CN105114583A - 组合内置式离合器机构的双离合机械变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合内置式双离合器机构的机械变速器，包括一级主动齿轮、二级主动齿轮、电机，所述一级主动齿轮、二级主动齿轮的侧面配有与齿轮一体的被压盘，并在相应齿轮轴上设置主动压盘，操纵机构布置在空心轴管内。本发明的组合内置式双离合器机构的机械变速器，适用于更多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备，结构简单，零件数少，通过配置多个相同变速单元，多档的变速需求，对机械加工精度的要求不高，制造成本是目前双离合变速器的二分之一。由于采用伺服电机按需工作，其传递效率比现有的双离合变速器提高10％以上。

Description

组合内置式离合器机构的双离合机械变速器

技术领域

本发明涉及变速器领域，具体是一种组合内置式离合器机构的双离合机械变速器。

背景技术

现有二种类型的自动变速器技术都存在许多缺点；

（1）AT行星排形式的自动变速器，体积大，质量重，制造工艺复杂，制造成本很高，零件加工难度大，零件合格率低，故障率高，修理困难。

（2）仅用同步器形式的自动变速器，体积也不小，重量不轻，有时会换档失灵，三锥同步器零件加工难度大，零件合格率低，成本高。

上述二种变速器均属制造难度大，体积大和控制复杂，制造加工成本高，故障率高，维修困难。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种组合内置式双离合器机构的机械变速器，包括一级主动齿轮、二级主动齿轮、电机，所述一级主动齿轮、二级主动齿轮的侧面配有与齿轮一体的被压盘，并在相应齿轮轴上设置主动压盘，操纵机构布置在空心轴管内。

进一步的，所述被压盘上设有摩擦片弹性组件，在圆周方向有钢球或圆柱销的就位孔，或锥形接合齿。

进一步的，还包括推拉杆，推拉杆在输入轴管内仅仅作轴向往复运动，推拉杆连接关节头，插销杆垂直穿过输入轴管的轴向长槽孔连接关节头和主动压盘。

进一步的，还包括螺丝杆，螺丝杆与推拉杆的内螺纹配合，电机转动螺丝杆旋转驱动推拉杆，推拉杆设置在导轨上，导轨用销钉固定在后壳体上，螺杆外圈及导轨组成螺丝杆的工作系统。

进一步的，当电机顺时钟转动螺丝杆时推拉杆受拉力，螺丝杆逆时钟旋转时推拉杆受推力，推拉杆受拉时主动压盘压紧二级主动齿，推拉杆受推时主动压盘压紧一级主动齿。

进一步的，所述插销杆的空间位置用铆钉定位，使关节头在输入轴的中心线上。

进一步的，所述主动压盘在圆周方向均布弹性钢球、圆柱销或锥形接合齿，主动压盘根据档位需要压向主动齿轮，主动齿轮的摩擦片弹性组件先接触主动压盘，使动能惯量传递逐渐同步，并协助钢球或圆柱销进入主动齿轮圆周均布的就位孔，使弹性钢球组件或圆柱销自动找孔位相互修正，或者所述被压盘的锥形结合齿和主动压盘的锥形结合齿结合。

进一步的，该组合内置式双离合器机构也可布置在输出轴上。

进一步的，所述主动压盘跟齿轴同步转动，在轴向的相对滑动是根据扭矩大小来确定光孔滑动或钢球键槽滑动。

本发明的组合式双离合机械变速器，适用于更多档位的变速运载工具（车辆、飞机、船舶）及其它节能调速装备，结构简单，零件数少，通过配置多个相同变速单元，可实现二档、三档变速、七档变速、九档变速，对机械加工精度的要求不高，制造成本是目前双离合变速器的二分之一。由于采用伺服电机按需工作，其传递效率比现有的双离合变速器提高10％以上。

附图说明

图1是本发明的组合内置式离合器机构的双离合机械变速器的剖视图。

图中各附图标记含义：1前壳体、2-摩擦片弹性组件、3-主动压盘、4-一级主动齿轮、5-输入轴管、6-封油板、7-推拉杆，8-一级从动齿、9-输出齿轮、10-输出轴、11-差速器总成、12-弹性钢球组件、13-二级主动齿轮、14-后壳体、15-关节头、16-销钉、17-电机、18-插销杆、19-夹板、20-导轨、21-螺杆外圈、22-螺丝杆、23-二级从动齿轮、24-铆钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种组合内置式双离合器机构的机械变速器，一级主动齿轮4、二级主动齿轮13在没有外力作用下仅仅在输入轴上做空转，没有能量传递，主动齿轮的侧面配有与齿轮一体的被压盘，被压盘上附带有摩擦片弹性组件2和圆周方向有钢球（或圆柱销）的就位孔或锥形结合齿，离合器利用伺服电机矢量控制通过推拉杆形成压力来压紧离合器摩擦片及钢球驱动相对应的一级主动齿轮4或二级主动齿轮13。当电机顺时钟转动螺丝杆22时推拉杆7受拉力，螺丝杆22逆时钟旋转时推拉杆7受推力，推拉杆7受拉时主动压盘3压紧二级主动齿轮13，推拉杆7受推时主动压盘3压紧一级主动齿4。

推拉杆7在输入轴管5内仅仅作轴向往复运动，推拉杆7用深沟轴承连接关节头15，插销杆18垂直穿过输入轴管5的轴向长槽孔连接关节头15和主动压盘3，插销杆的空间位置用铆钉24定位，使关节头15在输入轴的中心线上。主动压盘3圆周方向均布弹性钢球（也可布置圆柱销）或锥形结合齿，主动压盘3根据档位需要压向某个主动齿轮，主动齿轮的摩擦片弹性组件2先接触主动压盘3，使动能惯量传递逐渐同步，并协助钢球或圆柱销（也可用连接锥形齿）进入主动齿轮圆周均布孔，配合钢球传递切向力，提高传动效率，使弹性钢球组件12（或圆柱销）自动找孔位相互修正，使结合和脱离平顺，这种组合式离合器是螺丝杆22与推拉杆7的内螺纹配合，用电机17转动螺丝杆22旋转驱动推拉杆7，在导轨的作用下推拉杆只能做往复运动工作，导轨用销钉16固定在后壳体14上和螺杆外圈21及导轨组成螺丝杆22的工作系统。封油板6起到输入轴管空腔的密封油作用。

主动齿轮带动从动齿轮，从动齿轮通过输入轴和输出齿轮把动力传递到差速器，差速器经半轴驱动汽车轮胎。

本发明是解决汽车自动变速适应各种路况的问题，并使节能效率最佳，动力源的输出轴花键与变速箱的输入轴管5内花键接合，使两者同步转动，自动变速器输入轴上的两只主动齿轮分别用轴承连接在输入轴管上，在没有轴向外力作用的情况下，主动齿轮不随输入轴管转动，也没有能量传递。主动齿轮的侧面布置有被压盘，当主动压盘3有效压紧主动齿轮上的摩擦片和钢球孔时，主动齿轮随输入轴一起转动，主动压盘是根据道路和行驶速度的需要而改变压力方向使变速器的变速比变化。输入轴管5是空心管，主动压盘的径向安装有穿过输入轴管轴向长槽孔的插销，插销连接空心轴管内的关节头15，所以主动压盘和关节头是跟随输入轴管转动。关节头用深沟轴承与推拉杆连接，推拉杆不做旋转运动仅仅做往复直线运动。导轨是保证推拉杆直线运动的关键零件。

通过对输入轴管5内设置推拉杆7方式实现主动压盘3压紧离合器总成，主动齿轮附带被压盘和弹性摩擦片总成，摩擦片先接触主动压盘，保证能量传递的增量梯度平顺，为钢球或圆柱销进入主动齿轮孔位创造条件，使钢球或圆柱销进退自由，主动压盘上增设钢球或圆柱销适当的弹性是让它们进行相互协调自我修正，使两者结合自然。主动压盘内有装两根或三根插销（多根），该插销穿过输入轴管的轴向方向的长槽孔，连接轴管内的关节头15，在主动压盘上有定位铆钉24固定插销18的空间位置，关节头15连接推拉杆，推拉杆没有旋转运动，关节头与输入轴管5同步转动，所以他们之间的连接采用深沟轴承。当采用组合式离合器时，由电机驱动螺丝杆使推拉杆往复运动，导轨20防止推拉杆7旋转，封油板6封轴内油。两只主动齿轮在没有外力的作用下不跟输入轴管旋转，只有当主动压盘3压紧时才跟着输入轴管一起转动，并把动能传递给从动齿轮和差速器。两对齿轮是不同的速比，可根据道路状况和行驶需求变换速比档位，实现最佳节能效果。

所述主动件为输入轴管5为空心管，也可以把空心轴管安排到输出轴，这需要根据变速箱的结构而定。

所述主动压盘可以布置在输入轴，也可以布置在输出轴上，也可以在轴的两端。

所述主动压盘跟轴同步转动，但在轴向有相对滑动根据扭矩大小来确定光孔滑动或钢球键槽滑动。

主动齿轮可以跟输入轴相对旋转，只有当主动压盘压紧时它才跟着输入轴一起转动，并把动能传递给从动齿轮和差速器。

这种内置式离合器可以替代传统的同步器使用，这种方式能使自动变速器的轴向距离缩短，并适合更多档位的变速。

由于各档位分别独立工作，当某一档失效还能跛脚回家，内置式离合器的机械变速器结构简单，零件数少，通过配置多个相同变速单元，可实现多档位的变速，对机械加工精度的要求不高，制造成本是目前双离合变速器的二分之一。由于采用伺服电机按需工作，其传递效率比现有的双离合变速器提高10％以上。

本发明采用交换的运动方式，对加工的精度要求不高，离合器切换的控制方式非常简单，仅用一只小的伺服电机带动一根推拉杆。满足各种路况所需转动扭矩，控制算法非常简单，主动压盘用电机精确复位，使单机成本是其它自动变速器的二分之一，维修方便及成本低，对制造和维修环境要求不高。

以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种组合内置式双离合器机构的机械变速器，包括一级主动齿轮（4）、二级主动齿轮（13）、电机（17），其特征在于：所述一级主动齿轮（4）、二级主动齿轮（13）的侧面配有与齿轮一体的被压盘，并在相应齿轮轴上设置主动压盘（3），操纵机构布置在空心轴管内。

2.如权利要求1所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：所述被压盘上设有摩擦片弹性组件（2），在圆周方向有钢球或圆柱销的就位孔，或锥形接合齿。

3.如权利要求1所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：还包括推拉杆（7），推拉杆（7）在输入轴管（5）内仅仅作轴向往复运动，推拉杆（7）连接关节头（15），插销杆（18）垂直穿过输入轴管（5）的轴向长槽孔连接关节头（15）和主动压盘（3）。

4.如权利要求3所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：还包括螺丝杆（22），螺丝杆（22）与推拉杆（7）的内螺纹配合，电机（17）转动螺丝杆（22）旋转驱动推拉杆（7），推拉杆（7）设置在导轨上，导轨用销钉（16）固定在后壳体（14）上，螺杆外圈（21）及导轨组成螺丝杆（22）的工作系统。

5.如权利要求4所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：当电机顺时钟转动螺丝杆（22）时推拉杆（7）受拉力，螺丝杆（22）逆时钟旋转时推拉杆（7）受推力，推拉杆（7）受拉时主动压盘（3）压紧二级主动齿（13），推拉杆（7）受推时主动压盘（3）压紧一级主动齿（4）。

6.如权利要求3所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：所述插销杆（18）的空间位置用铆钉（24）定位，使关节头（15）在输入轴的中心线上。

7.如权利要求2所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：所述主动压盘（3）在圆周方向均布弹性钢球、圆柱销或锥形接合齿，主动压盘（3）根据档位需要压向主动齿轮，主动齿轮的摩擦片弹性组件（2）先接触主动压盘（3），使动能惯量传递逐渐同步，并协助钢球或圆柱销进入主动齿轮圆周均布的就位孔，使弹性钢球组件（12）或圆柱销自动找孔位相互修正，或者所述被压盘的锥形结合齿和主动压盘（3）的锥形结合齿结合。

8.如权利要求1所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：该组合内置式双离合器机构也可布置在输出轴上。

9.如权利要求8所述的组合内置式双离合器机构的机械变速器，其特征在于：所述主动压盘（3）跟齿轴同步转动，在轴向的相对滑动是根据扭矩大小来确定光孔滑动或钢球键槽滑动。