CN106195143B - 一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器，包括一轴、双联中间轴、输出轴、前壳和后壳；前壳和后壳通过螺栓联结组成变速器壳体，前壳与电机后端盖通过螺栓相联结，一轴、双联中间轴和输出轴安装在壳体中，一轴为输入端且与输出轴同轴布置，双联中间轴位于一轴的下方偏一侧，一轴与双联中间轴轴心连线与水平夹角为20度；本发明变速器的前壳和后壳右卧20度设计，两者轴心连线与水平夹角也为20度，润滑充分；在中心距相同的情况下，这种卧式设计可以较大程度降低高度，结构简单，成本较低，便于整车匹配。

Description

一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器
技术领域
本发明属于车辆变速器，其涉及一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器。
背景技术
2015年纯电动车型产、销量同比分别增长为4.2倍和4.5倍，纯电动商用车产销量同比分别增长10.4倍和10.6倍，2016年预计新能源汽车将持续高速增长，预期销量或将超过70万辆。据市场调研：目前电机直驱的纯电动车存在爬坡动力不足和电机峰值扭矩输出时间比较短的问题，因此，有部分厂家尝试在原有直驱电机的基础上后端连接一个两档变速器来解决上述问题，但市场上的两档纯电动车用变速器存在高度较高、重量较重、成本高的问题，仅在一些公交车和客车上有小部分应用。
发明内容
本发明旨在提供一种高度低、重量轻、成本较低的两档纯电动车用单双联中间轴变速器。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器，包括一轴、双联中间轴、输出轴、前壳和后壳；前壳和后壳通过螺栓联结组成变速器壳体，前壳与电机后端盖通过螺栓相联结，一轴、双联中间轴和输出轴安装在壳体中，一轴为输入端且与输出轴同轴布置，双联中间轴位于一轴的下方偏一侧，一轴与双联中间轴轴心连线与水平夹角为20度；
一轴前端与电机主轴花键联结，一轴通过布置在前壳上的深沟球轴承支撑，双联中间轴包含前后两段齿圈，前段齿圈与一轴后部常啮合，后端齿圈与输出轴一档齿轮啮合，双联中间轴通过布置在前壳上的圆锥滚子轴承和布置在后壳上的圆锥滚子轴承支撑；输出轴通过无外圈圆柱滚子轴承和深沟球轴承分别支撑在一轴的内孔和后壳的轴承孔上，输出轴上依次安装有输出轴一档齿轮、同步器、隔套、无外圈圆柱滚子轴承，输出轴一档齿轮通过滚针轴承支撑在输出轴上，同步器齿毂通过花键与输出轴连接；
换档拨叉轴通过前壳和后壳上的盲孔支撑，换档拨叉轴上通过弹性圆柱销联结换档拨叉；
进一步，换档拨叉头部一侧设置有一个与换档拨叉轴平行的防转轴，防转轴前后支撑在前壳和后壳上，换档拨叉轴通过设置在后壳上面的自锁装置来实现自锁。
进一步，所述一轴通过布置在前壳上的深沟球轴承支撑，深沟球轴承安装到一轴上，并通过卡环进行轴向定位，并通过一轴轴承盖、深沟球轴承外圈卡环、前壳端面进行安装定位。
进一步，双联中间轴后端过盈装配有双联中间轴测速转子，双联中间轴转速传感器布置在双联中间轴后轴承盖上，并与双联中间轴测速转子的齿相对。
进一步，一轴前端轴头支撑在电机主轴的内孔内，电机主轴通过电机后端轴承支撑在电机后端盖上。
进一步，在前壳和后壳上铸出有排气槽。
进一步，同步器的前端结合齿圈端面增加过油槽，并且去掉了三个结合齿，一轴的齿轮啮合挤压的润滑油通过同步器油槽流动进入无外圈圆柱滚子轴承所在部位，达到润滑轴承的目的，并且一轴齿轮前端面与前壳留有较大的间隙，能一轴上开设三个通向其内孔的油孔，以便让飞溅的润滑油更顺畅的对内部的无外圈圆柱滚子轴承进行润滑，同时一轴的旋转也能通过三个油孔排出多余的润滑油，从而让油液循环起来。
进一步，在后壳底部设置有冷却水管和油温传感器，后壳靠后的上表面预留有安装电控操纵的水平接口。
进一步，双联中间轴为一体锻造双联齿轮结构。
本发明的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，结构简单，成本较低，还具有以下优点：
1)变速器上位轴承的润滑和高度的降低：本发明变速器的前壳和后壳右卧20度设计，且双联中间轴位于一轴的下方偏右侧(从后往前看)，两者轴心连线与水平夹角也为20度，齿轮旋转甩油朝向齿轮啮合区，利于高位齿轮和轴承的润滑；并且在中心距相同的情况下，这种卧式设计可以较大程度降低高度，便于整车匹配。
2)变速器的温升问题：本发明变速器体积小，内腔空间有限，卧式设计加油量会偏大，因此变速器的散热是关键，本发明后壳11的散热筋加宽设计，且在后壳体腔内底部布置外接冷却水管，通过油温传感器采集油温，并通过控制冷却水的流速来调节温度。
3)输出轴前端轴承润滑问题：通过在同步器的前端结合齿圈端面增加过油槽，并且去掉三个结合齿，以达到一轴齿轮啮合挤压的润滑油通过同步器的油槽流动，另外增加一轴与前壳的间隙，并在一轴上开设三个通向其内孔的油孔，达到加强润滑内部的无外圈圆柱滚子轴承的目的。
4)换挡换档拨叉轴的防转问题：为使双联中间轴可以加粗本发明换档拨叉叉脚避开了双联中间轴，换档拨叉偏置会受重力影响而掉到同步器滑套槽底，因此在换档拨叉头部增设一个圆柱孔，通过防转轴前后支撑在前壳和后壳上，解决这个问题。
附图说明
图1两挡纯电动变速器结构剖视图
图2壳体布置冷却水管示意图
图3齿轮搅油示意图
图4前壳结构简图
图5换档拨叉防转示意图
图中：1、电机主轴；2、一轴；3、电机后端轴承；4、电机后端盖；5、一轴油封；6、一轴轴承盖；7、深沟球轴承；8、前壳；9、圆锥滚子轴承；10、双联中间轴；11、后壳；12、圆锥滚子轴承；13、双联中间轴转速传感器；14、双联中间轴后轴承盖；15、双联中间轴测速转子；16、输出轴转速传感器；17、输出轴油封；18、O型密封圈；19、凸缘螺母；20、法兰盘压板；21、法兰盘；22、输出轴承盖；23、输出轴测速转子；24、里程表转子；25、里程表传感器；26、深沟球轴承；27、换档拨叉轴自锁装置；28、输出轴；29、输出轴一档齿轮；30、换档拨叉；31、同步器；32、隔套；33、换档拨叉轴；34、无外圈圆柱滚子轴承 35、冷却水管；36、防转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明变速器是单双联中间轴全斜齿变速器，具有三根轴，分别是一轴2、双联中间轴10、输出轴28，其中一轴2与输出轴28同轴布置，且一轴2为输入端，双联中间轴10位于一轴2的下方偏右侧(从后往前看)，一轴2与双联中间轴10轴心连线与水平夹角为20度。
本发明变速器包含前壳8和后壳11两段壳体，两者通过螺栓联结，前壳8通过止口与电机后端盖4定心并螺栓相联结，如图2所示：前壳8下部右侧与水平夹角20度上有一个轴承盲孔用于安装圆锥滚子轴承9，另外还有通孔用于安装深沟球轴承7，还在内腔上端布置有两个盲孔，用于支撑换档拨叉轴33和防转轴36，其中换档拨叉轴33位于防转轴36的上方位置；后壳11同前壳8具有两个安装深沟球轴承26和圆锥滚子轴承12的通孔，两个轴承孔的位置与前壳8相同，与前壳8类似腔内上部偏左位置有安装换档拨叉轴33和防转轴36的凸台和盲孔，并且在底部设置有冷却水管35和油温传感器。后壳11左侧靠后的上表面预留安装电控操纵的水平接口。
本发明变速器一轴2前端部分与电机主轴1渐开线花键联结，前端轴头支撑在电机主轴1的内孔内，电机主轴1通过电机后端轴承3支撑在电机后端盖4上；一轴2通过布置在前壳8上的深沟球轴承7支撑，深沟球轴承7安装到一轴2上，并通过卡环进行轴向定位成为一个分总成，并通过一轴轴承盖6、深沟球轴承7外圈卡环、前壳8端面进行安装定位；一轴2后部为斜齿轮齿圈部分，并设置内孔用于支撑无外圈滚子轴承34；
同步器的前端结合齿圈端面增加过油槽，并且去掉了三个结合齿，一轴(2)的齿轮啮合挤压的润滑油通过同步器油槽流动进入无外圈圆柱滚子轴承(34)所在部位，达到润滑轴承的目的，并且一轴(2)齿轮前端面与前壳(8)留有较大的间隙，能一轴(2)上开设三个通向其内孔的油孔，以便让飞溅的润滑油更顺畅的对内部的无外圈圆柱滚子轴承(34)进行润滑，同时一轴的旋转也能通过三个油孔排出多余的润滑油，从而让油液循环起来。
本发明未提及操纵部分，一般操纵部分的核心零件换档拨头的头部会与换档拨叉头部的矩形开槽侧面高副连接，换档是通过换档拨头向前、向后旋转从而带动换档拨叉及拨叉轴向前、向后移动来实现直接档、低档两个档位的切换本发明变速器双联中间轴10为一体锻造双联齿轮，包含前后两段齿圈，前段齿圈为与一轴2后部常啮合的传动齿圈，后端齿圈与输出轴一档齿轮29啮合，双联中间轴10两个齿圈一体锻造有如下优势：省去轴上零件安装，并且双联中间轴危险截面轴径可以做大；两端齿圈中间留有保证滚刀出刀的空间；双联中间轴10通过布置在前壳8上的圆锥滚子轴承9和布置在后壳11上的圆锥滚子轴承12支撑；最后端过盈装配双联中间轴测速转子15，其中双联中间轴测速转子15为粉末冶金一次成型，双联中间轴转速传感器13布置在双联中间轴后轴承盖14上，并与双联中间轴测速转子15的齿相对。
本发明变速器输出轴28通过无外圈圆柱滚子轴承34和深沟球轴承26分别支撑在一轴2的内孔和后壳11的轴承孔上，其上有一个定位轴肩，轴肩前端从后往前安装有输出轴一档齿轮29、同步器31、隔套32、无外圈圆柱滚子轴承34，最前端通过卡环轴向定位，其中输出轴一档齿轮29通过滚针轴承支撑在输出轴28上，同步器31齿毂通过花键与输出轴28连接；轴肩后面从前往后安装有深沟球轴承26、里程表转子24、输出轴测速转子23、法兰盘21、O型密封圈18、法兰盘压板20，最后通过凸缘螺母19拉紧来定位各个零件，其中法兰盘21与输出轴28渐开线花键联结。整个输出轴28及其上面安装的零件轴向定位通过输出轴承盖22、深沟球轴承26上的卡环以及后壳11后端面一起来实现，输出轴油封17安装在输出轴承盖22孔内，用于密封箱体内部的润滑油，O型密封圈用于密封花键流出的润滑油。
如图1、5所示，本发明变速器只有一根换档拨叉轴33，通过前壳8和后壳11上的盲孔支撑，为了防止换档拨叉轴换档不受盲孔内的气体影响，在前壳8和后壳11上铸出有排气槽。换档拨叉轴33上通过弹性圆柱销联结换档拨叉30，换档拨叉30头部偏左下侧设置有一个孔用于安装防转轴36，防转轴36前后支撑在前壳8和后壳11上，换档拨叉轴33通过设置在后壳11上面的自锁装置27来实现自锁。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定发明保护范围。

Claims (7)

1.一种两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：包括一轴(2)、双联中间轴(10)、输出轴(28)、前壳(8)和后壳(11)；
前壳(8)和后壳(11)通过螺栓联结组成变速器壳体，前壳(8)与电机后端盖(4)通过螺栓相联结，一轴(2)、双联中间轴(10)和输出轴(28)安装在壳体中，一轴(2)为输入端且与输出轴(28)同轴布置，从后往前看，双联中间轴(10)位于一轴(2)的下方偏右侧，一轴(2)与双联中间轴(10)轴心连线与水平夹角为20度；
一轴(2)前端与电机主轴(1)花键联结，一轴(2)通过布置在前壳(8)上的深沟球轴承(7)支撑，双联中间轴(10)包含前后两段齿圈，前段齿圈与一轴(2)后部常啮合，后端齿圈与输出轴一档齿轮(29)啮合，双联中间轴(10)通过布置在前壳(8)上的圆锥滚子轴承(9)和布置在后壳(11)上的圆锥滚子轴承(12)支撑；输出轴(28)通过无外圈圆柱滚子轴承(34)和深沟球轴承(26)分别支撑在一轴(2)的内孔和后壳(11)的轴承孔上，输出轴(28)上依次安装有输出轴一档齿轮(29)、同步器(31)、隔套(32)、无外圈圆柱滚子轴承(34)，输出轴一档齿轮(29)通过滚针轴承支撑在输出轴(28)上，同步器(31)齿毂通过花键与输出轴(28)连接；
换档拨叉轴(33)通过前壳(8)和后壳(11)上的盲孔支撑，换档拨叉轴(33)上通过弹性圆柱销联结换档拨叉(30)；
在同步器的前端结合齿圈端面增加过油槽，并且去掉了三个结合齿，一轴(2)的齿轮啮合挤压的润滑油通过同步器油槽流动进入无外圈圆柱滚子轴承(34)所在部位，达到润滑轴承的目的；并且一轴(2)齿轮前端面与前壳(8)留有较大的间隙，一轴(2)上开设三个通向其内孔的油孔，以便让飞溅的润滑油更顺畅的对内部的无外圈圆柱滚子轴承(34)进行润滑，同时一轴的旋转也能通过三个油孔排出多余的润滑油，从而让油液循环起来；
在后壳(11)底部设置有冷却水管(35)和油温传感器，后壳(11)靠后的上表面预留有安装电控操纵的水平接口。
2.根据权利要求1所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：换档拨叉(30)头部一侧设置有一个与换档拨叉轴(33)平行的防转轴(36)，防转轴(36)前后支撑在前壳(8)和后壳(11)上，换档拨叉轴(33)通过设置在后壳(11)上面的自锁装置(27)来实现自锁。
3.根据权利要求1所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：所述一轴(2)通过布置在前壳(8)上的深沟球轴承(7)支撑，深沟球轴承(7)安装到一轴(2)上，并通过卡环进行轴向定位，并通过一轴轴承盖(6)、深沟球轴承外圈卡环、前壳(8)端面进行安装定位。
4.根据权利要求1所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：双联中间轴(10)后端过盈装配有双联中间轴测速转子(15)，双联中间轴转速传感器(13)布置在双联中间轴后轴承盖(14)上，并与双联中间轴测速转子(15)的齿相对。
5.根据权利要求1-4任一项所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：一轴(2)前端轴头支撑在电机主轴(1)的内孔内，电机主轴(1)通过电机后端轴承(3)支撑在电机后端盖(4)上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：在前壳(8)和后壳(11)上铸出有排气槽。
7.根据权利要求1-4任一项所述的两档纯电动车用单双联中间轴变速器，其特征在于：双联中间轴(10)为一体锻造双联齿轮结构。
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