CN205877093U - 一种行星排式两挡变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种行星排式两挡变速箱，该变速箱增加由控制超越离合器，控制压盘，控制摩擦片和波形弹簧组成的倒挡控制机构，控制超越离合器内圈固连在输入轴上，预紧波形弹簧安装在控制超越离合器外圈端面的环形凹槽内，控制压盘固定在齿圈超越离合器的滚柱控制机构的端面上，控制摩擦片安装在控制压盘和波形弹簧之间，通过预紧波形弹簧轴向预紧，并卡接在环形凹槽内随制超越离合器外圈转动。本实用新型的一种行星排式两挡变速箱，既使电动汽车具备良好的动力性能，进而降低对电动汽车电池性能的要求，且在换挡过程中无动力中断。

Description

一种行星排式两挡变速箱

技术领域

本实用新型属于电动汽车传动技术领域，具体涉及一种行星排式两挡变速箱,适用于电动车用自动控制执行机构。

背景技术

如何降低对石油的依赖是现代汽车工业发展的重要方向。近两年我国纯电动汽车的发展迅速，多个企业已经在市场上推出纯电动汽车，纯电动汽车已经进入产业化。

纯电动汽车的驱动机构有多种，例如无挡位的电动机直驱方案，即电机直接通过固定速比减速装置驱动车轮，这种传动方式平顺性好，但是对电机电池的性能要求很高，车辆动力性较差。而电机加变速箱的传动方案则大大降低了车辆对电机电池的要求，提升了车辆的低速爬坡能力和高速行驶能力，提高了电动机运行效率。

不同于内燃机，电动机对变速箱挡位数量的需求不是很多，但是对变速箱的传动效率和换挡变速舒适性要求很高。目前无换挡动力中断的变速传动方案有无级变速器CVT、双离合器自动变速器DCT等，这些方案采用湿式离合器或者传动带，成本较高，而且自身传动效率较低。开发出专门应用于电动车的简单、高效无动力中断换挡专用变速箱十分必要。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种行星排式两挡变速箱，既使电动汽车具备良好的动力性能，进而降低对电动汽车电池性能的要求，且在换挡过程中无动力中断。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种行星排式两挡变速箱，由输入轴1、行星排、齿圈超越离合器、片式离合器、输出轴11以及换挡控制机构组成，所述行星排包括齿圈6、太阳轮14、行星架9以及行星轮7，所述齿圈6通过轴承安装在输入轴1上，所述太阳轮14固连在输入轴1上，所述行星架9固连在输出轴11上，所述输出轴11空套在输入轴1上，相对于输入轴1自由转动；

所述齿圈6通过齿圈超越离合器安装在变速箱壳箱体5上；

所述片式离合器安装在齿圈6和行星架9之间的环形空间内；

所述换挡控制机构由控制超越离合器，控制压盘16，控制摩擦片17和波形弹簧19组成；

所述控制超越离合器内圈2固连在输入轴1上，所述预紧波形弹簧19安装在控制超越离合器外圈3端面的环形凹槽内，所述控制压盘16固定在齿圈超越离合器的滚柱控制机构的端面上，所述控制摩擦片17安装在控制压盘16和波形弹簧19之间，通过预紧波形弹簧19轴向预紧，并卡接在控制超越离合器外圈3端面的环形凹槽内随着控制超越离合器外圈3转动。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述齿圈超越离合器包括齿圈超越离合器外圈4、齿圈超越离合器内圈15、滚柱控制机构、滚柱B22和预紧弹簧B23；

所述齿圈超越离合器外圈4内表面与齿圈超越离合器内圈15外表面形成楔形空间，滚柱B22均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧B23预紧在楔形空间内；

齿圈超越离合器外圈4和变速箱壳体5固连，齿圈超越离合器内圈15与齿圈6固连，齿圈超越离合器内圈15上套置滚柱控制机构，并拨动齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间楔形空间内的滚柱B22；

所述控制压盘16固定连接在滚柱控制机构的端面上。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述滚柱控制机构为保持架21，保持架21通过两端面之间的轴向立柱拨动齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间楔形空间内的滚柱B22；

所述控制压盘16通过螺丝21固定在保持架21的端面上。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述滚柱控制机构为滚柱拨叉架26，所述滚柱拨叉架26通过其端面分布的轴向拨叉拨动齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间楔形空间内的滚柱B22；

所述控制压盘16与滚柱拨叉架26之间通过其圆周上的凸起与凹槽卡接固定。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述控制超越离合器包括控制超越离合器外圈3、控制超越离合器内圈2、滚柱A24、和预紧弹簧A25；

所述控制超越离合器外圈3内表面与控制超越离合器内圈2外表面形成楔形空间，滚柱A24均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧A25将滚柱A24预紧在楔形空间内。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述片式离合器由推力轴承10、离合器压盘12和离合器摩擦片13组成；

所述离合器摩擦片13固连在行星架9上，离合器压盘12固连在齿圈6上，推力轴承10安装在输出轴11上，并推动离合器摩擦片13，控制离合器摩擦片13与离合器压盘12的结合和分离。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述片式离合器为干式离合器或湿式离合器。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述片式离合器为单片离合器或多片离合器。

一种行星排式两挡变速箱，其中，所述片式离合器为常开离合器或常闭离合器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型没有传统变速箱同步器结构，不需要单独的同步器执行机构，整个变速箱只有一个离合器执行机构来实现换挡动作，生产成本低，控制简单。

2、本实用新型能够实现无动力中断换挡，升挡或降挡过程变速箱始终有动力输出，换挡过程的平顺性得到提高。

3、本实用新型通过换挡控制机构,来控制齿圈的单向超越离合器，能够实现二挡倒挡，解决了传统的通过单向超越离合器传递动力的变速箱结构无法实现倒挡的问题。

4、本实用新型所用片式离合器为干式或湿式离合器，此外片式离合器既可以为单片式离合器也可以是多片式离合器，既可以为常开离合器也可以是常闭离合器适用广泛，应用性强。

5、行星排结构紧凑，行星排变速箱的直径小，更适用于对传动系统结构要求紧凑的电动车。

附图说明

图1为一挡状态时本实用新型的变速箱结构示意图；

图2为二挡状态时本实用新型的变速箱结构示意图；

图3为本实用新型的变速箱中，保持架在换挡控制机构中的安装结构示意图；

图4为本实用新型的变速箱换挡过程中，一挡时，齿圈超越离合器的工作状态示意图；

图5为本实用新型的变速箱换挡过程中，一挡时，控制超越离合器的工作状态示意图；

图6为本实用新型的变速箱换挡过程中，二挡时，齿圈超越离合器的工作状态示意图；

图7为本实用新型的变速箱换挡过程中，二挡时，控制超越离合器的工作状态示意图；

图8为本实用新型的变速箱换挡过程中，倒挡时，齿圈超越离合器的工作状态示意图；

图9为本实用新型的变速箱换挡过程中，倒挡时，控制超越离合器的工作状态示意图；

图10为本实用新型的行星排式两挡变速箱中，滚柱拨叉架在换挡控制机构中的安装结构示意图。

图中：

1-输入轴，2-控制超越离合器内圈，3-控制超越离合器外圈，4-齿圈超越离合器外圈，5-变速箱壳体，6-齿圈，7-行星轮，8-行星轮轴承，9-行星架，10-推力轴承，11-输出轴，12-离合器压盘，13-离合器摩擦片，14-太阳轮，15-齿圈超越离合器内圈，16-控制压盘，17-控制摩擦片，18-齿圈轴承，19-波形弹簧，20-螺丝，21-保持架，22-滚柱B，23-预紧弹簧B，24-滚柱A，25-预紧弹簧A，26-滚柱拨叉架。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型的技术方案，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种行星排式两挡变速箱，由输入轴1、行星排、齿圈超越离合器、片式离合器、换挡控制机构以及输出轴11组成，所述行星排包括齿圈6、太阳轮14、行星架9以及行星轮7。

所述齿圈6通过齿圈轴承18安装在输入轴1动力输入端。所述太阳轮14位于齿圈6内侧，并固连在输入轴1上。输出轴11空套在输入轴1动力输出端，并相对于输入轴1自由转动，所述行星架9固连套装在输出轴11上，行星轮7通过行星轮轴承8安装在行星架9端部，太阳轮14、行星轮7以及齿圈6依次啮合，与行星架9构成行星排结构。

所述齿圈6与输入轴1安装连接一端外侧通过齿圈超越离合器安装在变速箱壳箱体5上。

如图3和图4所示，所述齿圈超越离合器包括齿圈超越离合器外圈4、齿圈超越离合器内圈15、滚柱控制机构、滚柱B22和预紧弹簧B23。齿圈超越离合器外圈4固定安装在变速箱壳体5上，齿圈超越离合器内圈15与行星排的齿圈6固定安装连接，使齿圈超越离合器内圈15与行星排的齿圈6同步旋转。

所述齿圈超越离合器外圈4内表面与齿圈超越离合器内圈15外表面形成楔形空间，滚柱B22均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧B23预紧在楔形空间内空间较小一侧。

所述滚柱控制机构位于齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间，所述滚柱控制机构套装在齿圈超越离合器内圈15上。所述滚柱控制机构拨动齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间楔形空间内的滚柱B22。

如图1和图2所示，所述片式离合器安装在齿圈6和行星架9之间的环形空间内。所述片式离合器由推力轴承10、离合器压盘12和离合器摩擦片13组成；其中，离合器摩擦片13固连在行星架9上，离合器压盘12固连在齿圈6上。所述推力轴承10安装在输出轴11上，并推动离合器摩擦片13，控制离合器摩擦片13与离合器压盘12的结合和分离。

如图1、图2和图3所示所述换挡控制机构由控制超越离合器，控制压盘16，控制摩擦片17和波形弹簧19组成。

如图5所示，所述控制超越离合器包括控制超越离合器外圈3、控制超越离合器内圈2、滚柱A24、和预紧弹簧A25。所述控制超越离合器外圈3内表面与控制超越离合器内圈2外表面形成楔形空间，滚柱A24均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧A25将滚柱A24预紧在楔形空间内空间较小一侧。

所述控制超越离合器内圈2固定套装在输入轴1上。如图3所示，控制超越离合器外圈3的右侧端面上开有环形凹槽，所述预紧波形弹簧19安装在控制超越离合器外圈3端面的环形凹槽内。所述控制压盘16固定在齿圈超越离合器的滚柱控制机构的左侧端面上；所述控制摩擦片17安装在控制压盘16和波形弹簧19之间，通过预紧波形弹簧19轴向预紧，所述控制超越离合器外圈3端面的环形凹槽内的安装侧面上设有外凸结构，所述控制摩擦片17的内侧圆周安装表面上设有内凹结构，使得所述控制摩擦片17能够卡接在控制超越离合器外圈3凹槽内，并随制超越离合器外圈3同步转动。

所述齿圈超越离合器的滚柱控制机构可以选用保持架21或滚柱拨叉架26.

如图3所示，当所述滚柱控制机构为保持架21时，保持架21通过两端面之间的轴向立柱拨动齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15之间楔形空间内的滚柱B22。

所述控制压盘16通过螺丝20固定连接在保持架21的端面上。

如图10所示，当所述滚柱控制机构为滚柱拨叉架26时，所述滚柱拨叉架26通过其端面分布的轴向拨叉拨动齿圈超越离合器内圈15与齿圈超越离合器外圈4之间楔形空间内的滚柱B22；所述控制压盘16圆周上设有凸起的卡爪，所述滚柱拨叉架26圆周上设有凹槽，所述控制压盘16与滚柱拨叉架26通过其圆周上的凸起与凹槽卡接在一起，所述滚柱拨叉架26和控制压盘16同步转动。所述滚架26的功能与保持架21相同。

本实用新型所用片式离合器既可以为单片式离合器也可以是多片式离合器，既可以是干式离合器也可以是湿式离合器，既可以是常开离合器也可以是常闭离合器。

本实用新型所述一种行星排式两挡变速箱的换挡控制过程包括一挡、二挡和倒挡的控制方法。现规定输入轴1顺时针转动时，汽车前行；输入轴1逆时针转动时，汽车后退。

如图1和图4所示，本实用新型一种行星排式两挡变速箱的换挡控制方法的一挡控制过程为：

一挡时，推动止推轴承10，离合器摩擦片13与离合器压盘12分开，离合器处于分离状态，此时输入轴1顺时针转动，带动太阳轮14顺时针转动；行星架9固连在输出轴11上，由于输出轴11连接在减速器上，所以其转动阻力很大，根据行星排的特性，此时行星架9也相对静止不动，而齿圈6将逆时针转动，并带动齿圈超越离合器内圈15逆时针转动，滚柱B22向楔形空间较小一侧移动，齿圈超越离合器外圈4与齿圈超越离合器内圈15发生锁止，使齿圈超越离合器外圈4将与齿圈超越离合器内圈15同步转动，如图4所示。

此时，由于齿圈超越离合器外圈4固定安装在变速箱壳体5上，即齿圈超越离合器外圈4处于静止状态，其将阻止齿圈超越离合器内圈15和齿圈6逆时针转动，此时，齿圈6会静止不动，根据行星排特性，动力通过行星架9传递至输出轴11顺时针输出，车辆实现挂一倒挡前进；

如图2和图6所示，本实用新型一种行星排式两挡变速箱的换挡控制方法的二挡控制过程为：

二挡时，松开止推轴承10，离合器摩擦片13和离合器压盘12结合，离合器处于结合状态，即此时行星架9和齿圈6成为一体，由行星排的特性可知，输入轴1顺时针转动，带动太阳轮14顺时针转动时，行星架9和齿圈6将顺时针转动。

此时，齿圈6带动齿圈超越离合器内圈15顺时针转动，滚柱B22将向齿圈超越离合器外圈4内表面与齿圈超越离合器内圈15外表面形成的楔形空间较大一侧移动，即滚柱B22将不会将齿圈超越离合器内圈15的转动锁止，齿圈超越离合器内圈15顺时针自由转动，如图6所示。

此时，行星架9和齿圈6与齿圈超越离合器内圈15同步顺时针转动，动力通过行星架9传递至输出轴11顺时针输出，车辆实现挂二倒挡前进；

如图8和图9所示，本实用新型一种行星排式两挡变速箱的换挡控制方法的倒挡控制过程为：

倒挡时，止推轴承10将离合器摩擦片13和离合器压盘12不完全结合，使片式离合器处于滑摩状态，此时，输入轴1将逆时针转动，齿圈6和行星架9均将逆时针转动，但是其转速都低于输入轴1的逆时针转动速度，即齿圈6和行星架9均将以低于输入轴1的转速逆时针低速转动。

如图8，所示齿圈6将带动齿圈超越离合器内圈15逆时针低速转动，进而带动控制压盘16逆时针低速转动。

如图9所示，固连在输入轴1上的控制超越离合器内圈2逆时针转动，滚柱A24向楔形空间较小的一端移动，控制超越离合器内圈2和控制超越离合器外圈3发生锁止，此时控制超越离合器内圈2带动控制超越离合器外圈3同步逆时针转动，控制超越离合器外圈3带动控制摩擦片17同步逆时针转动，且转速和输入轴1逆时针转速相同。

此时，控制压盘16逆时针低速转动，转速低于控制摩擦片17的逆时针转动转速，二者发生相对滑动，会产生逆时针方向的摩擦扭矩，该摩擦扭矩会使控制压盘16逆时针转过一定的角度，并带动与之固连的齿圈超越离合器的保持架21逆时针转动一定的角度，保持架21将滚柱B22逆时针拨移到楔形空间大的一端，此时控制超越离合器内圈2和控制超越离合器外圈3不会发生锁止，输入轴1可以逆时针转动，输出轴11逆时针转动，车辆实现挂倒挡倒车。

如上所述，换挡控制机构用于控制倒挡过程，其中的控制超越离合器在车辆挂一挡和二挡时不会对其工作产生影响，具体如下：

如图4所示，一挡时，输入轴1顺时针旋转，齿圈6此时并不转动，所以与齿圈6固连的齿圈超越离合器内圈15不转动，即齿圈超越离合器的保持架21也不会转动，和保持架21固连的控制压盘16不会转动，由于摩擦力作用，控制摩擦片17也不会转动。如图5所示，控制超越离合器外圈3也不会转动，输入轴1顺时针转动时，固连在输入轴1上的控制超越离合器内圈2也顺时针转动，滚柱A24会向楔形空间较大的一端移动，输入轴1顺时针转动不会导致控制超越离合器锁止，即控制超越离合器不会对车辆挂一挡的正常工作产生影响。

如图6、图7所示，二挡时，输入轴1顺时针旋转时，根据前文所述齿圈6带动齿圈超越离合器内圈15顺时针转动，进而齿圈超越离合器的保持架21会带动控制压盘16顺时针转动，离合器压盘16带动控制摩擦片17顺时针转动，控制摩擦片17带动控制超越离合器外圈3顺时针转动，输入轴1顺时针转动时，固连在输入轴1上的控制超越离合器内圈2也顺时针转动，此时控制超越离合器内圈2与控制超越离合器外圈3的转速相同，控制超越离合器不会发生锁止，即控制超越离合器不会对车辆挂二挡的正常工作产生影响。

Claims (9)

1.一种行星排式两挡变速箱，由输入轴(1)、行星排、齿圈超越离合器、片式离合器以及输出轴(11)组成，所述行星排包括齿圈(6)、太阳轮(14)、行星架(9)、行星轮(7)以及换挡控制机构，其特征在于：

所述齿圈(6)通过轴承安装在输入轴(1)上，所述太阳轮(14)固连在输入轴(1)上，所述行星架(9)固连在输出轴(11)上，所述输出轴(11)空套在输入轴(1)上，相对于输入轴(1)自由转动；

所述齿圈(6)通过齿圈超越离合器安装在变速箱壳体(5)上；

所述片式离合器安装在齿圈(6)和行星架(9)之间的环形空间内；

所述换挡控制机构由控制超越离合器、控制压盘(16)、控制摩擦片(17)和波形弹簧(19)组成；

控制超越离合器内圈(2)固连在输入轴(1)上，所述预紧波形弹簧(19)安装在控制超越离合器外圈(3)端面的环形凹槽内，所述控制压盘(16)固定在齿圈超越离合器的滚柱控制机构的端面上，所述控制摩擦片(17)安装在控制压盘(16)和波形弹簧(19)之间，通过预紧波形弹簧(19)轴向预紧，并卡接在控制超越离合器外圈(3)端面的环形凹槽内随着超越离合器外圈(3)转动。

2.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述齿圈超越离合器包括齿圈超越离合器外圈(4)、齿圈超越离合器内圈(15)、滚柱控制机构、滚柱B(22)和预紧弹簧B(23)；

所述齿圈超越离合器外圈(4)内表面与齿圈超越离合器内圈(15)外表面形成楔形空间，滚柱B(22)均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧B(23)预紧在楔形空间内；

齿圈超越离合器外圈(4)和变速箱壳体(5)固连，齿圈超越离合器内圈(15)与齿圈(6)固连，齿圈超越离合器内圈(15)上套置滚柱控制机构，并拨动齿圈超越离合器外圈(4)与齿圈超越离合器内圈(15)之间楔形空间内的滚柱B(22)；

所述控制压盘(16)固定连接在滚柱控制机构的端面上。

3.如权利要求2所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述滚柱控制机构为保持架(21)，保持架(21)通过两端面之间的轴向立柱拨动齿圈超越离合器外圈(4)与齿圈超越离合器内圈(15)之间楔形空间内的滚柱B(22)；

所述控制压盘(16)通过螺丝(20)固定在保持架(21)的端面上。

4.如权利要求2所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述滚柱控制机构为滚柱拨叉架(26)，所述滚柱拨叉架(26)通过其端面分布的轴向拨叉拨动齿圈超越离合器外圈(4)与齿圈超越离合器内圈(15)之间楔形空间内的滚柱B(22)；

所述控制压盘(16)与滚柱拨叉架(26)之间通过其圆周上的凸起与凹槽卡接固定。

5.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述控制超越离合器包括控制超越离合器外圈(3)、控制超越离合器内圈(2)、滚柱A(24)和预紧弹簧A(25)；

所述控制超越离合器外圈(3)内表面与控制超越离合器内圈(2)外表面形成楔形空间，滚柱A(24)均匀分布在楔形空间里，并通过预紧弹簧A(25)将滚柱A(24)预紧在楔形空间内。

6.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述片式离合器由推力轴承(10)、离合器压盘(12)和离合器摩擦片(13)组成；

所述离合器摩擦片(13)固连在行星架(9)上，离合器压盘(12)固连在齿圈(6)上，推力轴承(10)安装在输出轴(11)上，并推动离合器摩擦片(13)，控制离合器摩擦片(13)与离合器压盘(12)的结合和分离。

7.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述片式离合器为干式离合器或湿式离合器。

8.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述片式离合器为单片离合器或多片离合器。

9.如权利要求1所述一种行星排式两挡变速箱，其特征在于：

所述片式离合器为常开离合器或常闭离合器。