CN219827618U - 车用摩擦式有级变速器的动力输出单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，包括输出轴，还包括第一摩擦组件、倒档轴、倒档摩擦轮；第一摩擦组件与输出轴形成周向固定且能沿着输出轴轴向移动，第一摩擦组件与倒档轴固定，倒档摩擦轮与倒档轴固定，倒档驱动组件设置在倒档轴上；所述输出轴的一端设有轴向的装配孔，输出轴的周面上设有径向的让位孔，让位孔与装配孔贯通，第一摩擦组件分别与让位孔和装配孔配合。本实用新型可以得升变速器的使用寿命。

Description

车用摩擦式有级变速器的动力输出单元

技术领域

本实用新型涉及摩擦变速器技术领域，具体涉及车用摩擦式有级变速器的动力输出单元。

背景技术

现有的有级变速器主要是通过齿轮啮合来实现力矩的传递，通过不同比例齿轮啮合，进而实现变矩的功能，但每次换档时均需要先断开离合器，才能进行档位切换。摩擦式变速器主要为圆台类，圆盘类以及半球类，通过摩擦轮在摩擦盘、摩擦锥、摩擦球上半径的变化，来实现变矩的效果，但是每次变矩时，摩擦轮均通过滑动摩擦在摩擦盘、摩擦锥、摩擦球上移动，由于本身摩擦轮以及摩擦盘、摩擦锥、摩擦球是高摩擦系数面，因此滑动换档使得变速器的损耗加剧。

实用新型内容

本实用新型提供车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，本实用新型可以得升变速器的使用寿命。

车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，包括输出轴，还包括第一摩擦组件、倒档轴、倒档摩擦轮；第一摩擦组件与输出轴形成周向固定且能沿着输出轴轴向移动，第一摩擦组件与倒档轴固定，倒档摩擦轮与倒档轴固定，倒档驱动组件设置在倒档轴上；

所述输出轴的一端设有轴向的装配孔，输出轴的周面上设有径向的让位孔，让位孔与装配孔贯通，第一摩擦组件分别与让位孔和装配孔配合。

本实用新型的摩擦式有级变速器在换挡的时候，无需使得摩擦轮在摩擦盘上以滑动摩擦的方式来变换不同位置，进而实现挡位的功能。本实用新型使得摩擦轮以及摩擦盘面之间仅存在滚动摩擦力，可以大幅减小摩擦损耗，提高变速器的使用寿命，且通过摩擦轮在第一环状摩擦单元对称位置处摩擦力方向相反的特性，使得倒挡设计可以简化惰轮的存在，结构更加简单。由于采用摩擦变速，因此相较于齿轮变速器而言，无需安装离合器，使得整车结构得到进一步简化。

附图说明

第1为本实用新型的剖面图。

图2为壳体的立体图。

图3为本实用新型在隐藏壳体后的立体结构图。

图4为在图3的基础上隐藏了第一部分零件后的示意图。

图5为在图3的基础上隐藏了第二部分零件后的示意图。

图6为第一环状摩擦单元与第一换档驱动单元配合的示意图。

图7为第二环状摩擦单元与第二换档驱动单元配合的示意图。

图8为第三环状摩擦单元与第三换档驱动单元配合的示意图。

附图中的标记：

第一轴承1，第二轴承2，第一轴承3，第二轴承4，倒档轴5，倒档摩擦轮501，倒档驱动块502，输出轴6，装配孔601，第三摩擦轮602，第二摩擦轮603，键块604，让位孔605，第一摩擦组件7，扭矩传递块701，第一摩擦轮702，连接杆703，固定轴8，倒档拨叉9；

输入轴10，力臂1002，第一套筒1003，弹簧1004，第二套筒1005，第三套筒1006，第二推力轴承1101，第二换档推杆1102，第一推力轴承1201，第一换档推杆1202，

第三推力轴承1301，第三换档推杆1302，第三环状摩擦单元14，第四摩擦盘面1401，第三力矩传递杆1402，第三连接杆1403，第三推力部件1404；

第一环状摩擦单元15，第一摩擦环150，第一摩擦盘面1501，第二摩擦盘面1502，第一力矩传递杆1503,第一连接杆1504,第一推力部件1505；

第二环状摩擦单元16，第二摩擦环160，第三摩擦盘面1601，第二力矩传递杆1602，第二连接杆1603，第二推力部件1604；

壳体17，第一轴承安装孔1701，第二轴承安装孔1702，槽口1703，第二通孔1704，第一通孔1705，第三通孔1706。第三环形槽1707，第一环形槽1708，第二环形槽1709。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，包括壳体17、输入轴10、输出轴6、第一摩擦组件7、倒档轴5、倒档摩擦轮501、倒档驱动组件、第一环状摩擦单元15、第一换档驱动单元，其中，输出轴6与第一摩擦组件7、倒档轴5、倒档摩擦轮501、倒档驱动组件形成动力输出单元，下面对每部分以及各部分之间的关系进行详细地说明：

壳体17上设有台阶孔，输入轴10穿过台阶孔，台阶孔具有第一台阶、第二台阶、第三台阶，在第一台阶上设有第一环形槽1708，在第一环形槽1708的槽底设有第一通孔1705，在第二台阶上设有第二环形槽1709，在第二环形槽1709的槽底设有第二通孔1704，在第三台阶上设有第三环形槽1707，在第二环形槽1709的槽底设有第三通孔1706。

第一环形槽1708用于与第一换档驱动单元配合，并且第一换档驱动单元的一部分穿过第一通孔1705，第二环形槽1709用于与第二换档驱动单元配合，并且第二换档驱动单元的一部分穿过第二通孔1704，第三环形槽1707用于与第三换档驱动单元配合，并且第三换档驱动单元的一部分穿过第三通孔1706。壳体17上还设有槽口1703，倒档驱动组件与槽口1703配合，台阶孔和槽口均位于壳体17的同一面上。

输入轴10以及输出轴6分别可旋转地配置在壳体17上，壳体17的两个相对侧壁上设有第一轴承安装孔1701和第二轴承安装孔1702，倒档轴5的端部与一个固定轴8滑动配合，该固定轴8上设有轴孔，倒档轴5与固定轴8上的轴孔滑动配合，固定轴8上设有第一轴承1，第一轴承1与第一轴承安装孔1701配合，输出轴6上设有第二轴承2，第二轴承2与第二轴承安装孔1702配合。输出轴6的轴向与输入轴10的轴向不平行，优选的方式是，输出轴6的轴向与输入轴10的轴向相互垂直。

输入轴10的周面上设有力矩传递组件，设置在输入轴10周面上力矩传递组件包括多个力臂1002，每个力臂上设有第一套筒1003，第一套筒1003内设有弹簧1004，弹簧1004的一端与第一套筒1003固定，弹簧1004的另一端与第一环状摩擦单元15连接。优选地，每个力臂上设有第二套筒1005、第三套筒1006，第一套筒1003位于第二套筒1005和第三套筒1006之间，在第二套筒1005和第三套筒1006内也安装有弹簧1004。

第一摩擦组件7与输出轴6形成周向固定且能沿着输出轴6轴向移动，第一摩擦组件7与倒档轴5固定，所述输出轴6的一端设有轴向的装配孔601，输出轴6的周面上设有径向的让位孔605，让位孔605与装配孔601贯通。

所述第一摩擦组件7包括扭矩传递块701、第一摩擦轮702、连接杆703，第一摩擦轮702套在输出轴6上，所述扭矩传递块701的一部分位于装配孔601内，扭矩传递块701的两端穿过让位孔605并与第一摩擦轮702固定，扭矩传递块701与让位孔605间隙或滑动配合，从而使扭矩传递块701与输出轴6形成周固，且扭矩传递块701又能沿着让位孔605移动，从而使第一摩擦组件7能沿着输出轴6轴向移动。优选地，在输出轴6的外周面上设有键块604，所述第一摩擦轮702的内孔中设有键槽，键槽与键块604滑动配合，进而增加第一摩擦轮与输出轴周向固定的可靠性。连接杆703的一端与扭矩传递块701固定，连接杆703的另一端与倒档轴5固定。

当倒档轴5轴向移动时，倒档轴5依次推动连接杆703、扭矩传递块701以及第一摩擦轮702沿输出轴6的轴向移动，其中，连接杆703和扭矩传递块701的一部分在装配孔601内轴向移动，而第一摩擦轮702与扭矩传递块701的另一部分在装配孔601的外部轴向移动。

倒档摩擦轮501与倒档轴5固定，倒档驱动组件设置在倒档轴5上；倒档驱动组件包括第一轴承3、第二轴承4、倒档驱动块502、倒档拨叉9，第一轴承3、第二轴承4、倒档驱动块502分别设置在倒档轴5上，第一轴承3、第二轴承4、倒档驱动块502优先与倒档轴5固定，倒档驱动块502位于第一轴承3和第二轴承4之间，倒档拨叉9分别与第一轴承3和第二轴承4配合，倒档驱动组件中的倒档拨叉9穿过壳体17上的槽口1703，倒档拨叉9与槽口1703滑动配合。

第一轴承3和第二轴承4优先采用推力球轴承，倒档轴5无论是处于主动旋转状态还是被动旋转状态，第一轴承3、第二轴承4以及倒档驱动块502均会随着倒档轴5旋转，而在倒档拨叉9与第一轴承3和第二轴承4配合后，由于第一轴承3和第二轴承4与倒档拨叉9形成的摩擦为滚动摩擦，因此，可以避免损坏第一轴承3、第二轴承4以及倒档拨叉9。

第一环状摩擦单元15的一端设有第一摩擦盘面1501和第二摩擦盘面1502，第一环状摩擦单元15与力矩传递组件配合。第一环状摩擦单元15由圆柱段和与圆柱段固定的锥形段组成，第一摩擦盘面1501为锥形段的端面，第二摩擦盘面1502为圆柱段的端面的一部分，因此，第一摩擦盘面1501和第二摩擦盘面1502不在同一个面上。第一摩擦盘面1501用于与第一摩擦轮702配合，第二摩擦盘面1502用于与倒档摩擦轮501配合。

第一换档驱动单元与壳体17滑动配合，第一换档驱动单元驱动第一环状摩擦单元15移动并使第一摩擦盘面1501与第一摩擦组件7配合时，在输入轴10与力矩传递组件、第一环状摩擦单元15、第一摩擦组件7以及输出轴6之间形成第一前进档位。

所述第一环状摩擦单元15包括第一摩擦环150、第一力矩传递杆1503、第一连接杆1504、第一推力部件1505，第一摩擦盘面1501和第二摩擦盘面1502设置在第一摩擦环150的一端，第一摩擦环150通过第一连接杆1504与第一推力部件1505连接，第一力矩传递杆1503的一端固定在第一摩擦环150的另一端，第一力矩传递杆1503的另一端与力矩传递组件配合。

第一力矩传递杆1503与第一套筒1003配合，第一力矩传递杆1503还与位于第一套筒1003内的弹簧1004连接，通过弹簧1004的作用，可以避免第一力矩传递杆1503与第一套筒1003分离。

第一换档驱动单元包括第一推力轴承1201、第一换档推杆1202，第一推力轴承1201的一端用于与第一环状摩擦单元15结合或分离，第一推力轴承1201的另一端与第一换档推杆1202固定。

假设初始状态为：第一推力轴承1201与第一环形槽1708配合，第一摩擦盘面1501与第一摩擦轮702的位置对应，第一摩擦盘面1501与第一摩擦轮702处于分离状态。当对第一换档推杆1202施加轴向的推力时，第一推力轴承1201跟随第一换档推杆1202向第一推力部件1505移动，最终第一推力轴承1201与第一推力部件1505结合，在持续的推力作用下，第一推力轴承1201推动第一推力部件1505移动，从而使第一环状摩擦单元15整体向第一摩擦轮702移动，最终使第一摩擦盘面1501与第一摩擦轮702结合，这样，在输入轴10与力矩传递组件、第一环状摩擦单元15、第一摩擦组件7以及输出轴6之间形成第一前进档位。

输入轴10于旋转时，输入轴10与输出的扭矩依次通过力矩传递组件传递到第一环状摩擦单元15，使第一环状摩擦单元15处于旋转状态，由于第一环状摩擦单元15的第一摩擦盘面1501与第一摩擦轮702形成结合，因此，第一环状摩擦单元15驱使第一摩擦轮702旋转，第一摩擦轮702带动输出轴6旋转，最终由输出轴6输出扭矩。

倒档驱动组件与壳体17滑动配合，倒档驱动组件驱动倒档轴5轴向移动，即通过倒档拨叉9对第一轴承3或第二轴承4施加轴向作用力，倒档驱动块502获得轴向力后带动倒档轴5轴向移动，倒档轴5带动第一摩擦组件7沿输出轴6轴向移动，使第一摩擦组件7与第一摩擦盘面1501不对应，以及使倒档摩擦轮501与第二摩擦盘面1502对应，第一换档驱动单元驱动第一环状摩擦单元15移动并使第二摩擦盘面1502与倒档摩擦轮501结合后，在输入轴10与力矩传递组件、第一环状摩擦单元15、倒档摩擦轮501、倒档轴5、第一摩擦组件7以及输出轴6之间形成倒档档位。

输入轴10于旋转时，输入轴10与输出的扭矩依次通过力矩传递组件传递到第一环状摩擦单元15，使第一环状摩擦单元15处于旋转状态，由于第一环状摩擦单元15的第二摩擦盘面1502与倒档摩擦轮501形成结合，第一环状摩擦单元15与第一摩擦盘面1501分离，因此，第一环状摩擦单元15驱使倒档摩擦轮501旋转，倒档摩擦轮501带动输出轴6旋转，最终由输出轴6输出用于倒档的扭矩。

本实施方式中，第一摩擦轮702与倒档摩擦轮501的相位差为180度，因此，当第一环状摩擦单元15沿着同一方向旋转时，分别与第一摩擦轮702或倒档摩擦轮501形成上述配合的情况下，第一摩擦轮702和倒档摩擦轮501的旋转方向相反，使输出轴6输出前进档的扭矩输出或倒档的扭矩。这种结构利用第一摩擦轮702与倒档摩擦轮501在第一环状摩擦单元15对称位置处摩擦力方向相反的特性，使得倒档设计可以简化惰轮的存在，结构更加简单。

本实用新型还包括第二摩擦轮603、第二环状摩擦单元16、第二换档驱动单元，第二摩擦轮603与输出轴6固定，第一环状摩擦单元15环绕在第二环状摩擦单元16的周围，第二环状摩擦单元16与所述力矩传递组件连接，第二环状摩擦单元16的一端设有第三摩擦盘面1601。

第二换档驱动单元与壳体17滑动配合，驱动第二环状摩擦单元16移动并使第三摩擦盘面1601与第二摩擦轮603配合后，在输入轴10与力矩传递组件、第二环状摩擦单元16、第二摩擦轮603以及输出轴6之间形成第二前进档位。

第二环状摩擦单元16包括第二摩擦环160、第二力矩传递杆1602、第二连接杆1603、第二推力部件1604，第三摩擦盘面1601设置在第二摩擦环160的一端，第二摩擦环160通过第二连接杆1603与第二推力部件1604连接，第二力矩传递杆1602的一端固定在第二摩擦环160的另一端，第二力矩传递杆1602的另一端与力矩传递组件配合。

第二换档驱动单元包括第二推力轴承1101、第二换档推杆1102，第二推力轴承1101的一端用于与第二环状摩擦单元16结合或分离，第二推力轴承1101的另一端与第二换档推杆1102固定。第二推力轴承1101与第二环形槽1709配合，第二换档推杆1102与第二通孔1704配合。

当需要在第一前进档位切换至第二前进档位时，通过第一换档推杆1202使第一推力轴承1201与第一环状摩擦单元15分离，第一环状摩擦单元15在弹簧14的回复作用力下与第一摩擦轮702分离，解除第一前进档位。然后对第二换档推杆1102施加轴向的推力时，第二推力轴承1101跟随第二换档推杆1102向第二推力部件1604移动，最终第二推力轴承1101与第二推力部件1604结合，在持续的推力作用下，第二推力轴承1101推动第二推力部件1604移动，从而使第二环状摩擦单元16整体向第二摩擦轮603移动，最终使第三摩擦盘面1601与第二摩擦轮603结合，这样，在输入轴10与力矩传递组件、第二环状摩擦单元16、第二摩擦轮603以及输出轴6之间形成第二前进档位。

输入轴10旋转时，输入轴10与输出的扭矩依次通过力矩传递组件传递到第二环状摩擦单元16，使第二环状摩擦单元16处于旋转状态，由于第二环状摩擦单元16的第三摩擦盘面1601与第二摩擦轮603形成结合，因此，第二环状摩擦单元16驱使第二摩擦轮603旋转，第二摩擦轮603带动输出轴6旋转，最终由输出轴6输出第二前进档位的扭矩。

本实用新型还包括第三摩擦轮602、第三环状摩擦单元14、第三换档驱动单元，第三摩擦轮602与输出轴6固定，第三环状摩擦单元14环绕在第一环状摩擦单元15的周围，第三环状摩擦单元14与所述力矩传递组件连接，第三环状摩擦单元14的一端设有第四摩擦盘面1401。

第三换档驱动单元与壳体17滑动配合，驱动第三环状摩擦单元14移动并使第四摩擦盘面1401与第三摩擦轮602配合后，在输入轴10与力矩传递组件、第三环状摩擦单元14、第三摩擦轮602以及输出轴6之间形成第三前进档位。

第三环状摩擦单元14包括第三摩擦环140、第三力矩传递杆1402、第三连接杆1403、第三推力部件1404，第四摩擦盘面1401设置在第三摩擦环140的一端，第三摩擦环140通过第三连接杆1403与第三推力部件1404连接，第三力矩传递杆1402的一端固定在第二摩擦环140的另一端，第三力矩传递杆1402的另一端与力矩传递组件配合；

第三换档驱动单元包括：第三推力轴承1301、第三换档推杆1302，第三推力轴承1301的一端用于与第三环状摩擦单元14结合或分离，第三推力轴承1301的另一端与第二换档推杆1302固定。第三推力轴承1301与第三环形槽1707配合，第三换档推杆1302与第三通孔1706配合。

当需要切换至第三前进档位时，通过第一换档推杆1202或第二换档推杆1102解除第一前进档位或第二前进档位。

然后对第三换档推杆1302施加轴向的推力时，第三推力轴承1301跟随第三换档推杆1302向第三推力部件1404移动，最终第三推力轴承1301与第三推力部件1404结合，在持续的推力作用下，第三推力轴承1301推动第三推力部件1404移动，从而使第三环状摩擦单元14整体向第三摩擦轮602移动，最终使第四摩擦盘面1401与第三摩擦轮603结合，这样，在输入轴10与力矩传递组件、第三环状摩擦单元14、第三摩擦轮602以及输出轴6之间形成第三前进档位。

输入轴10旋转时，输入轴10与输出的扭矩依次通过力矩传递组件传递到第三环状摩擦单元14，使第三环状摩擦单元14处于旋转状态，由于第三环状摩擦单元14的第四摩擦盘面1401与第三摩擦轮602形成结合，因此，第三环状摩擦单元14驱使第三摩擦轮602旋转，第三摩擦轮602带动输出轴6旋转，最终由输出轴6输出第三前进档位的扭矩。

通过上述可知，壳体17与输入轴10、倒档驱动组件、第一环状摩擦单元15、第一换档驱动单元组成了车用摩擦式有级变速器的换挡驱动装置，加上第二环状摩擦单元16与第二换档驱动单元的结构，以及第三环状摩擦单元14与第三换档驱动单元的结构，形成了在多个档位之间进行切换，使换挡驱动装置更加完整。

Claims (4)

1.车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，包括输出轴(6)，其特征在于，还包括第一摩擦组件(7)、倒档轴(5)、倒档摩擦轮(501)；第一摩擦组件(7)与输出轴(6)形成周向固定且能沿着输出轴(6)轴向移动，第一摩擦组件(7)与倒档轴(5)固定，倒档摩擦轮(501)与倒档轴(5)固定，倒档驱动组件设置在倒档轴(5)上；

所述输出轴(6)的一端设有轴向的装配孔(601)，输出轴(6)的周面上设有径向的让位孔(605)，让位孔(605)与装配孔(601)贯通，第一摩擦组件(7)分别与让位孔(605)和装配孔(601)配合。

2.根据权利要求1所述的车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，其特征在于，所述第一摩擦组件(7)包括扭矩传递块(701)、第一摩擦轮(702)、连接杆(703)，第一摩擦轮(702)套在输出轴(6)上，所述扭矩传递块(701)的一部分位于装配孔(601)内，扭矩传递块(701)的两端穿过让位孔(605)并与第一摩擦轮(702)固定，连接杆(703)的一端与扭矩传递块(701)固定，连接杆(703)的另一端与倒档轴(5)固定。

3.根据权利要求1或2所述的车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，其特征在于，在输出轴(6)的外周面上设有键块(604)，所述第一摩擦轮(702)的内孔中设有键槽，键槽与键块(604)滑动配合。

4.根据权利要求1或2所述的车用摩擦式有级变速器的动力输出单元，其特征在于，倒档轴(5)的端部与一个固定轴(8)滑动配合，该固定轴(8)上设有轴孔，倒档轴(5)与固定轴(8)上的轴孔滑动配合。