CN107631025B - 一种自动变速箱换挡执行机构及具有该机构的自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动变速箱换挡执行机构及具有该机构的自动变速器。该执行机构包括：换挡执行电机、螺旋传动结构和蜗轮蜗杆传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构包括一端与所述换挡执行电机连接、另一端与蜗轮啮合连接的蜗杆；所述螺旋传动结构包括将旋转运动转换成直线运动的传动装置，所述传动装置与所述蜗轮相连。本发明利用简单的传动机构的组合，实现将换挡执行电机的高速旋转运动转换成低速平移运动的目的，具有结构简单、成本低、传递效率高等优点。

Description

一种自动变速箱换挡执行机构及具有该机构的自动变速器

技术领域

本发明涉及电动汽车变速装置领域，更具体地，涉及一种自动变速箱换挡执行机构及具有该机构的自动变速器。

背景技术

纯电动汽车(Battery Electric Vehicle，简称BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的清洁能源汽车，该类型的车辆对保护环境、节约能源具有重大意义。现有的纯电动汽车普遍使用单一速比的减速装置。难以使车辆同时具备低速爬坡和高速行驶时的动力性要求。另外，配备单一速比的减速装置的车辆在起步或者最高车速工况下工作时，驱动电机处于低效率区间，这对电池的续航里程及寿命存在不利影响。因此开发两挡自动变速器成为一种需要。

两挡自动变速器尽管结构简单，但必须拥有和传统自动变速器一样的复杂换挡执行机构，比如2挡自动变速器AT必须有电动油泵、液压阀块和各种控制阀等，2挡AMT必须有换挡电机，大速比的减速机构及换挡拨叉等。

目前，换挡机构绝大多数是液压和气动的，通过控制电磁阀来实现选挡和换挡动作，其缺点是结构复杂，成本较高，动作过程存在动力损失。现有的电控机械式AMT换挡机构，其包括选挡和换挡两个部分，由各自的电机驱动，经过减速增扭机构，将电机的动力传递到选换挡方向上。换挡拨头拨动变速器C形块换挡，随着换挡次数增多，机械零件磨损导致传动间隙增大后，使得选换挡位置信息变化较大，甚至会超过系统预先设计的阈值，导致程序误判，选换挡功能失效。

现有技术中，换挡执行机构结构复杂，占用空间大，振动较大，成本高，甚至高于自动变速器本体成本。

发明内容

为了在保证执行自动换挡的同时，简化结构，减少占用空间，本发明的第一目的在于提供了一种自动变速器换挡执行机构，包括：

换挡执行电机、螺旋传动结构和蜗轮蜗杆传动机构；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括一端与所述换挡执行电机连接、另一端与蜗轮啮合连接的蜗杆；

所述螺旋传动结构包括将旋转运动转换成直线运动的传动装置，所述传动装置与所述蜗轮相连。

优选地，所述传动装置包括滚珠、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述滚珠螺母和所述滚珠丝杆中均设有供所述滚珠滚动的螺纹滚道，以使所述滚珠丝杆做直线运动，所述滚珠螺母与所述蜗轮连接。

优选地，所述滚珠丝杆外设有防转套。

本发明的第二目的在于提供一种含有上述自动变速器换挡执行机构的自动变速器。

优选地，上述自动变速器还包括换挡机构，所述换挡机构包括：与所述自动变速器换挡执行机构中传动装置接触的制动带合件、与所述制动带合件摩擦滑动接触的闸块合件、与所述闸块合件一端摩擦接触的前制动毂、与所述闸块合件另一端摩擦接触的后制动毂以及分别与所述前制动毂和后制动毂固定的变速装置。

优选地，所述变速装置为行星齿轮系，包括太阳轮、内齿圈和行星架；其中，所述太阳轮与所述前制动毂固定连接，所述内齿圈与所述后制动毂固定连接，所述闸块合件和所述行星架固定连接。

优选地，所述制动带合件包括制动带、设置在所述制动带上的固定块和活动块；

所述固定块由变速器壳体定位，沿所述制动带径向滑动，所述活动块与所述自动变速器换挡执行机构中的变速装置接触，所述制动带与所述闸块合件摩擦滑动接触。

优选地，所述闸块合件3包括闸块座31、螺旋弹簧32和活动闸块33；

所述闸块座固定在所述行星架上，所述螺旋弹簧和活动闸块均匀布置在所述闸块座的圆周方向，所述螺旋弹簧设置在所述闸块座和活动闸块之间，将活动闸块的两端压紧至与所述前制动毂和所述后制动毂的内壁上，所述活动闸块的两端分别与所述前制动毂和所述后制动毂摩擦接触，中部与所述制动带合件摩擦滑动接触。

优选地，所述前制动毂和所述后制动毂相对于所述螺旋弹簧对称布置。

优选地，所述活动闸块的表面具有摩擦材料涂层，其一端与所述前制动毂内环面接触，另一端与所述后制动毂内环面接触；所述前制动毂和所述后制动毂与所述活动闸块接触的内环面直径相等。

优选地，所述闸块合件3还包括均匀布置在所述闸块座径向方向上的导向套和导向销，所述活动闸块沿所述导向套滑动，所述导向销与所述活动闸块连接，防止所述活动闸块绕所述导向套转动。

本发明提供的自动变速器换挡执行机构，利用简单的传动机构的组合，实现将换挡执行电机的高速旋转运动转换成低速平移运动的目的，具有结构简单、成本低、传递效率高等优点。同时设置前制动毂和后制动毂使活动闸块的受力平衡，换挡执行机构的效率高。利于提高变速器的扭矩容量。本发明形成的汽车两挡自动变速器能够使纯电动汽车兼顾低速爬坡性及高速行驶性，和传统的自动变速器相比，换挡机构和换挡执行机构结构简单，成本低。

附图说明

图1为根据本发明一个优选实施方式中两挡自动变速器的剖面示意图；

图2为图1去除后制动毂和行星架上半部分的俯视图；

图3为根据本发明一个优选实施方式中换挡执行机构示意图；

其中，1—行星齿轮系，11—太阳轮，12—内行星轮，13—外行星轮，14—内齿圈，15—行星架，2—后制动毂，3—闸块合件，31—闸块座，32—螺旋弹簧，33—活动闸块，34—导向套，34—导向销，4—制动带合件，41—制动带，42—固定块，43—活动块，5—前制动毂，6—换挡执行机构，61—滚珠丝杆，62—滚珠螺母，63—滚珠，64—蜗轮，65—蜗杆，66—防转套。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”指两个或两个以上。术语“中部”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的限制。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“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，或机械连接，或是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图3所示，本发明实施例中提供了一种自动变速器换挡执行机构6，包括：换挡执行电机、螺旋传动结构和蜗轮蜗杆传动机构；

蜗轮蜗杆传动机构包括一端与换挡执行电机连接、另一端与蜗轮64啮合连接的蜗杆65；螺旋传动结构包括将旋转运动转换成直线运动的传动装置，传动装置与蜗轮64相连。

当换挡执行电机正转或是反转时，动力经与其连接的蜗轮蜗杆传动机构减速，其中，执行电机的动力经蜗杆65传至与啮合的蜗轮64，蜗轮64带动螺旋传动机构中将旋转运动转换成直线运动的传动装置做直线运动。在实际换挡过程中，该传动装置与换挡机构相连，从而驱动换挡机构进行换挡。由于啮合的蜗轮蜗杆传动机构具有自锁功能，换挡完成后，换挡执行电机停止工作，蜗轮蜗杆自锁维持挡位不变，直至下一次换挡。本发明实施例中的蜗轮蜗杆减速机构能得到大的减速比，并且具有自锁能力，节省了挡位自锁机构。

在本发明一个优选实施方式中，所述传动装置包括滚珠63、滚珠螺母62和滚珠丝杆61，滚珠螺母62和滚珠丝杆61中均设有供滚珠63滚动的螺纹滚道，以使滚珠丝杆61做直线运动，在该装置中，滚珠螺母与蜗轮连接。

当换挡执行电机正转或是反转时，动力经与其连接的蜗轮蜗杆传动机构减速，其中，执行电机的动力经蜗杆65传至与啮合的蜗轮64，蜗轮64带动滚珠螺母62转动，滚珠63在滚珠螺母62和滚珠丝杆61的螺纹滚道内滚动，带动滚珠丝杆61做直线运动(前进或是后退)，从而驱动换挡机构进行换挡。

蜗轮64与滚珠螺母62以过盈配合或其它方式固定在一起。

为了防止滚珠丝杆61自身转动，可以在滚珠丝杆61外设有防转套，能更好地执行换挡。

上述螺旋传动机构也可称为滚动螺旋传动机构，可将旋转运动转换成直线运动，与蜗轮蜗杆传动机构组合形成的自动变速器换挡执行机构，结构简单，效率高。

本发明还提供了一种含有上述自动变速器换挡执行机构的自动变速器。使用上述自动变速器换挡执行机构，自动变速器可以完成2个挡位的控制，与液压控制2AT变速器中每个挡需要不同的控制阀相比，成本更低。

换挡机构可以为本领域中常用的换挡机构。

在本发明一个具体实施方式中，换挡机构可以具体包括与所述自动变速器换挡执行机构中传动装置接触的制动带合件4、与所述制动带合件4中部摩擦滑动连接的闸块合件3、与闸块合件3一端摩擦接触的前制动毂5、与所述闸块合件3另一端摩擦接触的后制动毂2以及分别与所述前制动毂5和后制动毂2固定的变速装置。

当接受到自动变速器换挡执行机构中换挡信号，即传动装置推动制动带合件运动，随着传动装置的推进，制动带合件对闸块合件的抱紧力增大，制动带合件与闸块合件的摩擦力随之增大，两者的转速差减小，直至同步，此时制动带合件将闸块合件抱死，同时，前制动毂和后制动毂在各自动力输入装置正常运动，上述换挡运动带动闸块合件分别与闸块合件摩擦接触的前制动毂和后制动毂之间产生滑磨，产生转速差，直至完全分离，完成换挡。另外，由于蜗轮蜗杆传动机构具有自锁功能，换挡完成后，换挡执行电机停止工作，蜗轮蜗杆自锁维持挡位不变，直至下一次换挡。此时，可以通过前制动毂5的动力输入装置与后制动毂2的动力输入装置的转速比，来控制变速器的挡位。

当传动装置包括滚珠63、滚珠螺母62和滚珠丝杆61时，在滚珠和滚珠螺母的带动下做直线运动的滚珠丝杆推动制动带合件运动。

本发明实施方式中的摩擦滑动接触可以通过在两个结构或装置的表面涂覆一层摩擦材料。

变速装置优选为行星齿轮系，包括太阳轮11、内齿圈14和行星架15；其中，太阳轮11与前制动毂5固定连接，内齿圈14与后制动毂2固定连接，闸块合件3和行星架15固定连接。

其中，前制动毂5与太阳轮11固定连接，闸块合件3和行星架15固定连接，而前制动毂5与闸块合件3一端摩擦接触，该摩擦力将太阳轮11和行星架15固定在一起，根据行星齿轮机构特性，此时太阳轮11、内齿圈14和行星架15中的两个构件固定，整个行星齿轮机构将固定成一个整体，不产生相对转动，动力输入件与输出件的速比为1。

同理，后制动毂2与太阳轮11固定连接，闸块合件3和行星架15固定连接，而后制动毂2与闸块合件3一端摩擦接触，该摩擦力将太阳轮11和行星架15固定在一起，根据行星齿轮机构特性，此时太阳轮11、内齿圈14和行星架15中的两个构件固定，整个行星齿轮机构将固定成一个整体，不产生相对转动，动力输入件与输出件的速比为1。此时变速器处于2挡。

在前制动毂5和后制动毂2的共同作用下，可以使得闸块合件受到制动带合件的推力以及受到前制动毂和后制动毂各自向内的压力处理平衡状态。

此时，太阳轮11为前制动毂5的动力输入装置，内齿圈14为后制动毂2的动力输入装置，在换挡时，可以通过计算输入端太阳轮11与输出端内齿圈14的转速比i＝zr/zs(zr-齿圈齿数，zs-太阳轮齿数)，来控制变速器处于1挡或是其它挡位。

在变速装置1中还可以包括外行星齿轮13和内行星齿轮12，其中，外行星齿轮和内行星齿轮设在所述行星架上。

本发明的制动带合件4可以为本领域中常用的制动带合件装置，在一个优选实施方式中，可以包括制动带41、设置在制动带41上的固定块42和活动块43；固定块42由变速器壳体定位，沿制动带41径向滑动，活动块43与自动变速器换挡执行机构中的传动装置接触，制动带41与闸块合件3摩擦滑动连接。

当传动装置包括滚珠63、滚珠螺母62和滚珠丝杆61时，在滚珠63和滚珠螺母62的带动下做直线运动的滚珠丝杆推动制动带合件中活动块43运动。

当活动块43被推动，由于被变速器壳体定位的固定块42被壳体挡住，不能后退，只能沿制动带41径向滑动，制动带41的直径缩小，其与闸块合件3摩擦滑动接触，两者之间产生滑磨，随着滚珠丝杆61的前进，制动带41的直径进一步缩小，制动带41对闸块合件抱紧力增大，两者之间的摩擦力随之增大，两者的转速差减小，直至同步，此时，制动带41将闸块合件抱死，同时，与闸块合件固定连接的行星架也被固定，此时转速为0。

在本发明一个优选实施方式中，闸块合件优选包括闸块座31、螺旋弹簧32和活动闸块33；闸块座31固定在行星架15上，螺旋弹簧32和活动闸块33均匀布置在闸块座31的圆周方向，螺旋弹簧32设置在闸块座31和活动闸块33之间，将活动闸块33的两端压紧至前制动毂5和后制动毂2的内壁上，活动闸块33的两端分别与前制动毂5和后制动毂2摩擦接触，中部与制动带合件摩擦滑动接触。

当制动带合件包括制动带、设置在所述制动带上的固定块和活动块时，所述活动闸块的中部与所述制动带的内环面摩擦滑动接触配合。

活动闸块33的表面优选设有摩擦材料涂层，其一端与前制动毂5内环面接触配合，另一端与后制动毂2内环面接触配合。

活动闸块33优选为外表面设有摩擦材料涂层，且外表面为弧形。

优选地是，前制动毂5和后制动毂2与活动闸块33摩擦材料接触的内圆环面直径相等。

闸块座31和活动闸块33之间设有螺旋弹簧32，螺旋弹簧32中心线优选沿闸块座31径向，螺旋弹簧32处于压缩状态，弹簧力将活动闸块33压紧在前制动毂5和后制动毂2内环面上，利用前制动毂5与活动闸块33表面摩擦材料之间的摩擦力使两者不产生相对转动，并传递扭矩。

为了使活动闸块33受力平衡，可以将前制动毂5和后制动毂2对称布置在螺旋弹簧32中心线构成的平面两边。

螺旋弹簧和活动闸块均可以设为多个。

当换挡执行电机正向转动，经自动变速器换挡执行机构，推动制动带合件运动，制动带合件与活动闸块33的摩擦材料接触、压紧，产生摩擦力，使两者产生滑磨，闸块合件3的转速降低，最终与制动带合件结合，同时，螺旋弹簧32被进一步压缩，活动闸块33与前制动毂5、后制动毂2分离，即行星齿轮机构1的太阳轮11、内齿圈14与行星架15分离，行星架15通过闸块合件3被制动带合件抱死固定，变速器挡位换到1挡。

换挡完成后，利用蜗轮蜗杆传动机构的自锁将挡位固定在一挡。当换挡执行电机反向转动，带动传动装置直线后退，制动带合件不再受传动装置的推力，制动带合件与活动闸块33分离。同时，螺旋弹簧32因活动闸块33不再受制动带合件的抱紧力，推动活动闸块33与前制动毂5、后制动毂2接合，即行星齿轮机构1的太阳轮11、内齿圈14与行星架15接合，变速器挡位换到二挡。换挡完成后，利用蜗轮蜗杆传动机构的自锁将挡位固定在二挡。

本发明实施方式中实现了由同一套换挡执行完成2个挡位的控制，和液压控制2AT变速器，每个挡需要不同的控制阀相比，成本低。

当制动带合件包括制动带41、设置在制动带41上的固定块42和活动块43时，当自动变速器换挡执行机构包括滚珠63、滚珠螺母62和滚珠丝杆61时，当换挡执行电机正向转动，经蜗杆65、蜗轮64减速，带动所述滚珠螺母62转动，所述滚珠63在所述滚珠螺母62和所述滚珠丝杆61的滚道内滚动，带动滚珠丝杆61做直线运动，推动活动块43，制动带41被拉紧，直径减小，制动带41内表面与活动闸块33的摩擦材料接触、压紧，产生摩擦力，使两者产生滑磨，闸块合件3的转速降低，最终与制动带41结合，同时，螺旋弹簧32被进一步压缩，活动闸块33与前制动毂5、后制动毂2分离，即行星齿轮机构1的太阳轮11、内齿圈14与行星架15分离，行星架15通过闸块合件3被制动带41抱死固定，变速器挡位换到1挡。

换挡完成后，利用蜗轮64、蜗杆64的自锁将挡位固定在一挡。当换挡执行电机反向转动，经蜗杆65、蜗轮64减速，带动所述滚珠螺母62转动，滚珠63在滚珠螺母62和滚珠丝杆61的滚道内滚动，带动滚珠丝杆61直线后退，活动块43不再受滚珠丝杆61的推力，制动带41被松开，在其自身弹力下直径增大，制动带41内表面与活动闸块33的摩擦材料分离。同时，螺旋弹簧32因活动闸块33不再受制动带41的抱紧力，推动活动闸块33与前制动毂5、后制动毂2接合，即行星齿轮机构1的太阳轮11、内齿圈14与行星架15接合，变速器挡位换到2挡。换挡完成后，利用蜗轮64、蜗杆64的自锁将挡位固定在二挡。

在本发明的实施方式中，活动闸块与制动带的滑磨，和活动闸块与制动毂滑磨的同时进行，活动闸块与制动带的接合和活动闸块与制动毂分离，活动闸块与制动带的分离和活动闸块与制动毂接合都是同时完成，避免了像AMT那样的动力中断。也不需要像液压控制2AT变速器那样对离合器精准控制。

在本发明一个优选实施方式中，闸块合件3还包括均匀布置在闸块座31径向方向上的导向套34和导向销35，活动闸块33沿导向套34滑动，导向销34与活动闸块33连接，防止活动闸块33绕导向套34转动。

其中，导向套34和导向销35可以设为多个，且与螺旋弹簧32和活动闸块33的个数相同。

活动闸块33可沿导向套34滑动，导向销35防止活动闸块33绕导向套34转动，导向套34固定在闸块座上，其轴线方向为闸块座31径向，导向销35也固定在闸块座上，其轴线与导向套轴线平行，活动闸块套设在导向套和导向销的另一端，可在导向套和导向销上滑动。

当活动闸块33受到螺旋弹簧32往外的推力和前制动毂5或后制动毂2的向内的压力，由于两者作用不在同一直线上，所以活动闸块33有轴向翻转的倾向(活动闸块33圆弧面的中心线和前制动毂5或后制动毂2圆弧面中心线不平行)，所述活动闸块33的弧形外表面同时和所述前制动毂5或后制动毂2及制动带接触，使整个行星齿轮机构处于无法转动的状态。所述导向套34和导向销35防止了该状况的发生。

当导向套34和导向销35会受到活动闸块33的压力，活动闸块33在导向套34和导向销35上滑动时，将受到摩擦阻力，影响换挡执行机构的效率。也会影响2挡自动变速器的扭矩容量。而同时设置前制动毂5和后制动毂2，活动闸块33径向受到螺旋弹簧32往外的推力，及对称作用在弹簧推力作用点两侧的前制动毂5和后制动毂2向内的压力，三个力处于平衡状态，使三个力更加均衡。在变速器不工作时，导向套34和导向销35不受力。

如图1和图2所示，本发明一个优选实施方式中提供了一种2挡自动变速器，包括行星齿轮系1、前制动毂5、后制动毂2、闸块合件3、制动带合件4以及换挡执行机构6。行星轮系由太阳轮11、内行星齿轮12、外行星齿轮13、内齿圈14及行星架15组成，闸块合件3由闸块座31、多个螺旋弹簧32、多个活动闸块33、多个导向套34和导向销35组成。

制动带4由制动带41及焊接在所述制动带上的固定块42和活动块43组成。太阳轮11与前制动毂5固定，并作为动力输入端，连接驱动电机。内齿圈14与后制动毂2固定，两者一起作为动力输出端。闸块合件3的闸块座31径向方向上均匀固定布置有导向套34和导向销35，导向套34和导向销35的另一端布置有活动闸块33，活动闸块33可沿导向套34滑动，导向销35防止活动闸33块绕导向套34转动。闸块座31以过盈配合或其它方式固定在行星架15上。

活动闸块33的弧形外表面具有摩擦材料涂层，其一端与前制动毂5内环面接触配合，另一端与后制动毂2内环面接触配合，前制动毂5和后制动毂与活动闸块摩擦材料接触的内圆环面直径相等。活动闸块33中部与制动带41内环面接触配合。闸块座31和活动闸块33之间设有螺旋弹簧32，所述螺旋弹簧32中心线沿所述闸块座31径向，所述螺旋弹簧32处于压缩状态，弹簧力将活动闸块33压紧在前制动毂5和后制动毂5内环面上，利用前制动毂5与活动闸块33表面摩擦材料之间的摩擦力使两者不产生相对转动，并传递扭矩。

因所述前制动毂5与所述太阳轮11固定连接，所述闸块合件3和所述行星架15固定连接，所以，所述前制动毂5与活动闸块33表面摩擦材料之间的摩擦力将所述太阳轮11和所述行星架15固定在一起，根据行星齿轮机构特性，所述太阳轮11、内齿圈14和行星架15中的两个构件固定，整个行星齿轮机构将固定成一个整体，不产生相对转动，动力输入件与输出件的速比为1。

可见，从行星齿轮机构的原理上讲，后制动毂2可以取消。同理，如果保留所述后制动毂2，所述螺旋弹簧32的弹簧力将活动闸块33压紧在前制动毂5和后制动毂5内环面上，利用后制动毂2与活动闸块33表面摩擦材料之间的摩擦力将两者固定在一起，并传递扭矩。

因所述后制动毂2与所述内齿圈14固定连接，所述闸块合件3和所述行星架15固定连接，所以，前制动毂2与活动闸块33表面摩擦材料之间的摩擦力将内齿圈14和所述行星架15固定在一起，根据行星齿轮机构特性，太阳轮11、内齿圈14和行星架15中的两个构件固定，整个行星齿轮机构将固定成一个整体，不产生相对转动，动力输入件与输出件的速比为1。

如图3所示，一种自动变速器换挡执行机构，由螺旋传动机构和蜗轮蜗杆传动机构组成。螺旋传动机构包括滚珠63、滚珠螺母62和滚珠丝杆61。蜗轮蜗杆传动机构包括蜗杆65和蜗轮64。所述蜗杆65与换挡执行电机连接，所述蜗轮64与所述滚珠螺母62以过盈配合或其它方式固定在一起。所述滚珠螺母62和所述滚珠丝杆61设有螺纹滚道，滚珠63可在螺纹滚道内滚动。所述蜗轮64和所述滚珠螺母62组成的合件轴向固定。所述滚珠丝杆61外面套有防转套66，以防止其转动。

所述滚珠丝杆61的末端和所述制动带合件4的活动块43接触，所述制动带合件4的固定块42由变速器壳体定位。

当换挡执行电机正转，动力经蜗轮蜗杆传动机构减速，带动滚珠螺母62转动，滚珠63在滚珠螺母62和滚珠丝杆61的螺纹滚道内滚动，带动滚珠丝杆61直线前进。滚柱螺母62转动一圈，滚珠丝杆61前进一个导程。

推动所述活动块43，由于固定块42被壳体挡住，不能后退，(可沿制动带41径向滑动)，所述制动带41的直径缩小，和所述活动闸块33接触，与其表面的摩擦材料产生摩擦，两者之间产生滑磨，随着所述滚珠丝杆61的前进，所述制动带41的直径进一步缩小，所述制动带41对所述活动闸块33抱紧力增大，两者之间的摩擦力随之增大，两者的转速差减小，直至同步，即所述制动带41完全将所述活动闸块33抱死。由于所述闸块座31径向与所述活动闸块33通过导向套34与闸块座连接，闸块座31与行星架15固定，因此，行星架15被固定，即转速为0。

与所述制动带41的直径缩小，和所述活动闸块33接触同时，所述螺旋弹簧32被进一步压缩，所述活动闸块33逐渐离开所述前制动毂5和所述后制动毂2，所述活动闸块33与所述前制动毂5和所述后制动毂2之间产生滑磨，产生转速差，直至完全分离。完成换挡。由于蜗轮蜗杆传动机构具有自锁功能，换挡完成后，换挡执行电机停止工作，蜗轮蜗杆自锁维持挡位不变，直到下一次换挡这时。此时输入端—太阳轮11与输出端—内齿圈14的转速比i＝zr/zs(zr—齿圈齿数，zs—太阳轮齿数)，变速器处于1挡。

当换挡执行电机反转，动力经蜗轮蜗杆传动机构减速，带动所述滚珠螺母62转动，所述滚珠螺母62通过所述滚珠63带动所述滚珠丝杆61直线后退。在所述滚珠丝杆61后退过程中，所述活动块43不受所述滚珠丝杆61的推力，所述制动带41由于本身的弹力，直径逐渐增大，解除了对所述活动闸块33的抱紧力，所述活动闸块33在所述螺旋弹簧32的弹簧力的作用下所述沿导向套34向外滑动，并与前制动毂5、后制动毂2的内环面接触、滑磨，活动闸块33与前制动毂5之间、活动闸块33与后制动毂2之间的转速差逐渐减小，直至同步。与此同时，活动闸块33与制动带41开始产生转速差并滑磨，直至完全分开。换挡完成，换挡执行电机停止工作，蜗轮蜗杆自锁维持挡位不变。此时，活动闸块33、行星架15前制动毂5、太阳轮11同步，活动闸块33、行星架15后制动毂2、内齿圈14同步，即整个行星机构同步旋转，输入端—太阳轮11到输出端—内齿圈14的速比为1。

综上所述，本发明提供自动变速器换挡执行机构及具有该机构的两挡自动变速器实现了如下技术效果：蜗轮蜗杆传动机构能得到大的减速比。并且自锁能力，节省了挡位自锁机构。滚动螺旋传动机构可将旋转运动转换成直线运动。两者的组合形成自动变速器换挡执行机构，结构简单，效率高。由同一套换挡执行完成2个挡位的控制，和液压控制2AT变速器，每个挡需要不同的控制阀相比，成本低。活动闸块与制动带的滑磨，和活动闸块与制动毂滑磨的同时进行，活动闸块与制动带的接合和活动闸块与制动毂分离，活动闸块与制动带的分离和活动闸块与制动毂接合都是同时完成，避免了像AMT那样的动力中断。也不需要像液压控制2AT变速器那样对离合器精准控制。前制动毂5和后制动毂2对称布置在螺旋弹簧32中心线构成的平面两边，使活动闸块33的受力平衡。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含有自动变速器换挡执行机构的自动变速器，其特征在于，

所述自动变速器换挡执行机构包括：换挡执行电机、螺旋传动结构和蜗轮蜗杆传动机构；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括一端与所述换挡执行电机连接、另一端与蜗轮啮合连接的蜗杆；

所述螺旋传动结构包括将旋转运动转换成直线运动的传动装置，所述传动装置与所述蜗轮相连；

所述自动变速器还包括换挡机构，所述换挡机构包括：与所述自动变速器换挡执行机构中传动装置接触的制动带合件、与所述制动带合件摩擦滑动接触的闸块合件、与所述闸块合件一端摩擦接触的前制动毂、与所述闸块合件另一端摩擦接触的后制动毂以及分别与所述前制动毂和后制动毂固定的变速装置；

所述变速装置为行星齿轮系，包括太阳轮、内齿圈和行星架；其中，所述太阳轮与所述前制动毂固定连接，所述内齿圈与所述后制动毂固定连接，所述闸块合件和所述行星架固定连接；

所述闸块合件包括闸块座、螺旋弹簧和活动闸块；

所述闸块座固定在所述行星架上，所述螺旋弹簧和活动闸块均匀布置在所述闸块座的圆周方向，所述螺旋弹簧设置在所述闸块座和活动闸块之间，将活动闸块的两端压紧至与所述前制动毂和所述后制动毂的内壁上，所述活动闸块的两端分别与所述前制动毂和所述后制动毂摩擦接触，中部与所述制动带合件摩擦滑动接触；

所述前制动毂和所述后制动毂对称布置在螺旋弹簧中心线构成的平面两边。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述传动装置包括滚珠、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述滚珠螺母和所述滚珠丝杆中均设有供所述滚珠滚动的螺纹滚道，以使所述滚珠丝杆做直线运动，所述滚珠螺母与所述蜗轮连接。

3.根据权利要求2所述的自动变速器，其特征在于，所述滚珠丝杆外设有防转套。

4.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述制动带合件包括制动带、设置在所述制动带上的固定块和活动块；

所述固定块由变速器壳体定位，沿所述制动带径向滑动，所述活动块与所述自动变速器换挡执行机构中的变速装置接触，所述制动带与所述闸块合件摩擦滑动接触。

5.根据权利要求1或4所述的自动变速器，其特征在于，所述活动闸块的表面具有摩擦材料涂层，其一端与所述前制动毂内环面接触，另一端与所述后制动毂内环面接触；所述前制动毂和所述后制动毂与所述活动闸块接触的内环面直径相等。

6.根据权利要求1或4所述的自动变速器，其特征在于，所述闸块合件还包括均匀布置在所述闸块座径向方向上的导向套和导向销，所述活动闸块沿所述导向套滑动，所述导向销与所述活动闸块连接，防止所述活动闸块绕所述导向套转动。

Images