CN107882931A - 带锁档装置双功率流有档变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带锁档装置双功率流有档变速器，变速器壳体内支承第一输入轴，第一输入轴固联空心轴一档齿轮、空心轴三档齿轮，空心轴三档齿轮设有结合齿，第二输入轴贯穿第一输入轴，第二输入轴与输入轴二档齿轮空套配合，空心轴三档齿轮与输入轴二档齿轮之间设置耦合同步器，输出轴上固联一输出轴齿轮，一中间轴支承于变速器壳体内，中间轴上空套有中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮，固联有中间轴二档齿轮、中间轴常啮合齿轮，中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮之间设置第二同步器，中间轴一档齿轮与空心轴一档齿轮啮合，中间轴二档齿轮与输入轴二档齿轮啮合，中间轴三档齿轮与空心轴三档齿轮啮合，中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合。

Description

带锁档装置双功率流有档变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，具体涉及一种带锁档装置双功率流有档变速器。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭和对环境保护的日益重视，新能源汽车因具有环境友好、能源转换率高等优点，其应用前景被广泛看好，得到迅猛发展。目前市场上新能源汽车的动力总成主要包括电机直驱以及电机匹配变速器动力系统两种形式。电机直驱能实现无级变速，用户体验较好，但由于整车工况多变，从而使其工作范围广，电机的高效益区不可能覆盖全工况，故其整车实际工况运行的效率低，并且直驱电机输出扭矩较小，难以满足整车爬坡度要求，这类纯电动汽车局限性较大；电机匹配变速器后，其在不同工况下利用变速器可调节电机高效区使用率，但是常规有档变速器器在档位变换中，换档动作会导致动力输出不连续现象，并且由于电机具有低速恒扭矩、高速恒功率的曲线特点，在同时满足整车爬坡度和最高车速的要求下，通常要求匹配大功率、高转速电机，随着功率增加则电机体积相应增加，整车所需电池容量也相应增加，如此不利于电动汽车的整体布置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种带锁档装置双功率流有档变速器，它能够解决传统新能源汽车动力输出过程中的动力中断现象以及难以满足整车爬坡度要求等问题。

本发明的目的是这样实现的：一种带锁档装置双功率流有档变速器，包括变速器壳体，所述变速器壳体内支承第一输入轴，所述第一输入轴为空心轴，所述第一输入轴的一端外伸出变速器壳体，该外伸端用于与第二动力装置连接，所述第一输入轴的轴段上分别依次固联空心轴一档齿轮、空心轴三档齿轮，所述空心轴三档齿轮设有结合齿，第二输入轴贯穿第一输入轴，该第二输入轴一端外伸出第一输入轴与第一动力装置连接，该第二输入轴另一端伸出第一输入轴与输入轴二档齿轮空套配合，所述空心轴三档齿轮与输入轴二档齿轮之间设置可与结合齿接合的耦合同步器，所述耦合同步器周向固定在第二输入轴上，一输出轴支承于变速器壳体，所述输出轴与第二输入轴位于同一轴心线，所述输出轴上固联一输出轴齿轮，所述输出轴齿轮与输入轴二档齿轮之间设置第一同步器，所述第一同步器周向固定在第二输入轴上，一中间轴支承于变速器壳体内，所述中间轴与第二输入轴平行，所述中间轴上依次空套有中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮，固联有中间轴二档齿轮、中间轴常啮合齿轮，所述中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮之间设置第二同步器，所述第二同步器周向固定在中间轴上，所述中间轴一档齿轮与空心轴一档齿轮啮合，所述中间轴二档齿轮与输入轴二档齿轮啮合，所述中间轴三档齿轮与空心轴三档齿轮啮合，所述中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合。

所述空心轴一档齿轮、空心轴三档齿轮分别一体成型在第一输入轴上。

所述输出轴的轴向端设有轴承孔，所述第二输入轴一端通过轴承支承在第一输入轴的孔内，另一端通过轴承支承在输出轴的轴承孔内。

所述中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮通过滚针轴承支承在中间轴上。

所述中间轴二档齿轮、中间轴常啮合齿轮分别与中间轴过盈连接。

所述第一动力装置、第二动力装置均为电机。

所述变速器壳体内支承第一输入轴，所述第一输入轴为空心轴，所述第一输入轴的一端外伸出变速器壳体，该外伸端用于与第二动力装置连接，所述第一输入轴的轴段上分别依次固联空心轴一档齿轮、空心轴三档齿轮，所述空心轴三档齿轮设有结合齿，第二输入轴贯穿第一输入轴，该第二输入轴一端外伸出第一输入轴与第一动力装置连接，该第二输入轴另一端伸出第一输入轴与输入轴二档齿轮空套配合，所述空心轴三档齿轮与输入轴二档齿轮之间设置可与结合齿接合的耦合同步器，所述耦合同步器周向固定在第二输入轴上，一输出轴支承于变速器壳体，所述输出轴与第二输入轴位于同一轴心线，所述输出轴上固联一输出轴齿轮，所述输出轴齿轮与输入轴二档齿轮之间设置第一同步器，所述第一同步器周向固定在第二输入轴上，一中间轴支承于变速器壳体内，所述中间轴与第二输入轴平行，所述中间轴上依次空套有中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮，固联有中间轴二档齿轮、中间轴常啮合齿轮，所述中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮之间设置第二同步器，所述第二同步器周向固定在中间轴上，所述中间轴一档齿轮与空心轴一档齿轮啮合，所述中间轴二档齿轮与输入轴二档齿轮啮合，所述中间轴三档齿轮与空心轴三档齿轮啮合，所述中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合。因第一输入轴为空心轴结构，第二输入轴贯穿第一输入轴，进而实现第一动力装置和第二动力装置输出动力的并联结构。当第一动力装置不工作，第二动力装置工作，空心轴一档齿轮与中间轴一档齿轮啮合，第二同步器与中间轴一档齿轮接合，功率流经中间轴、中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合后输出，即变速器一档实现变速增扭功能；第二动力装置工作，第一动力装置不工作，空心轴三档齿与中间轴三档齿轮啮合，第二同步器与中间轴三档齿轮接合，功率流经中间轴、中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合后输出，即变速器三档实现变速增扭功能；输入轴二档齿轮与中间轴二档齿轮啮合，第一同步器与输入轴二档齿轮接合，功率流经中间轴、中间轴常啮合齿轮与输出轴齿轮啮合后输出，即变速器二档实现变速增扭功能。第二动力装置不工作，第一动力装置工作，第一同步器与输出轴齿轮接合，功率流经输入轴、第一同步器与输出轴输出，即变速器四档（即直接档）实现变速增扭功能。由于适应不同路况需进行换档，常规机械变速器通常在换档过程中存在短时的动力中断降低乘坐舒适性，本发明中在换档过程中可通过相邻档位的耦合可实现换档无动力中断，当变速器处于一档，在适应路况需求变速器换二档时，利用耦合变速器在不摘一档前变速器挂于二档，第二动力装置介入工作后再摘一档从而实现换档过程的无动力中断，同理变速器二档可与三档耦合，变速器三档可与四档耦合。车辆运行过程中由于适应不同路况需满足整车动力需求，单一动力装置在这一工况下存在某一档位存在动力不足，本发明中在车辆运行过程中可通过相邻档位的耦合可实现双动力输入增扭，当第二动力装置工作，变速器处于一档，在车辆功力不足时，利用耦合，变速器在变速器挂于二档并且不摘一档，第二动力装置介入工作，双动力输入，从而实现增扭。同理变速器二档可与三档耦合，变速器三档可与四档耦合。所述空心轴三档齿轮设有结合齿，所述空心轴三档齿轮与输入轴二档齿轮之间设置可与结合齿接合的耦合同步器，所述耦合同步器周向固定在第二输入轴上，当耦合同步器与空心轴三档齿轮的结合齿接合时，当只有第一动力装置工作时候，第一输入轴与第二输入轴锁定连接为一体，从第一输入轴输出的功率流可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，第一动力装置的功率可以有四个档位输出，当只有第二装置工作时候，第一输入轴与第二输入轴锁定连接为一体，从第一输入轴输出的功率流可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，第二动力装置的功率流可以有四个档位输出，当第一动力装置、第二动力装置同时工作时候，第一输入轴与第二输入轴锁定连接为一体，两功率流耦合后，可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，采用这种结构能够增加变速器的档位以及适应不同工况下的档位需求。

所述空心轴一档齿轮、空心轴三档齿轮分别一体成型在第一输入轴上，采用一体成型结构则不必在第一输入轴切制键槽或者花键用于固联齿轮，也能避免采用键槽等结构出现的应力集中问题，采用一体成型制成的齿轮能够增加齿根强度，避免重复载荷作用下出现弯曲疲劳断裂。

所述输出轴的轴向端设有轴承孔，所述第二输入轴一端通过轴承支承在第一输入轴的孔内，另一端通过轴承支承在输出轴的轴承孔内，采用这种支承结构能够增加第二输入轴的刚度，能保证第二输入轴上齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性等均有提高。

所述中间轴一档齿轮、中间轴三档齿轮通过滚针轴承支承在中间轴上，滚针轴承径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。

所述中间轴二档齿轮、中间轴常啮合齿轮分别与中间轴过盈连接，过盈连接结构简单，定心性好，承载能力高，在变载荷和冲击载荷下能可靠地工作，同时不必在轴上切制键槽而削弱第二输入轴强度，同时过盈配合也便于更换。

采用上述发明，可以避免传统新能源汽车动力输出过程中的动力中断现象以及难以满足整车爬坡度要求等问题。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中，2为第一输入轴，3为空心轴前轴承，4为空心轴一档齿轮，5为空心轴三档齿轮，5a为结合齿，6为空心轴后轴承，7为输入轴二档齿轮，8为第一同步器，9为输出轴齿轮，10为输出轴前轴承，11为输出轴后轴承，12为输出轴，13为中间轴前轴承，14为中间轴一档齿轮，15为第二同步器，16为中间轴三档齿轮，17为中间轴二档齿轮，18为中间轴常啮合齿轮，19为中间轴后轴承，22为耦合同步器，1为第二输入轴，24为中间轴，25为惰轮轴，26为第一动力装置，27位第二动力装置。

具体实施方式

参照附图，将详细描述本发明的具体实施方案。

参见图1，带锁档装置双功率流有档变速器的一种实施例，带锁档装置双功率流有档变速器，包括变速器壳体，所述变速器壳体内空心轴前轴承3支承第一输入轴2，所述第一输入轴2的一端外伸出变速器壳体，该外伸端用于与第二动力装置27连接，所述第一动力装置26可为电机。所述第一输入轴2的轴段上分别依次固联空心轴一档齿轮4、空心轴三档齿轮5，所述空心轴三档齿轮5设有结合齿5a。优选地，所述空心轴一档齿轮4、空心轴三档齿轮5分别一体成型在第一输入轴2上，采用一体成型结构则不必在第一输入轴2切制键槽或者花键用于固联齿轮，也能避免采用键槽等结构出现的应力集中问题，采用一体成型制成的齿轮能够增加齿根强度，避免重复载荷作用下出现弯曲疲劳断裂。第二输入轴1贯穿第一输入轴2，该第二输入轴1一端外伸出第一输入轴2与第一动力装置26连接，所述第一动力装置26可为电机。该第二输入轴1另一端伸出第一输入轴2与输入轴二档齿轮7空套配合，所述第二输入轴1一端通过空心轴后轴承6支承在第一输入轴2的孔内。所述空心轴三档齿轮5与输入轴二档齿轮7之间设置可与结合齿5a接合的耦合同步器22，所述耦合同步器22周向固定在第二输入轴1上。一输出轴12通过输出轴后轴承11支承于变速器壳体，所述输出轴12与第二输入轴1位于同一轴心线，所述输出轴12的轴向端设有轴承孔，第二输入轴1的另一端通过输出轴前轴承10支承在输出轴12的轴承孔内，采用这种支承结构能够增加第二输入轴1的刚度，能保证第二输入轴1上齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性等均有提高。所述输出轴12上固联一输出轴齿轮9，所述输出轴齿轮9与输入轴二档齿轮7之间设置第一同步器8，所述第一同步器8周向固定在第二输入轴1上，一中间轴24两端分别通过中间轴前轴承13、中间轴后轴承19支承于变速器壳体内，所述中间轴24与第二输入轴1平行，所述中间轴24上依次空套有中间轴一档齿轮14、中间轴三档齿轮16，固联有中间轴二档齿轮17、中间轴常啮合齿轮18，所述中间轴一档齿轮14、中间轴三档齿轮16通过滚针轴承支承在中间轴24上，滚针轴承径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构，所述中间轴二档齿轮17、中间轴常啮合齿轮18分别与中间轴24过盈连接，过盈连接结构简单，定心性好，承载能力高，在变载荷和冲击载荷下能可靠地工作，同时不必在轴上切制键槽而削弱第二输入轴1强度，同时过盈配合也便于更换。所述中间轴一档齿轮14、中间轴三档齿轮16之间设置第二同步器15，所述第二同步器15周向固定在中间轴24上，所述中间轴一档齿轮14与空心轴一档齿轮4啮合，所述中间轴二档齿轮17与输入轴二档齿轮7啮合，所述中间轴三档齿轮16与空心轴三档齿轮5啮合，所述中间轴常啮合齿轮18与输出轴齿轮9啮合。

优选地，所述第一动力装置26、第二动力装置27，一个为电机，另一个为燃油发动机，即能保证燃油发动机总是工作在最佳工况，油耗非常低，用于供电给电机的电池组的小型化使成本和重量低于电动汽车，燃油发动机和电机动力可互补，低速时可用电机驱动行驶。

本发明不仅仅局限于上述四档变速器的实施例，所述第一输出轴1上还可以设置更多的主动档位齿轮，所述中间轴24上也可设置更多的从动档位齿轮和同步器，能够增加变速器的档位；同理所述第二输出2轴上还可以设置更多的主动档位齿轮，所述中间轴24上也可设置更多的从动档位齿轮和同步器，也能够增加变速器的档位。

采用上述方案进行动力传递时，当第一动力装置26不工作，第二动力装置27工作，空心轴一档齿轮4与中间轴一档齿轮14啮合，第二同步器15与中间轴一档齿轮14接合，功率流经中间轴24、中间轴常啮合齿轮18与输出轴齿轮9啮合后输出，即变速器一档实现变速增扭功能；第二动力装置27工作，第一动力装置26不工作，空心轴三档齿与中间轴三档齿轮16啮合，第二同步器15与中间轴三档齿轮16接合，功率流经中间轴24、中间轴常啮合齿轮18与输出轴齿轮9啮合后输出，即变速器三档实现变速增扭功能；输入轴二档齿轮与中间轴二档齿轮啮合，第一同步器8与输入轴二档齿轮接合，功率流经中间轴24、中间轴常啮合齿轮18与输出轴齿轮9啮合后输出，即变速器二档实现变速增扭功能。第二动力装置27不工作，第一动力装置26工作，第一同步器8与输出轴齿轮9接合，功率流经输入轴、第一同步器8与输出轴12输出，即变速器四档（即直接档）实现变速增扭功能。由于适应不同路况需进行换档，常规机械变速器通常在换档过程中存在短时的动力中断降低乘坐舒适性，本发明中在换档过程中可通过相邻档位的耦合可实现换档无动力中断，当变速器处于一档，在适应路况需求变速器换二档时，利用耦合变速器在不摘一档前变速器挂于二档，第二动力装置27介入工作后再摘一档从而实现换档过程的无动力中断，同理变速器二档可与三档耦合，变速器三档可与四档耦合。车辆运行过程中由于适应不同路况需满足整车动力需求，单一动力装置在这一工况下存在某一档位存在动力不足，本发明中在车辆运行过程中可通过相邻档位的耦合可实现双动力输入增扭，当第二动力装置27工作，变速器处于一档，在车辆功力不足时，利用耦合，变速器在变速器挂于二档并且不摘一档，第二动力装置27介入工作，双动力输入，从而实现增扭。同理变速器二档可与三档耦合，变速器三档可与四档耦合。所述空心轴三档齿轮5设有结合齿，所述空心轴三档齿轮5与输入轴二档齿轮7之间设置耦合同步器，所述耦合同步器周向固定在第二输入轴1上，当耦合同步器与空心轴三档齿轮5的结合齿接合时，当只有第一动力装置26工作时候，第一输入轴2与第二输入轴1锁定连接为一体，从第一输入轴2输出的功率流可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，第一动力装置26的功率可以有四个档位输出，当只有第二装置工作时候，第一输入轴2与第二输入轴1锁定连接为一体，从第一输入轴2输出的功率流可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，第二动力装置27的功率流可以有四个档位输出，当第一动力装置26、第二动力装置27同时工作时候，第一输入轴2与第二输入轴1锁定连接为一体，两功率流耦合后，可以从一档位、二档位、三档位、四档位中任意一个档位输出，能够增加变速器的档位以及适应不同工况下的档位需求。采用上述发明，可以避免传统新能源汽车动力输出过程中的动力中断现象以及难以满足整车爬坡度要求等问题。

Claims (7)

1.一种带锁档装置双功率流有档变速器，包括变速器壳体，其特征在于：所述变速器壳体内支承第一输入轴（2），所述第一输入轴（2）为空心轴，所述第一输入轴（2）的一端外伸出变速器壳体，该外伸端用于与第二动力装置（27）连接，所述第一输入轴（2）的轴段上分别依次固联空心轴一档齿轮（4）、空心轴三档齿轮（5），所述空心轴三档齿轮（5）设有结合齿（5a），第二输入轴（1）贯穿第一输入轴（2），该第二输入轴（1）一端外伸出第一输入轴（2）与第一动力装置（26）连接，该第二输入轴（1）另一端伸出第一输入轴（2）与输入轴二档齿轮（7）空套配合，所述空心轴三档齿轮（5）与输入轴二档齿轮（7）之间设置可与结合齿（5a）接合的耦合同步器（22），所述耦合同步器（22）周向固定在第二输入轴（1）上，一输出轴（12）支承于变速器壳体，所述输出轴（12）与第二输入轴（1）位于同一轴心线，所述输出轴（12）上固联一输出轴齿轮（9），所述输出轴齿轮（9）与输入轴二档齿轮（7）之间设置第一同步器（8），所述第一同步器（8）周向固定在第二输入轴（1）上，一中间轴（24）支承于变速器壳体内，所述中间轴（24）与第二输入轴（1）平行，所述中间轴（24）上依次空套有中间轴一档齿轮（14）、中间轴三档齿轮（16），固联有中间轴二档齿轮（17）、中间轴常啮合齿轮（18），所述中间轴一档齿轮（14）、中间轴三档齿轮（16）之间设置第二同步器（15），所述第二同步器（15）周向固定在中间轴（24）上，所述中间轴一档齿轮（14）与空心轴一档齿轮（4）啮合，所述中间轴二档齿轮（17）与输入轴二档齿轮（7）啮合，所述中间轴三档齿轮（16）与空心轴三档齿轮（5）啮合，所述中间轴常啮合齿轮（18）与输出轴齿轮（9）啮合。

2.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述空心轴一档齿轮（4）、空心轴三档齿轮（5）分别一体成型在第一输入轴（2）上。

3.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述输出轴（12）的轴向端设有轴承孔，所述第二输入轴（1）一端通过轴承支承在第一输入轴（2）的孔内，另一端通过轴承支承在输出轴（12）的轴承孔内。

4.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述中间轴一档齿轮（14）、中间轴三档齿轮（16）通过滚针轴承支承在中间轴（24）上。

5.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述中间轴二档齿轮（17）、中间轴常啮合齿轮（18）分别与中间轴（24）过盈连接。

6.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述第一动力装置（26）、第二动力装置（27）均为电机。

7.根据权利要求1所述的带锁档装置双功率流有档变速器，其特征在于：所述第一动力装置（26）、第二动力装置（27），一个为电机，另一个为燃油发动机。