CN114412976A - 自动变速装置的传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了自动变速装置的传动机构，属于变速装置技术领域。它解决了结构复杂且易故障的问题。它包括主轴以及均轴向固定在主轴上的低速输入齿轮、传动套及定位环，低速输入齿轮套设在传动套外且两者之间设有若干滚柱一，传动套外还套设有与各滚柱一沿低速输入齿轮的周向联动的联结件，主轴上设有高速输入组件，传动套外侧壁为圆柱面，定位环与联结件相抵靠且定位环能对联结件产生转动阻力，低速输入齿轮内侧具有若干均与各滚柱一相对应的结合面一和结合面二，结合面一与结合面二沿周向间隔设置。它具有结构简单、故障率低、使用寿命长等优点。

Description

自动变速装置的传动机构

技术领域

本发明属于变速装置技术领域，涉及自动变速装置的传动机构。

背景技术

自动变速装置应用于电动三轮车中，它用于实现车辆的前进或倒退，以及前进过程中的速度变换。例如本申请人提出过专利申请号为201911101268.3的双向自动变速装置的倒车传动机构，它包括主轴、套接于主轴上且能与主轴形成联动关系的传动件以及轴向固定于主轴上的输入件，传动件与输入件之间设有能使两者沿周向联动或脱开的离合结构，主轴上套设有结合件且结合件上下移动时能够使离合结构在传动件与输入件沿周向联动或脱开之间进行切换，结合件与输入件螺纹连接，输入件的内周面设有弧形槽，结合件外侧设有凸头，凸头位于弧形槽内。其中，结合件包括能一端插入离合结构内并使传动件与输入件沿周向脱开的结合套以及沿轴向固定于结合套外的推动套，推动套与输入件螺纹连接且凸头设于推动套上，输入件包括输入齿轮以及配合环，传动件呈环状，离合结构包括设于输入齿轮内侧的联结盘以及若干定位于联结盘上的滚柱，联结盘通过磁铁吸附于输入齿轮的内侧顶壁，结合套下端穿过联结盘并插入传动件上端面内，传动件侧壁设有结合段一、结合段二以及连接于结合段一与结合段二之间的让位段。

当车辆低速前进时，滚柱位于结合段二与输入齿轮内壁之间而使输入件与传动件周向连接，输入件的动力直接通过传动件传递至在主轴处输出动力，在此过程中弧形槽的一侧槽壁与凸头相抵靠使得推动套克服推动套与定位环之间的摩擦结构的作用而随着输入件一同转动。当车辆高速前进时，主轴带着传动件高速转动使得传动件的转速高于输入件，由于连接孔呈弧形，因此传动件与联结盘及结合套之间会出现相对转动，使得结合套的插脚沿着传动件的连接孔移动；当传动件转动至插脚与连接孔的另一侧孔壁相抵靠后，传动件、联结盘及结合套又周向连接在一起，同时滚柱在传动件相对于联结盘转动的过程中已处于让位段与输入件内壁之间，此时输入件与传动件之间处于脱离状态，该状态下凸头仍与弧形槽的同一侧槽壁相抵靠，使得推动套克服摩擦结构的作用而随着输入件一同转动。当车辆倒车时，输入件接收动力做反向转动，使得弧形槽的另一侧槽壁向凸头靠近，此时推动套与输入件之间沿周向无作用力且推动套又受到摩擦结构的作用力，使得推动套不与输入件同步转动，这样一来推动套就会顺着螺纹而推动结合套向远离传动件的方向移动，结合套远离传动件使得插脚从传动件上的连接孔脱出而缩入联结盘内，联结盘不再与传动件周向连接，此时输入件便通过磁力带动联结盘做顺时针，联结盘转动使滚柱移动至位于结合段一与输入件内壁之间，输入件与传动件周向连接在一起而使主轴顺时针转动以实现车辆的倒车。

上述双向自动变速装置的倒车传动机构也存在着不足之处：由推动套顺着螺纹带动结合套沿主轴的轴向移动以使车辆能够在低速前进、高速前进及倒车之间进行切换，在不同的状态下结合套与联结盘以及传动件之间有不同的连接关系，这使得整个机构的结构比较复杂，在工作过程中容易出现配合不到位的情况；而且若是存在铝屑等就容易让螺纹卡住，随着使用时间的延长就容易导致螺纹出现破损而使得推动套无法顺利地顺着螺纹进行上下移动，这样会出现如车辆切换回低速前进时结合套的插脚无法插回到传动件的连接孔中或是车辆切换至倒退时结合套的插脚无法顺利从传动件的连接孔中脱出，使得输入件无法将动力正常传递到传动件上来带动主轴进行所需要的转动，因此故障率比较高。针对这种情况，本领域技术人员容易想到的是采用更硬的材料进行制造，或者是采用其他结构来推动结合件。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种自动变速装置的传动机构，解决了结构复杂且易故障的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

自动变速装置的传动机构，包括主轴以及均轴向固定在主轴上的低速输入齿轮、传动套及定位环，所述的传动套与主轴周向固定且定位环与自动变速装置的壳体周向固定，低速输入齿轮套设在传动套外且两者之间设有若干滚柱一，传动套外还套设有与各滚柱一沿低速输入齿轮的周向联动的联结件，主轴上设有能与其离合的高速输入组件，其特征在于，所述的传动套外侧壁为圆柱面，定位环与联结件相抵靠且定位环能对联结件产生转动阻力，低速输入齿轮内侧具有若干均与各滚柱一相对应的结合面一和结合面二，结合面一与结合面二沿周向间隔设置，当低速输入齿轮朝一个方向转动至结合面一与对应滚柱一相抵靠时能带动传动套转动；当低速输入齿轮朝另一个方向转动至结合面二与对应滚柱一相抵靠时能带动传动套转动。

车辆低速前进时，低速输入齿轮与高速输入组件均接收动力进行低速转动，此时高速输入组件与主轴分离，联结件初始在定位环所施加的转动阻力作用下保持不动(滚柱一与联结件沿低速输入齿轮的周向联动而意味着滚柱一此时的位置也不会动)，当低速输入齿轮转动至结合面一与滚柱一相抵靠时使得低速输入齿轮与传动套楔合在一起，从而使低速输入齿轮带动传动套转动以实现主轴的转动；当车辆需要高速前进时，低速输入齿轮因传动比的原因仍做低速转动，此时由高速输入组件直接与主轴结合，这样主轴会直接带动传动套转动且转速大于低速输入齿轮，由于传动套的外侧壁为圆柱面而使传动套与滚柱一之间处于滚动摩擦状态，传动套与低速输入齿轮相打滑；当车辆倒车时，低速输入齿轮与高速输入组件均接收动力进行反向低速转动，高速输入组件与主轴分离，联结件初始在定位环的转动阻力作用下保持不动，当低速输入齿轮反向转动至结合面二与滚柱一相抵靠时使得低速输入齿轮与传动套楔合在一起，从而使低速输入齿轮带动传动套转动以实现主轴的反向转动。

本传动机构将联结件与定位环直接抵靠并利用定位环对联结件产生转动阻力，使得低速输入齿轮在切换转动方向时联结件能保持不动，联结件保持不动那么滚柱一的位置就会保持不动，这样低速输入齿轮就可以在转动后直接利用结合面一(或结合面二)与滚柱一的抵靠来带动传动套转动，取消了结合套与推动套的使用同时也无需再利用到螺纹连接以及设置与结合套下端相配合的各孔位等，因此在实现车辆在低速前进、高速前进与倒退三个状态之间进行正常切换的同时大大地简化了结构，而且在工作过程中也不会出现类似螺纹破损导致部件之间无法正常配合等现象，因此也降低了故障率。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的结合面一与结合面二均倾斜设置且两者倾斜方向相反，与同一个滚柱一相配合的结合面一和结合面二之间的夹角朝远离低速输入齿轮的中心线方向凸出。

通过上述设置，使得低速输入齿轮无论是在车辆低速前进还是车辆倒退时都能仅通过与滚柱一的抵靠来直接带动传动套转动，从而在实现车辆在低速前进、高速前进与倒退三个状态之间进行正常切换的同时大大地简化结构。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的结合面一的长度大于结合面二的长度。

由于车辆低速前进的次数及时间要多于车辆倒车，因此将与滚柱一相配合的结合面一长度设置为大于与该滚柱一相配合的结合面二的长度，这样能够节省内部空间，从而使低速输入齿轮与传动套之间能设置更多的滚柱来配合使用。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的低速输入齿轮内侧具有若干数量与滚柱一相同的凹槽，各凹槽分别连接在与同一个滚柱一相配合的结合面一和结合面二之间，任意一个凹槽所连接的结合面一与相邻的凹槽所连接的结合面二相连接。

通过凹槽的设置，可以使低速输入齿轮在切换转动方向时与滚柱一之间的分离空间更大，在简化结构的同时保证不易出现故障。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的凹槽的两侧槽壁均向两边倾斜形成过渡面，当滚柱一位于凹槽的过渡面处时低速输入齿轮与传动套沿周向相脱开。

通过上述设置，使得滚柱一能更顺利地在低速输入齿轮的转动中从位于凹槽处切换至与结合面一或结合面二相抵靠。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的低速输入齿轮靠近定位环的一侧设有凹腔，传动套位于凹腔内并抵靠在凹腔底壁上，联结件部分伸出凹腔外并与定位环相抵靠。

通过上述设置，使得联结件能够直接与定位环形成配合，从而在车辆切换运行状态时能利用联结件来使滚柱一的位置保持不动，以在简化结构的同时降低故障率。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的传动套一端伸出凹腔外并设有台阶，联结件包括套在传动套伸出凹腔的一端外并抵靠在台阶上的圆环块以及若干固连于圆环块一侧且沿周向分布的凸块，相邻两凸块之间形成缺口且滚柱一设于缺口处。

通过上述设置，使得联结件既能够与定位环形成配合，同时又能够在低速输入齿轮与传动套之间将滚柱一给限位住而无法改变位置。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的定位环与圆环块之间设有摩擦结构。

由于定位环与自动变速装置的壳体周向固定，通过在定位环与圆环块之间设置摩擦结构，能够为联结件提供稳定的转动阻力，进一步保证滚柱一能低速输入齿轮在切换转动方向时保持不动。

在上述的自动变速装置的传动机构中，所述的摩擦结构包括若干固定于定位环或圆环块内的磁铁，圆环块通过磁铁吸附在定位环的一侧面上。

采用磁铁能够使联结件与定位环之间形成稳定的摩擦力，确保联结件在输入齿轮切换转动方向时能保持不动，从而保证车辆在低速前进与倒车之间进行顺利切换以降低故障率。

在上述的自动变速装置的传动机构中，作为另一种技术方案，所述的摩擦结构包括设于定位环或圆环块内的弹性摩擦件，弹性摩擦件在自身的弹力作用下抵靠在圆环块或定位环上。

采用弹性摩擦件能够使联结件与定位环之间形成稳定的摩擦力，确保联结件在输入齿轮切换转动方向时能保持不动，从而保证车俩在低速前进与倒车之间进行顺利切换以降低故障率。

与现有技术相比，本自动变速装置的传动机构将联结件与定位环直接抵靠并利用定位环对联结件产生转动阻力，使得低速输入齿轮在切换转动方向时滚柱一能保持不动，这样低速输入齿轮就可以在转动后直接利用结合面与滚柱一的抵靠来带动传动套转动，在实现车辆在低速前进、高速前进与倒退三个状态之间进行正常切换的同时大大地简化了结构，而且在工作过程中也不会出现类似螺纹破损导致部件之间无法正常配合等现象，因此也降低了故障率。

附图说明

图1是本自动变速装置的传动机构的示意图。

图2是本自动变速装置的传动机构实施例一的纵向剖视图。

图3是本自动变速装置的传动机构中联结件处的分解示意图。

图4是低速输入齿轮的示意图。

图5是本自动变速装置的传动机构中滚柱一、低速输入齿轮及传动套之间的横向剖视图。

图6是车辆低速前进时滚柱一、低速输入齿轮及传动套之间的横向剖视图。

图7是车辆倒退时滚柱一、低速输入齿轮及传动套之间的横向剖视图。

图8是控制盘与内环之间的分解示意图。

图9是两向心块与控制盘之间的分解示意图。

图中，1、主轴；2、低速输入齿轮；2a、结合面一；2b、结合面二；2c、凹槽；2c1、过渡面；2d、凹腔；3、传动套；3a、台阶；4、定位环；5、联结件；5a、圆环块；5b、凸块；5c、缺口；6、滚柱一；7、高速输入组件；8、高速输入齿轮；9、内环；10、外环；11、控制盘；11a、延伸部；12、滚柱二；13、底盘；14、向心块；15、磁块；16、磁铁；17、缓冲器；18、输出齿轮。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图5所示，自动变速装置的传动机构，包括主轴1以及均套接在主轴1外并与主轴1沿轴向固定的低速输入齿轮2、传动套3、定位环4及高速输入组件7，主轴1上固连有输出齿轮18，传动套3与主轴1周向固定具体是通过花键配合，定位环4与自动变速装置的壳体周向固定，高速输入组件7能与主轴1离合(即分离或结合)。低速输入齿轮2套设在传动套3外且两者之间设有若干能自由转动的滚柱一6，传动套3外还套设有与各滚柱一6沿低速输入齿轮2的周向联动的联结件5，具体是联结件5上设有若干缺口5c，各滚柱一6位于对应的缺口5c内。传动套3的外侧壁为圆柱面，定位环4与联结件5相抵靠且定位环4能对联结件5产生转动阻力，具体是在定位环4与联结件5之间设置摩擦结构来形成转动阻力。低速输入齿轮2内侧具有若干均与各滚柱一6相对应的结合面一2a和结合面二2b，结合面一2a与结合面二2b沿周向间隔设置(即按照结合面一2a、结合面二2b、结合面一2a这样的方式布置)，当低速输入齿轮2朝一个方向转动至结合面一2a与对应滚柱一6相抵靠时能带动传动套3转动；当低速输入齿轮2朝另一个方向转动至结合面二2b与对应滚柱一6相抵靠时能带动传动套3转动。结合面一2a与结合面二2b均倾斜设置且两者倾斜方向相反，与同一个滚柱一6相配合的结合面一2a和结合面二2b之间的夹角朝远离低速输入齿轮2的中心线方向凸出。结合面一2a的长度大于结合面二2b的长度。低速输入齿轮2内侧具有数量与各滚柱一6相同并一一对应的凹槽2c，各凹槽2c分别连接在与同一个滚柱一6相配合的结合面一2a和结合面二2b之间，任意一个凹槽2c所连接的结合面一2a与相邻的凹槽2c所连接的结合面二2b相连接。结合面一2a与结合面二2b可以是倾斜直面也可以是圆弧面，如果是圆弧面，那么与同一个滚柱一6相配合的结合面一2a及结合面二2b不同心也不与主轴1同心。凹槽2c的两侧槽壁均向两边倾斜形成过渡面2c1，当滚柱一6位于凹槽2c的过渡面2c1处时低速输入齿轮2与传动套3沿周向相脱开。

如图1、图2、图8和图9所示，高速输入组件7包括高速输入齿轮8、套设于主轴1上并与主轴1形成联动关系的内环9以及轴向固定于内环9外的外环10，主轴1上还套设有能转动的控制盘11，外环10与内环9之间设有受控制盘11控制的滚柱二12，内环9外侧具有活动槽，滚柱二12位于活动槽内，控制盘11相对于内环9转动时能带动滚柱二12沿活动槽运动使外环10与内环9沿周向联动或脱开。高速输入齿轮8上周向固定有底盘13，底盘13侧部沿周向设有若干凹口，外环10上沿周向对应设有若干插入凹口内的连接片，控制盘11背向内环9的一侧中心处具有筒状的延伸部11a，底盘13上铰接有两向心块并固定有两个磁块15，向心块呈圆弧状，磁块15与向心块间隔设置，各向心块一端分别吸附在对应的磁块15上，两向心块布置于控制盘11的延伸部11a外侧。主轴1上还周向固定有缓冲器17，内环9一体固连于缓冲器17的外壳上。高速输入组件7的具体结构、缓冲器17的具体结构以及高速输入组件7与主轴1如何实现离合的可参照本申请人曾提出过的专利申请号为202011297355.3所公开的变速传动器的变速机构，在此不再赘述。

进一步地，如图2、图3和图4所示，低速输入齿轮2抵靠在缓冲器17上，低速输入齿轮2靠近定位环4的一侧设有凹腔2d，传动套3位于凹腔2d内并抵靠在凹腔2d底壁上，联结件5部分伸出凹腔2d外并与定位环4相抵靠。具体地，传动套3一端伸出凹腔2d外并设有台阶3a，联结件5包括套在传动套3伸出凹腔2d的一端外并抵靠在台阶3a上的圆环块5a以及若干固连于圆环块5a一侧且沿周向分布的凸块5b，相邻两凸块5b之间形成缺口5c且滚柱一6设于缺口5c处。定位环4抵靠在圆环块5a的一侧面，摩擦结构包括若干固定于定位环4内的磁铁16，圆环块5a通过磁铁16吸附在定位环4的一侧面上。

自动变速装置还设有由电机驱动的转轴(图中未示出)，转轴上固定有与低速输入齿轮2相啮合的传动齿轮一以及与高速输入齿轮8相啮合的传动齿轮二，低速输入齿轮2的外径大于高速输入齿轮8，传动齿轮二的外径大于传动齿轮一，传动齿轮一与低速输入齿轮2之间的传动比大于传动齿轮二与高速输入齿轮8之间的传动比。

车辆低速前进时，低速输入齿轮2与高速输入组件7均接收传递动力并进行转动，高速输入组件7由于转速不足而与主轴1处于分离状态，联结件5初始时与定位环4吸附在一起以保持滚柱一6不动，当低速输入齿轮2转动至结合面一2a与滚柱一6相抵靠时使得低速输入齿轮2与传动套3楔合在一起，从而使低速输入齿轮2带动传动套3转动以实现车辆的低速前进，此时低速输入齿轮2与传动套3之间如图6所示。在该过程中，联结件5受低速输入齿轮2的带动而克服磁铁16吸力的作用进行转动。

车辆切换至高速前进时，低速输入齿轮2因传动比的原因仍做低速转动，此时高速输入组件7由于转速增大而直接与主轴1结合在一起，这样主轴1会直接带动传动套3转动且转速大于低速输入齿轮2，由于传动套3的外侧壁为圆柱面而使传动套3与滚柱一6之间处于滚动摩擦状态，传动套3与低速输入齿轮2之间产生打滑。

当车辆切换至倒车时，低速输入齿轮2与高速输入组件7均接收动力进行反向低速转动，高速输入组件7与主轴1分离，联结件5初始在摩擦结构作用下保持不动以使滚柱一6保持不动，当低速输入齿轮2反向转动至结合面二2b与滚柱一6相抵靠时使得低速输入齿轮2与传动套3楔合在一起，从而使低速输入齿轮2带动传动套3转动以实现主轴1的反向转动，此时低速输入齿轮2与传动套3之间如图7所示。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，摩擦结构包括设于定位环4或圆环块5a内的弹性摩擦件，弹性摩擦件在自身的弹力作用下抵靠在圆环块5a或定位环4上。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.自动变速装置的传动机构，包括主轴(1)以及均轴向固定在主轴(1)上的低速输入齿轮(2)、传动套(3)及定位环(4)，所述的传动套(3)与主轴(1)周向固定且定位环(4)与自动变速装置的壳体周向固定，低速输入齿轮(2)套设在传动套(3)外且两者之间设有若干滚柱一(6)，传动套(3)外还套设有与各滚柱一(6)沿低速输入齿轮(2)的周向联动的联结件(5)，主轴(1)上设有能与其离合的高速输入组件(7)，其特征在于，所述的传动套(3)外侧壁为圆柱面，定位环(4)与联结件(5)相抵靠且定位环(4)能对联结件(5)产生转动阻力，低速输入齿轮(2)内侧具有若干均与各滚柱一(6)相对应的结合面一(2a)和结合面二(2b)，结合面一(2a)与结合面二(2b)沿周向间隔设置，当低速输入齿轮(2)朝一个方向转动至结合面一(2a)与对应滚柱一(6)相抵靠时能带动传动套(3)转动；当低速输入齿轮(2)朝另一个方向转动至结合面二(2b)与对应滚柱一(6)相抵靠时能带动传动套(3)转动。

2.根据权利要求1所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的结合面一(2a)与结合面二(2b)均倾斜设置且两者倾斜方向相反，与同一个滚柱一(6)相配合的结合面一(2a)和结合面二(2b)之间的夹角朝远离低速输入齿轮(2)的中心线方向凸出。

3.根据权利要求2所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的结合面一(2a)的长度大于结合面二(2b)的长度。

4.根据权利要求3所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的低速输入齿轮(3)内侧具有若干数量与滚柱一(6)相同的凹槽(2c)，各凹槽(2c)分别连接在与同一个滚柱一(6)相配合的结合面一(2a)和结合面二(2b)之间，任意一个凹槽(2c)所连接的结合面一(2a)与相邻的凹槽(2c)所连接的结合面二(2b)相连接。

5.根据权利要求4所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的凹槽(2c)的两侧槽壁均向两边倾斜形成过渡面(2c1)，当滚柱一(6)位于凹槽(2c)的过渡面(2c1)处时低速输入齿轮(2)与传动套(3)沿周向相脱开。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的低速输入齿轮(2)靠近定位环(4)的一侧设有凹腔(2d)，传动套(3)位于凹腔(2d)内并抵靠在凹腔(2d)底壁上，联结件(5)部分伸出凹腔(2d)外并与定位环(4)相抵靠。

7.根据权利要求6所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的传动套(3)一端伸出凹腔(2d)外并设有台阶(3a)，联结件(5)包括套在传动套(3)伸出凹腔(2d)的一端外并抵靠在台阶(3a)上的圆环块(5a)以及若干固连于圆环块(5a)一侧且沿周向分布的凸块(5b)，相邻两凸块(5b)之间形成缺口(5c)且滚柱一(6)设于缺口(5c)处。

8.根据权利要求7所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的定位环(4)与圆环块(5a)之间设有摩擦结构。

9.根据权利要求8所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的摩擦结构包括若干固定于定位环(4)或圆环块(5a)内的磁铁(16)，圆环块(5a)通过磁铁(16)吸附在定位环(4)的一侧面上。

10.根据权利要求8所述的自动变速装置的传动机构，其特征在于，所述的摩擦结构包括设于定位环(4)或圆环块(5a)内的弹性摩擦件，弹性摩擦件在自身的弹力作用下抵靠在圆环块(5a)或定位环(4)上。

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