CN211715681U - 一种多中间轴的变速器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多中间轴的变速器和车辆，包括输入轴、输出轴、第一离合器和中间轮组。输入齿轮的齿数与输出齿轮的齿数不相同，且每组的中间轮组的输入齿轮的齿数值都相等，因此通过多组的中间轮组的第二输入齿轮都与输入轴上的第一输入齿轮相啮合，达到了对第一输入齿轮的载荷进行分配，若有三组中间轮组时，则可以达到将第一输入轴上的载荷分配至三组中间轮组的输入齿轮上，从而降低第一输入齿轮上的载荷。而且圆周阵列方式的布置中间轮组，可以有效的减少变速器结构的体积。又因为变速器结构在长度尺寸的减少，因此增强了输入轴、中间轴和输出轴上的弯曲强度，从而提高升了输入轴、中间轴和输出轴的承载力，提高了变速器的使用寿命。

Description

一种多中间轴的变速器和车辆

技术领域

本实用新型涉及变速器领域，尤其涉及一种多中间轴的变速器和车辆。

背景技术

变速器是一套用于来协调发动机和/或电机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机和/或电机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和/或电机和车轮之间产生不同的变速比。然而现有的变速器整体结构较大，并且其尺寸在长度上也较长，而且对变速器内的输入轴、中间轴和输出轴的载荷也较大，因此现有的输入轴、中间轴和输出轴的直径尺寸上会较大，和/或要求其使用材料的抗扭矩的强度较强，因此增加了变速器的体积，且增加车辆的制造成本。

实用新型内容

为此，需要提供一种多中间轴的变速器和车辆，解决现有变速器中的输入轴、中间轴和输出轴的载荷较大的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种多中间轴的变速器，包括输入轴、输出轴、第一离合器和中间轮组；所述输入轴上设置有第一输入齿轮，所述输出轴上设置有第一输出齿轮，所述第一离合器设置在所述输入轴与所述输出轴之间；所述中间轮组设置有多组，多组所述中间轮组于输入轴和/或输出轴上周阵列设置，每个所述中间轮组的输入齿轮与第一输入齿轮相互啮合设置，且每个所述中间轮组的输出齿轮与第一输出齿轮相互啮合设置，每个所述中间轮组的传动轴上各设置有一个第二离合器；每组所述中间轮组的输入齿轮的齿数值相同，每组所述中间轮组的输出齿轮的齿数值相同，所述第一输入齿轮的齿数值大于或小于第一输出齿轮的齿数值。

进一步地，所述中间轮组包括中间轴、第二输入齿轮和第二输出齿轮，所述第二输入齿轮和第二输出齿轮设置在中间轴上，所述中间轴的中部设置有第二离合器，且第二离合器位于第二输入齿轮和第二输出齿轮之间，所述第二离合器用于对第二输入齿轮和第二输出齿轮的离合，所述第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合设置，所述第一输出齿轮与第二输出齿轮啮合设置。

进一步地，所述第一离合器包括离合块和活塞单元，所述离合块设置在所述输入轴与所述输出轴之间，所述活塞单元用于驱动离合块进行离合操作，所述第二离合器与第一离合器相同结构设置。

进一步地，所述活塞单元包括活塞体、腔体、第一液压控制单元和第二液压控制单元，所述腔体内设置有第一进油口和第二进油口，所述第一液压控制单元与第一进油口连接，所述第二液压控制单元与第二进油口连接，所述活塞体的一端设置在腔体内，活塞体的另一端位于腔体的外部，所述第一液压控制单元和第二液压控制单元用于驱动活塞体进行移动，所述活塞体用于对离合块进行离合驱动。

进一步地，所述离合块包括摩擦片组，所述摩擦片组位于活塞体的另一端的一侧上。

进一步地，所述活塞体的横截面为工字型，所述活塞体包括密封环、驱动环和连接环，所述连接环设置在密封环与驱动环之间。

进一步地，所述第一液压控制单元和第一进油孔替换为回位弹簧，回位弹簧处在腔体内靠近离合块的一侧并置于活塞体与腔体之间。

进一步地，所述腔体设置有活塞槽，所述腔体的一侧外壁上设置有离合槽，所述离合槽与活塞槽之间设置有槽口，所述密封环设置在活塞槽内，所述驱动环位于离合槽内，所述连接环位于槽口内。

发明人还提供了一种具有多中间轴的变速器的车辆，包括变速器和车体，所述变速器为上述中的变速器结构，所述变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且所述变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。

区别于现有技术，上述技术方案输入齿轮的齿数与输出齿轮的齿数不相同，且每组的中间轮组的输入齿轮的齿数值都相等，因此通过多组的中间轮组的第二输入齿轮都与输入轴上的第一输入齿轮相啮合，达到了对第一输入齿轮的载荷进行分配，即当有三组中间轮组时，则可以达到将第一输入轴上的载荷分配至三组中间轮组的输入齿轮上，从而降低第一输入齿轮上的载荷。同理三个相同齿数的第二输出齿轮与第一输出齿轮相互啮合设置，同时也对第一输出齿轮进行载荷上平均分配，进而达到降低输入齿轮与输出齿轮的载荷的效果。而且圆周阵列方式的布置中间轮组，可以有效的减少变速器结构的体积，便于安装，降低生产成本。又因为变速器结构在长度尺寸的减少，因此使得输入轴与输出轴的长度相应减少，增强了输入轴、中间轴和输出轴上的弯曲强度，从而提升了输入轴与输出轴的承载力，达到高载荷的目的。

附图说明

图1为具体实施例一方式所述的多中间轴的变速器的一组中间轮组的示意图；

图2为具体实施例一方式所述的多中间轴的变速器的第一离合器的剖视图；

图3为具体实施例一方式所述的多中间轴的变速器的第一离合器的局部示意图；

图4为具体实施例一方式所述的多中间轴的变速器的活塞体的示意图；

图5为具体实施例二方式所述的具有多中间轴的变速器结构的汽车的示意图。

附图标记说明：

1、变速器；2、车体；

10、输入轴；101、第一输入齿轮；

20、输出轴；201、第一输出齿轮；

30、第一离合器；

301、离合块；303、活塞单元；

3031、活塞体；3032、腔体；3033、第一液压控制单元；

3034、第二液压控制单元；3035、第一进油口；3036、第二进油口；

3037、活塞槽；3038、离合槽；3039、槽口；

3011、摩擦片组；

30311、密封环；30312、驱动环；30313、连接环；

40、中间轮组；400、中间轴；401、第二输入齿轮；

402、第二输出齿轮；

50、第二离合器；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例一、

请参阅图1至图4，本实施例提供一种多中间轴的变速器，包括输入轴10、输出轴20、第一离合器30和中间轮组40。在输入轴上安装第一输入齿轮101，输出轴上安装第一输出齿轮201，再通过第一离合器对第一输入齿轮和第一输出齿轮进行离合操作。同理，在中间轮组的中间轴400上也安装第二输入齿轮401和第二输出齿轮402，并通过第二离合器50对第二输入齿轮和第二输出齿轮进行离合操作。

本实施例中的第一输入齿轮的齿数与第一输出齿轮的齿数不相同，而每组的中间轮组的输入齿轮的齿数值都相等，因此通过多组的中间轮组的第二输入齿轮都与输入轴上的第一输入齿轮相啮合时，会达到了对第一输入齿轮的载荷进行分配，即当有三组中间轮组时，则可以达到将第一输入轴上的载荷分配至三组中间轮组的输入齿轮上，从而降低第一输入齿轮上的载荷。同理三个相同齿数的第二输出齿轮与第一输出齿轮相互啮合设置时，对第一输出齿轮上的载荷平均分配至第二输出齿轮上，进而达到降低输入轴、中间轴和输出轴的载荷的效果。而且圆周阵列方式的布置中间轮组，可以有效的减少变速器结构的体积，便于安装，降低生产成本。又因为变速器结构在长度尺寸的减少，因此使得输入轴与输出轴的长度相应减少，增强了输入轴与输出轴上的弯曲强度，从而提升了输入轴与输出轴的承载力，达到高载荷的目的。

本实施例中，当中间轮组为一组时，通过动力带动输入轴转动，且第一离合器为合状态，而第二离合器为离状态时，输入轴可以直接将动力经由输出轴输出；或者且第一离合器为离状态，而第二离合器为合状态时，第一输入齿轮与中间轮组的第二输入齿轮传动动力，再经由第二输出齿轮和第一输出齿轮的相互啮合，将动力从输出轴上输出，进而达到了二挡的切换的效果。

同理，当中间轮组为二组时，并通过圆周阵列的方式进行排列，同时二组的中间轮组上的输入齿轮都与第一输入齿轮啮合，二组的中间轮组上的输出齿轮也都与第一输出齿轮啮合。并通过控制二组中间轮组的第二离合器与第一离合器，加上中间轮组的第二输入齿轮都相同，且中间轮组的第二输出齿轮也都相同，也是达到二个挡位之间的切换。而二组中间轮组的两个第二离合器同时处于合状态时，达到对第一输入齿轮和第一输出齿轮的降低载荷的目的。因此通过增加的中间轮组对输入轴与输出轴上的载荷进行分载，从而可以有效降低输入轴、中间轴和输出轴的直径值。并且，变速器结构的长度尺寸上减少，节省了车体的放置空间，以及生产成本。

在多组的中间轮组上，每组中间轮组的第二离合器可以进行同步的离或合操作，对于本实施例中的变速器都以二挡之间的切换为例说明，因此安装越多的中间轮组时，则可以达到对输入轴、中间轴和输出轴降低的载荷越多，进而提高输入轴、中间轴和输出轴的使用寿命。当然在其它实施例中可以通过增加输入轴上的输入齿轮，和/或增加输出轴上的输出齿轮，和/或增加离合器，使得变速器可以进行多个挡位的切换，提高其实用性。

本实施例中第一离合器和第二离合器都为离合器，该离合器可以为摩擦式离合器、液力变矩器(液力耦合器)、气动离合器、牙嵌式离合器、同步器、或电磁离合器等任何离合器结构。本实施例中离合器包括离合块301和活塞单元303，活塞单元包括活塞体3031、腔体3032、第一液压控制单元3033和第二液压控制单元3034，腔体内开设活塞槽3037，活塞槽即为腔体的活塞槽，腔体的一侧外壁上设置有离合槽3038，离合槽与活塞槽之间设置有槽口3039，在活塞槽一端设置有第一进油口3035，活塞槽另一端设置有第二进油口3036。离合块包括摩擦片组3011，通过驱动活塞体在活塞槽内移动，使得活塞体驱动摩擦片组结合或分离，从而达到离合控制效果。离合器的离合块和活塞单元可以分别与输入轴、输出轴连接，从而实现输入轴和输出轴的离合控制。

具体的，本实施例中的活塞体的横截面为工字型，活塞体包括密封环30311、驱动环30312和连接环30313，连接环设置在密封环与驱动环之间。因此将活塞体的密封环设置在活塞槽内，并与活塞槽的内侧面进行密封处理，而活塞体的驱动环位于离合槽内，活塞体的连接环位于槽口内。当离合器要结合时，第二液压控制单元往腔体的活塞槽注入更大压力的液压油，使得第二液压控制单元的液压油的压力大于第一液压控制单元，会使得腔体的活塞槽的油压失衡，达到驱动活塞体在腔体的活塞槽移动的目的。而后整个活塞体朝向摩擦片组的方向移动，从而实现离合器的结合。当离合器要分离时，第一液压控制单元往腔体的活塞槽中注入更大压力的液压油，使得第一液压控制单元的液压油的压力大于第二液压控制单元，活塞体则远离摩擦片组移动，实现离合器的分离。

其中对于液压控制单元可以通过电磁阀和液压泵的组成进行操作。通过电磁阀调整液压泵与活塞槽的进油口之间的管路的压力，使得液压泵对活塞槽进行注油或回油操作，达到驱动活塞体的目的。

在某些实施例中，可以将第一液压控制单元和第一进油孔替换为回位弹簧，回位弹簧处在腔体内靠近离合块的一侧并置于活塞体与腔体之间。在离合器要分离时，第二液压控制单元不往活塞槽中注入液压油，而后回位弹簧的弹力将活塞体往远离离合块的方向推送，实现离合器的分离。当离合器要结合时，第二液压控制单元往腔体的活塞槽注入液压油，驱动活塞体在腔体的活塞槽往离合块的方向移动，从而实现离合器的结合。采用回位弹簧的方式，只需要一个液压控制单元，结构简单，方便控制。

实施例二、

请参阅图5，本实施例还提供一种具有变速器结构的汽车，包括变速器1和车体2，变速器为实施例一中所述的变速器结构，变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且所述变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。对于车体可以为矿山车的车体，也可以为公交车车体、小轿车车体、卡车车体或巴士车体等等，在通过轴连接使用变速器，因为变速器的整体体积相对现有的较小，特别是在长度尺寸上具有较大的优势，因此可以极大的节省了占用车体的体积，使得车体的结构相对较为轻便，同时降低车体的制造成本。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多中间轴的变速器，其特征在于：包括输入轴、输出轴、第一离合器和中间轮组；

所述输入轴上设置有第一输入齿轮，所述输出轴上设置有第一输出齿轮，所述第一离合器设置在所述输入轴与所述输出轴之间；

所述中间轮组设置有多组，多组所述中间轮组于输入轴和/或输出轴上周阵列设置，每个所述中间轮组的输入齿轮与第一输入齿轮相互啮合设置，且每个所述中间轮组的输出齿轮与第一输出齿轮相互啮合设置，每个所述中间轮组的传动轴上各设置有一个第二离合器；

每组所述中间轮组的输入齿轮的齿数值相同，每组所述中间轮组的输出齿轮的齿数值相同，所述第一输入齿轮的齿数值大于或小于第一输出齿轮的齿数值。

2.根据权利要求1所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述中间轮组包括中间轴、第二输入齿轮和第二输出齿轮，所述第二输入齿轮和第二输出齿轮设置在中间轴上，所述中间轴的中部设置有第二离合器，且第二离合器位于第二输入齿轮和第二输出齿轮之间，所述第二离合器用于对第二输入齿轮和第二输出齿轮的离合，所述第一输入齿轮与第二输入齿轮相互啮合设置，所述第一输出齿轮与第二输出齿轮相互啮合设置。

3.根据权利要求1所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述第一离合器包括离合块和活塞单元，所述离合块设置在所述输入轴与所述输出轴之间，所述活塞单元用于驱动离合块或进行离合操作，所述第二离合器与第一离合器相同结构设置。

4.根据权利要求3所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述活塞单元包括活塞体、腔体、第一液压控制单元和第二液压控制单元，所述腔体内设置有第一进油口和第二进油口，所述第一液压控制单元与第一进油口连接，所述第二液压控制单元与第二进油口连接，所述活塞体的一端设置在腔体内，活塞体的另一端位于腔体的外部，所述第一液压控制单元和第二液压控制单元用于驱动活塞体进行移动，所述活塞体用于对离合块进行离合驱动。

5.根据权利要求4所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述离合块包括摩擦片组，所述摩擦片组位于活塞体的另一端的一侧上。

6.根据权利要求4所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述活塞体的横截面为工字型，所述活塞体包括密封环、驱动环和连接环，所述连接环设置在密封环与驱动环之间。

7.根据权利要求6所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述腔体设置有活塞槽，所述腔体的一侧外壁上设置有离合槽，所述离合槽与活塞槽之间设置有槽口，所述密封环设置在活塞槽内，所述驱动环位于离合槽内，所述连接环位于槽口内。

8.根据权利要求4所述的一种多中间轴的变速器，其特征在于：所述第一液压控制单元和第一进油孔替换为回位弹簧，回位弹簧处在腔体内靠近离合块的一侧并置于活塞体与腔体之间。

9.一种具有多中间轴的变速器的车辆，其特征在于：包括变速器和车体，

所述变速器为权利要求1至8任一项所述的变速器结构；

所述变速器与车体内的发动机和/或电机连接设置，且所述变速器用于切换车体的发动机和/或电机的转速和转矩。

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