CN106438989B - 自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速器，其变档机构执行系统包括自动离合器配合端面齿棘轮机构或反向动作装置配合钢球离合器；其特征是：端面齿棘轮机构设有超越定位装置，钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置；外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置；从动齿轮与内螺旋主动棘轮装配有超越定位装置；钢球离合器的移动套右边设有一档分离大内圆面、一档啮合小内圆面，左边设有二档分离大内圆面、二档啮合小内圆面，移动套装配在钢球保持架的外圆，钢球保持架装配在档位轴的轴台阶上，钢球保持架设有钢球孔装有钢球，钢球与钢球轮的凹槽适配。钢球分离无碰撞装置使阻力减小，本发明自动变速器传动机械效率高，用于电动车可节电。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及电动车传动中变档变速的自动变速器，尤其涉及电动车的驱动轮毂和驱动桥差速电机的全自动变档变速装置，其属于机械传动技术领域。

背景技术

现有电动车的驱动轮毂有的实现电子变档或手动变档，其造价成本高、使用不方便；现有电动车驱动桥差速电机手动变档操作繁琐，影响行车安全；电机式、电磁铁式自动变档需要专用的控制器，造价高、故障率高，使用不够方便。

已有技术中，中国实用新型专利申请(申请号：201520367985.1)公开的自动变速器，其包括档位齿轮传动系统、变档机构执行系统、动力连接系统，变档机构执行系统包括操纵装置、反向动作装置、变档切换装置；动力连接系统是超越倒档联轴器或锥面缓冲联轴器或超越倒档缓冲联轴器或锥面圈缓冲装置；反向动作装置是联动内反向装置或一体式内反向装置或一体式联动内反向装置；变档切换装置是从动架套在档位轴上、从动架滑套与导杆的曲拐装配、导杆与移动结合体装配，移动结合体与旋转结合体结合或分离实现档位切换而变速。其移动结合体与旋转结合体结合或分离时存在传动冲击大、或是传递扭矩小而打滑，不适合装配于高档的电动轿车。

中国实用新型专利申请(申请号：201620647518.9)公开的自动变速器，包括档位齿轮传动系统、变档机构执行系统；所述变档机构执行系统包括自动离合器、端面齿棘轮机构；所述自动离合器是扭矩自适应离合器或蹄块式离合器或多片式离合器或锥面式离合器，所述档位齿轮传动系统是双轴二档齿轮传动或周转轮系齿轮传动，所述扭矩自适应离合器包括操纵装置、锥面摩擦装置，所述锥面式离合器包括操纵装置、锥面摩擦装置。其端面齿棘轮机构的空档定位是顶球或直形钢丝弹簧，存在加工难度大，使用稳定性差。

以上两项专利是本人申请的，在实际装车应用时不能很好的解决电动车的驱动轮毂和驱动桥差速电机行车舒适的实际问题，本自动变速器就是为了使以上问题得到解决。

发明内容

本发明的目的在于：解决当前自动变速器技术在驱动轮毂和驱动桥差速电机的应用中存在造价高、机械效率低且维护费用高；现有钢球离合器存在离心力作用产生钢球高频率碰撞等问题。本发明提供一种应用于驱动轮毂和驱动桥差速电机使其车辆变档变速的性能稳定、机械效率高且变档平顺行车舒适的自动变速器。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种自动变速器，包括档位齿轮传动系统、变档机构执行系统；所述档位齿轮传动系统是双轴二档齿轮传动或周转轮系齿轮传动，所述变档机构执行系统包括自动离合器配合端面齿棘轮机构或反向动作装置配合钢球离合器；所述端面齿棘轮机构设有超越定位装置，所述钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置；

所述端面齿棘轮机构是螺旋推压单侧离合器或螺旋推压双侧离合器；

所述螺旋推压单侧离合器是外滑套通过螺旋齿旋转滑动配合装配反转从动棘轮圈或外滑套通过单面螺旋齿滑动配合装配反转从动棘轮圈，外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置；

所述螺旋推压双侧离合器是从动齿轮与内螺旋主动棘轮装配有超越定位装置；

所述钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置，移动套与变档操纵装置连接，移动套右边设有一档分离大内圆面、一档变档内锥面、一档啮合小内圆面，移动套左边设有二档分离大内圆面、二档变档内锥面、二档啮合小内圆面，移动套通过花键轴向滑动配合装配在钢球保持架的外圆，钢球保持架通过内花键装配在档位轴的轴台阶上，钢球保持架右边圆周均匀分布设有多个一档钢球孔，一档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个一档钢球孔里装有一个一档钢球，一档钢球与一档钢球轮左边圆周排列的凹槽圆弧面适配，一档钢球轮与一档齿轮固定转动配合装配在档位轴轴台阶的右边；钢球保持架左边圆周均匀分布设有多个二档钢球孔，二档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个二档钢球孔里装有一个二档钢球，二档钢球与二档钢球轮右边圆周排列的凹槽圆弧面适配，二档钢球轮与二档齿轮固定转动配合装配在档位轴轴台阶的左边。

所述螺旋推压单侧离合器是从动齿轮设有外螺旋齿套转动配合装配在从动轴上，从动棘轮设有套座通过花键装配在从动轴上，外螺旋齿套右端面与从动棘轮套座左端面接触滑动配合，从动棘轮左端面设有正转从动棘齿，从动棘轮外圆固定有外滑套，外滑套通过螺旋齿旋转滑动配合装配反转从动棘轮圈或外滑套通过单面螺旋齿滑动配合装配反转从动棘轮圈，反转从动棘轮圈设有阻挡隔并装配有弧形块，正转主动棘轮右端面设有正转主动棘齿与从动棘轮的正转从动棘齿适配，正转主动棘轮左边设有内螺旋齿套与外螺旋齿套装配，内螺旋齿套外圆面与弧形块适配，弧形块外环凹槽装配有箍簧，内螺旋齿套外圆左边设有外卡簧槽装配外卡簧，外卡簧右端面与挡圈接触，挡圈与弧形块的左端面接触滑动配合，挡圈与阻挡隔左端面接触滑动配合，正转主动棘轮左端面与弧形块的右端面滑动配合，正转主动棘轮外圆部分的左端圆盘与反转从动棘轮圈的右端面接触滑动配合，从动齿轮右端面设有反转主动棘齿与反转从动棘轮圈左端面的反转从动棘齿适配，反转从动棘轮圈左端内圆面圆周分布设有三个阻挡隔，弧形块端面凸台的端面与阻挡隔的端面接触定位，圆周排列弧形块的缺角面与阻挡隔的侧面接触定位；外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置。

所述外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置，外滑套对称的设有二个直形凹槽通孔和二个直形凹槽，反转从动棘轮圈的超越状态所对应二个直形凹槽通孔的位置设有二个定位凹槽，C形夹簧中部设有一直形边且两端分别置于直形凹槽通孔的部位设有内凸弧形边，内凸弧形边凸出直形凹槽通孔与反转从动棘轮圈的定位凹槽适配，两个C形夹簧的开口对着装配，一个C形夹簧夹在另一个C形夹簧的内凸弧形边的外边，C形夹簧中部的直形边装配在外滑套的直形凹槽中，直形凹槽的开口部位装配倒钩卡扣钢片簧，C形夹簧中部的直形边与倒钩卡扣钢片簧的接触部位设有凹凸配合定位，倒钩卡扣钢片簧设有倒钩边装配在外滑套的缺口里的凹槽里，倒钩卡扣钢片簧设有卡扣滑凸边装配在外滑套的凸边上；

或是两个C形夹簧的开口对着对称装配；

或是外滑套设有一个直形凹槽装配一个C形夹簧。

所述外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置还可以是：外滑套圆周排列设有多个长形通孔，反转从动棘轮圈的超越状态所对应于长形通孔的位置设有定位凹槽，长形通孔外边设有缺口，缺口里设有凹槽，翼状卡扣钢片簧中间的倒钩片的倒钩装配在凹槽里，翼状卡扣钢片簧两边的翼状弹簧片的大折边插入到长形通孔通过小折边压在滚柱上，滚柱与定位凹槽适配，滚柱与长形通孔滑动配合，翼状卡扣钢片簧的卡扣滑凸边装配在外滑套的凸边上，外滑套的凸边设置在从动棘轮的外圆缺口部位；

或是从动棘轮的外圆缺口部位设有翼状卡扣钢片簧的卡扣滑凸边装配的凸边。

所述外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置还可以是：外滑套外圆设有凹环槽，凹环槽部位圆周排列设有多个钢球通孔，反转从动棘轮圈的超越状态所对应于钢球通孔的位置相应的设有定位凹面，外滑套的凹环槽装配钢片箍簧，钢片箍簧圆周排列设有多个中置钢片簧，中置钢片簧的端部压在钢球通孔里装的钢球上，中置钢片簧设在钢片箍簧两侧边的中间位置，钢片箍簧一端的左侧设有左长颈和左卡扣头，钢片箍簧另一端的右侧设有右长颈和右卡扣头，左卡扣头和右卡扣头扣合装配，左卡扣头和右卡扣头分别设有卡簧钳装卸的小圆孔和扣合的斜边或直边，钢片箍簧的一侧设有定位凸块与凹环槽的缺口适配或钢片箍簧的一侧设有定位缺口与凹环槽的凸块适配；

或是钢片箍簧圆周排列设有多个侧置钢片簧，侧置钢片簧的端部压在钢球通孔里装的钢球上，侧置钢片簧设在钢片箍簧的一侧。

所述螺旋推压单侧离合器是外滑套通过螺旋齿旋转滑动配合装配反转从动棘轮圈或外滑套通过单面螺旋齿滑动配合装配反转从动棘轮圈；

所述外滑套通过螺旋齿旋转滑动配合装配反转从动棘轮圈，外滑套的内螺旋齿圆周排列端向分布内螺旋齿之间有端向投影的空隙；所述外滑套通过单面螺旋齿滑动配合装配反转从动棘轮圈，外滑套的单面螺旋齿是指圆周排列的直形花键齿的一侧是螺旋面或斜面。便于锻压制造降低生产成本。

所述端面齿棘轮机构是螺旋推压单侧离合器或螺旋推压双侧离合器；

所述螺旋推压单侧离合器，正转主动棘轮左端面设有内螺旋齿套与外螺旋齿套装配，内螺旋齿套的内螺旋齿圆周排列端向分布内螺旋齿之间有端向投影的空隙；所述螺旋推压双侧离合器，内螺旋主动棘轮的内螺旋齿圆周排列端向分布内螺旋齿之间有端向投影的空隙。便于锻压制造提高生产效益。

所述自动离合器配合端面齿棘轮机构，自动离合器采用操纵装置中的钢球与钢球爪的斜面受力和锥面摩擦的结构由转速变化实现锥面的离合，机壳里面通过轴承装配档位轴，联动外锥面体设有内花键座通过花键滑动配合装配在档位轴上，联动外锥面体的外锥筒与二档主动齿轮装配的内锥面套适配，内锥面套设在盘座一端的外圆部位，盘座另一端的内圆部位设有内花键套与二档主动齿轮的外花键筒通过外卡簧装配；联动外锥面体的圆盘的左端面固定多个钢球爪，钢球爪左端外圆固定有外圆圈，联动外锥面体可以锻压成型再加工，既降低生产成本又提高生产效益。

所述螺旋推压单侧离合器，圆周排列阻挡隔与弧形块相间装配，三个阻挡隔与三个弧形块的弧形凹槽配合形成外环凹槽，外环凹槽装配C形箍簧或圆圈形箍簧，C形箍簧的两个开口端分别置于两个弧形块的弧形凹槽中的凸块处；

所述自动离合器配合端面齿棘轮机构，自动离合器采用钢球斜面和锥面摩擦的结构由转速变化实现锥面的离合而达到自动离合的目的，机壳的左半壳设有穿过档位轴的圆孔和法兰盘，圆筒罩与法兰盘固定，圆筒罩底部设有轴承座与右半壳的通孔轴承座通过轴承装配档位轴，外锥面体设有内花键座通过花键滑动配合装配在档位轴上，外锥面体的外锥筒与二档主动齿轮装配的内锥面套适配，内锥面套的内锥面镶嵌固定有锡青铜或磷化铜锥面圈，内锥面套设在盘座一端的外圆部位，盘座另一端的内圆部位设有内花键套与二档主动齿轮的外花键筒通过外卡簧装配；钢球爪右端与外锥面体的圆盘固定，钢球爪左端外圆固定有外圆圈，钢球与钢球槽和钢球爪的斜面接触，控制架的外圆边圆周排列固定多个钢球槽，控制架通过花键与档位轴装配；

所述双轴二档齿轮传动是档位轴转动配合装配的二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合，档位轴固定的一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，一档从动齿轮通过端面齿棘轮机构装配在从动轴上，二档从动齿轮与从动轴装配固定，从动轴通过链轮或齿轮输出动力或是从动轴装配小齿轮与差速器大齿轮啮合输出动力。

所述螺旋推压双侧离合器是从动齿轮与外螺旋齿套左端部位装配固定，外螺旋齿套转动配合装配在从动轴上，从动齿轮与外螺旋齿套固定部位的外圆圆周排列设有多个通孔，内螺旋主动棘轮的动力爪分别穿过通孔可与反转从动棘轮适配啮合，反转从动棘轮左端通过外挡圈或轴承端面定位装配在从动轴上，正转从动棘轮右端通过外挡圈或轴台阶或小齿轮端面接触定位装配在从动轴上，正转从动棘轮左端圆周排列装配固定至少二个阻挡隔，圆周排列阻挡隔与弧形块相间装配，弧形块通过箍簧套在内螺旋主动棘轮上，阻挡隔设有缺口与弧形块配合形成外环凹槽装配箍簧和控制环；正转从动棘轮和反转从动棘轮分别通过花键装配在从动轴上，外螺旋齿套右端与正转从动棘轮接触，外螺旋齿套左端与反转从动棘轮接触，正转从动棘轮左端面设有正转从动棘齿，正转从动棘齿的外圆部位装配固定或加工形成阻挡隔，外螺旋齿套与内螺旋主动棘轮通过螺旋齿装配，内螺旋主动棘轮右端设有正转主动棘齿、左端设有动力爪，动力爪左端设有反转主动棘齿，从动齿轮与内螺旋主动棘轮装配有超越定位装置；

所述螺旋推压双侧离合器，圆周排列阻挡隔与弧形块相间装配，三个阻挡隔设有缺口与三个弧形块的弧形凹槽配合形成外环凹槽，外环凹槽装配C形箍簧和控制环或圆圈形箍簧和控制环，C形箍簧的两个开口端分别置于两个弧形块的弧形凹槽中的凸块处，凸块处设有装配控制环的缺口；

所述从动齿轮与内螺旋主动棘轮装配有超越定位装置，从动齿轮凸圈圆周排列对称的设有二个直形凹槽通孔和二个直形凹槽，内螺旋主动棘轮的超越状态所对应二个直形凹槽通孔的位置设有定位凹槽，C形夹簧两端的内凸弧形边凸出直形凹槽通孔与定位凹槽适配，两个C形夹簧对着装配，一个C形夹簧夹在另一个C形夹簧的内凸弧形边上，C形夹簧中部绕圈套在从动齿轮凸圈直形凹槽开口处的轴杆上，轴杆一端设有小圆柱装配在从动齿轮的小轴孔上，小圆柱设有外卡簧槽通过外卡簧与从动齿轮装配定位；

或是C形夹簧中部弯曲半圆凹形装配在从动齿轮凸圈外圆的凹槽与轴杆之间，半圆凹形与轴杆适配，轴杆与半圆凹形接触的部位是圆柱形或椭圆柱形；

或是C形夹簧中部弯曲凹形装配在从动齿轮凸圈外圆的直形凹槽与卡扣钢片簧之间，弯曲凹形与卡扣钢片簧接触部位适配；

或是只装配一个C形夹簧。

所述钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置还可以是：移动套外圆中间设有凹环槽，凹环槽中间设有两个小销轴孔，凹环槽一侧设有定位缺口，钢片箍簧一端侧面设有一个凸块与定位缺口适配，钢片箍簧两端设有卡簧钳装卸的小圆孔，移动套右端设有一档分离大内圆面、一档变档内锥面、一档啮合小内圆面，移动套左端设有二档分离大内圆面、二档变档内锥面、二档啮合小内圆面，移动套内圆面设有花键齿，钢球保持架右边圆周均匀分布设有多个一档钢球孔，每个一档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，钢球保持架左边圆周均匀分布设有多个二档钢球孔，每个二档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，钢球保持架的外圆圆周排列钢球孔之间设有花键槽与移动套的花键齿适配，钢球保持架的内圆中部设有内凸花键齿与档位轴的轴台阶外圆的花键槽适配，档位轴的轴台阶部位的两个深槽中间设有一个轴长形通孔，钢球保持架的长形通孔与轴长形通孔对应贯通，移动套的两个小销轴孔与轴长形通孔对应贯通，第一导杆一端的销轴孔和第二导杆一端的销轴孔与移动套的两个小销轴孔对应贯通，销轴穿过第一导杆和第二导杆的两个销轴孔，销轴的两端分别装配在移动套的两个小销轴孔里，销轴的两端与钢片箍簧配合定位；

钢片箍簧还可做成卡扣装配的结构，钢片箍簧一端设有左长颈和左卡扣头，钢片箍簧另一端设有右长颈和右卡扣头，左卡扣头和右卡扣头扣合装配，左卡扣头和右卡扣头分别设有卡簧钳装卸的小圆孔和扣合的斜边或直边，钢片箍簧的一侧设有定位凸块与凹环槽的缺口适配或钢片箍簧的一侧设有定位缺口与凹环槽的凸块适配。

所述反向动作装置配合钢球离合器，反向动作装置与操纵装置连接，反向动作装置中的从动架固定的滑套装配第一导杆和第二导杆，第一导杆和第二导杆还装配在档位轴的两个深凹槽里穿过定位挡圈和二档主动齿轮及钢球轮，第一导杆和第二导杆的两个销轴孔装配一个销轴，销轴还与钢球离合器的移动套装配；所述操纵装置是钢球槽里装配有钢球与钢球爪配合，多个钢球槽同定在控制架的外圆边，控制架通过花键与档位轴装配，反向动作装置的主动架与钢球爪架通过钢片固定连接；

所述双轴二档齿轮传动，左半壳设有穿过档位轴的圆孔和法兰盘，圆筒罩与法兰盘固定，圆筒罩底部设有轴承座，机壳里面通过轴承装配档位轴、从动轴和差速器大齿轮总成，档位轴轴向依次装配有操纵装置、反向动作装置、钢球离合器，档位轴与电机轴传动连接，二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合，一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，二档从动齿轮和一档从动齿轮通过花键装配在从动轴上，从动轴通过链轮或齿轮输出动力或是从动轴设有小齿轮与差速器大齿轮啮合输出动力。

与现有技术相比，本发明自动变速器的有益效果是：

1.本自动变速器采用了锥面摩擦离合器，使变档变速时的加减速所产生的传动冲击得到有效缓冲，采用端面齿棘轮机构，保证了动力传递的连贯性和可靠性；

2.采用反向动作装置与钢球离合器结合，使变档变速时的传动冲击得到有效缓冲，钢球离合器可传递动力的最大扭矩，确保车辆爬坡的可靠性；

3.采用纯机械齿轮传动得到最高的机械效率，有利于节能减排，尤其是在传动超越的工况中，由超越定位装置实现超越运行的稳定，本技术应用于二档差速电机可装配于现有的电动车，生产继承性好，开发、制造成本低。

附图说明

图1是本发明自动变速器的二档差速电机第一实施例的结构示意图；

图2是图1中的钢球离合器的示意图；

图3是图2的轴向剖视图；

图4是图2的右视零部件分解示意图；

图5是图2中的档位轴的部分示意图；

图6是钢球离合器的钢片箍簧的第二结构示意图；

图7是图6的轴向示意图；

图8是本发明自动变速器的二档差速电机第二实施例的结构示意图；

图9是图8中端面齿棘轮机构的第一结构螺旋推压单侧离合器示意图；

图10是图9旋转九十度后的轴向剖视图；

图11是图9的右视部分零部件分解示意图；

图12是图9的左视部分零部件分解示意图；

图13是倒钩卡扣钢片簧与外滑套装配的部分轴向剖视图；

图14是图8中联动外锥面体的结构示意图；

图15是图14的后视图；

图16是图8中端面齿棘轮机构的第二结构螺旋推压单侧离合器示意图；

图17是图16中翼状卡扣钢片簧和滚柱与外滑套和反转从动棘轮圈装配的部分示意图；

图18是外滑套、反转从动棘轮圈、翼状卡扣钢片簧和滚柱的装配分解示意图；

图19是钢片箍簧与外滑套及小钢球的装配示意图；

图20是钢片箍簧的结构示意图；

图21是图8中端面齿棘轮机构的第三结构螺旋推压双侧离合器示意图；

图22是图21的后视图；

图23是图21旋转九十度后的轴向剖视图；

图24是图21的右视零部件分解示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，图1所示是本发明自动变速器的二档差速电机第一实施例，可装配于三轮电动车和四轮电动车的驱动桥；

为了使车辆起步平稳和提高变档加减速的舒适性，采用反向动作装置配合钢球离合器实现转速变档，左半壳52设有穿过档位轴1的圆孔和法兰盘，圆筒罩53与法兰盘通过螺栓固定，圆筒罩底部设有轴承座，机壳51的右半壳54与电机装配固定，机壳里面通过轴承装配档位轴1、从动轴4和差速器大齿轮总成，档位轴1设有从左端贯通的四个凹槽，通过凹槽和卡簧定位由左至右依次装配有操纵装置9、反向动作装置12和钢球离合器17，档位轴右端通过外花键与电机的转动轴传动连接；二档主动齿轮21固定的钢球槽轮211右端与轴台阶104和钢球保持架70内凸小圆的左端接触滑动配合，二档主动齿轮固定的钢球槽轮与档位轴转动配合，二档主动齿轮左端与装配在卡簧槽105上的外卡簧接触滑动配合，一档主动齿轮20固定的钢球槽轮201左端与轴台阶104和钢球保持架70内凸小圆右端接触滑动配合，一档主动齿轮固定的钢球槽轮与档位轴转动配合，一档主动齿轮右端与装配在卡簧槽106上的外卡簧接触滑动配合；

钢球离合器17设有钢球分离无碰撞装置，移动套90外圆中部设有凹环槽901，凹环槽中间设有两个小销轴孔903，钢片箍簧62装配在凹环槽上并通过凸块622定位，凸块622与凹环槽右侧的缺口902适配，移动套90右端设有一档分离大内圆面905、一档变档内锥面906、一档啮合小内圆面907，移动套左端设有二档分离大内圆面、二档变档内锥面、二档啮合小内圆面，移动套内圆面设有花键齿904，钢球保持架70右边圆周均匀分布设有十二个一档钢球孔703，一档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个一档钢球孔里装有一个一档钢球203，一档钢球与一档钢球轮201左边圆周排列的凹槽圆弧面202适配，钢球保持架左边圆周均匀分布设有十二个二档钢球孔701，二档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个二档钢球孔里装有一个二档钢球213，二档钢球与二档钢球轮211右边圆周排列的凹槽圆弧面212适配，钢球保持架的外圆圆周排列两个钢球孔之间设有花键槽704，钢球保持架的内圆中部设有内凸花键齿705，档位轴的轴台阶104外圆设有花键槽，两个内凸花键齿与花键槽中的深槽对应的设有长形通孔702，钢球保持架的内凸花键装配在轴台阶部位，档位轴的轴台阶部位的两个深槽中间设有一个轴长形通孔103，钢球保持架的长形通孔702与轴长形通孔103对应贯通，移动套的两个小销轴孔903与轴长形通孔对应贯通，导杆2右端的销轴孔205和导杆3右端的销轴孔206与移动套的两个小销轴孔对应贯通，轴杆61穿过导杆2和导杆3右端的两个销轴孔，导杆2与导杆3的结构完全相同，轴杆的两端分别装配在移动套的两个小销轴孔里再通过装配钢片箍簧62配合定位，钢片箍簧62的两端设有卡簧钳装卸的小圆孔621；

二档主动齿轮21与二档从动齿轮27啮合，一档主动齿轮20与一档从动齿轮26啮合，二档从动齿轮和一档从动齿轮分别固定在从动轴4上，从动轴中部加工成小齿轮41与差速器大齿轮啮合；操纵装置9中的钢球架91设有套座，套座设有内花键装配在档位轴的外花键上，套座外圆呈圆周分布设有六个钢球槽，钢球槽装配的钢球92与钢球爪37的斜面接触配合，钢球架外圆右端设有定位爪，定位爪向右端凸出，十二个定位爪与相应的定位滑块滑动配合，定位滑块和六个钢球爪圆周分布设在外圆圈378的内圆面；六个钢球槽与相应的六个钢球爪装配，外圆圈378圆周排列设有三个通孔通过螺栓固定连接片379与反向动作装置12的主动架连接固定，六个钢球爪右端与反向动作装置左端装配一个压缩的锥形大压簧15，反向动作装置的从动架通过滑套55装配导杆2和导杆3，导杆2装配在档位轴1的深凹槽102里，导杆3装配在档位轴1的另一深凹槽里；导杆2和导杆3右端的两个销轴孔与钢球离合器的移动套的两个小销轴孔903装配一个轴杆61，轴杆61轴向往复运动的行程由档位轴1的轴长形通孔103控制；为了使钢片箍簧62的性能可靠，钢片箍簧62还可采用卡扣装配，如图6和图7所示，钢片箍簧62一端的左侧设有左长颈624和左卡扣头，钢片箍簧另一端的右侧设有右长颈623和右卡扣头，左卡扣头和右卡扣头扣合装配，左卡扣头和右卡扣头分别设有卡簧钳装卸的小圆孔621和扣合的斜边，钢片箍簧的右侧设有两个定位缺口625与凹环槽的凸块适配定位。

图1所示二档差速电机处于二档啮合状态，说明二档差速电机处于高速运行状态。

如图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19图20、图21、图22、图23和图24所示，为了使车辆起步平稳和加减速更加平稳舒适，采用自动离合器配合端面齿棘轮机构实现转速变档变速，图8所示是本发明自动变速器的二档差速电机第二实施例，可装配于高档的三轮电动车和四轮电动车的驱动桥；

机壳51的左半壳52设有穿过档位轴1的圆孔和法兰盘，圆筒罩53与法兰盘固定，圆筒罩底部设有轴承座，机壳的右半壳54与电机49装配固定，机壳51里面通过轴承装配档位轴、从动轴4和差速器大齿轮271总成，档位轴1装配有操纵装置9、锥面摩擦离合器171，档位轴右端通过外花键与电机49的转动轴48连接；联动外锥面体333设有内花键座32通过花键滑动配合装配在档位轴1上，联动外锥面体的外锥筒31与二档主动齿轮21装配的内锥面套461适配，内锥面套的内锥面镶嵌固定锡青铜锥面圈，内锥面套设在盘座46的外圆左边，盘座右端的内圆设有内花键套56与二档主动齿轮的外花键筒215通过外卡簧47装配，二档主动齿轮的右端面与轴台阶107接触滑动配合，二档主动齿轮的外花键筒与档位轴转动配合，外花键筒的左端面与外卡簧44滑动配合，外卡簧装配在档位轴的外卡簧槽里，外卡簧44的左端面与圆环垫圈45接触，圆环垫圈45的左端面与联动外锥面体333的圆盘372之间装配有压缩的压簧151，压簧左边间隙配合套在联动外锥面体的内花键座32上，联动外锥面体的圆盘左端圆周排列固定六个钢球爪37，六个钢球爪左边固定在外圆圈378的内圆面上；

一档主动齿轮20在档位轴上加工形成，二档主动齿轮21与二档从动齿轮27啮合，一档主动齿轮20与一档从动齿轮26啮合，二档从动齿轮固定在从动轴4上，一档从动齿轮26通过端面齿棘轮机构19装配在从动轴4上，从动轴中部加工出小齿轮41与差速器大齿轮271啮合；操纵装置9中的钢球架91设有套座，套座设有内花键装配在档位轴的外花键上，套座外圆呈圆周分布设有六个钢球槽，每一个钢球槽装配一个钢球92，钢球92与钢球爪37的斜面接触配合；

端面齿棘轮机构19可以采用单侧螺旋推压离合器的结构，一档从动齿轮26设有外螺旋齿套612转动配合装配在从动轴4上，从动棘轮720设有套座724通过花键装配在从动轴4上，外螺旋齿套右端面与从动棘轮套座左端面接触滑动配合，从动棘轮左端面设有正转从动棘齿725、还固定有外滑套72，外滑套通过单面螺旋形花键轴向滑动配合装配反转从动棘轮圈71，反转从动棘轮圈设有阻挡隔713装配弧形块35，正转主动棘轮43右端面设有正转主动棘齿431与从动棘轮左端面的正转从动棘齿725适配，正转主动棘轮左端面设有内螺旋齿套616通过内螺旋齿432与外螺旋齿套612装配，内螺旋齿套外圆面与弧形块适配，弧形块外环槽351装配C形箍簧357，内螺旋齿套外圆左边设有外卡簧槽615装配外卡簧618，外卡簧右端面与圆环挡圈619接触，圆环挡圈与弧形块35的左端面滑动配合，圆环挡圈619与阻挡隔713左端面滑动配合，正转主动棘轮左端圆盘与弧形块的右端面滑动配合，正转主动棘轮外圆部分的左端圆盘617与反转从动棘轮圈71的右端面滑动配合，一档从动齿轮右端面设有反转主动棘齿611与反转从动棘轮圈左端面的反转从动棘齿715适配；

为了使单侧螺旋推压离合器在超越状态时的性能稳定可靠，外滑套72与反转从动棘轮圈71装配有超越定位装置，外滑套对称的设有二个直形凹槽通孔722和二个直形凹槽721，反转从动棘轮圈71的超越状态所对应二个直形凹槽通孔722的位置设有二个定位凹槽714，C形夹簧341中部设有一直形边344且两端分别置于直形凹槽通孔的部位设有内凸弧形边342，内凸弧形边342凸出直形凹槽通孔722与反转从动棘轮圈71的定位凹槽714适配，两个C形夹簧的开口对着装配，一个C形夹簧34夹在另一个C形夹簧341的内凸弧形边的外边，C形夹簧34由倒钩卡扣钢片簧94装配在外滑套上，C形夹簧341中部的直形边344装配在外滑套72的直形凹槽721中，直形凹槽的开口部位装配倒钩卡扣钢片簧93，C形夹簧341中部的直形边344与倒钩卡扣钢片簧93的接触部位设有凹凸配合定位，倒钩卡扣钢片簧93的卡扣滑凸边装配于正转从动棘轮的缺口729里；如图13所示，倒钩卡扣钢片簧93左边设有倒钩边装配在外滑套的缺口里的凹槽里，倒钩卡扣钢片簧右边设有卡扣滑凸边装配在外滑套右端的凸边上；

外滑套与反转从动棘轮圈装配的超越定位装置还可以是：主要如图16、图17和图18所示，外滑套72圆周排列设有二个长形通孔729，反转从动棘轮圈71的超越状态所对应于长形通孔的位置设有定位凹槽714，长形通孔外边设有缺口，缺口里设有凹槽726，翼状卡扣钢片簧95中间的倒钩片951的倒钩953装配在凹槽里，翼状卡扣钢片簧95两边的翼状弹簧片952的大折边插入到长形通孔通过小折边955压在滚柱956上，滚柱956与定位凹槽714适配，滚柱与长形通孔滑动配合，翼状卡扣钢片簧95的卡扣滑凸边954装配在外滑套的凸边上，外滑套的凸边设置在从动棘轮的外圆缺口部位；翼状卡扣钢片簧96两边的翼状弹簧片的大折边插入到长形通孔729通过小折边压在滚柱966上；还可以是从动棘轮的外圆缺口部位设有翼状卡扣钢片簧95的卡扣滑凸边954装配的凸边728；

反转从动棘轮圈71的左端设有反转从动棘齿715与一档从动齿轮26右端的反转主动棘齿适配，反转从动棘轮圈71的外花键的一侧是螺旋面716与外滑套72的内花键723的一侧螺旋面适配，形成反转从动棘齿与反转主动棘齿啮合时起到螺旋推压的作用，使车辆行驶中或大扭矩的运行状况下不至于脱档。

为了便于制造和加工，外滑套与反转从动棘轮圈装配的超越定位装置还可以是：如图19所示，外滑套72外圆设有凹环槽，凹环槽圆周排列设有三个钢球通孔，反转从动棘轮圈的超越状态所对应于钢球通孔的位置相应的设有定位凹面，外滑套的凹环槽装配钢片箍簧98，钢片箍簧圆周排列设有三个中置钢片簧981，中置钢片簧的端部压在钢球通孔里装的钢球989上，中置钢片簧设在钢片箍簧两侧边的中间位置，钢片箍簧98一端的左侧设有左长颈982和左卡扣头，钢片箍簧另一端的右侧设有右长颈984和右卡扣头，左卡扣头和右卡扣头扣合装配，左卡扣头和右卡扣头分别设有卡簧钳装卸的小圆孔983和扣合的斜边，钢片箍簧的一侧设有定位凸块985与凹环槽的缺口适配；

如图20所示，钢片箍簧98还可以是圆周排列设有三个侧置钢片簧981，侧置钢片簧设在钢片箍簧的右侧，钢片箍簧98一端的右侧设有右长颈984和右卡扣头，钢片箍簧另一端的左侧设有左长颈982和左卡扣头，左卡扣头和右卡扣头扣合装配，左卡扣头和右卡扣头分别设有卡簧钳装卸的小圆孔983和扣合的斜边，钢片箍簧的左侧设有定位缺口987与凹环槽左侧的凸块适配定位；

一档从动齿轮26通过端面齿棘轮机构19装配在从动轴4上，端面齿棘轮机构19还可以是螺旋推压双侧离合器，如图21、图22、图23和图24所示，一档从动齿轮26与外螺旋齿套612左端部位装配固定，外螺旋齿套转动配合装配在从动轴4上，一档从动齿轮与外螺旋齿套固定部位的外圆圆周排列设有三个通孔269，内螺旋主动棘轮86的动力爪863分别穿过通孔可与反转从动棘轮82适配啮合，反转从动棘轮左端通过外挡圈定位装配在从动轴4上，正转从动棘轮83右端通过外挡圈接触定位装配在从动轴上，正转从动棘轮左端圆周排列设有三个阻挡隔，圆周排列阻挡隔831与弧形块35相间装配，弧形块通过C形箍簧357套在内螺旋主动棘轮86上，阻挡隔831设有缺口832与弧形块35配合形成外环凹槽351装配C形箍簧357和控制环358，C形箍簧的两个开口端分别置于两个弧形块的弧形凹槽中的凸块352处，凸块处设有装配控制环358的缺口；

正转从动棘轮和反转从动棘轮分别通过花键装配在从动轴上，外螺旋齿套612右端与正转从动棘轮83接触，外螺旋齿套612左端与反转从动棘轮82接触，正转从动棘轮83左端面设有正转从动棘齿，正转从动棘齿的外圆部位加工形成阻挡隔831，外螺旋齿套与内螺旋主动棘轮86通过螺旋齿装配，内螺旋主动棘轮86右端设有正转主动棘齿、左端设有动力爪863，动力爪左端设有反转主动棘齿，一档从动齿轮26与内螺旋主动棘轮86装配有超越定位装置；一档从动齿轮的凸圈85圆周排列对称的设有二个直形凹槽通孔852和二个直形凹槽851，内螺旋主动棘轮86的超越状态所对应直形凹槽通孔852的位置设有定位凹槽861，C形夹簧341两端的内凸弧形边342凸出直形凹槽通孔与定位凹槽861适配，两个C形夹簧对着装配，一个C形夹簧34夹在另一个C形夹簧341的内凸弧形边上，C形夹簧341中部弯曲半圆凹形343装配在凸圈85的直形凹槽851与轴杆81之间，半圆凹形343与轴杆81适配，轴杆与半圆凹形接触的部位是圆柱形；

轴杆81左端设有小圆柱装配在一档从动齿轮26的小轴孔上，小圆柱设有外卡簧槽通过外卡簧813与一档从动齿轮装配定位；C形夹簧34通过轴杆811装配在凸圈85上，轴杆811左端设有小圆柱装配在一档从动齿轮26的另一小轴孔上，小圆柱设有外卡簧槽通过外卡簧812与一档从动齿轮26装配定位。

在正转从动棘轮83转速低或停止转动时，弧形块35由箍簧357的作用而与内螺旋主动棘轮86的外圆面贴合在一起，在转速高时，弧形块由于离心力作用克服箍簧的抱紧力而与内螺旋主动棘轮分离或滑动而减小滑动摩擦力，提高了螺旋推压双侧离合器的机械效率，使电动车在行驶中节省电能。

本发明自动变速器的变速原理和操作过程是：

以自动变速器的二档差速电机的第一实施例进行说明，如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，其属于转速自动变档，档位轴1装配的操纵装置9在初始状态和低转速运行状态，由锥形回位压簧15的作用，一档处于啮合状态，当车辆启动和低速运行时由一档传动驱动车轮而得到动力的大扭矩效果；在车速加快而电机在转速增大时，钢球92对钢球爪37的作用力加大，迫使外圆圈378、连接片379向右移动，迫使锥形回位压簧15压缩，反向动作装置12的主动架向右移动，反向动作装置的从动架及滑套55向左移动，导杆2和导杆3向左移动带动钢球离合器17的移动套90由右向左移动，一档钢球203由于离心力作用从一档啮合小内圆面907通过一档变档内锥面906移动到一档分离大内圆面905，实现一档分离；二档钢球213由移动套90的推力作用而从二档分离大内圆面通过二档变档内锥面移动到二档啮合小内圆面，实现二档啮合，变档时由于转速差的冲击作用，二档变档内锥面可以使二档钢球将移动套的移动进行短时的阻止，给电机与车速的配合得到同步的有效调节时间，当电机转速与车速匹配时，二档钢球213由移动套的推力作用而落入到二档钢球轮211的凹槽圆弧面212上，同时二档钢球213与移动套的二档啮合小内圆面接触，实现二档啮合。移动套90由右向左移动或由左向右移动时，在最大移动行程的中间时，一档钢球203和二档钢球213均处于分离的状态。

当车辆减速停车或爬坡低速运行时，由锥形大压簧15的作用，迫使外圆圈378、连接片379向左移动，反向动作装置12的主动架向左移动，反向动作装置的从动架及滑套55向右移动，导杆2和导杆3向右移动带动钢球离合器17的移动套90由左向右移动，二档钢球由于离心力作用从二档啮合小内圆面通过二档变档内锥面移动到二档分离大内圆面，实现二档分离；一档钢球213由移动套90的推力作用而从一档分离大内圆面905通过一档变档内锥面906移动到一档啮合小内圆面907，一档钢球213落入到一档钢球轮201的凹槽圆弧面202上，实现一档啮合。

在车辆行驶中当行车的阻力增大，车速变慢，二档差速电机会自动的从二档变回一档传动，增大动力的扭矩，提高电机的机械效率；当行车的阻力减小，车速变快，二档差速电机会自动的从一档变回二档传动，使车速更快，提高效率。由此周而复始，实现本发明自动变速器的二档差速电机驱动；图1所示二档处于结合状态，说明自动变速器是处于高转速的运行状态。

尽管结合附图对本发明进行了上述描述，但是本发明并不局限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，比如本发明所述的端面齿棘轮机构19和钢球离合器17还可以装配应用于本专利申请人在以前申请的中国实用新型专利申请(申请号分别是：201520367985.1、201320068179.5、201620017202.1和201620647518.9)中的部分实施例中，比如二档轮毂电机的实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，还比如钢球离合器还可以采用拨叉操纵变档，移动套的凹环槽装配拨叉，拨叉通过电磁铁或液压杆或螺旋轴操纵连接。这些均属于本发明的保护之列。

Claims (1)

1.一种自动变速器，包括档位齿轮传动系统、变档机构执行系统；所述档位齿轮传动系统是双轴二档齿轮传动或周转轮系齿轮传动，所述变档机构执行系统包括自动离合器配合端面齿棘轮机构或反向动作装置配合钢球离合器；

其特征是：所述端面齿棘轮机构设有超越定位装置，所述钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置；

所述端面齿棘轮机构是螺旋推压单侧离合器；

所述螺旋推压单侧离合器是外滑套通过螺旋齿旋转滑动配合装配反转从动棘轮圈，外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置；

所述钢球离合器设有钢球分离无碰撞装置，移动套与变档操纵装置连接，移动套右边设有一档分离大内圆面、一档变档内锥面、一档啮合小内圆面，移动套左边设有二档分离大内圆面、二档变档内锥面、二档啮合小内圆面，移动套通过花键轴向滑动配合装配在钢球保持架的外圆，钢球保持架通过内花键装配在档位轴的轴台阶上，钢球保持架右边圆周均匀分布设有多个一档钢球孔，一档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个一档钢球孔里装有一个一档钢球，一档钢球与一档钢球轮左边圆周排列的凹槽圆弧面适配，一档钢球轮与一档齿轮固定转动配合装配在档位轴轴台阶的右边；钢球保持架左边圆周均匀分布设有多个二档钢球孔，二档钢球孔的圆心线与轴心线垂直，每个二档钢球孔里装有一个二档钢球，二档钢球与二档钢球轮右边圆周排列的凹槽圆弧面适配，二档钢球轮与二档齿轮固定转动配合装配在档位轴轴台阶的左边；

所述外滑套与反转从动棘轮圈装配有超越定位装置，外滑套对称的设有二个直形凹槽通孔和二个直形凹槽，反转从动棘轮圈的超越状态所对应二个直形凹槽通孔的位置设有二个定位凹槽，C形夹簧中部设有一直形边且两端分别置于直形凹槽通孔的部位设有内凸弧形边，内凸弧形边凸出直形凹槽通孔与反转从动棘轮圈的定位凹槽适配，两个C形夹簧的开口对着装配，一个C形夹簧夹在另一个C形夹簧的内凸弧形边的外边，C形夹簧中部的直形边装配在外滑套的直形凹槽中，直形凹槽的开口部位装配倒钩卡扣钢片簧，C形夹簧中部的直形边与倒钩卡扣钢片簧的接触部位设有凹凸配合定位，倒钩卡扣钢片簧设有倒钩边装配在外滑套的缺口里的凹槽里，倒钩卡扣钢片簧设有卡扣滑凸边装配在外滑套的凸边上。