CN216618430U - 一种变速器轴系结构、变速器及作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变速器相关技术领域，其目的是提供一种变速器轴系结构、变速器及作业机械，这种变速器轴系结构能实现动力均衡分流、承载力强、适用于大扭矩承载力工况。该变速器轴系结构包括输入轴和与所述输入轴同轴布置的输出轴，所述输入轴和所述输出轴的两侧分别对称地布置有一个中间轴，两个所述中间轴的轴向与所述输入轴、所述输出轴的轴向在同一个平面内，所述输入轴上设置有常啮合主动齿轮，两个所述中间轴相对于所述输入轴轴向对称地设置有常啮合从动齿轮，所述常啮合主动齿轮与两个所述常啮合从动齿轮啮合传动。本实用新型解决了现有双中间轴变速器承载力较弱、不适用于大扭矩承载力工况的问题。

Description

一种变速器轴系结构、变速器及作业机械

技术领域

本实用新型涉及变速器相关技术领域，具体涉及一种变速器轴系结构、变速器及作业机械。

背景技术

纯电动汽车具有清洁环保、有利于可持续发展并且使用维修成本较低的特点，得到了广泛推广和应用。纯电动汽车的动力源为直驱电机，直驱电机通过变速器来驱动车辆行驶。

现有的纯电动汽车变速器大多为单中间轴变速器，这种变速器的中间轴位于输入轴的一侧，在传动过程中，输出扭矩较小、承载能力较低，结构可靠性一般，通常为了满足扭矩要求，需要将传动齿轮的啮合齿尺寸设计的比较大，使得这种变速器的轴系结构体积较大，存在布置困难的问题。

为此，现有技术出现了一种双中间轴变速器，包括变速器壳体、输入轴、中间一轴、中间二轴、输出轴和与输入轴配合的双联齿轮，双联齿轮的两联齿轮为旋向相反的斜齿轮；中间一轴上设置有与双联齿轮啮合的第一常啮合齿轮和至少一个换挡齿轮；中间二轴上与双联齿轮啮合的第二常啮合齿轮和至少一个换挡齿轮；输出轴上设置有与换挡齿轮配合的锁环式同步器。

但是，这种双中间轴变速器的两个中间轴与输入轴不在一个平面内，而且输入轴上设置了两组常啮合齿轮分别连接两个中间轴，使得这两个中间轴不能进行动力分流，导致整体结构的承载力仍然不高，不适用于大扭矩承载力工况，适用范围小。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的双中间轴变速器承载力较弱、不适用于大扭矩承载力工况的缺陷，从而提供一种能实现动力均衡分流、承载力强、适用于大扭矩承载力工况的变速器轴系结构、变速器及作业机械。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种变速器轴系结构，包括输入轴和与所述输入轴同轴布置的输出轴，所述输入轴和所述输出轴的两侧分别对称地布置有一个中间轴，两个所述中间轴的轴向与所述输入轴、所述输出轴的轴向在同一个平面内，所述输入轴上设置有常啮合主动齿轮，两个所述中间轴相对于所述输入轴轴向对称地设置有常啮合从动齿轮，所述常啮合主动齿轮与两个所述常啮合从动齿轮啮合传动。

可选的，所述中间轴和所述输入轴、所述输出轴之间设置有至少四挡齿轮传动机构。

可选的，所述中间轴上沿传动方向依次设置有所述常啮合从动齿轮、第三主动齿轮、第二主动齿轮和第一主动齿轮；

所述输出轴上沿传动方向依次设置有与所述输出轴空套的第三从动齿轮、第二从动齿轮和第一从动齿轮，所述第三从动齿轮靠近所述常啮合从动齿轮的一侧设置有第一同步机构，所述第二从动齿轮和所述第一从动齿轮之间设置有第二同步机构；

所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮啮合，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮啮合，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮啮合。

可选的，所述第一同步机构为第一同步器，所述第二同步机构为第二同步器。

可选的，所述第一同步器、所述第二同步器与所述输出轴通过第一花键连接。

可选的，所述输入轴和所述输出轴之间通过主轴承连接。

可选的，所述中间轴的前端为油泵接口，所述中间轴的后端通过第二花键连接取力器。

可选的，所有齿轮均为斜齿轮。

一种变速器，包括变速器壳体，所述变速器壳体内设置有上述的变速器轴系结构。

一种作业机械，其特征在于：包括上述的变速器。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的变速器轴系结构，其中两个中间轴的轴向与输入轴、输出轴的轴向在同一个平面内，两个常啮合从动齿轮均与同一个常啮合主动齿轮啮合，这种轴系结构能够均衡地对输入轴进行动力分流，大大增强整体轴系结构的承载力，使其适用于大扭矩承载力工况，从而扩大应用范围。

(2)本实用新型提供的变速器轴系结构，其中中间轴和输入轴、输出轴之间设置有至少四挡齿轮传动机构，适用于挡位要求不多的工况，能简化轴系结构，使变速器轴系结构在尺寸上更加紧凑，降低布置难度，降低制造成本，同时为整车匹配和预留更多的空间来布置电池，提升纯电动车的续航里程。

(3)本实用新型提供的变速器轴系结构，其中中间轴的前端作为油泵接口，能引入油泵润滑油，增加油泵主动润滑，从而减少飞溅润滑导致的搅油损失。

(4)本实用新型提供的变速器轴系结构，该变速器轴系结构中所有的齿轮均采用斜齿轮，这种斜齿轮传动结构承载能力更强、结构更紧凑、传动效率更高，而且噪音低，适用于纯电动汽车的使用需求，提升车辆性能。

(5)本实用新型提供的变速器，在变速器壳体内设置本实用新型的变速器轴系结构，能实现动力均衡分流、使变速器承载力强、适用于大扭矩承载力工况，如重型商用车等。

(6)本实用新型提供的作业机械，为一种纯电动作业机械，包括本实用新型的变速器，具有承载力强、输出扭矩大、作业稳定性好、续航里程长的特点，适用于承载力要求高的复杂工况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1示出了本实用新型变速器轴系结构的示意图；

图2示出了本实用新型变速器轴系结构挂一档的原理图；

图3示出了本实用新型变速器轴系结构挂二档的原理图；

图4示出了本实用新型变速器轴系结构挂三档的原理图；

图5示出了本实用新型变速器轴系结构挂四档的原理图。

附图标记说明：

1-输入轴，101-常啮合主动齿轮；

2-输出轴，201-第三从动齿轮，202-第二从动齿轮，203-第一从动齿轮，204-第一同步器，205-第二同步器；

3-中间轴，301-常啮合从动齿轮，302-第三主动齿轮，303-第二主动齿轮，304-第一主动齿轮，305-前端，306-后端；

4-主轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，是本实用新型变速器轴系结构的优选实施例。

该变速器轴系结构包括输入轴1和输出轴2，输入轴1和输出轴2同轴布置，输入轴1的一端连接电动机的动力输出端，进一步的，输入轴1的一端通过传动花键与发动机的动力输出端连接，实现动力传输，输入轴1的另一端通过主轴承4与输出轴2连接，在输入轴1和输出轴2的两侧分别对称地布置有一个中间轴3，两个中间轴3的轴向与输入轴1、输出轴2的轴向在同一个平面内。两个中间轴3的结构完全相同，能够均衡地实现动力分流，提高机构承载力。

输入轴1上设置有常啮合主动齿轮101，为了减少装配工序、提高传动可靠性，本实施例中，常啮合主动齿轮101一体成型于输入轴1上，也就是说，输入轴1靠近输出轴2的一端端部即为常啮合主动齿轮101。相应的，两个中间轴3相对于输入轴1轴向对称地设置有常啮合从动齿轮301，也就是说，每个中间轴3上都设置有一个常啮合从动齿轮301，两个常啮合从动齿轮301相对于输入轴1轴向对称，常啮合主动齿轮101与两个常啮合从动齿轮301啮合传动，常啮合主动齿轮101能够同时带动两个常啮合从动齿轮301转动，实现动力传输。

中间轴3和输入轴1、输出轴2之间设置有至少四挡齿轮传动机构。在本实施例中，中间轴3和输入轴1、输出轴2之间设置四挡齿轮传动机构，一方面能够满足当前纯电动汽车的挡位需求，另一方面能在一定程度上简化轴系结构，节约成本，使结构布置更容易。

具体的，中间轴3上沿传动方向依次设置常啮合从动齿轮301、第三主动齿轮302、第二主动齿轮303和第一主动齿轮304，常啮合从动齿轮301、第三主动齿轮302、第二主动齿轮303和第一主动齿轮304均与中间轴3固定连接。而且，常啮合从动齿轮301、第三主动齿轮302、第二主动齿轮303和第一主动齿轮304的直径大小不同，以对应不同挡位要求，本实用新型对此不作限制。

对应地，输出轴2上沿传动方向依次设置有第三从动齿轮201、第二从动齿轮202和第一从动齿轮203，第三从动齿轮201、第二从动齿轮202和第一从动齿轮203与输出轴2空套连接。第三主动齿轮302和第三从动齿轮201啮合，第二主动齿轮303和第二从动齿轮202啮合，第一主动齿轮304和第一从动齿轮203啮合。

第三从动齿轮201靠近常啮合从动齿轮301的一侧设置有第一同步机构，第二从动齿轮202和第一从动齿轮203之间设置有第二同步机构，第一同步机构和第二同步机构用于实现换挡。在本实施例中，第一同步机构为第一同步器204，第二同步机构为第二同步器205，第一同步器204、第二同步器205与输出轴2均通过第一花键连接。第三从动齿轮201、第二从动齿轮202和第一从动齿轮203上均集成有一体式结合齿，以与第一同步器204、第二同步器205配合。

为了增加油泵主动润滑，中间轴3的前端305设置为油泵接口，能够与油泵出口连通，润滑油直接进入中间轴3，进而输送到需要润滑的位置，从而减少飞溅润滑导致的搅油损失。根据设计需要，其中一根或两根中间轴3的后端306可通过第二花键连接取力器，以实现单取力器或双取力器布置。

另外，本实施例的所有齿轮均为斜齿轮，即常啮合主动齿轮101、常啮合从动齿轮301、第三主动齿轮302、第二主动齿轮303、第一主动齿轮304、第三从动齿轮201、第二从动齿轮202和第一从动齿轮203均采用斜齿轮，使各齿轮之间的啮合性能更好、降低传动噪声，增加机构运行的平稳性，而且能提高机构承载能力。

本实施例还提供一种变速器，包括变速器壳体，在变速器壳体内设置有上述实施例的变速器轴系结构，能实现动力均衡分流、使变速器承载力强、适用于大扭矩承载力工况。这种双中间轴结构的变速器，在同样中心距和承受扭矩下，可以使各齿轮的齿轮宽度设计的更小，从而缩短变速箱的长度，为整车匹配和留出更多的空间布置电池，提升续航里程。

当然，该变速器中还具有换挡控制系统等现有变速器都具有的其他结构和系统，由于本实用新型不涉及这些结构和系统，故不赘述。

下面对本实施例变速器轴系结构的工作过程进行叙述：

在电动机的驱动下，输入轴1随电动机(图中M)的动力输出端转动，由于常啮合主动齿轮101与两个常啮合从动齿轮301啮合传动，因此常啮合主动齿轮101能同时带动两个常啮合从动齿轮301转动，由于常啮合从动齿轮301与中间轴3固定连接，因此中间轴3以及其上设置的第三主动齿轮302、第二主动齿轮303和第一主动齿轮304也随之同步转动，进而第三主动齿轮302带动第三从动齿轮201转动，第二主动齿轮303带动第二从动齿轮202转动，第一主动齿轮304带动第一从动齿轮203转动；

当变速器接收到换一档的指令后，换挡控制系统控制第二同步器205将输出轴2与第一从动齿轮203连接、使输出轴2随第一从动齿轮203转动，完成一档换挡操作，如图2所示；

当变速器接收到换一档的指令后，换挡控制系统控制第二同步器205将输出轴2与第二从动齿轮202连接、使输出轴2随第二从动齿轮202转动，完成二挡换挡操作，如图3所示；

当变速器接收到换一档的指令后，换挡控制系统控制第一同步器204将输出轴2与第一从动齿轮203连接、使输出轴2随第一从动齿轮203转动，完成三挡换挡操作，如图4所示；

当变速器接收到换一档的指令后，换挡控制系统控制第一同步器204将输出轴2与常啮合主动齿轮101连接、使输出轴2随常啮合主动齿轮101转动，完成四挡换挡操作，如图5所示；

当变速器接收到倒档的指令后，倒挡动力传递路径与一挡相同，通过电机反转实现。由于电机可以反转，故取消了倒挡齿轮组，进一步降低了重量，缩短了变速箱的长度。

本实施例还提供一种作业机械，为一种纯电动作业机械，包括本实施例的变速器，具有承载力强、输出扭矩大、作业稳定性好、续航里程长的特点，适用于承载力要求高的复杂工况。

在其他实施例中，第一同步机构和第二同步机构还可以采用同步滑套，通过电机调速进行同步，在提升可靠性的同时，能够降低设备成本。

在其他实施例中，第二主动齿轮303、第一主动齿轮304可以与中间轴3一体成型，以减少部件组装。另外，中间轴3与常啮合主动齿轮101和第三主动齿轮302还可通过圆柱销、四方键、花键或过盈等方式进行连接，同样能实现本实用新型的目的。

在其他实施例中，在整车布置空间充足的情况，中间轴3和输入轴1、输出轴2之间可以设置有五挡、六挡等数量的齿轮传动机构，而且各挡位的顺序也可以根据需要进行调整，本实用新型对此不作限制。

在其他实施例中，根据实际需要，中间轴3的后端306也可以不连接取力器。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种变速器轴系结构，包括输入轴(1)和与所述输入轴(1)同轴布置的输出轴(2)，所述输入轴(1)和所述输出轴(2)的两侧分别对称地布置有一个中间轴(3)，其特征在于：两个所述中间轴(3)的轴向与所述输入轴(1)、所述输出轴(2)的轴向在同一个平面内，所述输入轴(1)上设置有常啮合主动齿轮(101)，两个所述中间轴(3)相对于所述输入轴(1)轴向对称地设置有常啮合从动齿轮(301)，所述常啮合主动齿轮(101)与两个所述常啮合从动齿轮(301)啮合传动。

2.根据权利要求1所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述中间轴(3)和所述输入轴(1)、所述输出轴(2)之间设置有至少四挡齿轮传动机构。

3.根据权利要求2所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述中间轴(3)上沿传动方向依次设置有所述常啮合从动齿轮(301)、第三主动齿轮(302)、第二主动齿轮(303)和第一主动齿轮(304)；

所述输出轴(2)上沿传动方向依次设置有与所述输出轴(2)空套的第三从动齿轮(201)、第二从动齿轮(202)和第一从动齿轮(203)，所述第三从动齿轮(201)靠近所述常啮合从动齿轮(301)的一侧设置有第一同步机构，所述第二从动齿轮(202)和所述第一从动齿轮(203)之间设置有第二同步机构；

所述第三主动齿轮(302)和所述第三从动齿轮(201)啮合，所述第二主动齿轮(303)和所述第二从动齿轮(202)啮合，所述第一主动齿轮(304)和所述第一从动齿轮(203)啮合。

4.根据权利要求3所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述第一同步机构为第一同步器(204)，所述第二同步机构为第二同步器(205)。

5.根据权利要求4所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述第一同步器(204)、所述第二同步器(205)与所述输出轴(2)通过第一花键连接。

6.根据权利要求1所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述输入轴(1)和所述输出轴(2)之间通过主轴承(4)连接。

7.根据权利要求1所述的变速器轴系结构，其特征在于：所述中间轴(3)的前端(305)为油泵接口，所述中间轴(3)的后端(306)通过第二花键连接取力器。

8.根据权利要求1-7任一所述的变速器轴系结构，其特征在于：所有齿轮均为斜齿轮。

9.一种变速器，包括变速器壳体，其特征在于：所述变速器壳体内设置有权利要求1-8任一所述的变速器轴系结构。

10.一种作业机械，其特征在于：包括权利要求9所述的变速器。

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