CN106195192A - 一种电动汽车及其两档变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车及其两档变速箱，两档变速箱壳换档轴上并排可转动安装有高档齿轮及低档齿轮，高档齿轮与低档齿轮相向的内侧均设置有锥面轮结构，还固定有离合鼓，离合鼓外周依次套装有同步环组件、离合滑块及离合套，同步环组件设置有用于与锥面轮结构的锥配合的反向锥面，离合滑块与同步环组件轴向定位配合，离合套内周与离合滑块的外周摩擦配合，离合套外周设置有环形的拨叉槽，拨叉端部伸入拨叉槽内。在离合套与离合滑块的挤压摩擦下，从而能够令同步环平稳有效地带动离合鼓与拨叉推动方向对应的档位齿轮同步转动，从而完成变速，该变速过程平稳有效，不存在静态不能换档的制约。

Description

一种电动汽车及其两档变速箱

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，更具体地说，涉及一种用两档变速箱，还涉及一种电动汽车。

背景技术

变速箱是汽车传动***的主要组成之一。汽车的实际使用情况非常复杂，如：起步、怠速停车、低速或高速行驶、加速、减速、爬坡和倒车等，这就要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，而目前广泛采用的活塞式发动机的输出转矩和转速变化范围较小。为了适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下(功率较高、油耗较低)工作，在传动***中设置了变速箱。

变速箱能够改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

两档变速箱为电动汽车常用变速箱中的一种，可以实现两个不同档位的切换，令输出轴进行高转速、低扭矩或低转速、高扭矩的转动输出。

然而市面上常用的两档变速箱还存在一些问题，主要体现在：

只能在电动汽车低速或齿轮在微动状态下换档，在静止状态下不能换档，否则变速箱会因打齿而损坏，且换档时发出剧烈的撞击声，换档可靠性较差。而不同档位变速空载能耗大，能量有效使用率低。

综上所述，如何有效地解决现有的两档变速箱结构不合理，造成变速箱难以在静止状态下进行换档等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种两档变速箱，该两档变速箱的结构设计可以有效地解决现有的两档变速箱结构不合理，造成变速箱难以在静止状态下进行换档等的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述两档变速箱的电动汽车。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种两档变速箱，包括变速箱壳体及设置于所述壳体内的差速轴、换档轴及输入轴，三者通过齿轮啮合依次连接，所述换档轴上并排可转动安装有高档齿轮及低档齿轮，所述高档齿轮与低档齿轮相向的内侧均固定设置有向二者中间区域外径渐缩的锥面轮结构，所述换档轴在所述高档齿轮与低档齿轮之间的区域安装固定有离合鼓，所述离合鼓外周依次套装有同步环组件、离合滑块及离合套，所述同步环组件设置有用于与所述锥面轮结构的锥面贴合配合的反向锥面，所述离合滑块与所述同步环组件轴向定位配合，所述离合套内周与所述离合滑块的外周摩擦配合，所述离合套外周设置有环形的拨叉槽，所述变速箱壳体内还设置有用于拨动离合套换档的拨叉，所述拨叉端部伸入所述拨叉槽内。

优选的，上述两档变速箱中，所述离合套分别面向所述高档齿轮及低档齿轮的两侧均设置有周向锁定结构，所述周向锁定结构用于将离合套与高档齿轮或低档齿轮完全周向锁定。

优选的，上述两档变速箱中，所述周向锁定机构包括凸出所述离合套侧面的定位销，所述高档齿轮及低档齿轮的内侧面均设置有与所述定位销配合的销孔。

优选的，上述两档变速箱中，所述定位销具体为球头销，所述离合套的侧面设置有装配孔，所述球头销的尾部限位安装于所述装配孔内，所述装配孔内设置有将所述球头销顶出的压缩弹簧。

优选的，上述两档变速箱中，所述离合套的内周面与所述离合滑块的外周面上均设置有相互面贴合配合的梯形凸牙结构。

优选的，上述两档变速箱中，所述离合鼓的外周安装有顶销，所述顶销底部设置有将顶销顶紧于所述离合滑块内周的压缩弹簧。

优选的，上述两档变速箱中，所述同步环组件包括分别与所述低档齿轮及高档齿轮的锥面轮结构配合的第一半环及第二半环，所述第一半环与第二半环相邻的端部设置均环形豁口结构，所述离合滑块套装于所述环形豁口结构构成的环形槽中，所述顶销伸出所述第一半环与第二半环之间的空隙顶紧离合滑块。

优选的，上述两档变速箱中，所述变速箱壳体内设置有与所述换档轴平行的控制轴，所述拨叉的尾端与所述控制轴安装固定，所述控制轴的一端上设置有与换档位置相匹配的凸台结构，所述控制轴的端部相邻位置设置有与所述凸台结构配合的换档限位开关。

优选的，上述两档变速箱中，所述差速轴上套装有差速齿轮箱，所述差速齿轮箱的外周齿轮与所述换档轴的输出齿轮啮合，所述差速齿轮箱内设置有一对相对设置的差速盘，一对所述差速盘之间设置有能够分别与两个差速盘配合的楔形差速块。

本发明提供的两档变速箱，包括变速箱壳体及设置于所述壳体内的差速轴、换档轴及输入轴，三者通过齿轮啮合依次连接，所述换档轴上并排可转动安装有高档齿轮及低档齿轮，所述高档齿轮与低档齿轮相向的内侧均固定设置有向二者中间区域外径渐缩的锥面轮结构，所述换档轴在所述高档齿轮与低档齿轮之间的区域安装固定有离合鼓，所述离合鼓外周依次套装有同步环组件、离合滑块及离合套，所述同步环组件设置有用于与所述锥面轮结构的锥面贴合配合的反向锥面，所述离合滑块与所述同步环组件轴向定位配合，所述离合套内周与所述离合滑块的外周摩擦配合，所述离合套外周设置有环形的拨叉槽，所述变速箱壳体内还设置有用于拨动离合套换档的拨叉，所述拨叉端部伸入所述拨叉槽内。采用本发明提供的这种变速箱，在换档时，通过拨叉拨动离合套沿换档轴的轴向平移，离合套通过摩擦带动离合滑块进行伴随运动，离合滑块带动于其轴向定位的同步环组件向预设的方向进行沿轴向的平移，由于同步环组件具有与锥面轮结构配合的反向锥面，可通过同步环顶紧相应的高、低档齿轮，与其同步转动，并且在离合套与离合滑块的挤压摩擦下，从而能够令同步环平稳有效地带动离合鼓与拨叉推动方向对应的档位齿轮同步转动，从而完成变速。该变速过程平稳有效，不存在静态不能换档的制约，有效地解决了现有的两档变速箱结构不合理，造成变速箱难以在静止状态下进行换档等的技术问题。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括上述任一种两档变速箱。由于上述的两档变速箱具有上述技术效果，具有该两档变速箱的电动汽车也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的两档变速箱的结构示意图；

图2为图1中两档变速箱A区域的内部结构示意图。

附图中标记如下：

输入轴1、换档轴2、离合鼓2-1、输出齿轮2-2、高档齿轮2-3、低档齿轮2-4、锥面轮结构2-5、同步环组件2-6、离合滑块2-7、离合套2-8、球头销2-9、拨叉槽2-10、封口螺钉2-11、顶销2-12、差速轴3、差速齿轮箱3-1、楔形差速块3-2、差速盘3-3、控制轴4、拨叉4-1、换档限位开关4-2、凸台结构4-3。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种两档变速箱，以解决现有的两档变速箱结构不合理，造成变速箱难以在静止状态下进行换档等的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的两档变速箱的结构示意图。

本发明提供的两档变速箱，包括变速箱壳体及设置于所述壳体内的差速轴3、换档轴2及输入轴1，三者通过齿轮啮合依次连接，所述换档轴2上并排可转动安装有高档齿轮2-3及低档齿轮2-4，所述高档齿轮2-3与低档齿轮2-4相向的内侧均固定设置有向二者中间区域外径渐缩的锥面轮结构2-5，所述换档轴2在所述高档齿轮2-3与低档齿轮2-4之间的区域安装固定有离合鼓2-1，所述离合鼓2-1外周依次套装有同步环组件2-6、离合滑块2-7及离合套2-8，所述同步环组件2-6设置有用于与所述锥面轮结构2-5的锥面贴合配合的反向锥面，所述离合滑块2-7与所述同步环组件2-6轴向定位配合，所述离合套2-8内周与所述离合滑块2-7的外周摩擦配合，所述离合套2-8外周设置有环形的拨叉槽2-10，所述变速箱壳体内还设置有用于拨动离合套2-8换档的拨叉4-1，所述拨叉4-1端部伸入所述拨叉槽2-10内。

其中需要说明的是，本发明的实施例中输入轴连接动力输入，换档轴执行换档，差速轴进行动力输出。由于技术方案提供了一种两档变速箱，输入轴上装配固定有两个大小齿数不同传动齿轮，二者分别与换档轴上的高档齿轮和低档齿轮啮合，高、低档齿轮均与换档轴之间通过轴承结构可转动连接；高、低档齿轮之间设置有离合鼓，换档轴的一端安装固定有与差速轴传动连接的输出齿轮。本实施例提供的这种变速箱设计，换档在于将离合鼓与不同的档位齿轮同步转动，获得其对应的传动比，主要是通过同步环组件、离合滑块及离合套三者之间的摩擦配合，实现离合鼓与不同档位齿轮之间的同步与解除同步，在此基础上在其配合位置适当填充弹性的配合机构，可以令挤压运动执行的更加流畅，。

采用本发明提供的这种变速箱，在换档时，通过拨叉拨动离合套沿换档轴的轴向平移，离合套通过摩擦带动离合滑块进行伴随运动，离合滑块带动于其轴向定位的同步环组件向预设的方向进行沿轴向的平移，由于同步环组件具有与锥面轮结构配合的反向锥面，可通过同步环顶紧相应的高、低档齿轮，与其同步转动，并且在离合套与离合滑块的挤压摩擦下，从而能够令同步环平稳有效地带动离合鼓与拨叉推动方向对应的档位齿轮同步转动，从而完成变速。该变速过程平稳有效，不存在静态不能换档的制约，有效地解决了现有的两档变速箱结构不合理，造成变速箱难以在静止状态下进行换档等的技术问题。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述离合套2-8分别面向所述高档齿轮2-3及低档齿轮2-4的两侧均设置有周向锁定结构，所述周向锁定结构用于将离合套2-8与高档齿轮2-3或低档齿轮2-4完全周向锁定。

本实施例提供的技术方案，进一步的在离合套与两个档位齿轮之间设置周向定位结构，实际上也就是令离合鼓与档位齿轮之间的同步转动更加稳定，能够符合更高的扭矩。这种技术方案进一步提高了变速箱的稳定性及耐用性，令传动稳定不易打滑。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述周向锁定机构包括凸出所述离合套2-8侧面的定位销，所述高档齿轮2-3及低档齿轮2-4的内侧面均设置有与所述定位销配合的销孔。

本实施例提供的技术方案，通过设置定位销，令离合套与档位齿轮之间实现稳定的周向固定，在离合套的左右两侧均设置分别与高、低档齿轮上的销孔***配合的定位销，要求离合套两侧的定位销长度与档位齿轮间距相适应，长度不能满足同时可***两侧档位齿轮。当定位销***任意一个档位齿轮的侧面时，有效地将离合套与该档位齿轮周向固定；其中定位销最好设置一定数量均匀分布于离合套的两侧，以便增加定位销定位的牢固性，避免单个定位销容易磨损折断。

在此基础上需要说明的是，定位销***档位齿轮侧面的销孔是换档的最后步骤，即离合套与离合滑块之间轴向上设置足够长的摩擦距离，且定位销长度不可过长，确保离合套与新换的档位齿轮之间已经通过摩擦改变转速、进行充分的同步之后，定位销才到达销孔开口位置，当定位销进入销孔后周向完全锁定。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述定位销具体为球头销2-9，所述离合套2-8的侧面设置有装配孔，所述球头销2-9的尾部限位安装于所述装配孔内，所述装配孔内设置有将所述球头销2-9顶出的压缩弹簧。其中需要说明的是，以上实施例及本实施例提供的技术方案均将定位销设置于离合套，将销孔设置于齿轮侧面，也可进行相反的设计，即令定位销位于档位齿轮的侧面，销孔位于离合套，原理基本一致。

本实施例提供的技术方案，采用球头销配合压缩弹簧的设计，这种设计，主要针对定位销在轴向上已经到换档完成后的档位齿轮上的销孔的位置，然而由于结构原因销孔还未旋转到定位销对齐的位置，这种情况下，定位销容易与档位齿轮的侧面发生摩擦碰撞，轻者发出噪音振动，严重的可能折断定位销，而轴向能够伸缩具有弹性的定位销就能有效避免该情况，球头的设计同样可以令定位销端部平稳的滑过齿轮侧面不发生硬性碰撞。

需要补充说明的是，球头销优选的结构是一端设置球头，另一端设置外径稍大的类似轴肩的定位凸起，离合套内部的装配孔为内径一端大一端小的通孔，通过定位凸起卡在内径变小的位置，防止球头销从装配孔脱落，另一端设置封口螺钉2-11，并将压缩弹簧封入球头销的底部提供弹性。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述离合套2-8的内周面与所述离合滑块2-7的外周面上均设置有相互面贴合配合的梯形凸牙结构。

本实施例提供的技术方案，在离合套与离合滑块之间设置了相互配合的梯形凸牙结构，凸牙结构同样为凸出离合套或离合滑块表面的环形，可沿二者的轴向均匀设置多组的凸牙结构，通过梯形结构这种开放式的斜面，令离合套与离合滑块之间既能够产生有效的摩擦，进行充分同步转动，又不至于完全阻止二者之间的轴向相对运动。当离合套的梯形的凸牙的侧面与离合滑块的梯形的凸牙结构的侧面相互贴合时，可以进行一次明显的摩擦并速，优选的，在二者上均设置两组凸牙结构，可以进行三次明显的并速足以将离合鼓的转速从原有转速切换至另外一档。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述离合鼓2-1的外周安装有顶销2-12，所述顶销2-12底部设置有将顶销2-12顶紧于所述离合滑块2-7内周的压缩弹簧。

本实施例提供的技术方案在离合鼓外周设置了顶销，通过顶销提供压紧力，将离合滑块与离合套的周面顶紧，通过压紧有效地提供了摩擦力。其中顶销最好设置多个，均匀分布于离合鼓的外周，提供各个方向的压力，防止受力不均造成部件损坏。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述同步环组件2-6包括分别与所述低档齿轮2-4及高档齿轮2-3的锥面轮结构2-5配合的第一半环及第二半环，所述第一半环与第二半环相邻的端部设置均环形豁口结构，所述离合滑块2-7套装于所述环形豁口结构构成的环形槽中，所述顶销2-12伸出所述第一半环与第二半环之间的空隙顶紧离合滑块2-7。

在前述实施例的基础上，本实施例进一步给出了一种便于装配的技术方案，将同步环组件分成两部分，通过两个半环结构结合完成装配，同样可以有效地达到通过离合滑块控制同步环组件与档位齿轮的锥面轮结构同步转速的目的；进一步的，同样可将离合滑块分体设置，通过多个小的滑块共同构成环形的结构包裹于同步环组件外周，并通过设置间隔与相邻滑块之间的限位块结构完成限位装配。

请参考图2，图2为图1中两档变速箱A区域的内部结构示意图。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述变速箱壳体内设置有与所述换档轴2平行的控制轴4，所述拨叉4-1的尾端与所述控制轴4安装固定，所述控制轴4的一端上设置有与换档位置相匹配的凸台结构4-3，所述控制轴4的端部相邻位置设置有与所述凸台结构4-3配合的换档限位开关4-2。通过凸台结构与换档限位开关的配合，将凸台结构设置弧面或锥形面，开关上触点设置楔形斜面结构，当凸台结构水平位移推开开关的触点时，触点回弹锁定凸台结构，从而实现档位的固定。

为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述两档变速箱中，所述差速轴3上套装有差速齿轮箱3-1，所述差速齿轮箱3-1的外周齿轮与所述换档轴2的输出齿轮2-2啮合，所述差速齿轮箱3-1内设置有一对相对设置的差速盘3-3，一对所述差速盘3-3之间设置有能够分别与两个差速盘3-3配合的楔形差速块3-2。

通过这种设计可以达到的效果是，当车辆直行时楔形差速块与差速盘之间无相对运动，二者位置相对固定；当车辆转弯时，楔形块沿轴向向一侧的差速盘运动，使差速盘相对外壳做相对转动，实现转弯的差速；当车辆一侧轮胎打滑或悬空时，楔形块卡住差速齿轮箱，从而实现瞬时自锁。

基于上述实施例中提供的两档变速箱，本发明还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括上述实施例中任意一种两档变速箱。由于该电动汽车采用了上述实施例中的两档变速箱，所以该电动汽车的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种两档变速箱，包括变速箱壳体及设置于所述壳体内的差速轴、换档轴及输入轴，三者通过齿轮啮合依次连接，其特征在于，所述换档轴上并排可转动安装有高档齿轮及低档齿轮，所述高档齿轮与低档齿轮相向的内侧均固定设置有向二者中间区域外径渐缩的锥面轮结构，所述换档轴在所述高档齿轮与低档齿轮之间的区域安装固定有离合鼓，所述离合鼓外周依次套装有同步环组件、离合滑块及离合套，所述同步环组件设置有用于与所述锥面轮结构的锥面贴合配合的反向锥面，所述离合滑块与所述同步环组件轴向定位配合，所述离合套内周与所述离合滑块的外周摩擦配合，所述离合套外周设置有环形的拨叉槽，所述变速箱壳体内还设置有用于拨动离合套换档的拨叉，所述拨叉端部伸入所述拨叉槽内。

2.根据权利要求1所述的两档变速箱，其特征在于，所述离合套分别面向所述高档齿轮及低档齿轮的两侧均设置有周向锁定结构，所述周向锁定结构用于将离合套与高档齿轮或低档齿轮完全周向锁定。

3.根据权利要求2所述的两档变速箱，其特征在于，所述周向锁定机构包括凸出所述离合套侧面的定位销，所述高档齿轮及低档齿轮的内侧面均设置有与所述定位销配合的销孔。

4.根据权利要求3所述的两档变速箱，其特征在于，所述定位销具体为球头销，所述离合套的侧面设置有装配孔，所述球头销的尾部限位安装于所述装配孔内，所述装配孔内设置有将所述球头销顶出的压缩弹簧。

5.根据权利要求1至4任一项所述的两档变速箱，其特征在于，所述离合套的内周面与所述离合滑块的外周面上均设置有相互面贴合配合的梯形凸牙结构。

6.根据权利要求5所述的两档变速箱，其特征在于，所述离合鼓的外周安装有顶销，所述顶销底部设置有将顶销顶紧于所述离合滑块内周的压缩弹簧。

7.根据权利要求6所述的两档变速箱，其特征在于，所述同步环组件包括分别与所述低档齿轮及高档齿轮的锥面轮结构配合的第一半环及第二半环，所述第一半环与第二半环相邻的端部设置均环形豁口结构，所述离合滑块套装于所述环形豁口结构构成的环形槽中，所述顶销伸出所述第一半环与第二半环之间的空隙顶紧离合滑块。

8.根据权利要求6所述的两档变速箱，其特征在于，所述变速箱壳体内设置有与所述换档轴平行的控制轴，所述拨叉的尾端与所述控制轴安装固定，所述控制轴的一端上设置有与换档位置相匹配的凸台结构，所述控制轴的端部相邻位置设置有与所述凸台结构配合的换档限位开关。

9.根据权利要求5所述的两档变速箱，其特征在于，所述差速轴上套装有差速齿轮箱，所述差速齿轮箱的外周齿轮与所述换档轴的输出齿轮啮合，所述差速齿轮箱内设置有一对相对设置的差速盘，一对所述差速盘之间设置有能够分别与两个差速盘配合的楔形差速块。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的两档变速箱。