CN108443428B - 一种电动车用多档位变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车用多档位变速箱，包括箱体、动力输入轴和动力输出轴，在动力输入轴上设有动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ；在箱体内还设有高速档传动轴、低速档传动轴以及倒档轴；在高速档传动轴上设有高速档主动齿轮、低档减速齿轮和高速档从动齿轮；在低速档传动轴上设有低速档主动齿轮和低速档从动齿轮；在倒档轴上设有倒档主动齿轮和倒档从动齿轮；在动力输出轴上设有一动力输出齿轮，该动力输出齿轮同时与高速档从动齿轮、低速档从动齿轮和倒档从动齿轮啮合。本发明结构简单，能够进行多档位动力输出，从而使电动车在高速、低速均能够获得较强的动力输出。

Description

一种电动车用多档位变速箱
技术领域
本发明涉及电动车变速箱领域，尤其涉及一种三轮或四轮电动车用多档位变速箱。
背景技术
目前的三轮或四轮电动车，主要都是由直流电机通过传动链条带动驱动轴或者通过传动轴经差速器后带动驱动轴；在调速过程中，都是通过电子调速器调节供给直流电机的电流（电压）实现无极变速。但这样的调速在速度减小时，往往导致电动车的动力也减小，这在泥泞路况、重载或者爬坡时就会出现爬坡无力，若此时在加大对直流电机的电流（电压）供给，则又会造成直流电机的负载加大，容易造成直流电机损坏，同时也会缩短蓄电池的使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电动车用多档位变速箱，结构简单，体积小，能够进行多档位动力输出，从而使电动车在高速、低速均能够获得较强的动力输出，尤其在爬坡、重载以及泥泞路况等行驶时，能够在低速情况获得较大的动力，从而保证电动车的顺畅行驶，并且更加节能，同时能够延长直流电机和蓄电池的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种电动车用多档位变速箱，包括箱体、动力输入轴和动力输出轴，其特征在于：在动力输入轴上设有动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ，所述动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ均可转动套设在动力输入轴上；在动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ之间设有一滑动件，该滑动件通过滑键与动力输入轴滑动相连；在箱体内设有一与动力输入轴平行的拨叉轴，该拨叉轴的一端与一拨叉的叉柄端相连，另一端从箱体的一侧伸出；在滑动件上设有绕其一周的拨叉槽，所述拨叉的叉头叉设在该拨叉槽内，通过拨叉轴及拨叉能够带动滑动件沿动力输入轴滑动；在滑动件的两侧分别设有数个卡爪，在动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ靠近滑动件的一侧，对应卡爪设有卡槽；滑动件沿动力输入轴滑动，其上的卡爪能够与动力输入齿轮Ⅰ或动力输入齿轮Ⅱ上的卡槽结合；
在箱体内还设有高速档传动轴、低速档传动轴以及倒档轴；在高速档传动轴上设有高速档主动齿轮、低档减速齿轮和高速档从动齿轮，该高速档主动齿轮和低档减速齿轮通过单向器安装于高速档传动轴上；其中，高速档主动齿轮与动力输入齿轮Ⅰ啮合，所述高速档从动齿轮可转动套设在高速档传动轴上，所述低档减速齿轮位于高速档主动齿轮和高速档从动齿轮之间；在高速档从动齿轮背离低档减速齿轮的一侧设有滑动套Ⅰ，该滑动套Ⅰ通过螺旋花键与高速档传动轴相连；在高速档从动齿轮靠近滑动套Ⅰ的一侧设有数个凹槽Ⅰ，在滑动套Ⅰ靠近高速档从动齿轮的一侧，对应凹槽Ⅰ设有凸齿Ⅰ，当高速档传动轴正转或反转时，滑套Ⅰ能够沿高速档传动轴向高速档从动齿轮方向移动，直至凸齿Ⅰ与凹槽Ⅰ结合；
在低速档传动轴上设有低速档主动齿轮和低速档从动齿轮，其中，低速档主动齿轮与低档减速齿轮啮合，并通过单向器与低速档传动轴相连，低速档从动齿轮可转动套设在低速档传动轴上；在低速档从动齿轮背离低速档主动齿轮的一侧设有滑动套Ⅱ，该滑动套Ⅱ通过螺旋花键与低速档传动轴相连；在低速档从动齿轮靠近滑动套Ⅱ的一侧设有数个凹槽Ⅱ，在滑动套Ⅱ靠近低速档从动齿轮的一侧，对应凹槽Ⅱ设有凸齿Ⅱ，当低速档传动轴正转或反转时，滑套Ⅱ能够沿低速档传动轴向低速档从动齿轮方向移动，直至凸齿Ⅱ与凹槽Ⅱ结合；
在滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上分别设有一弹性摩擦夹，所述弹性摩擦夹呈V型，其开口端向相背离的方向弯曲形成夹持环；在滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上均设有绕其一周环槽，两弹性摩擦夹的夹持环分别位于滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上的环槽内，并分别与滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ紧配合在一起；在箱体内还设有一离合限位板，所述离合限位板的中部通过销轴与箱体一侧转动连接；在离合限位板上设有两限位槽，两限位槽位于销轴的相对两侧；两弹性摩擦夹的封闭端分别位于两限位槽内，且两弹性摩擦夹的封闭端位于两限位槽的同一端时，滑动套Ⅰ和高速档从动齿轮与滑动套Ⅱ与低速档从动齿轮均处于分离状态；在离合限位板的作用下，当滑动套Ⅰ向高速档从动齿轮方向滑动时，滑动套Ⅱ向背离低速档从动齿轮方向滑动，或滑动套Ⅱ向低速档从动齿轮方向滑动时，滑动套Ⅰ向背离高速档从动齿轮方向滑动；
在倒档轴上设有倒档主动齿轮和倒档从动齿轮，所述倒档主动齿轮和倒档从动齿轮均与倒档轴固定连接，其中，倒档主动齿轮与动力输入齿轮Ⅱ啮合；
在动力输出轴上设有一动力输出齿轮，该动力输出齿轮与动力输出轴固定连接，且该动力输出齿轮同时与高速档从动齿轮、低速档从动齿轮和倒档从动齿轮啮合。
进一步地，两限位槽的一端平齐，另一端延伸并贯穿离合限位板的同一侧。
进一步地，所述动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ通过滚珠轴承与动力输入轴相连，高速档从动齿轮和低速档从动齿轮分别通过滚珠轴承与高速档传动轴和低速档传动轴相连。
进一步地，在箱体内还设有差速器组件，该差速器组件包括差速壳体和输出半轴，所述动力输出齿轮与差速壳体相连，作为差速组件的输入齿；差速壳体与输出半轴相连，该输出半轴从箱体的一侧伸出；动力输出轴靠近动力输出齿轮的一端与差速壳体相连，另一端从箱体的另一侧伸出，作为另一输出半轴。
进一步地，还包括一电机本体，该电机本体与箱体的一侧相连，其电机轴与动力输入轴相连，或电机轴伸入箱体内作为动力输入轴。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、结构简单，高速档、低速档以及倒档分别通过一根轴进行传动，装配更加方便，能够将整个变速向做到非常的薄，从而使变速箱内部得到充分合理的使用，并且大大减小变速箱的体积。
2、整个变速箱能够实现高速档、低速档、超低速档以及倒档，从而更便于动力的连续性输出，尤其在爬坡、重载以及泥泞路况等行驶时，能够在超低速情况下获得较大的动力（扭矩），从而保证电动车的顺畅行驶。
3、通过多档输出动力，节能效果更好，并且能够有效延长直流电机及蓄电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的传动结构示意图。
图2为图1沿A—A向的剖视图。
图3为弹性摩擦夹的结构示意图。
图4为离合限位板的结构示意图。
图5为离合器组件与动力输出齿轮的装配结构示意图。
图中：1—动力输入轴，2—动力输出轴，3—动力输入齿轮Ⅰ，4—动力输入齿轮Ⅱ，5—滑动件，6—拨叉，7—高速档传动轴，8—低速档传动轴，9—倒档轴，10—高速档主动齿轮，11—高速档从动齿轮，12—低档减速齿轮，13—单向器，14—滑动套Ⅰ，15—低速档主动齿轮，16—低速档从动齿轮，17—滑动套Ⅱ，18—倒档主动齿轮，19—倒档从动齿轮，20—弹性摩擦夹，21—离合限位板，22—限位槽，23—动力输出齿轮，24—差速器组件。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参见图1至图5，一种电动车用多档位变速箱，包括箱体、动力输入轴1和动力输出轴2。在动力输入轴1上设有动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4，所述动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4均可转动套设在动力输入轴1上；在加工过程中，该动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4通过滚珠轴承与动力输入轴1相连；从而能够进行自由正转和反转。在动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4之间设有一滑动件5，具体实施时，在动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4之间的动力输入轴1上沿其轴向设有滑键，在滑动件5内侧设有键槽，该滑动件5通过键槽和滑键的配合与动力输入轴1滑动相连。在箱体内设有一与动力输入轴1平行的拨叉轴，该拨叉轴的一端与一拨叉6的叉柄端相连，另一端从箱体的一侧伸出；通过拉动拨叉轴伸出箱体的一端能够带动拨叉移动。在滑动件5上设有绕其一周的拨叉槽，所述拨叉6的叉头叉设在该拨叉槽内，通过拨叉轴及拨叉6能够带动滑动件5沿动力输入轴1滑动。在滑动件5的两侧分别设有数个卡爪，在动力输入齿轮Ⅰ3和动力输入齿轮Ⅱ4靠近滑动件5的一侧，对应卡爪设有卡槽；滑动件5沿动力输入轴1滑动，其上的卡爪能够与动力输入齿轮Ⅰ3或动力输入齿轮Ⅱ4上的卡槽结合，即卡爪能够插入卡槽内，从而带动动力输入齿轮Ⅰ3或动力输入齿轮Ⅱ4同步转动。
在箱体内还设有高速档传动轴7、低速档传动轴8以及倒档轴9。在高速档传动轴7上设有高速档主动齿轮10、低档减速齿轮12和高速档从动齿轮11；该高速档主动齿轮10和低档减速齿轮12通过单向器13安装于高速档传动轴7上。所述高速档主动齿轮10与动力输入齿轮Ⅰ3啮合，所述高速档从动齿轮11可转动套设在高速档传动轴7上；具体实施时，高速档从动齿轮11通过滚珠轴承与高速档传动轴7相连，能够进行自由正转和反转。所述低档减速齿轮12位于高速档主动齿轮10和高速档从动齿轮11之间；具体实施时，该单向器13采用单向轴承，从而使加工更加方便并且成本更低；设置单向器13后，在换档过程中，滑动套Ⅰ14与高速档从动齿轮11之间不会产生冲击、打齿现象，并且滑行距离更远。在高速档从动齿轮11背离低档减速齿轮12的一侧设有滑动套Ⅰ14，该滑动套Ⅰ14通过螺旋花键与高速档传动轴7相连。实际加工过程中，在高速档传动轴7上设有外螺旋花键，该外螺旋花键从高速档从动齿轮11背离高速档主动齿轮10一侧向高速档传动轴7端部延伸；在滑动套Ⅰ14内侧设有与外螺旋花键相配合的内螺旋键槽。在高速档从动齿轮11靠近滑动套Ⅰ14的一侧设有数个凹槽Ⅰ，在滑动套Ⅰ14靠近高速档从动齿轮11的一侧，对应凹槽Ⅰ设有凸齿Ⅰ；当高速档传动轴7正转或反转时，滑套Ⅰ能够沿高速档传动轴7向高速档从动齿轮11方向移动，直至凸齿Ⅰ与凹槽Ⅰ结合，即凸齿Ⅰ插入凹槽Ⅰ内，并带动高速档从动齿轮11同步转动。
在低速档传动轴8上设有低速档主动齿轮15和低速档从动齿轮16；其中，低速档主动齿轮15与低档减速齿轮12啮合，并通过单向器13与低速档传动轴8相连，低速档从动齿轮16可转动套设在低速档传动轴8上。具体实施时，低速档从动齿轮16通过滚珠轴承与低速档传动轴8相连，能够进行自由正转和反转。在低速档从动齿轮16背离低速档主动齿轮15的一侧设有滑动套Ⅱ17，该滑动套Ⅱ17通过螺旋花键与低速档传动轴8相连；实际加工过程中，在低速档传动轴8上设有外螺旋花键，该外螺旋花键从低速档从动齿轮16背离低速档主动齿轮15一侧向低速档传动轴8端部延伸；在滑动套Ⅱ17内侧设有与外螺旋花键相配合的内螺旋键槽。在低速档从动齿轮16靠近滑动套Ⅱ17的一侧设有数个凹槽Ⅱ，在滑动套Ⅱ17靠近低速档从动齿轮16的一侧，对应凹槽Ⅱ设有凸齿Ⅱ；当低速档传动轴8正转或反转时，滑套Ⅱ能够沿低速档传动轴8向低速档从动齿轮16方向移动，直至凸齿Ⅱ与凹槽Ⅱ结合；凸齿Ⅱ插入凹槽Ⅱ内，并带动低速档从动齿轮16同步转动。
在滑动套Ⅰ14和滑动套Ⅱ17上分别设有一弹性摩擦夹20，所述弹性摩擦夹20呈V型，其开口端向相背离的方向弯曲形成夹持环。在滑动套Ⅰ14和滑动套Ⅱ17上均设有绕其一周环槽，两弹性摩擦夹20的夹持环分别位于滑动套Ⅰ14和滑动套Ⅱ17上的环槽内，并分别与滑动套Ⅰ14和滑动套Ⅱ17紧配合在一起；即夹持环与环槽之间具有摩擦力。在箱体内还设有一离合限位板21，所述离合限位板21的中部通过销轴与箱体一侧（滑动套Ⅰ14和滑动套Ⅱ17的同一侧）转动连接。在离合限位板21上设有两限位槽22，两限位槽22位于销轴的相对两侧。具体实施时，两限位槽22的一端平齐，另一端延伸并贯穿离合限位板21的同一侧，并形成开放端；两弹性摩擦夹20的封闭端分别位于两限位槽22内，且两弹性摩擦夹20的封闭端位于两限位槽22的同一端（封闭端）时，滑动套Ⅰ14和高速档从动齿轮11与滑动套Ⅱ17与低速档从动齿轮16均处于分离状态。在离合限位板21的作用下，当滑动套Ⅰ14向高速档从动齿轮11方向滑动时，滑动套Ⅱ17向背离低速档从动齿轮16方向滑动，或滑动套Ⅱ17向低速档从动齿轮16方向滑动时，滑动套Ⅰ14向背离高速档从动齿轮11方向滑动。
在倒档轴9上设有倒档主动齿轮18和倒档从动齿轮19，所述倒档主动齿轮18和倒档从动齿轮19均与倒档轴9固定连接，其中，倒档主动齿轮18与动力输入齿轮Ⅱ4啮合。
在动力输出轴2上设有一动力输出齿轮23，该动力输出齿轮23与动力输出轴2固定连接，且该动力输出齿轮23同时与高速档从动齿轮11、低速档从动齿轮16和倒档从动齿轮19啮合。
本发明中高速档、低速档以及倒档分别通过一根轴进行传动，装配更加方便，能够将整个变速向做到非常的薄，从而使变速箱内部得到充分合理的使用，并且大大减小变速箱的体积。同时，通过拨叉轴和拨叉6带动滑动件5，当滑动件5与动力输入齿轮Ⅰ3结合时，通过控制电机正反转，能够实现高速档和低速档的切换；当滑动件5与动力输入齿轮Ⅱ4结合时，通过控制电机正反转，能够实现超低速档（低速高扭矩档）和倒档的切换，从而使整个变速箱能够实现多档的输出，尤其在爬坡、重载以及泥泞路况等行驶时，能够在超低速情况下获得较大的动力（扭矩），从而保证电动车的顺畅行驶。
具体实施时，还包括一电机本体，该电机本体与箱体的一侧相连，其电机轴与动力输入轴相连，或电机轴伸入箱体内作为动力输入轴。在箱体内还设有差速器组件24，该差速器组件24包括差速壳体和输出半轴，所述动力输出齿轮与差速壳体相连，作为差速组件的输入齿；差速壳体与输出半轴相连，该输出半轴从箱体的一侧伸出；动力输出轴靠近动力输出齿轮的一端与差速壳体相连，另一端从箱体的另一侧伸出，作为另一输出半轴。这样，整体结构更加紧凑，并且能够更加方便地进行安装、使用。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种电动车用多档位变速箱，包括箱体、动力输入轴和动力输出轴，其特征在于：在动力输入轴上设有动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ，所述动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ均可转动套设在动力输入轴上；在动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ之间设有一滑动件，该滑动件通过滑键与动力输入轴滑动相连；在箱体内设有一与动力输入轴平行的拨叉轴，该拨叉轴的一端与一拨叉的叉柄端相连，另一端从箱体的一侧伸出；在滑动件上设有绕其一周的拨叉槽，所述拨叉的叉头叉设在该拨叉槽内，通过拨叉轴及拨叉能够带动滑动件沿动力输入轴滑动；在滑动件的两侧分别设有数个卡爪，在动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ靠近滑动件的一侧，对应卡爪设有卡槽；滑动件沿动力输入轴滑动，其上的卡爪能够与动力输入齿轮Ⅰ或动力输入齿轮Ⅱ上的卡槽结合；
在箱体内还设有高速档传动轴、低速档传动轴以及倒档轴；在高速档传动轴上设有高速档主动齿轮、低档减速齿轮和高速档从动齿轮，该高速档主动齿轮和低档减速齿轮通过单向器安装于高速档传动轴上；其中，高速档主动齿轮与动力输入齿轮Ⅰ啮合，所述高速档从动齿轮可转动套设在高速档传动轴上，所述低档减速齿轮位于高速档主动齿轮和高速档从动齿轮之间；在高速档从动齿轮背离低档减速齿轮的一侧设有滑动套Ⅰ，该滑动套Ⅰ通过螺旋花键与高速档传动轴相连；在高速档从动齿轮靠近滑动套Ⅰ的一侧设有数个凹槽Ⅰ，在滑动套Ⅰ靠近高速档从动齿轮的一侧，对应凹槽Ⅰ设有凸齿Ⅰ，当高速档传动轴正转或反转时，滑套Ⅰ能够沿高速档传动轴向高速档从动齿轮方向移动，直至凸齿Ⅰ与凹槽Ⅰ结合；
在低速档传动轴上设有低速档主动齿轮和低速档从动齿轮，其中，低速档主动齿轮与低档减速齿轮啮合，并通过单向器与低速档传动轴相连，低速档从动齿轮可转动套设在低速档传动轴上；在低速档从动齿轮背离低速档主动齿轮的一侧设有滑动套Ⅱ，该滑动套Ⅱ通过螺旋花键与低速档传动轴相连；在低速档从动齿轮靠近滑动套Ⅱ的一侧设有数个凹槽Ⅱ，在滑动套Ⅱ靠近低速档从动齿轮的一侧，对应凹槽Ⅱ设有凸齿Ⅱ，当低速档传动轴正转或反转时，滑套Ⅱ能够沿低速档传动轴向低速档从动齿轮方向移动，直至凸齿Ⅱ与凹槽Ⅱ结合；
在滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上分别设有一弹性摩擦夹，所述弹性摩擦夹呈V型，其开口端向相背离的方向弯曲形成夹持环；在滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上均设有绕其一周环槽，两弹性摩擦夹的夹持环分别位于滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ上的环槽内，并分别与滑动套Ⅰ和滑动套Ⅱ紧配合在一起；在箱体内还设有一离合限位板，所述离合限位板的中部通过销轴与箱体一侧转动连接；在离合限位板上设有两限位槽，两限位槽位于销轴的相对两侧；两限位槽的一端平齐，另一端延伸并贯穿离合限位板的同一侧；两弹性摩擦夹的封闭端分别位于两限位槽内，且两弹性摩擦夹的封闭端位于两限位槽的同一端时，滑动套Ⅰ和高速档从动齿轮与滑动套Ⅱ与低速档从动齿轮均处于分离状态；在离合限位板的作用下，当滑动套Ⅰ向高速档从动齿轮方向滑动时，滑动套Ⅱ向背离低速档从动齿轮方向滑动，或滑动套Ⅱ向低速档从动齿轮方向滑动时，滑动套Ⅰ向背离高速档从动齿轮方向滑动；所述动力输入齿轮Ⅰ和动力输入齿轮Ⅱ通过滚珠轴承与动力输入轴相连，高速档从动齿轮和低速档从动齿轮分别通过滚珠轴承与高速档传动轴和低速档传动轴相连；
在倒档轴上设有倒档主动齿轮和倒档从动齿轮，所述倒档主动齿轮和倒档从动齿轮均与倒档轴固定连接，其中，倒档主动齿轮与动力输入齿轮Ⅱ啮合；
在动力输出轴上设有一动力输出齿轮，该动力输出齿轮与动力输出轴固定连接，且该动力输出齿轮同时与高速档从动齿轮、低速档从动齿轮和倒档从动齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的一种电动车用多档位变速箱，其特征在于：在箱体内还设有差速器组件，该差速器组件包括差速壳体和输出半轴，所述动力输出齿轮与差速壳体相连，作为差速组件的输入齿；差速壳体与输出半轴相连，该输出半轴从箱体的一侧伸出；动力输出轴靠近动力输出齿轮的一端与差速壳体相连，另一端从箱体的另一侧伸出，作为另一输出半轴。
3.根据权利要求1所述的一种电动车用多档位变速箱，其特征在于：还包括一电机本体，该电机本体与箱体的一侧相连，其电机轴与动力输入轴相连，或电机轴伸入箱体内作为动力输入轴。
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