CN105048766B - 一种电动汽车用变速器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种电动汽车用变速器。包括永磁调速部分和减速箱,永磁调速部分包括筒形导体转子、筒形永磁转子和调速机构，筒形导体转子包括导体转筒、内层导体和主动法兰，导体转筒通过主动法兰与输入轴相连，主动法兰套装在输入轴上，主动法兰与导体转筒相连，导体转筒的内侧筒壁上设有内层导体，筒形永磁转子包括永磁转筒、永磁体和从动法兰，转轴的两端支承在减速箱及永磁转筒上，从动法兰套装在转轴上，从动法兰与永磁转筒连接，永磁转筒沿周向嵌入永磁体，永磁体的外侧与内层导体的内壁之间有间隙；调速机构包括内圆套、外圆套、滑块，内圆套套装在从动法兰的外圆面，外圆套所设滑块装设在内圆套上设有的滑槽上。本发明隔振及减震效果好，可实现平稳运行。

Description

一种电动汽车用变速器

技术领域

本发明是一种电动汽车用变速器，属于电动汽车用变速器的改造技术。

背景技术

近年来，在强调节能环保的背景下，以电动汽车为代表的新能源汽车是汽车行业的一个发展趋势。电动汽车目前的发展瓶颈之一是电机技术要求高、价格昂贵。直流电机是最早应用于电动汽车驱动系统上的电动机，具有平滑调速、控制简单和技术成熟等优点，但直流电机需要换向器和电刷，这些器件易损坏，需定期维护，且直流电机的效率较低、价格高、重量及体积大。因此，直流电机在电动汽车上的应用受到了限制，正被交流感应电机、永磁同步电机及开关磁阻电机等替代。交流感应电机具有结构简单、可靠性好、成本低、寿命长等优点，但交流感应电机的调速性能差，电机控制器造价远高于电机本身，这样限制了成本低的交流感应电机在电动汽车上的应用，而只能使用价格昂贵的永磁同步电机或开关磁阻电机，虽然这两种电机具有功率密度大、结构紧凑、体积小等优点，但是其高昂的价格无法满足我国目前消费者对廉价、实用电动汽车的大量需求。

如何解决电机问题，改善成本低廉的交流感应电机的调速性能，且简化其复杂的控制器，使得电动汽车设计可以采用普通、价格低廉的交直流电机，而不是目前通常采用价格昂贵的永磁电机、开关磁阻电机，且能省去机械离合器，从而降低成本，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种电动汽车用变速器。本发明隔振及减震效果好，可以实现工作机械的平稳运行，可实现无级调速，且成本低，控制方便。

本发明的技术方案是：本发明的电动汽车用变速器,包括有永磁调速部分和减速箱,永磁调速部分包括有筒形导体转子、筒形永磁转子和调速机构三部分，筒形导体转子的主体包括导体转筒、内层导体和主动法兰，其中导体转筒通过主动法兰与输入轴相连，其中主动法兰套装在输入轴上，且主动法兰与导体转筒相连，导体转筒的内侧筒壁上设有一层内层导体，筒形永磁转子的主体包括永磁转筒、永磁体和从动法兰，其中转轴的一端支承减速箱上，另一端支承在永磁转筒上，从动法兰套装在转轴上，且从动法兰与永磁转筒连接，且永磁转筒的一端能套装在内层导体的中空腔体内，永磁转筒沿周向嵌入有永磁体，永磁体的外侧与内层导体的内壁之间有间隙；调速机构包括有内圆套、轴承、外圆套、滑块、轴承端盖，内圆套套装在从动法兰的外圆面，且内圆套通过轴承安装在转轴上，内圆套的外圆面套装有外圆套，轴承的外侧设置有轴承端盖定位；且内圆套上设有滑槽，外圆套上装有滑块，外圆套所设滑块装设在内圆套上设有的滑槽上，外圆套与内圆套之间通过滑槽与滑块配合。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本发明将离合器和变速器合为一体，结构紧凑，功能集成；

2）本发明中的主动转子与从动转子由于相互间无接触，不存在刚性连接，有很好的隔振、减震效果，实现工作机械的平稳运行；

3）本发明通过调节主从动转子的有效啮合面积，可实现无级调速，可对普通的交流感应电机进行很好的调速，且简化电机的控制器，使得普通交流电机可广泛应用于电动汽车；

4）电机与本发明新型变速器的组合动力系统中，电机始终以额定转速在工作，效率极高，且该动力系统的整个成本也大大低于“电机+控制器+机械变速箱+离合器”的总成本。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的电动汽车用变速器。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的立体图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3所示，本发明的电动汽车用变速器，包括有永磁调速部分和减速箱4,永磁调速部分包括有筒形导体转子1、筒形永磁转子2和调速机构3三部分，筒形导体转子1的主体包括导体转筒13、内层导体14和主动法兰11，其中导体转筒13通过主动法兰11与输入轴16相连，其中主动法兰11套装在输入轴16上，且主动法兰11与导体转筒13相连，导体转筒13的内侧筒壁上设有一层内层导体14，筒形永磁转子2的主体包括永磁转筒21、永磁体28和从动法兰23，其中转轴27的一端支承减速箱4上，另一端支承在永磁转筒21上，从动法兰23套装在转轴27上，且从动法兰23与永磁转筒21连接，且永磁转筒21的一端能套装在内层导体14的中空腔体内，永磁转筒21沿周向嵌入有永磁体28，永磁体28的外侧与内层导体14的内壁之间有间隙；调速机构3包括有内圆套31、轴承32、外圆套33、滑块34、轴承端盖35，内圆套31套装在从动法兰23的外圆面，且内圆套31通过轴承32安装在转轴27上，内圆套31的外圆面套装有外圆套33，轴承32的外侧设置有轴承端盖35定位；且内圆套31上设有滑槽，外圆套33上装有滑块34，外圆套33所设滑块34装设在内圆套31上设有的滑槽上，外圆套33与内圆套31之间通过滑槽与滑块34配合。

本实施例中，上述内圆套31上还设有调节手柄36，调节手柄36将外圆套33固定，拉动调节手柄36沿周向转动时，滑块34沿着外圆套33上的滑槽推动内圆套31沿着转轴27作轴向移动，进而推动轴承32和从动法兰23在转轴27上滑动，拖动与从动法兰23固连的永磁转筒21一起在转轴27的轴向滑动，改变筒形永磁转子2与筒形导体转子1之间的有效啮合面积，改变筒形永磁转子2与筒形导体转子1间传递转矩的大小。

本实施例中，上述内层导体14是内层铜导体。

本实施例中，上述主动法兰11通过螺钉12与导体转筒13相连。从动法兰23通过螺钉24与永磁转筒21连接。

本实施例中，上述转轴27的端部安装有限位板26，以限定永磁转子2在轴上滑动的极限位置。限位板26通过螺钉25固定在转轴27的端部。

本实施例中，上述导体转筒13的一侧设有散热孔15，且导体转筒13的外圆环面设有散热片17，以方便空气流通，给内层导体14散热。

本实施例中，上述永磁转筒21的一侧设有散热孔22，以方便空气流通散热。

本实施例中，上述减速箱4包括有大齿轮41、箱体42、轴承43、挡盖44、输出轴45、挡环46、键47、小齿轮48，其中转轴27支承在箱体42上，小齿轮48装设在转轴27上，大齿轮41套装在输出轴45上，大齿轮41与小齿轮48啮合, 输出轴45也支承在箱体42上。

本实施例中，上述小齿轮48通过键47与转轴27连接。转轴27输入到减速箱的转矩通过键47传递给小齿轮48，小齿轮48通过啮合传动将转矩传递给大齿轮41，经过减速增扭后再将转矩传递给输出轴45。

本实施例中，上述输出轴45的两端通过轴承43支承在箱体42上，其中一个轴承43的外侧设有挡盖44，另一个轴承43的外侧设有挡环46。

本发明的工作原理包括动力传输原理和调速原理,具体如下：

动力传输原理：电动汽车驱动电机的输出轴带动筒形导体转子1转动时，筒形导体转子1与筒形永磁转子2产生相对运动，切割永磁体28产生的磁力线，从而在筒形导体转子1上产生涡流，同时涡流又产生感应磁场与永磁体28的磁场形成相互作用力，根据楞次定律，筒形永磁转子2的运动方向应是阻碍感应磁场的磁场力，即筒形永磁转子2沿筒形导体转子1相同的方向转动，结果是将输入轴16的转矩传递到与筒形永磁转子2相连的转轴27上，转轴27作为减速箱的输入轴将转矩传递给小齿轮48，小齿轮48通过啮合传动将转矩传递给大齿轮41，最后将增扭后的转矩传递给变速器的输出轴45，从而驱动汽车运动。

调速原理：固定外圆套33，当转动内圆套31上的调节手柄36时，滑块34沿着滑槽推动内圆套31沿着轴向移动，进而推动轴承32和从动法兰23在转轴27上滑动，拖动与从动法兰23固连的永磁转筒21一起在轴向滑动，改变筒形永磁转子2与筒形导体转子1之间的有效啮合面积，改变筒形永磁转子2与筒形导体转子1间传递转矩的大小。

本发明通过调整筒形永磁转子2与筒形导体转子1之间的啮合面积来调速。当调节手柄36向下转动时，啮合面积减小，两种磁场相互作用减弱，转差变大，输出转速减小；当调节手柄36向上转动时，啮合面积增大，两种磁场相互作用增强，转差变小，输出转速增大。

Claims (9)

1.一种电动汽车用变速器，其特征在于包括有永磁调速部分和减速箱,永磁调速部分包括有筒形导体转子、筒形永磁转子和调速机构三部分，筒形导体转子的主体包括导体转筒、内层导体和主动法兰，其中导体转筒通过主动法兰与输入轴相连，其中主动法兰套装在输入轴上，且主动法兰与导体转筒相连，导体转筒的内侧筒壁上设有一层内层导体，筒形永磁转子的主体包括永磁转筒、永磁体和从动法兰，其中转轴的一端支承减速箱上，另一端支承在永磁转筒上，从动法兰套装在转轴上，从动法兰与永磁转筒连接，且永磁转筒的一端能套装在内层导体的中空腔体内，永磁转筒沿周向嵌入有永磁体，永磁体的外侧与内层导体的内壁之间有间隙；调速机构包括有内圆套、轴承、外圆套、滑块、轴承端盖，内圆套套装在从动法兰的外圆面，且内圆套通过轴承安装在转轴上，内圆套的外圆面套装有外圆套，轴承的外侧设置有轴承端盖定位；且内圆套上设有滑槽，外圆套上装有滑块，外圆套所设滑块装设在内圆套上设有的滑槽上，外圆套与内圆套之间通过滑槽与滑块配合；上述内圆套上还设有调节手柄，通过调整筒形永磁转子与筒形导体转子之间的啮合面积来调速，当调节手柄向下转动时，啮合面积减小，两种磁场相互作用减弱，转差变大，输出转速减小；当调节手柄向上转动时，啮合面积增大，两种磁场相互作用增强，转差变小，输出转速增大。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述内层导体是内层铜导体。

3.根据权利要求1所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述主动法兰通过螺钉与导体转筒相连；从动法兰通过螺钉与永磁转筒连接。

4.根据权利要求1所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述转轴的端部安装有限位板，以限定永磁转子在轴上滑动的极限位置。

5.根据权利要求1所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述导体转筒的一侧设有散热孔，且导体转筒的外圆环面设有散热片。

6.根据权利要求1所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述永磁转筒的一侧设有散热孔。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述减速箱包括有箱体、小齿轮、大齿轮、输出轴，其中转轴支承在箱体上，小齿轮装设在转轴上，大齿轮套装在输出轴上，大齿轮与小齿轮啮合, 输出轴也支承在箱体上。

8.根据权利要求7所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述小齿轮通过键与转轴连接。

9.根据权利要求8所述的电动汽车用变速器，其特征在于上述输出轴的两端通过轴承支承在箱体上，其中一个轴承的外侧设有挡盖，另一个轴承的外侧设有挡环。