CN205371521U - 两挡自动变速箱的变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种两挡自动变速箱的变速机构，包括壳体、行星齿轮系、制动毂、闸块合件、制动带、涡轮蜗杆机构、换挡电机和差速器；行星轮系包括太阳轮、双联行星齿轮、内齿圈和行星架轴；太阳轮作为动力输入端，太阳轮通过双联行星齿轮与行星架轴连接，同时太阳轮通过双联行星齿轮与内齿圈啮合连接，制动毂套装在行星架轴上；闸块合件通过轴承套装在行星架轴上，制动带的两端分别与壳体和涡轮蜗杆机构相连，涡轮蜗杆机构通过换挡电机旋转驱动；行星架轴上设有齿轮组，差速器通过齿轮组与行星架轴啮合连接。本产品能够使纯电动汽车兼顾低速爬坡性及高速行驶性，并具有结构简单、成本低、传递效率高等优点。

Description

两挡自动变速箱的变速机构

技术领域

本实用新型涉及电动汽车变速装置领域，特别是涉及一种两挡自动变速箱的变速机构。

背景技术

纯电动汽车(BatteryElectricVehicle,简称BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的清洁能源汽车，该类型的车辆对保护环境、节约能源具有重大意义。

现有的纯电动汽车普遍使用单一速比的减速装置。车辆起步或爬坡时，驱动电机输出的动力必须经过一个较大的减速比才能获取足够的驱动力驱动车辆，而在高速行驶时，车辆需要一个较小的减速比，才能使得车辆达到最高车速要求。由于车辆在行驶过程中存在各种各样的工况，既要保证起步和爬坡时获得足够的驱动力，又要保证平路行驶时获得一定的车速。单一速比减速装置速比的选择是在上述两种工况之间权衡，虽然驱动电机本身具备一定的调速功能，但也很难使车辆同时具备低速爬坡和高速行驶时的性能要求。另外，配备单一速比的减速装置的车辆在起步或者最高车速工况下工作时，驱动电机处于低效率区间，这对电池的续航里程及寿命存在不利影响。

现有的AMT变速箱在换挡时需要通过离合器切断动力，通过换挡电机驱动同步器动作，控制难度较高；现有的行星齿轮式AT变速箱采用湿式离合器换挡，需匹配复杂液压系统，传递效率较低，成本高；现有的双离合变速箱采用湿式离合器或干式离合器换挡，控制系统复杂、成本高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种两挡自动变速箱的变速机构，包括壳体及分别安装在壳体内的行星齿轮系、制动毂、闸块合件、制动带、涡轮蜗杆机构、换挡电机和差速器；

所述行星轮系包括太阳轮、双联行星齿轮、内齿圈和行星架轴；太阳轮作为动力输入端，其端部伸出壳体外部与驱动电机相连，太阳轮通过双联行星齿轮与用于动力输出的行星架轴连接，同时太阳轮通过双联行星齿轮与内齿圈啮合连接，所述制动毂套装在行星架轴上；

所述闸块合件通过轴承套装在行星架轴上，闸块合件与内齿圈固定连接，同时，闸块合件外环面的一端与制动带的内环面配合连接，闸块合件外环面的另一端与制动毂内环面配合连接；

所述制动带的一端通过固定接头固定在壳体上，制动带另一端通过偏心柱销与涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过换挡电机旋转驱动；所述行星架轴上设有齿轮组，所述差速器通过齿轮组与行星架轴啮合连接。

进一步的，所述闸块合件包括闸块座、螺旋弹簧、活动闸块、内齿圈连接盘和外挡板；

所述闸块座通过轴承套装在行星架轴上，在闸块座圆周面上沿径向方向均匀设有多个贯通的缺槽，所述缺槽底部设有用于支撑螺旋弹簧的沉孔，螺旋弹簧上端装有活动闸块，闸块座的两侧面分别与内齿圈连接盘和外挡板接触，对活动闸块起导向作用，所述内齿圈连接盘与内齿圈固定连接。

进一步的，所述活动闸块的弧形外表面一端通过第一摩擦材料涂层与制动毂的内环面接触配合，活动闸块的弧形外表面另一端通过第二摩擦材料涂层与制动带的内环面接触配合。

进一步的，所述行星架轴内部设有第一油道，行星架轴上装配闸块座的端部设有与第一油道连通的第一油孔，由润滑泵提供的液压油经第一油道，对闸块座支撑轴承进行润滑及冷却。

进一步的，所述闸块座的沉孔底部设有第二油孔，内齿圈连接盘上设有第三油孔，外挡板上设有第四油孔，从第一油孔进入的液压油，依次经第二油孔、第三油孔和第四油孔对制动带和制动毂进行润滑及冷却。

进一步的，所述涡轮蜗杆机构包括涡轮、涡轮轴、涡轮挡板和蜗杆；

所述涡轮轴的两端分别与壳体和涡轮挡板连接，所述涡轮通过轴承套装在涡轮轴上，涡轮通过偏心柱销与制动带连接，所述蜗杆分别与涡轮和换挡电机连接，涡轮在由换挡电机驱动的蜗杆驱动下绕涡轮轴旋转，进而驱动偏心柱销产生位移来锁紧制动带。

进一步的，所述齿轮组包括一级主动齿轮、中间轴被动齿轮和中间轴主动齿轮，所述一级主动齿轮套装在行星架轴上，所述中间轴被动齿轮与一级主动齿轮啮合连接，所述中间轴主动齿轮分别与中间轴被动齿轮及差速器外齿圈啮合连接。

进一步的，所述润滑泵安装在行星架轴上，所述润滑油泵包括润滑泵壳体、转子套、润滑泵转子和润滑泵定子；所述转子套套装在行星架轴上，所述润滑泵转子通过平键与转子套连接，所述润滑泵定子通过润滑泵壳体上的周向定位装置在壳体上进行周向定位，润滑油泵从壳体底部油腔中吸油，排油口与行星架轴上的第一油道连通。

进一步的，所述壳体总成包括前壳体和后壳体，所述后壳体与前壳体通过螺栓配合连接。

进一步的，所述前壳体输入轴孔部位设有用于安装骨架油封的油封座，前壳体内设有行星齿轮腔用于容纳行星齿轮，腔体底部设有轴承座用于安装第一轴承，在内齿圈配合部位上部设有环形平台用于容纳制动带，涡轮挡板固定在前壳体上，在前壳体和后壳体上分别设置有轴承座用于安装中间轴齿轮轴承及差速器轴承。

采用上述技术方案，本实用新型产生的技术效果有：

采用本实用新型用于电动车的两挡自动变速箱的变速机构及，能够使电动汽车同时满足低速爬坡和高速行驶性能需求，与配备单一速比的减速装置的电动车辆相比，在低速爬坡工况下，避免了因放电电流过大而带来的电池的续航里程下降及寿命缩短等弊端；与AMT变速箱、行星齿轮式AT变速箱、双离合变速箱相比，去除了复杂的液压执行机构，具有结构简单、生产成本低、传递效率高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的剖面示意图；

图2是图1的上半部的局部放大图；

图3是图1中沿A-A的局部剖面示意图；

图4是闸块合件立体结构示意图；

附图标记：

1—太阳轮，2—第一轴承，3—第二轴承，4—行星架挡板，5—内齿圈，6—前壳体，7—涡轮挡板，8—蜗杆，9—内齿圈连接盘，91—第三油孔，10—涡轮，11—第三轴承，12—涡轮轴，13—第四轴承，14—偏心柱销，15—制动带，151—固定接头，152—插销接头，16—第二摩擦材料涂层，17—第一摩擦材料涂层，18—活动闸块，19—螺旋弹簧，20—外挡板，201—第四油孔，21-闸块座，211—第二油孔，212—缺槽，22—润滑泵定子，23—润滑泵转子，24—行星架轴，241—第一油道，242—第一油孔，26—第五轴承，27—润滑泵壳体，28—一级主动齿轮，29—制动毂，30—中间轴被动齿轮，31—中间轴主动齿轮，32—差速器外齿圈，33—差速器，34—后壳体，35—双联行星齿轮，36—滚针轴承，37—行星齿轮轴，38—第六轴承，39—第七轴承，40—换挡电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1-图4，本实用新型公开的一种电动汽车两挡自动变速箱的变速机构,包括壳体及分别安装在壳体内的行星齿轮系、制动毂29、闸块合件、制动带15、涡轮蜗杆机构、换挡电机40和差速器33；

所述行星轮系包括太阳轮1、双联行星齿轮35、内齿圈5和行星架轴24；

太阳轮1为一齿轮轴，太阳轮1作为动力输入端，其外端部的花键端伸出壳体外部与驱动电机相连，太阳轮1的花键端与其齿轮部位之间的直径段上，依次安装有骨架油封、卡环、轴承定位挡圈以及第一轴承2，第一轴承2套装在行星架挡板4的内孔中，太阳轮1的齿轮部位的另一侧装有第七轴承39，第七轴承39套装在行星架轴24内孔中；双联行星齿轮35通过滚针轴承36套装在行星齿轮轴37上，行星齿轮轴37两端分别固定在行星架轴24和行星架挡板4上，双联行星齿轮35的小齿轮与太阳轮1啮合连接，其大齿轮与内齿圈5啮合连接，进而使太阳轮1通过双联行星齿轮35与用于动力输出的行星架轴24连接；

所述制动毂29套装在行星架轴24上；

所述闸块合件通过轴承套装在行星架轴24上，闸块合件与内齿圈5固定连接，同时，闸块合件外环面的一端与制动带15的内环面配合连接，闸块合件外环面的另一端与制动毂29内环面配合连接；

具体的，所述闸块合件包括闸块座21、螺旋弹簧19、活动闸块18、内齿圈连接盘9和外挡板20；

所述闸块座21通过第六轴承38套装在行星架轴24上，在闸块座21圆周面上沿径向方向均匀设有多个贯通的缺槽212，所述缺槽212底部设有用于支撑螺旋弹簧19的沉孔，螺旋弹簧19安装在沉孔内，螺旋弹簧19上端装有活动闸块18，闸块座21的两侧面分别与内齿圈连接盘9和外挡板20接触，对活动闸块18起导向作用，所述内齿圈连接盘9与内齿圈5固定连接。

优选的，所述活动闸块18的弧形外表面一端设有第一摩擦材料涂层17，活动闸块18的弧形外表面一端通过第一摩擦材料涂层17与制动毂29的内环面接触配合，活动闸块18的弧形外表面另一端设有第二摩擦材料涂层16，活动闸块18的弧形外表面另一端通过第二摩擦材料涂层16与制动带15的内环面接触配合。

所述制动带15的一端通过固定接头151固定在壳体上，制动带15另一端通过偏心柱销14与涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过换挡电机40旋转驱动；所述行星架轴24上设有齿轮组，所述差速器33通过齿轮组与行星架轴24啮合连接。

所述涡轮蜗杆机构包括涡轮10、涡轮轴12、涡轮挡板7和蜗杆8；

涡轮轴12的下端固定在容纳内齿圈5的壳体的外部沉孔中，涡轮轴12的上端固定在涡轮挡板7内的配合孔中，涡轮10通过第三轴承11、第四轴承13套装在涡轮轴12上，在涡轮10边缘部位固定有偏心柱销14，制动带15一端连有插销接头152，插销接头152与固定在涡轮10上的偏心柱销14配合安装，所述蜗杆8分别与涡轮10和换挡电机40连接，涡轮10在由换挡电机40驱动的蜗杆8驱动下绕涡轮轴12旋转，以此驱动偏心柱销14产生微小的弧形位移来锁紧制动带15。

所述齿轮组包括一级主动齿轮28、中间轴被动齿轮30和中间轴主动齿轮31；

所述一级主动齿轮28套装在行星架轴24上，所述中间轴被动齿轮30与一级主动齿轮28啮合连接，所述中间轴主动齿轮31分别与中间轴被动齿轮30及差速器外齿圈32啮合连接。

太阳轮1与行星架轴24配合连接的一端内部开有第一油道241，该第一油道241将油液引入到第一轴承2和第二轴承3处，进行冷却和润滑；同时，第一油道241的油液经第七轴承39进入到太阳轮1与双联行星齿轮35之间的空腔，对行星轮系的齿轮啮合以及滚针轴承36进行冷却及润滑。

在行星架轴24上装配闸块座21的端部设有与第一油道241连通的第一油孔242，所述闸块座21的沉孔底部设有第二油孔211，内齿圈连接盘9上设有第三油孔91，外挡板20上设有第四油孔201，从第一油孔242进入的液压油，依次经第二油孔211、第三油孔91和第四油孔201对制动带15和制动毂29进行润滑及冷却。

本实施例中采用的润滑泵安装在行星架轴24上，所述润滑油泵为转子泵，位于第五轴承26与一级主动齿轮28之间的行星架轴24上，润滑油泵包括润滑泵壳体27、转子套、润滑泵转子23和润滑泵定子22；

所述转子套套装在行星架轴24上，所述润滑泵转子23通过平键与转子套连接，所述润滑泵定子22通过润滑泵壳体27上的周向定位装置在壳体上进行周向定位，润滑泵从壳体底部油腔中吸油，排油口与行星架轴24上的第一油道241连通。

所述壳体包括前壳体6和后壳体34，所述后壳体34与前壳体6通过螺栓配合连接。

具体的，所述前壳体6输入轴孔部位设有用于安装骨架油封的油封座，前壳体6内设有行星齿轮腔用于容纳行星齿轮，腔体底部设有轴承座用于安装第一轴承2，在内齿圈5配合部位上部设有环形平台用于容纳制动带15，在行星齿轮腔外缘上方设有沉孔，与涡轮轴12的一端配合，涡轮挡板7固定在前壳体6上，涡轮挡板7下端设有沉孔与涡轮轴12的另一端配合。在前壳体6和后壳体34上分别设置有轴承座用于安装中间轴齿轮轴承及差速器轴承。

下面说明本实用新型的工作原理：

驱动电机的动力经输入轴输入，位于输入轴上的太阳轮1与双联行星齿轮35的小齿轮啮合连接，双联行星齿轮35的大齿轮与内齿圈55啮合连接，动力由行星架轴24输出，并经过固定在行星架轴24上的一级主动齿轮28、中间轴被动齿轮30、中间轴主动齿轮31，最后传递到差速器33输出至车轮。

其中各挡位的传输方式如下：

一挡：换挡电机40正向动作，通过涡轮蜗杆机构将制动带15拉紧，将活动闸块18周向摩擦压紧固定，进而通过与活动闸块18连接的闸块座21、内齿圈连接盘9将内齿圈5固定；制动带15拉紧的同时，使活动闸块18克服螺旋弹簧19预压缩力的作用，并压缩弹簧，使其在活动闸块18缺槽212内朝闸块座21中心移动，进而使活动闸块18与制动毂内壁脱开。此时，在行星齿轮传动机构中，内齿圈5被固定。

具体的动力传递路线为：太阳轮1—双排行星齿轮—行星架轴24—一级主动齿轮28—中间轴被动齿轮30—中间轴主动齿轮31—差速器外齿圈32—差速器33。上述换挡电机40动作到拉紧位置后，涡轮蜗杆机构具有锁止功能，换挡电机40停止工作。

二挡：换挡电机40反向运转，通过涡轮蜗杆机构将制动带15松开，制动带15与活动闸块18脱开，活动闸块18在螺旋弹簧19预压缩力的作用下与制动毂29内表面摩擦压紧，各活动闸块18被周向固定在闸块座21上，闸块座21通过内齿圈连接盘9与内齿圈55固定连接，故行星齿轮机构中内齿圈5与行星架轴24被锁止连接在一起。

动力传递路线分为两路，一路为：太阳轮1—双联行星齿轮35—内齿圈5—内齿圈连接盘9—闸块座21—活动闸块18—制动毂29—行星架轴24；

另一路为：太阳轮1—双排行星齿轮—行星架轴24；

两路动力在行星架轴24上耦合，依次经一级主动齿轮28、中间轴被动齿轮30、中间轴主动齿轮31，传递到差速器外齿圈32经差速器33输出至车轮。

挡位切换：通过判断车速进行换挡，实时挡位信号可由换挡电机40位置信号获得，实时车速可由电机控制器转速信号与实时挡位所确定的速比计算得到，车辆起步时使用一挡起步，当车速达到升挡车速时，通过车辆控制单元控制换挡电机40动作，由一挡切换至二挡；当车速降至降挡车速时，通过车辆控制单元控制换挡电机40动作，由二挡切换一挡；

倒档：由车辆控制单元控制驱动电机反向旋转，同时变速机构切换为一挡。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：包括壳体及分别安装在壳体内的行星齿轮系、制动毂、闸块合件、制动带、涡轮蜗杆机构、换挡电机和差速器；

所述行星轮系包括太阳轮、双联行星齿轮、内齿圈和行星架轴；太阳轮作为动力输入端，其端部伸出壳体外部与驱动电机相连，太阳轮通过双联行星齿轮与用于动力输出的行星架轴连接，同时太阳轮通过双联行星齿轮与内齿圈啮合连接，所述制动毂套装在行星架轴上；

所述闸块合件通过轴承套装在行星架轴上，闸块合件与内齿圈固定连接，同时，闸块合件外环面的一端与制动带的内环面配合连接；闸块合件外环面的另一端与制动毂内环面配合连接；

所述制动带的一端通过固定接头固定在壳体上，制动带另一端通过偏心柱销与涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过换挡电机旋转驱动；所述行星架轴上设有齿轮组，所述差速器通过齿轮组与行星架轴啮合连接。

2.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述闸块合件包括闸块座、螺旋弹簧、活动闸块、内齿圈连接盘和外挡板；

所述闸块座通过轴承套装在行星架轴上，在闸块座圆周面上沿径向方向均匀设有多个贯通的缺槽，所述缺槽底部设有用于支撑螺旋弹簧的沉孔，螺旋弹簧上端装有活动闸块，闸块座的两侧面分别与内齿圈连接盘和外挡板接触，对活动闸块起导向作用，所述内齿圈连接盘与内齿圈固定连接。

3.根据权利要求2所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述活动闸块的弧形外表面一端通过第一摩擦材料涂层与制动毂的内环面接触配合，活动闸块的弧形外表面另一端通过第二摩擦材料涂层与制动带的内环面接触配合。

4.根据权利要求3所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述行星架轴内部设有第一油道，行星架轴上装配闸块座的端部设有与第一油道连通的第一油孔，由润滑泵提供的液压油经第一油道，对闸块座支撑轴承进行润滑及冷却。

5.根据权利要求4所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述闸块座的沉孔底部设有第二油孔，内齿圈连接盘上设有第三油孔，外挡板上设有第四油孔，从第一油孔进入的液压油，依次经第二油孔、第三油孔和第四油孔对制动带和制动毂进行润滑及冷却。

6.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述涡轮蜗杆机构包括涡轮、涡轮轴、涡轮挡板和蜗杆；

所述涡轮轴的两端分别与壳体和涡轮挡板连接，所述涡轮通过轴承套装在涡轮轴上，涡轮通过偏心柱销与制动带连接，所述蜗杆分别与涡轮和换挡电机连接，涡轮在由换挡电机驱动的蜗杆驱动下绕涡轮轴旋转，进而驱动偏心柱销产生位移来锁紧制动带。

7.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述齿轮组包括一级主动齿轮、中间轴被动齿轮和中间轴主动齿轮，所述一级主动齿轮套装在行星架轴上，所述中间轴被动齿轮与一级主动齿轮啮合连接，所述中间轴主动齿轮分别与中间轴被动齿轮及差速器外齿圈啮合连接。

8.根据权利要求4所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述润滑泵安装在行星架轴上，所述润滑油泵包括润滑泵壳体、转子套、润滑泵转子和润滑泵定子；所述转子套套装在行星架轴上，所述润滑泵转子通过平键与转子套连接，所述润滑泵定子通过润滑泵壳体上的周向定位装置在壳体上进行周向定位，润滑油泵从壳体底部油腔中吸油，排油口与行星架轴上的第一油道连通。

9.根据权利要求1所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述壳体总成包括前壳体和后壳体，所述后壳体与前壳体通过螺栓配合连接。

10.根据权利要求9所述的两挡自动变速箱的变速机构，其特征在于：所述前壳体输入轴孔部位设有用于安装骨架油封的油封座，前壳体内设有行星齿轮腔用于容纳行星齿轮，腔体底部设有轴承座用于安装第一轴承，在内齿圈配合部位上部设有环形平台用于容纳制动带，涡轮挡板固定在前壳体上，在前壳体和后壳体上分别设置有轴承座用于安装中间轴齿轮轴承及差速器轴承。