CN110966403A - 反车双拨叉变速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反车双拨叉变速系统，低速传动路线包括依次动力连接的输入轴、前进齿轮和减速机构，所述减速机构通过凸轮离合机构动力连接有输出轴；高速传动路线包括依次动力连接的所述输入轴和前进齿轮，其中前进齿轮经凸轮离合机构直接与所述输出轴动力连接，且所述减速机构动力中断；倒挡传动路线包括设置在输出轴上的倒挡齿轮，所述输入轴通过第一拨叉与倒挡齿轮动力连接，并使输入轴与所述前进齿轮动力中断，所述减速机构内设置有用于切断其传动路线的第二拨叉。本发明的有益效果是：动力传递效率高，高低速挡自动切换档位不中断动力，并在机构原理上确保了倒挡使用时系统不会进入自锁状态，保证了变速系统使用的可靠性。

Description

反车双拨叉变速系统

技术领域

本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种反车双拨叉变速系统。

背景技术

变速器是一种用来协调发动机转速和转矩的机构，能够改变输出轴和输入轴之间的传动比，使发动机发挥最佳性能。变速器在现代机械中应用极为广泛，比如摩托车、汽车、航空、轮船等领域。

毫无疑问，随着变速机构研发的不断深入，能够进行自动换挡的自动变速器已成为市场主流。近年来，无论是国际上还是在国内市场，对自动变速器的要求也都越来越高，因为自动变速器品质的好坏，对车辆的驾驶感受、车辆性能、燃油经济性等方面都起到了决定性作用。

对于自动变速器的研发，除开市场上较为常见的电控液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、电控机械无级自动变速器(CVT)以外，申请人近年来研发了一种AAT变速器，即一种智能化的自动变速器，其结构可参照公开号为：CN105151216A的专利申请文件，该AAT变速器主要利用凸轮副进行自适应换挡，通过负载反向驱动凸轮，使凸轮发生轴线位移，从而达到换挡的目的。

对于上述利用凸轮副进行自适应换挡的变速器，一般包括有前进高低速两档和倒车档，其中高低速两档根据负载自适应切换，倒挡则采用手动切换。但是在现有的变速系统中，如果进入倒挡后继续让高速和低速两条传动路线随动，由于两条路线拥有不同的传动比，所以会导致变速系统自锁，从而致使变速系统不能正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种反车双拨叉变速系统，以解决变速器进入倒挡会导致机构自锁的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种反车双拨叉变速系统，其关键在于，包括：

低速传动路线、高速传动路线和倒挡传动路线；

所述低速传动路线包括依次动力连接的输入轴、前进齿轮和减速机构，所述减速机构通过凸轮离合机构动力连接有输出轴；

所述高速传动路线包括依次动力连接的所述输入轴和前进齿轮，其中前进齿轮经凸轮离合机构直接与所述输出轴动力连接，且所述减速机构动力中断；

所述倒挡传动路线包括设置在输出轴上的倒挡齿轮，所述输入轴通过第一拨叉与倒挡齿轮动力连接，并使输入轴与所述前进齿轮动力中断，所述减速机构内设置有用于切断其传动路线的第二拨叉。

采用上述结构，在低速工作时，减速机构发挥作用，与凸轮离合机构动力连接，且该凸轮离合机构与前进齿轮分离，此时电动机的驱动力依次经输入轴、前进齿轮、减速机构、凸轮离合机构驱动输出轴转动；随着输出轴转速的增加，凸轮离合机构与前进齿轮动力连接，与此同时减速机构的动力中断，此时电动机的驱动力依次经输入轴、前进齿轮、凸轮离合机构驱动输出轴转动。当需要进行倒挡工作时，拨动上述第一拨叉使输入轴与倒挡齿轮动力连接，然后电动机反转即可驱动输出轴反向转动，由于在输出轴反向转动时，低速和高速两条传动路径都作用在输出轴上，如果任其随动会导致整个变速系统自锁，不能正常工作，所以在输出轴反向转动时拨动第二拨叉使减速机构的传动路线中断，即变速系统的低速路线不再随输出轴的反向转动而随动，以确保机构在理论上都不会进入自锁状态，从而保证变速系统使用的可靠性。

作为优选：所述输入轴两端通过轴承分别转动安装有正车齿轮和倒车齿轮，其中正车齿轮与所述前进齿轮啮合，倒车齿轮与所述倒挡齿轮啮合，所述第一拨叉两端分别设有前进啮合部和倒车啮合部，并通过花键可左右移动的安装在输入轴上。采用上述结构，拨动第一拨叉使前进啮合部啮合在正车齿轮上，即为前进挡；拨动第一拨叉使倒车啮合部啮合在倒车齿轮上，即为倒车档；能够保证进入倒挡时输入轴与前进齿轮动力中断。

作为优选：所述减速机构包括一级传动轴和二级传动轴，所述一级传动轴上设置有超越离合器和第一减速齿轮，其中第一减速齿轮与一级传动轴转动配合，并与所述前进齿轮端面连接，所述二级传动轴上设置有第二减速齿轮和第三减速齿轮，其中第二减速齿轮与第一减速齿轮啮合，第三减速齿轮与二级传动轴转动配合，并与所述超越离合器的外圈啮合。采用上述结构，减速机构内部动力传递路径依次为：第一减速齿轮、第二减速齿轮、二级传动轴、第三减速齿轮、超越离合器外圈、超越离合器内圈、一级传动轴，当超越离合器外圈转速大于内圈转速时，超越离合器进入工作状态，减速机构正常传递动力，反之则动力中断，一级传动轴随输出轴转动。

作为优选：所述第二拨叉通过花键可左右移动的安装在二级传动轴上，且第二拨叉上设有能够与所述第三减速齿轮啮合的啮合齿。采用上述结构，变速系统处于前进挡时，第二拨叉与第三减速齿轮啮合，减速机构内部传动路线正常，变速系统处于倒车档时，拨动第二拨叉使其与第三减速齿轮分离，即可切断减速机构内部的传动路线，从而防止倒挡时减速机构自锁。

作为优选：所述输出轴贯穿减速机构，所述一级传动轴以轴套形式固定套装在输出轴上。采用上述结构，变速系统轴向布局合理，便于装配，且能够保证动力的有效传递。

作为优选：所述凸轮离合机构包括安装在输出轴上的摩擦传动部件，该摩擦传动部件内圈通过嵌设有滚珠的内螺旋槽与所述输出轴滑动连接，外圈通过锥形型面与所述前进齿轮的内圈摩擦配合，所述摩擦传动部件一端通过弹性元件支撑在输出轴上，另一端端部设有弧形外凸结构，所述一级传动轴端部设有与弧形外凸结构相匹配的弧形内凹结构，以驱动摩擦传动部件克服弹性元件的弹力在输出轴上滑动。采用上述结构，由于摩擦传动部件与一级传动轴之间是通过弧形外凸结构和弧形内凹结构摩擦配合的，在车辆刚启动时，输出轴承受负载较大，摩擦传动部件在弧形内凹结构的驱动下，在输出轴上克服弹性元件的弹力阻力向右移动，然后摩擦传动部件与前进齿轮断开，从而保证动力传动路线经减速机构作低速传递，随着车辆逐步启动后，输出轴承受的负载逐渐减小，然后摩擦传动部件在弹性元件的弹力作用下向左复位，并使其与前进齿轮摩擦结合，此时由于减速机构内置有超越离合器，减速机构内部的动力中断，输出动力直接经前进齿轮高速传递给输出轴。

作为优选：所述输出轴上设有与内螺旋槽路径一致的外螺旋槽，外螺旋槽与内螺旋槽合围形成容纳所述滚珠的滚动通道。采用上述结构，能够满足滚珠安装的需求，使摩擦传动部件与输出轴之间形成滚珠丝杆连接的原理，以保证摩擦传动部件受负载时其能够在输出轴上做轴向移动。

作为优选：所述前进齿轮的一端设有安装架，该安装架通过轴承转动安装在输出轴上。采用上述结构，便于安装。

作为优选：所述弧形外凸结构与弧形内凹结构以凸轮副的形式传动配合。采用上述结构，在保证摩擦传动部件受负载时能够移动的前提下，也保证了转动动力能够有效传递。

作为优选：所述前进齿轮内圈套装有摩擦环，该摩擦环的内侧与所述锥形型面相适应。采用上述结构，能够保证前进齿轮与摩擦传动部件之间进行有效地离合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的反车双拨叉变速系统，结构设计合理，动力传递效率高，高低速挡自动切换档位不中断动力，并在机构原理上确保了倒挡使用时系统不会进入自锁状态，保证了变速系统使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为减速机构的结构示意图；

图3为凸轮离合机构的结构示意图；

图4为变速系统低速传动路线的线路示意图；

图5为变速系统高速传动路线的线路示意图；

图6为变速系统倒挡传动路线的线路示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

本实施例以变速系统应用在电动三轮车上为例。

如图1所示，一种反车双拨叉变速系统，其结构包括输出轴5以及与电动机9动力连接的输入轴1，输出轴5上安装有前进齿轮2和倒挡齿轮6，其中前进齿轮2通过安装架2a转动套装在输出轴5上，输入轴1左右两端通过轴承分别转动安装有正车齿轮1a和倒车齿轮1b，其中正车齿轮1a与前进齿轮2啮合，倒车齿轮1b与倒挡齿轮6啮合，输入轴1上通过花键可左右移动的安装有第一拨叉7，第一拨叉7两端分别设有前进啮合部7a和倒车啮合部7b。

如图4所示，拨动第一拨叉7使前进啮合部7a啮合在正车齿轮1a上，即为前进挡。

如图6所示，拨动第一拨叉7使倒车啮合部7b啮合在倒车齿轮1b上，即为倒车档。

再如图4和5所示，本实施例变速系统的前进挡有低速传动路线A和高速传动路线B，在低速传动路线A中，前进齿轮2的转动依次经过减速机构3、凸轮离合机构4驱动输出轴5转动，在高速传动路线B中，减速机构3不发挥作用，前进齿轮2的转动直接经过凸轮离合机构4驱动输出轴5转动。

进一步的，如图2所示，减速机构3包括一级传动轴3a和二级传动轴3b，一级传动轴3a上设置有超越离合器3c和第一减速齿轮3d，其中第一减速齿轮3d与一级传动轴3a转动配合，并与前进齿轮2端面固定连接，二级传动轴3b上设置有第二减速齿轮3e和第三减速齿轮3f，其中第二减速齿轮3e与第一减速齿轮3d啮合，第三减速齿轮3f与二级传动轴3b转动配合，并与超越离合器3c的外圈啮合；二级传动轴3b通过花键可左右移动的安装有第二拨叉8，第二拨叉8上设有能够与第三减速齿轮3f啮合的啮合齿8a。

如图3所示，凸轮离合机构4包括安装在输出轴5上的摩擦传动部件4a，该摩擦传动部件4a内圈通过嵌设有滚珠4b的内螺旋槽4c与输出轴5滑动连接，外圈通过锥形型面4d与前进齿轮2的内圈摩擦配合，摩擦传动部件4a右端通过弹性元件4e支撑在输出轴5上，左端端部设有弧形外凸结构4f，一级传动轴3a右端端部设有与弧形外凸结构4f相匹配的弧形内凹结构4h。

在三轮车低速启动时，输出轴5承受的负载较大，由于摩擦传动部件4a与一级传动轴3a之间是通过弧形外凸结构4f和弧形内凹结构4h摩擦配合的，所以在车辆刚启动时，摩擦传动部件4a能够在弧形内凹结构4h的推动下，在输出轴5上克服弹性元件4e的弹力阻力向右移动，使得摩擦传动部件4a与前进齿轮2断开，从而保证动力传动路线经减速机构3作低速传递，在低速传递时第二拨叉8的啮合齿8a需要与第三减速齿轮3f啮合。

因此，请参图4所示，低速传动路线A的动力传递路径为：电动机9→输入轴1→第一拨叉7→正车齿轮1a→前进齿轮2→第一减速齿轮3d→第二减速齿轮3e→二级传动轴3b→第三减速齿轮3f→超越离合器3c外圈→超越离合器3c内圈→一级传动轴3a→摩擦传动部件4a→输出轴5。

随着三轮车逐步启动后，输出轴5承受的负载逐渐减小，然后摩擦传动部件4a在弹性元件4e的弹力作用下向左复位，并使其与前进齿轮2摩擦结合，此时由于减速机构3内置有超越离合器3c，超越离合器3c内圈转速超过外圈转速，减速机构3内部的动力中断，变速系统的输出动力直接经前进齿轮2、摩擦传动部件4a高速传递给输出轴5。

因此，请参图5所示，高速传动路线B的动力传递路径为：电动机9→输入轴1→第一拨叉7→正车齿轮1a→前进齿轮2→摩擦传动部件4a→输出轴5。

再如图2和3所示，本实施例中，弹性元件4e优选采用碟簧，输出轴5贯穿减速机构3，且一级传动轴3a以轴套形式固定套装在输出轴5上，弧形外凸结构4f与弧形内凹结构4h均为端面凸轮，两者相互适应，并以凸轮副的形式传动配合。输出轴5上设有与内螺旋槽4c路径一致的外螺旋槽5a，外螺旋槽5a与内螺旋槽4c合围形成容纳滚珠4b的滚动通道，使摩擦传动部件4a与输出轴5之间形成滚珠丝杆连接的原理，以保证摩擦传动部件4a受负载时其能够在输出轴5上做轴向移动。

三轮车倒挡时，拨动第一拨叉7使输入轴1与倒挡齿轮6动力连接，然后电动机反转即可驱动输出轴5反向转动，从而形成倒车状态，由于在输出轴5反向转动时，超越离合器3c的内外圈结合在一起，低速和高速两条传动路径的传动比同时作用在输出轴5上，如果任其随动会导致整个变速系统自锁，不能正常工作，所以在输出轴5反向转动时需要将第二拨叉8拨离第三减速齿轮3f，使减速机构3的传动路线中断，即变速系统的低速路线不再随输出轴5的反向转动而随动，确保变速系统在理论上都不会进入自锁状态，从而保证变速系统使用的可靠性。

因此，请参图6所示，倒挡传动路线C的动力传递路径为：电动机9→输入轴1→第一拨叉7→倒车齿轮1b→倒挡齿轮6→输出轴5。

为保证前进齿轮2与摩擦传动部件4a之间进行有效地离合，前进齿轮2内圈套装有摩擦环2b，摩擦环2b的内侧与锥形型面4d相适应。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反车双拨叉变速系统，其特征在于，包括：

低速传动路线(A)、高速传动路线(B)和倒挡传动路线(C)；

所述低速传动路线(A)包括依次动力连接的输入轴(1)、前进齿轮(2)和减速机构(3)，所述减速机构(3)通过凸轮离合机构(4)动力连接有输出轴(5)；

所述高速传动路线(B)包括依次动力连接的所述输入轴(1)和前进齿轮(2)，其中前进齿轮(2)经凸轮离合机构(4)直接与所述输出轴(5)动力连接，且所述减速机构(3)动力中断；

所述倒挡传动路线(C)包括设置在输出轴(5)上的倒挡齿轮(6)，所述输入轴(1)通过第一拨叉(7)与倒挡齿轮(6)动力连接，并使输入轴(1)与所述前进齿轮(2)动力中断，所述减速机构(3)内设置有用于切断其传动路线的第二拨叉(8)。

2.根据权利要求1所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述输入轴(1)两端通过轴承分别转动安装有正车齿轮(1a)和倒车齿轮(1b)，其中正车齿轮(1a)与所述前进齿轮(2)啮合，倒车齿轮(1b)与所述倒挡齿轮(6)啮合，所述第一拨叉(7)两端分别设有前进啮合部(7a)和倒车啮合部(7b)，并通过花键可左右移动的安装在输入轴(1)上。

3.根据权利要求2所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述减速机构(3)包括一级传动轴(3a)和二级传动轴(3b)，所述一级传动轴(3a)上设置有超越离合器(3c)和第一减速齿轮(3d)，其中第一减速齿轮(3d)与一级传动轴(3a)转动配合，并与所述前进齿轮(2)端面连接，所述二级传动轴(3b)上设置有第二减速齿轮(3e)和第三减速齿轮(3f)，其中第二减速齿轮(3e)与第一减速齿轮(3d)啮合，第三减速齿轮(3f)与二级传动轴(3b)转动配合，并与所述超越离合器(3c)的外圈啮合。

4.根据权利要求3所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述第二拨叉(8)通过花键可左右移动的安装在二级传动轴(3b)上，且第二拨叉(8)上设有能够与所述第三减速齿轮(3f)啮合的啮合齿(8a)。

5.根据权利要求4所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述输出轴(5)贯穿减速机构(3)，所述一级传动轴(3a)以轴套形式固定套装在输出轴(5)上。

6.根据权利要求3或4或5所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述凸轮离合机构(4)包括安装在输出轴(5)上的摩擦传动部件(4a)，该摩擦传动部件(4a)内圈通过嵌设有滚珠(4b)的内螺旋槽(4c)与所述输出轴(5)滑动连接，外圈通过锥形型面(4d)与所述前进齿轮(2)的内圈摩擦配合，所述摩擦传动部件(4a)一端通过弹性元件(4e)支撑在输出轴(5)上，另一端端部设有弧形外凸结构(4f)，所述一级传动轴(3a)端部设有与弧形外凸结构(4f)相匹配的弧形内凹结构(4h)，以驱动摩擦传动部件(4a)克服弹性元件(4e)的弹力在输出轴(5)上滑动。

7.根据权利要求6所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述输出轴(5)上设有与内螺旋槽(4c)路径一致的外螺旋槽(5a)，外螺旋槽(5a)与内螺旋槽(4c)合围形成容纳所述滚珠(4b)的滚动通道。

8.根据权利要求7所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述前进齿轮(2)的一端设有安装架(2a)，该安装架(2a)通过轴承转动安装在输出轴(5)上。

9.根据权利要求8所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述弧形外凸结构(4f)与弧形内凹结构(4h)以凸轮副的形式传动配合。

10.根据权利要求6所述的反车双拨叉变速系统，其特征在于：所述前进齿轮(2)内圈套装有摩擦环(2b)，该摩擦环(2b)的内侧与所述锥形型面(4d)相适应。

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