CN109538708A - 用于汽车的变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于变速箱技术领域，尤其涉及用于汽车的变速箱。用于汽车的变速箱包括连接轴、第一齿轮、第二齿轮、变速轴、第一单向离合器、第三齿轮、扭力感应环、第四齿轮和弹性元件；连接轴的第一端与电机输出轴相连；第一齿轮和第二齿轮套设于连接轴上；变速轴的中部设有第一螺纹段；第一单向离合器套设于变速轴上；第三齿轮套设于第一单向离合器上，且与第一齿轮啮合；扭力感应环套设于变速轴上，且与第一螺纹段螺纹连接；第四齿轮套设于扭力感应环上，且与第二齿轮啮合；弹性元件的第一端与箱体相连，第二端与扭力感应环相连。该变速箱能够感应道路阻力从而实现自动变档，因此能够避免驾驶员因采用不恰当的档位造成电机运行不稳定。

Description

用于汽车的变速箱

技术领域

本发明属于变速箱技术领域，尤其涉及用于汽车的变速箱。

背景技术

电动汽车是指以电机驱动车轮行驶的车辆，其发展前景被广泛看好。变速箱是汽车的重要部件，用于改变汽车的档位。目前，中小型电动汽车的变速箱一般采用两种变速方式：一种是电子油门踏板变速，即驾驶员通过踩压油门踏板从而改变电流大小，以实现速度的改变，然而该变速装置不易调节扭矩，难以适应山区、丘陵或重负载的情况；另一种是手动机械式变速，即驾驶员通过拨动换挡手柄从而改变档位。

但是，上述的变速方式均与驾驶员的操作经验密切相关，对于经验不足的初学者，或者在驾驶员对车辆状况以及道路状况不熟悉的情况下，经常会因为操作不当造成电机运行不稳定。比如在车辆启动、上坡或负载较大时，如果驾驶员采用不恰当的档位，容易迫使电机在低效率区工作，从而导致车辆的爬坡能力差、续航距离短。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了用于汽车的变速箱，旨在解决现有技术中驾驶员因采用不恰当的档位造成电机运行不稳定的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

用于汽车的变速箱，包括：

箱体；

连接轴，位于所述箱体内，且第一端用于与电机的输出轴相连，第二端与所述箱体转动连接；

第一齿轮，套设于所述连接轴上；

第二齿轮，套设于所述连接轴上；

变速轴，位于所述箱体内，且与所述连接轴平行设置；所述变速轴的两端均与所述箱体转动连接，且中部设有第一螺纹段；所述变速轴上设有用于连接差速器的输出齿轮；

第一单向离合器，套设于所述变速轴上；

第三齿轮，套设于所述第一单向离合器上，且与所述第一齿轮啮合；

扭力感应环，套设于所述变速轴上，且内周面与所述第一螺纹段螺纹连接；

第四齿轮，套设于所述扭力感应环上，且与所述扭力感应环滑动连接；所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；所述第四齿轮与所述第二齿轮的传动比小于所述第三齿轮与所述第一齿轮的传动比；和

弹性元件，设置在所述箱体内，且第一端与所述箱体相连，第二端与所述扭力感应环相连，用于驱动所述扭力感应环向靠近所述第四齿轮的方向移动。

进一步的，所述第一单向离合器包括：

轮盘，套设于所述变速轴上；和

多个楔形块，沿所述轮盘的周向均匀排列；各个所述楔形块与所述轮盘呈角度设置；

所述第三齿轮套设于所述轮盘上，且在正转时与各个所述楔形块顶抵接触。

进一步的，所述轮盘套设于所述扭力感应环上，且所述轮盘与所述扭力感应环为键连接。

进一步的，用于汽车的变速箱还包括：

轴套，套设于所述变速轴上；所述轴套的第一端与所述箱体转动连接，且第二端与所述第四齿轮固定连接；所述扭力感应环位于所述轴套的腔体内，且与所述轴套滑动连接。

进一步的，所述扭力感应环与所述轴套相接触的表面为锥面。

进一步的，所述弹性元件为碟簧，且所述弹性元件的数量为多个；各个所述碟簧均套设于所述变速轴上，且各个所述碟簧顺次连接；多个所述碟簧的第一端与所述箱体顶抵接触，且第二端与所述扭力感应环顶抵接触。

进一步的，各个所述碟簧位于所述轴套的腔体内，且各个所述碟簧的外周面与所述轴套间隙配合。

进一步的，用于汽车的变速箱还包括：

第二单向离合器，套设于所述连接轴上；所述第二齿轮套设于所述第二单向离合器上；

套筒，套设于所述变速轴上，且与所述变速轴转动连接；所述套筒的外周面设有第二螺纹段，且所述第二螺纹段的螺纹旋向与所述第一螺纹段的螺纹旋向相反；所述套筒的第一端与所述第三齿轮相连，且第二端与所述输出齿轮间隙配合；所述套筒的第二端设有挡圈；和

倒挡轮，套设于所述套筒上，且位于所述第三齿轮和所述挡圈之间；所述倒挡轮的内周面与所述第二螺纹段螺纹连接，用于在所述套筒的带动下沿所述变速轴的轴向移动；所述倒挡轮在所述第三齿轮反转时与所述输出齿轮顶抵接触。

进一步的，用于汽车的变速箱还包括：

支架，与所述倒挡轮相卡接，且所述支架为具有弹性形变的金属架，用于在所述套筒转动时驱动所述倒挡轮沿轴向移动；和

连杆，第一端与所述支架固定连接，且第二端与所述箱体固定连接。

进一步的，所述第二单向离合器包括：

星轮，套设于所述连接轴上，且外周面上设有多个轮齿；各个所述轮齿呈楔形，且沿所述星轮的周向均匀排列；各个所述轮齿与所述星轮呈角度设置；和

轮毂，套设于所述星轮上，且在所述星轮正转时与各个所述轮齿顶抵接触；所述轮毂与所述第二齿轮固定连接，且用于带动所述第二齿轮转动。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

箱体起到密封和支撑的作用。连接轴位于箱体内，且第一端用于与电机的输出轴相连，第二端与箱体转动连接；第一齿轮和第二齿轮均套设于连接轴上。在工作状态下，电机的输出轴带动连接轴转动，连接轴带动第一齿轮和第二齿轮转动。

变速轴位于箱体内，且与连接轴平行设置；变速轴的两端均与箱体转动连接，且变速轴上设有用于连接差速器的输出齿轮。第一单向离合器套设于变速轴上；第三齿轮套设于第一单向离合器上，且与第一齿轮啮合。第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动第一单向离合器转动，第一单向离合器带动变速轴转动，变速轴带动输出齿轮转动，输出齿轮通过差速器驱动车轮转动。

第一单向离合器起到单向止逆的作用，即能够使第三齿轮只沿一个方向转动时带动变速轴转动，而反转时无法带动变速轴转动；另外，第一单向离合器还起到单向超越的作用，即当变速轴的转速大于第三齿轮的转速时，第三齿轮和变速轴之间处于超越状态，两者无联动关系。

扭力感应环套设于变速轴上；第四齿轮套设于扭力感应环上，且与第二齿轮啮合。第二齿轮带动第四齿轮转动，第四齿轮带动扭力感应环转动，扭力感应环带动变速轴转动，变速轴带动输出齿轮转动，输出齿轮通过差速器驱动车轮转动。

变速轴的中部设有第一螺纹段；扭力感应环的内周面与第一螺纹段螺纹连接；第四齿轮与扭力感应环滑动连接；弹性元件位于箱体内，且第一端与箱体相连，第二端与扭力感应环相连，用于驱动扭力感应环向靠近第四齿轮的方向移动。当变速轴转动时，第一螺纹段与扭力感应环相当于丝杠螺母的配合，因此，变速轴驱动扭力感应环沿轴向移动。弹性元件的弹力也能够驱动扭力感应环沿轴向移动，因此，变速轴对扭力感应环的扭力与弹性元件的弹力形成反向作用力。

当变速轴对扭力感应环的扭力大于弹性元件的弹力时，扭力感应环与第四齿轮脱开，即，第四齿轮与变速轴之间没有联动关系，此时，连接轴的转动通过第一齿轮和第三齿轮传递至变速轴。当变速轴对扭力感应环的扭力小于弹性元件的弹力时，扭力感应环与第四齿轮结合，连接轴的转动通过第二齿轮和第四齿轮传递至变速轴，此时，由于变速轴的转速大于第三齿轮的转速，变速轴与第三齿轮处于超越状态，第三齿轮与变速轴之间没有联动关系。

第四齿轮与第二齿轮的传动比小于第三齿轮与第一齿轮的传动比，即，连接轴的转动通过第二齿轮和第四齿轮传递至变速轴时，变速轴为高速、小扭矩输出；当连接轴的转动通过第一齿轮和第三齿轮传递至变速轴时，变速轴为低速、大扭矩输出。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方案中用于汽车的变速箱设有低速、大扭矩和高速、小扭矩两种档位，当车辆处于起步、上坡或负载重等车阻大的情况时，变速箱为低速、大扭矩输出；当车辆处于下坡、负载轻等车阻小的情况时，变速箱为高速、小扭矩输出，而且，在车辆运行过程中，各个齿轮始终处于啮合状态，道路阻力改变变速轴对扭力感应环的扭力，从而使变速箱感知道路阻力以实现自动变档，因此，能够避免驾驶员因采用不恰当的档位造成电机运行不稳定的问题。另外，该变速箱变档时平稳顺畅，避免出现齿轮打齿的现象，延长齿轮的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于汽车的变速箱的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于汽车的变速箱的内部结构图；

图3是本发明实施例提供的第一单向离合器与第三齿轮的装配示意图；

图4是本发明实施例提供的扭力感应环与第四齿轮的装配示意图；

图5是本发明实施例提供的用于汽车的变速箱的外观示意图；

图6是本发明实施例提供的第一单向离合器与第三齿轮的连接示意图；

图7是本发明实施例提供的第一单向离合器的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的扭力感应环与第四齿轮的连接示意图；

图9是本发明实施例提供的第二单向离合器与第二齿轮的连接示意图；

图10是本发明实施例提供的套筒与倒挡轮的连接示意图。

附图标记说明：

10-箱体，20-连接轴，21-第一齿轮，22-第二齿轮，23-第二单向离合器，231-星轮，2311-轮齿，232-轮毂，30-变速轴，301-第一螺纹段，31-第一单向离合器，311-轮盘，312-楔形块，32-第三齿轮，33-扭力感应环，34-第四齿轮，341-轴套，3411-限位环，35-弹性元件，36-套筒，361-挡圈，37-倒挡轮，371-支架，372-连杆，38-输出齿轮，41-电机输出轴，42-差速器。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供了一种用于汽车的变速箱，结合图1所示，用于汽车的变速箱包括箱体10、连接轴20、第一齿轮21、第二齿轮22、变速轴30、第一单向离合器31、第三齿轮32、扭力感应环33、第四齿轮34和弹性元件35。连接轴20位于箱体10内，且第一端用于与电机输出轴41相连，第二端与箱体10转动连接。第一齿轮21套设于连接轴20上。第二齿轮22套设于连接轴20上。

结合图1和图2所示，变速轴30位于箱体10内，且与连接轴20平行设置。变速轴30的两端均与箱体10转动连接，且中部设有第一螺纹段301。变速轴30上设有用于连接差速器42的输出齿轮38。结合图1、图2和3所示，第一单向离合器31套设于变速轴30上。第三齿轮32套设于第一单向离合器31上，且与第一齿轮21啮合。

结合图1、图2和图4所示，扭力感应环33套设于变速轴30上，且内周面与第一螺纹段301螺纹连接。第四齿轮34套设于扭力感应环33上，且与扭力感应环33滑动连接。第四齿轮34与第二齿轮22啮合。第四齿轮34与第二齿轮22的传动比小于第三齿轮32与第一齿轮21的传动比。结合图1和图8所示，弹性元件35设置在箱体10内，且第一端与箱体10相连，第二端与扭力感应环33相连，用于驱动扭力感应环33向靠近第四齿轮34的方向移动。

箱体10起到密封和支撑的作用。电动汽车以电机为驱动力，在工作状态下，电机输出轴41带动连接轴20转动，连接轴20带动第一齿轮21和第二齿轮22转动。

变速轴30的两端均与箱体10转动连接，且变速轴30上设有用于连接差速器42的输出齿轮38。第一单向离合器31套设于变速轴30上；第三齿轮32套设于第一单向离合器31上，且与第一齿轮21啮合。第一齿轮21带动第三齿轮32转动，第三齿轮32带动第一单向离合器31转动，第一单向离合器31带动变速轴30转动，变速轴30带动输出齿轮38转动，输出齿轮38通过差速器42驱动车轮转动。

第一单向离合器31起到单向止逆的作用，即能够使第三齿轮32只沿一个方向转动时带动变速轴30转动，而反转时无法带动变速轴30转动；另外，第一单向离合器31还起到单向超越的作用，即当变速轴30的转速大于第三齿轮32的转速时，第三齿轮32和变速轴30之间处于超越状态，两者无联动关系。

扭力感应环33套设于变速轴30上；第四齿轮34套设于扭力感应环33上，且与第二齿轮22啮合。第二齿轮22带动第四齿轮34转动，第四齿轮34带动扭力感应环33转动，扭力感应环33带动变速轴30转动，变速轴30带动输出齿轮38转动，输出齿轮38通过差速器42驱动车轮转动。

变速轴30的中部设有第一螺纹段301；扭力感应环33的内周面与第一螺纹段301螺纹连接；第四齿轮34与扭力感应环33滑动连接；弹性元件35的第一端与箱体10相连，第二端与扭力感应环33相连，用于驱动扭力感应环33向靠近第四齿轮34的方向移动。当变速轴30转动时，第一螺纹段301与扭力感应环33相当于丝杠螺母的配合，因此，变速轴30能够驱动扭力感应环33沿轴向移动。弹性元件35的弹力也能够驱动扭力感应环33轴向移动，因此，变速轴30对扭力感应环33的扭力与弹性元件35的弹力形成反向作用力。

当变速轴30对扭力感应环33的扭力大于弹性元件35的弹力时，扭力感应环33远离第四齿轮34、并与第四齿轮34脱开，即，第四齿轮34与变速轴30之间没有联动关系，此时，连接轴20的转动通过第一齿轮21和第三齿轮32传递至变速轴30。当变速轴30对扭力感应环33的扭力小于弹性元件35的弹力时，扭力感应环33靠近第四齿轮34、并与第四齿轮34结合，连接轴20的转动通过第二齿轮22和第四齿轮34传递至变速轴30，此时，由于变速轴30的转速大于第三齿轮32的转速，变速轴30与第三齿轮32处于超越状态，第三齿轮32与变速轴30之间没有联动关系。

变速轴30的第一螺纹段301、扭力感应环33和弹性元件35是本实施例的关键部件，道路的阻力影响第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力，即，当道路阻力大时，第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力大；当道路阻力小时，第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力小。通过变速轴30对扭力感应环33的扭力与弹性元件35的弹力的相互作用，该变速箱能够感知道路阻力，从而自动实现变档。

第四齿轮34与第二齿轮22的传动比小于第三齿轮32与第一齿轮21的传动比，即，连接轴20的转动通过第二齿轮22和第四齿轮34传递至变速轴30时，变速轴30为高速、小扭矩输出；当连接轴20的转动通过第一齿轮21和第三齿轮32传递至变速轴30时，变速轴30为低速、大扭矩输出。

该变速箱设有低速、大扭矩和高速、小扭矩两种档位，当车辆处于起步、上坡或负载重等车阻大的情况时，变速箱为低速、大扭矩输出；当车辆处于下坡、负载轻等车阻小的情况时，变速箱为高速、小扭矩输出。

电动汽车前进时，在起步的瞬间，道路阻力尚未传递至变速轴30，此时，扭力感应环33在弹性元件35的弹力作用下，与第四齿轮34结合，变速箱内的动力传输过程为：电机输出轴41-连接轴20-第二齿轮22-第四齿轮34-扭力感应环33-变速轴30-输出齿轮38-差速器42-车轮。在起步的瞬间，变速轴30瞬时高速转动，此时，变速轴30的转速大于第三齿轮32的转速，因此，第一单向离合器31处于超越状态，变速轴30和第三齿轮32之间没有联动关系。因此，该实施例中，电动汽车在起步的瞬间，处于高速档。

电动汽车前进时，在起步状态，道路阻力大，使得变速轴30的第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力相应增大，由于第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力大于弹性元件35的弹力，因此，扭力感应环33远离第四齿轮34、并与第四齿轮34脱开，此时，在道路阻力的作用下，变速轴30的转速小于第三齿轮32的转速，第三齿轮32通过第一单向离合器31与变速轴30联动，即，变速箱内的动力传输过程为：电机输出轴41-连接轴20-第一齿轮21-第三齿轮32-第一单向离合器31-变速轴30-输出齿轮38-差速器42-车轮。因此，该实施例中，电动汽车在起步过程中，处于低速、大扭矩输出的档位。

电动汽车在上坡或负载重等车阻大的情况时，工作原理与起步状态的原理一致，均处于低速、大扭矩输出的档位。

电动汽车前进时，由起步状态进入平稳行驶状态后，随着车速的加快，道路阻力减小，使得变速轴30的第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力相应减小，弹性元件35的弹力大于第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力，因此，扭力感应环33靠近第四齿轮34、并与第四齿轮34结合，变速箱内的动力传输过程为：电机输出轴41-连接轴20-第二齿轮22-第四齿轮34-扭力感应环33-变速轴30-输出齿轮38-差速器42-车轮。在平稳行驶过程中，变速轴30高速转动，此时，变速轴30的转速大于第三齿轮32的转速，因此，第一单向离合器31处于超越状态，变速轴30和第三齿轮32之间没有联动关系。因此，该实施例中，电动汽车在平稳行驶时，处于高速、小扭矩输出的档位。

在车辆运行过程中，各个齿轮始终处于啮合状态，道路阻力改变变速轴30对扭力感应环33的扭力，从而使变速箱感知道路阻力以实现自动变档，因此，能够避免驾驶员因采用不恰当的档位造成电机运行不稳定的问题，提高车辆对不同路况的适应能力，而且，电机运行平稳也能够提高电机的效率，增加电动汽车的续航能力。另外，该变速箱变档时齿轮也处于啮合状态，不存在齿轮的离合过程，因此不会出现齿轮打齿的现象，从而使变档平稳顺畅，延长齿轮的使用寿命。

本实施例中，结合图5所示，箱体10呈不规则形状。本实施例中，第二齿轮22的齿数大于第一齿轮21的齿数，且第二齿轮22的分度圆直径大于第一齿轮21的分度圆直径；第四齿轮34的齿数小于第三齿轮32的齿数，且第四齿轮34的分度圆直径小于第三齿轮32的分度圆直径。

本实施例中，第一螺纹段301可以为螺旋花键。具体的，螺旋花键的螺旋升角大于或等于45°。第一螺纹段301的螺旋升角越大，对扭力感应环33的扭力变化越敏感，即，第一螺纹段301对扭力感应环33的扭力有小幅度变动时，扭力感应环33就会产生轴向移动，从而实现快速变档。

本实施例中，第一单向离合器31可以选用NSK品牌、CKA系列的单向离合器，也可以选用SKF品牌、B20系列的单向离合器。本实施例中，弹性元件35可以采用压缩弹簧或橡胶垫，还可以选用碟簧。

作为一种实施例，结合图6和图7所示，第一单向离合器31包括轮盘311和多个楔形块312。轮盘311套设于变速轴30上。多个楔形块312沿轮盘311的周向均匀排列。各个楔形块312与轮盘311呈角度设置。第三齿轮32套设于轮盘311上，且在正转时与各个楔形块312顶抵接触。

由于第一单向离合器321对变档起着重要作用，而市售的单向离合器往往型号不匹配且维修成本高，因此，本实施例中采用轮盘311和楔形块312。轮盘311与变速轴30联动。当第三齿轮32正转且转速大于变速轴30时，各个楔形块312与第三齿轮32卡接配合，因此，第三齿轮32带动变速轴30转动。当第三齿轮32正转且转速小于变速轴30时，各个楔形块312与第三齿轮32处于相对转动的状态，即超越状态，此时，第三齿轮32与变速轴30没有联动关系。当第三齿轮32反转时，各个楔形块312与第三齿轮32处于相对转动的状态，第三齿轮32无法将转动传递至变速轴30，即第三齿轮32与变速轴30没有联动关系。

本实施例中，结合图6所示，轮盘311套设于扭力感应环33上，且轮盘311与扭力感应环33为键连接。轮盘311与变速轴30联动，为使两者传动更加稳定，通常采用键连接，然而变速轴30的长度大且强度高，采用该方式增加了变速轴30的加工工序，也增加了变速轴30的加工难度。而本实施例中，扭力感应环33与变速轴30采用紧连接的方式，且外周面便于加工键槽，因此，本实施例中，将轮盘311套设于扭力感应环33上。轮盘311、扭力感应环33和变速轴30三者联动，既能满足动力传递的需求，也能降低加工难度。

作为一种实施例，结合图4和图8所示，用于汽车的变速箱还包括轴套341。轴套341套设于变速轴30上。轴套341的第一端与箱体10转动连接，且第二端与第四齿轮34固定连接。扭力感应环33位于轴套341的腔体内，且与轴套341滑动连接。

扭力感应环33与第四齿轮34滑动连接，为便于装配第四齿轮34，本实施例中设置轴套341。轴套341与第四齿轮34联动。当扭力感应环33与轴套341结合时，第四齿轮34带动轴套341转动，轴套341带动扭力感应环33转动，扭力感应环33带动变速轴30转动。当扭力感应环33与轴套341脱开时，第四齿轮34的转动无法传递至变速轴30。

本实施例中，结合图1和图8所示，扭力感应环33与轴套341相接触的表面为锥面。扭力感应环33的外周面为第一锥面，且轴套341的内周面为第二锥面，且第一锥面与第二锥面相适配。采用锥面，当扭力感应环33发生小幅度的轴向移动时，即可与轴套341脱开或结合，提高变速箱对道路阻力的感应敏感度，使变档过程更加快速、灵敏。具体的，轴套341上设有限位环3411。限位环3411对扭力感应环33起到限位作用，避免扭力感应环33过度挤压弹性元件35、导致弹性元件35发生不可逆转的变形。

本实施例中，结合图1和图8所示，弹性元件35为碟簧，且弹性元件35的数量为多个。各个碟簧均套设于变速轴30上，且各个碟簧顺次连接。多个碟簧的第一端与箱体10顶抵接触，且第二端与扭力感应环33顶抵接触。由于压缩弹簧或橡胶垫容易发生径向变形，也容易绕轴线发生旋转，因此，本实施例中采用碟簧。碟簧的缓冲吸振能力强，且能以小变形承受大载荷，适用于本实施例中轴向空间较小的场合，而且各个碟簧之间组合方式多，便于维修更换。

本实施例中，结合图8所示，各个碟簧位于轴套341的腔体内，且各个碟簧的外周面与轴套341间隙配合。将各个碟簧设置在轴套341的腔体内，能够节约装配空间。碟簧与轴套341间隙配合，便于碟簧发生形变时相对于轴套341做轴向移动。

作为一种实施例，结合图1、图2和图10所示，用于汽车的变速箱还包括第二单向离合器23、套筒36和倒挡轮37。第二单向离合器23套设于连接轴20上。第二齿轮22套设于第二单向离合器23上。套筒36套设于变速轴30上，且与变速轴30转动连接。套筒36的外周面设有第二螺纹段，且第二螺纹段的螺纹旋向与第一螺纹段301的螺纹旋向相反。套筒36的第一端与第三齿轮32相连，且第二端与输出齿轮38间隙配合。套筒36的第二端设有挡圈361。倒挡轮37套设于套筒36上，且位于第三齿轮32和挡圈361之间。倒挡轮37的内周面与述第二螺纹段螺纹连接，用于在套筒36的带动下沿变速轴30的轴向移动。倒挡轮37在第三齿轮32反转时与输出齿轮38顶抵接触。

对于电动汽车，电机可以正向旋转，也可以反向旋转。当汽车处于倒挡时，电机输出轴41反转，为适应倒挡需求，本实施例设置第二单向离合器23、套筒36和倒挡轮37。在第二单向离合器23的作用下，连接轴20的转动无法传递至第二齿轮22，即，连接轴20无法通过第二齿轮22和第四齿轮34将运动传递至变速轴30。在第一单向离合器31的作用下，第三齿轮32的转动无法传递至变速轴30，即，连接轴20无法通过第一齿轮21和第三齿轮32将运动传递至变速轴30。

当汽车处于倒挡时，电机输出轴41带动连接轴20反转，连接轴20通过第一齿轮21带动第三齿轮32反转，第三齿轮32带动套筒36反转，由于套筒36的外周面设有第二螺纹段，且第二螺纹段的螺纹旋向与第一螺纹段301的螺纹旋向相反，因此，当套筒36反转时，驱动倒挡轮37向远离第三齿轮32的方向移动，至倒挡轮37与输出齿轮38顶抵接触。汽车处于倒挡时，变速箱内的动力传输过程为：电机输出轴41-连接轴20-第一齿轮21-第三齿轮32-套筒36-倒挡轮37-输出齿轮38-差速器42-车轮。挡圈361对倒挡轮37起到限位作用，避免倒挡轮37与套筒36脱开。第二单向离合器23可以选用NSK品牌、CKA系列的单向离合器，也可以选用SKF品牌、B20系列的单向离合器。

本实施例中，结合图10所示，用于汽车的变速箱还包括支架371和连杆372。支架371与倒挡轮37相卡接，且支架371为具有弹性形变的金属架，用于在套筒36转动时驱动倒挡轮37沿轴向移动。连杆372的第一端与支架371固定连接，且第二端与箱体10固定连接。

支架371对倒挡轮37起到夹持作用。当汽车处于倒挡时，第三齿轮32驱动套筒36转动，此时，套筒36和倒挡轮37相当于丝杠螺母。在支架371对倒挡轮37的作用力下，倒挡轮37无法随套筒36转动，而是沿轴向移动并靠近输出齿轮38，直至与输出齿轮38顶抵接触。

连杆372对支架371起到支撑和限位作用。当倒挡轮37沿轴向移动时，支架371发生弹性形变。支架371和连杆372相配合，能够避免倒挡轮38与套筒36同步转动，而是使倒挡轮38沿轴向移动，并与输出齿轮38结合。具体的，支架371的材质为弹簧钢。

本实施例中，结合图9所示，第二单向离合器23包括星轮231和轮毂232。星轮231套设于连接轴20上，且外周面上设有多个轮齿2311。各个轮齿2311呈楔形，且沿星轮231的周向均匀排列。各个轮齿2311与星轮231呈角度设置。轮毂232套设于星轮231上，且在星轮231正转时与各个轮齿2311顶抵接触。轮毂232与第二齿轮22固定连接，且用于带动第二齿轮22转动。

由于第二单向离合器23对倒挡起着重要作用，而市售的单向离合器往往型号不匹配且维修成本高，因此，本实施例中采用星轮231和轮毂232相结合的形式。星轮231与连接轴20联动。当连接轴20正转时，各个轮齿2311与轮毂232处于卡接配合状态，因此，连接轴20带动第二齿轮22转动。当连接轴20反转时，各个轮齿2311与轮毂232处于相对转动的状态，星轮231无法将转动传递至轮毂232，即，连接轴20无法将转动传递至第二齿轮22。

本方案中用于汽车的变速箱在运行过程中，各个齿轮始终处于啮合状态，道路阻力改变变速轴对扭力感应环的扭力，从而使变速箱感知道路阻力以实现自动变档，因此，能够避免驾驶员因采用不恰当的档位造成电机运行不稳定的问题。另外，该变速箱变档时平稳顺畅，避免出现齿轮打齿的现象，延长齿轮的使用寿命。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于汽车的变速箱，其特征在于，包括：

箱体；

连接轴，位于所述箱体内，且第一端用于与电机的输出轴相连，第二端与所述箱体转动连接；

第一齿轮，套设于所述连接轴上；

第二齿轮，套设于所述连接轴上；

变速轴，位于所述箱体内，且与所述连接轴平行设置；所述变速轴的两端均与所述箱体转动连接，且中部设有第一螺纹段；所述变速轴上设有用于连接差速器的输出齿轮；

第一单向离合器，套设于所述变速轴上；

第三齿轮，套设于所述第一单向离合器上，且与所述第一齿轮啮合；

扭力感应环，套设于所述变速轴上，且内周面与所述第一螺纹段螺纹连接；

第四齿轮，套设于所述扭力感应环上，且与所述扭力感应环滑动连接；所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；所述第四齿轮与所述第二齿轮的传动比小于所述第三齿轮与所述第一齿轮的传动比；和

弹性元件，设置在所述箱体内，且第一端与所述箱体相连，第二端与所述扭力感应环相连，用于驱动所述扭力感应环向靠近所述第四齿轮的方向移动。

2.根据权利要求1所述的用于汽车的变速箱，其特征在于，所述第一单向离合器包括：

轮盘，套设于所述变速轴上；和

多个楔形块，沿所述轮盘的周向均匀排列；各个所述楔形块与所述轮盘呈角度设置；

所述第三齿轮套设于所述轮盘上，且在正转时与各个所述楔形块顶抵接触。

3.根据权利要求2所述的用于汽车的变速箱，其特征在于：所述轮盘套设于所述扭力感应环上，且所述轮盘与所述扭力感应环为键连接。

4.根据权利要求1所述的用于汽车的变速箱，其特征在于，还包括：

轴套，套设于所述变速轴上；所述轴套的第一端与所述箱体转动连接，且第二端与所述第四齿轮固定连接；所述扭力感应环位于所述轴套的腔体内，且与所述轴套滑动连接。

5.根据权利要求4所述的用于汽车的变速箱，其特征在于：所述扭力感应环与所述轴套相接触的表面为锥面。

6.根据权利要求4所述的用于汽车的变速箱，其特征在于：所述弹性元件为碟簧，且所述弹性元件的数量为多个；各个所述碟簧均套设于所述变速轴上，且各个所述碟簧顺次连接；多个所述碟簧的第一端与所述箱体顶抵接触，且第二端与所述扭力感应环顶抵接触。

7.根据权利要求6所述的用于汽车的变速箱，其特征在于：各个所述碟簧位于所述轴套的腔体内，且各个所述碟簧的外周面与所述轴套间隙配合。

8.根据权利要求1所述的用于汽车的变速箱，其特征在于，还包括：

第二单向离合器，套设于所述连接轴上；所述第二齿轮套设于所述第二单向离合器上；

套筒，套设于所述变速轴上，且与所述变速轴转动连接；所述套筒的外周面设有第二螺纹段，且所述第二螺纹段的螺纹旋向与所述第一螺纹段的螺纹旋向相反；所述套筒的第一端与所述第三齿轮相连，且第二端与所述输出齿轮间隙配合；所述套筒的第二端设有挡圈；和

倒挡轮，套设于所述套筒上，且位于所述第三齿轮和所述挡圈之间；所述倒挡轮的内周面与所述第二螺纹段螺纹连接，用于在所述套筒的带动下沿所述变速轴的轴向移动；所述倒挡轮在所述第三齿轮反转时与所述输出齿轮顶抵接触。

9.根据权利要求8所述的用于汽车的变速箱，其特征在于，还包括：

支架，与所述倒挡轮相卡接，且所述支架为具有弹性形变的金属架，用于在所述套筒转动时驱动所述倒挡轮沿轴向移动；和

连杆，第一端与所述支架固定连接，且第二端与所述箱体固定连接。

10.根据权利要求8所述的用于汽车的变速箱，其特征在于，所述第二单向离合器包括：

星轮，套设于所述连接轴上，且外周面上设有多个轮齿；各个所述轮齿呈楔形，且沿所述星轮的周向均匀排列；各个所述轮齿与所述星轮呈角度设置；和

轮毂，套设于所述星轮上，且在所述星轮正转时与各个所述轮齿顶抵接触；所述轮毂与所述第二齿轮固定连接，且用于带动所述第二齿轮转动。