CN219866094U - 一种新能源变速器用取力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源变速器用取力器，属于新能源汽车领域，本取力器采用二级传动结构，从主箱中间轴三挡齿轮上取力；通过气动装置带动离合齿套，控制其与输入齿轮啮合或断开，若需要取力器工作时，离合齿套与输入齿轮啮合相连，变速器将动力输入取力器的输入齿轮，再由输入齿轮通过主动齿轮传递至输出齿轮，最终由输出轴将动力输出；本取力器将传统的取力器壳体的设计由轴向改为径向，可保证取力器在变速箱上的安装孔位无变化，保证了取力器壳体的通用性，同时也满足了大扭矩的需求；本取力器原理简单，适配性强，便于拆卸与运维，具有良好的推广应用价值。

Description

一种新能源变速器用取力器

技术领域

本实用新型属于新能源汽车领域，具体涉及一种新能源变速器用取力器。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的具有新技术、新结构、技术原理先进的汽车。

为顺应新能源市场，当前，研发出了作为新能源变速器的代表之一4E300新能源变速器，并在其基础上研发了双电机结构的F4E300-B新能源变速器。在变速器输入扭矩逐渐增大的趋势下，相应地，对所适配取力器的扭矩也有了增大的趋势以及需求；传统的取力器采用轴向设计，因此，取力器需要改变在变速箱上的安装孔位，导致取力器壳体的通用性较差，并且也无法满足大扭矩的需求。

但是，现有的新能源取力器，无法保证既能满足取力器壳体的通用性，同时又能满足客户大扭矩的需求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新能源变速器用取力器，采用本取力器，能够保证取力器壳体的通用性，同时又能满足客户大扭矩的需求。

为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新能源变速器用取力器，包括取力器壳体；

所述取力器壳体内设置有输入齿轮、主动齿轮和气动装置；

所述输入齿轮和所述主动齿轮均套设在所述新能源变速器的输入齿轮轴上；

所述气动装置连接有离合齿套，所述气动装置能够带动所述离合齿套移动，使得所述离合齿套与所述输入齿轮啮合或断开；

所述离合齿套与所述主动齿轮啮合相连，所述主动齿轮啮合连接有输出齿轮；

所述输出齿轮啮合连接有输出轴；

所述气动装置、所述输入齿轮轴和所述输出轴位于所述取力器壳体不同轴向上。

进一步地，所述输入齿轮和所述输入齿轮轴之间设置有多组滚针轴承；所述主动齿轮和所述输入齿轮轴之间设置有多组滚针轴承和轴承隔套。

进一步地，所述输入齿轮轴一端通过锁片、六角头螺栓Ⅱ与所述取力器壳体相连，另一端套设有单向推力球轴承。

进一步地，所述输入齿轮轴一端套设有止推垫圈。

进一步地，所述气动装置包括气缸体；

所述气缸体内插设有活塞叉轴，所述活塞叉轴的输入端位于所述气缸体内，套设有限位套和回位弹簧，末端连接有活塞；

所述活塞叉轴的输出端连接有拨叉，所述拨叉与所述离合齿套相连。

进一步地，所述活塞叉轴的输入端与所述活塞之间设置有O形圈；

所述气缸体外侧连接有气缸盖。

进一步地，所述输出轴的两端均套设有圆锥滚子轴承；所述圆锥滚子轴承的外圈与所述取力器壳体过盈配合相连，内圈与所述输出轴过盈配合相连。

进一步地，所述输出齿轮与所述输出轴通过渐开线花键啮合相连。

进一步地，所述输出轴的输出端连接有法兰盘。

进一步地，所述输出轴的输出端与油泵轴头相连。

相比与现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供一种新能源变速器用取力器，本取力器采用二级传动结构，从主箱中间轴三挡齿轮上取力；通过气动装置带动离合齿套，控制其与输入齿轮啮合或断开，若需要取力器工作时，离合齿套与输入齿轮啮合相连，变速器将动力输入取力器的输入齿轮，再由输入齿轮通过主动齿轮传递至输出齿轮，最终由输出轴将动力输出；本取力器将传统的取力器壳体的设计由轴向改为径向，可保证取力器在变速箱上的安装孔位无变化，保证了取力器壳体的通用性，同时也满足了大扭矩的需求；本取力器原理简单，适配性强，便于拆卸与运维，具有良好的推广应用价值。

优选地，本实用新型的输入齿轮和主动齿轮分别与输入齿轮轴之间设置了多组滚针轴承，由于滚针轴承的摩擦系数较小，提高了传动效率。

进一步优选地，本实用新型的输入齿轮轴在其另一端套设了单向推力球轴承，因滚针轴承只能承受径向力，而输入齿轮为斜齿，会产生轴向载荷，单向推力球轴承用来承受轴向力，提高可靠性。

更进一步优选地，输入齿轮轴一端套设了止推垫圈，输入齿轮的前端在装配时通过测量指定尺寸，选取合适尺寸的止推垫圈来确保单向推力轴承的轴向游隙，进一步增强了可靠性。

优选地，本实用新型的输出齿轮与输出轴通过渐开线花键啮合相连，采用渐开线花键替代了原始的矩形花键，由于增加了更多的键齿，使其齿面接触增大，相应接触应力变小，具有更高的强度和更长的使用寿命；并在使启动时，键齿面变为了滑合接触，此时冲击更小，动载荷更小。

优选地，本实用新型的输出轴的输出端可直接与油泵轴头相连，这样，去掉取力器输出端的法兰盘、连接螺栓和外侧油封等结构，改装简便，且进一步缩减了取力器占用的轴向空间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器外壳示意图；

图2为本实用新型实施例提供的现有的取力器的输出轴花键结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器的输出轴花键结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器的气缸结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器的后视图；

图6为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器的传动示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种新能源变速器用取力器的结构剖视图。

附图标记：

取力器壳体-1；输入齿轮-2；主动齿轮-3；离合齿套-4；拨叉-5；止动螺钉-6；指示灯开关-7；活塞叉轴-8；限位套-9；气缸体-10；回位弹簧-11；活塞-12；气缸盖-13；锁紧螺母-14；O形圈-15；单向推力球轴承-17；输入齿轮轴-18；平键-19；六角头螺栓Ⅰ-20；挡板-21；法兰盘-22；油封-23；后轴承盖-24；圆锥滚子轴承Ⅰ-25；隔套-26；输出齿轮-27；圆锥滚子轴承Ⅱ-28；输出轴-29；前轴承盖-30；滚针轴承-31；轴承隔套-32；止推垫圈-33；六角头螺栓Ⅱ-34；锁片-35；O形密封圈-36；盖板-37。

具体实施方式

本实用新型提供一种新能源变速器用取力器，包括取力器壳体1；取力器壳体1内设置有输入齿轮2、主动齿轮3和气动装置；输入齿轮2和主动齿轮3均套设在新能源变速器的输入齿轮轴18上；气动装置连接有离合齿套4，气动装置能够带动离合齿套4移动，使得离合齿套4与输入齿轮2啮合或断开；离合齿套4与主动齿轮3啮合相连，主动齿轮3啮合连接有输出齿轮27；输出齿轮27啮合连接有输出轴29；气动装置、输入齿轮轴18和输出轴29位于取力器壳体1不同轴向上，即沿取力器壳体1的径向依次排布设置。

具体的，输入齿轮2和输入齿轮轴18之间设置有多组滚针轴承31；主动齿轮3和输入齿轮轴18之间设置有多组滚针轴承31和轴承隔套32。

输入齿轮轴18一端通过锁片35、六角头螺栓Ⅱ34与取力器壳体1相连，另一端套设有单向推力球轴承17，输入齿轮轴18一端套设有止推垫圈33。

气动装置的具体结构包括气缸体10；气缸体10内插设有活塞叉轴8，活塞叉轴8的输入端位于气缸体10内，套设有限位套8和回位弹簧11，末端连接有活塞12；活塞叉轴8的输出端连接有拨叉5，拨叉5与离合齿套4相连；活塞叉轴8的输入端与活塞12之间设置有O形圈15；气缸体10外侧连接有气缸盖13。

输出轴29的两端均套设有圆锥滚子轴承；圆锥滚子轴承的外圈与取力器壳体1过盈配合相连，内圈与输出轴29过盈配合相连。

特别的，为了使得本结构具有更高的强度和更长的使用寿命，输出齿轮27与输出轴29通过渐开线花键啮合相连。

在输出轴29的输出端，一种结构为：采用将输出轴29的输出端连接有法兰盘22，法兰盘22再与待工作的油泵轴头连接。

另一种结构为：输出轴29的输出端与油泵轴头直接相连。

下面结合本实用新型的实施例和附图对本实用新型作进一步地描述，当然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供了一种新能源变速器用取力器，包括取力器壳体1，取力器壳体1如图1和图5所示，为保证取力器壳体1的通用性，将此取力器壳体1的设计由轴向改为径向，即增大取力器壳体1的径向尺寸来容纳取力器的传动系统，可保证取力器在变速箱上的安装孔位无变化。

活塞叉轴8、输入齿轮轴18和输出轴29从上到下分别插设在取力器壳体1的三个圆孔中。

一种新能源变速器用取力器的具体结构如图7所示，包括气缸结构，具体结构如图4圆圈内所示，活塞叉轴8的输入端上套设了起到导向作用的限位套9和起到复位作用的回位弹簧11；活塞叉轴8的输入端的末端设置有活塞12，活塞叉轴8与活塞12之间套设了用于密封的O形圈15，上述整体位于气缸体10内，并通过锁紧螺母14固定，气缸体10外侧扣合了气缸盖13，该圆孔相对一端固定了与取力器壳体1相连的盖板37；活塞叉轴8中间还插设了起到指示作用的指示灯开关7；活塞叉轴8的输出端连接了拨叉5，拨叉5与离合齿套4相连，这样，通过气体推动活塞12，活塞12推动活塞叉轴8，活塞叉轴8带动拨叉5，进而带动离合齿套4位移，使得离合齿套4与输入齿轮轴18上的输入齿轮2啮合或断开；输入齿轮轴18上的主动齿轮3与离合齿套4处于常啮合状态；此外，活塞叉轴8上还插设有止动螺钉6。

输入齿轮轴18的一端通过六角头螺栓Ⅱ34和锁片35与取力器壳体1固定连接，两端插设在取力器壳体1中，并且在其两端与取力器壳体1相连处均套设了O形密封圈36；输入齿轮2和主动齿轮3均套设在输入齿轮轴18上；为使径向空间更紧凑，输入齿轮2与主动齿轮3选用各2个相同的滚针轴承31；由于主动齿轮3较厚，轴向空间较大，需要安装轴承隔套32防止其轴向的滑动。

此外，由于滚针轴承31只能承受径向力，而输入齿轮2为斜齿，会产生轴向载荷，所以在输入齿轮轴18的后端还需选用一个单向推力球轴承17来承受轴向力，输入齿轮2的前端在装配时通过测量指定尺寸，选取合适尺寸的止推垫圈33来确保单向推力轴承17的轴向游隙。

主动齿轮3与输出齿轮27常啮合，如图2和图3所示，输出齿轮27通过输出轴29的渐开线花键与输出轴29常啮合连接，代替了传统的矩形花键相连；同样，由于输出齿轮27较厚，轴向空间较大，需要安装隔套26防止其轴向的滑动；输出轴29前后均与圆锥滚子轴承(圆锥滚子轴承Ⅰ25和圆锥滚子轴承Ⅱ28)内圈过盈配合，其外圈与取力器壳体1过盈配合，工作时外圈由摩擦力的作用静止而内圈随输出轴29转动，圆锥滚子轴承的轴向通过前轴承盖30和后轴承盖24以及输出轴29轴肩定位。

输出轴29的输出端设置有油封23，此时，输出轴29的输出端可采用两种连接方式，一种为：输出轴29与法兰盘22通过平键19连接，通过六角头螺栓Ⅰ20和挡板21固定，法兰盘22与油泵轴头相连；如图6所示，该结构整体的工作过程为：

取力器动力传递：取力器的输入齿轮2与变速器中间轴齿轮常啮合，变速器将发动机动力输入取力器的输入齿轮2；离合齿套4的内花键与主动齿轮3的外花键常啮合，并且离合齿套4可在轴向移动；取力器进入挂挡状态，离合齿套4左移也与输入齿轮2的外花键啮合，进而带动主动齿轮3；主动齿轮3与输出齿轮27处于常啮合状态，输出齿轮27内花键与输出轴29外花键常啮合，输出轴29与法兰盘22通过平键19连接，经上述各零件将发动机动力传输到法兰盘22，取力器输出动力。

输出轴29的输出端另一种连接方式为，输出轴29的输出端直接与油泵轴头相连，这样，去掉取力器输出端的法兰盘、连接螺栓和外侧油封等结构，改装简便，且进一步缩减了取力器占用的轴向空间。

本实施例提供的一种新能源变速器用取力器，具有如下优点：

(1)采用大多数取力器具有的二级传动结构，从主箱中间轴三挡齿轮上取力；

(2)取力器安装在变速器壳上且位于下侧，与变速箱共用润滑油，无需再对取力器进行单独加油；

(3)操纵方式为电磁阀控制的单向气操纵。气缸集成在取力器壳体内，通过壳体内部的孔及活塞、密封圈的配合形成气腔，压缩了取力器轴向尺寸。

(4)由于大扭矩需求且需保证适配性，相应增大取力器输入齿轮、取力器主动齿轮及取力器输出齿轮的径向尺寸代替齿轮的轴向增厚，来提高齿轮强度，承受更大的扭矩。

(5)为保证取力器壳体的通用性，将此取力器壳体的设计由轴向改为径向，如图1圆圈中所示，即增大取力器壳体的径向尺寸来容纳取力器的传动系统，可保证取力器在变速箱上的安装孔位无变化。

(6)增大扭矩也需要考虑轴的强度。将输出轴设计为渐开线花键，相较于常规的矩形花键，由于增加了更多的键齿，使其齿面接触增大，相应接触应力变小，具有更高的强度和更长的使用寿命。且改为渐开线花键，使启动时的键齿面变为了滑合接触，此时冲击更小，动载荷更小。

(7)只需去掉取力器输出端的法兰盘、连接螺栓和外侧油封等，即可将其改为内花键的输出形式，可使油泵轴头的外花键直接与输出齿轮轴的内花键啮合，改装简便且进一步缩减了取力器占用的轴向空间。

本实施例实现了变速器端大扭矩取力的功能，同时也能提高新能源变速箱的适配性。两者相辅相成，具备巨大的市场潜力和拓展空间。

尽管以上结合附图与实施例对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (10)

1.一种新能源变速器用取力器，其特征在于，包括取力器壳体(1)；

所述取力器壳体(1)内设置有输入齿轮(2)、主动齿轮(3)和气动装置；

所述输入齿轮(2)和所述主动齿轮(3)均套设在所述新能源变速器的输入齿轮轴(18)上；

所述气动装置连接有离合齿套(4)，所述气动装置能够带动所述离合齿套(4)移动，使得所述离合齿套(4)与所述输入齿轮(2)啮合或断开；

所述离合齿套(4)与所述主动齿轮(3)啮合相连，所述主动齿轮(3)啮合连接有输出齿轮(27)；

所述输出齿轮(27)啮合连接有输出轴(29)；

所述气动装置、所述输入齿轮轴(18)和所述输出轴(29)位于所述取力器壳体(1)不同轴向上。

2.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输入齿轮(2)和所述输入齿轮轴(18)之间设置有多组滚针轴承(31)；所述主动齿轮(3)和所述输入齿轮轴(18)之间设置有多组滚针轴承(31)和轴承隔套(32)。

3.根据权利要求2所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输入齿轮轴(18)一端通过锁片(35)、六角头螺栓Ⅱ(34)与所述取力器壳体(1)相连，另一端套设有单向推力球轴承(17)。

4.根据权利要求3所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输入齿轮轴(18)一端套设有止推垫圈(33)。

5.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述气动装置包括气缸体(10)；

所述气缸体(10)内插设有活塞叉轴(8)，所述活塞叉轴(8)的输入端位于所述气缸体(10)内，套设有限位套(9)和回位弹簧(11)，末端连接有活塞(12)；

所述活塞叉轴(8)的输出端连接有拨叉(5)，所述拨叉(5)与所述离合齿套(4)相连。

6.根据权利要求5所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述活塞叉轴(8)的输入端与所述活塞(12)之间设置有O形圈(15)；

所述气缸体(10)外侧连接有气缸盖(13)。

7.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输出轴(29)的两端均套设有圆锥滚子轴承；所述圆锥滚子轴承的外圈与所述取力器壳体(1)过盈配合相连，内圈与所述输出轴(29)过盈配合相连。

8.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输出齿轮(27)与所述输出轴(29)通过渐开线花键啮合相连。

9.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输出轴(29)的输出端连接有法兰盘(22)。

10.根据权利要求1所述的一种新能源变速器用取力器，其特征在于，所述输出轴(29)的输出端与油泵轴头相连。