CN111089144A - 车用两档位变速装置及其电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆变速技术领域，公开一种车用两档位变速装置，包括箱体及同轴设置的第一转轴和连接轴，第一转轴上套设套筒，箱体内设包括拨叉轴、导向筒和拨叉的拨叉组件，拨叉轴与箱体固定，套筒外周开设一圈曲线状环形凹槽，导向筒外壁具有滑杆嵌入曲线状环形凹槽并可在第一转轴旋转时带动导向筒在拨叉轴上移动。箱体内还同轴设输入轴和输出轴，输入轴端部固定接有第一圆柱齿轮，其可旋转套设在输出轴上,输出轴上还依次套设第二圆柱齿轮、花键毂和第三圆柱齿轮，花键毂通过花键配合套设有与拨叉配合的接合套，第二、第三圆柱齿轮在朝花键毂的端面均装有镶套，镶套外圈具与接合套适配的花键,箱体内还具有分别与上述圆柱齿轮啮合的多个圆柱齿轮。

Description

车用两档位变速装置及其电动汽车

技术领域

本发明涉及车辆变速设计技术领域，具体地，涉及一种车用两档位变速装置及其电动汽车。

背景技术

电动汽车使用电能驱动，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺的问题，电动汽车的驱动电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。

然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵的电池电量，又提高了对驱动电机的要求，而且还会使车辆的续驶里程减少，电动汽车驱动电机在实际路况上既要在恒转矩区提供较高的瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高的运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡、加速等整车性能要求，但现有技术中一个挡位无法满足这些使用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可结合车辆的行驶状况快速切换和确定合适的挡位，以保证车辆具有足够的扭矩，提升车辆驾驶性能的车用两档位变速装置。

本发明同时提供一种设有所述车用两档位变速装置的电动汽车，在确保电动汽车马力充足的情况下有小节约电能。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种车用两档位变速装置，包括箱体，箱体内设有第一转轴，第一转轴两端套设有嵌入箱体内壁的轴承，第一转轴一端设有贯穿箱体壁的连接轴，连接轴与车挂挡杆的连动杆或电控自动传动机构相接。

第一转轴上固定套设一套筒，箱体内在靠近第一转轴处设有拨叉组件，拨叉组件包括拨叉轴、套设在拨叉轴上的导向筒、连接在导向筒上的拨叉，拨叉轴两端固定在箱体上，导向筒外壁垂直插接有滑杆，套筒外周开设一圈曲线状环形凹槽，滑杆嵌入曲线状环形凹槽并可在第一转轴旋转时带动导向筒在拨叉轴上发生前后移动。

箱体壁上可旋转贯穿有一平行于拨叉轴的输入轴，输入轴伸入箱体内的端部固定连接有第一圆柱齿轮，箱体内还设有与输入轴同轴且朝向拨叉的输出轴，输出轴具有贯穿箱体壁的用于传递传动力的伸出端，输出轴另一端通过轴承安装在第一圆柱齿轮中心孔中。

输出轴在第一圆柱齿轮与箱体壁之间的外周上依次套设有第二圆柱齿轮、花键毂和第三圆柱齿轮，第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮分别与输出轴可旋转连接，花键毂与输出轴固定相接且花键毂在输出轴上的设置位置与拨叉对应，花键毂上通过花键配合套设有接合套，接合套外圈面开设有与拨叉配合的卡接凹槽供拨叉嵌入，第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮在朝向花键毂的端面上均安装有镶套，镶套外圈具有与接合套内圈面花键适配的花键。

箱体内壁上还可旋转设有与输出轴平行的第二转轴，第二转轴和拨叉轴分布在输出轴两侧，第二转轴上依次固定套设有分别与第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮啮合的第四圆柱齿轮、第五圆柱齿轮和第六圆柱齿轮。

优选地，套筒上曲线状环形凹槽的设置方式为：从输入轴朝输出轴伸出端方向看，第一转轴顺时针转动一角度可使导向筒沿拨叉轴前移；第一转轴逆时针转动一角度可使导向筒沿拨叉轴后移。

优选地，输出轴在第二圆柱齿轮和第一圆柱齿轮之间固定设置有限位圈，限位圈与第二圆柱齿轮端面贴合。

优选地，输入轴与第一圆柱齿轮焊接固定。

优选地，镶套上开设有多个供连接件嵌入以使镶套与第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮稳定连接的沉台槽。

一种电动汽车，设有如上所述的车用两档位变速装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

电动汽车安装本申请的两档位变速装置，可以有效确定最佳挡位，通过传输相应的转角或扭矩，手动或者通过电控设备带动变速箱的换挡拨叉摆动，实现高低挡之间的迅速切换，如此可结合车辆的行驶状况灵活切换至合适的挡位，保证电动汽车在起步、加速、爬坡时具有足够的扭矩，既能节约电能，又确保马力充足，整体来说，变速装置传送效率更高，维修保养成本低，大大提升了电动汽车的驾驶性能。

附图说明

图1为实施例1所述的车用两档位变速装置的剖面图；

图2为实施例1所述的车用两档位变速装置去除箱体后的剖面图；

图3为实施例1中输入轴和第二转轴上的轴承布置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

提供一种电动汽车，其设有一种两档位变速装置，如图1和图2所示，该两档位变速装置包括箱体11，箱体顶部通过螺钉固定有箱盖12，箱体11内设有第一转轴21，第一转轴21两端固定套设有分别嵌入箱体11内壁的轴承，轴承与箱体内壁固定连接，第一转轴21一端固定设有贯穿箱体壁的连接轴22，连接轴伸出于箱体的端部与车挂挡杆的连动杆或电控自动传动机构相接，连接轴与箱体接触处旋转连接，即连接轴可相对于箱体壁发生旋转动作。

第一转轴21上固定套设一套筒3，箱体11内在靠近第一转轴21处设有拨叉组件，拨叉组件包括拨叉轴41、套设在拨叉轴上的导向筒42、连接在导向筒上的拨叉43，拨叉轴41两端固定在箱体11上，导向筒42外壁垂直插接有滑杆44，套筒3外周则开设一圈曲线状环形凹槽31，滑杆44嵌入曲线状环形凹槽31并可在第一转轴21旋转时带动导向筒42在拨叉轴41上发生前后移动。一般地，导向筒42和拨叉43一体成型，滑杆44与导向筒42为分体组装。

箱体壁上还可旋转贯穿有一平行于拨叉轴41的输入轴23，如将上文中第一转轴的设置位置定义为箱体顶端，则输入轴设置于箱体中段部位，输入轴与箱体接触处固定套设有轴承，该轴承固定嵌入箱体侧壁。输入轴伸入箱体内的部分较短，其伸入箱体11内的端部固定连接有第一圆柱齿轮51，箱体11内还设有与输入轴23同轴且朝向拨叉叉部的输出轴24，输出轴24具有贯穿箱体壁的用于传递传动力的伸出端，输出轴24与箱体11接触处也固定套设有轴承，输出轴24另一端通过轴承安装在第一圆柱齿轮51中心孔中。

输出轴24在第二圆柱齿轮52和第一圆柱齿轮51之间固定设置有限位圈6，限位圈6与第二圆柱齿轮52端面贴合，防止变速装置内部在工作过程第二圆柱齿轮发生窜动导致其在输出轴上发生位移，进而影响变速装置的整体运行。

输入轴位于箱体外的端部与驱动电机输出轴通过联轴器相接，输出轴位于箱体外侧的端部通过联轴器与主减速器输入轴固定连接，而主减速器的输出轴则与差速器的输入轴固定连接，差速器的输出轴与车轮传动连接。

输出轴24在第一圆柱齿轮51与箱体壁之间的外周上依次套设有第二圆柱齿轮52、花键毂7和第三圆柱齿轮53，第二圆柱齿轮52、第三圆柱齿轮53分别与输出轴24可旋转连接（即第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮与输出轴的旋转动作相互不影响），花键毂7与输出轴24固定相接且花键毂7在输出轴24上的设置位置与拨叉43对应，花键毂7上通过花键配合套设有接合套8，接合套8外圈面开设有与拨叉叉面凸起相配合的卡接凹槽81供拨叉43嵌入，第二圆柱齿轮52、第三圆柱齿轮53在朝向花键毂7的端面上均安装有镶套9，如图3所示，镶套9外圈具有与接合套8内圈面花键适配的花键91，镶套9滑动套设在输出轴24上并通过若干个螺钉分别与第二圆柱齿轮52、第三圆柱齿轮53端面贴合固定。具体地，镶套9上开设有多个供螺钉嵌入以使镶套与第二圆柱齿轮52、第三圆柱齿轮53稳定连接的沉台槽，螺钉嵌入镶套后不会露出于镶套外端面，防止螺钉对其它部件产生干涉。

箱体内壁上还可旋转设有与输出轴24平行的第二转轴25，第二转轴25和拨叉轴41分布在输出轴24两侧，依上文中对第一转轴和输入轴在箱体内的定位来看，第二转轴则位于箱体底部，第二转轴两端也分别固定套有轴承，这两个轴承分别嵌入箱体壁内且轴承与箱体接触处固定连接，第二转轴25上依次固定套设有分别与第一圆柱齿轮51、第二圆柱齿轮52、第三圆柱齿轮53啮合的第四圆柱齿轮54、第五圆柱齿轮55和第六圆柱齿轮56。

本实施例中套筒上曲线状环形凹槽31的设置方式为：从输入轴朝输出轴伸出端方向看，第一转轴21顺时针转动一角度可使导向筒42沿拨叉轴41前移；第一转轴21逆时针转动一角度可使导向筒42沿拨叉轴41后移。

为确保变速装置的整体传动效果，本实施例将输入轴23与第一圆柱齿轮51焊接固定，避免两者轻易发生脱离。

本实施例的两档位变速装置工作过程如下：当驱动电机被启动时，驱动电机输出的动力会传递至输入轴，由输入轴同步带动第一圆柱齿轮转动，第一圆柱齿轮转动时会啮合第四圆柱齿轮同步转动，第四圆柱齿轮转动时则会通过第二转轴同步带动第五圆柱齿轮和第六圆柱齿轮转动，第六圆柱齿轮和第五圆柱齿轮转动时会分别同步带动第三圆柱齿轮和第二圆柱齿轮转动，由于第三圆柱齿轮和第二圆柱齿轮均与输出轴旋转连接，且由于输出轴侧端通过减速器和差速器与车轮传动连接，因此第三圆柱齿轮和第二圆柱齿轮转动时输出轴不会同步转动，也就是说此时变速装置处在空挡位。

当电动汽车起步挂一档时，推动挂挡杆会使得连接轴顺时针方向转动，连接轴会同步通过第一转轴带动套筒顺时针方向转动，此时由于套筒上设置了曲线状环形凹槽，套筒在顺时针方向转动时，曲线状环形凹槽会通过滑杆使导向筒带动拨叉向前移动，此过程中导向筒和拔叉轴起到导向作用，拨叉向前移动会拨动接合套向与第三圆柱齿轮连接的镶套方向移动，进而接合套会同时套在花键毂和该处镶套上，接合套把花键毂和该处镶套连接成一个整体，此时第六圆柱齿轮通过齿轮传动把动力给第三圆柱齿轮时，由于该处镶套和花键毂连接成整体，所以花键毂会同步跟随第三圆柱齿轮转动，同时同步带动输出轴转动，最后输出轴的传动力到达主减速器，经过主减速器的减速增扭后，再由差速器传至车轮，完成本变速装置的一档输出过程。

当电动汽车挂二档时，拉动挂挡杆使得连接轴逆时针方向转动，连接轴会同步通过第一转轴带动套筒逆时针方向转动，这样套筒上的曲线状环形凹槽会通过滑杆使导向筒带动拨叉向后移动，拨叉向后移动会拨动接合套向与第二圆柱齿轮连接的镶套方向移动，进而接合套会同时套在花键毂和该镶套上，接合套把花键毂和该镶套连接成一个整体，此时第五圆柱齿轮通过齿轮传动把动力传递给第二圆柱齿轮时，由于该镶套和花键毂连接成整体，所以花键毂会同步跟随第二圆柱齿轮转动，同时花键毂会同步带动输出轴转动，最后输出轴的传动力到达主减速器，经过主减速器减速增扭后，再由差速器传至车轮，完成本变速装置的二档输出过程。

电动汽车安装本申请的两档位变速装置，可以有效确定最佳挡位，通过传输相应的转角或扭矩，手动或者通过电控设备带动变速箱的拨叉摆动，实现换挡自动化，实现高低挡之间的迅速切换，如此可结合车辆的行驶状况灵活切换至合适的挡位，保证电动汽车在起步、加速、爬坡时具有足够的扭矩，既能节约电能，又确保马力充足，整体来说，变速装置传送效率更高，维修保养成本低，大大提升了电动汽车的驾驶性能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车用两档位变速装置，其特征在于，包括箱体，箱体内设有第一转轴，第一转轴两端套设有嵌入箱体内壁的轴承，第一转轴一端设有贯穿箱体壁的连接轴，连接轴与车挂挡杆的连动杆或电控自动传动机构相接；

第一转轴上固定套设一套筒，箱体内在靠近第一转轴处设有拨叉组件，拨叉组件包括拨叉轴、套设在拨叉轴上的导向筒、连接在导向筒上的拨叉，拨叉轴两端固定在箱体上，导向筒外壁垂直插接有滑杆，套筒外周开设一圈曲线状环形凹槽，滑杆嵌入曲线状环形凹槽并可在第一转轴旋转时带动导向筒在拨叉轴上发生前后移动；

箱体壁上可旋转贯穿有一平行于拨叉轴的输入轴，输入轴伸入箱体内的端部固定连接有第一圆柱齿轮，箱体内还设有与输入轴同轴且朝向拨叉的输出轴，输出轴具有贯穿箱体壁的用于传递传动力的伸出端，输出轴另一端通过轴承安装在第一圆柱齿轮中心孔中；

输出轴在第一圆柱齿轮与箱体壁之间的外周上依次套设有第二圆柱齿轮、花键毂和第三圆柱齿轮，第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮分别与输出轴可旋转连接，花键毂与输出轴固定相接且花键毂在输出轴上的设置位置与拨叉对应，花键毂上通过花键配合套设有接合套，接合套外圈面开设有与拨叉配合的卡接凹槽供拨叉嵌入，第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮在朝向花键毂的端面上均安装有镶套，镶套外圈具有与接合套内圈面花键适配的花键；

箱体内壁上还可旋转设有与输出轴平行的第二转轴，第二转轴和拨叉轴分布在输出轴两侧，第二转轴上依次固定套设有分别与第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮啮合的第四圆柱齿轮、第五圆柱齿轮和第六圆柱齿轮。

2.根据权利要求1所述的车用两档位变速装置，其特征在于，套筒上曲线状环形凹槽的设置方式为：从输入轴朝输出轴伸出端方向看，第一转轴顺时针转动一角度可使导向筒沿拨叉轴前移；第一转轴逆时针转动一角度可使导向筒沿拨叉轴后移。

3.根据权利要求1所述的车用两档位变速装置，其特征在于，输出轴在第二圆柱齿轮和第一圆柱齿轮之间固定设置有限位圈，限位圈与第二圆柱齿轮端面贴合。

4.根据权利要求1所述的车用两档位变速装置，其特征在于，输入轴与第一圆柱齿轮焊接固定。

5.根据权利要求1所述的车用两档位变速装置，其特征在于，镶套上开设有多个供连接件嵌入以使镶套与第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮稳定连接的沉台槽。

6.一种电动汽车，其特征在于，设有如权利要求1～5任意一项所述的车用两档位变速装置。

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