CN108679172A - 一种同轴直线变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴直线变速机构，包括输入轴、输出轴、过渡轴和低速传动轴，输入轴上设有第一传动齿轮和单向连体齿轮；输入轴的前端设在单向连体齿轮中，输出轴设在单向连体齿轮的前侧端面上，与输入轴同轴；过渡轴上设有过渡齿轮；低速传动轴上设有第二传动齿轮和单向齿轮；过渡齿轮分别与第一、第二传动齿轮啮合，单向齿轮与单向连体齿轮啮合，且两者的有效旋转方向相反；单向连体齿轮和第二传动齿轮分别通过同轴卡接盘与输入轴和低速挡传动轴实现固定连接。本发明充分利用电机正反转等效原理，采用两个单向轮双向离合的方式在同轴直线方向进行变速箱设计，不仅可以和各种电机直接融合，还可以解决传统偏轴变速机构异形尺寸的问题。

Description

一种同轴直线变速机构

技术领域

本发明属于变速机构技术领域，具体涉及一种电动车专用的同轴直线变速机构。

背景技术

电动汽车即将成为风靡全球的新型交通工具，各种电动汽车的型号举不胜举。但所有的电动汽车都存在一个问题，就是是否需要做变速箱。迄今为止，包括著名的特斯拉电动汽车、丰田电动汽车均采用电动机直驱的方式进行动力驱动。电动机直驱方式的特点在于，用高转速的电机直接带动或者经过减速比带动汽车驱动，其优点是充分发挥了电机高转速的特性，如特斯拉电动汽车的电机转速高达12000转每分钟。

然而众所周知，电机虽然有低转速大扭距电特性，但在转速达到它的额定转速之前，效率极低。另一方面，随着电机转速的提高，电机输出扭力需要更大的电流来实现。也就是说，电动机不可能同时照顾在低转速段和高转速段的电能转换效率。以特斯拉电动汽车为例，采用的是大马拉小车的模式，这就带来了以下两个问题：

首先，能耗没有达到最优点，以特斯拉为例，虽然可以在三秒左右加速到一百公里，但这一段电机的效率恰恰是极低的，效率大约在30%~40%，也就是说，为了照顾低速性能，大量的能量被浪费。

其次，还是以特斯拉为例，该车行驶速度超过120公里后，电流也呈直线上升的趋势，也就是说，其最佳经济行驶速度在30~100公里每小时间。

以上可以说明，电动汽车同样是需要变速机构的，而且根据各种经验数据已经证明，只需要两挡变速就能够相对完美的优化电动汽车，只是迄今为止，全球范围内还没有出现适合电动汽车的变速箱。由于电动汽车停车状态下没有消耗，所以也就没有怠速、空挡之类的需求，同样也就不需要进行离合结构的研究，也恰恰是这个原因，导致电动汽车的变速箱研究成为仅次于动力锂电池的世界性难题。而电动汽车的控制方法与传统油车完全不同，如果采用传统的油车变速箱来为电动汽车，不仅不经济，还会引发控制上的混乱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同轴直线变速机构，将电动汽车两级变速机构的输出轴与电机的输入轴实现同轴直线设计，不仅可以和各种电动机直接融合，而且可以解决传统偏轴变速机构异形尺寸的问题和变速过程中的各种卡接卡顿的问题。

为达到上述技术目的及效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种同轴直线变速机构，包括外壳、输入轴、输出轴、过渡轴和低速传动轴，所述输入轴、所述过渡轴和低速传动轴两两相互平行排列在所述外壳中；所述输入轴与电机连接，可随电机进行逆时针或顺时针的双向旋转，所述输入轴上套设有第一传动齿轮和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮与所述输入轴固定连接；所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承和单向轴承，所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮和外套后齿轮；所述输入轴的前端设置在所述支承轴承和所述单向轴承中，所述输出轴设置在所述外套前齿轮的前侧端面上，与所述输入轴呈一直线；所述过渡轴上套设有过渡齿轮，所述过渡齿轮与所述过渡轴固定连接；所述低速传动轴上套设有第二传动齿轮和单向齿轮，所述第二传动齿轮与所述低速传动轴活动连接，所述单向齿轮的内盘与所述低速传动轴固定连接；所述过渡齿轮分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，所述单向齿轮与所述单向连体齿轮的外套后齿轮啮合，且所述单向齿轮与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反；所述输入轴上通过轴向键槽套设有第一同轴卡接盘，所述第一同轴卡接盘不仅可以随所述输入轴一同转动，而且可以在轴向键槽中来回运动，所述第一同轴卡接盘位于所述单向连体齿轮的后侧，所述第一同轴卡接盘通过轴向的来回移动实现与所述外套后齿轮的卡接或松开，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘的卡接实现与所述输入轴的固定连接，可以同所述输入轴一同旋转；所述低速传动轴上通过轴向键槽套设有第二同轴卡接盘，所述第二同轴卡接盘不仅可以随所述低速传动轴一同转动，而且可以在轴向键槽中来回运动，所述第二同轴卡接盘位于所述第二传动齿轮的后侧，所述第二同轴卡接盘通过轴向的来回移动实现与所述第二传动齿轮的卡接或松开，所述第二传动齿轮通过与所述第二同轴卡接盘的卡接实现与所述低速传动轴的固定连接，可以同所述低速传动轴一同旋转。

进一步的，所述输出轴与所述输入轴同轴。

进一步的，所述第一传动齿轮的直径小于所述外套前齿轮的直径，所述外套前齿轮的直径小于所述外套后齿轮的直径；所述第一传动齿轮的直径小于所述过渡齿轮的直径，所述过渡齿轮的直径小于所述第二传动齿轮的直径，所述单向齿轮的直径小于所述第二传动齿轮的直径；所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的半径之和大于所述外套后齿轮与所述单向齿轮的半径之和。

进一步的，所述第一同轴卡接盘的前侧以及所述第二同轴卡接盘的后侧分别设置有一个用于吸引所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘轴向来回移动的电磁阀，所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘分别通过对应电磁阀的开闭实现与所述单向连体齿轮齿轮外套和所述第二传动齿轮的卡接或松开。

进一步的，为了满足电动车倒挡的需求，所述外壳中设置有一根与所述输入轴平行的倒挡传动轴，所述倒挡传动轴上套设有第三传动齿轮和第四传动齿轮，所述第三传动齿轮与所述倒挡传动轴活动连接，所述第四传动齿轮与所述倒挡传动轴固定连接；所述第三传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合，所述第四传动齿轮与所述单向连体齿轮的外套前齿轮啮合；所述倒挡传动轴上还套设有一个用于卡接所述第三传动齿轮的第三同轴卡接盘，所述第三传动齿轮的连接方式与所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘相同，所述第三同轴卡接盘位于所述第三传动齿轮的后侧，所述第三传动齿轮通过与所述第三同轴卡接盘的卡接实现与所述倒挡传动轴的固定连接，可以随所述倒挡传动轴一同旋转。

进一步的，所述第三同轴卡接盘的后侧设置有一个用于吸引所述第三同轴卡接盘轴向来回移动的电磁阀，所述第三同轴卡接盘通过该电磁阀的开闭实现与所述第三传动齿轮的卡接或松开。

进一步的，所述第三传动齿轮的直径大于所述第一传动齿轮的直径，所述第四传动齿轮的直径小于第三传动齿轮的直径，且所述第一传动齿轮与所述第三传动齿轮的半径之和等于所述第四传动齿轮与所述外套前齿轮的半径之和，这样有利于自由调整速比设计。

进一步的，所述单向齿轮包括单向轴承内盘、保持架轴承内盘、齿轮外圈、滚珠和滚柱；所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘沿轴向并排设置，所述齿轮外圈套设于所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘之外，所述保持架轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽，每个所述滚珠槽内均设置有一个所述滚珠，所述滚珠的球径略大于所述滚珠槽的深度，所述滚珠露出所述滚珠槽的部分与所述齿轮外圈的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘的外壁与所述齿轮外圈的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽，每个所述楔形槽与所述齿轮外圈的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱。

进一步的，所述楔形槽由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成。

进一步的，当所述滚柱位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为间隙配合，当所述滚柱位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为过盈配合。

本发明利用电机正反转原理，同时采用两个单向轮双向离合的方式，将电动汽车两级变速机构的输出轴与电机的输入轴实现同轴直线设计。假设单向齿轮的有效旋转方向为顺时针方向，单向连体齿轮的有效旋转方向为逆时针方向，且输出轴逆时针旋转为车辆前进，输出轴顺时针旋转为车辆后退，下面介绍一下本发明的工作原理：

1、当电动车需要低速前行时，控制器分别控制对应的电磁阀，使第一同轴卡接盘与单向连体齿轮的齿轮外套呈脱离状态，使第二同轴卡接盘与第二传动齿轮呈卡接状态，使第三同轴卡接盘与所述第三传动齿轮呈脱离状态；电机驱动输入轴顺时针旋转，此时输入轴带动第一传动齿轮一同顺时针旋转，而输入轴则相当于在单向连体齿轮内部空转，第一传动齿轮一方面带动过渡齿轮逆时针旋转，另一方面带动第三传动齿轮在倒挡传动轴上空转，过渡齿轮通过第二传动齿轮带动低速挡传动轴顺时针旋转，低速挡传动轴的顺时针带动单向齿轮锁紧并进行顺时针有效旋转，单向齿轮进而通过单向连体齿轮的外套后齿轮带动整个单向连体齿轮逆时针旋转，从而最终带动输出轴逆时针旋转，进行低转速输出，实现电动车的低速前进。

2、当电动车需要从低速换挡至高速前行时，控制器首先控制电机从顺时针旋转切换为逆时针旋转，当输入轴的逆时针转速与输出轴逆时针转速一致时，控制器通过控制对应的电磁阀，使得第一同轴卡接盘与单向连体齿轮的齿轮外套呈卡接状态，此时的第二同轴卡接盘与第二传动齿轮仍然呈卡接状态，第三同轴卡接盘与所述第三传动齿轮也仍然呈脱离状态，输入轴则直接通过单向连体齿轮带动输出轴一同进行逆时针旋转，进行高转速输出，实现电动车的高速前进。与此同时，虽然第一传动齿轮会通过过渡齿轮和第二传动齿轮带动低速挡传动轴进行逆时针旋转，但由于单向齿轮的有效传递旋转方向为顺时针，因此低速挡传动轴相当于在单向齿轮中进行空转，不对单行连体齿轮的逆时针转动形成干涉。

3、当电动车需要倒车时，控制器分别通过控制对应的电磁阀，使第一同轴卡接盘与单向连体齿轮的齿轮外套呈脱离状态，使第二同轴卡接盘与第二传动齿轮呈分离状态，使第三同轴卡接盘与第三传动齿轮呈卡接状态。电机驱动输入轴顺时针旋转，由于单向连体齿轮的有效旋转方向为逆时针，因此输入轴相当于在单向连体齿轮中空转，而第二同轴卡接盘与第二传动齿轮脱离，因此输入轴通过过渡齿轮带动第二传动齿轮在低速挡传动轴上空转，此时输入轴只通过第三传动齿轮、倒挡传动轴带动第四传动齿轮进行逆时针旋转，第四传动齿轮进而通过单向连体齿轮的外套前齿轮带动整个单向连体齿轮顺时针旋转，从而最终带动输出轴顺时针旋转，进行低转速输出，实现电动车的低速倒车。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提出了一种电动车专用同轴直线变速机构的设计原理及控制原理，充分利用电机正反转等效原理，同时采用两个单向轮双向离合的方式，将电动汽车两级变速机构的输出轴与电机的输入轴实现同轴直线设计。本发明的变速机构不仅可以和各种电机直接融合，还解决了传统偏轴变速机构异形尺寸的问题，克服了传统偏轴变速箱变速过程中存在的各种卡接卡顿的问题。

本发明的优点在于结构简单，可靠性高，适用广泛，覆盖了电动低速三轮车，电动低速四轮车，电动观光车以及电动汽车的应用需求，同时，成本低廉，标准统一，便于大规模生产。

本发明的两个单向轮在实现双向离合的过程中，依托电机换向的过程时间（一般低于1秒），轴追齿轮的过程是同向反超越的过程，当实现同步的时候自然传递扭力，这样就不会有传统变速机构在换挡过程中出现的顿挫感，特别适合应用在转速变换极快的电动机上。

本发明的二级变速机构不仅可以满足电动机的效率覆盖，其低速挡还可以放大扭力，提供低速起步的加速阶段功率限制，缓解电池的功率压力。

上述说明仅是本技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的左侧截面示意图；

图3为本发明增加倒挡传动轴后的正面结构示意图；

图4为本发明增加倒挡传动轴后的左侧截面示意图；

图5为本发明单向齿轮的保持架轴承内盘一侧的示意图；

图6为本发明单向齿轮的单向轴承内盘一侧的示意图；

图7为本发明单向齿轮的周向截面示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

实施例1

参见图1和图2所述，一种同轴直线变速机构，包括外壳1、输入轴2、输出轴3、过渡轴4和低速传动轴5，所述输入轴2、所述过渡轴4和低速传动轴5两两相互平行排列在所述外壳1中。

所述输入轴2与电机连接，可随电机进行逆时针或顺时针的双向旋转，所述输入轴2上套设有第一传动齿轮6和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮6与所述输入轴2固定连接。所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承7和单向轴承8，所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮9和外套后齿轮10。

所述输入轴2的前端设置在所述支承轴承7和所述单向轴承8中，所述输出轴3设置在所述外套前齿轮9的前侧端面上，与所述输入轴2呈一直线且同轴。所述过渡轴4上套设有过渡齿轮11，所述过渡齿轮11与所述过渡轴4固定连接。所述低速传动轴5上套设有第二传动齿轮12和单向齿轮13，所述第二传动齿轮12与所述低速传动轴5活动连接，所述单向齿轮13的内盘与所述低速传动轴5固定连接。所述过渡齿轮11分别与所述第一传动齿轮6和所述第二传动齿轮12啮合，所述单向齿轮13与所述单向连体齿轮的外套后齿轮10啮合，且所述单向齿轮13与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反。

所述第一传动齿轮6的直径小于所述外套前齿轮9的直径，所述外套前齿轮9的直径小于所述外套后齿轮10的直径；所述第一传动齿轮6的直径小于所述过渡齿轮11的直径，所述过渡齿轮11的直径小于所述第二传动齿轮12的直径，所述单向齿轮13的直径小于所述第二传动齿轮12的直径；所述第一传动齿轮6与所述第二传动齿轮12的半径之和大于所述外套后齿轮10与所述单向齿轮13的半径之和，这样有利于自由调整速比设计。

所述输入轴2上通过轴向键槽套设有第一同轴卡接盘14，所述第一同轴卡接盘14不仅可以随所述输入轴一同转动，而且受一个电磁阀控制可以在轴向键槽中来回运动，所述第一同轴卡接盘14位于所述外套后齿轮10的后侧，所述电磁阀位于所述第一同轴卡接盘14的前侧，所述第一同轴卡接盘14通过该电磁阀的开闭实现与所述单向连体齿轮的齿轮外套的卡接或松开，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘14的卡接实现与所述输入轴2的固定连接，可以同所述输入轴2一同旋转。

所述低速传动轴5上通过轴向键槽套设有第二同轴卡接盘15，所述第二同轴卡接盘15不仅可以随所述低速传动轴5一同转动，而且受一个电磁阀控制可以在轴向键槽中来回运动，所述第二同轴卡接盘15位于所述第二传动齿轮12的后侧，所述电磁阀位于所述第二同轴卡接盘15的后侧，所述第二同轴卡接盘15通过该电磁阀的开闭实现与所述第二传动齿轮12的卡接或松开，所述第二传动齿轮12通过与所述第二同轴卡接盘15的卡接实现与所述低速传动轴5的固定连接，可以同所述低速传动轴5一同旋转。

进一步的，参见图5-7所示，所述单向齿轮13包括单向轴承内盘20、保持架轴承内盘21、齿轮外圈22、滚珠23和滚柱24；所述单向轴承内盘20和所述保持架轴承内盘21沿轴向并排设置，所述齿轮外圈22套设于所述单向轴承内盘20和所述保持架轴承内盘21之外，所述保持架轴承内盘21的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽25，每个所述滚珠槽25内均设置有一个所述滚珠23，所述滚珠23的球径略大于所述滚珠槽25的深度，所述滚珠23露出所述滚珠槽25的部分与所述齿轮外圈22的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘20的外壁与所述齿轮外圈22的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘20的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽26，所述楔形槽26由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成，每个所述楔形槽26与所述齿轮外圈22的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱24。当所述滚柱24位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱24与所述齿轮外圈22的内壁为间隙配合，当所述滚柱24位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱24与所述齿轮外圈22的内壁为过盈配合。

由于上述实施例的变速机构不具备倒挡功能，因此上述实施例的变速机构仅可以满足三轮电动车或不含倒车功能的四轮电动车的使用。

实施例2

参见图3和图4所示，而为了满足四轮电动车倒挡的需求，在实施例1的基础上，所述外壳1中还设置有一根与所述输入轴2平行的倒挡传动轴16，所述倒挡传动轴16上套设有第三传动齿轮17和第四传动齿轮18，所述第三传动齿轮17与所述倒挡传动轴16活动连接，所述第四传动齿轮18与所述倒挡传动轴16固定连接。所述第三传动齿轮17与所述第一传动齿轮6啮合，所述第四传动齿轮18与所述单向连体齿轮的外套前齿轮9啮合。所述第三传动齿轮17的直径大于所述第一传动齿轮6的直径，所述第四传动齿轮18的直径小于第三传动齿轮17的直径，且所述第一传动齿轮6与所述第三传动齿轮17的半径之和等于所述第四传动齿轮18与所述外套前齿轮的半径之和。

所述倒挡传动轴16上通过键槽套设有第三同轴卡接盘19，随所述倒挡传动轴16一同旋转，并且所述第三同轴卡接盘19受一个电磁阀控制可以在键槽中来回运动，所述第三同轴卡接盘19位于所述第三传动齿轮17的后侧，所述电磁阀位于所述第三同轴卡接盘19的前侧，所述第三同轴卡接盘19通过该电磁阀的开闭实现与所述第三传动齿轮17的卡接或松开，所述第三传动齿轮17通过与所述第三同轴卡接盘19的卡接实现与所述倒挡传动轴16的固定连接，可以随所述倒挡传动轴16一同旋转。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同轴直线变速机构，其特征在于：包括外壳（1）、输入轴（2）、输出轴（3）、过渡轴（4）和低速传动轴（5），所述输入轴（2）、所述过渡轴（4）和低速传动轴（5）两两相互平行排列在所述外壳（1）中；所述输入轴（2）上套设有第一传动齿轮（6）和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮（6）与所述输入轴（2）固定连接；所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承（7）和单向轴承（8），所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮（9）和外套后齿轮（10）；所述输入轴（2）的前端设置在所述支承轴承（7）和所述单向轴承（8）中，所述输出轴（3）设置在所述外套前齿轮（9）的前侧端面上，与所述输入轴（2）呈一直线；所述过渡轴（4）上套设有过渡齿轮（11），所述过渡齿轮（11）与所述过渡轴（4）固定连接；所述低速传动轴（5）上套设有第二传动齿轮（12）和单向齿轮（13），所述第二传动齿轮（12）与所述低速传动轴（5）活动连接，所述单向齿轮（13）的内盘与所述低速传动轴（5）固定连接；所述过渡齿轮（11）分别与所述第一传动齿轮（6）和所述第二传动齿轮（12）啮合，所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的外套后齿轮（10）啮合，且所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反；所述输入轴（2）上还套设有一个卡接可控的第一同轴卡接盘（14），所述第一同轴卡接盘（14）位于所述外套后齿轮（10）的后侧，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘（14）的卡接实现与所述输入轴（2）的固定连接；所述低速传动轴（5）上还套设有一个卡接可控的第二同轴卡接盘（15），所述第二同轴卡接盘（15）位于所述第二传动齿轮（12）的后侧，所述第二传动齿轮（12）通过与所述第二同轴卡接盘（15）的卡接实现与所述低速传动轴（5）的固定连接。

2.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述输出轴（3）与所述输入轴（2）同轴。

3.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第一传动齿轮（6）的直径小于所述外套前齿轮（9）的直径，所述外套前齿轮（9）的直径小于所述外套后齿轮（10）的直径；所述第一传动齿轮（6）的直径小于所述过渡齿轮（11）的直径，所述过渡齿轮（11）的直径小于所述第二传动齿轮（12）的直径，所述单向齿轮（13）的直径小于所述第二传动齿轮（12）的直径；所述第一传动齿轮（6）与所述第二传动齿轮（12）的半径之和大于所述外套后齿轮（10）与所述单向齿轮（13）的半径之和。

4.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别可轴向移动地设置在所述输入轴（2）和所述低速传动轴（5）上，所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别通过对应电磁阀的开闭实现轴向的来回移动，所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别通过轴向的来回移动实现与所述单向连体齿轮的齿轮外套和所述第二传动齿轮（12）的卡接或松开。

5.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述外壳（1）中设置有一根与所述输入轴（2）平行的倒挡传动轴（16），所述倒挡传动轴（16）上套设有第三传动齿轮（17）和第四传动齿轮（18），所述第三传动齿轮（17）与所述倒挡传动轴（16）活动连接，所述第四传动齿轮（18）与所述倒挡传动轴（16）固定连接；所述第三传动齿轮（17）与所述第一传动齿轮（6）啮合，所述第四传动齿轮（18）与所述单向连体齿轮的外套前齿轮（9）啮合；所述倒挡传动轴（16）上还套设有一个用于卡接所述第三传动齿轮（17）的第三同轴卡接盘（19），所述第三同轴卡接盘（19）位于所述第三传动齿轮（17）的后侧，所述第三传动齿轮（17）通过与所述第三同轴卡接盘（19）的卡接实现与所述倒挡传动轴（16）的固定连接。

6.根据权利要求5所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第三同轴卡接盘（19）可轴向移动地设置在所述倒挡传动轴（16）上，所述第三同轴卡接盘（19）通过电磁阀的开闭实现轴向的来回移动，所述第三同轴卡接盘（19）通过轴向的来回移动实现与所述第三传动齿轮（17）的卡接或松开。

7.根据权利要求5所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第三传动齿轮（17）的直径大于所述第一传动齿轮（6）的直径，所述第四传动齿轮（18）的直径小于第三传动齿轮（17）的直径，且所述第一传动齿轮（6）与所述第三传动齿轮（17）的半径之和等于所述第四传动齿轮（18）与所述外套前齿轮的半径之和。

8.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述单向齿轮（13）包括单向轴承内盘（20）、保持架轴承内盘（21）、齿轮外圈（22）、滚珠（23）和滚柱（24）；所述单向轴承内盘（20）和所述保持架轴承内盘（21）沿轴向并排设置，所述齿轮外圈（22）套设于所述单向轴承内盘（20）和所述保持架轴承内盘（21）之外，所述保持架轴承内盘（21）的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽（25），每个所述滚珠槽（25）内均设置有一个所述滚珠（23），所述滚珠（23）的球径略大于所述滚珠槽（25）的深度，所述滚珠（23）露出所述滚珠槽（25）的部分与所述齿轮外圈（22）的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘（20）的外壁与所述齿轮外圈（22）的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘（20）的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽（26），每个所述楔形槽（26）与所述齿轮外圈（22）的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱（24）。

9.根据权利要求8所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述楔形槽（26）由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成。

10.根据权利要求8所述的同轴直线变速机构，其特征在于：当所述滚柱（24）位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱（24）与所述齿轮外圈（22）的内壁为间隙配合，当所述滚柱（24）位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱（24）与所述齿轮外圈（22）的内壁为过盈配合。