CN106402324B - 电磁离合式电动汽车变速器 - Google Patents

电磁离合式电动汽车变速器 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了电磁离合式电动汽车变速器，包括与变速器壳体通过轴承连接的输入轴，变速器壳体内部的输入轴上固接有第一齿轮，第一齿轮与中间轴齿轮啮合，中间轴齿轮的中部通过轴承连接中间轴，中间轴通过轴承与变速器壳体连接，中间轴上固接有第二齿轮，中间轴齿轮与第二齿轮之间的中间轴上设置有电磁离合装置，第二齿轮与差速器大齿轮啮合，差速器大齿轮固接在差速器的差速器壳体上，差速器壳体通过轴承与变速器壳体连接，所述输入轴的中部开设有第三通孔，第一半轴的自由端穿过第三通孔，第一半轴与输入轴通过轴承连接，差速器的第二半轴穿出壳体。本发明创造造结构紧凑，布置空间小，反托时能保护电机不发生损伤。

Description

电磁离合式电动汽车变速器
技术领域
本发明创造属于汽车变速器设备领域，尤其是涉及一种电磁离合式一挡电动汽车变速器。
背景技术
随着科学技术的发展，汽车已经成为人们出行必不可少的交通工具。电动汽车以车载电源为动力，用电机带动变速器从而驱动车轮行驶。变速器用来改变来自发动机(或电机)的转速和转矩，固定或分档改变输出轴和输入轴传动比。
目前很多的一挡电动汽车变速器存在以下问题：布置空间大；反托时，变速器转轴速度超过电机允许的最大转速后，变速器仍然带动电机轴转动，使得电机内部发生磨损。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种电磁离合式电动汽车变速器，以解决汽车反托时，变速器转轴速度超过电机允许的最大转速后，变速器仍然带动电机轴转动，使得电机内部发生磨损的技术问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
电磁离合式电动汽车变速器，包括与变速器壳体通过轴承连接的输入轴，所述变速器壳体内部的输入轴上固接有第一齿轮，第一齿轮与中间轴齿轮啮合，中间轴齿轮的中部通过轴承连接有与其垂直的中间轴，中间轴通过轴承与变速器壳体连接，所述中间轴上还固接有第二齿轮，中间轴齿轮与第二齿轮之间的中间轴上设置有用于电磁离合的电磁离合装置，第二齿轮与差速器大齿轮啮合，差速器大齿轮固接在差速器的差速器壳体上，所述差速器大齿轮与设置在差速器的第一半轴垂直，第一半轴与差速器的第二半轴同轴心，差速器壳体通过轴承与变速器壳体连接，所述输入轴的中部开设有第三通孔，第一半轴的自由端穿过第三通孔，第一半轴与输入轴通过轴承连接，第二半轴的自由端穿出壳体。
进一步的，所述电磁离合装置包括设置在中间轴上的与中间轴间隙配合的齿毂，所述齿毂的靠近中间轴齿轮的端面上设置有第二端面齿，所述中间轴齿轮的靠近齿毂的端面设置有与第二端面齿啮合的第一端面齿；
齿毂远离中间轴齿轮的一侧的中间轴上设置有突出于中间轴的第二挡肩，靠近齿毂的第二挡肩的端面上设置有第一弹簧槽，第一弹簧槽内设置有第一弹簧，第一弹簧的两端分别与第一弹簧槽的底部和齿毂的端面抵顶；
齿毂外圈固接有衔铁，与衔铁对应的位置设置有固接在变速器壳体上的磁轭，磁轭朝向衔铁的端面上设置有线圈槽，所述线圈槽内设置有电磁线圈，电磁线圈与控制器通过导线连接，电磁线圈不通电时，在第一弹簧的作用力下第一端面齿与第二端面齿啮合，电磁线圈通电后，第一端面齿与第二端面齿分离。
进一步的，所述齿毂的另外一个端面上设置有与第一弹簧槽配合的第二弹簧槽，所述第一弹簧设置在第一弹簧槽与第二弹簧槽之间，第一弹簧的两端分别与第一弹簧槽和第二弹簧槽的底部抵顶。
进一步的，所述衔铁为T型结构，T型结构的远离电磁线圈的端面与第二挡肩靠近电磁线圈的端面抵接，第二挡肩远离电磁线圈一侧的衔铁上设有第二卡环槽，所述第二卡环槽上嵌有第二卡环，第二卡环靠近第二挡肩的端面与第二挡肩抵接。
进一步的，所述齿毂的内圈设置有齿毂花键，中间轴上设置有第二花键，齿毂花键与第二花键配合。
进一步的，所述磁轭的外圈设有第二出线孔。
进一步的，所述第一半轴的另外一端设置有为锥齿轮的第一半轴齿轮，第二半轴的另外一端设置有为锥齿轮的第二半轴齿轮，第一半轴齿轮与第二半轴齿轮之间设置有为锥齿轮的第一行星齿轮和第二行星齿轮，第一行星齿轮和第二行星齿轮分别与第一半轴齿轮和第二半轴齿轮啮合，第一行星齿轮和第二行星齿轮之间通过第一行星齿轮轴连接。
进一步的，所述变速器包括前壳体、中壳体和后壳体，中壳体位于前壳体与后壳体之间，所述输入轴的两端通过轴承分别与前壳体与中壳体连接，所述中间轴的两端通过轴承分别与前壳体与后壳体连接，所述差速器壳体的两端通过轴承分别与中壳体与后壳体连接。
进一步的，所述中间壳体上设置有用于穿过电磁离合装置的导线的第一出线孔。
一种电动汽车，包括如权利要求1至9任一项所述的电磁离合式电动汽车变速器。
相对于现有技术，本发明创造所述的电磁离合式电动汽车变速器具有以下优势：
(1)本发明创造结构紧凑，布置空间小，反托时能保护电机不发生损伤；
(2)本发明创造反托时可以进行能量的回收。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的磁轭的结构示意图；
图3为本发明创造实施例所述的中间壳体的结构示意图；
图4为本发明创造实施例所述的前壳体的结构示意图。
附图标记说明：
1、输入轴；11、第一花键；12、第一齿轮；13、第一球轴承；14、第一滚针轴承；14a、第一滚针轴承孔；15、第一卡环；15a、第一卡环槽；16、第二球轴承；17、第三通孔；2、中间轴；21、中间轴齿轮；22、第二滚针轴承；22a、中间轴齿轮内孔；23、第一挡板；23a、第一挡肩；24、第一锥轴承；25、第一端面齿；25a、第二端面齿；26、第二花键；26a、齿毂花键；27、齿毂；27a、第二挡肩；28、第一弹簧；28a、第二弹簧槽；28b、第一弹簧槽；29、第二卡环；29a、第二卡环槽；201、衔铁；202、磁轭；203、线圈槽；203a、电磁线圈；204、第一螺纹孔；205、第二出线孔；206、第一螺栓；207、第二齿轮；208、第二锥轴承；3、差速器；31、差速器大齿轮；31a、第二螺纹孔；32、第三锥轴承；33、第四锥轴承；34、差速器壳体；34a、第二螺栓通孔；35、第三花键；35a、第四花键；36、第二半轴齿轮；36a、第一半轴齿轮；36b、第一行星齿轮；36c、第二行星齿轮；37、第二通孔；38、第一通孔；39、第五花键；39a、第六花键；301、第一行星齿轮轴；301a、第一行星齿轮轴孔；301c、第二行星齿轮轴孔；301b、第三行星齿轮轴孔；301d、第四行星齿轮轴孔；302、第二螺栓；4、第一半轴；5、第二半轴；6、前壳体；61、第一锥轴承孔；62、第一球轴承孔；63、第一出线孔；64、第一油封；64a、第一油封孔；7、中间壳体；71、第二球轴承孔；72、第三锥轴承孔；73、第一螺栓通孔；74、第一止口；8、后壳体；81、第二锥轴承孔；82、第四锥轴承孔；83、第二油封；83a、第二油封孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示，本电磁离合式电动汽车变速器，包括变速器壳体，变速器壳体包括与电机配合的前壳体6、与前壳体6配合的中间壳体7、与中间壳体7配合的后壳体8、输入轴1、中间轴2、差速器3以及实现离合功能的电磁离合装置9。输入轴1上依次设有第一球轴承13和第二球轴承16，第一球轴承13与前壳体6配合连接，第二球轴承16与中间壳体7配合连接。中间轴2两端分别设有第一锥轴承24和第二锥轴承208，中间轴2穿过中间壳体7，第一锥轴承24与前壳体6配合连接，第二锥轴承208与后壳体8配合连接。差速器3包括差速器壳体34、差速器大齿轮31、行星齿轮轴35、第一半轴齿轮36a、第二半轴齿轮36、第一行星齿轮36b、第二行星齿轮36c，差速器壳体34两端依次设有第三锥轴承32和第四锥轴承33，第三锥轴承32与中间壳体7配合连接，第四锥轴承33与后壳体8配合连接，差速器壳体34上设有第一通孔38、第二通孔37，第二通孔37内设有第二半轴5，第一通孔38和第二通孔37同轴。
如图1所示，输入轴1的一端设有第一花键11，第一花键11与电机配合连接，电机作为变速器动力的输入。前壳体6内部的输入轴1上设有第一齿轮12，输入轴1与第一齿轮12垂直。输入轴1的中部开设有第三通孔17，第三通孔17与第一通孔38同轴，第三通孔17与第二通孔37同轴，第一半轴4依次穿过第一通孔38和第三通孔17后穿出输入轴1.第三通孔17内部靠近第一通孔38的一端设有第一滚针轴承孔14a，第一滚针轴承孔14a内设有用于与第一半轴4连接的第一滚针轴承14，第三通孔17内设有第一卡环槽15a，第一卡环槽15a内嵌有第一卡环15，第一滚针轴承14依靠第一卡环15定位。
如图1所示，中间轴2上设有与第一齿轮12啮合的中间轴齿轮21，中间轴齿轮21中部开设有中间轴齿轮内孔22a，中间轴齿轮内孔22a与中间轴2之间设有第二滚针轴承22，中间轴齿轮21与第一齿轮12配合传动，中间轴齿轮21两端的中间轴2上设有用于限位的第一挡肩23a及第一挡板23，中间轴齿轮21在第一挡肩23a和第一挡板23之间能够自由转动。
如图1所示，中间轴2的另外一端设置固接有第二齿轮207，第一齿轮12与第二齿轮207之间的中间轴2上设有电磁离合装置的齿毂27，齿毂27的内圈设有齿毂花键26a，中间轴2上设有第二花键26，齿毂花键26与第二花键26配合连接，齿毂27能够依靠齿毂花键26a在中间轴2轴向方向上移动，齿毂27靠近第一齿轮12一侧的端面设有第二端面齿25a，中间轴齿轮21的靠近齿毂27的端面设置有与第二端面齿25a啮合的第一端面齿25。齿毂27远离中间轴齿轮21一侧的中间轴2上设有突出于中间轴2的第二挡肩27a，靠近齿毂27的第二挡肩27a的端面上设有第一弹簧槽28b，齿毂27的另一侧端面设有与第一弹簧槽28b配合的第二弹簧槽28a，第一弹簧槽28b和第二弹簧槽28a之间设有第一弹簧28，第一弹簧28的两端分别与第一弹簧槽28b和第二弹簧槽28a的底部抵顶，第一弹簧28起回位作用。齿毂27的外圈设有衔铁201。中间壳体7上与衔铁201对应的位置设有磁轭202，中间壳体7上设有第一止口74，磁轭202依靠第一止口74定位，中间壳体7上与磁轭202对应的位置设有第一螺栓通孔73，磁轭202上设有与第一螺栓通孔73配合的第一螺纹孔204，磁轭202与中间壳体7依靠第一螺栓206固定连接，第一螺栓206依次穿过第一螺栓通孔73与第一螺纹孔204。磁轭202朝向衔铁201的端面上设有线圈槽203，线圈槽203内设有电磁线圈203a，磁轭202外圈设有第二出线孔205，电磁线圈203a的导线穿过第二出线孔205再经过前壳体6上的第一出线孔63连接到变速箱外侧的控制器上。电磁线圈203a不通电时，在弹簧的作用力下第一端面齿25与第二端面齿25a啮合，电磁线圈203a通电后，第一端面齿25与第二端面齿25a分离。衔铁201为T型结构，T型结构的远离电磁线圈203a的端面与第二挡肩27a靠近电磁线圈203a的端面抵接，第二挡肩27a远离电磁线圈203a一侧的衔铁201上设有第二卡环槽29a，所述第二卡环槽29a上嵌有第二卡环29，第二卡环29靠近第二挡肩27a的端面与第二挡肩27a抵接。
如图1和图4所示，前壳体6上设有第一球轴承孔62，第一球轴承孔62与第一球轴承13配合连接，前壳体6上设有第一锥轴承孔61，第一锥轴承孔61与第一锥轴承24配合连接，前壳体6设有第一出线孔63，前壳体6设有第一油封孔64a，第一油封孔64a设有第一油封64。
如图1、图2和图3所示，中间壳体7设有第二球轴承孔71和第三锥轴承孔72，第二球轴承孔71与第二球轴承16配合链接，第三锥轴承孔72与第三锥轴承32配合连接，第二球轴承孔71与第三锥轴承孔72同轴。
如图1所示，中间轴2上设有的第二齿轮207与差速器3的差速器大齿轮31配合传动。差速器大齿轮31固接在差速器3的差速器壳体34上。差速器壳体34上设有第二螺栓通孔34a，差速器大齿轮31上设有第二螺纹孔31a，第二螺栓通孔34a与第二螺纹孔31a内设有第二螺栓302，差速器壳体34与差速器大齿轮31依靠第二螺栓302配合连接。
如图1所示，第一半轴4的端部设置有第一半轴齿轮36a，第一半轴齿轮36a内圈设有第三花键35，第一半轴4上设有第四花键35a，第一半轴齿轮36a与第一半轴4依靠第三花键35和第四花键35a配合连接。第二半轴5的端部设置有第二半轴齿轮36，第二半轴齿轮36内圈设有第五花键39，第二半轴5外圈设有第六花键39a，第二半轴齿轮36与第二半轴5依靠第五花键39和第六花键39a配合连接。第一半轴齿轮36a与第二半轴齿轮36之间设置有为锥齿轮的第一行星齿轮36b和第二行星齿轮36c，第一行星齿轮36b和第二行星齿轮36c分别与第一半轴齿轮36a和第二半轴齿轮36啮合。第一行星齿轮36b中部设有第三行星齿轮轴孔301b，第二行星齿轮36c中部设有第四行星齿轮轴孔301d。差速器壳体34内设有分别与第一半轴4垂直的第一行星齿轮轴孔301a和第二行星齿轮轴孔301c。第一行星齿轮轴301依次穿过第一行星齿轮轴孔301a、第三行星齿轮轴孔301b、第二行星齿轮轴孔301c、第四行星齿轮轴孔301d。
如图1所示，后壳体8上设有第二锥轴承孔81，第二锥轴承孔81与第二锥轴承208配合连接，后壳体8上设有第四锥轴承孔82，第四锥轴承孔82与第四锥轴承33配合连接，后壳体8上设有第二油封孔83a，第二油封孔83a内设有第二油封83。
本发明的工作原理：
当车辆正常行驶时，电磁线圈203a处于断电状态，衔铁201不受电磁线圈203a吸引力，在第一弹簧28的弹力作用下，第一端面齿25和第二端面齿25a结合在一起，从而齿毂27与中间轴齿轮21结合在一起。电机带动输入轴1，动力经由中间轴齿轮21、中间轴2、差速器3传递到第一半轴4和第二半轴5上。当变速器反托时，控制器控制电机断电；当变速器反托转速正常时，动力经由第一半轴4和第二半轴5传递到差速器3、中间轴2、中间轴齿轮21、输入轴1，最后传递给电机，电机进行能量回收；当变速器反托转速过大时，控制器控制电磁线圈203a通电，在电磁线圈203a吸引力的作用下，衔铁201被吸力拉近磁轭202，第一端面齿25和第二端面齿25a分离，从而齿毂27与中间轴齿轮21分离，动力传递中断，电机受到保护。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：包括与变速器壳体通过轴承连接的输入轴(1)，所述变速器壳体内部的输入轴(1)上固接有第一齿轮(12)，第一齿轮(12)与中间轴齿轮(21)啮合，中间轴齿轮(21)的中部通过轴承连接有与其垂直的中间轴(2)，中间轴(2)通过轴承与变速器壳体连接，所述中间轴(2)上还固接有第二齿轮(207)，中间轴(2)齿轮(21)与第二齿轮(207)之间的中间轴(2)上设置有用于电磁离合的电磁离合装置，第二齿轮(207)与差速器(3)的差速器大齿轮(31)啮合，差速器大齿轮(31)固接在差速器(3)的差速器壳体(34)上，所述差速器大齿轮(31)与差速器(3)的第一半轴(4)垂直，第一半轴(4)与差速器(3)的第二半轴(5)同轴心，差速器壳体(34)通过轴承与变速器壳体连接，所述输入轴(1)的中部开设有第三通孔(17)，第一半轴(4)的自由端穿过第三通孔(17)，第一半轴(4)与输入轴(1)通过轴承连接，第二半轴(5)的自由端穿出变速器壳体；
所述电磁离合装置包括设置在中间轴(2)上的与中间轴(2)间隙配合的齿毂(27)，所述齿毂(27)的靠近中间轴齿轮(21)的端面上设置有第二端面齿(25a)，所述中间轴齿轮(21)的靠近齿毂(27)的端面设置有与第二端面齿(25a)啮合的第一端面齿(25)；
齿毂(27)远离中间轴齿轮(21)的一侧的中间轴(2)上设置有突出于中间轴(2)的第二挡肩(27a)，靠近齿毂(27)的第二挡肩(27a)的端面上设置有第一弹簧槽(28b)，第一弹簧槽(28b)内设置有第一弹簧(28)，第一弹簧(28)的两端分别与第一弹簧槽(28b)的底部和齿毂(27)的端面抵顶；
齿毂(27)外圈固接有衔铁(201)，与衔铁(201)对应的位置设置有固接在变速器壳体上的磁轭(202)，磁轭(202)朝向衔铁(201)的端面上设置有线圈槽(203)，所述线圈槽(203)内设置有电磁线圈(203a)，电磁线圈(203a)与控制器通过导线连接，电磁线圈(203a)不通电时，在第一弹簧(28)的作用力下第一端面齿(25)与第二端面齿(25a)啮合，电磁线圈(203a)通电后，第一端面齿(25)与第二端面齿(25a)分离。
2.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述齿毂(27)的另外一个端面上设置有与第一弹簧槽(28b)配合的第二弹簧槽(28a)，所述第一弹簧(28)设置在第一弹簧槽(28b)与第二弹簧槽(28a)之间，第一弹簧(28)的两端分别与第一弹簧槽(28b)和第二弹簧槽(28a)的底部抵顶。
3.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述衔铁(201)为T型结构，T型结构的远离电磁线圈(203a)的端面与第二挡肩(27a)靠近电磁线圈(203a)的端面抵接，第二挡肩(27a)远离电磁线圈(203a)一侧的衔铁(201)上设有第二卡环槽(29a)，所述第二卡环槽(29a)上嵌有第二卡环(29)，第二卡环(29)靠近第二挡肩(27a)的端面与第二挡肩(27a)抵接。
4.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述齿毂(27)的内圈设置有齿毂花键(26a)，中间轴(2)上设置有第二花键(26)，齿毂花键(26a)与第二花键(26)配合。
5.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述磁轭(202)的外圈设有第二出线孔(205)。
6.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述第一半轴(4)的另外一端设置有为锥齿轮的第一半轴齿轮(36a)，第二半轴(5)的另外一端设置有为锥齿轮的第二半轴齿轮(36)，第一半轴齿轮(36a)与第二半轴齿轮(36)之间设置有为锥齿轮的第一行星齿轮(36b)和第二行星齿轮(36c)，第一行星齿轮(36b)和第二行星齿轮(36c)分别与第一半轴齿轮(36a)和第二半轴齿轮(36)啮合，第一行星齿轮(36b)和第二行星齿轮(36c)之间通过第一行星齿轮轴(301)连接。
7.根据权利要求1所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述变速器包括前壳体(6)、中壳体(7)和后壳体(8)，中壳体(7)位于前壳体(6)与后壳体(8)之间，所述输入轴(1)的两端通过轴承分别与前壳体(6)与中壳体(7)连接，所述中间轴(2)的两端通过轴承分别与前壳体(6)与后壳体(8)连接，所述差速器壳体(34)的两端通过轴承分别与中壳体(7)与后壳体(8)连接。
8.根据权利要求7所述的电磁离合式电动汽车变速器，其特征在于：所述中壳体(7)上设置有用于穿过电磁离合装置的导线的第一出线孔(63)。
9.一种电动汽车，其特征在于：包括如权利要求1至8任一项所述的电磁离合式电动汽车变速器。
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