输入轴2、前动轴5、后动轴11、输出齿15；所述输入轴2、前动轴5、后动轴11通过轴承安装在壳体1内，所述输出齿15固定套装于壳体1上用于输出动力的轴上；所述输入轴2外接单电机动力输入，通过齿轮、滑套、滑套齿的组合前动轴5、后动轴11、输出齿15转动并实现四档变速。
为保证整体的稳定性，避免输入轴2、前动轴5、后动轴11、输出齿15在高速转动时产生的振动影响到装置长期运行的稳定可靠，所述输入轴2、前动轴5、后动轴11以及输出齿15圆心轴位于同一分型面。如此一来，振动在一定程度上可相互抵消，并且也便于固定。
具体而言，作为单电机动力输入、通过齿轮、滑套、滑套齿的组合实现四档变速的一种方式，所述输入轴2上固定有输入齿3，前动轴5上与输入齿3相对的位置固定有前从动齿4，输入齿3和前从动齿4啮合；所述前动轴5上还依次装有固定的前主动齿6、可转动的第一滑齿7、啮合固定可轴向滑动的滑套8、可转动的第二滑齿9，其中滑套8在第一滑齿7和第二滑齿9中间可与第一滑齿7或第二滑齿9中任意一个相套带动或相互分离；所述后动轴11上对应前主动齿6的位置装有可转动的第三滑齿14，第三滑齿14与前主动齿6啮合；所述后动轴11上对应第一滑齿7的位置啮合固定有可轴向滑动的滑套齿13，滑套齿13与第一滑齿7啮合；所述后动轴11上对应第二滑齿9的位置固定有后从动齿10，后从动齿10与第二滑齿9啮合；所述后动轴11对应输出齿15的位置固定有后主动齿12，后主动齿12与输出齿15啮合；所述滑套齿13通过在后动轴11上滑动可与第三滑齿14相套带动或相互分离。
由此，通过：
①滑套8滑动至与第一滑齿7相套带动；
②滑套8滑动至第二滑齿9相套带动；
③滑套齿13滑动至与第三滑齿14相套带动
三种方式即可实现三档变速，而控制滑套8和滑套齿13均与上述齿轮分离而独立转动，则可实现空档，由此单电机动力输入纯机械四档变速实现。
作为一种常规性的改进，所述壳体1上的输出齿15所在位置还装有差速器16。
作为对滑套8和滑套齿13以纯机械、非电动非液压方式的控制，所述滑套8和滑套齿13的中部有凹陷，滑套8中部凹陷位置卡有前拨叉17，滑套齿13中部凹陷位置卡有后拨叉18；滑套8可通过前拨叉17的移动实现在前动轴5的轴向滑动；滑套齿13可通过后拨叉18的移动实现在后动轴11上的轴向滑动。
作为前拨叉17和后拨叉18的一种最优安装方式，所述壳体1上位于前动轴5和后动轴11的中间上方位置固定有拨叉安装轴，所述前拨叉17和后拨叉18安装在拨叉安装轴上且可轴向滑动。
作为前拨叉17和后拨叉18的一种最优控制方式，所述前拨叉17和后拨叉18上端部设有圆柱状突出，所述壳体1上高于前拨叉17和后拨叉18的位置设有可转动的扇形的拨叉板20，拨叉板20通过一体铸成的拨叉杆19固定于壳体1上；所述拨叉板20上于对应前拨叉17和后拨叉18端部突出的位置上分别设有弧状槽，前拨叉17和后拨叉18端部的圆柱状突出套装在该弧状槽中。由此即可通过弧状槽的形状配合拨叉板20的转动来控制前拨叉17和后拨叉18的轴向滑动。
作为通过弧状槽的形状配合拨叉板20的转动来控制前拨叉17和后拨叉18的轴向滑动的一种方式，具体而言，所述拨叉板20上的前拨叉17端部突出套装的弧状槽中，靠近一边端部位置有反向弧状弯曲；所述拨叉板20上的后拨叉18端部突出套装的弧状槽中，相对于前拨叉17所套装的弧状槽上反向弧状弯曲的一端为反向弧状弯曲形状收尾。由此，当拨叉板20转动时，其弧状槽上自身的弯曲和反向弧状弯曲即可控制前拨叉17和后拨叉18按照预定方式滑动。
作为拨叉板20转动的一种定位方式，即对前拨叉17和后拨叉18滑动变档的一种四档控制方式，具体而言，所述拨叉板20上于两条弧状槽之间设置有四个弧形凹陷，四个弧形凹陷呈扇形均匀分布；所述壳体1外设置有外壳，外壳内面相对于所述拨叉安装轴所在轴线与四个弧状凹陷的连接线的垂直投影交点上设置有与弧形凹陷形状匹配的弧形突出。由此当拨叉板20转动过程中到达预定档位时，弧状凹陷和弧状突出相配合，即可实现无人力作用下的相对固定，并且由于其是纯机械的方式，在操作上手感也即好，同时也经久耐用。
由于拨叉板20的转动依赖于拨叉杆19的转动来实现，因此为保证对拨叉杆19转动控制的可靠性，所述拨叉杆19端部有齿纹。由此，对于拨叉杆19的转动，即可通过齿纹的内啮合而得以可靠实现。
本发明的动力传动方式为：
①I档：转动拨叉板20通过弧状槽控制前拨叉17、后拨叉18使所述滑套齿13滑动至与第三滑齿14相套带动、所述滑套8独立于第一滑齿7和第二滑齿9；电机带动输入轴2转动，扭矩由输入齿3传递至前从动齿4带动前动轴5转动，然后通过前动轴5的转动将扭矩由前主动齿6传递至第三滑齿14，由于滑套齿13和第三滑齿14相套带动，从而通过滑套齿13带动后动轴11转动，最终由后动轴11上的后主动齿12带动输出齿15转动而带动输出轴转动；
②空档：转动拨叉板20通过弧状槽控制前拨叉17、后拨叉18使所述滑套8和滑套齿13均独立转动，前动轴5和后动轴11之间扭矩不传递，电机扭矩由输入齿3传递至前从动齿4带动前动轴5转动而终止传递，后动轴11无电机动力输入，如此时电动车出于行驶状态，则滑行动力由输入轴反向带动输出齿15转动，从而带动后动轴11转动，由于后动轴11和前动轴5之间扭矩不传递，由此滑动动力也不对电机构成反向动力源；
③II档：转动拨叉板20通过弧状槽控制前拨叉17、后拨叉18使所述滑套8滑动至与第一滑齿7相套带动、所述滑套齿13独立于第三滑齿14；电机带动输入轴2转动，扭矩由输入齿3传递至前从动齿4带动前动轴5转动，然后前动轴5上的滑套8带动第一滑齿7的转动，扭矩由第一滑齿7传递至滑套齿13，从而通过滑套齿13带动后动轴11转动，最终由后动轴11上的后主动齿12带动输出齿15转动而带动输出轴转动；④III档：转动拨叉板20通过弧状槽控制前拨叉17、后拨叉18使所述滑套8滑动至与第二滑齿9相套带动、所述滑套齿13独立于第三滑齿14；电机带动输入轴2转动，扭矩由输入齿3传递至前从动齿4带动前动轴5转动，然后前动轴5上的滑套8带动第二滑齿9的转动，扭矩由第二滑齿9传递至后从动齿10，从而通过后从动齿10带动后动轴11转动，最终由后动轴11上的后主动齿12带动输出齿15转动而带动输出轴转动。

Claims (10)

1.一种电动车纯机械四档变速箱，包括壳体(1)、输入轴(2)、前动轴(5)、后动轴(11)、输出齿(15)，其特征在于：所述输入轴(2)、前动轴(5)、后动轴(11)通过轴承安装在壳体(1)内，所述输出齿(15)固定套装于壳体(1)上用于输出动力的轴上；所述输入轴(2)外接单电机动力输入，通过齿轮、滑套、滑套齿的组合前动轴(5)、后动轴(11)、输出齿(15)转动并实现四档变速。
2.如权利要求1所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述输入轴(2)、前动轴(5)、后动轴(11)以及输出齿(15)圆心轴位于同一分型面。
3.如权利要求1或2所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述输入轴(2)上固定有输入齿(3)，前动轴(5)上与输入齿(3)相对的位置固定有前从动齿(4)，输入齿(3)和前从动齿(4)啮合；所述前动轴(5)上还依次装有固定的前主动齿(6)、可转动的第一滑齿(7)、啮合固定可轴向滑动的滑套(8)、可转动的第二滑齿(9)，其中滑套(8)在第一滑齿(7)和第二滑齿(9)中间可与第一滑齿(7)或第二滑齿(9)中任意一个相套带动或相互分离；所述后动轴(11)上对应前主动齿(6)的位置装有可转动的第三滑齿(14)，第三滑齿(14)与前主动齿(6)啮合；所述后动轴(11)上对应第一滑齿(7)的位置啮合固定有可轴向滑动的滑套齿(13)，滑套齿(13)与第一滑齿(7)啮合；所述后动轴(11)上对应第二滑齿(9)的位置固定有后从动齿(10)，后从动齿(10)与第二滑齿(9)啮合；所述后动轴(11)对应输出齿(15)的位置固定有后主动齿(12)，后主动齿(12)与输出齿(15)啮合；所述滑套齿(13)通过在后动轴(11)上滑动可与第三滑齿(14)相套带动或相互分离。
4.如权利要求1所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述壳体(1)上的输出齿(15)所在位置还装有差速器(16)。
5.如权利要求3所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述滑套(8)和滑套齿(13)的中部有凹陷，滑套(8)中部凹陷位置卡有前拨叉(17)，滑套齿(13)中部凹陷位置卡有后拨叉(18)；滑套(8)可通过前拨叉(17)的移动实现在前动轴(5)的轴向滑动；滑套齿(13)可通过后拨叉(18)的移动实现在后动轴(11)上的轴向滑动。
6.如权利要求5所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述壳体(1)上位于前动轴(5)和后动轴(11)的中间上方位置固定有拨叉安装轴，所述前拨叉(17)和后拨叉(18)安装在拨叉安装轴上且可轴向滑动。
7.如权利要求6所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述前拨叉(17)和后拨叉(18)上端部设有圆柱状突出，所述壳体(1)上高于前拨叉(17)和后拨叉(18)的位置设有可转动的扇形的拨叉板(20)，拨叉板(20)通过一体铸成的拨叉杆(19)固定于壳体(1)上；所述拨叉板(20)上于对应前拨叉(17)和后拨叉(18)端部突出的位置上分别设有弧状槽，前拨叉(17)和后拨叉(18)端部的圆柱状突出套装在该弧状槽中。
8.如权利要求7所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述拨叉板(20)上的前拨叉(17)端部突出套装的弧状槽中，靠近一边端部位置有反向弧状弯曲；所述拨叉板(20)上的后拨叉(18)端部突出套装的弧状槽中，相对于前拨叉(17)所套装的弧状槽上反向弧状弯曲的一端为反向弧状弯曲形状收尾。
9.如权利要求8所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述拨叉板(20)上于两条弧状槽之间设置有四个弧形凹陷，四个弧形凹陷呈扇形均匀分布；所述壳体(1)外设置有外壳，外壳内面相对于所述拨叉安装轴所在轴线与四个弧状凹陷的连接线的垂直投影交点上设置有与弧形凹陷形状匹配的弧形突出。
10.如权利要求8所述的电动车纯机械四档变速箱，其特征在于：所述拨叉杆(19)端部有齿纹。
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