CN208331228U - 自动减速器及汽车动力总成、电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动减速器及汽车动力总成、电动汽车。该自动减速器包括壳体、输入轴、中间轴及换挡机构。输入轴可转动地套设有一挡主动齿轮及二挡主动齿轮，中间轴套设有与中间轴同步转动的一挡从动齿轮及二挡从动齿轮。换挡机构的换挡电机带动丝杆旋转可驱动螺纹套平移，从而带动换挡臂摆动。换挡臂利用杠杆原理，带动同步器移动。当同步器与分别与一挡主动齿轮及二挡主动齿轮卡持时，则分别由一挡主动齿轮及二挡主动齿轮带动中间轴转动，从而实现挡位切换。而由换挡电机与丝杆副结构配合的换挡方式响应迅速。而且，换挡过程中输入轴与中间轴始终保持传动连接，不会出现动力中断。因此，上述自动减速器换挡过程更平顺。

Description

自动减速器及汽车动力总成、电动汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种自动减速器及汽车动力总成、电动汽车。

背景技术

电动汽车与传统汽车一样，需要设置减速器将电动机产生的动力传输至驱动轮。而且，根据各种不同的工况，如爬坡、平路行驶对动力输出的不同需求，需要在动力输出时提供不同的扭矩。因此，电动汽车的减速器一般也需提供多个挡位进行切换。

目前，电动汽车的减速器主要是借鉴传统汽车的变速箱原理。同步器通过与离合器配合实现挡位切换，故换挡过程中会出现动力中断。而由于电动汽车动力输出的特殊性，动力中断会导致在换挡过程中会出现顿挫等现象。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有减速器容易导致换挡顿挫的问题，提供一种换挡平顺的自动减速器及汽车动力总成、电动汽车。

自动减速器，包括：

壳体；

输入轴，可转动地穿设于所述壳体；

一挡主动齿轮及二挡主动齿轮，可转动地套设于所述输入轴；

中间轴，可转动地穿设于所述壳体并与所述输入轴平行且间隔设置，所述中间轴的一端套设有与所述中间轴同步转动的输出齿轮；

一挡从动齿轮及二挡从动齿轮，套设于所述中间轴上并与所述中间轴同步转动，所述一挡从动齿轮及所述二挡从动齿轮分别与所述一挡主动齿轮及所述二挡主动齿轮啮合；及

换挡机构，包括：

丝杆，可转动地穿设于所述壳体，且所述丝杆上套设有螺纹套，所述丝杆与所述输入轴及所述中间轴平行且间隔设置；

同步器，套设于所述输入轴且沿所述输入轴可滑动，且所述同步器可滑动至分别与所述一挡主动齿轮及所述二挡主动齿轮卡持，以使所述一挡主动齿轮及所述二挡主动齿轮与所述输入轴同步转动；

换挡臂，两端分别与所述螺纹套及所述同步器传动连接，以驱动所述同步器沿所述输入轴滑动，

换挡电机，固定于所述壳体并与所述丝杆传动连接。

在一个实施例中，所述壳体包括前壳及后壳，且所述前壳与所述后壳可拆卸地连接。

在一个实施例中，所述输入轴、所述中间轴及所述丝杆均通过轴承安装于所述壳体。

在一个实施例中，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮之间的传动比大于所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮之间的传动比。

在一个实施例中，还包括收容于所述壳体内的差速器，所述差速器包括差速器齿轮及两个输出半轴，所述差速器齿轮与所述输出齿轮啮合，所述两个输出半轴分别可转动地穿设于所述壳体相对的两侧。

一种汽车动力总成，包括：

电动机；及

如上述任一实施例中所述的自动减速器，且所述电动机的转轴与所述输入轴传动连接。

在一个实施例中，所述电动机的转轴与所述输入轴一体成型。

一种电动汽车，包括：

车架；

如上述任一实施例中所述的汽车动力总成，所述汽车动力总成固定于所述车架上。

上述自动减速器及汽车动力总成、电动汽车，换挡电机带动丝杆旋转可驱动螺纹套平移，从而带动换挡臂摆动。换挡臂利用杠杆原理，带动同步器移动。当同步器分别与一挡主动齿轮及二挡主动齿轮卡持时，则分别由一挡从动齿轮及二挡从动齿轮带动中间轴转动，从而实现挡位切换。而由换挡电机与丝杆副结构配合的换挡方式响应迅速。而且，换挡过程中输入轴与中间轴始终保持传动连接，不会出现动力中断。因此，上述自动减速器及汽车动力总成、电动汽车换挡过程更平顺。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中汽车动力总成的原理简化示意图；

图2为图1所示汽车动力总成中换挡机构的结构示意图；

图3为另一个实施例中汽车动力总成的原理简化示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供了一种汽车动力总成及自动减速器。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的汽车动力总成10包括电动机101 及自动减速器100。其中，自动减速器100包括壳体110、输入轴120、中间轴 130、换挡机构140及差速器150。

壳体110由金属材料压铸成型，具有重量比较轻、承载能力强的特征，主要起承载作用。具体在本实施例中，壳体110包括前壳(图未示)及后壳(图未示)，且后壳与前壳可拆卸地连接。其中，可通过在前壳及后壳的边缘开设螺孔，且利用螺栓与螺孔配合，以使前壳与后壳实现可拆卸地连接。

此外，前壳的内壁可设置定位轴，后壳的内壁还可设置定位环。定位轴与定位环配合可起到定位前壳与后壳的作用，从而有利于在进行合箱操作提升效率。

输入轴120一般由高强度的金属材料制成，例如由钢、合金制成。输入轴 120可转动地穿设于壳体110。具体在本实施例中，输入轴120通过轴承(图未示)安装于壳体110上。其中，轴承与壳体110过渡配合，而输入轴120与轴承过盈配合。在汽车动力总成10中，输入轴120用于与电动机101的转轴传动连接，从而将电动机101的动力引入自动减速器100中。

具体在本实施例中，输入轴120与电动机101的转轴一体成型。也就是说，电动机101的转轴即为自动减速器100的输入轴120，故有利于简化汽车动力总成10的结构，并提升传动的可靠性。

请参阅图3，在另一个实施例中，输入轴120与电动机101的转轴通过联轴器(图未示)连接。此时，便于将电动机101与自动减速器100实现分离，从而便于汽车动力总成10的维护。

进一步的，请再次参阅图1，输入轴120设置有一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123。一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123可转动地套设于输入轴120。

中间轴130与输入轴120的材质相同。而且，中间轴130可转动地穿设于壳体110并与输入轴120平行且间隔设置。具体在本实施例中，中间轴130通过轴承(图未示)安装于壳体110上。

进一步的，中间轴130上设置有一挡从动齿轮131及二挡从动齿轮133。其中，一挡从动齿轮131及二挡从动齿轮133套设于中间轴130上并与中间轴同步转动。具体地，一挡从动齿轮131及二挡从动齿轮133可通过花键与中间轴 130啮合等方式实现固定连接，故两者与中间轴130同步转动。且一挡从动齿轮 131及二挡从动齿轮133分别与一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123啮合。因此，一挡从动齿轮131及二挡从动齿轮133可在一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123的带动下在中间轴130上转动。

此外，中间轴130的一端套设有与中间轴130同步转动的输出齿轮135。输出齿轮135可采用花键键合等方式与中间轴130固定连接，故输出齿轮135与中间轴130同步转动。输出齿轮135用于与差速器等其他元件的输入端啮合，从而实现动力的进一步传递。

在本实施例中，一挡主动齿轮121、二挡主动齿轮123、一挡从动齿轮131、二挡从动齿轮133及输出齿轮135均为斜齿轮。斜齿轮具有重合度高、传动稳定、噪音低，故能有效提升自动减速器100的性能。

请一并参阅图2，换挡机构140包括丝杆141、同步器143、换挡臂145及换挡电机147。

丝杆141可转动地穿设于壳体110，且丝杆141上套设有螺纹套1412。具体在本实施例中，丝杆141通过轴承(图未示)安装于壳体110。其中，丝杆 141及螺纹套1412组成典型的丝杆副结构，故丝杆141转动可转化成螺纹套1412 的直线运动。进一步地，丝杆141与输入轴120及中间轴130平行且间隔设置。

换挡电机147固定于壳体110并与丝杆141传动连接。具体地，换挡电机 147可带动丝杆141正转或反转，从而可驱动螺纹套1412做往复运动。

同步器143套设于输入轴120且沿输入轴120可滑动。同步器143与传统汽车变速箱中的同步器功能相同。同步器143可滑动至分别与一挡主动齿轮121 及二挡主动齿轮123卡持，以使一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123与输入轴120同步转动。

具体的，当同步器143与一挡主动齿轮121卡持时，一挡主动齿轮121与输入轴120同步转动，故可驱动一挡从动齿轮131旋转。此时，动力沿输入轴 120到一挡主动齿轮121到一挡从动齿轮131到中间轴130的路径传递。当同步器143与二挡主动齿轮123卡持时，二挡主动齿轮123与输入轴120同步转动，故可驱动二挡从动齿轮133旋转。此时，动力沿输入轴120到二挡主动齿轮123 到二挡从动齿轮133到中间轴130的路径传递。

换挡臂145由强度较高的材料成型。而且，换挡臂145两端分别与螺纹套 1412及同步器143传动连接，以驱动同步器143沿输入轴120滑动。需要换挡时，换挡电机147驱动丝杆141正转或反转，螺纹套1412运动并带动换挡臂145 摆动。进一步地，摆动的换挡臂145可驱使同步器143滑动，使其与一挡主动齿轮121或二挡主动齿轮123卡持，从而实现挡位切换。

在本实施例中，一挡从动齿轮131与一挡主动齿轮121之间的传动比大于二挡从动齿轮133与二挡主动齿轮123之间的传动比。因此，在爬坡等需要大扭矩的工况下则可切换至二挡，而在平路行驶需要高转速的工况下则可切换至一挡。

进一步地，具体在本实施例中，一挡从动齿轮131与一挡主动齿轮121之间的传动比为10，二挡从动齿轮133与二挡主动齿轮123之间的传动比为4.5。

在一个实施例中，自动减速器100还包括变速器控制单元(TCU)及与变速器控制单元电连接的车速传感器，变速器控制单元与换挡电机147的控制电路电连接，用于控制换挡电机147的停机、正转及反转。具体地，当车速传感器检测到车速增大至一预设值时，变速器控制单元控制换挡电机147正转或反转，从而实现从低速挡换挡至高速挡；当车速传感器检测到车速减小至另一预设值时，变速器控制单元控制换挡电机147反转或正转，从而实现从高速挡换挡至低速挡。如此，变速器控制单元根据车速的变化来控制自动减速器100换挡，减少了换挡阶段的人为操作，从而提高了换挡效率。

差速器150收容于壳体110内，差速器150包括差速器齿轮151及两个输出半轴153。差速器齿轮151与输出齿轮135啮合，两个输出半轴153分别可转动地穿设于壳体110相对的两侧。

因此，动力可经中间轴130传递至差速器150。而且，经过差速器150处理后，从两个输出半轴153可输出不同的转速。也就是说，上述自动减速器100 集成了变速及差速两种功能。

此外，本实用新型还提供一种电动汽车。该电动汽车包括车架(图未示) 及汽车动力总成10。

车架为电动汽车的支撑结构，一般由铝合金或碳纤维等高强度材料成型。汽车动力总成10固定于车架上。

上述自动减速器100及汽车动力总成10、电动汽车，换挡电机147带动丝杆141旋转可驱动螺纹套1412平移，从而带动换挡臂145摆动。换挡臂145利用杠杆原理，带动同步器143移动。当同步器143分别与一挡主动齿轮121及二挡主动齿轮123卡持时，则分别由一挡从动齿轮131及二挡从动齿轮133带动中间轴130转动，从而实现挡位切换。而由换挡电机147与丝杆141副结构配合的换挡方式响应迅速。而且，换挡过程中输入轴120与中间轴130始终保持传动连接，不会出现动力中断。因此，上述自动减速器100及汽车动力总成 10、电动汽车换挡过程更平顺。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.自动减速器，其特征在于，包括：

壳体；

输入轴，可转动地穿设于所述壳体；

一挡主动齿轮及二挡主动齿轮，可转动地套设于所述输入轴；

中间轴，可转动地穿设于所述壳体并与所述输入轴平行且间隔设置，所述中间轴的一端套设有与所述中间轴同步转动的输出齿轮；

一挡从动齿轮及二挡从动齿轮，套设于所述中间轴上并与所述中间轴同步转动，所述一挡从动齿轮及所述二挡从动齿轮分别与所述一挡主动齿轮及所述二挡主动齿轮啮合；及

换挡机构，包括：

丝杆，可转动地穿设于所述壳体，且所述丝杆上套设有螺纹套，所述丝杆与所述输入轴及所述中间轴平行且间隔设置；

同步器，套设于所述输入轴且沿所述输入轴可滑动，且所述同步器可滑动至分别与所述一挡主动齿轮及所述二挡主动齿轮卡持，以使所述一挡主动齿轮或所述二挡主动齿轮与所述输入轴同步转动；

换挡臂，两端分别与所述螺纹套及所述同步器传动连接，以驱动所述同步器沿所述输入轴滑动，

换挡电机，固定于所述壳体并与所述丝杆传动连接。

2.根据权利要求1所述的自动减速器，其特征在于，所述壳体包括前壳及后壳，且所述前壳与所述后壳可拆卸地连接。

3.根据权利要求1所述的自动减速器，其特征在于，所述输入轴、所述中间轴及所述丝杆均通过轴承安装于所述壳体。

4.根据权利要求1所述的自动减速器，其特征在于，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮之间的传动比大于所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮之间的传动比。

5.根据权利要求1所述的自动减速器，其特征在于，还包括收容于所述壳体内的差速器，所述差速器包括差速器齿轮及两个输出半轴，所述差速器齿轮与所述输出齿轮啮合，所述两个输出半轴分别可转动地穿设于所述壳体相对的两侧。

6.一种汽车动力总成，其特征在于，包括：

电动机；及

如上述权利要求1至5任一项所述的自动减速器，且所述电动机的转轴与所述输入轴传动连接。

7.根据权利要求6所述的汽车动力总成，其特征在于，所述电动机的转轴与所述输入轴一体成型。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括：

车架；

如上述权利要求6至7任一项所述的汽车动力总成，所述汽车动力总成固定于所述车架上。