CN115539589A - 一种大速比变速箱 - Google Patents

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CN115539589A CN202211113485.6A CN202211113485A CN115539589A CN 115539589 A CN115539589 A CN 115539589A CN 202211113485 A CN202211113485 A CN 202211113485A CN 115539589 A CN115539589 A CN 115539589A
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丁炜琦
张龙
杨博华
刘娟娟
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Abstract

本发明公开了一种大速比变速箱，包括安装在变速箱壳体内的变速器和减速器，驱动电机连接变速器；传动系主要由输入轴、主轴、两根中间轴、输出轴、六副换挡齿轮副、常啮合齿轮副和一级减速齿轮副组成。主轴上安装第一换挡执行机构和第二换挡执行机构。减速器由一级减速齿轮副组成，布置于变速箱动力后端。本发明具有四挡速比，一挡扭矩能力强，四挡结构简单，可靠性强，结构紧凑，兼具轻量化的优势。

Description

一种大速比变速箱
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，涉及一种大速比变速箱。
背景技术
目前，在节能降耗和电动化的背景下，变速箱作为汽车上的关键零部件总成，其使用范围收窄，但在自卸车等重载商用车领域，仍然发挥着不可替代的作用。传统变速箱大多配置低速电机，使用低速电机作为动力源的传动系统，其输出转速低，在变速器速比范围有限的情况下，整体输出转速不能满足市场需求，解决方式可以从电机和变速器两方面优化，a：提高电机的输出转速，即可使用高速电机，但高速电机相较低速电机，其转子、定子等相关零件尺寸都变大，意味着重量大，成本高，电机转速也不能无限提高，各型号电机均有其转速范围；b:优化变速器的传动系统，可从整体结构，齿轮等各方面。
发明内容
本发明的目的是提供一种大速比变速箱，增大变速箱整体速比，适配高速小扭矩电机，具有有效降低动力总成重量和成本的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种大速比变速箱，包括安装在变速箱壳体内的变速器和减速器，驱动电机连接变速器；变速器轴系包括:
输入轴；输入轴一端连接驱动电机，另一端安装常啮合主动齿轮；
主轴；主轴与输入轴同轴设置，主轴上依次安装一档齿轮副从动齿轮、二挡齿轮副从动齿轮和三挡齿轮副从动齿轮；一档齿轮副从动齿轮、二挡齿轮副从动齿轮和三挡齿轮副从动齿轮空套在主轴上；
第一中间轴；第一中间轴上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮I、二挡齿轮副主动齿轮I、三挡齿轮副主动齿轮I和常啮合从动齿轮I；
第二中间轴；第二中间轴上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮II、二挡齿轮副主动齿轮II、三挡齿轮副主动齿轮II和常啮合从动齿轮II；
第一换挡执行机构啮合套布置在主轴上，位于一档齿轮副从动齿轮和二挡齿轮副从动齿轮之间；第二换挡执行机构啮合套布置在主轴上，位于三挡齿轮副从动齿轮和输入轴末端之间；
所述减速器由一级减速齿轮副组成，布置于变速箱动力后端；一档齿轮副主动齿轮I和一档齿轮副主动齿轮II分别与一档齿轮副从动齿轮啮合；二挡齿轮副主动齿轮I和二挡齿轮副主动齿轮II分别与二挡齿轮副从动齿轮啮合；三挡齿轮副主动齿轮I和三挡齿轮副主动齿轮II分别与三挡齿轮副从动齿轮啮合；常啮合从动齿轮I和常啮合从动齿轮II分别与常啮合主动齿轮啮合。
进一步地，第一中间轴和第二中间轴对称布置在主轴两侧。
进一步地，一级减速齿轮副包括相互啮合的输出级主动齿轮和输出级从动齿轮；输出级主动齿轮固定安装在主轴上，输出级从动齿轮固定安装在输出轴上。
进一步地，主轴与输入轴接合时为直接挡，直接挡的速比范围为1.5～3。
进一步地，变速箱一挡速比范围为12～28。
进一步地，各个齿轮均为斜齿齿轮。
本发明的有益效果是：
本发明采用双中间轴结构，扭矩能力强。本发明具有四挡速比，一挡扭矩能力强，四挡结构简单，可靠性强，结构紧凑，兼具轻量化的优势。本发明在变速箱动力前端增加一级齿轮副，增大变速箱整体速比，适配高速小扭矩电机，可有效控制动力总成重量和成本。
附图说明
图1是本发明大速比变速箱整体结构示意图；
图2是本发明大速比变速箱工况1动力传输路线图；
图3是本发明大速比变速箱工况2动力传输路线图；
图4是本发明大速比变速箱工况3动力传输路线图；
图5是本发明大速比变速箱工况4动力传输路线图。
图中，1.驱动电机，2.输入轴，3.常啮合主动齿轮，4.第一中间轴，5.常啮合从动齿轮I，6.第二换挡执行机构，7.三挡齿轮副从动齿轮，8.三挡齿轮副主动齿轮I，9.二挡齿轮副主动齿轮I；10.二挡齿轮副从动齿轮，11.第一换挡执行机构，12.一档齿轮副主动齿轮I，13.一档齿轮副从动齿轮，14.输出级主动齿轮，15.主轴，16.输出级从动齿轮，17.输出轴，18.第二中间轴，19.一档齿轮副主动齿轮II，20.二挡齿轮副主动齿轮II，21.三挡齿轮副主动齿轮II，22.常啮合从动齿轮II。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示：一种大速比变速箱，包括安装在变速箱壳体内的变速器和减速器，驱动电机1连接变速器；变速器轴系包括:
输入轴2；输入轴2一端连接驱动电机1，另一端安装常啮合主动齿轮3；
主轴15；主轴15与输入轴2同轴设置，主轴15上依次安装一档齿轮副从动齿轮13、二挡齿轮副从动齿轮10和三挡齿轮副从动齿轮7；一档齿轮副从动齿轮13、二挡齿轮副从动齿轮10和三挡齿轮副从动齿轮7空套在主轴15上；空套的齿轮，轴转动齿轮不动，齿轮转动同样不能带动轴转动；齿轮空套在轴上，当轴转动时，未换到对应档位，其对应的动力传输路线中的空套齿轮不会传递动力；当换到该档位，换挡机构与对应齿轮固连，齿轮带动换挡机构旋转，换挡机构带动轴旋转，传递动力。空套的齿轮可经过换挡机构的换挡，实现对应档位下动力传输路线的完整输出。
第一中间轴4；第一中间轴4上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮I12、二挡齿轮副主动齿轮I9、三挡齿轮副主动齿轮I8和常啮合从动齿轮15；
第二中间轴18；第二中间轴18上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮II19、二挡齿轮副主动齿轮II20、三挡齿轮副主动齿轮II21和常啮合从动齿轮II22；除直接挡外，动力从常啮合主动齿轮3输出，分流输入至常啮合从动齿轮I5和常啮合从动齿轮II22，带动两根中间轴转动，实现其他档位动力传输路线的完整性，保证换挡后相应路线下动力不中断。
第一换挡执行机构11啮合套布置在主轴15上，位于一档齿轮副从动齿轮13和二挡齿轮副从动齿轮10之间；第二换挡执行机构6啮合套布置在主轴15上，位于三挡齿轮副从动齿轮7和输入轴2末端之间；两个换挡执行机构，同一时刻只有一个单独工作，即一个换挡执行机构动作时，另一个处于空挡状态。从而达到一个换挡执行机构控制一二档换挡，另一个换挡执行机构控制三四档换挡的目的。
所述减速器由一级减速齿轮副组成，布置于变速箱动力后端；一档齿轮副主动齿轮I12和一档齿轮副主动齿轮II19分别与一档齿轮副从动齿轮13啮合；二挡齿轮副主动齿轮I9和二挡齿轮副主动齿轮II20分别与二挡齿轮副从动齿轮10啮合；三挡齿轮副主动齿轮I8和三挡齿轮副主动齿轮II21分别与三挡齿轮副从动齿轮7啮合；常啮合从动齿轮I5和常啮合从动齿轮II22分别与常啮合主动齿轮3啮合，以实现动力分流。
第一中间轴4和第二中间轴18对称布置在主轴两侧，均采用一体式轴，加压安装。
一级减速齿轮副包括相互啮合的输出级主动齿轮14和输出级从动齿轮16；输出级主动齿轮14固定安装在主轴15上，输出级从动齿轮16固定安装在输出轴17上。
主轴15与输入轴2接合时为直接挡，直接挡的速比范围为1.5～3。
变速箱一挡速比范围为12～28。各个齿轮均为斜齿齿轮。
本发明变速箱动力传输路线有如下4条：
工况1：如图2所示，第一换挡执行机构11接合一挡齿轮副从动齿轮13，第二换挡执行机构6空挡，驱动电机1输出动力，动力依次经输入轴2、常啮合齿轮副(常啮合从动齿轮I5和常啮合从动齿轮II22、常啮合主动齿轮3)分流至第一中间轴4和第二中间轴18，第一中间轴4带动一档齿轮副主动齿轮I12转动，第二中间轴18带动一档齿轮副主动齿轮II19转动，两个一挡主动齿轮动力合流传递给一挡齿轮副从动齿轮13，动力从主轴15输出，主轴15输出的动力经输出级主动齿轮14、输出级从动齿轮16传递至输出轴17输出。
工况2：如图3所示，第一换挡执行机构11接合二挡齿轮副从动齿轮10，第二换挡执行机构6空挡，驱动电机1输出动力，动力依次经输入轴2、常啮合齿轮副(常啮合从动齿轮I5和常啮合从动齿轮II22、常啮合主动齿轮3)分流至第一中间轴4和第二中间轴18，第一中间轴4带动二挡齿轮副主动齿轮I9转动，第二中间轴18带动二挡齿轮副主动齿轮II20转动，两个二挡主动齿轮动力合流传递给二挡齿轮副从动齿轮10，动力从主轴15输出，主轴15输出的动力经输出级主动齿轮14、输出级从动齿轮16传递至输出轴17输出。
工况3：如图4所示，第一换挡执行机构11空挡，第二换挡执行机构6接合三挡齿轮副从动齿轮7，驱动电机1输出动力，动力依次经输入轴2、常啮合齿轮副(常啮合从动齿轮I5和常啮合从动齿轮II22、常啮合主动齿轮3)分流至第一中间轴4和第二中间轴18，第一中间轴4带动三挡齿轮副主动齿轮I8转动，第二中间轴18带动三挡齿轮副主动齿轮II21转动，两个三挡主动齿轮动力合流传递给三挡齿轮副从动齿轮7，动力从主轴15输出，主轴15输出的动力经输出级主动齿轮14、输出级从动齿轮16传递至输出轴17输出。
工况4：如图5所示，第二换挡执行机构接合常啮合主动齿轮，第一换挡执行机构空挡，输入轴2和主轴15固连，驱动电机1输出的动力主轴15输出的动力经输出级主动齿轮14、输出级从动齿轮16传递至输出轴17输出。

Claims (6)

1.一种大速比变速箱，其特征在于，包括安装在变速箱壳体内的变速器和减速器，驱动电机(1)连接变速器；变速器轴系包括:
输入轴(2)；输入轴(2)一端连接驱动电机(1)，另一端安装常啮合主动齿轮(3)；
主轴(15)；主轴(15)与输入轴(2)同轴设置，主轴(15)上依次安装一档齿轮副从动齿轮(13)、二挡齿轮副从动齿轮(10)和三挡齿轮副从动齿轮(7)；一档齿轮副从动齿轮(13)、二挡齿轮副从动齿轮(10)和三挡齿轮副从动齿轮(7)空套在主轴(15)上；
第一中间轴(4)；第一中间轴(4)上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮I(12)、二挡齿轮副主动齿轮I(9)、三挡齿轮副主动齿轮I(8)和常啮合从动齿轮I(5)；
第二中间轴(18)；第二中间轴(18)上依次固定安装一档齿轮副主动齿轮II(19)、二挡齿轮副主动齿轮II(20)、三挡齿轮副主动齿轮II(21)和常啮合从动齿轮II(22)；
第一换挡执行机构(11)啮合套布置在主轴(15)上，位于一档齿轮副从动齿轮(13)和二挡齿轮副从动齿轮(10)之间；第二换挡执行机构(6)啮合套布置在主轴(15)上，位于三挡齿轮副从动齿轮(7)和输入轴(2)末端之间；
所述减速器由一级减速齿轮副组成，布置于变速箱动力后端；一档齿轮副主动齿轮I(12)和一档齿轮副主动齿轮II(19)分别与一档齿轮副从动齿轮(13)啮合；二挡齿轮副主动齿轮I(9)和二挡齿轮副主动齿轮II(20)分别与二挡齿轮副从动齿轮(10)啮合；三挡齿轮副主动齿轮I(8)和三挡齿轮副主动齿轮II(21)分别与三挡齿轮副从动齿轮(7)啮合；常啮合从动齿轮I(5)和常啮合从动齿轮II(22)分别与常啮合主动齿轮(3)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种大速比变速箱，其特征在于，所述第一中间轴(4)和第二中间轴(18)对称布置在主轴两侧。
3.根据权利要求1所述的一种大速比变速箱，其特征在于，所述一级减速齿轮副包括相互啮合的输出级主动齿轮(14)和输出级从动齿轮(16)；输出级主动齿轮(14)固定安装在主轴(15)上，输出级从动齿轮(16)固定安装在输出轴(17)上。
4.根据权利要求1所述的一种大速比变速箱，其特征在于，主轴(15)与输入轴(2)接合时为直接挡，直接挡的速比范围为1.5～3。
5.根据权利要求1所述的一种大速比变速箱，其特征在于，变速箱一挡速比范围为12～28。
6.根据权利要求1所述的一种大速比变速箱，其特征在于，各个齿轮均为斜齿齿轮。
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