CN110985652B - 适用于智能传动变速机构的负载检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统，包括主动轴，所述主动轴上沿动力输入方向依次套装有输入元件和输出元件，其中输入元件能够沿主动轴轴向滑动，并随主动轴同步转动，所述主动轴上设有弹性元件，该弹性元件朝着靠近输出元件的方向对输入元件施力，所述输出元件可转动地套设在主动轴上，输入元件与输出元件相互靠近的一侧端面形成凸轮传动副，当主动轴正向旋转时，能够通过该凸轮传动副对输入元件施加与弹性元件作用力相反的推力，所述输入元件上安装有用于检测其轴向位移的检测部件。本发明的有益效果是：结构简单，能够实时测量变速器的负载。

Description

适用于智能传动变速机构的负载检测系统
技术领域
本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统。
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，尽管具有诸多优势，但目前仍有可以优化的空间。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统，结构简单，能够实时测量变速器的负载。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其关键在于：包括主动轴，所述主动轴上沿动力输入方向依次套装有输入元件和输出元件，其中输入元件能够沿主动轴轴向滑动，并随主动轴同步转动，所述主动轴上设有弹性元件，该弹性元件朝着靠近输出元件的方向对输入元件施力，所述输出元件可转动地套设在主动轴上，输入元件与输出元件相互靠近的一侧端面形成凸轮传动副，当主动轴正向旋转时，能够通过该凸轮传动副对输入元件施加与弹性元件作用力相反的推力，所述输入元件上安装有用于检测其轴向位移的检测部件。
采用上述结构，负载检测系统安装在变速机构中后，驱动电机驱动主动轴转动，主动轴带动输入元件同步转动，输入元件的转动右驱动输出元件转动，从而形成动力的输出。由于输入元件与输出元件之间是通过凸轮传动副摩擦配合的，所以随着输出元件负载的增加，输入元件会在主动轴上向右移动，然后检测部件测量该输入元件的位移量，通过位移量来反映输出负载的实时大小。
作为优选：所述主动轴上通过轴承转动安装有过渡套，并设有能够与该过渡套啮合的拨叉，所述输入元件花键连接在过渡套上。采用上述结构，拨叉的设置可以保证机构进行倒挡布置，在拨叉与过渡套啮合时，输入动力依次经过主动轴、拨叉、过渡套传递至输入元件。
作为优选：所述过渡套上设有沿其径向向外延伸的右支撑台阶，输入元件上设有沿其径向向外延伸的左支撑台阶，所述弹性元件为碟簧，其两端分别抵接左支撑台阶和右支撑台阶上。采用上述结构，结构布置合理，并有利于安装碟簧。
作为优选：所述检测部件固定安装在左支撑台阶上。采用上述结构，能够使检测部件随输入元件同步转动，从而进行位移监测。
作为优选：所述输出元件为圆柱齿轮，其通过轴承套装在主动轴上。采用上述结构，便于装配和动力输出。
作为优选：所述主动轴上通过轴承转动安装有倒挡齿轮，所述拨叉通过花键可左右移动的设置在过渡套与倒挡齿轮之间。
作为优选：所述拨叉两端分别设有前进啮合部和倒车啮合部。采用上述结构，拨叉的前进啮合部与过渡套啮合为前进挡，倒车啮合部与倒挡齿轮啮合为倒挡。
作为优选：所述主动轴对应拨叉位置设有花键齿，所述过渡套右端通过推力球轴承抵接在花键齿的左端。采用上述结构，以便于各部件之间的装配。
作为优选：还包括箱体，所述主动轴转动安装在箱体上，箱体上设有与所述检测部件相匹配的接收端。采用上述结构，接收端与相对运动的检测部件能够完成输入元件位移量的测量。
作为优选：所述输入元件的端部设有弧形内凹结构，输出元件的端部设有弧形外凸结构，弧形内凹结构与弧形外凸结构构成所述凸轮传动副。采用上述结构，能够确保承受负载时，弧形内凹结构与弧形外凸结构有效地驱动输入元件在主动轴上移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，结构布置合理，能够实时测量变速器的输出负载，有利于通过负载的反馈，来确定输出电机的实际输出状况。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的使用状态参考图(箱体仅保留部分)。
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。
如图1所示，一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统，该检测系统的结构包括由电动机13驱动转动的主动轴2，主动轴2上套装有拨叉7、过渡套8和输入元件4，其中拨叉7通过花键与主动轴2连接，过渡套8通过轴承与主动轴2转动配合，输入元件4通过花键与过渡套8连接，且输入元件4与过渡套8之间还设置有弹性元件5，用以施加其拥有向左移动的趋势，主动轴2上还通过轴承转动套装有输出元件3，输出元件3与输入元件4正对抵接，且两者相互靠近的一端分别设有弧形外凸结构3a和弧形内凹结构4b，该弧形外凸结构3a与弧形内凹结构4b以凸轮副的形式传动配合，能够驱动输入元件4相对主动轴2向右移动。
将拨叉7拨动至与过渡套8啮合连接，主动轴2的转动依次带动拨叉7、过渡套8、输入元件4转动，即主动轴2能够带动输入元件4同步转动，由于输入元件4与输出元件3之间是通过凸轮副的形式传动配合的，随着输出元件3上负载的增加，输入元件4会在主动轴2上向右移动，所以可以通过测量输入元件4的轴向位移量来检测输出元件3上的负载大小。
如图2所示，本实施例将负载检测系统应用在一种智能传动变速机构中，该智能传动变速机构的结构布局为：箱体1内布置有变速系统11以及本发明提供的负载检测系统，主动轴2转动安装在箱体1上，输出元件3与变速系统11动力啮合，输入元件4上安装有检测部件6a，箱体1上设有与检测部件6a相匹配的接收端6b，箱体1上还设有用以驱动主动轴2转动的电动机13。
再结合图1所示，在拨叉7与过渡套8啮合连接时，启动电动机13后，上述系统的动力传递路线为：电动机13→主动轴2→拨叉7→过渡套8→输入元件4→输出元件3→变速系统11→输出轴12，根据该动力传递线路可知，输出元件3的负载就是输出轴12的直接负载，随着负载的增大减小，上述输入元件4会发生左右移动，从而带动的检测部件6a位移，通过固定在箱体1上的接收端6b即可实时检测出输入元件4的位移量，从而测量出输出轴12的负载大小，然后再将测量的负载数值反馈给驱动系统，系统即可根据负载的大小来决定是否需要增减电动机13的输出电流，或者改变变速系统11的传递比，从而使传动系统具有更高的传动效率，并有利于节能。
过渡套8上设有沿其径向向外延伸的右支撑台阶8a，输入元件4上设有沿其径向向外延伸的左支撑台阶4a，本实施例中弹性元件5优选采用碟簧，碟簧安装在左支撑台阶4a和右支撑台阶8a之间，在输出元件3的负载减小时，碟簧能够推动输入元件4向左回位。
为确保检测部件6a能够随输入元件4同步转动，检测部件6a固定安装在输入元件4的左支撑台阶4a上。
为便于与变速系统11动力啮合，本实施例中输出元件3优选采用圆柱齿轮。
再如图1所示，主动轴2上还通过轴承转动安装有倒挡齿轮9，且主动轴2在对应倒挡齿轮9与过渡套8之间的区域设有花键齿2a，拨叉7安装在花键齿2a上，且拨叉7左右两端分别设有前进啮合部7a和倒车啮合部7b，当前进啮合部7a与过渡套8啮合时，可进行前进动力的传递，当倒车啮合部7b与倒挡齿轮9啮合，可进行倒挡动力的传递。
为确保过渡套8与主动轴2之间有效地转动配合，过渡套8不仅在与主动轴2之间设有轴承，其右端还通过推力球轴承10抵接在花键齿2a的左端。
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 (9)

1.一种适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：包括主动轴(2)，所述主动轴(2)上沿动力输入方向依次套装有输入元件(4)和输出元件(3)，其中输入元件(4)能够沿主动轴(2)轴向滑动，并随主动轴(2)同步转动，所述主动轴(2)上设有弹性元件(5)，该弹性元件(5)朝着靠近输出元件(3)的方向对输入元件(4)施力，所述输出元件(3)可转动地套设在主动轴(2)上，输入元件(4)与输出元件(3)相互靠近的一侧端面形成凸轮传动副，当主动轴(2)正向旋转时，能够通过该凸轮传动副对输入元件(4)施加与弹性元件(5)作用力相反的推力，所述输入元件(4)上安装有用于检测其轴向位移的检测部件(6a)；
所述主动轴(2)上通过轴承转动安装有过渡套(8)，并设有能够与该过渡套(8)啮合的拨叉(7)，所述输入元件(4)花键连接在过渡套(8)上，所述过渡套(8)上设有沿其径向向外延伸的右支撑台阶(8a)，输入元件(4)上设有沿其径向向外延伸的左支撑台阶(4a)，所述弹性元件(5)两端分别抵接在左支撑台阶(4a)和右支撑台阶(8a)上。
2.根据权利要求1所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述弹性元件(5)为碟簧。
3.根据权利要求1所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述检测部件(6a)固定安装在左支撑台阶(4a)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述输出元件(3)为圆柱齿轮，其通过轴承套装在主动轴(2)上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述主动轴(2)上通过轴承转动安装有倒挡齿轮(9)，所述拨叉(7)通过花键可左右移动的设置在过渡套(8)与倒挡齿轮(9)之间。
6.根据权利要求5所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述拨叉(7)两端分别设有前进啮合部(7a)和倒车啮合部(7b)。
7.根据权利要求1所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述主动轴(2)对应拨叉(7)位置设有花键齿(2a)，所述过渡套(8)右端通过推力球轴承(10)抵接在花键齿(2a)的左端。
8.根据权利要求1所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：还包括箱体(1)，所述主动轴(2)转动安装在箱体(1)上，箱体(1)上设有与所述检测部件(6a)相匹配的接收端(6b)。
9.根据权利要求1所述的适用于智能传动变速机构的负载检测系统，其特征在于：所述输入元件(4)的端部设有弧形内凹结构(4b)，输出元件(3)的端部设有弧形外凸结构(3a)，弧形内凹结构(4b)与弧形外凸结构(3a)构成所述凸轮传动副。
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