CN109185399A - 一种全自动电控动力变速器总成 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全自动电控动力变速器总成，包括若干个主动齿轮和若干个从动齿轮，所述主动齿轮上设有能够带动主动齿轮与从动齿轮啮合/分离的拨叉，所述拨叉上接有控制拨叉移动的电动机。该总成换挡组件省略传统的油压或气压系统，减少了发动机负载，发动机功率转换能力高，避免传统气压或油压系统组件损坏造成的频繁维护，降低使用成本，利用电动换挡，伺服电动机动作迅速，换挡干脆，定位精度高，稳定性好，省去气压或油压系统，整体设计紧凑，空间占比小。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种变速总成设备，具体是指一种全自动电控动力变速器总成。
背景技术
专利权人2018年4月6日申请了发明专利号为201810302943.8，名称为一种新型变速系统的发明专利，同时该专利还申请了实用新型专利，到目前为止，实用新型专利还未授权公开。
上述变速系统的发明目的是解决目前大型农机在工作中，阻力大、换挡容易导致车辆能耗损失大、低挡位疲劳强度大的问题，并且目前的换挡并非电控，是传统的油压油缸或气压气缸换挡，传统的油压油缸或气压气缸换挡用的组件较多，液压泵、气压泵、管路、活塞密封装置等，使得整个设备结构复杂，难以维护保养。
另外气压或油压组件的稳定性差，容易导致动作不到位，换挡不干脆、迅速的问题，气压缸或油压缸是通过发动机驱动，属于负载，消耗了发动机自身的功率，导致发动机完全应用在传动上的动力降低，频繁操作液压缸或气缸产生热量，导致密封组件损坏严重，寿命短，产生漏气或漏油等，维修成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种全自动电控动力变速器总成，该总成换挡组件省略传统的油压或气压系统，减少了发动机负载，发动机功率转换能力高，避免传统气压或油压系统组件损坏造成的频繁维护，降低使用成本，利用电动换挡，伺服电动机动作迅速，换挡干脆，定位精度高，稳定性好，省去气压或油压系统，整体设计紧凑，空间占比小。
另外，本专利申请采用专门设计的螺旋齿或斜齿的驱动齿轮和从动齿轮，改变速系统的换挡模式与传统档位更换截然不同，传统档位换挡是尽量保证两个齿轮的相对静止，然后利用拨叉等将不同尺寸的齿轮啮合，实现不同的传动比，从而实现变速，然而该变速箱内的主动轴齿轮与从动轴齿轮始终接触，不用更换齿轮之间的传动比实现速度调节，而是利用带有斜齿的拨轮与不同尺寸的档位齿轮的结合，实现变速。
本技术方案不仅仅局限于农机产品，同样适用于汽车或一些带有变速器总成的机器设备。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种全自动电控动力变速器总成，包括若干个主动齿轮和若干个从动齿轮，所述主动齿轮上设有能够带动主动齿轮与从动齿轮啮合/分离的拨叉，所述拨叉上接有控制拨叉移动的电动机。
作为优选，所述电动机与拨叉之间设有丝杠，所述丝杠一端与电动机的动力输出转轴连接，所述电动机为伺服电动机，所述丝杠的中轴线与电动机的动力输出轴同轴设计。
所述拨叉上设有与丝杠连接，并套装在丝杠上的滑套，丝杠正反转实现滑套左右移动，所述主动齿轮上设有与拨叉连接的卡槽。
作为优选，所述主动齿轮包括齿轮本体，所述齿轮本体外圈设有安装拨叉的拨叉槽，所述齿轮本体的一端或两端端面设有向外凸起的主驱动齿，所述齿轮本体中心轴线上设有与转轴连接的第一安装孔，所述主驱动齿的齿根与齿轮本体连接，所述主驱动齿临近第一安装孔的第一内侧面位于第一安装孔向外延伸的同一个弧面上，所述主驱动齿远离第一安装孔的第一外侧面位于同一个弧形面上。
作为优选，所述从动齿轮包括齿轮盘，所述齿轮盘外圈设有拨齿，所述齿轮盘的一端的端面设有向外凸起的从驱动齿，所述齿轮盘中心设有安装轴承的第二安装孔，所述从驱动齿的齿根与齿轮盘连接，所述从驱动齿临近第二安装孔的第二内侧面位于同一个弧面上，所述从驱动齿远离第二安装孔的第二外侧面位于同一个弧形面上。
作为优选，所述主驱动齿还包括第一旋入面和第一驱动面，所述第一旋入面倾斜设置，所述第一驱动面垂直设置，所述主驱动齿为斜齿或螺旋齿，斜齿的第一旋入面为倾斜设置的平面，螺旋齿的第一旋入面为带有螺旋弧度的螺旋面，所述主驱动齿的齿顶部位设有与从动齿轮配合的第一配合面，所述主驱动齿的第一旋入面与相邻的主驱动齿的第一驱动面之间设有第四配合平面，所述主驱动齿与齿轮本体连接的一端设有第一防脱台阶面，所述第一防脱台阶面位于临近两个主驱动齿之间，且位于前一个主驱动齿的第一驱动面与后一个主驱动齿的第一旋入面之间。
作为优选，所述从驱动齿还包括第二旋入面和第二驱动面，所述第二旋入面倾斜设置，所述第二驱动面垂直设置，所述从驱动齿为斜齿或螺旋齿，斜齿的第二旋入面为倾斜设置的平面，螺旋齿的第二旋入面为带有螺旋弧度的螺旋面，所述从驱动齿的齿顶位置设有第二防脱台阶面，所述第二防脱台阶面为设置在第二旋入面与齿顶第二配合面之间的竖直平面，所述从驱动齿的齿顶部位设有与主动齿轮配合的第二配合面，所述从驱动齿的第二旋入面与第二驱动面之间设有与主驱动齿配合的第三配合平面。
作为优选，所述主驱动齿以主驱动齿的转动中轴线成环形阵列在齿轮本体端面上，所述主驱动齿与主驱动齿本体为一体结构，所述从驱动齿以从驱动齿的转动中轴线成环形阵列在齿轮盘端面上，所述从驱动齿与从驱动齿本体为一体结构，所述第一旋入面与第一驱动面之间的夹角为60±15度角设置，所述第二旋入面与第二驱动面之间的夹角为60±15度角设置。
作为优选，所述第一安装孔内设有若干划线齿槽，所述划线齿槽朝向齿轮本体内凹陷并与第一安装孔中轴线平行设置，所述划线齿槽延伸至主驱动齿第一内侧面并上下贯穿，所述第二内侧面与第二安装孔之间设有安装平台面。
作为优选，主动齿轮的主驱动齿和从动齿轮的从驱动齿配合后，主驱动齿的第一旋入面与从驱动齿的第二旋入面接触，主驱动齿的第一驱动面与从驱动齿的第二驱动面接触，主驱动齿的第一防脱台阶面与从驱动齿的第二防脱台阶面接触。
采用本技术方案的有益效果：该总成换挡组件省略传统的油压或气压系统，减少了发动机负载，发动机功率转换能力高，避免传统气压或油压系统组件损坏造成的频繁维护，降低使用成本，利用电动换挡，伺服电动机动作迅速，换挡干脆，定位精度高，稳定性好，省去气压或油压系统，整体设计紧凑，空间占比小。
另外，本专利申请采用专门设计的螺旋齿或斜齿的驱动齿轮和从动齿轮，改变速系统的换挡模式与传统档位更换截然不同，传统档位换挡是尽量保证两个齿轮的相对静止，然后利用拨叉等将不同尺寸的齿轮啮合，实现不同的传动比，从而实现变速，然而该变速箱内的主动轴齿轮与从动轴齿轮始终接触，不用更换齿轮之间的传动比实现速度调节，而是利用带有斜齿的拨轮与不同尺寸的档位齿轮的结合，实现变速。
附图说明
图1为全自动电控动力变速器总成的结构示意图。
图2为其中一个主动齿轮与一个从动齿轮配合后结构示意图。
图3为主动齿轮的结构示意图。
图4为图3的立体结构示意图。
图5为从动齿轮的结构示意图。
图6为图5的后视结构示意图。
图7为图5的立体结构示意图。
具体实施方式
为便于说明，下面结合附图，对发明的全自动电控动力变速器总成做详细说明。
如图1至图7中所示，一种全自动电控动力变速器总成，包括若干个主动齿轮1和若干个从动齿轮2，所述主动齿轮1上设有能够带动主动齿轮1与从动齿轮2啮合/分离的拨叉3，所述拨叉3上接有控制拨叉3移动的电动机4；所述电动机4与拨叉3之间设有丝杠5，所述丝杠5一端与电动机4的动力输出转轴连接，所述电动机4为伺服电动机4，所述丝杠5的中轴线与电动机4的动力输出轴11.2同轴设计；所述拨叉3上设有与丝杠5连接，并套装在丝杠5上的滑套6，丝杠5正反转实现滑套6左右移动，所述主动齿轮1上设有与拨叉3连接的拨叉槽7；所述主动齿轮1包括齿轮本体1.1，所述拨叉槽7位于齿轮本体1.1的外圈呈环形设置，所述齿轮本体1.1的一端或两端端面设有向外凸起的主驱动齿1.2，所述齿轮本体1.1中心轴线上设有与转轴连接的第一安装孔1.3，所述主驱动齿1.2的齿根与齿轮本体1.1连接，所述主驱动齿1.2临近第一安装孔1.3的第一内侧面1.4位于第一安装孔1.3向外延伸的同一个弧面上，所述主驱动齿1.2远离第一安装孔1.3的第一外侧面1.5位于同一个弧形面上；所述从动齿轮2包括齿轮盘2.1，所述齿轮盘2.1外圈设有拨齿2.2，所述拨齿为的齿为直齿、斜齿或人字齿中的一种，所述齿轮盘2.1的一端的端面设有向外凸起的从驱动齿2.3，所述齿轮盘2.1中心设有安装轴承8的第二安装孔2.4，所述从驱动齿2.3的齿根与齿轮盘2.1连接，所述从驱动齿2.3临近第二安装孔2.4的第二内侧面2.5位于同一个弧面上，所述从驱动齿2.3远离第二安装孔2.4的第二外侧面2.6位于同一个弧形面上；所述主驱动齿1.2还包括第一旋入面1.6和第一驱动面1.7，所述第一旋入面1.6倾斜设置，所述第一驱动面1.7垂直设置，所述主驱动齿1.2为斜齿或螺旋齿，斜齿的第一旋入面1.6为倾斜设置的平面，螺旋齿的第一旋入面1.6为带有螺旋弧度的螺旋面，所述主驱动齿1.2的齿顶部位设有与从动齿轮2配合的第一配合面1.8，所述主驱动齿1.2的第一旋入面1.6与相邻的主驱动齿的第一驱动面1.7之间设有第四配合平面1.0，所述主驱动齿1.2与齿轮本体1.1连接的一端设有第一防脱台阶面1.9，所述第一防脱台阶面1.9位于临近两个主驱动齿1.2之间，且位于前一个主驱动齿1.2的第一驱动面1.7与后一个主驱动齿1.2的第一旋入面1.6之间；所述从驱动齿2.3还包括第二旋入面2.7和第二驱动面2.8，所述第二旋入面2.7倾斜设置，所述第二驱动面2.8垂直设置，所述从驱动齿2.3为斜齿或螺旋齿，斜齿的第二旋入面2.7为倾斜设置的平面，螺旋齿的第二旋入面2.7为带有螺旋弧度的螺旋面，所述从驱动齿2.3的齿顶位置设有第二防脱台阶面2.9，所述第二防脱台阶面2.9为设置在第二旋入面2.7与齿顶第二配合面2.0之间的竖直平面，所述从驱动齿2.3的齿顶部位设有与主动齿轮1配合的第二配合面2.0，所述从驱动齿2.3的第二旋入面2.7与第二驱动面2.8之间设有与主驱动齿配合的第三配合平面2.10；所述主驱动齿1.2以主驱动齿1.2的转动中轴线成环形阵列在齿轮本体1.1端面上，所述主驱动齿1.2与主驱动齿1.2本体为一体结构，所述从驱动齿2.3以从驱动齿2.3的转动中轴线成环形阵列在齿轮盘2.1端面上，所述从驱动齿2.3与从驱动齿2.3本体为一体结构，所述第一旋入面1.6与第一驱动面1.7之间的夹角为60±15度角设置，所述第二旋入面2.7与第二驱动面2.8之间的夹角为60±15度角设置；所述第一安装孔1.3内设有若干划线齿槽9，所述划线齿槽9朝向齿轮本体1.1内凹陷并与第一安装孔1.3中轴线平行设置，所述划线齿槽9延伸至主驱动齿1.2第一内侧面1.4并上下贯穿，所述第二内侧面2.5与第二安装孔2.4之间设有安装平台面10；主动齿轮1的主驱动齿1.2和从动齿轮2的从驱动齿2.3配合后，主驱动齿1.2的第一旋入面1.6与从驱动齿2.3的第二旋入面2.7接触，主驱动齿1.2的第一驱动面1.7与从驱动齿2.3的第二驱动面2.8接触，主驱动齿1.2的第一防脱台阶面1.9与从驱动齿2.3的第二防脱台阶面2.9接触。
所述主动齿轮1和从动齿轮2均套装在动力转轴11上，所述动力转轴11包括动力输入轴11.1和动力输出轴11.2，所述主动齿轮1与动力转轴11之间通过划线齿12连接，所述主动齿轮1与动力转轴11同步转动，所述动力转轴11上与主动齿轮1安装不设有向外凸起的划线齿12，所述划线齿与主动齿轮1的第一安装孔1.3中内的划线齿槽9配合，所述主动齿轮1在拨叉3作用下可沿着动力转轴11轴线左右拨动；所述从动齿轮2与动力转轴11之间为通过轴承8连接的滑动连接，所述从动齿轮2在动力转轴11的轴线方向上相对固定，所述从动齿轮2可沿着动力转轴11自转，还包括变速齿轮13，所述变速齿轮13安装在动力转轴11上，所述变速齿轮13与动力转轴11同轴转动，从动齿轮2的外部拨齿2.2上均啮合有一个始终接触传动的变速齿轮13。
所述变速器包括若干个档位，根据实际情况设计，本实施例选用四挡变速器解释说明，所述变速器为四挡变速器的动力输入轴11.1上安装有控制一挡和三挡的一个主动齿轮1、两个从动齿轮2和分别控制二挡和四挡的两个变速齿轮13，四挡变速器的动力输出轴11.2上安装有控制二挡和四挡的一个主动齿轮1、两个从动齿轮2和分别控制二挡和四挡的两个变速齿轮13，一挡从动齿轮2外部拨齿2.2上啮合有安装在动力输出轴11.2上的一档变速齿轮13，三挡从动齿轮2外部拨齿2.2上啮合有安装在动力输出轴11.2上的三挡变速齿轮13，二挡从动齿轮2外部拨齿2.2上啮合有安装在动力输入轴11.1上的二挡变速齿轮13，四挡从动齿轮2外部拨齿2.2上啮合有安装在动力输入轴11.1上的四挡变速齿轮13；还包括变速器箱体14，所述主动齿轮1、从动齿轮2、变速齿轮13、动力转轴11、丝杠5、拨叉3位于变速器箱体14内，所述丝杠5两端、动力转轴11两端与变速器箱体14之间设有轴承8，所述动力输出轴11.2的一端、动力输入轴11.1的一端以及丝杠5的一端均延伸至变速箱体14外部。
换挡时所述伺服电动机4可根据车速反馈电信号控制伺服电动机4的正转、反转和停转，停车起步时，挂上前进挡，此时车速在20迈以下，伺服电动机控制第一主动齿轮向着一挡从动齿轮方向移动，此时发动机带动动力输入轴11.1转动，第一主动齿轮同步转动，挡第一主动齿轮与一挡从动齿轮接触后，一挡从动齿轮转速与动力输入轴转速相同，与此同时带动一挡变速齿轮转动，一挡变速齿轮与动力输出轴键连接，带动动力输出轴转动，输出一挡转速及功率，挡车速移动到20迈以上，通过电信号分别同时对控制第一主动齿轮和第二主动齿轮的两个伺服电动机信号，控制第一主动齿轮的伺服电动机停止工作或反向转动，控制第二主动齿轮的伺服电动机让第二主动齿轮朝向二挡从动齿轮移动并瞬间接触，第二转动齿轮本的转速大于第一转动齿轮，利用高速和低速差，将第一主动齿轮从一挡从动齿轮上甩出，并利用第一电动机停转固定第一主动齿轮位置，防止第一主动齿轮与其他从动齿轮接触，同理，可实现三挡、四挡的切换挡，实现全自动电控动力变速。
从动齿轮与换挡齿轮持续接触，从动齿轮与主动齿轮利用驱动齿结合与分离实现传动与停止传动，所述主动齿轮朝向从动齿轮移动并接近，驱动齿带动从动齿轮转动，撤销外力后，拨齿从高速旋转的档位齿轮处脱离，档位齿轮与之配合的档位从动齿轮始终处于啮合状态，解决了目前传统变速齿轮啮合过程中的打齿现象，齿轮寿命更高。本实施例中没有对倒挡进行描述，但是关于倒档就是一个档，可利用离合器作用，设置反转齿轮。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，说明书附图中主、从驱动齿局部齿采用细画，其余部分简画，附图中驱动齿的数量和尺寸不代表本技术方案的具体驱动齿数量和尺寸，实际产品中同一组配合的主驱动齿和从驱动齿的数量、尺寸相同，本专利申请并未对驱动齿的数量和尺寸限定，在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种全自动电控动力变速器总成，其特征是：包括若干个主动齿轮（1）和若干个从动齿轮（2），所述主动齿轮（1）上设有能够带动主动齿轮（1）与从动齿轮（2）啮合/分离的拨叉（3），所述拨叉（3）上接有控制拨叉（3）移动的电动机（4）。
2.根据权利要求1所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述电动机（4）与拨叉（3）之间设有丝杠（5），所述丝杠（5）一端与电动机（4）的动力输出转轴连接，所述电动机（4）为伺服电动机（4），所述丝杠（5）的中轴线与电动机（4）的动力输出轴（11.2）同轴设计。
3.根据权利要求1所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述拨叉（3）上设有与丝杠（5）连接，并套装在丝杠（5）上的滑套（6），丝杠（5）正反转实现滑套（6）左右移动，所述主动齿轮（1）上设有与拨叉（3）连接的拨叉槽（7）。
4.根据权利要求1-3任一所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述主动齿轮（1）包括齿轮本体（1.1），所述拨叉槽（7）位于齿轮本体（1.1）的外圈呈环形设置，所述齿轮本体（1.1）的一端或两端端面设有向外凸起的主驱动齿（1.2），所述齿轮本体（1.1）中心轴线上设有与转轴连接的第一安装孔（1.3），所述主驱动齿（1.2）的齿根与齿轮本体（1.1）连接，所述主驱动齿（1.2）临近第一安装孔（1.3）的第一内侧面（1.4）位于第一安装孔（1.3）向外延伸的同一个弧面上，所述主驱动齿（1.2）远离第一安装孔（1.3）的第一外侧面（1.5）位于同一个弧形面上。
5.根据权利要求4所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述从动齿轮（2）包括齿轮盘（2.1），所述齿轮盘（2.1）外圈设有拨齿（2.2），所述齿轮盘（2.1）的一端的端面设有向外凸起的从驱动齿（2.3），所述齿轮盘（2.1）中心设有安装轴承（8）的第二安装孔（2.4），所述从驱动齿（2.3）的齿根与齿轮盘（2.1）连接，所述从驱动齿（2.3）临近第二安装孔（2.4）的第二内侧面（2.5）位于同一个弧面上，所述从驱动齿（2.3）远离第二安装孔（2.4）的第二外侧面（2.6）位于同一个弧形面上。
6.根据权利要求5所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述主驱动齿（1.2）还包括第一旋入面（1.6）和第一驱动面（1.7），所述第一旋入面（1.6）倾斜设置，所述第一驱动面（1.7）垂直设置，所述主驱动齿（1.2）为斜齿或螺旋齿，斜齿的第一旋入面（1.6）为倾斜设置的平面，螺旋齿的第一旋入面（1.6）为带有螺旋弧度的螺旋面，所述主驱动齿（1.2）的齿顶部位设有与从动齿轮（2）配合的第一配合面（1.8），所述主驱动齿（1.2）的第一旋入面（1.6）与相邻的主驱动齿的第一驱动面（1.7）之间设有第四配合平面（1.0），所述主驱动齿（1.2）与齿轮本体（1.1）连接的一端设有第一防脱台阶面（1.9），所述第一防脱台阶面（1.9）为第一旋入面（1.6）与第四配合平面之间的竖直面。
7.根据权利要求6所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述从驱动齿（2.3）还包括第二旋入面（2.7）和第二驱动面（2.8），所述第二旋入面（2.7）倾斜设置，所述第二驱动面（2.8）垂直设置，所述从驱动齿（2.3）为斜齿或螺旋齿，斜齿的第二旋入面（2.7）为倾斜设置的平面，螺旋齿的第二旋入面（2.7）为带有螺旋弧度的螺旋面，所述从驱动齿（2.3）的齿顶位置设有第二防脱台阶面（2.9），所述第二防脱台阶面（2.9）为设置在第二旋入面（2.7）与齿顶第二配合面（2.0）之间的竖直平面，所述从驱动齿（2.3）的齿顶部位设有与主动齿轮（1）配合的第二配合面（2.0），所述从驱动齿（2.3）的第二旋入面（2.7）与临近的第二驱动面（2.8）之间设有与主驱动齿配合的第三配合平面（2.10）。
8.根据权利要求7所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述主驱动齿（1.2）以主驱动齿（1.2）的转动中轴线成环形阵列在齿轮本体（1.1）端面上，所述主驱动齿（1.2）与主驱动齿（1.2）本体为一体结构，所述从驱动齿（2.3）以从驱动齿（2.3）的转动中轴线成环形阵列在齿轮盘（2.1）端面上，所述从驱动齿（2.3）与从驱动齿（2.3）本体为一体结构，所述第一旋入面（1.6）与第一驱动面（1.7）之间的夹角为60±15度角设置，所述第二旋入面（2.7）与第二驱动面（2.8）之间的夹角为60±15度角设置。
9.根据权利要求8所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：所述第一安装孔（1.3）内设有若干划线齿槽（9），所述划线齿槽（9）朝向齿轮本体（1.1）内凹陷并与第一安装孔（1.3）中轴线平行设置，所述划线齿槽（9）延伸至主驱动齿（1.2）第一内侧面（1.4）并上下贯穿，所述第二内侧面（2.5）与第二安装孔（2.4）之间设有安装平台面（10）。
10.根据权利要求9所述的全自动电控动力变速器总成，其特征是：主动齿轮（1）的主驱动齿（1.2）和从动齿轮（2）的从驱动齿（2.3）配合后，主驱动齿（1.2）的第一旋入面（1.6）与从驱动齿（2.3）的第二旋入面（2.7）接触，主驱动齿（1.2）的第一驱动面（1.7）与从驱动齿（2.3）的第二驱动面（2.8）接触，主驱动齿（1.2）的第一防脱台阶面（1.9）与从驱动齿（2.3）的第二防脱台阶面（2.9）接触。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113417976A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-21 | 山东农富传动科技有限公司 | 一种新型自动换挡变速总成 |
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