CN114001131A - 一种变速传动结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速传动结构，包括第一差速器和第二差速器，第一差速器分别通过第一半轴和第二半轴连接第一电机和第二电机，第二差速器的两端连接有第三半轴和第四半轴，第四半轴为动力输出轴；第一差速器上设置第一锥齿轮，第三半轴上设置第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；第二半轴上设置第一齿轮，第一齿轮啮合连接第二齿轮，第二差速器上设置第三锥齿轮，第三锥齿轮啮合连接第四锥齿轮，第二齿轮和第四锥齿轮设置在传动轴上。本发明中，本变速传送结构具有低速、第一中速、第二中速和高速四种模式；四种模式的切换过程中，动力输出持续连贯，不存在传统变速箱换挡时动力瞬时中断的情况，且换挡平顺，不存在换挡动力冲击。

Description

一种变速传动结构
技术领域
本发明涉及变速传送技术领域，具体涉及一种变速传动结构。
背景技术
变速器是用来改变来自电动机的转速和扭矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴的传动比，而传统的变速器一般由变速传动机构和操纵机构组成；存在结构复杂、动力瞬时中断、有换挡冲击、不适合电动机等问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种换挡平顺、变速比宽泛、可承受大扭矩的变速传动结构，适用于各类需传动机械，特别适用于电动机驱动机械。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种变速传动结构，包括第一差速器和第二差速器，第一差速器分别通过第一半轴和第二半轴连接有第一电机的输出端和第二电机的输出端，第二差速器的两端连接有第三半轴和第四半轴，第四半轴为动力输出轴；
第一差速器上设置有第一锥齿轮，第三半轴上设置有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；
第二半轴上设置有第一齿轮，第一齿轮啮合连接有第二齿轮，第二差速器上设置有第三锥齿轮，第三锥齿轮啮合连接有第四锥齿轮，第二齿轮和第四锥齿轮设置在传动轴上。
采用上述技术方案的有益效果为：本变速传送结构具有四种模式；当第一电机和第二电机均正向转动时，变速传动结构切换为低速模式；当第一电机正向转动且第二电机停止转动时，切换为第一中速模式；当第一电机停止转动且第二电机正向转动时，切换为第二中速模式；当第一电机正向转动且第二电机反向转动时，切换为高速模式。
四种模式的切换只需要通过控制第一电机和第二电机启停、转动方向、输出扭矩大小来切换，没有额外的换挡执行机构，结构简单可靠；且四种模式的切换过程中，动力输出持续连贯，不存在传统变速箱换挡时的动力瞬时中断的情况，且换挡平顺，不存在换挡动力冲击。
进一步地，第一锥齿轮与第二锥齿轮的传动比小于1。
采用上述技术方案的有益效果为：第一锥齿轮与第二锥齿轮的传动比小于1，使得第三半轴齿轮的转速高于第一锥齿轮的转速。
进一步地，第一齿轮与第二齿轮的传动比、第四锥齿轮与第三锥齿轮的传动比均大于1。
采用上述技术方案的有益效果为：第一齿轮与第二齿轮的传动比、第四锥齿轮与第三锥齿轮的传动比均大于1，使得第三锥齿轮的转速低于第一齿轮的转速。
进一步地，第一差速器包括第一外壳，第一锥齿轮固定连接在第一外壳上，第一半轴和第二半轴均转动设置在第一外壳上；第一半轴和第二半轴上分别固定连接有第一半轴齿轮和第二半轴齿轮，第一外壳上转动设置有第一行星齿轮和第二行星齿轮，第一半轴齿轮和第二半轴齿轮均与第一行星齿轮和第二行星齿轮啮合。
采用上述技术方案的有益效果为：当第一半轴与第二半轴的转速大小相同且转动方向相反时，第一半轴齿轮和第二半轴齿轮的转速大小相同且转动方向相反，则第一行星齿轮和第二行星齿轮均只发生自转，第一外壳不发生转动，第一锥齿轮也不发生转动；
当第一半轴转动且第二半轴不转动时，第一半轴齿轮转动且第二半轴齿轮不转动，则第一行星齿轮和第二行星齿轮均发生自转和公转，第一外壳发生转动，第一锥齿轮也随之转动；
当第一半轴不转动且第二半轴转动时，第一半轴齿轮不转动且第二半轴齿轮转动，则第一行星齿轮和第二行星齿轮均发生自转和公转，第一外壳发生转动，第一锥齿轮也随之转动；
当第一半轴与第二半轴的转速相同且转动方向相同时，第一半轴齿轮和第二半轴齿轮的转速相同且转动方向相同，则第一行星齿轮和第二行星齿轮只发生公转，第一外壳发生公转，第一锥齿轮也随之转动。
进一步地，第一半轴齿轮、第一行星齿轮、第二半轴齿轮和第二行星齿轮呈方形设置。
进一步地，第二差速器包括第二外壳，第三半轴和第四半轴均转动设置在第二外壳上，第三锥齿轮固定连接在第二外壳上；第三半轴和第四半轴上分别固定连接有第三半轴齿轮和第四半轴齿轮，第二外壳上转动设置有第三行星齿轮和第四行星齿轮，第三半轴齿轮和第四半轴齿轮均与第三行星齿轮和第四行星齿轮啮合。
采用上述技术方案的有益效果为：当第三半轴不转动且第三锥齿轮发生转动时，第三半轴齿轮不转动且第二外壳发生转动，则第三行星齿轮和第四行星齿轮发生自转和公转，第四半轴齿轮发生转动，第四半轴随之转动；
当第三半轴转动且第三锥齿轮不发生转动时，第三半轴齿轮转动且第二外壳不发生转动，则第三行星齿轮和第四行星齿轮发生自转，第四半轴齿轮转动，第四半轴随之转动；
当第三半轴和第三锥齿轮均发生转动时，第三半轴齿轮和第二外壳均发生转动且转动方向相反，则第三行星齿轮和第四行星齿轮发生自转和公转，第四半轴齿轮发生转动，第四半轴随之转动。
进一步地，第三半轴齿轮、第三行星齿轮、第四半轴齿轮和第四行星齿轮呈方形设置。
进一步地，还包括离合器，离合器设置在第二电机和第二半轴之间。
采用上述技术方案的有益效果为：第二电机停止转动时，可通过离合器的接通和分离实现本变速传动结构的二档变速；当离合器接通时，第一电机通过第一半轴、第一差速器、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三半轴、第二差速器和第四半轴的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比低，形成高速档；当离合器分离时，第一电机通过第一半轴、第一差速器、第二半轴、第一齿轮、第二齿轮、第四锥齿轮、第三锥齿轮、第二差速器和第四半轴的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比高，形成低速档。
进一步地，第一锥齿轮设置在第一差速器上靠近第二半轴的一端，第三锥齿轮设置在第二差速器上靠近第四半轴的一端。
采用上述技术方案的有益效果为：第一锥齿轮设置在第一差速器上靠近第二半轴的一端，第三锥齿轮设置在第二差速器上靠近第四半轴的一端，以保证四种模式切换时第四半轴处输出的转速方向始终保持一致。
进一步地，第一锥齿轮设置在第一差速器上靠近第一半轴的一端，第三锥齿轮设置在第二差速器上靠近第三半轴的一端。
采用上述技术方案的有益效果为：第一锥齿轮设置在第一差速器上靠近第一半轴的一端，第四锥齿轮设置在第二差速器上靠近第三半轴的一端，以保证四种模式切换时第四半轴处输出的转速方向始终保持一致。
本发明的有益效果为：本变速传送结构具有四种模式；当第一电机和第二电机均正向转动时，变速传动结构切换为低速模式；当第一电机正向转动且第二电机停止转动时，切换为第一中速模式；当第一电机停止转动且第二电机正向转动时，切换为第二中速模式；当第一电机正向转动且第二电机反向转动时，切换为高速模式；四种模式的切换只需要通过控制第一电机和第二电机来切换，没有额外的换挡执行机构，结构简单可靠；且四种模式的切换过程中，动力输出持续连贯，不存在传统变速箱换挡时的动力瞬时中断的情况，且换挡平顺，不存在换挡动力冲击。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本实用实施例中第一锥齿轮和第三锥齿轮位置改变后的结构示意图；
其中，1、第一电机，2、第一半轴，3、第一半轴齿轮，4、第一行星齿轮，5、第一外壳，6、第二行星齿轮，7、第二半轴齿轮，8、第二半轴，9、第一齿轮，10、离合器，11、第二电机，12、第三锥齿轮，13、传动轴，14、第四锥齿轮，15、第二齿轮，16、第三行星齿轮，17、第四半轴齿轮，18、第四半轴，19、第四行星齿轮，20、第二外壳，21、第三半轴齿轮，22、第三半轴，23、第二锥齿轮，24、第一锥齿轮。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种变速传动结构，包括第一差速器和第二差速器，第一差速器分别通过第一半轴2和第二半轴8连接有第一电机1的输出端和第二电机11的输出端，第二差速器的两端连接有第三半轴22和第四半轴18，第四半轴18为动力输出轴；其中，第一电机1和第二电机11为相同规格；
第一差速器上设置有第一锥齿轮24，第三半轴22上设置有第二锥齿轮23，第一锥齿轮24与第二锥齿轮23啮合；
第二半轴8上设置有第一齿轮9，第一齿轮9啮合连接有第二齿轮15，第二差速器上设置有第三锥齿轮12，第三锥齿轮12啮合连接有第四锥齿轮14，第二齿轮15和第四锥齿轮14设置在传动轴13上；其中，第一齿轮9和第二齿轮15之间可设置有齿轮组，齿轮组中齿轮的个数为偶数，以保证四种模式切换时第四半轴18处输出的转速方向始终保持一致。
本变速传送结构具有四种模式；当第一电机1和第二电机11均正向转动时，变速传动结构切换为低速模式；当第一电机1正向转动且第二电机11停止转动时，切换为第一中速模式；当第一电机1停止转动且第二电机11正向转动时，切换为第二中速模式；当第一电机1正向转动且第二电机11反向转动时，切换为高速模式。
四种模式的切换只需要通过控制第一电机1和第二电机11来切换，没有额外的换挡执行机构，结构简单可靠；且四种模式的切换过程中，动力输出持续连贯，不存在传统变速箱换挡时的动力瞬时中断的情况，且换挡平顺，不存在换挡动力冲击。
作为可选的实施方式，第一锥齿轮24与第二锥齿轮23的传动比小于1，使得第三半轴齿轮21的转速高于第一锥齿轮24的转速。
作为可选的实施方式，第一齿轮9与第二齿轮15的传动比、第四锥齿轮14与第三锥齿轮12的传动比均大于1，使得第三锥齿轮12的转速低于第一齿轮9的转速。
作为可选的实施方式，第一差速器包括第一外壳5，第一锥齿轮24固定连接在第一外壳5上，第一半轴2和第二半轴8均转动设置在第一外壳5上；第一半轴2和第二半轴8上分别固定连接有第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7，第一外壳5上转动设置有第一行星齿轮4和第二行星齿轮6，第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7均与第一行星齿轮4和第二行星齿轮6啮合；第一半轴齿轮3、第一行星齿轮4、第二半轴齿轮7和第二行星齿轮6呈方形设置。
当第一半轴2与第二半轴8的转速大小相同且转动方向相反时，第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7的转速大小相同且转动方向相反，则第一行星齿轮4和第二行星齿轮6均只发生自转，第一外壳5不发生转动，第一锥齿轮24也不发生转动；
当第一半轴2转动且第二半轴8不转动时，第一半轴齿轮3转动且第二半轴齿轮7不转动，则第一行星齿轮4和第二行星齿轮6均发生自转和公转，第一外壳5发生转动，第一锥齿轮24也随之转动；
当第一半轴2不转动且第二半轴8转动时，第一半轴齿轮3不转动且第二半轴齿轮7转动，则第一行星齿轮4和第二行星齿轮6均发生自转和公转，第一外壳5发生转动，第一锥齿轮24也随之转动；
当第一半轴2与第二半轴8的转速相同时，第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7的转速相同，则第一行星齿轮4和第二行星齿轮6只发生公转，第一外壳5发生公转，第一锥齿轮24也随之转动。
作为可选的实施方式，第二差速器包括第二外壳20，第三半轴22和第四半轴18均转动设置在第二外壳20上，第三锥齿轮12固定连接在第二外壳20上；第三半轴22和第四半轴18上分别固定连接有第三半轴齿轮21和第四半轴齿轮17，第二外壳20上转动设置有第三行星齿轮16和第四行星齿轮19，第三半轴齿轮21和第四半轴齿轮17均与第三行星齿轮16和第四行星齿轮19啮合；第三半轴齿轮21、第三行星齿轮16、第四半轴齿轮17和第四行星齿轮19呈方形设置。
当第三半轴22不转动且第三锥齿轮12发生转动时，第三半轴齿轮21不转动且第二外壳20发生转动，则第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转和公转，第四半轴齿轮17发生转动，第四半轴18随之转动；
当第三半轴22转动且第三锥齿轮12不发生转动时，第三半轴齿轮21转动且第二外壳20不发生转动，则第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转，第四半轴齿轮17转动，第四半轴18随之转动；
当第三半轴22和第三锥齿轮12均发生转动时，第三半轴齿轮21和第二外壳20均发生转动且转动方向相反，则第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转和公转，第四半轴齿轮17发生转动，第四半轴18随之转动。
作为可选的实施方式，还包括离合器10，离合器10设置在第二电机11和第二半轴8之间。
第二电机11停止转动时，可通过离合器10的接通和分离实现本变速传动结构的二档变速；当离合器10接通时，第一电机1通过第一半轴2、第一差速器、第一锥齿轮24、第二锥齿轮23、第三半轴22、第二差速器和第四半轴18的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比低，形成高速档；当离合器10分离时，第一电机1通过第一半轴2、第一差速器、第二半轴8、第一齿轮9、第二齿轮15、第四锥齿轮14、第三锥齿轮12、第二差速器和第四半轴18的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比高，形成低速档。
另外，可将离合器10替换为制动器，当第二电机11关闭时，也可切换为单电机模式并实现二档变速。
作为可选的实施方式，如图1所示，第一锥齿轮24设置在第一差速器上靠近第二半轴8的一端，第三锥齿轮12设置在第二差速器上靠近第四半轴18的一端，以保证四种模式切换时第四半轴18处输出的转速方向始终保持一致。
作为可选的实施方式，如图2所示，第一锥齿轮24设置在第一差速器上靠近第一半轴2的一端，第四锥齿轮14设置在第二差速器上靠近第三半轴22的一端，以保证四种模式切换时第四半轴18处输出的转速方向始终保持一致。
本发明在第二电机11参与工作且离合器10接通时，具有四种模式，分别为：
低速模式：第一电机1和第二电机11均正向转动，第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7转速的大小相同且方向相反，第一行星齿轮4和第二行星齿轮6只发生自转，第一外壳5及其上的第一锥齿轮24不转动；则第二电机11经第二半轴8、第一齿轮9、第二齿轮15、第四锥齿轮14、第三锥齿轮12、第二差速器将动力传递给第四半轴18，且此时传动比高，第四半轴18的输出速度低；
第一中速模式：第一电机1正向转动且第二电机11停止转动，第一半轴齿轮3转动且第二半轴齿轮7不转动，第一行星齿轮4和第二行星齿轮6发生自转和公转，第一外壳5及其上的第一锥齿轮24转动，并依次经第二锥齿轮23和第三半轴22将动力传递给第三半轴齿轮21，而第二外壳20并不转动，即第三行星齿轮16和第四行星齿轮19并不发生公转，则第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转，使第四半轴齿轮17及第四半轴18转动；此时传动比低，第四半轴18的输出速度高于低速模式时第四半轴18的输出速度；
第二中速模式：第一电机1停止转动且第二电机11正向转动，第一半轴齿轮3不转动且第二半轴齿轮7转动，第一行星齿轮4和第二行星齿轮6发生自转和公转，第一外壳5及其上的第一锥齿轮24转动，并依次经第二锥齿轮23和第三半轴22将动力传递给第三半轴齿轮21；且第二半轴8会经第一齿轮9、第二齿轮15、第四锥齿轮14和第三锥齿轮12将动力传递给第二外壳20；在第三半轴齿轮21和第二外壳20的共同作用下，第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转和公转，使得第四半轴齿轮17及第四半轴18发生转动；而此时第一外壳5的转速与第一中速模式下第一外壳5的转速相同，即此时第三半轴齿轮21的转速与第一中速模式下第三半轴齿轮21的转速相同，且第二外壳20与第三半轴齿轮21转动方向相反，与第四半轴18的转动方向相同，形成对第四半轴18的加速作用，使得第四半轴18输出的转速高于第一中速模式；
高速模式：第一电机1正向转动且第二电机11反向转动，第一半轴齿轮3和第二半轴齿轮7均转动且转速相同，第一行星齿轮4和第二行星齿轮6不发生自转，仅发生公转，第一外壳5及其上的第一锥齿轮24转动，并依次经第二锥齿轮23和第三半轴22将动力传递给第三半轴齿轮21，且第二半轴8会经第一齿轮9、第二齿轮15、第四锥齿轮14和第三锥齿轮12将动力传递给第二外壳20；在第三半轴齿轮21和第二外壳20的共同作用下，第三行星齿轮16和第四行星齿轮19发生自转和公转，使得第四半轴齿轮17及第四半轴18发生转动；而此时第一外壳5在第一半轴齿轮3和第二行星齿轮6的共同作用下，第一外壳5的转速高于第一中速模式下第一外壳5的转速，即此时第三半轴齿轮21的转速高于第一中速模式下第三半轴齿轮21的转速，且第二外壳20与第三半轴齿轮21转动方向相反，与第四半轴18的转动方向相同，形成对第四半轴18的加速作用，使得第四半轴齿轮17输出的转速高于第一中速模式和第二中速模式下的转速，即第四半轴18输出的转速达到最高；
本发明在第二电机11不参与工作时，还具有两档，分别为：
高速档：离合器10接通，第一电机1通过第一半轴2、第一差速器、第一锥齿轮24、第二锥齿轮23、第三半轴22、第二差速器和第四半轴18的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比低，第四半轴18上输出的转速较高；
低速档：离合器10分离，第一电机1通过第一半轴2、第一差速器、第二半轴8、第一齿轮9、第二齿轮15、第四锥齿轮14、第三锥齿轮12、第二差速器和第四半轴18的传动路径完成动力的传递，该传动路径的传动比高，第四半轴18上输出的转速较低。
另外，齿轮组中齿轮的个数也可为奇数，但第一锥齿轮24在第一差速器上的位置以及第三锥齿轮12在第二差速器上的位置需要做适应性地调整；第一锥齿轮24与第二锥齿轮23的传动比也可不小于1，第一齿轮9与第二齿轮15的传动比、第四锥齿轮14与第三锥齿轮12的传动比也均可不大于1，只要满足第一锥齿轮24到第二锥齿轮23的传动比与第一齿轮9到第三锥齿轮12的传动比有明显大小差别即可。
因此，在本发明中，第一锥齿轮24、第三锥齿轮12在第一差速器、第二差速器上的安装位置，齿轮组齿轮的奇偶数选择，以及各啮合齿轮之间的传动比，均可根据实际需求调整。

Claims (8)

1.一种变速传动结构，其特征在于，包括第一差速器和第二差速器，所述第一差速器分别通过第一半轴(2)和第二半轴(8)连接有第一电机(1)的输出端和第二电机(11)的输出端，所述第二差速器的两端连接有第三半轴(22)和第四半轴(18)，所述第四半轴(18)为动力输出轴；
所述第一差速器上设置有第一锥齿轮(24)，所述第三半轴(22)上设置有第二锥齿轮(23)，所述第一锥齿轮(24)与第二锥齿轮(23)啮合；
所述第二半轴(8)上设置有第一齿轮(9)，所述第一齿轮(9)与第二齿轮(15)啮合，所述第二差速器上设置有第三锥齿轮(12)，所述第三锥齿轮(12)啮合连接有第四锥齿轮(14)，所述第二齿轮(15)和第四锥齿轮(14)设置在传动轴(13)上。
2.根据权利要求1所述的变速传动结构，其特征在于，所述第一差速器包括第一外壳(5)，所述第一锥齿轮(24)固定连接在第一外壳(5)上，所述第一半轴(2)和第二半轴(8)均转动设置在第一外壳(5)上；
所述第一半轴(2)和第二半轴(8)上分别固定连接有第一半轴齿轮(3)和第二半轴齿轮(7)，所述第一外壳(5)上转动设置有第一行星齿轮(4)和第二行星齿轮(6)，所述第一半轴齿轮(3)和第二半轴齿轮(7)均与第一行星齿轮(4)和第二行星齿轮(6)啮合。
3.根据权利要求2所述的变速传动结构，其特征在于，所述第一半轴齿轮(3)、第一行星齿轮(4)、第二半轴齿轮(7)和第二行星齿轮(6)呈方形设置。
4.根据权利要求1所述的变速传动结构，其特征在于，所述第二差速器包括第二外壳(20)，所述第三半轴(22)和第四半轴(18)均转动设置在第二外壳(20)上，所述第三锥齿轮(12)固定连接在第二外壳(20)上；
所述第三半轴(22)和第四半轴(18)上分别固定连接有第三半轴齿轮(21)和第四半轴齿轮(17)，所述第二外壳(20)上转动设置有第三行星齿轮(16)和第四行星齿轮(19)，所述第三半轴齿轮(21)和第四半轴齿轮(17)均与第三行星齿轮(16)和第四行星齿轮(19)啮合。
5.根据权利要求4所述的变速传动结构，其特征在于，所述第三半轴齿轮(21)、第三行星齿轮(16)、第四半轴齿轮(17)和第四行星齿轮(19)呈方形设置。
6.根据权利要求1所述的变速传动结构，其特征在于，还包括离合器(10)，所述离合器(10)设置在第二电机(11)和第二半轴(8)之间。
7.根据权利要求1所述的变速传动结构，其特征在于，所述第一锥齿轮(24)设置在第一差速器上靠近第二半轴(8)的一端，所述第三锥齿轮(12)设置在第二差速器上靠近第四半轴(18)的一端。
8.根据权利要求1所述的变速传动结构，其特征在于，所述第一锥齿轮(24)设置在第一差速器上靠近第一半轴(2)的一端，所述第三锥齿轮(12)设置在第二差速器上靠近第三半轴(22)的一端。
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