CN209524047U - 电动车多挡变速箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及变速箱技术领域，具体涉及一种电动车多挡变速箱,包括变速箱体、动力输入轴以及换挡输出轴一、换挡输出轴二；换挡输出轴一上套装有定齿轮，换挡输出轴二上套装有环齿轮，环齿轮的外环壁设置有外环齿、内环壁设置有内环齿，换挡输出轴二内设置有中心空腔、且沿环形均匀分布有与中心空腔贯通的齿块卡槽，齿块卡槽的槽口被环齿轮的内壁封堵，齿块卡槽中设置有可沿轴径向向外移动的径移挂挡齿块，中心空腔内设置有可沿轴轴向移动的轴移换挡滑块，所述轴移换挡滑块移动至径移挂挡齿块处可将该径移挂挡齿块向外顶出并且使径移挂挡齿块外缘的挂挡齿与环齿轮的内环齿啮合实现传动,该变速箱能实现多级减速，减小爬坡时的动力消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及变速箱技术领域，具体涉及一种电动车多挡变速箱。
背景技术
电动车没有挡位，几乎成为人们的普遍认知。由于电动机拥有宽泛的转速区间，只需要对输入的电流进行调整，便可以完成对其动力输出的控制，从而实现车辆的加速或减速，并可以适应几乎所有的驾驶条件。因此在传动方面，目前绝大部分的电动车只需要配备一台单级减速器便可通过半轴完成从电动机到车轮的动力传递，而且取得了不错的效果。
不过，尽管目前的电动车使用单级减速器便可以正常行驶，但单级减速器依然存在着不足。在车辆高速行驶时，电动机需要保持极高的转速，对噪音控制和续航里程方面都不利；如果使用多级减速器，增加速比范围、并可以根据不同工况进行速比的改变，就可以在车辆起步时拥有更好的加速水平，并且在高速时降低电动机的转速，从而降低噪音和电能的消耗。
因此，在电池技术没有出现革命性突破的时候，多挡位减速器的确对于电动车的性能和经济性有着积极的作用。
发明内容
针对电动车减速器存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种电动车多挡变速箱。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种电动车多挡变速箱，包括变速箱体、动力输入轴和动力输出轴，以及离合器；在变速箱体内平行安装有换挡输出轴一和换挡输出轴二, 换挡输出轴一上套装有直径依次增大或减小的定齿轮, 换挡输出轴二上套装有直径依次增大或减小的环齿轮，位于换挡输出轴一外侧套装的直径依次增大或减小的定齿轮与换挡输出轴二外侧套装的直径依次减小或增大的环齿轮对应啮合形成变速齿轮对；换挡输出轴一的一端通过离合器与所述动力输入轴传动连接；换挡输出轴二的一端通过输出齿轮与动力输出轴传动连接；
所述环齿轮的外环壁设置有外环齿、内环壁设置有内环齿；所述换挡输出轴二内设置有中心空腔、换挡输出轴二上安装有环齿轮的位置处沿环形均匀开有齿块卡槽，所述齿块卡槽的槽口被环齿轮的内环齿封堵、槽底与中心空腔贯通，齿块卡槽内壁设置有限位台阶，所述限位台阶处卡装有径移挂挡齿块，所述径移挂挡齿块的内端面伸出槽底，径移挂挡齿块的外端面设置有能够与环齿轮的内环齿相互啮合的挂挡齿；所述中心空腔内设置有可沿轴轴向移动的换挡轴承滑块，所述轴移换挡滑块移动至径移挂挡齿块处可将该径移挂挡齿块向外顶出并且使径移挂挡齿块外端面的挂挡齿与环齿轮的内环齿啮合实现传动。
上述的电动车多挡变速箱，所述定齿轮、环齿轮分别为三个，组成三个变速齿轮对。
上述的电动车多挡变速箱，所述内环齿设置于环齿轮内环壁的中心位置，支撑轴承对称安装于内环齿的左、右两侧，环齿轮通过支撑轴承套装于换挡输出轴二上。
上述的电动车多挡变速箱，所述齿块卡槽的槽底设置有与中心空腔贯通的中心孔，所述径移挂挡齿块包括凸缘和伸缩体，所述凸缘卡装于限位台阶处，挂挡齿设置于凸缘外端面，所述伸缩体设置于中心孔中，伸缩体的厚度为a，中心孔的深度为b，其中a>b。
上述的电动车多挡变速箱，所述伸缩体朝向中心空腔的端面为中心凸起的弧面。
上述的电动车多挡变速箱，所述齿块卡槽的槽壁上对称开有弹簧安装槽，弹簧安装槽中设置有连接柱，通过两个连接柱固定安装有回位弹簧，所述伸缩体上设置有退挡柱，回位弹簧的中部与退挡柱连接，所述回位弹簧能够提供将向外顶出的径移挂挡齿块向内回弹的弹力。
上述的电动车多挡变速箱，所述轴移换挡滑块上套装有滑动轴承，所述滑动轴承的外圈能够与径移挂挡齿块的伸缩体接触并将伸缩体向外顶出。
上述的电动车多挡变速箱，所述中心空腔中内设置有内轴承，内轴承中安装有内轴座，内轴座上沿轴向安装有螺杆、定位轴，螺杆、定位轴的外端分别伸出中心空腔并通过边轴座安装于变速箱体上，所述轴移换挡滑块共同套装于螺杆、定位轴上，所述变速箱体内设置有螺杆驱动电机，螺杆驱动电机的输出带轮通过皮带与螺杆端部的皮带轮传动连接。
上述的电动车多挡变速箱，所述离合器为多片式离合器，所述离合器包括与动力输入轴一体的离合器内壳、与换挡输出轴一一体的离合器外壳以及多组重叠交叉设置的摩擦片、压片，所述离合器外壳、离合器内壳之间形成环形腔体，所述摩擦片、压片套装于离合器内壳上并设置于环形腔体中，压片与离合器外壳连接，摩擦片与离合器内壳连接，所述离合器外壳中还设置有离合器推杆，离合器推杆与离合器电机传动连接，进而离合器电机驱动离合器推杆推动压紧压片、摩擦片实现传动。
本实用新型的有益效果：本实用新型的电动车多挡变速箱，采用有挡的变速系统，可以形成3个挡位，使电动车在平地和爬坡时合理调配动力输出，与现有技术相比，减小爬坡时的动力消耗，平地时充分利用电动机动力，达到节能环保的同时，降低使用成本。且变速器的轴向长度与目前的单级减速器相比增加不多，体积及重量完全可以满足布局需求。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为径移挂挡齿块与环齿轮啮合的上挡状态示意图；
图3为径移挂挡齿块与环齿轮分离的退挡状态示意图；
图4为换挡输出轴二与径移挂挡齿块的结构示意图；
图5为环齿轮的结构示意图；
图6为图5中沿A-A的剖视图；
图7为一挡状态的传动关系示意图；
图8为二挡状态的传动关系示意图；
图9为三挡状态的传动关系示意图；
图中：1-变速箱体，2-驱动电机，3-动力输入轴，4-换挡输出轴一，5-换挡输出轴二，6-离合器，61-离合器内壳，62-离合器外壳，63-摩擦片，64-压片，65-环形腔体，66-离合器推杆，67-离合器电机，7-输出齿轮，8-定齿轮，9-环齿轮，901--外环齿，902-内环齿，903-支撑轴承，10-中心空腔，11-齿块卡槽，1101-限位台阶，1102-中心孔，13-径移挂挡齿块，1301-凸缘，1302-伸缩体，1303-挂挡齿，15-弹簧安装槽，16-回位弹簧，17-定位柱，18-轴移换挡滑块，1801-滑动轴承，19-螺杆，1901-内轴座，1902-边轴座，1903-内轴承，20-定位轴，21-螺杆驱动电机，22-退挡柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：一种电动车多挡变速箱，如图1-9所示，包括变速箱体1、动力输入轴3，以及离合器；在变速箱体内平行安装有换挡输出轴一4和换挡输出轴二5，换挡输出轴一4上套装有直径依次增大或减小的定齿轮8, 换挡输出轴二5上套装有直径依次增大或减小的环齿轮9，位于换挡输出轴一4外侧套装的直径依次增大或减小的定齿轮8与换挡输出轴二6外侧套装的直径依次减小或增大的环齿轮9对应啮合形成变速齿轮对；动力输入轴3的外端与驱动装置连接，驱动装置为驱动电机2，动力输入轴3的另一端设置于变速箱1体内、并通过离合器6与换挡输出轴一4连接，换挡输出轴二5的末端通过输出齿轮7与动力输出轴传动连接，将经过换挡输出轴一4、换挡输出轴二5上的齿轮变速之后的动力向外输出；其中，离合器6为多片式离合器，离合器包括离合器内壳61、离合器外壳62以及多组重叠交叉设置的摩擦片63、压片64，离合器内壳61与动力输入轴3一体成型，离合器外壳62与换挡输出轴一4一体成型，并且离合器外壳、离合器内壳之间形成环形腔体65，摩擦片63、压片64相互交叉重叠套装于离合器内壳外的环形腔体65中，压片嵌套安装于离合器外壳上，摩擦片嵌套安装于离合器内壳上，离合器外壳中还安装有离合器推杆66，离合器推杆66与离合器电机67传动连接，进而离合器电机驱动离合器推杆66推动压紧压片和摩擦片，通过压片和摩擦片之间较大的摩擦力，实现摩擦片63与压片64同步传动，进而将动力输入轴的动力传递给换挡输出轴二5；
安装于换挡输出轴一4上的定齿轮8随换挡输出轴一转动，环齿轮9通过支撑轴承903安装于换挡输出轴二5上、不随换挡输出轴二5转动，环齿轮9的外环壁设置有外环齿901、内环壁设置有内环齿902，并且内环齿902设置于环齿轮内环壁的中心位置，支撑轴承903对称安装于内环齿902的左、右两侧；只有当环齿轮9的内环齿902与径移挂挡齿块13的挂挡齿1303咬合时，换挡输出轴二5上相应的环齿轮9才会转动；本实施例中，定齿轮8、环齿轮9分别为三个，位置对应的两个定齿轮8、环齿轮9分别组成变速齿轮对，共形成三对传动比不同的加速齿轮对和减速齿轮对；换挡输出轴二5内设置有中心空腔10，在中心空腔10上沿环形均匀分布有槽底与中心空腔6贯通的齿块卡槽11，齿块卡槽11分别对应位于每个环齿轮9的内侧，所以位于同一环齿轮内侧的四个齿块卡槽11的槽口共同被同一环齿轮9的内壁封堵，齿块卡槽11内壁设置有限位台阶1101，限位台阶1101处卡装有径移挂挡齿块13，齿块卡槽11的槽底设置有与中心空腔10贯通的中心孔1002，径移挂挡齿块13的内端面通过中心孔1002伸出槽底，保证其能够被向外顶出，其中，径移挂挡齿块13包括外端的凸缘1301和内端的伸缩体1302，凸缘1301与限位台阶1101呈直角面卡装，使限位台阶1101阻挡径移挂挡齿块13向中心空腔10移动，同时由于齿块卡槽11的槽口被环齿轮9的内壁封堵，保证了径移挂挡齿块13也不会从齿块卡槽11中脱落，凸缘1301的外端面设有挂挡齿1303，挂挡齿1303能够与内环齿902啮合，伸缩体1302设置于中心孔1102中，伸缩体1302的厚度为a，中心孔1102的深度为b，其中a>b，保证伸缩体1302的下端面穿过中心孔1102延伸至中心空腔10中，并且伸缩体1302朝向中心空腔的端面为中心凸起的弧面，便于轴移换挡滑块18轴向移动时能够顺利将径移挂挡齿块13顶出；齿块卡槽11的槽壁上对称开有弹簧安装槽15，弹簧安装槽中设置有定位柱17，通过两个定位柱17固定安装有回位弹簧16，伸缩体1302上设置有退挡柱22，回位弹簧16的中部与退挡柱15连接，当挂挡时，伸缩体1302向外顶出，退挡柱15带动回位弹簧16一起向外弯曲，回位弹簧16能够提供将向外顶出的径移挂挡齿块13向内回弹的弹力，当换挡后，原来被挂挡的径移挂挡齿块13能够被相应的回位弹簧16拉回至原来的位置（径移挂挡齿块13的挂挡齿与环齿轮9的内环齿分离的位置状态），并且此时回位弹簧回弹16呈直线状态，此时的回位弹簧16对径移挂挡齿块13没有弹力；本实施例中，中心空腔10内设置有内轴承1903，内轴承1903中安装有内轴座1901，内轴座1901上沿轴向安装有螺杆19和定位轴20，轴移换挡滑块18共同套装于螺杆19、定位轴20上，螺杆、定位轴的一端分别通过内轴座1901安装于换挡输出轴二5的内壁上、另一端通过边轴座1902安装于换挡输出轴二5的端部，并且螺杆19的端部安装皮带轮，并通过皮带与螺杆驱动电机21的动力输出端的输出带轮传动连接，螺杆驱动电机21带动螺杆19转动，轴移换挡滑块18沿螺杆、定位轴20移动，进而控制轴移换挡滑块18的在螺杆19上的位置，当轴移换挡滑块18移动至某径移挂挡齿块13处，可将该径移挂挡齿块13向外顶出并且使该径移挂挡齿块外缘的挂挡齿1303与环齿轮9内壁的内环齿902啮合，进而将该环齿轮9所对应的具有一定传动比的变速齿轮对实现啮合传动。
工作原理：
如图5所示，图中为一挡状态的传动关系，驱动电机2通电前，离合器6处于分离状态，轴移换挡滑块18处于一挡的位置，驱动电机2通电同时由离合器电机67驱动离合器结合，换挡输出轴一4转动，此时由轴移换挡滑块18顶出的径移挂挡齿块13与一挡环齿轮9的内环齿902啮合，一挡定齿轮8与一挡环齿轮9相互啮合，使得动力传递至换挡输出轴二5上的一挡环齿轮9，进而将动力传递给传动换挡输出轴二5，由换挡输出轴二末端的输出齿轮7实现动力的输出，驱动车辆前进。图6为二挡状态的传动关系，图7为三挡状态的传动关系，传动原理与一挡状态的传动原理一致，不再赘述。
Claims (9)
1.一种电动车多挡变速箱，包括变速箱体、动力输入轴和动力输出轴，以及离合器，其特征在于：在变速箱体内平行安装有换挡输出轴一和换挡输出轴二, 换挡输出轴一上套装有直径依次增大或减小的定齿轮, 换挡输出轴二上套装有直径依次增大或减小的环齿轮，位于换挡输出轴一外侧套装的直径依次增大或减小的定齿轮与换挡输出轴二外侧套装的直径依次减小或增大的环齿轮对应啮合形成变速齿轮对；换挡输出轴一的一端通过离合器与所述动力输入轴传动连接；换挡输出轴二的一端通过输出齿轮与动力输出轴传动连接；
所述环齿轮的外环壁设置有外环齿、内环壁设置有内环齿；所述换挡输出轴二内设置有中心空腔、换挡输出轴二上安装有环齿轮的位置处沿环形均匀开有齿块卡槽，所述齿块卡槽的槽口被环齿轮的内环齿封堵、槽底与中心空腔贯通，齿块卡槽内壁设置有限位台阶，所述限位台阶处卡装有径移挂挡齿块，所述径移挂挡齿块的内端面伸出槽底，径移挂挡齿块的外端面设置有能够与环齿轮的内环齿相互啮合的挂挡齿；所述中心空腔内设置有可沿轴轴向移动的换挡轴承滑块，所述轴移换挡滑块移动至径移挂挡齿块处可将该径移挂挡齿块向外顶出并且使径移挂挡齿块外端面的挂挡齿与环齿轮的内环齿啮合实现传动。
2.根据权利要求1所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述定齿轮、环齿轮分别为三个，组成三个变速齿轮对。
3.根据权利要求1所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述内环齿设置于环齿轮内环壁的中心位置，支撑轴承对称安装于内环齿的左、右两侧，环齿轮通过支撑轴承套装于换挡输出轴二上。
4.根据权利要求1所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述齿块卡槽的槽底设置有与中心空腔贯通的中心孔，所述径移挂挡齿块包括凸缘和伸缩体，所述凸缘卡装于限位台阶处，挂挡齿设置于凸缘外端面，所述伸缩体设置于中心孔中，伸缩体的厚度为a，中心孔的深度为b，其中a>b。
5.根据权利要求4所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述伸缩体朝向中心空腔的端面为中心凸起的弧面。
6.根据权利要求4所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述齿块卡槽的槽壁上对称开有弹簧安装槽，弹簧安装槽中设置有连接柱，通过两个连接柱固定安装有回位弹簧，所述伸缩体上设置有退挡柱，回位弹簧的中部与退挡柱连接，所述回位弹簧能够提供将向外顶出的径移挂挡齿块向内回弹的弹力。
7.根据权利要求4所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述轴移换挡滑块上套装有滑动轴承，所述滑动轴承的外圈能够与径移挂挡齿块的伸缩体接触并将伸缩体向外顶出。
8.根据权利要求1所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述中心空腔中内设置有内轴承，内轴承中安装有内轴座，内轴座上沿轴向安装有螺杆、定位轴，螺杆、定位轴的外端分别伸出中心空腔并通过边轴座安装于变速箱体上，所述轴移换挡滑块共同套装于螺杆、定位轴上，所述变速箱体内设置有螺杆驱动电机，螺杆驱动电机的输出带轮通过皮带与螺杆端部的皮带轮传动连接。
9.根据权利要求1所述的电动车多挡变速箱，其特征在于：所述离合器为多片式离合器，所述离合器包括与动力输入轴一体的离合器内壳、与换挡输出轴一一体的离合器外壳以及多组重叠交叉设置的摩擦片、压片，所述离合器外壳、离合器内壳之间形成环形腔体，所述摩擦片、压片套装于离合器内壳上并设置于环形腔体中，压片与离合器外壳连接，摩擦片与离合器内壳连接，所述离合器外壳中还设置有离合器推杆，离合器推杆与离合器电机传动连接，进而离合器电机驱动离合器推杆推动压紧压片、摩擦片实现传动。
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