CN207393864U - 一种新型齿轮变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型齿轮变速箱，涉及变速器技术领域，解决了现有技术变速操作繁琐，变速箱结构复杂的问题，本实用新型包括：箱体、输入轴、输出轴，输入轴上设置均可轴向滑动的主动轮与拨叉换挡机构，输出轴上设置多个从动轮，主动轮可在拨叉换挡机构的推动下在输入轴上滑动来选择与任一从动轮啮合，以实现调整传动比；本实用新型结构简单、操作简便、运行可靠，在变速器领域有广阔的应用前景。

Description

一种新型齿轮变速箱

技术领域

本实用新型涉及变速器技术领域，更具体的是涉及一种新型齿轮变速箱。

背景技术

变速箱是现代汽车上不可缺少的重要部件之一，其变速性能决定了汽车的动力性能。

现有技术中多采用的是带摩擦式离合器的手动变速箱与带液力变矩器的自动变速箱，这两种变速箱都可以通过调整变速箱传动比在相同的电机转速下改变车速；但是手动变速箱中的手动摩擦式离合器操作繁琐、易磨损；自动液压离合器虽然可以自动控制行车时的换挡操作，但是液力变矩器的传动效率低、反应较慢，液力变矩器中变速油油温容易过高，导致传动效率进一步降低，自动变速箱整体结构复杂、维修成本高，增加车辆耗油量；并且这两种离合器都使的变速系统的结构变得更为复杂，操作更为繁琐并增加车身重量，给电机增加不必要的负荷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述现有变速系统结构复杂、操作繁琐、效率低、成本高等技术问题，本实用新型提出一种新型齿轮变速箱。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型齿轮变速箱，包括箱体以及均设置在箱体中的输入轴与输出轴，其特征在于：输入轴上沿轴向设置有滑键，输入轴还设置有可沿滑键轴向滑动的主动轮机构，主动轮机构上设置有拨叉换挡机构，拨叉换挡机构连接换挡杆；所述的输出轴上设置有均能与主动轮机构啮合的倒挡机构与多个前进挡机构，倒挡机构与多个前进挡机构均包括锥齿轮，倒挡机构与多个前进挡机构中的锥形轮顶锥母线在同一直线上，主动轮机构与多个前进挡机构中均包括单向轴承。

进一步地，所述的主动轮机构包括单向轴承d与主动齿轮，单向轴承d设置在输入轴上，单向轴承d可沿滑键轴向滑动，主动齿轮与拨叉换挡机构并列套设在单向轴承d上。

进一步地，所述多个前进挡机构包括一挡机构、二挡机构、三挡机构，所述的一挡机构包括单向轴承a与从动锥形轮a，所述的二挡机构包括单向轴承b与从动锥形轮b，所述的三挡机构包括单向轴承c与从动锥形轮c，单向轴承a、单向轴承b、单向轴承c均设置在输出轴上，从动锥形轮a、从动锥形轮b、从动锥形轮c分别套设在单向轴承a、单向轴承b、单向轴承c上。

进一步地，所述倒挡机构包括环形锥形轮、行星轮、行星轮架、太阳轮，行星轮设置在行星轮架上，行星轮架与太阳轮均设置在输出轴上，行星轮同时与环形锥形轮内圈、太阳轮啮合。

进一步地，环形锥形轮外圈齿数大于主动齿轮。

进一步地，还包括电子控制系统，所述的电子控制系统输入传感器连接车辆发动机、油门、刹车系统，电子控制系统输出信号端连接拨叉换挡机构。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.主动轮机构通过轴向滑动来选择与不同的前进挡机构直接啮合，实现利用不同传动比来进行变速，加装单向轴承在此起到了超越离合器的作用，在手动换挡时单向轴承利用主、从动件间的速度变化实现主动轮与输入轴、从动轮与输出轴的自动分离，相比与传统手动变速箱，本新型变速箱由输入轴直接驱动输出轴，主动轮可以直接与各从动轮啮合，换挡时啮合平滑，省去了不必要的中间轴与同步器，更不不需要手动操作离合器，车辆换挡时的操作更加简便、变速箱的结构更加简单，同时减轻了变速箱重量，减小了电机不必要的负荷，动力耗损减小，变速箱传动效率增大。

2.拨叉换挡机构与主动轮机构通过单向轴承连接在输入轴上，使手动操作换挡杆推动拨叉换挡机构进行换挡时，拨叉换挡机构与主动轮机构同步运动，减少中间的响应时间，增加换挡的效率。

3.在输出轴上设置三个齿数与齿轮半径不同的前进挡机构，使变速箱能获得三个不同的传动比，增大车辆速度的可变范围，增加车辆机动性，并且在不同的路况上采用不同的变速比能够起到省油(省电)的效果。

4.利用行星轮系来改变输出轴的转向实现车辆的倒车功能，行星轮系具有结构紧凑、传动可靠的优点。

5.大传动比能够使车辆倒车速度减慢，保证倒车时的安全。

6.自动变速采用电子控制系统在行车时根据发动机(电机)转速、驾驶人员对油门与刹车系统的操作等工况信息来判断是否需要换挡，从而控制拨叉换挡机构自动调整变速箱挡位，进一步省略了换挡时手动操作挡杆这一步骤，实现行车时的换挡、变速全自动控制，使驾驶人员对于车辆的控制更加简单。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是齿轮变速箱结构示意图；

图2是倒挡机构结构示意图；

图3是电子控制系统工作流程图；

附图标记：1-箱体，2-输入轴，3-倒挡机构，3-1-环形锥形轮，3-2-行星轮，3-3-行星架，3-4-太阳轮，4-输出轴，5-一挡机构，5-1-单向轴承a，5-2-从动锥形轮a，6-二挡机构，6-1-单向轴承b，6-2从动锥形轮b，7-三挡机构，7-1-单向轴承c，7-2-从动锥形轮c，8-滑键，9-拨叉换挡机构，10-主动轮机构，10-1-单向轴承d，10-2-主动齿轮。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1、图2、图3对本实用新型作详细说明。

实施例1

一种新型齿轮变速箱，包括箱体1以及均设置在箱体中的输入轴2与输出轴4，其特征在于：输入轴2上沿轴向设置有滑键8，输入轴2还设置有可沿滑键8轴向滑动的主动轮机构10，主动轮机构10上设置有拨叉换挡机构9，拨叉换挡机构9连接换挡杆；所述的输出轴4上设置有均能与主动轮机构10啮合的倒挡机构3与多个前进挡机构，倒挡机构3与多个前进挡机构均包括锥齿轮，倒挡机构3与多个前进挡机构中的锥形轮顶锥母线在同一直线上，主动轮机构10与多个前进挡机构中均包括单向轴承。

工作原理：如图1所示，此时主动齿轮10-2位于三挡机构7，主动齿轮10-2与从动锥形轮c7-2啮合，当需要变速时，手动操作挡杆换至二挡机构6，使拔叉换挡机构9带动主动齿轮10-2在输入轴2上滑动，主动齿轮10-2先与从动锥形轮c7-2脱离，再与二挡机构6中的从动锥形轮b啮合；在此过程中，当主动齿轮10-2与从动锥形轮c7-2脱离的一瞬间，主动齿轮10-2与输入轴2的相对速度发生变化，单向轴承d即超越离合器外圈与内圈分离，从而使主动齿轮10-2与输入轴2分离，同时输出轴4与从动锥形轮b6-2与的相对速度也发生变化，单向轴承b即超越离合器外圈与内圈分离，从而使输出轴4与从动锥形轮b6-2分离；此时主动齿轮10-2与从动锥形轮b6-2相对静止，两者啮合更为平滑。

主动轮机构通过轴向滑动来选择与不同的前进挡机构直接啮合，实现利用不同传动比来进行变速，加装单向轴承在此起到了超越离合器的作用，在手动换挡时单向轴承利用主、从动件间的速度变化实现主动轮与输入轴、从动轮与输出轴的自动分离，相比与传统手动变速箱，本新型变速箱由输入轴直接驱动输出轴，主动轮可以直接与各从动轮啮合，换挡时啮合平滑，省去了不必要的中间轴与同步器，更不不需要手动操作离合器，车辆换挡时的操作更加简便、变速箱的结构更加简单，同时减轻了变速箱重量，减小了发动机(电机)不必要的负荷，动力耗损减小，变速箱传动效率增大。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行改进：

主动轮机构10包括单向轴承d10-1与主动齿轮10-2，单向轴承d10-1设置在输入轴2上，单向轴承d10-1可沿滑键8轴向滑动，主动齿轮10-2与拨叉换挡机构9并列套设在单向轴承d10-1上。

以上改进优点在于：拨叉换挡机构与主动轮机构通过单向轴承连接在输入轴上，使手动操作换挡杆推动拨叉换挡机构进行换挡时，拨叉换挡机构与主动轮机构同步运动，减少中间的响应时间，增加换挡的效率。

实施例3

本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：

多个前进挡机构包括一挡机构5、二挡机构6、三挡机构7，所述的一挡机构5包括单向轴承a5-1与从动锥形轮a5-2，所述的二挡机构6包括单向轴承b6-1与从动锥形轮b6-2，所述的三挡机构7包括单向轴承c7-1与从动锥形轮c7-2，单向轴承a5-1、单向轴承b6-1、单向轴承c7-1均设置在输出轴4上，从动锥形轮a5-2、从动锥形轮b6-2、从动锥形轮c7-2分别套设在单向轴承a5-1、单向轴承b6-1、单向轴承c7-1上。

以上改进优点在于：在输出轴上设置三个齿数与齿轮半径不同的前进挡机构，使变速箱能获得三个不同的传动比，增大车辆速度的可变范围，增加车辆机动性，并且在不同的路况上采用不同的变速比能够起到省油(省电)的效果。

实施例4

本实施例是在上述实施例的基础上进行改进：

倒挡机构3包括环形锥形轮3-1、行星轮3-2、行星轮架3-3、太阳轮3-4，行星轮3-2设置在行星轮架3-3上，行星轮架3-3与太阳轮3-4均设置在输出轴5上，行星轮3-2同时与环形锥形轮3-1内圈、太阳轮3-4啮合。

工作原理：当车辆需要倒车时，在车辆停止后，手动操作挡杆换至倒挡机构3，主动齿轮10-2与环形锥形轮3-1外圈啮合，并且主动齿轮10-2在输入轴2的带动下驱动3-1-环形锥形轮转动，3-1-环形锥形轮通过内圈带通行星轮3-2，行星轮3-2带动太阳轮3-4，太阳轮3-4带动输出轴4，此时输入轴2与输出轴4转动方向相反,实现车辆倒车。

以上改进的优点在于：利用行星轮系来改变输出轴的转向实现车辆的倒车功能，行星轮系具有结构紧凑、传动可靠的优点。

实施例5

本实施例是在上述实施例的基础上进行改进：

环形锥形轮3-1外圈齿数大于主动齿轮10-2。

以上改进的优点在于：主动轮齿数、半径小于从动轮，传动比较大，较大的传动比能够使车辆倒车速度减慢，保证倒车时的安全。

实施例6

本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：

还包括电子控制系统，所述的电子控制系统输入传感器连接车辆发动机、油门、刹车系统，电子控制系统输出信号端连接拨叉换挡机构。

工作原理：如图3电子控制系统工作流程图所示，输入端实时收集电机转速、扭矩以及驾驶人员对油门、刹车的操作等车辆运行工况等信息，将信息汇总到电子控制系统进行分析，判断是否需要换挡；当判断不需要换挡时，电子控制系统不做任何操作，直接结束换挡流程；当判断需要换挡时，电子控制系统通过输出端控制拨叉换挡机构滑动进行摘挡，同时实时监测是否摘挡成功，若摘挡不成功，则重复摘挡步骤，若摘挡成功，则控制拨叉换挡机构滑动进行下一步换挡步骤，并实时监测是否换挡成功，若换挡不成功，则重复进行换挡步骤，若换挡成功，则结束换挡流程。

以上改进的优点在于：自动变速采用电子控制系统在行车时根据电机转速、驾驶人员对油门与刹车系统的操作等工况信息来判断是否需要换挡，从而控制拨叉换挡机构自动调整变速箱挡位，进一步省略了换挡时手动操作挡杆这一步骤，实现行车时的换挡、变速全自动控制，使驾驶人员对于车辆的控制更加简单。

实施例7

本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：

三个齿轮前进挡机构用一个圆锥摩擦轮代替，主动齿轮10-2用圆柱摩擦轮代替，环形锥形轮3-1外圈齿轮用摩擦轮代替。

以上改进的优点在于：用摩擦传动代替齿轮传动，主动摩擦轮在输入轴上自由滑动来与从动摩擦轮任意位置接触，获得一定范围内的任意变速比，实现无级变速功能，进一步消除换挡时的挫顿感，增大车辆变速范围，增强车辆机动性。

Claims (6)

1.一种新型齿轮变速箱，包括箱体(1)以及均设置在箱体中的输入轴(2)与输出轴(4)，其特征在于：输入轴(2)上沿轴向设置有滑键(8)，输入轴(2)还设置有可沿滑键(8)轴向滑动的主动轮机构(10)，主动轮机构(10)上设置有拨叉换挡机构(9)，拨叉换挡机构(9)连接换挡杆；所述的输出轴(4)上设置有均能与主动轮机构(10)啮合的倒挡机构(3)与多个前进挡机构，倒挡机构(3)与多个前进挡机构均包括锥齿轮，倒挡机构(3)与多个前进挡机构中的锥形轮顶锥母线在同一直线上，主动轮机构(10)与多个前进挡机构中均包括单向轴承。

2.根据权利要求1所述的新型齿轮变速箱，其特征在于：所述的主动轮机构(10)包括单向轴承d(10-1)与主动齿轮(10-2)，单向轴承d(10-1)设置在输入轴(2)上，单向轴承d(10-1)可沿滑键(8)轴向滑动，主动齿轮(10-2)与拨叉换挡机构(9)并列套设在单向轴承d(10-1)上。

3.根据权利要求1或2所述的新型齿轮变速箱，其特征在于：所述多个前进挡机构包括一挡机构(5)、二挡机构(6)、三挡机构(7)，所述的一挡机构(5)包括单向轴承a(5-1)与从动锥形轮a(5-2)，所述的二挡机构(6)包括单向轴承b(6-1)与从动锥形轮b(6-2)，所述的三挡机构(7)包括单向轴承c(7-1)与从动锥形轮c(7-2)，单向轴承a(5-1)、单向轴承b(6-1)、单向轴承c(7-1)均设置在输出轴(4)上，从动锥形轮a(5-2)、从动锥形轮b(6-2)、从动锥形轮c(7-2)分别套设在单向轴承a(5-1)、单向轴承b(6-1)、单向轴承c(7-1)上。

4.根据权利要求3所述的新型齿轮变速箱，其特征在于：所述倒挡机构(3)包括环形锥形轮(3-1)、行星轮(3-2)、行星轮架(3-3)、太阳轮(3-4)，行星轮(3-2)设置在行星轮架(3-3)上，行星轮架(3-3)与太阳轮(3-4)均设置在输出轴(4)上，行星轮(3-2)同时与环形锥形轮(3-1)内圈、太阳轮(3-4)啮合。

5.根据权利要求4所述的新型齿轮变速箱，其特征在于：环形锥形轮(3-1)外圈齿数大于主动齿轮(10-2)。

6.根据权利要求1所述的新型齿轮变速箱，其特征在于：还包括电子控制系统，所述的电子控制系统输入传感器连接车辆发动机、油门、刹车系统，电子控制系统输出信号端连接拨叉换挡机构(9)。