CN112253700A - 两级变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种两级变速装置，其目的在于提供一种两级变速装置，借助于简单的结构使得小型化成为可能，以没有动力损失的形式能够使得动力源的驱动力迅速传递至输出轴。本发明包括：第一动力齿轮部，动力源的驱动力传递至第一驱动轴，第一驱动齿轮以单向离合器为媒介连接设置于第一驱动轴；离合器部，其连接设置于第一动力齿轮部的第一驱动轴一侧端，将第一驱动轴作为中心轴进行旋转驱动的第一动力齿轮部的第二驱动齿轮连接设置于离合器部；第二动力齿轮部，其设置有与第一动力齿轮部的第一驱动齿轮相啮合的第一旋转齿轮，并设置有与第一动力齿轮部的第二驱动齿轮相啮合的第二旋转齿轮。

Description

两级变速装置
技术领域
本发明涉及一种两级变速装置，涉及一种借助于离合器部和单向离合器的操作使得动力源的驱动力实现两级变速从而通过输出部输出的两级变速装置。
背景技术
最近，由于诸如汽车的废气导致的大气污染及全球变暖的问题，正在推进地球环境保护和随着能源资源的耗尽而产生的能源节约政策，为了解决这样的问题，针对诸如电动汽车、复合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的环保汽车的关心正在增大。
通常，电动汽车与汽油发动机不同，将电力用作燃料，将电动机用作动力源，因此是一种完全不会排出废气的无公害车辆，最初主要使用用单纯的减速机来对从电动机产生的动力进行减速从而驱动驱动轮的动力传递结构，最近更加有效地将来自于电动机的动力传递至驱动轮，从而正在活跃地进行针对延长车辆的可行驶距离并提高驱动性能的变速系统的研究。
就现有电动车而言，发动机的特性优秀，从而广泛使用具有单一齿轮比的减速机，但是如此仅使用减速机的情况，问题在于发动机的容量相对地变大，从而最近广泛使用可最大限度地有效地运转发动机的两级变速装置。
但是，现有的两级变速装置为了实现两级变速段，需要两个摩擦离合器或者流体离合器，据此存在的问题在于，不仅变速器的体积变大，制造成本增加，而且动力传递效率降低。
此外，现有的两级变速装置适用多个外接齿轮、锁定装置、转换机构等的构成，从而其结构非常复杂，组装性低下，构成部件的数量增加及产生动力损失现象，即借助于复杂的连接关系无法将动力源的动力迅速传递至输出轴，因此存在变速性能低下的问题。
尤其，现有的两级变速装置在从一级变速到两级时，产生变速冲击和摩擦损失，从而存在降低乘客的乘坐舒适度，妨碍安全驾驶等许多问题。
先行技术文献
专利文献
(专利文献1)公开专利公报公开号10-2016-0005209(2016.01.14)
(专利文献2)登记专利公报登记号10-1532834(2015.06.24)
(专利文献3)登记专利公报登记号10-1350772(2014.01.07)
(专利文献4)公开专利公报公开号特1997-0046346(1997.07.26)
发明内容
本发明的目的在于提供一种两级变速装置，利用简单的结构使得小型化成为可能，没有动力损失地将动力源的驱动力可迅速传递至输出轴。
本发明包括：第一动力齿轮部，动力源的驱动力传递至第一驱动轴，第一驱动齿轮以单向离合器为媒介连接设置于第一驱动轴；离合器部，其连接设置于第一动力齿轮部的第一驱动轴一侧端，将第一驱动轴作为中心轴进行旋转驱动的第一动力齿轮部的第二驱动齿轮连接设置于离合器部；第二动力齿轮部，其设置有与第一动力齿轮部的第一驱动齿轮相啮合的第一旋转齿轮，并设置有与第一动力齿轮部的第二驱动齿轮相啮合的第二旋转齿轮；空转齿轮部，其设置有与第二动力齿轮部的第二旋转齿轮相啮合的空转齿轮；减速齿轮部，其设置有与空转齿轮部的空转齿轮相啮合的第一减速齿轮，并设置有与输出部的输出齿轮相啮合的第二减速齿轮；当离合器部未操作时，动力源的驱动力通过第一驱动齿轮、第一旋转齿轮、第二旋转齿轮、空转齿轮、第一减速齿轮、第二减速齿轮及输出齿轮传递至输出轴，从而实现低速行驶，当离合器部进行操作时，动力源的驱动力通过第二驱动齿轮、第二旋转齿轮、空转齿轮、第一减速齿轮、第二减速齿轮及输出齿轮传递至输出轴，从而实现增速(高速)行驶。
本发明的效果在于，由借助于离合器部和单向离合器实现两级变速的简单的结构形成，从而动力传递过程简单，动力损失少，由此动力传递效率优秀。
本发明适用于电动车的情况，与发动机减速机相比，车辆的最高速性能得到改善，不仅改善了加速性能、椅背性能，而且随着构成部件数量的最小化，减少了成本，可使得重量最小化。
本发明可根据行驶状态使得两步骤变速动态地实现，从而可提高车辆的输出及性能。
本发明的效果在于，使得第一动力齿轮部、第二动力齿轮部、空转齿轮部、减速齿轮部及输出部配置于变速器外壳内，从而使得小型化成为可能，由此确保车辆的设置空间，容易实现安装和拆卸。
本发明提供两级的变速比，从而更加提高电动汽车的驱动性能，使得动力消耗最小化，可促进电动车的燃比提高及可行驶距离的增加。
本发明具有如下许多效果：不仅可以设置于电驱动车辆、电驱动两轮车等等借助于电驱动移动的设备，而且还可以容易适用于已生产的设备等。
附图说明
图1是表示根据本发明的构成的示例图。
图2是表示本发明的组装状态的示例图。
图3是表示根据本发明的内部构成的示例图。
图4是表示根据本发明的简略构成的示例图。
图5是表示根据本发明的动力传递路径的示例图(低速)。
图6是表示根据本发明的动力传递路径的示例图(增速)。
图7是表示根据本发明的设置状态的示例图。
标号说明
10：第一动力齿轮部 11：第一驱动齿轮
12：第二驱动齿轮 13：第一驱动轴
14：单向离合器 20：第二动力齿轮部
21：第一旋转齿轮 22：第二旋转齿轮
23：第二驱动轴 30：空转齿轮部
31：空转齿轮 32：空转齿轮轴
40：减速齿轮部 41：第一减速齿轮
42：第二减速齿轮 50：输出部
51：输出齿轮 52：输出轴
60：离合器部 70：动力源
80：变速器外壳 81：离合器盖
90：驱动轮 100:两级变速装置
具体实施方式
图1是表示根据本发明的构成的示例图，图2是表示本发明的组装状态的示例图，图3是表示根据本发明的内部构成的示例图，图4是表示根据本发明的简略构成的示例图，图5是表示根据本发明的动力传递路径的示例图(低速)，图6是表示根据本发明的动力传递路径的示例图(增速)，图7是表示根据本发明的设置状态的示例图。
本发明包括：第一动力齿轮部10，动力源70的驱动力传递至第一驱动轴13，第一驱动齿轮11以单向离合器14为媒介连接设置于第一驱动轴13；离合器部60，其连接设置于第一动力齿轮部的第一驱动轴13一侧端，将第一驱动轴13作为中心轴进行旋转驱动的第二驱动齿轮12连接设置于离合器部60；第二动力齿轮部20，其设置有与第一动力齿轮部的第一驱动齿轮11相啮合的第一旋转齿轮21，并设置有与第二驱动齿轮12相啮合的第二旋转齿轮22；空转齿轮部30，其设置有与第二动力齿轮部的第二旋转齿轮22相啮合的空转齿轮31；减速齿轮部40，其设置有与空转齿轮部的空转齿轮31相啮合的第一减速齿轮41，并设置有与输出部的输出齿轮51相啮合的第二减速齿轮42；当离合器部60未操作时，动力源70的驱动力通过第一驱动齿轮11、第一旋转齿轮21、第二旋转齿轮22、空转齿轮31、第一减速齿轮41、第二减速齿轮42及输出齿轮51传递至输出轴53，从而实现低速行驶，当离合器部60进行操作时，动力源70的驱动力通过第二驱动齿轮12、第二旋转齿轮22、空转齿轮31、第一减速齿轮41、第二减速齿轮42及输出齿轮51传递至输出轴53，从而实现增速(高速)行驶。
所述动力源70是指使得发动机、电动机等动力产生的驱动装置。此外，所述动力源70设置为固定于变速器外壳80，或者可以以与第一动力齿轮部10的第一驱动轴13进行轴结合的形式固定设置于另外的固定装置。
如图3及图4所示，所述第一动力齿轮部10包括：第一驱动轴13，其得到动力源70的驱动力的传递；第一驱动齿轮11，其以单向离合器14为媒介与第一驱动轴13连接设置，从而设置为得到第一驱动轴13的驱动力；第二驱动齿轮12，其设置为以能够以第一驱动轴13为中心进行旋转的形式与第一驱动齿轮11间隔既定距离，并连接设置于离合器部60。
所述第一驱动轴13的一侧与动力源70相连接，另一侧与离合器部60相连接，并设置为轴承支撑于变速器外壳80及离合器部60。
所述第一驱动齿轮11设置为当第一驱动轴13借助于动力源60进行正向旋转驱动时，为了与第一驱动轴13一体地进行旋转，向反向(与第一驱动轴的旋转方向相反的方向)受单向离合器14的约束。
换句话说，所述第一驱动齿轮11借助于单向离合器14与第一驱动轴13一体地进行正向(借助于动力源的第一驱动轴的驱动方向)旋转，当第一驱动齿轮11的旋转速度比第一驱动轴13的旋转速度快时，设置为借助于单向离合器14相对于第一驱动轴14成为空转状态。所述单向离合器14仅向一个方向传递动力，使用单方向轴承等，单方向轴承的构成是公知的技术，因此省略对此的详细说明。
所述第二驱动齿轮12设置为轴承支撑于第一驱动轴13，当离合器部60未操作时，得不到第一驱动轴13的驱动力，当离合器部60操作时，借助于离合器部60得到第一驱动轴13的驱动力的传递，从而以与第一驱动轴13一体地进行旋转驱动的形式连接设置于第一驱动齿轮轴13。
所述离合器部60使得第一驱动轴13的驱动力传递至第二驱动齿轮，如图1及图4所示，在没有连接设置有动力源70的第一驱动轴13的一侧端，与第一驱动轴13及第二驱动齿轮12连接设置。
所述离合器部60可构成为电子控制式离合器，或者构成为机械控制式离合器，当离合器部未操作时，第一驱动轴13的驱动力不传递至第二驱动齿轮12，当离合器部操作时，第一驱动轴13的驱动力传递至第二驱动齿轮12。图1的未说明标号81是离合器盖。
如图3及图4所示，所述第二动力齿轮部20包括：第二驱动轴23；第一旋转齿轮21，其以一体地进行旋转驱动的形式连接设置于第二驱动轴23，一侧与第一动力齿轮部的第一驱动齿轮11相啮合；第二旋转齿轮22，其与第一旋转齿轮21间隔既定距离，以一体地进行旋转驱动的形式连接设置于第二驱动轴23，一侧与第一动力齿轮部的第二驱动齿轮12相啮合。
所述第二驱动轴23设置为以与第一驱动轴13平行的形式两端轴承支撑于变速外壳80，第一旋转齿轮21和第二旋转齿轮22以一体地进行旋转驱动的形式连接设置。
所述第一旋转齿轮21以与第一驱动齿轮11相啮合的形式、第二旋转齿轮22以与第二驱动齿轮12相啮合的形式连接设置于第二驱动轴23
此外，所述第一、第二旋转齿轮21、22的齿轮比(减速比)，即，(第一驱动齿轮的转数/第一旋转齿轮的转数)比(第二驱动齿轮的转数/第二旋转齿轮的转数)大。
就如上所述构成的第二动力齿轮部20而言，当离合器部60未操作时，如图5所示，动力源70的驱动力通过第一动力齿轮部的第一驱动齿轮传递至第一旋转齿轮21，借助于第一旋转齿轮21的旋转驱动使得第二驱动轴23进行旋转，借助于第二驱动轴23的旋转驱动使得第二旋转齿轮22进行旋转驱动，从而驱动力传递到空转齿轮部30。
此外，就所述第二动力齿轮部20而言，当离合器部60操作时，如图6所示，动力源70的驱动力通过第二驱动齿轮12直接传递至第二旋转齿轮22，从而驱动力传递到空转齿轮部30。
此时，所述第二动力齿轮部的第二驱动轴23与动力借助于第一旋转齿轮21传递时相比旋转得更快，因此旋转驱动力不会通过第一驱动齿轮11传递。
换句话说，当离合器部60操作时，动力源70的驱动力通过第二驱动齿轮12传递至第二旋转齿轮22，从而以比第一旋转齿轮21的旋转速度更快的速度使得第二驱动轴23旋转，借助于如上所述的第二驱动轴23使得第一旋转齿轮21及与第一旋转齿轮21相啮合的第一驱动齿轮11以比第一驱动轴13的旋转速度更快的速度进行旋转，因此第一驱动轴13的驱动力不会通过第一驱动齿轮11传递到第一旋转齿轮21。
如图3及图4所示，所述空转齿轮部30连接设置于第二动力齿轮部20和减速齿轮部40之间，以便使得第二动力齿轮部20的驱动力传递到减速齿轮部40。
所述空转齿轮部30包括：空转齿轮轴32，其设置为轴承支撑于变速器外壳；空转齿轮31，以与第二动力齿轮部的第二旋转齿轮22相连接的形式一体地连接设置于空转齿轮轴32。
所述减速齿轮部40与空转齿轮部30一起连动，从而不仅使得借助于动力源的旋转方向的输出方向转换，而且具有通过减速第二动力齿轮部的驱动力而传递至输出部的功能。
如图3及图4所示，所述减速齿轮部40包括：减速齿轮轴43；第一减速齿轮41，其一体地连接于减速齿轮轴43，并与空转齿轮部的空转齿轮31相连接；第二减速齿轮42，其以与第一减速齿轮41间隔既定距离的形式一体地连接于减速齿轮轴43，从而将动力传递至输出部50。
换句话说，所述减速齿轮部40借助于空转齿轮部30使得旋转驱动力传递至第一减速齿轮41，借助于第一减速齿轮41的旋转驱动使得减速齿轮轴43进行旋转驱动，借助于减速齿轮轴43的旋转驱动使得第二减速齿轮42进行旋转驱动，从而使得动力传递到输出部50。
此时，所述第一减速齿轮41的齿轮齿数比第二减速齿轮42的齿轮齿数多。
如图3及图4所示，所述输出部50包括：输出轴52；输出齿轮51，其连接设置于输出轴52，并与减速齿轮部的第二减速齿轮42相连接。
如上所述构成的本发明的两级变速装置不仅可以适用于电动车，而且还可以适用于船舶、一般的车辆、手推车、自行车、轮椅、婴儿车等各种领域。并且，本发明的第一驱动轴、第二驱动轴、空转齿轮轴、减速齿轮轴及输出轴以相互平行的形式轴承支撑于变速器外壳。
以下，将下面[表1]作为示例，对本发明的变速操作进行说明如下。
[表1]
Figure BDA0002119739450000071
根据上面的[表1]，针对包括第一、第二动力齿轮部、空转齿轮部、减速齿轮部及输出部的两级变速装置，在离合器部未操作的状态下，借助于动力源得到4,000rpm的旋转驱动力的传递的情况，所述旋转驱动力如图5所示以动力源70→第一驱动齿轮11→第一旋转齿轮21→第二旋转齿轮22→空转齿轮31→第一减速齿轮41→第二减速齿轮42→输出齿轮51的形式传递，借助于如上所述的驱动力传递，使得输出部输出(低速)约600rpm以下的旋转驱动力。
此外，如上所述，在借助于低速输出而行驶的状态下，当离合器部操作时，动力源(4,000rpm)的旋转驱动力如图6所示以动力源70→第二驱动齿轮12→第二旋转齿轮22→空转齿轮31→第一减速齿轮41→第二减速齿轮42→输出齿轮51的形式传递，借助于如上所述的驱动力传递，使得输出部输出(增速)约1,000rpm左右的旋转驱动力。
此外，在借助于离合器部操作的输出部的增速输出时，第一驱动轴的旋转力通过第一驱动齿轮传递至第一旋转齿轮，从而使得第二驱动轴旋转，但是(第一驱动齿轮的转数/第一旋转齿轮的转数)比(第二驱动齿轮的转数/第二旋转齿轮的转数)形成得大，第一驱动齿轮借助于单向离合器支撑于第一驱动轴，从而与通过第一旋转齿轮传递至第二驱动轴的旋转力相比，通过第二旋转齿轮传递至第二驱动轴的旋转力更大，由此，借助于第一旋转齿轮的第一驱动齿轮的旋转速度比第一驱动轴的旋转速度快，因此第一驱动齿轮借助于单向离合器相对于第一驱动轴成为空转状态。
本发明并非限定于如上所述的特定的优选实施例，在不脱离权利要求书中请求的本发明的要旨的情况下，如果是该发明所属的技术领域中具有通常知识的技术人员，则任何人可进行各种变形实施，这样的变更应包括在权利要求书记载的范围内。

Claims (4)

1.一种两级变速装置，其特征在于，包括：
第一动力齿轮部，动力源的驱动力传递至第一驱动轴，第一驱动齿轮以单向离合器为媒介连接设置于第一驱动轴；
离合器部，其连接设置于第一动力齿轮部的第一驱动轴一侧端，将第一驱动轴作为中心轴进行旋转驱动的第一动力齿轮部的第二驱动齿轮连接设置于离合器部；
第二动力齿轮部，其设置有与第一动力齿轮部的第一驱动齿轮相啮合的第一旋转齿轮，并设置有与第一动力齿轮部的第二驱动齿轮相啮合的第二旋转齿轮；
空转齿轮部，其设置有与第二动力齿轮部的第二旋转齿轮相啮合的空转齿轮；
减速齿轮部，其设置有与空转齿轮部的空转齿轮相啮合的第一减速齿轮，并设置有与输出部的输出齿轮相啮合的第二减速齿轮；
当离合器部未操作时，动力源的驱动力通过第一驱动齿轮、第一旋转齿轮、第二旋转齿轮、空转齿轮、第一减速齿轮、第二减速齿轮及输出齿轮传递至输出轴，从而实现低速行驶，
当离合器部进行操作时，动力源的驱动力通过第二驱动齿轮、第二旋转齿轮、空转齿轮、第一减速齿轮、第二减速齿轮及输出齿轮传递至输出轴，从而实现增速(高速)行驶。
2.根据权利要求1所述的两级变速装置，其特征在于，
第一驱动齿轮利用单向离合器与第一驱动轴一体地进行正向(借助于动力源的第一驱动轴的驱动方向)旋转，第一驱动齿轮的旋转速度比第一驱动轴的旋转速度快的情况，设置为借助于单向离合器相对于第一驱动轴成为空转状态。
3.根据权利要求1所述的两级变速装置，其特征在于，
(第一驱动齿轮的转数/第一旋转齿轮的转数)比(第二驱动齿轮的转数/第二旋转齿轮的转数)大。
4.根据权利要求1所述的两级变速装置，其特征在于，
第一减速齿轮的齿轮齿数比第二减速齿轮的齿轮齿数多。
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