CN111322365A - 一种紧凑型的变速器结构和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紧凑型的变速器结构和车辆，包括输入轴、输出轴、共用齿轮、中间轴、第一切换式双离合器和第二切换式双离合器。将动力由输入轴输入，并通过第一切换式双离合器控制输入轴的动力由第一输入齿轮输入或共用齿轮输入，使得第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合带动中间轴转动，或共用齿轮与输入输出齿轮相互啮合带动中间轴转动。同时通过第二切换式双离合器控制输出轴的动力由第一输出齿轮输出或共用齿轮输出，若通过第二切换式双离合器控制第一输出齿轮和第二输出齿轮的输出，则输出轴由第一输出齿轮带动输出动力；反之，则由共用齿轮带动输出轴转动。实现零时间等待的挡位变换的目的，极大的提高了变速器的实用性。

Description

一种紧凑型的变速器结构和车辆

技术领域

本发明涉及变速器领域，尤其涉及一种紧凑型的变速器结构和车辆。

背景技术

变速器是一套用于来协调发动机和/或电机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机和/或电机的最佳性能。变速器可以在车辆行驶过程中，在发动机和/或电机和车轮之间产生不同的变速比。然而，在现有的四挡车辆中，其四挡变速器中则需要通过大于等于四组的齿轮组进行啮合，导致现有的变速器的体积较大。且现有四挡变速器的动力传递路径不唯一，换挡机构多为同步器或拔叉结构，在进行切换变挡时，切换时间间隙较长。

发明内容

为此，需要提供一种紧凑型的变速器结构，解决现有变速器在变换挡位时切换时间间隙较长的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种紧凑型的变速器结构，包括输入轴、输出轴、共用齿轮、中间轴、第一切换式双离合器和第二切换式双离合器；所述输入轴设置有第一输入齿轮，所述输出轴设置有第一输出齿轮，所述共用齿轮设置在第一输入齿轮与第一输出齿轮之间的输入轴和/或输出轴上；所述中间轴上依次设置有第二输入齿轮、输入输出齿轮和第二输出齿轮；所述第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合设置，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮相互啮合设置，所述共用齿轮与输入输出齿轮相互啮合设置；所述第一切换式双离合器设置在第一输入齿轮与共用齿轮之间，所述第二切换式双离合器设置在共用齿轮与第一输出齿轮之间，所述第一切换式双离合器用于切换第一输入齿轮与共用齿轮之间的动力输入，所述第二切换式双离合器用于切换共用齿轮与第一输出齿轮之间的动力输出。

进一步地，所述第一切换式双离合器包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器设置在第一输入齿轮上，所述第二离合器设置在共用齿轮的输入端上。

进一步地，所述第二切换式双离合器包括第三离合器和第四离合器，所述第三离合器设置在共用齿轮的输出端上，所述第四离合器设置在第一输出齿轮上。

进一步地，还包括壳体，所述壳体上设置有输入轴孔、输出轴孔和中间轴孔，所述输入轴孔位于壳体的一侧壁上，所述输出轴孔位于与输入轴孔相对的另一侧壁上，所述中间轴孔贯穿壳体设置在输入轴孔所在壳体的侧面与输出轴孔所在壳体的另一侧面上，所述输入轴孔的中心轴线与输出轴孔的中心轴线共线，所述中间轴孔的中心轴线与输入轴孔的中心轴线或输出轴孔的中心轴线相互平行设置；所述输入轴的动力输入端套设在输入轴孔内，所述输出轴的动力输出端套设在输出轴孔内，所述中间轴设置在中间轴孔内。

进一步地，所述输入轴孔设置有第一防尘盖，所述输出轴孔设置有第二防尘盖。

进一步地，所述中间轴孔设置有端盖。

进一步地，所述中间轴的数量为多个，多个的中间轴环绕输入轴和输出轴设置。

发明人还提供了一种具有变速器结构的车辆，包括变速器和车体，所述变速器为上述中的变速器结构；所述变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且所述变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。

区别于现有技术，上述技术方案将动力由输入轴输入，并通过第一切换式双离合器控制输入轴的动力由第一输入齿轮输入或共用齿轮输入，使得第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合带动中间轴转动，或共用齿轮与输入输出齿轮相互啮合带动中间轴转动。同时通过第二切换式双离合器控制输出轴的动力由第一输出齿轮输出或共用齿轮输出，若通过第二切换式双离合器控制第一输出齿轮和第二输出齿轮的动力输出，则输出轴由第一输出齿轮带动输出动力；反之，通过第二切换式双离合器控制输入输出齿轮和共用齿轮的动力输出，则输出轴由共用齿轮带动输出动力。达到通过三对齿轮的传动实现四个挡位的切换，且通过第一切换式双离合器和第二切换式双离合器的切换，实现动力传递路径唯一性，达到挡位变换时零时间等待的目的，极大提高了变速器的实用性及可靠性。

附图说明

图1为具体实施例一方式所述的变速器结构的结构图；

图2为具体实施例二方式所述的变速器结构的示意图。

附图标记说明：

1、变速器；2、车体；

10、输入轴；11第一输入齿轮；

20、输出轴；21、第一输出齿轮；

30、共用齿轮；

40、中间轴；41、第二输入齿轮；42、第二输出齿轮；

43、输入输出齿轮；

50、第一切换式双离合器；51、第一离合器；52、第二离合器；

60、第二切换式双离合器；61、第三离合器；62、第四离合器；

70、壳体；71、输入轴孔；72、输出轴孔；73、中间轴孔；

731、端盖；711、第一防尘盖；721、第二防尘盖；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例一、

请参阅图1，本实施例提供一种紧凑型的变速器结构，包括输入轴10、输出轴20、共用齿轮30、中间轴40、第一切换式双离合器50和第二切换式双离合器60；本实施例中具有三组齿轮组，其分别为：第一输入齿轮与第二输入齿轮的齿轮组，输入输出齿轮与共用齿轮的齿轮组，以及第一输出齿轮与第二输出齿轮的齿轮组，且该三组齿轮组相互之间的齿数的比值都不同，因此使得变速器输入与输出的动力实现变化的效果，达到挡位切换的目的。通过该变速器结构制作出对应的变速器，可以应用与矿山车中，当然也可以应用于小轿车、卡车、巴士或公交车等车内，具有占用较小车体体积的效果，提高了变速器结构的实用性，以及降低车辆生产的成本。

本实施例中将动力由输入轴输入，因此可以带动第一输入齿轮11或共用齿轮30跟随输入轴转动。使用第一切换式双离合器50对于第一输入齿轮11和共用齿轮30进行控制，即第一切换式双离合器50可以控制第一输入齿轮11或共用齿轮30其中一个进行动力输入。同理，第二切换式双离合器60则可以控制第一输出齿轮21或共用齿轮30其中一个进行动力输出。达到通过三对齿轮的传动实现四个挡位的切换，且通过第一切换式双离合器50和第二切换式双离合器60之间的切换，达到挡位变换时零时间等待的目的，极大的提高了变速器的实用性及可靠性。

因此，第一挡位的路径为：第一切换式双离合器50选择第一离合器51输入动力，使得输入轴10的动力通过第一输入齿轮11与第二输入齿轮41相互啮合传输至中间轴40，带动中间轴40转动；第二切换式双离合器60选择第四离合器62输出动力，使得中间轴40的动力通过第一输出齿轮21和第二输出齿轮42的啮合传输至输出轴20，带动输出轴20转动。同理，第二挡位的路径为：第一切换式双离合器50选择第二离合器52输入动力，输入轴10动力由共用齿轮30与输入输出齿轮43相互啮合传输至中间轴40；第二切换式双离合器60选择第四离合器62输出动力，使得中间轴40的动力通过第一输出齿轮21和第二输出齿轮42的啮合传输至输出轴20，带动输出轴20转动。同理，第三挡位的路径为：第一切换式双离合器50选择第一离合器51输入动力，使得输入轴10的动力通过第一输入齿轮11与第二输入齿轮41相互啮合传输至中间轴40，带动中间轴40转动；第二切换式双离合器60选择第三离合器61输出动力，将中间轴40的动力通过输入输出齿轮43与共用齿轮30的啮合传输至输出轴20，带动输出轴20转动。同理，第四挡位的路径为：第一切换式双离合器50选择第二离合器52输入动力，同时第二切换式双离合器60选择第三离合器61输出动力，使得输出轴20的动力由输入轴10通过共用齿轮30直接带动。

本实施中对于第一切换式双离合器包括第一离合器51和第二离合器52，而第二切换式双离合器包括第三离合器61和第四离合器62。第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器可以为摩擦式离合器、液力变矩器(液力耦合器)、气动离合器、牙嵌式离合器、同步器、或电磁离合器等任何离合器结构。第一离合器用于对第一输入齿轮与输入轴之间的动力传输或切断，而第二离合器则用于对共用齿轮与输入轴之间的动力传输或切断。同理第三离合器用于对共用齿轮与输出轴之间的动力传输或切断，而第四离合器用于对第一输出齿轮与输出轴之间的动力传输或切断，从而实现三组齿轮进行四个挡位的切换。同时无论第一切换式双离合器和第二切换式双离合器处于任何闭合状态，变速器都只会有一个挡位输出，实现动力在传输时的唯一路径。这样的输出控制方式，由于离合器切换的过程中，自动实现挡位的切换，也实现了动力的不间断传输，提高了动力传输效率。

本实施例中还包括壳体70，在壳体上开设有输入轴孔71、输出轴孔72和中间轴孔73。在输入轴孔内安装输入轴，输出轴孔内安装输出轴，输入轴一端为动力输入端，其另一端为连接端，该输入轴的连接端用于和输出轴连接。同理，输出轴一端为动力输出端，其另一端为连接端，该输出轴的连接端用于和输入轴连接。具体的输入轴与输出轴连接结构可以为：轴端和内孔的连接结构，即在输出轴的轴端面上开设一个内孔，而在输入轴上的连接端上切削一个阶梯轴，达到将阶梯轴嵌合于输出轴的内孔内，且阶梯轴与内孔之间可以通过轴承或轴套进行相互支撑作用，实现输入轴与输出轴可以相对转动。反之也可以在输入轴的连接端端面上开设内孔，而在输出轴的连接端设置阶梯轴进行装配，实现输出轴与输入轴于连接端的相互支撑和相对转动。

又因为输入轴孔位于壳体的一侧壁上，输出轴孔位于与输入轴孔相对的另一侧壁上，中间轴孔贯穿壳体设置在输入轴孔所在壳体的侧面与输出轴孔所在壳体的另一侧面上，输入轴孔的中心轴线与输出轴孔的中心轴线共线，中间轴孔的中心轴线与输入轴孔的中心轴线或输出轴孔的中心轴线相互平行设置。并将输入轴通过轴承或轴套安装于输入轴孔内，输出轴也通过轴承或轴套安装于输出轴孔内，使得输入轴的中心轴线与输出轴的中心轴线共线。且将中间轴的两端通过轴承或轴套安装于中间轴孔内，使得中间轴上的第二输入齿轮、第二输出齿轮和输入输出齿轮位于壳体内，并达到中间轴的中心轴线与输入轴的中心轴线相互平行的效果。

本实施例中在壳体上的两个中间轴孔通过端盖731进行密封，而在输入轴孔与输出轴孔则通过防尘盖密封，使得输入轴的动力输入端可以穿过第一防尘盖711上的通孔位于壳体外部，同理输出轴的动力输出端穿过第二防尘盖721的通孔位于壳体外部，实现与其它设备连接的目的。避免空气中的粉尘、水汽进入变速器内部，造成变速器内的齿轮零件锈蚀、老化、卡顿或者磨损等问题。从而提高变速器结构的实用性。

在某些实施例中，所述中间轴的数量为多个，如可以为二个、三个或者四个等。多个的中间轴环绕输入轴和输出轴设置，如两个的中间轴可以分别设置在输入轴和输出轴的上下位置，多个的中间轴结构应该相同，如设置有相同的齿轮。这样通过多个中间轴，可以对输入轴和输出轴的载荷进行分配，增强了输入轴、中间轴和输出轴上的弯曲强度，从而提升了输入轴与输出轴的承载力，达到高载荷的目的。

实施例二、

请参阅图2，本实施例还提供一种具有变速器结构的车辆，包括变速器1和车体2，变速器为实施例一中所述的变速器结构，变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。对于车体可以为矿山车的车体，也可以为公交车车体、小轿车车体、卡车车体或巴士车体等，在通过轴连接使用变速器，可以在进行离合的同时，完成换挡的动作，达到高效率的换挡目的。齿轮组均为常啮合状态，通过切换式双离合器的切换来改变输出轴和输入轴的传动比值，有效的避免齿轮与齿轮之间发生碰撞的问题，使得变速器的使用寿命增加和/或整个车辆的使用寿命增加。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：包括输入轴、输出轴、共用齿轮、中间轴、第一切换式双离合器和第二切换式双离合器；

所述输入轴设置有第一输入齿轮，所述输出轴设置有第一输出齿轮，所述共用齿轮设置在第一输入齿轮与第一输出齿轮之间的输入轴和/或输出轴上；

所述中间轴上依次设置有第二输入齿轮、输入输出齿轮和第二输出齿轮；

所述第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合设置，所述第一输出齿轮和第二输出齿轮相互啮合设置，所述共用齿轮与输入输出齿轮相互啮合设置；

所述第一切换式双离合器设置在第一输入齿轮与共用齿轮之间，所述第二切换式双离合器设置在共用齿轮与第一输出齿轮之间，

所述第一切换式双离合器用于切换第一输入齿轮与共用齿轮之间的动力输入，所述第二切换式双离合器用于切换共用齿轮与第一输出齿轮之间的动力输出。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：所述第一切换式双离合器包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器设置在第一输入齿轮上，所述第二离合器设置在共用齿轮的输入端上。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：所述第二切换式双离合器包括第三离合器和第四离合器，所述第三离合器设置在共用齿轮的输出端上，所述第四离合器设置在第一输出齿轮上。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：还包括壳体，所述壳体上设置有输入轴孔、输出轴孔和中间轴孔，所述输入轴孔位于壳体的一侧壁上，所述输出轴孔位于与输入轴孔相对的另一侧壁上，所述中间轴孔贯穿壳体设置在输入轴孔所在壳体的侧面与输出轴孔所在壳体的另一侧面上，所述输入轴孔的中心轴线与输出轴孔的中心轴线共线，所述中间轴孔的中心轴线与输入轴孔的中心轴线或输出轴孔的中心轴线相互平行设置；

所述输入轴的动力输入端套设在输入轴孔内，所述输出轴的动力输出端套设在输出轴孔内，所述中间轴设置在中间轴孔内。

5.根据权利要求4所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：所述输入轴孔设置有第一防尘盖，所述输出轴孔设置有第二防尘盖。

6.根据权利要求4所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：所述中间轴孔设置有端盖。

7.根据权利要求1所述的一种紧凑型的变速器结构，其特征在于：所述中间轴的数量为多个，多个的中间轴环绕输入轴和输出轴设置。

8.一种具有变速器结构的车辆，其特征在于，包括变速器和车体，

所述变速器为权利要求1至7任一项所述的变速器结构；

所述变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且所述变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。

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