CN107489743B - 自动档变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动档变速器，其传动切换系统是摩擦离合器与端面齿离合器配合实现变档或反向动作装置与钢球离合器或端面齿离合器配合实现变档。其特征是：端面齿离合器还装配有同步装置；锥面离合器与牙嵌离合器配合包括盘座、外结合体和内结合体，外结合体通个回位弹簧和正向动作装置装配在盘座上，盘座包括内齿圈、内滑套，外结合体包括外滑套、内锥面体、牙嵌齿圈，弹性牙嵌齿圈装配在圈座上，内结合体包括内花键滑套、外锥面体；内结合体轴向滑动配合装配在输入轴上；输出轴通过轴承装配盘座，行星架与输出轴固定，中心轮装配在输入轴上。本发明自动档变速器用于电动车可节电。

Description

自动档变速器

技术领域

本发明涉及电动车驱动系统中的自动档变速器，尤其涉及电动车的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；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，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；变档机构执行系统包括自动离合器、端面齿棘轮机构；弹簧推压式离合器是从动齿轮设有套座与从动轴转动配合，从动棘轮与从动轴通过花键滑动配合，从动棘轮的一端面设有从动棘齿，还装配有离心反推装置，离心反推装置在转速高的状态迫使从动棘轮移动与从动齿轮分离，从动棘轮的另一端面装配有压缩的弹簧，从动齿轮的端面设有主动棘齿，主动棘齿与从动棘齿适配。其主动棘齿与从动棘齿在一定车速时存在频繁结合和分离的问题，易造成频繁撞击损坏棘齿的工况，最终会使用寿命短，且性能不稳定。

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，本自动档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：解决当前自动档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。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可靠、机械效率高且变档平顺行车舒适的自动档变速器。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种自动档变速器，包括操纵装置、传动切换系统、齿轮传动系统，所述齿轮传动系统是双轴二档齿轮传动或周转轮系齿轮传动，所述传动切换系统是摩擦离合器与端面齿离合器配合实现变档或反向动作装置与钢球离合器或端面齿离合器配合实现变档。

所述摩擦离合器是多片式离合器或锥面离合器，所述端面齿离合器还装配有同步装置；所述端面齿离合器是结合套离合器或牙嵌离合器。

锥面离合器与牙嵌离合器配合包括盘座、外结合体和内结合体，外结合体通过回位弹簧和正向动作装置装配在盘座上，盘座包括大圆盘、内齿圈、内滑套，外结合体包括外滑套、内锥面体、牙嵌齿圈，牙嵌齿圈与弹性牙嵌齿圈适配啮合或分离，弹性牙嵌齿圈装配在圈座上，圈座固定在机壳的圆筒壳里，内结合体包括内花键套、支架、外锥面体，内锥面体与外锥面体适配，内结合体一端面装配有塔形压簧，内结合体另一端面装配有操纵装置，内结合体轴向滑动配合装配在输入轴上。

输出轴通过轴承装配盘座，行星架与输出轴固定，行星架装配固定行星轮轴，行星轮轴转动配合装配行星轮，行星轮与内齿圈啮合的同时与中心轮啮合，中心轮装配固定在输入轴上，输入轴的一端与输出轴的一端装配转动配合，输入轴与输出轴的轴心线在同一条直线上，输入轴与输出轴分别通过轴承装配在机壳的两个端盖上。

或是行星轮轴转动配合装配大行星轮和小行星轮，大行星轮和小行星轮叠合固定，小行星轮与内齿圈啮合，大行星轮与中心轮啮合。

或是牙嵌齿圈与弹性牙嵌齿圈适配改变为结合套齿圈与弹性啮合齿圈适配。

所述反向动作装置与钢球离合器或端面齿离合器配合实现变档。反向动作装置与钢球离合器配合包括钢球架、钢球槽轮、移动套，钢球架设有钢球缺口、移动套的两端圆周排列设有多个开口形成多个钢板簧，钢球槽轮设有外凸挡圈与钢球缺口配合装配钢球或钢球槽轮的外凸挡圈装配弹性圈和挡圈与钢球缺口配合装配钢球，档位轴上的一档钢球槽轮与一档主动齿轮装配固定，二档钢球槽轮与二档主动齿轮装配固定。钢球与钢板簧或移动套配合。

反向动作装置与结合套离合器配合实现变档，所述结合套离合器还装配有同步装置，结合套的外圆设有外凹环槽，同步圈设有长弧形口，同步圈的两个端面圆周排列设有同步齿，同步齿设有小斜面或弧形面，长弧形口装配弧形滑块，弧形滑块的内圆面与结合套的外凹环槽适配，弧形滑块的外圆面设有凹槽，凹槽装配箍簧，结合套两端的结合齿与两端的啮合齿的有效分离行程比同步圈两端的同步齿与两端的同步爪的有效分离行程大。档位轴上的一档结合齿圈和一档同步齿圈与一档主动齿轮装配固定，二档结合齿圈和二档同步齿圈与二档主动齿轮装配固定。

反向动作装置与牙嵌离合器配合实现变档，所述牙嵌离合器还装配有同步装置，移动套的外圆设有外凹环槽，同步圈设有长弧形口，同步圈的两个端面圆周排列设有同步齿，同步齿设有小斜面或弧形面，长弧形口装配弧形滑块，弧形滑块的内圆面与移动套的外凹环槽适配，弧形滑块的外圆面设有凹槽，凹槽装配箍簧。移动套两端的牙嵌齿与两端的啮合牙嵌齿的有效分离行程比同步圈两端的同步齿与两端的啮合牙嵌齿的有效分离行程大。档位轴上的一档牙嵌齿圈与一档主动齿轮装配固定，二档牙嵌齿圈与二档主动齿轮装配固定。

所述双轴二档齿轮传动，档位轴上装配操纵装置、反向动作装置、钢球离合器或端面齿离合器，档位轴上的一档主动齿轮和二档主动齿轮分别与从动轴上装配固定的一档从动齿轮和二档从动齿轮啮合；或是一档从动齿轮通过双向超越离合器装配在从动轴上，二档从动齿轮与从动轴装配固定。档位轴与动力传动连接，从动轴输出动力。

所述周转轮系齿轮传动，包括：机壳、摩擦离合器、端面齿离合器、内齿圈、行星轮、中心轮、行星架、输入轴、输出轴，机壳包括圆筒壳、左端盖、右端盖，行星架右端圆周排列固定多个行星轮轴，行星架中心部位与输出轴右端外圆装配固定或一体成型，输出轴右端设有轴承座或滑套，输入轴的左端与输出轴通过轴承装配或与输出轴的滑套转动配合；输出轴的右端设有外凸台阶，外凸台阶与轴承内圆圈右端面接触定位，轴承内圆圈左端面与挡圈接触定位，轴承的外圆圈装配在盘座的大圆盘中心部位的轴承座里面，轴承座内圆右端设有内凸圈，轴承座左端设有内圆凹环槽，内圆凹环槽装配内卡簧，盘座通过轴承与输出轴转动配合；输入轴从左至右分别装配有外卡簧、中心轮、左挡圈、小压簧座、塔形压簧、内结合体、斜面爪架、钢球槽架、右挡圈，斜面爪架的斜面爪左端面与内结合体的支架右端面接触，钢球槽架上装的钢球与斜面爪架的斜面爪工作面接触。输入轴与动力传动连接，输出轴输出动力。

所述周转轮系齿轮传动，输入轴设有外花键，通过外花键和外卡簧装配中心轮、内结合体、钢球槽架，小压簧座套在输入轴上，小压簧座的右端设有右凸圈，塔形压簧的小圈端套在右凸圈的外圆部位，两个塔形压簧合并装配，两个塔形压簧相对旋转180°，塔形压簧的外圆端与内结合体支架上的小圆柱装配定位，塔形压簧的外圆端折弯成小圆圈套在小圆柱上；或是三个塔形压簧合并装配，三个塔形压簧相对旋转120°。

机壳的圆筒壳右端内圆设有内凸圈，内凸圈的左端与圈座的右端接触装配固定，圈座设有左凸挡块，圈座左端圆筒外圆设有凹环槽，圈座左端通过外卡簧装配弹性牙嵌齿圈，弹性牙嵌齿圈右端圆周排列设有右凸挡块，右凸挡块与左凸挡块相间装配，每个右凸挡块与左凸挡块之间装配一个橡胶块，弹性牙嵌齿圈左端设有左凸圈，左凸圈左端面圆周排列设有牙嵌齿，弹性牙嵌齿圈内凸圈左端面与外卡簧右端面接触定位，橡胶块圆周排列形成的外圆面与圆筒壳的内圆面接触定位。外结合体右端面圆周排列设有牙嵌齿，右边内圆设有内锥面体。外结合体的左边内圆圆周排列设有内凸滑齿，左端圆周排列设有圆形腔，圆形腔里装配小压簧，小压簧左端与盘座的大圆盘接触，外结合体外圆圆周排列固定有外凸耳，外凸耳的小孔与正向动作装置的钢片簧的小孔对应通过销轴、卡簧装配固定，正向动作装置的钢片圈圆周排列设有小孔与大圆盘右端固定的右凸耳的小孔对应通过销轴、卡簧装配固定。

正向动作装置的钢片簧还可以采用多个C形钢片簧组装而成，C形钢片簧两端的小孔分别对应外凸耳的小孔通过销轴、卡簧装配固定，C形钢片簧中间折弯爪的小孔与大圆盘右端固定的右凸耳的小孔对应通过销轴、卡簧装配固定，C形钢片簧始终处于被挤压状态。

为了使牙嵌离合器啮合时减小冲击，在弹性牙嵌齿圈上还装配有同步装置。弹性牙嵌齿圈的右端设有右凸圈，右凸圈的右端外圆设有外卡簧槽，弹性牙嵌齿圈中部设有外凸圈，外凸圈与右凸圈之间设有多个挡隔，弹性牙嵌齿圈的挡隔与圈座左端的挡隔相间装配，每两个挡隔之间装配一个橡胶块，圈座右端面为圆环平面，弹性牙嵌齿圈的右凸圈装配在圈座的内圆面上，右凸圈的外卡簧槽装配外卡簧与圈座的右端面接触，圈座固定在圆筒壳的内圆面上，可以一体铸造成型。弹性牙嵌齿圈左端设有左凸圈，左凸圈的左端设有牙嵌齿，左凸圈外圆设有外凹环槽，同步圈的内圆面与左凸圈的外圆面适配滑动配合，同步圈的左端设有同步齿，同步圈圆周排列设有弧形长口，每两个弧形长口之间设有阻挡隔，多个弧形滑块圆周排列装配在同步圈的弧形长口中，弧形滑块圆周排列的外圆设有外凹槽并装配圆形箍簧，圆形箍簧与阻挡隔之间留有空隙，多个弧形滑块的内圆面与左凸圈的外凹环槽适配摩擦配合。

所述双向超越离合器是在现有公开技术中的双向反推超越离合器上增加了正向动作装置、正转长形滑齿和反转长形滑齿。双向超越离合器是从动轴上圆周排列设有多条深凹槽，正转从动棘轮的内滑齿部位设有正转长形滑齿，正转长形滑齿与深凹槽适配滑动配合，反转从动棘轮的内滑齿部位设有反转长形滑齿，反转长形滑齿与深凹槽适配滑动配合。

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，第一导杆和第二导杆与钢球离合器连接或与牙嵌离合器连接或与结合套离合器连接。

所述钢球离合器是在现有公开技术中的钢球离合器的移动套的两端圆周排列设有多个开口，形成多个钢板簧，或是在钢球离合器现有的钢球保持架两端圆周排列的钢球孔改为钢球缺口成为钢球架，相应的在现有钢球槽轮的外圆设有外凸挡圈或在外凸挡圈一端面装配弹性圈、挡圈。钢球缺口与钢球槽轮、外凸挡圈配合装配钢球，钢球与钢板簧或移动套配合。

与现有技术相比，本发明自动档变速器的有益效果是：

1.本自动档变速器采用双向超越离合器，保证了动力传递的连贯性和可靠性，解决了减速倒拉现象。

2.采用钢球离合器，使变档变速时的传动冲击得到有效缓冲，尤其是移动套设有开口，使移动套与每个钢球都受力，且得到弹性缓冲，保证了钢球离合器的使用寿命，钢球架采用钢球缺口，便于精锻成型，降低生产成本。

3.本自动档变速器的周转轮系齿轮传动在高速运行的工况中，齿轮传动处于同步运转得到最高机械效率，本技术应用于二档差速电机和轮毂电机装配于现有的电动车，有利于节电、延长电机和电池的使用寿命。

附图说明

图1是本发明自动档变速器的第一实施例二档周转轮系变速器的结构示意图；

图2是图1中的外结合体、牙嵌离合器和机壳的左视部分零部件分解示意图；

图3是图1中的外结合体、牙嵌离合器和机壳的右视部分零部件分解示意图；

图4是外接合体、牙嵌离合器和同步装置的部分零部件分解示意图；

图5是图4中的同步装置的部分零部件分解示意图；

图6是图5中的A向部分放大图；

图7是图1中小簧座的结构示意图；

图8是塔形压簧合并装配示意图；

图9是本发明自动档变速器的第二实施例二档差速电机的结构示意图；

图10是图9中钢球离合器的部分结构示意图；

图11是钢球离合器的另一结构示意图；

图12是图11中钢球架与移动套的部分结构示意图；

图13是图11中一档主动齿轮、钢球槽轮、弹性垫圈和挡圈的结构示意图；

图14是钢球离合器中钢片箍簧的结构示意图；

图15是牙嵌离合器的部分结构示意图；

图16是双向超越离合器的轴向剖视图；

图17是图16中反转从动棘轮的内花键滑齿部位的局部结构放大图；

图18是图16的右视部分零部件分解示意图；

图19是图16的左视部分零部件分解示意图；

图20是结合套离合器的结构示意图；

图21是图20的左视部分零部件分解示意图；

图22是图20的右视部分零部件分解示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，图1所示是本发明自动档变速器的第一实施例二档周转轮系变速器，可装配于动力为五个千瓦以下的四轮电动车的驱动桥。

为了适合大功率的电机和使车辆起步平稳以及提高变档加减速的舒适性，自动档变速器采用锥面离合器与牙嵌离合器配合实现变档，其包括盘座63、外结合体64和内结合体31，外结合体64通过八个小压簧151和正向动作装置86装配在盘座63上，盘座包括大圆盘632、内齿圈84、内滑套634，内滑套外圆圆周排列设有滑槽633，外结合体64包括外滑套646、内锥面体645、牙嵌齿圈641，牙嵌齿圈641与弹性牙嵌齿圈68适配啮合或分离，弹性牙嵌齿圈装配在圈座67上，圈座67固定在机壳的圆筒壳533里，内结合体31包括内花键套311、支架312、外锥面体313，内锥面体与外锥面体适配，内结合体31左端面装配有塔形压簧15，内结合体右端面装配有操纵装置9，内结合体31轴向滑动配合装配在输入轴10上。

输出轴62通过轴承622装配盘座63，行星架与输出轴62右端外圆固定，行星架装配固定行星轮轴625，行星轮轴625转动配合装配行星轮82，行星轮与内齿圈84啮合的同时与中心轮83啮合，中心轮装配固定在输入轴10上，输入轴的左端与输出轴的右端通过轴承623装配转动配合，输入轴与输出轴的轴心线在同一条直线上，输入轴10装配右挡圈109通过轴承665装配在机壳的右端盖532中心部位的轴承座上，输入轴10从左至右分别装配有外卡簧107、中心轮83、左挡圈106、小压簧座154、塔形压簧15、内结合体31、斜面爪架378、钢球槽架91、右挡圈109，斜面爪架的斜面爪37左端面与内结合体的支架312右端面接触，钢球槽架91上装的钢球92与斜面爪架的斜面爪37工作面接触，钢球槽架91的内花键套371的右端与右挡圈109接触定位，输入轴10与动力传动连接。

输出轴的右端设有外凸台阶，外凸台阶与轴承622内圆圈右端面接触定位，轴承622内圆圈左端面与挡圈626接触定位，轴承622的外圆圈装配在盘座63的大圆盘632中心部位的轴承座637里面，轴承座内圆右端设有内凸圈，轴承座637左端设有内圆凹环槽装配内卡簧624，盘座63通过轴承622与输出轴62转动配合；输出轴62装上挡圈626通过轴承621装配在机壳的左端盖531中心部位的轴承座上。输出轴62左端装配固定小齿轮61输出动力。

输入轴10设有外花键凹槽102，通过外花键凹槽固定装配中心轮83，中心轮装配在外卡簧107和左挡圈106之间，小压簧座154套在输入轴上，小压簧座的右端设有右凸圈155，塔形压簧15左端的小圈端套在右凸圈155的外圆部位。塔形压簧15右端与内结合体31的支架312的左端接触。

在图1和图8中，为了使内结合体在输入轴上滑动时不产生倾斜，塔形压簧159和塔形压簧158合并装配，两个塔形压簧相对旋转180°，塔形压簧的外圆端折弯成小圆圈套在内结合体支架的小圆柱上；塔形压簧159的外圆端与小圆柱156装配定位，塔形压簧158的外圆端的小圆圈与小圆柱157装配定位。

在图2和图3中，机壳的圆筒壳533右边内圆设有内凸圈537，内凸圈的左端与圈座67的右端接触通过螺栓装配固定，圈座设有螺丝孔674和左凸挡块671，圈座左端的左凸圈673外圆设有凹环槽672，圈座左端通过外卡簧675装配弹性牙嵌齿圈68，弹性牙嵌齿圈右端圆周排列设有右凸挡块681，右凸挡块与左凸挡块相间装配，每个右凸挡块与左凸挡块之间装配一个橡胶块535，弹性牙嵌齿圈左端设有左凸圈，左凸圈左端面圆周排列设有牙嵌齿683，弹性牙嵌齿圈68内圆的内凸圈682左端面与外卡簧675接触定位，橡胶块圆周排列形成的外圆面与圆筒壳533的内圆面接触定位。外结合体64右端面圆周排列设有牙嵌齿，右边内圆设有内锥面体。外结合体的左边内圆圆周排列设有内凸滑齿644，左端圆周排列设有圆形腔643，圆形腔里装配小压簧151，小压簧左端与盘座的大圆盘632接触，内凸滑齿644与滑槽633适配滑动配合，外结合体外圆圆周排列固定有外凸耳642，外凸耳的小孔与正向动作装置86的钢片簧861的小孔对应通过销轴862、卡簧装配固定，正向动作装置的钢片圈863圆周排列设有小孔与大圆盘右端固定的右凸耳631的小孔对应通过销轴864、卡簧装配固定。

为了便于生产和降低成本，正向动作装置的钢片簧可以采用四个C形钢片簧组装而成，比如图3中的C形钢片簧866，C形钢片簧两端的小孔分别对应外凸耳642的小孔通过销轴862、卡簧装配固定，C形钢片簧866中间折弯爪的小孔867与大圆盘632右端固定的右凸耳631的小孔对应通过销轴864、卡簧装配固定，C形钢片簧始终处于被挤压状态。

为了使牙嵌离合器啮合时减小冲击，在弹性牙嵌齿圈上还可装配同步装置。在图4、图5和图6中，弹性牙嵌齿圈68的右端设有右凸圈685，右凸圈的右端外圆设有外卡簧槽686，弹性牙嵌齿圈中部设有外凸圈684，外凸圈与右凸圈之间设有十二个挡隔681，弹性牙嵌齿圈的挡隔与圈座677左端的挡隔678相间装配，每两个挡隔之间装配一个橡胶块，圈座右端面为圆环平面679，弹性牙嵌齿圈68的右凸圈装配在圈座677的内圆面上，右凸圈的外卡簧槽装配外卡簧675与圈座的圆环平面679接触，圈座677固定在机壳的圆筒壳的内圆面上，可以一体铸造成型。弹性牙嵌齿圈68左端设有左凸圈，左凸圈687的左端设有牙嵌齿683，左凸圈外圆设有外凹环槽688，同步圈85的内圆面与左凸圈687的外圆面适配滑动配合，同步圈的左端设有同步齿851，同步齿851设有小斜面854，同步圈圆周排列设有弧形长口852，每两个弧形长口之间设有阻挡隔853，四个弧形滑块855圆周排列装配在同步圈85的弧形长口中，弧形滑块圆周排列的外圆设有外凹槽856并装配圆形箍簧857，圆形箍簧与阻挡隔853之间留有空隙，四个弧形滑块的内圆面与左凸圈的外凹环槽适配摩擦配合。

如图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和图22所示，为了降低制造成本，自动档变速器还可采用双轴二档齿轮传动，采用反向动作装置与钢球离合器或结合套离合器或牙嵌离合器配合实现转速变档变速。

图9所示是本发明自动档变速器的第二实施例二档差速电机，可装配于二千瓦以下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，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。操纵装置9采用钢球槽与斜面爪配合，钢球槽架91装的钢球92与斜面爪37的工作面接触，六个斜面爪圆周分布设在斜面爪架378的内圆面，钢球槽与相应的斜面爪装配；操纵装置9与反向动作装置12通过连接片379连接，斜面爪右端与反向动作装置左端装配有压缩的塔形压簧15，反向动作装置12的从动架通过滑套55装配导杆443和导杆444，两个导杆分别装在档位轴的两个深凹槽102里，两个导杆右端的通孔装配具有弹性的销轴43，销轴与钢球离合器17的移动套90连接，销轴的两端与钢片箍簧42接触定位。

钢球离合器17的结构在公开的中国发明专利申请(申请号：2016109870517)中有具体的介绍，图10中所示是在其中的移动套90的两端圆周排列各增设十二个小开口908。钢球架70的两端圆周均匀分布各设有十二个钢球孔，每个钢球孔里装有一个钢球，一档钢球槽轮201与一档主动齿轮装配固定，二档钢球槽轮与二档主动齿轮装配固定，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。

反向动作变档机构在公开的中国实用新型专利申请(申请号：2015203679851)中有具体的介绍，其中所述的档位轴轴向依次装配有操纵装置、反向动作装置、传动切换装置，操纵装置是钢球斜面装置，钢球斜面装置是钢球槽与钢球爪配合；钢球槽装的钢球与钢球爪工作面接触；所述钢球爪就是本专利申请所述的斜面爪。在本人的公开的中国发明专利申请(申请号：2012101255418)中也有具体的介绍。

为了便于生产和延长钢球离合器的使用寿命，在图11、图12、图13和图14中所示，钢球离合器17的移动套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42装配在凹环槽上，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，移动套90的两端圆周排列各设有十八个小开口908，钢球架70右边圆周均匀分布设有十八个一档钢球缺口703，每个一档钢球缺口装有一个钢球203，钢球架左边圆周均匀分布设有十八个二档钢球缺口701，每个二档钢球缺口里装有一个钢球，钢球架的外圆圆周排列三个钢球缺口之间设有花键槽704，钢球架70设有两个内凸齿条705装配在档位轴1的两个浅凹槽中，钢球架的两个内凹槽706与档位轴1的两个深凹槽对应，两个深凹槽设有长形通孔贯通，钢球架的长形通孔702与轴长形通孔对应贯通，移动套的两个小销轴孔903与轴长形通孔对应贯通，导杆443右端的销轴孔和导杆444右端的销轴孔与移动套的两个小销轴孔对应贯通，轴杆43穿过导杆443和导杆444右端的两个销轴孔，导杆443与导杆444的结构相同，轴杆的两端分别固定在移动套的两个小销轴孔里再通过装配钢片箍簧42控制定位，钢片箍簧42的两端设有倒钩卡扣429扣合在移动套的方形孔902的两个圆弧角边上。一档钢球槽轮和二档钢球槽轮均设有外凸挡圈与钢球缺口配合装配钢球。

为了减小钢球对钢球槽轮的冲击，在图11和图13中所示，一档钢球槽轮201的外凸圈206左端装配弹性圈204和挡圈205，挡圈与钢球缺口配合装配钢球203，档位轴上的一档钢球槽轮201与一档主动齿轮20左端的外花键套200装配固定，一档钢球槽轮201的钢球槽202与钢球203适配，二档钢球槽轮与二档主动齿轮21装配固定。

为了降低生产成本，反向动作装置还可以与牙嵌离合器配合实现变档，在图15中所示，牙嵌离合器的移动套948还装配有同步装置，同步圈95设有长弧形口装配弧形滑块954，弧形滑块的外圆面设有凹槽装配圆形箍簧955，同步圈95的左端设有同步牙嵌齿与二档主动齿轮21固定的同步牙嵌爪442适配，同步圈的右端设有同步牙嵌齿与一档主动齿轮20固定的同步牙嵌爪441适配，一档主动齿轮20和二档主动齿轮21旋转滑动配合装配在档位轴1上，牙嵌离合器的内花键座949轴向滑动配合套在档位轴1的外花键上，内花键座949通过导杆2和导杆3与反向动作装置连接，移动套的牙嵌齿与同步牙嵌爪适配。

为了使车辆减速时不产生倒拉现象，在图9、图16、图17、图18和图19中所示，一档从动齿轮26还可以通过双向超越离合器装配在从动轴4上，双向超越离合器261只是在公开的中国实用新型专利(申请号：2016206475189)中所述的双向反推超越离合器上增加了正向动作装置、正转长形滑齿134和反转长形滑齿144，双向超越离合器261装配的从动轴4上圆周排列设有三条深凹槽405，正转从动棘轮127的内滑齿部位设有正转长形滑齿134，正转长形滑齿与深凹槽405适配滑动配合，反转从动棘轮114的内滑齿部位设有反转长形滑齿144，反转长形滑齿与深凹槽405适配滑动配合。

双向超越离合器中的正转从动棘轮的左端面设有正转从动棘齿，装配有离心反推装置，正转从动棘轮的右端面装配有压缩的正转花瓣形钢片簧116和正向动作装置；从动轴4通过外卡簧槽401装外卡簧110和外卡簧槽402装外卡簧118而轴向定位装配一档从动齿轮26，一档从动齿轮设有套座263与从动轴转动配合，一档从动齿轮右端面设有正转主动棘齿264，正转从动棘轮127与从动轴4通过花键131滑动配合，正转从动棘轮左端面设有大凸圈，大凸圈左端面设有正转从动棘齿133与正转主动棘齿264适配，正转从动棘轮左端面还设有小凸圈132，小凸圈左端面与小钢球121接触，小钢球装配在正转圆环盘128的锥面环形凹槽182里，正转圆环盘通过花键183与从动轴装配，正转圆环盘的锥面环形凹槽里圆周分布固定有四个阻挡片181，正转从动棘轮右端面装配有压缩的正转花瓣形钢片簧116，正转花瓣形钢片簧116的圆环右端面与外卡簧119接触，外卡簧119装在外卡簧槽403里；正转从动棘轮右端面圆周排列设有六个定位爪152，定位爪设有弧形槽153和内凸端面，倒钩内卡簧32的两端倒钩428装配在两个定位爪之间，双环钢片簧6设有储能钢片662、定位内圈661、定位外圈663，定位外圈663装在定位爪152的内凸端面和倒钩内卡簧32之间；倒钩内卡簧装配在定位爪的弧形槽里。定位内圈661装在从动轴的外卡簧119和垫圈99之间，垫圈的右端面由外卡簧31定位，从动轴4通过外卡簧槽403装外卡簧119和外卡簧槽404装外卡簧31。当定位内圈661与定位外圈663在同一个平面时，正转从动棘齿133的端面与正转主动棘齿264的端面也在同一个面上，双环钢片簧6的储能钢片662处于挤压状态。

一档从动齿轮左端面设有反转主动棘齿265，反转从动棘轮114与从动轴通过花键143滑动配合，反转从动棘轮右端面设有大凸圈，大凸圈右端面设有反转从动棘齿141与反转主动棘齿265适配，反转从动棘轮右端面还设有小凸圈，小凸圈右端面与小钢球111接触，小钢球装配在反转圆环盘11的锥面环形凹槽里，反转圆环盘通过花键与从动轴装配，反转圆环盘的锥面环形凹槽里圆周分布固定有四个阻挡片，反转从动棘轮左端面装配有压缩的反转花瓣形钢片簧117，反转花瓣形钢片簧的左端面与挡圈接触；反转圆环盘里装配的钢球总个数比正转圆环盘里装配的钢球总个数多四个。图16所示的双向超越离合器处于超越运行状态。

为了使车辆变档时舒适可靠，延长离合器的使用寿命，采用反向动作装置与结合套离合器配合实现变档。在图20、图21和图22中所示，在结合套离合器上还装配有同步装置。

结合套离合器只是在公开的中国实用新型专利(申请号：2013200681795)中所述的钢片同步式弹性结合套上的钢片组合部分改装为同步圈组合。反向动作装置的滑套装配的导杆2和导杆3与结合套离合器的内花键座96通过圆环挡圈969与内卡簧装配，内花键座96左端内凸圈设有两个缺口962，两个导杆右端的外凸爪装配在缺口962里，挡圈969右端与外凸爪接触定位，挡圈969左端与装在内卡簧槽961上的内卡簧接触定位。

一档主动齿轮20和二档主动齿轮21旋转滑动配合装配在档位轴1上，二档主动齿轮21装配在档位轴1的外卡簧槽191与外卡簧槽192之间，一档主动齿轮20装配在档位轴1的轴台阶194与外卡簧槽193之间，结合套离合器的内花键座96轴向滑动配合装配在档位轴1的外卡簧槽192与轴台阶194之间，一档结合齿圈208和一档同步齿圈206与一档主动齿轮20装配固定，二档结合齿圈218和二档同步齿圈216与二档主动齿轮21装配固定。

结合套离合器的内花键座96轴向滑动配合套在档位轴1的外花键上，内花键座96设有四个内齿条分别装配在档位轴1的两个深凹槽102和两个浅凹槽195上，内花键座外圆固定有三个外挡块，结合套94内圆相应的固定有三个内挡块，内花键座通过六个橡胶块968紧密配合装配结合套94，内花键座96右端的外卡簧槽963装配外卡簧与结合套94的内凸圈946的右端面接触定位。结合套的外圆面正中位置设有外凹环槽942，外凹环槽942的两端设有外凸环941，外凸环941的外圆面与同步圈95的内圆面适配滑动配合，同步圈设有长弧形口951和阻挡隔957，同步圈的左端面圆周排列设有同步齿953与二档同步齿圈216右端的同步爪217适配，同步圈的右端面圆周排列设有同步齿952与一档同步齿圈206左端的同步爪207适配，长弧形口951装配弧形滑块954，弧形滑块的内圆面与结合套的外凹环槽适配，弧形滑块954的外圆面设有凹槽，凹槽装配圆形箍簧955，圆形箍簧955与阻挡隔957之间留有空隙。

结合套的左端内圆面圆周排列设有二档结合齿944与二档结合齿圈218外圆的啮合齿219适配，结合套的右端内圆面圆周排列设有一档结合齿943与一档结合齿圈208外圆的啮合齿209适配。结合套两端的结合齿与两端的啮合齿的有效分离行程比同步圈两端的同步齿与两端的同步爪的有效分离行程大三毫米，同步圈两端的同步齿与两端的同步爪的有效分离行程为一点五毫米，结合套两端的结合齿与两端的啮合齿的有效分离行程为四点五毫米。

本发明自动档变速器的变速原理和操作过程是：

以自动档变速器的第一实施例二档周转轮系变速器进行说明，如图1、图2和图3所示，其属于转速自动变档，采用锥面离合器与牙嵌离合器配合实现变档，输入轴10装配的操纵装置在起步和低转速时，塔形压簧15迫使内结合体31向右推压斜面爪架371，斜面爪的斜面作用迫使钢球槽里的钢球向输入轴中心收缩，外结合体64和内结合体31分离。外结合体64通过小压簧151和正向动作装置86的作用而与弹性牙嵌齿圈68啮合，此时盘座63固定的内齿圈84被机壳控制固定，当电机带动输入轴10右向旋转时，由中心轮83、行星轮82、内齿圈84、行星架、输出轴62传动，输出轴右向旋转带动小齿轮61右向旋转输出动力，实现一档大扭矩驱动。

当车辆的行车阻力减小，车速加快，操作加速行驶时，电机转速升高，操纵装置的钢球槽里的钢球由于离心力的作用向外圆扩张迫使斜面爪架371向左移动，内结合体31向左推压使塔形压簧15压缩，迫使内结合体31向左移动与外结合体64结合滑动摩擦，当电机转速不但提高，内结合体31向左移动的推力不断加大，迫使外结合体64在盘座63上向左滑动，外结合体64的牙嵌齿圈641与弹性牙嵌齿圈68分离，此时外结合体带动盘座63一同旋转。当电机带动输入轴10右向旋转时，由内结合体31、外结合体64、盘座63、中心轮83、行星轮82、内齿圈84、行星架、输出轴62传动，输出轴右向旋转带动小齿轮61右向旋转输出动力，实现二档高速行驶。

当行车的阻力增大或操作减速时，塔形压簧迫使内结合体向右推压斜面爪架，斜面爪的斜面作用迫使钢球槽里的钢球向输入轴中心收缩，外结合体64和内结合体31分离。外结合体64通过小压簧151和正向动作装置86的作用而在盘座上向右滑动，外接合体右端的牙嵌齿圈641与弹性牙嵌齿圈68的牙嵌齿683啮合，此时盘座63固定的内齿圈84被机壳控制固定，自动档变速器又回到一档大扭矩驱动，此时也可以减速停车。由此周而复始，实现本发明自动档变速器的二档自动变速传动。图1所示二档处于结合状态，说明自动档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，比如本发明所述的双向超越离合器261和钢球离合器17还可以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。这些均属于本发明的保护之列。

Claims (3)

1.一种自动档变速器，包括操纵装置、传动切换系统、齿轮传动系统，所述齿轮传动系统是周转轮系齿轮传动，所述传动切换系统是摩擦离合器与端面齿离合器配合实现变档；

其特征是：所述摩擦离合器是锥面离合器，所述端面齿离合器还装配有同步装置；所述端面齿离合器是牙嵌离合器；

锥面离合器与牙嵌离合器配合包括盘座、外结合体和内结合体，外结合体通过回位弹簧和正向动作装置装配在盘座上，盘座包括大圆盘、内齿圈、内滑套，外结合体包括外滑套、内锥面体、牙嵌齿圈，牙嵌齿圈与弹性牙嵌齿圈适配啮合或分离，弹性牙嵌齿圈装配在圈座上，圈座固定在机壳的圆筒壳里，内结合体包括内花键套、支架、外锥面体，内锥面体与外锥面体适配，内结合体一端面装配有塔形压簧，内结合体另一端面装配有操纵装置，内结合体轴向滑动配合装配在输入轴上；

所述周转轮系齿轮传动，包括所述机壳、所述摩擦离合器、所述端面齿离合器、所述内齿圈、行星轮、中心轮、行星架、输入轴、输出轴，机壳包括圆筒壳、左端盖、右端盖，行星架右端圆周排列固定多个行星轮轴，行星架中心部位与输出轴右端外圆装配固定或一体成型，输出轴右端设有轴承座，输入轴的左端与输出轴通过轴承装配；输出轴的右端设有外凸台阶，外凸台阶与轴承内圆圈右端面接触定位，轴承内圆圈左端面与挡圈接触定位，轴承的外圆圈装配在盘座的大圆盘中心部位的轴承座里面，轴承座内圆右端设有内凸圈，轴承座左端设有内圆凹环槽，内圆凹环槽装配内卡簧，盘座通过轴承与输出轴转动配合；输入轴从左至右分别装配有外卡簧、中心轮、左挡圈、小压簧座、塔形压簧、内结合体、斜面爪架、钢球槽架、右挡圈，斜面爪架的斜面爪左端面与内结合体的支架右端面接触，钢球槽架上装的钢球与斜面爪架的斜面爪工作面接触；输入轴与动力传动连接，输出轴输出动力；

所述弹性牙嵌齿圈还装配有同步装置，弹性牙嵌齿圈的右端设有右凸圈，右凸圈的右端外圆设有外卡簧槽，弹性牙嵌齿圈中部设有外凸圈，外凸圈与右凸圈之间设有多个挡隔，弹性牙嵌齿圈的挡隔与圈座左端的挡隔相间装配，每两个挡隔之间装配一个橡胶块，圈座右端面为圆环平面，弹性牙嵌齿圈的右凸圈装配在圈座的内圆面上，右凸圈的外卡簧槽装配外卡簧与圈座的圆环平面接触，圈座固定在圆筒壳的内圆面上，弹性牙嵌齿圈左端设有左凸圈，左凸圈的左端设有牙嵌齿，左凸圈外圆设有外凹环槽，同步圈的内圆面与左凸圈的外圆面适配滑动配合，同步圈的左端设有同步齿，同步圈圆周排列设有弧形长口，每两个弧形长口之间设有阻挡隔，多个弧形滑块圆周排列装配在同步圈的弧形长口中，弧形滑块圆周排列的外圆设有外凹槽并装配圆形箍簧，圆形箍簧与阻挡隔之间留有空隙，多个弧形滑块的内圆面与左凸圈的外凹环槽适配摩擦配合；

输出轴通过轴承装配盘座，行星架与输出轴固定，行星架装配固定行星轮轴，行星轮轴转动配合装配行星轮，行星轮与内齿圈啮合的同时与中心轮啮合，中心轮装配固定在输入轴上，输入轴的一端与输出轴的一端装配转动配合，输入轴与输出轴的轴心线在同一条直线上，输入轴与输出轴分别通过轴承装配在机壳的两个端盖上。

2.根据权利要求1所述的自动档变速器，其特征是：所述牙嵌离合器还装配有同步装置，移动套的外圆设有外凹环槽，同步圈设有长弧形口，同步圈的两个端面圆周排列设有同步齿，同步齿设有小斜面或弧形面，长弧形口装配弧形滑块，弧形滑块的内圆面与移动套的外凹环槽适配，弧形滑块的外圆面设有凹槽，凹槽装配箍簧；移动套两端的牙嵌齿与两端的啮合牙嵌齿的有效分离行程比同步圈两端的同步齿与两端的啮合牙嵌齿的有效分离行程大；档位轴上的一档牙嵌齿圈与一档主动齿轮装配固定，二档牙嵌齿圈与二档主动齿轮装配固定。

3.根据权利要求1所述的自动档变速器，其特征是：机壳的圆筒壳右端内圆设有内凸圈，内凸圈的左端与圈座的右端接触装配固定，圈座设有左凸挡块，圈座左端的左凸圈外圆设有凹环槽，圈座左端通过外卡簧装配弹性牙嵌齿圈，弹性牙嵌齿圈右端圆周排列设有右凸挡块，右凸挡块与左凸挡块相间装配，每个右凸挡块与左凸挡块之间装配一个橡胶块，弹性牙嵌齿圈左端设有左凸圈，左凸圈左端面圆周排列设有牙嵌齿，弹性牙嵌齿圈内凸圈左端面与外卡簧右端面接触定位，橡胶块圆周排列形成的外圆面与圆筒壳的内圆面接触定位；外结合体右端面圆周排列设有牙嵌齿，右边内圆设有内锥面体；外结合体的左边内圆圆周排列设有内凸滑齿，左端圆周排列设有圆形腔，圆形腔里装配小压簧，小压簧左端与盘座的大圆盘接触，外结合体外圆圆周排列固定有外凸耳，外凸耳的小孔与正向动作装置的钢片簧的小孔对应通过销轴、卡簧装配固定，正向动作装置的钢片圈圆周排列设有小孔与大圆盘右端固定的右凸耳的小孔对应通过销轴、卡簧装配固定。

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