CN113389892B - 活动楔形块换挡机构 - Google Patents

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Abstract

一种活动楔形块换挡机构，包括行星齿轮变速器的壳体、安装在壳体内的驱动器推盘与中间轴，其特征在于，所述壳体上设置有支撑片，所述支撑片与驱动器推盘之间设置有楔形块组件与对偶片，所述对偶片通过外周上的花键与壳体上的花键槽滑动连接，所述楔形块组件通过花键与行星齿轮变速器的中间轴滑动连接。本发明结构简单，装配加工方便，适用于电动汽车行星齿轮变速器换挡机构，大大降低压紧载体片所需的压力，载体片不易烧片，在保证传递动力的同时，能降低成本、减小体积、减少能量损耗。

Description

活动楔形块换挡机构
技术领域
本发明涉及一种活动楔形块换挡机构。
背景技术
在传统汽车行星齿轮变速器领域，对于行星齿轮变速器换挡执行机构的制动单元，多片式湿式制动器与单向超越离合器同时使用或带式制动器与单向超越离合器同时使用被普遍应用，单向超越离合器的应用有效消除了降挡冲击，缩短了换挡时间，降低了能量损耗。但两个单元的应用增加了成本、加大了变速器的体积；压紧摩擦副需要的压力较大，一般都在5000N左右，如果压力小了，则容易打滑，无法有效传递动力，且摩擦片容易烧片，为了保证压紧力，势必增加换挡动力源装置的体积、成本和能量损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活动楔形块换挡机构，该机构可以减小变速器体积，降低压紧换挡元件所需压紧力，降低成本与能量损耗。
本发明的技术方案在于：一种活动楔形块换挡机构，包括行星齿轮变速器的壳体、安装在壳体内的驱动器推盘与中间轴，其特征在于，所述壳体上设置有支撑片，所述支撑片与驱动器推盘之间设置有楔形块组件与对偶片，所述对偶片通过外周上的花键与壳体上的花键槽滑动连接，所述楔形块组件通过花键与行星齿轮变速器的中间轴滑动连接。
进一步的，所述楔形块组件包括与对偶片相对设置的载体片，所述载体片上沿圆周方向设置有至少一个非圆通孔，所述非圆通孔内设置有与非圆通孔相配合的楔形块，所述载体片后侧设置有弹性体挡片，所述楔形块与固定于弹性体挡片上的定位螺栓滑动连接，所述楔形块与弹性体挡片之间设置有第一弹性体。
进一步的，所述楔形块与对偶片相对的一面为斜面，所述楔形块的高侧与低侧均设置有阻挡面。
进一步的，所述载体片与弹性体挡片之间设置有连杆与第二弹性体，所述载体片与弹性体挡片其中之一固定于连杆的一端，另一个与连杆滑动连接并设置有用于限位的限位块。
进一步的，所述对偶片与载体片相对的面上设置有至少一个对偶孔、对偶槽或楔形凸块，所述对偶孔、对偶槽或楔形凸块与楔形块一一对应。
进一步的，所述对偶孔或对偶槽的尺寸大于所述楔形块尺寸。
进一步的，所述中间轴为行星排的齿圈、太阳轮或行星架，中间轴的外圈开设有花键槽。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：结构简单，装配加工方便，适用于电动汽车行星齿轮变速器换挡机构，大大降低压紧换挡元件所需的压力，载体片不易烧片，在保证传递动力的同时，能降低成本、减小体积、减少能量损耗。
附图说明
图1为本发明的楔形块示意图；
图2为本发明的对偶片示意图；
图3为本发明的载体片示意图；
图4为弹性体在转动件中的换挡机构结构示意图；
图5为弹性体在非转动件中的换挡机构结构示意图；
图中：1-壳体，2-驱动器推盘，3-中间轴，4-支撑片，5-对偶片，6-载体片，7-楔形块，8-弹性体挡片，9-定位螺栓，10-第一弹性体，11-阻挡面，12-连杆，13-第二弹性体，14-限位块，15-对偶孔。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1-图5。
在本发明一较佳实施例中：一种活动楔形块换挡机构，包括行星齿轮变速器的壳体1、安装在壳体内的驱动器推盘2与中间轴3，其特征在于，所述壳体上设置有支撑片4，所述支撑片与驱动器推盘之间设置有楔形块组件与对偶片5，所述对偶片通过外周上的花键与壳体上的花键槽滑动连接，所述楔形块组件通过花键与行星齿轮变速器的中间轴滑动连接。
在本实施例中，所述楔形块组件包括与对偶片相对设置的载体片6，所述载体片上沿圆周方向设置有至少一个非圆通孔，所述非圆通孔内设置有与非圆通孔相配合的楔形块7，以避免楔形块在通孔内转动，所述载体片后侧设置有弹性体挡片8，所述楔形块中部设置有台阶孔，所述楔形块与固定于弹性体挡片上的定位螺栓9滑动连接，楔形块向驱动器推盘方向滑动的距离受定位螺栓头限制，所述楔形块与弹性体挡片之间设置有第一弹性体10，楔形块向弹性体挡片方向滑动的距离受第一弹性体限制，所述第一弹性体包含但不限于螺旋弹簧、波形弹簧、蝶形弹簧、弹片、橡胶块等，并且套在所述定位螺栓上，并且一端抵弹性体挡片，另一端抵楔形块的非工作面。
在本实施例中，所述楔形块与对偶片相对的一面为斜面，所述楔形块斜面的高侧与低侧均设置有阻挡面11，楔形块安装方向为中间轴正向旋转时，保证楔形块沿斜面方向从低到高滑过对偶孔。初始状态下，楔形块斜面最高部位不超过楔形块载体片的摩擦面（与对偶片接触的面），或超过很小，在驱动器推盘没有推动情况下不影响楔形块与对偶片的相对旋转运动。
在本实施例中，所述载体片与弹性体挡片之间设置有第二弹性体13，以用于推动楔形块载体片向驱动器推盘移动，防止不必要时楔形块被对偶片卡住或楔形块与对偶片摩擦，所述第二弹性体包含但不限于螺旋弹簧、波形弹簧、蝶形弹簧、弹片、橡胶块等。
在本实施例中，所述载体片与弹性体挡片之间还设置有连杆12，所述载体片与弹性体挡片其中之一固定于连杆的一端，另一个与连杆滑动连接并设置有用于限位的限位块14，以限制楔形块载体片与弹性体挡片之间的最大与最小距离，包含但不限于卡簧、销、螺栓头、螺帽或连杆的一部分，优选楔形块载体片与连杆活动联接。
在本实施例中，所述对偶片与载体片相对的面上设置有至少一个对偶孔、对偶槽或楔形凸块，优选为对偶孔15，所述对偶孔、对偶槽或楔形凸块与楔形块一一对应，。
在本实施例中，所述对偶孔或对偶槽的尺寸大于所述楔形块尺寸，以确保楔形块可以套入对偶片内，并且顺着孔做轴向运动。
在本实施例中，载体片与对偶片相对的一面未设置非圆通孔部分可以做成平面或平面带油槽，另一面可以做成平面或平面带盲孔，以实现对偶片与载体片之间的润滑与第二弹性体的稳固安装。
在本实施例中，所述中间轴为行星排的齿圈、太阳轮或行星架，中间轴的外圈开设有花键槽。
当然，如图5所示，所述对偶片也可通过内花键与行星齿轮变速器的中间轴滑动连接，所述楔形块组件通过外周上的花键与壳体上的花键槽滑动连接。
工作原理：制动时，驱动器推盘向对偶片施加压力，对偶片与楔形块载体片逐步接合，对偶片推着楔形块组件轴向移动，当对偶片与楔形块载体片、弹性体挡片与支撑片间的间隙为零后，驱动器推盘继续推动楔形块载体片向弹性体方向运动，弹性体被压缩，楔形块斜面可以露出楔形块载体片表面（但楔形块斜面低侧的阻挡面不能露出或制动后露出），同时楔形块载体片在中间轴带动下继续旋转，带动楔形块由斜面的低侧到高侧顺着对偶片上的孔的边缘滑过，这时，楔形块受对偶片推动，楔形块压缩第一弹性体，从而楔形块“缩”到楔形块载体片平面内，这样确保中间轴不会瞬间被制动，造成冲击；带动中间轴原旋转方向转动的力减少或撤消后，在行星排其它构件的作用下，速度逐步减小，当速度降为0，并有反向旋转趋势时，楔形块斜面高侧的阻挡面与对偶片对偶孔的阻挡面接合，对偶片限制了楔形块反向旋转，也限制了楔形块载体片反向旋转，从而起到制动中间轴的目的。
换挡解除制动时，驱动器推盘远离楔形块载体片方向移动，对对偶片压力逐渐减小，楔形块载体片在弹性体弹性作用下向驱动器推盘方向移动，被压缩的弹性体逐步释放。当弹性体释放到一定量时，中间轴在其它力及行星排其它构件共同作用下正向旋转，带动楔形块组件正向旋转，当楔形块斜面高处与对偶片孔边缘接合时，挤压第一弹性体，楔形块缩到楔形块载体片内，不影响楔形块组件与对偶片能相对转动，中间轴的制动解除，直到楔形块与对偶片完全分离，实现升挡目的。
在电动车挂倒挡情况下，驱动器推盘将楔形块载体片推到设计的极限位置，第二弹性体不能再继续压缩，楔形块在第一弹性体作用下，楔形块低侧阻挡面可以露出楔形块载体片表。输入动力反转时，中间轴有正转趋势，一旦中间轴正转，带动楔形块组件相对对偶片转动，使楔形块套入对偶片的对偶孔中，对偶片的一个阻挡面与楔形块的斜面的低侧阻挡面相互阻挡，使楔形块组件不与对偶片相对转动，从而对中间轴起制动作用，实现倒挡。
本设计中由于推盘提供的推力足以把弹性体压到设计的极限位置即可，而弹性力只需要足以将弹性体快速恢复到设计的初始位置即可，而且初始位置与极限位置距离很小，一般3mm以内，所以本设计中推盘的推力很小，远小于现有技术中压紧多片湿式离合器片的压力。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的活动楔形块换挡机构并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种活动楔形块换挡 机构，包括行星齿轮变速器的壳体、安装在壳体内的驱动器推盘与中间轴，其特征在于，所述壳体上设置有支撑片，所述支撑片与驱动器推盘之间设置有楔形块组件与对偶片，所述对偶片通过外周上的花键与壳体上的花键槽滑动连接，所述楔形块组件通过花键与行星齿轮变速器的中间轴滑动连接；
所述楔形块组件包括与对偶片相对设置的载体片，所述载体片上沿圆周方向设置有至少一个非圆通孔，所述非圆通孔内设置有与非圆通孔相配合的楔形块，所述载体片后侧设置有弹性体挡片，所述楔形块与固定于弹性体挡片上的定位螺栓滑动连接，所述楔形块与弹性体挡片之间设置有第一弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种活动楔形块换挡 机构，其特征在于，所述楔形块与对偶片相对的一面为斜面，所述楔形块的高侧与低侧均设置有阻挡面。
3.根据权利要求1所述的一种活动楔形块换挡 机构，其特征在于，所述载体片与弹性体挡片之间设置有连杆与第二弹性体，所述载体片与弹性体挡片其中之一固定于连杆的一端，另一个与连杆滑动连接并设置有用于限位的限位块。
4.根据权利要求2所述的一种活动楔形块换挡 机构，其特征在于，所述对偶片与载体片相对的面上设置有至少一个对偶孔、对偶槽或楔形凸块，所述对偶孔、对偶槽或楔形凸块与楔形块一一对应。
5.根据权利要求4所述的一种活动楔形块换挡 机构，其特征在于，所述对偶孔或对偶槽的尺寸大于所述楔形块尺寸。
6.据权利要求1、2、3、4或5任一所述的一种活动楔形块换挡 机构，其特征在于，所述中间轴为行星排的齿圈、太阳轮或行星架，中间轴的外圈开设有花键槽。
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