CN210600140U - 一种换挡机构、动力系统和电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种换挡机构、动力系统和电动车，换挡机构应用于变速机构，换挡机构包括：换挡单元，换挡单元包括换挡电机、齿轮减速机构、换挡拨指、换挡拨叉轴以及与换挡拨叉轴连接的拨叉；换挡电机通过直齿轮减速机构与换挡拨指传动连接，用于驱动换挡拨指做周向摆动；换挡拨指与换挡拨叉轴连接，以带动换挡拨叉轴沿自身轴向往复运动；拨叉用于与变速机构的接合套连接，换挡过程中当接合套的内齿与变速机构的接合齿圈的外齿顶齿或打齿后，反作用力会通过齿轮减速机构传递至换挡电机，以使换挡电机反转并返回至空挡位置。换挡过程中，接合套和接合齿圈顶齿或者打齿后，换挡电机能够反转，避免接合齿损坏，延长变速机构的使用寿命。

Description

一种换挡机构、动力系统和电动车

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，具体而言，涉及一种换挡机构、动力系统和电动车。

背景技术

现有技术中电动汽车变速箱采用无同步器和离合器的结构，通过控制驱动电机的旋转速度，使得输入轴与输出轴转速同步，当转速同步后，接合套靠近接合齿圈，当接合套与接合齿圈接合后，输入轴与输出轴同步旋转，从而将驱动电机的动力传递至驱动轮。

由于采用无离合器、无同步器结构的变速箱，在换挡过程中存在顶齿的问题，与变速箱适配的换挡机构采用蜗轮蜗杆结构，因此变速箱在换挡时，发生顶齿问题后由于蜗轮蜗杆锁死，进而损坏变速箱接合齿。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种换挡机构、动力系统和电动车，其能够在换挡过程中出现顶齿或者卡齿时使换挡电机反转，以避免变速箱的接合齿损坏，延长变速箱的使用寿命。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型实施例提供一种换挡机构，换挡机构应用于无同步器以及无离合器的变速机构，换挡机构包括：

换挡单元，换挡单元包括换挡电机、齿轮减速机构、换挡拨指、换挡拨叉轴以及与换挡拨叉轴连接的拨叉；换挡电机通过齿轮减速机构与换挡拨指传动连接，用于驱动换挡拨指做周向摆动；换挡拨指与换挡拨叉轴连接，以带动换挡拨叉轴沿自身轴向往复运动；拨叉用于与变速机构的接合套连接，换挡过程中当接合套的内齿与变速机构的接合齿圈的外齿顶齿或打齿后，反作用力会通过齿轮减速机构传递至换挡电机，以使换挡电机堵转后反转并返回空挡位置。

在可选的实施方式中，齿轮减速机构设置为直齿轮减速机构。

在可选的实施方式中，齿轮减速机构的传动比I的范围设置为：8≤I ≤12。

在可选的实施方式中，齿轮减速机构的传动比I设置为10。

在可选的实施方式中，换挡单元的数量设置为两个。

在可选的实施方式中，齿轮减速机构包括与换挡电机的电机轴连接的主动齿轮、同轴设置的第一传动齿轮和第二传动齿轮以及与换挡拨指连接的换挡齿轮，主动齿轮与第一传动齿轮啮合，第二传动齿轮与换挡齿轮啮合。

在可选的实施方式中，两个换挡单元的两个换挡拨指同轴设置。

在可选的实施方式中，换挡机构还包括机壳以及锁止组件，换挡单元与机壳连接，锁止组件连接于换挡拨叉轴以及机壳，用于防止换挡拨叉轴挂挡完成后沿自身轴向运动而脱挡。

第二方面，本实用新型实施例提供一种动力系统，动力系统包括：

变速机构以及如前述实施方式中任一项的换挡机构，换挡机构的拨叉与变速机构的接合套连接。

第三方面，本实用新型实施例提供一种电动车，电动车包括：

如前述实施方式中任一项的换挡机构或者如前述实施方式的动力系统。

本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

综上，本实施例提供了一种换挡机构，换挡电机通过齿轮减速机构与换挡拨指连接，换挡拨指与换挡拨叉轴连接，换挡拨叉轴与拨叉连接，拨叉用于与变速机构的接合套连接。需要换挡时，换挡电机启动，将扭矩通过齿轮减速机构传递至换挡拨指，换挡拨指朝向设定方向摆动，带动换挡拨叉轴沿自身轴线移动，进而带动拨叉一起移动，拨叉移动带动接合套朝向对应的接合齿圈运动，接合套与接合齿圈接合，实现换挡。当换挡过程中出现接合套与接合齿圈顶齿或者卡齿后，此时会产生顶齿力，顶齿力阻碍接合套与接合齿圈接合，且具有使接合套远离接合齿圈的运动趋势，由于换挡电机通过齿轮减速机构将扭矩传递至拨叉，在接合套受到顶齿力后，接合套能够远离接合齿圈运动，并带动换挡拨叉轴反向运动，最终使换挡电机堵转后反转，换挡电机反转后能够抵消掉顶齿力，避免接合套与接合齿圈损坏，降低接合套和接合齿圈损坏的风险，延长变速机构的使用寿命。

本实施例提供的动力系统包括上述实施例提到的换挡机构，具有换挡机构的所有优点。

本实施例提供的电动车包括上述实施例提到的动力系统或者换挡机构，具有换挡机构或者动力系统的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实施例提供的换挡机构的结构示意图；

图2为本实施例提供的换挡机构的拆开机壳的结构示意图。

图标：001-换挡机构；100-换挡电机；200-齿轮减速机构；210-主动齿轮；220-主动轴；230-从动轴；240-第一传动齿轮；250-第二传动齿轮；260- 换挡齿轮；300-换挡拨指；310-拨指轴；400-机壳。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将接合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互接合。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种换挡机构001，应用于无同步器以及无离合器的变速机构，以辅助换挡，在换挡过程中，变速机构的接合套和接合齿圈出现顶齿或者打齿后，能够使换挡电机100反转，避免接合套和接合齿圈损坏，延长变速机构的使用寿命。

请参考图1和图2，本实施例提供的换挡机构001包括换挡单元，换挡单元包括换挡电机100、齿轮减速机构200、换挡拨指300、具有凹槽的换挡拨叉轴(图中未示出)以及与换挡拨叉轴连接的拨叉(图中未示出)；换挡电机100通过直齿轮减速机构与换挡拨指300传动连接，用于驱动换挡拨指300做周向摆动；换挡拨指300与换挡拨叉轴上的凹槽卡合，换挡拨指300摆动的过程中以带动换挡拨叉轴沿自身轴向往复运动；拨叉用于与变速机构的接合套连接，换挡过程中当接合套的内齿与变速机构的接合齿圈的外齿顶齿或打齿后，反作用力会通过齿轮减速机构200传递至换挡电机100，以使换挡电机100反转并返回至空挡位置。

本实施例中，换挡电机100通过齿轮减速机构200与换挡拨指300连接，换挡拨指300与换挡拨叉轴连接，换挡拨叉轴与拨叉连接，拨叉用于与变速机构的接合套连接。需要换挡时，换挡电机100启动，将扭矩通过齿轮减速机构200传递至换挡拨指300，换挡拨指300朝向设定方向摆动，带动换挡拨叉轴沿自身轴线移动，进而带动拨叉一起移动，拨叉移动带动接合套朝向对应的接合齿圈运动，接合套与接合齿圈接合，实现换挡。当换挡过程中出现接合套与接合齿圈顶齿或者卡齿后，此时会产生顶齿力，顶齿力阻碍接合套与接合齿圈接合，且具有使接合套远离接合齿圈的运动趋势，由于换挡电机100通过齿轮减速机构200将扭矩传递至拨叉，在接合套受到顶齿力后，接合套能够远离接合齿圈运动，并带动换挡拨叉轴反向运动，最终使换挡电机100堵转后反转，换挡电机100反转后能够抵消掉顶齿力，避免接合套与接合齿圈损坏，降低接合套和接合齿圈损坏的风险，延长变速机构的使用寿命。

本实施例中，齿轮减速机构200的传动比I的范围设置为：8≤I≤12，可选的，齿轮减速机构200的传动比I设置为10。显然，在其他实施例中，齿轮减速机构200的传动比I还可以设置为8、9、11或者12等。将齿轮减速机构200的传动比设置为8-12之间，换挡电机100通过齿轮减速机构200 减速后将扭矩传递给拨叉，拨叉的速度降低，便于接合套与接合齿圈接合，换挡更加容易。同时，换挡电机100通过齿轮减速机构200减速后，换挡电机100能够输出更大的扭矩，在保证提供足够的扭矩以带动拨叉使接合套与接合齿圈接合前提下，不会造成扭矩过大，不会出现换挡过程中顶齿或者打齿后顶齿力小于换挡电机100提供的最大换挡力的情况，在顶齿或者打齿后换挡电机100能够在顶齿力作用下反转，避免接合套和接合齿圈损坏。

例如，本实施例提供的换挡机构001的一个具体应用中，换挡电机100 的最大换挡力为670n，接合套和接合齿圈在换挡过程中顶齿或者打齿后最小的顶齿力为1000n，顶齿力大于换挡电机100的最大换挡力，因此，在换挡过程中顶齿或者打齿后，换挡电机100能够反转，避免损坏接合齿。

请参考图1和图2，本实施例中，齿轮减速机构200设置为直齿轮减速机构200。齿轮减速机构200包括主动齿轮210、主动轴220、从动轴230、第一传动齿轮240、第二传动齿轮250以及换挡齿轮260。主动齿轮210为直齿轮，主动轴220与换挡电机100的输出轴同轴设置且固定连接，主动齿轮210套设在主动轴220外且与主动轴220固定连接。从动轴230安装在换挡机构001的机壳400上，第一传动齿轮240和第二传动齿轮250均套设在从动轴230外，且从动轴230能够相对于机壳400绕自身轴线转动，第一传动齿轮240和第二传动齿轮250均固定在从动轴230上，随从动轴 230一起转动。换挡齿轮260固定在换挡拨指300上，或者换挡齿轮260与换挡拨指300一体成型。主动齿轮210与第一传动齿轮240啮合，第二传动齿轮250与换挡齿轮260啮合。可选的，第二传动齿轮250为扇形齿轮。换挡齿轮260为扇形齿轮。

本实施例中，换挡单元的数量设置为两个，两个换挡单元独立控制，可以实现四个挡位的换挡。换句话说，两个换挡单元包括两个换挡拨指300，每个换挡拨指300实现两个挡位的换挡，进而实现两个换挡拨指300对应四个挡位。显然，每个换挡拨指300均具有一个位于空挡的位置，那么，每个换挡拨指300包括三个挡位。例如，一个换挡拨指300包括一挡、二挡和位于一挡与二挡之间的空挡。另一个换挡拨指300包括三挡、四挡和位于三挡和四挡之间的空挡。

本实施例中，可选的，两个换挡单元的两个换挡拨指300共用一根拨指轴310，拨指轴310安装在机壳400上，两个换挡拨指300同轴设置，换挡机构001的体积小，占用的空间小。

本实施例中，换挡机构001还包括机壳400以及锁止组件，换挡单元与机壳400连接，锁止组件连接于换挡拨叉轴以及机壳400，用于防止换挡拨叉轴挂挡完成后沿自身轴向运动而脱挡。可选的，锁止组件包括可伸缩的插杆，插杆与机壳400连接，换挡拨叉轴上设置有卡槽，换挡完成后，插杆伸长后能够插接在卡槽中，实现换挡拨叉轴的定位，避免脱挡。插杆的长度可以通过气缸或者液压缸控制。

本实施例提供的换挡机构001，在换挡过程中出现顶齿或者打齿后，换挡电机100能够反转，避免接合套和接合齿圈损坏。

本实施例还提供了一种动力系统，包括变速机构和上述提供的换挡机构001，换挡机构001的拨叉与变速机构的接合套连接。

本实施例还提供了一种电动车，包括上述的换挡机构001或者上述的动力系统。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种换挡机构，所述换挡机构应用于无同步器以及无离合器的变速机构，其特征在于，所述换挡机构包括：

换挡单元，所述换挡单元包括换挡电机、齿轮减速机构、换挡拨指、换挡拨叉轴以及与所述换挡拨叉轴连接的拨叉；所述换挡电机通过所述齿轮减速机构与所述换挡拨指传动连接，用于驱动所述换挡拨指做周向摆动；所述换挡拨指与所述换挡拨叉轴连接，以带动所述换挡拨叉轴沿自身轴向往复运动；所述拨叉用于与所述变速机构的接合套连接，换挡过程中当所述接合套的内齿与所述变速机构的接合齿圈的外齿顶齿或打齿后，反作用力会通过所述齿轮减速机构传递至所述换挡电机，以使所述换挡电机反转并返回至空挡位置。

2.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：

所述齿轮减速机构设置为直齿轮减速机构。

3.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：

所述齿轮减速机构的传动比I的范围设置为：8≤I≤12。

4.根据权利要求3所述的换挡机构，其特征在于：

所述齿轮减速机构的传动比I设置为10。

5.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：

所述换挡单元的数量设置为两个。

6.根据权利要求5所述的换挡机构，其特征在于：

所述齿轮减速机构包括与所述换挡电机的电机轴连接的主动齿轮、同轴设置的第一传动齿轮和第二传动齿轮以及与换挡拨指连接的换挡齿轮，所述主动齿轮与所述第一传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述换挡齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的换挡机构，其特征在于：

两个所述换挡单元的两个所述换挡拨指同轴设置。

8.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于：

所述换挡机构还包括机壳以及锁止组件，所述换挡单元与所述机壳连接，所述锁止组件连接于所述换挡拨叉轴以及所述机壳，用于防止所述换挡拨叉轴挂挡完成后沿自身轴向运动而脱挡。

9.一种动力系统，其特征在于，所述动力系统包括：

变速机构以及如权利要求1-8中任一项所述的换挡机构，所述换挡机构的拨叉与所述变速机构的接合套连接。

10.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括：

如权利要求1-8中任一项所述的换挡机构。

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