CN105299155A - 模块式变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式变速器，包括不带辅助驱动电机的减速箱模块、不带辅助驱动电机的增速箱模块、不带辅助驱动电机的倒挡箱模块、带辅助驱动电机的减速箱模块、带辅助驱动电机的增速箱模块、带辅助驱动电机的倒挡箱模块、离合器模块；可以根据不同车辆的要求选择相应的模块组成模块，极大的降低了变速器的开发成本，并有效的保证了产品的可靠性。

Description

模块式变速器

技术领域

本发明涉及车辆传动***技术，特别是涉及一种用于纵置动力总成的模块化变速器。

背景技术

在目前的市场上，因功能需求不同而导致车辆类型很多。不同的车辆，由于其应用范围、内部配置的不同，对变速器的要求也不同，甚至同一车型，由于配置不同，对变速器的要求也不同，从而使得变速器的种类和型号繁多，特别在商用车领域，虽然基本上均采用纵置动力总成的布置，装配的是纵置变速器，但由于配置变化大，不同的配置要求不同的变速器，极大的限制了零部件的通用性，无法发挥大规模生产的优势，并因种类过多，数量过少导致产品稳定性差，可靠性低。同时，当车辆的使用工况发生变更时，如短途车辆变成长途车辆，对变速器的要求就发生变化，也需要更换变速器，原车的变速器将无法使用，造成极大的浪费。

发明内容

针对于目前的纵置变速器通用性差的缺点，本发明提出了一种模块式变速器，能够适用于燃油车辆、混合动力车辆及纯电动车辆，极大的拓展了变速器零部件的通用性，有利于提高零部件的产品质量，并可通过大规模生产降低零部件的制造成本和维修成本，且提高了变速器的可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种模块式变速器，包括至少一个减速箱模块、至少一个增速箱模块、至少一个倒挡箱模块中的一个或多个模块；

所述减速箱模块包括减速输入轴、减速输出轴、减速行星齿轮机构、减速换挡机构，所述减速行星齿轮机构与所述减速换挡机构配合，能够实现减速挡传动和直接挡传动；

所述增速箱模块包括增速输入轴、增速输出轴、增速行星齿轮机构、增速换挡机构，所述增速行星齿轮机构与所述增速换挡机构配合，能够实现增速挡传动和直接挡传动；

所述倒挡箱模块包括倒挡输入轴、倒挡输出轴、倒挡行星齿轮机构、倒挡换挡机构，所述倒挡行星齿轮机构与所述倒挡换挡机构配合，能够实现倒挡传动和直接挡传动。

进一步的，包括两个所述减速箱模块、一个所述增速箱模块和一个所述倒挡箱模块，一个所述减速箱模块的减速输入轴经一离合器模块与一发动机的动力输出轴相连接，该减速箱模块的减速输出轴与另一个所述减速箱模块的减速输入轴相连接，另一个所述减速箱模块的减速输出轴与所述增速箱模块的增速输入轴相连接，所述增速箱模块的增速输出轴与所述倒挡箱模块的倒挡输入轴相连接，所述倒挡箱模块的倒挡输出轴输出动力。

进一步的，还包括辅助驱动电机***，所述辅助驱动电机***与其中一个或多个模块相连接，所述辅助驱动电机***包括辅助驱动电机和构成常啮合圆柱齿轮副的第一齿轮、第二齿轮，所述辅助驱动电机布置在对应模块的壳体外部，所述第一齿轮布置在所述辅助驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮同轴固定在对应模块的输出轴上。

进一步的，包括两个所述减速箱模块和一个所述增速箱模块，一个所述减速箱模块的减速输入轴与一驱动电机的动力输出轴相连接，该减速箱模块的减速输出轴与另一个所述减速箱模块的减速输入轴相连接，另一个所述减速箱模块的减速输出轴与所述增速箱模块的增速输入轴相连接，所述增速箱模块的增速输出轴输出动力。

进一步的，还包括辅助驱动电机***，所述辅助驱动电机***与其中一个模块相连接，所述辅助驱动电机***包括辅助驱动电机和构成常啮合圆柱齿轮副的第一齿轮、第二齿轮，所述辅助驱动电机布置在对应模块的壳体外部，所述第一齿轮布置在所述辅助驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮同轴固定在对应模块的输出轴上。

进一步的，所述减速箱模块设于一第一壳体内，其减速行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈、第一行星架；其减速换挡机构包括第一拨块、第一输入法兰、第一输出法兰、第一行星架法兰、拨块套；

所述第一太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第一输入法兰固接在其减速输入轴上；所述第一输出法兰固接在其减速输出轴上；所述拨块套固定在所述第一输出法兰上；所述第一拨块与所述拨块套滑动连接，并与所述拨块套同轴转动；所述第一齿圈固定在所述第一壳体上，且所述第一齿圈上布置在所述第一行星轮外侧；所述第一行星架法兰固定在所述第一行星架上；

所述第一拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第一拨块处于减速挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一行星架法兰结合，当所述第一拨块处于直接挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一输入法兰结合。

进一步的，所述减速箱模块设于一第四壳体内，其减速行星齿轮机构包括第四太阳轮、第四行星轮、第四齿圈、第四行星架；

其减速换挡机构包括第四拨块、第四输入法兰、第四输出法兰、输出法兰套；

所述第四太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第四输入法兰同轴固接在所述第四齿圈上；所述第四齿圈上布置在所述第四行星轮外侧；所述第四输出法兰同轴固接在其减速输出轴上；所述第四行星架同轴固接在其减速输出轴上；所述第四拨块布置在所述第四输入法兰外侧，所述第四拨块的内侧与第四输入法兰滑动连接并与所述第四输入法兰同轴转动；

所述第四拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第四拨块处于减速挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述第四输入法兰结合，当所述第四拨块处于直接挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述输出法兰套结合。

进一步的，所述增速箱模块设于一第二壳体内，所述增速行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈、第二行星架；所述增速换挡机构包括第二拨块、第二输入法兰、第二输出法兰、第二行星架法兰；

所述第二太阳轮滑动的布置在其增速输入轴上；所述第二行星架固定连接在其增速输入轴上；所述第二输入法兰与所述第二太阳轮固定连接；所述第二拨块布置在所述第二输入法兰外侧并与所述第二输入法兰滑动连接；

所述第二拨块有两个位置，分别为增速挡位置和直接挡位置，当所述第二拨块处于增速挡位置时，所述第二拨块的外侧与所述第二壳体结合，当所述第二拨块处于直接挡位置时，所述第二拨块的外侧与所述第二行星架法兰结合。

进一步的，所述倒挡箱模块设于一第三壳体内，所述倒挡行星齿轮机构包括第三太阳轮、第三行星轮、第三齿圈、第三行星架；所述倒挡换挡机构包括第三拨块、第三输入法兰、第三输出法兰、齿圈法兰；

所述第三太阳轮同轴固定在其倒挡输入轴上；所述第三输入法兰同轴固定在所述第三行星架上；所述齿圈法兰同轴固定在所述第三齿圈上；所述第三拨块布置在所述第三输入法兰外侧并与所述第三输入法兰滑动连接；

所述第三拨块有两个位置，分别为倒挡位置和直接挡位置，当所述第三拨块处于倒挡位置时，所述第三拨块的外侧与所述第三壳体结合，当所述第三拨块处于直接挡位置时，所述第三拨块的外侧与所述齿圈法兰结合。

进一步的，一个所述减速箱模块设于一第一壳体内，其减速行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈、第一行星架；其减速换挡机构包括第一拨块、第一输入法兰、第一输出法兰、第一行星架法兰、拨块套；

所述第一太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第一输入法兰固接在其减速输入轴上；所述第一输出法兰固接在其减速输出轴上；所述拨块套固定在所述第一输出法兰上；所述第一拨块与所述拨块套滑动连接，并与所述拨块套同轴转动；所述第一齿圈固定在所述第一壳体上，且所述第一齿圈上布置在所述第一行星轮外侧；所述第一行星架法兰固定在所述第一行星架上；

所述第一拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第一拨块处于减速挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一行星架法兰结合，当所述第一拨块处于直接挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一输入法兰结合。

另一个所述减速箱模块设于一第四壳体内，其减速行星齿轮机构包括第四太阳轮、第四行星轮、第四齿圈、第四行星架；

其减速换挡机构包括第四拨块、第四输入法兰、第四输出法兰、输出法兰套；

所述第四太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第四输入法兰同轴固接在所述第四齿圈上；所述第四齿圈上布置在所述第四行星轮外侧；所述第四输出法兰同轴固接在其减速输出轴上；所述第四行星架同轴固接在其减速输出轴上；所述第四拨块布置在所述第四输入法兰外侧，所述第四拨块的内侧与第四输入法兰滑动连接并与所述第四输入法兰同轴转动；

所述第四拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第四拨块处于减速挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述第四输入法兰结合，当所述第四拨块处于直接挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述输出法兰套结合。

进一步的，所述辅助驱动电机具有发电功能。

本发明的有益效果是：本发明提供一种模块式变速器，该变速器可由增速箱、减速箱、倒挡箱、带辅助驱动电机的增速箱、带辅助驱动电机的减速箱、带辅助驱动电机的倒挡箱等模块中的一个模块或多个模块构成，每一个模块均有两个挡位，根据车型、动力总成及客户的具体要求，可以选择其中的一个或多个模块组成一个纵置变速器，适用于燃油车辆、混合动力车辆、纯电动车辆，极大的拓展了变速器零部件的通用性，有利于提高零部件的产品质量，并通过大规模生产降低零部件的制造成本和维修成本，并提高了变速器的可靠性。

附图说明

图1为本发明中减速箱模块一实施例的结构原理图；

图2为本发明中增速箱模块的结构原理图；

图3为本发明中倒挡箱模块的结构原理图；

图4为本发明中带辅助驱动电机的减速箱模块一实施例的结构原理图；

图5为本发明带辅助驱动电机的增速箱模块的结构原理图；

图6为本发明带辅助驱动电机的倒挡箱模块的结构原理图；

图7为本发明中减速箱模块另一实施例的结构原理图；

图8为本发明中带辅助驱动电机的减速箱模块另一实施例的结构原理图；

图9为本发明中离合器模块的结构原理图；

图10a为本发明中复合模块减速实施例的结构原理图；

图10b为本发明中复合模块增速实施例的结构原理图；

图10c为本发明中复合模块倒挡实施例的结构原理图；

图10d为本发明中复合模块第四实施例的结构原理图；

图11为本发明模块式变速器一实施例的结构原理图；

图12为本发明模块式变速器另一实施例的结构原理图；

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种不带辅助驱动电机的减速箱模块，包括减速输入轴101、减速输出轴102、第一壳体103、减速行星齿轮机构、减速换挡机构。

所述减速行星齿轮机构包括第一太阳轮104、第一行星轮105、第一齿圈106、第一行星架107；

所述换挡机构包括第一拨块108、第一输入法兰109、第一输入法兰109、第一行星架法兰111、拨块套112；

行星齿轮机构的第一太阳轮104固接在输入轴101上；第一输入法兰109固接在输入轴101上；第一输入法兰109固接在输出轴102上；拨块套112固定在第一输入法兰109上；第一拨块108与拨块套112滑动连接，并与拨块套112同轴转动；行星齿轮机构的第一齿圈106固定在第一壳体103上；第一行星架法兰111固定在行星齿轮机构的第一行星架107上；

第一拨块108有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当第一拨块108处于减速挡位置时，第一拨块108的内侧与第一行星架法兰111结合，当第一拨块108处于直接挡位置时，第一拨块108的内侧与第一输入法兰109结合；

当第一拨块108处于减速挡位置时，此时减速行星齿轮机构中第一太阳轮为输入部件，第一行星架为输出部件，第一齿圈为固定部件，因此减速行星齿轮机构处于减速状态，速比根据下述公式计算：

i11＝(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数…………(1)

动力通过减速输入轴101输入，并通过第一太阳轮104输入到减速行星齿轮机构，然后通过第一行星架107将动力输出到第一行星架法兰111，通过第一拨块108将动力输出到拨块套112上，拨块套112上的动力通过第一输入法兰109将动力输出到减速输出轴102上并最终通过减速输出轴102输出动力；

当第一拨块108处于直接挡位置时，此时第一拨块108的内侧与第一输入法兰109结合，减速行星齿轮机构中的第一行星架处于空转状态，因此整个减速行星齿轮机构均处于空转状态；动力通过减速输入轴101输入，并通过第一输入法兰109和第一拨块108将动力拨块套112上，拨块套112上的动力通过第一输入法兰109将动力输出到减速输出轴102上并最终通过减速输出轴102输出动力，此时减速输入轴101和减速输出轴102间的速比值为1，即：

i12＝1…………………………………………(2)

如图2所示，一种模块式变速器中增速箱模块，包括增速输入轴201、增速输出轴202、第二壳体203、增速行星齿轮机构、增速换挡机构。

所述增速行星齿轮机构包括第二太阳轮204、第二行星轮205、第二齿圈206、第二行星架207；

所述增速换挡机构包括第二拨块208、第二输入法兰209、第二输出法兰210、第二行星架法兰211；

增速行星齿轮机构的第二太阳轮204滑动的布置在增速输入轴201上；第二行星架207固定的连接在增速输入轴201上；第二输入法兰209与第二太阳轮204固定连接；第二拨块208布置在第二输入法兰209外侧并与第二输入法兰209滑动连接；第二拨块208有两个位置，分别为增速挡位置和直接挡位置，当第二拨块208处于增速挡位置时，第二拨块208的外侧与第二壳体203结合，当第二拨块208处于直接挡位置时，第二拨块208的外侧与第二行星架法兰211结合；

当第二拨块208处于增速挡位置时，此时增速行星齿轮机构中第二行星架为输入部件，第二齿圈为输出部件，第二太阳轮为固定部件，因此增速行星齿轮机构处于增速状态，速比根据下述公式计算：

i21＝齿圈齿数/(齿圈齿数+太阳轮齿数)……(3)

动力通过增速输入轴201输入，并通过第二行星架207输入到增速行星齿轮机构，然后通过第二齿圈206将动力输出到第二输出法兰210，第二输出法兰210将动力输出到增速输出轴202上并最终通过增速输出轴202输出动力；

当第二拨块208处于直接挡位置时，此时第二拨块208的外侧与第二行星架法兰211结合，则第二太阳轮204与第二行星架207通过增速换挡机构结合，增速行星齿轮机构架处于锁止状态，因此整个增速行星齿轮机构内部各部件相互间无相对运动；动力通过增速输入轴201输入，并通过第二行星架207输入到增速行星齿轮机构，然后通过第二齿圈206将动力输出到第二输出法兰210，第二输出法兰210将动力输出到增速输出轴202上并最终通过增速输出轴202输出动力，此时增速输入轴201和增速输出轴202间的速比值为1，即：

i22＝1…………………………………………(4)

如图3所示，一种模块式变速器中倒挡箱模块，包括倒挡输入轴301、倒挡输出轴302、第三壳体303、倒挡行星齿轮机构、倒挡换挡机构。

所述倒挡行星齿轮机构包括第三太阳轮304、第三行星轮305、第三齿圈306、第三行星架307；

所述倒挡换挡机构包括第三拨块308、第三输入法兰309、第三输出法兰310、第三齿圈法兰311；

倒挡行星齿轮机构的第三太阳轮304同轴固定在倒挡输入轴301上；第三输入法兰309同轴固定在第二行星架207上；第三齿圈法兰311同轴固定在第三齿圈306上；第三拨块308布置在第三输入法兰309外侧并与第三输入法兰309滑动连接；第三拨块308有两个位置，分别为倒挡位置和直接挡位置，当第三拨块308处于倒挡位置时，第三拨块308的外侧与第三壳体303结合，当第三拨块308处于直接挡位置时，第二拨块208的外侧与第三齿圈法兰311结合；

当第三拨块308处于倒挡位置时，此时倒挡行星齿轮机构中第三太阳轮304为输入部件，第三齿圈306为输出部件，第三行星架307为固定部件，因此倒挡行星齿轮机构处于倒挡状态，速比根据下述公式计算：

i31＝齿圈齿数/太阳轮齿数…………………………(5)

动力通过倒挡输入轴301输入，并通过第三太阳轮304输入到倒挡行星齿轮机构，然后通过第三齿圈306将动力输出到第三输出法兰310，第三输出法兰310将动力输出到倒挡输出轴302上并最终通过倒挡输出轴302输出动力；

当第三拨块308处于直接挡位置时，此时第三拨块308的外侧与第三齿圈法兰311结合，则第三行星架307与第三齿圈306通过倒挡换挡机构结合，倒挡行星齿轮机构架处于锁止状态，因此整个倒挡行星齿轮机构内部各部件相互间无相对运动；动力通过倒挡输入轴301输入，并通过第三太阳轮304输入到倒挡行星齿轮机构，然后通过第三齿圈306将动力输出到第三输出法兰310，第三输出法兰310将动力输出到倒挡输出轴302上并最终通过倒挡输出轴302输出动力，此时倒挡输入轴301和倒挡输出轴302间的速比值为1，即：

i32＝1………………………………………………(6)

如图4所示，一种模块式变速器中带辅助驱动电机的减速箱模块，包括减速输入轴101、减速输出轴102、第一壳体103、减速行星齿轮机构、减速换挡机构和辅助驱动电机***。

带辅助驱动电机的减速箱模块与图1所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块的区别为：在减速箱模块的第一壳体103外部布置了一个辅助驱动电机501，在辅助驱动电机501的输出轴上布置一个第一齿轮502，在第一输入法兰109外侧同轴固定一个第二齿轮503，第一齿轮502和第二齿轮503构成常啮合圆柱齿轮副。

在带辅助驱动电机的减速箱模块中，动力除了通过减速输入轴101输入外，还可以由辅助驱动电机501输入，由于辅助驱动电机501的动力不经过减速行星齿轮机构和减速换挡机构，因此，辅助驱动电机501始终向减速输出轴102输出动力，避免了换挡过程中减速输入轴101不能向减速输出轴102输出动力而造成的动力中断。

如图5所示，一种模块式变速器中带辅助驱动电机的增速箱模块，包括增速输入轴201、增速输出轴202、第二壳体203、增速行星齿轮机构、增速换挡机构和辅助驱动电机***。

带辅助驱动电机的增速箱模块与图2所示的不带辅助驱动电机的增速箱模块的区别为：在增速箱模块的第二壳体203外部布置了一个辅助驱动电机501，在辅助驱动电机501的输出轴上布置一个第一齿轮502，在第二输出法兰210外侧同轴固定一个第二齿轮503，第一齿轮502和第二齿轮503构成常啮合圆柱齿轮副。

在带辅助驱动电机的增速箱模块中，动力除了通过增速输入轴201输入外，还可以由辅助驱动电机501输入，由于辅助驱动电机501的动力不经过增速行星齿轮机构和增速换挡机构，因此辅助驱动电机501始终向增速输出轴202输出动力，避免了换挡过程中增速输入轴201不能向增速输出轴202输出动力而造成的动力中断。

如图6所示，一种模块式变速器中带辅助驱动电机的倒挡箱模块，包括倒挡输入轴301、倒挡输出轴302、第三壳体303、倒挡行星齿轮机构、倒挡换挡机构和辅助驱动电机***。

带辅助驱动电机的倒挡箱模块与图3所示的不带辅助驱动电机的倒挡箱模块的区别为：在倒挡箱模块的第三壳体303外部布置了一个辅助驱动电机501，在辅助驱动电机501的输出轴上布置一个第一齿轮502，在第三输出法兰310外侧同轴固定一个第二齿轮503，第一齿轮502和第二齿轮503构成常啮合圆柱齿轮副。

在带辅助驱动电机的倒挡箱模块中，动力除了通过倒挡输入轴301输入外，还可以由辅助驱动电机501输入，由于辅助驱动电机501的动力不经过倒挡行星齿轮机构和倒挡换挡机构，因此辅助驱动电机501始终向倒挡输出轴302输出动力，避免了换挡过程中倒挡输入轴301不能向倒挡输出轴302输出动力而造成的动力中断。

如图7所示，一种模块式变速器中另一种减速箱模块，包括减速输入轴101、减速输出轴102、第四壳体403、减速行星齿轮机构、减速换挡机构。

所述减速行星齿轮机构包括第四太阳轮404、第四行星轮405、第四齿圈406、第四行星架407；

所述减速换挡机构包括第四拨块408、第四输入法兰409、第四输出法兰410、输出法兰套411；

减速行星齿轮机构的第四太阳轮404固接在减速输入轴101上；第四输入法兰409同轴固接在第四齿圈406上；第四输出法兰410同轴固接在减速输出轴102上；第四行星架407同轴固接在减速输出轴102上；第四拨块408布置在第四输入法兰409外侧，第四拨块408的内侧与第四输入法兰409滑动连接并与第四输入法兰409同轴转动；

第四拨块408有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当第四拨块408处于减速挡位置时，第四拨块408的外侧与第四输入法兰409结合，当第四拨块408处于直接挡位置时，第四拨块408的外侧与输出法兰套411结合；

当第四拨块408处于减速挡位置时，此时行星齿轮机构中太阳轮为输入部件，行星架为输出部件，齿圈为固定部件，因此行星齿轮机构处于减速状态，速比根据下述公式计算：

i41＝(齿圈齿数+太阳轮齿数)/太阳轮齿数…………(7)

动力通过减速输入轴101输入，并通过第四太阳轮404输入到减速行星齿轮机构，然后通过第四行星架407将动力输出到减速输出轴102上并最终通过减速输出轴102输出动力；

当第四拨块408处于直接挡位置时，此时第四输入法兰409通过第四拨块408及第四输出法兰410与减速输出轴102连接，由于第四齿圈406与第四输入法兰409固接，第四行星架407与减速输出轴102固接，因此第四齿圈406与第四行星架407相对静止，从而使得整个减速行星齿轮机构速比为1，因此减速输入轴101和减速输出轴102间的速比值为1，即：

i42＝1………………………………………………(8)

如图8所示，一种模块式变速器中带辅助驱动电机的减速箱模块，包括减速输入轴101、减速输出轴102、第四壳体403、减速行星齿轮机构、减速换挡机构和辅助驱动电机***。

该带辅助驱动电机的减速箱模块实施例与图7所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块的区别为：在减速箱模块的第四壳体403外部布置了一个辅助驱动电机501，在辅助驱动电机501的输出轴上布置一个第一齿轮502，在第四输出法兰410外侧同轴固定一个第二齿轮503，第一齿轮502和第二齿轮503构成常啮合圆柱齿轮副。

在该带辅助驱动电机的减速箱模块实施例中，动力除了通过减速输入轴101输入外，还可以由辅助驱动电机501输入，由于辅助驱动电机501的动力不经过减速行星齿轮机构和减速换挡机构，因此辅助驱动电机501始终向减速输出轴102输出动力，避免了换挡过程中减速输入轴101不能向减速输出轴102输出动力而造成的动力中断。

如图9所示，一种模块式变速器中离合器模块，包括离合输入轴901、离合输出轴902、离合壳体99、离合器910。

所述离合器910为干式离合器；

如图10a所示，一种模块式变速器中复合模块，包括两个图1所述的不带辅助驱动电机的减速箱模块，即每个减速箱模块包括减速输入轴101、减速输出轴102、第一壳体103、减速行星齿轮机构和减速换挡机构，第一个减速箱模块的减速输出轴与第二个减速箱模块的减速输入轴固定连接。

由于复合模块集成了两个不带辅助驱动电机的减速箱模块，因此，具备4个挡位状态：

i51＝[(第一个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数]×[(第二个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第二个行星齿轮机构太阳轮齿数]……………………………………………………………(9)

i52＝(第一个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数……………………………………………………………(10)

i53＝(第二个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数……………………………………………………………(11)

i54＝1……………………………………………………(12)

如图10b所示，一种模块式变速器中复合模块，包括两个减速箱模块，一个减速箱模块为图1所述的不带辅助驱动电机的减速箱模块，另一个减速箱模块为图7所述不带辅助驱动电机的减速箱模块；每个减速箱模块包括输入轴101、输出轴102、第一壳体103、减速行星齿轮机构和减速换挡机构，第一个减速箱模块的减速输出轴与第二个减速箱模块的减速输入轴固定连接。

由于复合模块集成了两个不带辅助驱动电机的减速箱模块的减速行星齿轮机构和减速换挡机构，因此，具备4个挡位状态：

i61＝[(第一个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数]×[(第二个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数]……………………………………………………………(13)

i62＝(第一个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第一个减速行星齿轮机构太阳轮齿数……………………………………………………………(14)

i63＝(第二个减速行星齿轮机构齿圈齿数+第二个减速速行星齿轮机构太阳轮齿数)/第二个减速行星齿轮机构太阳轮齿数…………………………………………………………(15)

i64＝1……………………………………………………(16)

如图10c所示，一种模块式变速器中复合模块，包括一个图1所述的不带辅助驱动电机的减速箱模块，一个图2所述不带辅助驱动电机的增速箱模块，该减速箱模块的减速输出轴与该增速箱模块的增速输入轴固定连接。

由于复合模块集成了两个模块的行星齿轮机构和换挡机构，因此，具备4个挡位状态：

i71＝(减速行星齿轮机构齿圈齿数+减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/减速行星齿轮机构太阳轮齿数………………(17)

i72＝[(减速行星齿轮机构齿圈齿数+减速行星齿轮机构太阳轮齿数)/减速行星齿轮机构太阳轮齿数]×[增速行星齿轮机构齿圈齿数/(增速行星齿轮机构齿圈齿数+增速行星齿轮机构太阳轮齿数)]…………………………………………(18)

i73＝1……………………………………………………(19)

i74＝增速行星齿轮机构齿圈齿数/(增速行星齿轮机构齿圈齿数+增速行星齿轮机构太阳轮齿数)………………(20)

更佳的，该不带辅助驱动电机的减速箱模块替换为图2所述不带辅助驱动电机的增速箱模块，其减速行星齿轮机构和减速换挡机构为图2不带辅助驱动电机的增速箱模块的增速行星齿轮机构和增速换挡机构；该不带辅助驱动电机的增速箱模块替换为图1所述不带辅助驱动电机的减速箱模块，其增速行星齿轮机构和增速换挡机构为图1所述不带辅助驱动电机的减速箱模块的减速行星齿轮机构和减速换挡机构；

更佳的，该不带辅助驱动电机的减速箱模块为图7所述不带辅助驱动电机的减速箱模块，其减速行星齿轮机构和减速换挡机构为图7所述不带辅助驱动电机的减速箱模块的减速行星齿轮机构和减速换挡机构。

如图10d所示，一种模块式变速器中复合模块，包括两个增速箱模块，两个所述增速箱模块均为图2所述不带辅助驱动电机的增速箱模块。

由于复合模块集成了两个不带辅助驱动电机的增速箱模块的增速行星齿轮机构和增速换挡机构，所以具备4个挡位状态：

i81＝[一个增速行星齿轮机构齿圈齿数/(一个增速行星齿轮机构齿圈齿数+一个增速行星齿轮机构太阳轮齿数)]×[另一个增速行星齿轮机构齿圈齿数/(另一个增速行星齿轮机构齿圈齿数+另一个增速行星齿轮机构太阳轮齿数)]………(13)

i82＝一个增速行星齿轮机构齿圈齿数/(一个增速行星齿轮机构齿圈齿数+一个增速行星齿轮机构太阳轮齿数)…(14)

i83＝另一个增速行星齿轮机构齿圈齿数/(另一个增速行星齿轮机构齿圈齿数+另一个增速行星齿轮机构太阳轮齿数)………………………………………………………………(15)

i84＝1……………………………………………………(16)

更佳的，复合模块在不带辅助驱动电机的复合模块的壳体外部布置一个辅助驱动电机501，在辅助驱动电机501的输出轴上布置一个第一齿轮502，在输出法兰外侧同轴固定一个第二齿轮503；所述第一齿轮502和所述第二齿轮503构成常啮合圆柱齿轮副。

复合模块内部的换挡机构换挡时，以及在复合模块与驱动源(发动机或电机)之间的其它模块换挡或其它导致动力传递中断的动作时，可以通过外部的辅助驱动电机501仅向输出轴持续输出动力，防止整车的动力中断。

更佳的，上述模块的辅助驱动电机501可以起到发电作用，在整车制动时，辅助驱动电机501变成发电机向电池组充电。

如图11所示，在应用于燃油发动机的一个实施例中，依次采用一个图7所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块、一个图1所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块、一个图2所示的不带辅助驱动电机的增速箱模块、一个图6所示的带辅助驱动电机的倒挡箱模块，并在前端装配一个图9所示的离合器模块，构成模块式变速器的一个优选实施例，在该实施例中，前进挡位的数量为：

n_前进＝2×2×2＝8……………………………………(9)

后退挡位的数量为：

n_后退＝2×2×2＝8……………………………………(10)

由于变速器最后一个模块为带辅助驱动电机的倒挡箱模块，因此在换挡的过程中可以通过辅助驱动电机输出动力，避免变速器在换挡过程中出现的动力中断现象，同时在发动机驱动力不足的时候，辅助驱动电机可以输出动力，共同驱动整车。

更佳的，由于在前进工况变换成倒车工况时，整车需要中断动力输出，因此可以将最后一个模块的带辅助驱动电机的倒挡箱模块变为不带辅助驱动电机的倒挡箱模块，然后将其他模块中一个的更换为带辅助驱动电机的模块，亦具有相同的效果。比如，在图11的实施例中，将不带辅助驱动电机的增速箱模块换成带辅助驱动电机的增速箱模块，将带辅助驱动电机的倒挡箱模块变为不带辅助驱动电机的倒挡箱模块，使得整车在换挡过程中无动力中断，并在倒车过程中使得电机到车轮间的传动比更大。

如图12所示，在应用于纯电动车辆的一种实施例中，依次采用一个图7所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块、一个图1所示的不带辅助驱动电机的减速箱模块、一个图5所示的带辅助驱动电机的增速箱模块，构成模块式变速器另一优选实施例。

在该实施例中，前进挡位的数量为：

n_前进＝2×2×2＝8……………………………………(11)

由于驱动电机可以反转，因此后退挡位的数量为：

n_后退＝2×2×2＝8……………………………………(12)

在换挡的过程中，增速箱模块中的辅助驱动电机可以向整车输出动力，避免变速器在换挡过程中出现的动力中断现象，同时在驱动电机驱动力不足的时候，辅助驱动电机可以输出动力，共同驱动整车。

更佳的，当车辆使用工况发生变化时，可以更换或增减变速器的模块，使得整车在新的使用工况下依然具有优异的性能。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种模块式变速器，其特征在于：包括至少一个减速箱模块、至少一个增速箱模块、至少一个倒挡箱模块中的一个或多个模块；

所述减速箱模块包括减速输入轴(101)、减速输出轴(102)、减速行星齿轮机构、减速换挡机构，所述减速行星齿轮机构与所述减速换挡机构配合，能够实现减速挡传动和直接挡传动；

所述增速箱模块包括增速输入轴(201)、增速输出轴(202)、增速行星齿轮机构、增速换挡机构，所述增速行星齿轮机构与所述增速换挡机构配合，能够实现增速挡传动和直接挡传动；

所述倒挡箱模块包括倒挡输入轴(301)、倒挡输出轴(302)、倒挡行星齿轮机构、倒挡换挡机构，所述倒挡行星齿轮机构与所述倒挡换挡机构配合，能够实现倒挡传动和直接挡传动。

2.根据权利要求1所述的模块式变速器，其特征在于：包括两个所述减速箱模块、一个所述增速箱模块和一个所述倒挡箱模块，一个所述减速箱模块的减速输入轴经一离合器模块与一发动机的动力输出轴相连接，该减速箱模块的减速输出轴与另一个所述减速箱模块的减速输入轴相连接，另一个所述减速箱模块的减速输出轴与所述增速箱模块的增速输入轴相连接，所述增速箱模块的增速输出轴与所述倒挡箱模块的倒挡输入轴相连接，所述倒挡箱模块的倒挡输出轴输出动力。

3.根据权利要求2所述的模块式变速器，其特征在于：还包括辅助驱动电机***，所述辅助驱动电机***与其中一个或多个模块相连接，所述辅助驱动电机***包括辅助驱动电机(501)和构成常啮合圆柱齿轮副的第一齿轮(502)、第二齿轮(503)，所述辅助驱动电机布置在对应模块的壳体外部，所述第一齿轮布置在所述辅助驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮同轴固定在对应模块的输出轴上。

4.根据权利要求1所述的模块式变速器，其特征在于：包括两个所述减速箱模块和一个所述增速箱模块，一个所述减速箱模块的减速输入轴与一驱动电机的动力输出轴相连接，该减速箱模块的减速输出轴与另一个所述减速箱模块的减速输入轴相连接，另一个所述减速箱模块的减速输出轴与所述增速箱模块的增速输入轴相连接，所述增速箱模块的增速输出轴输出动力。

5.根据权利要求4所述的模块式变速器，其特征在于：还包括辅助驱动电机***，所述辅助驱动电机***与其中一个模块相连接，所述辅助驱动电机***包括辅助驱动电机(501)和构成常啮合圆柱齿轮副的第一齿轮(502)、第二齿轮(503)，所述辅助驱动电机布置在对应模块的壳体外部，所述第一齿轮布置在所述辅助驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮同轴固定在对应模块的输出轴上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的模块式变速器，其特征在于：所述减速箱模块设于一第一壳体(103)内，其减速行星齿轮机构包括第一太阳轮(104)、第一行星轮(105)、第一齿圈(106)、第一行星架(107)；其减速换挡机构包括第一拨块(108)、第一输入法兰(109)、第一输出法兰(110)、第一行星架法兰(111)、拨块套(112)；

所述第一太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第一输入法兰固接在其减速输入轴上；所述第一输出法兰固接在其减速输出轴上；所述拨块套固定在所述第一输出法兰上；所述第一拨块与所述拨块套滑动连接，并与所述拨块套同轴转动；所述第一齿圈固定在所述第一壳体上，且所述第一齿圈上布置在所述第一行星轮外侧；所述第一行星架法兰固定在所述第一行星架上；

所述第一拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第一拨块处于减速挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一行星架法兰结合，当所述第一拨块处于直接挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一输入法兰结合。

7.根据权利要求1-5任一项所述的模块式变速器，其特征在于：所述减速箱模块设于一第四壳体(403)内，其减速行星齿轮机构包括第四太阳轮(404)、第四行星轮(405)、第四齿圈(406)、第四行星架(407)；

其减速换挡机构包括第四拨块(408)、第四输入法兰(409)、第四输出法兰(410)、输出法兰套(411)；

所述第四太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第四输入法兰同轴固接在所述第四齿圈上；所述第四齿圈上布置在所述第四行星轮外侧；所述第四输出法兰同轴固接在其减速输出轴上；所述第四行星架同轴固接在其减速输出轴上；所述第四拨块布置在所述第四输入法兰外侧，所述第四拨块的内侧与第四输入法兰滑动连接并与所述第四输入法兰同轴转动；

所述第四拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第四拨块处于减速挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述第四输入法兰结合，当所述第四拨块处于直接挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述输出法兰套结合。

8.根据权利要求1-5任一项所述的模块式变速器，其特征在于：所述增速箱模块设于一第二壳体(203)内，所述增速行星齿轮机构包括第二太阳轮(204)、第二行星轮(205)、第二齿圈(206)、第二行星架(207)；所述增速换挡机构包括第二拨块(208)、第二输入法兰(209)、第二输出法兰(210)、第二行星架法兰(211)；

所述第二太阳轮滑动的布置在其增速输入轴上；所述第二行星架固定连接在其增速输入轴上；所述第二输入法兰与所述第二太阳轮固定连接；所述第二拨块布置在所述第二输入法兰外侧并与所述第二输入法兰滑动连接；

所述第二拨块有两个位置，分别为增速挡位置和直接挡位置，当所述第二拨块处于增速挡位置时，所述第二拨块的外侧与所述第二壳体结合，当所述第二拨块处于直接挡位置时，所述第二拨块的外侧与所述第二行星架法兰结合。

9.根据权利要求1-3任一项所述的模块式变速器，其特征在于：所述倒挡箱模块设于一第三壳体(303)内，所述倒挡行星齿轮机构包括第三太阳轮(304)、第三行星轮(305)、第三齿圈(306)、第三行星架(307)；所述倒挡换挡机构包括第三拨块(308)、第三输入法兰(309)、第三输出法兰(310)、齿圈法兰(311)；

所述第三太阳轮同轴固定在其倒挡输入轴上；所述第三输入法兰同轴固定在所述第三行星架上；所述齿圈法兰同轴固定在所述第三齿圈上；所述第三拨块布置在所述第三输入法兰外侧并与所述第三输入法兰滑动连接；

所述第三拨块有两个位置，分别为倒挡位置和直接挡位置，当所述第三拨块处于倒挡位置时，所述第三拨块的外侧与所述第三壳体结合，当所述第三拨块处于直接挡位置时，所述第三拨块的外侧与所述齿圈法兰结合。

10.根据权利要求2-5任一项所述的模块式变速器，其特征在于：一个所述减速箱模块设于一第一壳体(103)内，其减速行星齿轮机构包括第一太阳轮(104)、第一行星轮(105)、第一齿圈(106)、第一行星架(107)；其减速换挡机构包括第一拨块(108)、第一输入法兰(109)、第一输出法兰(110)、第一行星架法兰(111)、拨块套(112)；

所述第一太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第一输入法兰固接在其减速输入轴上；所述第一输出法兰固接在其减速输出轴上；所述拨块套固定在所述第一输出法兰上；所述第一拨块与所述拨块套滑动连接，并与所述拨块套同轴转动；所述第一齿圈固定在所述第一壳体上，且所述第一齿圈上布置在所述第一行星轮外侧；所述第一行星架法兰固定在所述第一行星架上；

所述第一拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第一拨块处于减速挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一行星架法兰结合，当所述第一拨块处于直接挡位置时，所述第一拨块的内侧与所述第一输入法兰结合。

另一个所述减速箱模块设于一第四壳体(403)内，其减速行星齿轮机构包括第四太阳轮(404)、第四行星轮(405)、第四齿圈(406)、第四行星架(407)；

其减速换挡机构包括第四拨块(408)、第四输入法兰(409)、第四输出法兰(410)、输出法兰套(411)；

所述第四太阳轮固接在其减速输入轴上；所述第四输入法兰同轴固接在所述第四齿圈上；所述第四齿圈上布置在所述第四行星轮外侧；所述第四输出法兰同轴固接在其减速输出轴上；所述第四行星架同轴固接在其减速输出轴上；所述第四拨块布置在所述第四输入法兰外侧，所述第四拨块的内侧与第四输入法兰滑动连接并与所述第四输入法兰同轴转动；

所述第四拨块有两个位置，分别为减速挡位置和直接挡位置，当所述第四拨块处于减速挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述第四输入法兰结合，当所述第四拨块处于直接挡位置时，所述第四拨块的外侧与所述输出法兰套结合。

11.根据权利要求3或5任一项所述的模块式变速器，其特征在于：所述辅助驱动电机具有发电功能。