变速装置及汽车的制作方法

本申请实施例涉及机械技术领域，特别涉及一种变速装置及汽车。

背景技术：

变速箱是汽车上非常重要的部件，其可以改变传动比，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，同时使发送机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作。

变速箱通常包括多个档位，低档位速度慢但扭矩大，高档位速度快但扭矩小。在爬坡路段时，通常使用低档位控制汽车前进，通过低档位给汽车提供足够的扭矩，以保证其有足够的动力爬坡。

然而，在一些特殊路段(如陡坡)，使用变速箱的最低档位仍然无法提供足够的扭矩，容易出现爬坡困难甚至无法完成爬坡的情况，易引发安全问题。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种变速装置及汽车。所述技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供一种一种变速装置，所述变速装置包括：输入轴、第一行星齿轮组、传动件、第二行星齿轮组和输出轴；

所述第一行星齿轮组、所述传动件和所述第二行星齿轮组同轴设置在所述输入轴上，且所述第一行星齿轮组的太阳轮轴心线、所述传动件的轴心线、所述第二行星齿轮组的太阳轮轴心线与所述输入轴的轴心线相重合；

所述第二行星齿轮组的行星架与所述输出轴之间形成连接；

在第一工作模式下，所述第一行星齿轮组的行星架与所述传动件的第一输入端之间形成连接，动力的传递路径依次为：所述输入轴、所述第一行星齿轮组的行星轮、所述第一行星齿轮组的行星架、所述传动件、所述第二行星齿轮组的行星轮、所述第二行星齿轮组的行星架、所述输出轴；

在第二工作模式下，所述第一行星齿轮组的太阳轮与所述传动件的第二输入端之间形成连接，动力的传递路径依次为：所述输入轴、所述第一行星齿轮组的太阳轮、所述传动件、所述第二行星齿轮组的行星轮、所述第二行星齿轮组的行星架、所述输出轴。

可选地，所述变速装置还包括第一连接件；

所述第一连接件的第一端与所述第一行星齿轮组的行星架之间固定连接；

所述传动件的第一输入端，形成有第一换挡齿；

所述第一连接件的第二端，形成有与所述第一换挡齿相适配的第一换挡齿固定槽。

可选地，所述第一换挡齿固定槽呈环状，且所述第一换挡齿固定槽中存在至少两个与所述第一换挡齿相适配的第一固定齿，相邻两个所述第一固定齿之间形成有第一平滑凸起部。

可选地，所述变速装置还包括第二连接件；

所述第二连接件的第一端与所述第一行星齿轮组的太阳轮之间固定连接；

所述第二连接件的第二端，形成有第二换挡齿；

所述传动件的第二输入端，形成有与所述第二换挡齿相适配的第二换挡齿固定槽。

可选地，所述第二换挡齿固定槽呈环状，且所述第二换挡齿固定槽中存在至少两个与所述第二换挡齿相适配的第二固定齿，相邻两个所述第二固定齿之间形成有第二平滑凸起部。

可选地，所述变速装置还包括：用于控制所述变速装置在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间进行切换的电磁拨叉。

可选地，所述电磁拨叉包括：壳体，设置于所述壳体中的第一固定块、第二固定块和活动块，以及与所述活动块相连的拨叉件；

所述第一固定块和所述第二固定块的位置固定；

所述活动块位于所述第一固定块和所述第二固定块之间，且所述活动块与所述第一固定块和所述第二固定块之间，分别通过电磁耦合；

所述拨叉件的一端与所述活动块之间形成连接，所述拨叉件的另一端与所述第一行星齿轮组的行星架之间形成连接。

可选地，所述活动块与所述第一固定块和所述第二固定块之间，分别设置有弹力件。

可选地，所述活动块与所述壳体的侧边之间设置有限位挡板；

所述活动块与所述限位挡板相对的一面形成有凸起部，所述限位挡板上形成有与所述凸起部相适配的凹槽部。

另一方面，本申请实施例提供一种汽车，所述汽车包括如上述方面所述的变速装置。

本申请实施例提供的技术方案可以带来如下有益效果：

通过设计包含有输入轴、第一行星齿轮组、传动件、第二行星齿轮组和输出轴的变速装置，该变速装置包括第一工作模式和第二工作模式，输入轴将动力提供给行星齿轮组，再由行星齿轮组带动输出轴转动，以达到降低输出轴转速、提升输出扭矩的目的。例如，通过将该变速装置装配在汽车的变速箱与差速器之间，可以提供相较于变速箱最低档位更大的扭矩，使得汽车能够顺利通过诸如陡坡之类的特殊路段。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请一个实施例提供的变速装置的结构框图；

图2示例性示出了变速装置在第一工作模式下的动力传输路径的示意图；

图3示例性示出了变速装置在第二工作模式下的动力传输路径的示意图；

图4示例性示出了换挡齿固定槽的示意图；

图5示例性示出了换挡齿和换挡齿固定槽的示意图；

图6示例性示出了电磁拨叉的示意图；

图7是本申请一个实施例提供的汽车的简化框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的变速装置1的结构框图。该变速装置1可以包括：输入轴10(图1中斜线填充所示)、第一行星齿轮组20、传动件30(图1中黑点填充所示)、第二行星齿轮组40和输出轴50(图1中交叉线填充所示)。

如图1所示，输入轴10的轴心线与输出轴50的轴心线重合。

第一行星齿轮组20包括太阳轮21、行星轮22、行星架23和行星环24。第二行星齿轮组40包括太阳轮、行星轮42、行星架43和行星环44。在图2中，仅以传动件30的输出端33作为第二行星齿轮组40的太阳轮为例，在这种情况下，传动件30的输出端33具有外齿轮，从而通过该外齿轮与第二行星齿轮组40的行星轮42啮合。在其它可能的实施方式中，第二行星齿轮组40的太阳轮可以呈环状，该太阳轮的外侧具有外齿轮，该外齿轮与第二行星齿轮组40的行星轮42啮合，该太阳轮的内侧具有内齿轮，该内齿轮与传动件30的输出端33的外齿轮啮合。

第一行星齿轮组20、传动件30和第二行星齿轮组40同轴设置在输入轴10上，且第一行星齿轮组20的太阳轮21轴心线、传动件30的轴心线、第二行星齿轮组40的太阳轮轴心线与输入轴10的轴心线相重合。

如图1所示，第二行星齿轮组40的行星架43与输出轴50之间形成连接。可选地，该第二行星齿轮组40的行星架43与输出轴50之间形成固定连接。

该变速装置1包括如下两种工作模式：第一工作模式和第二工作模式。

在第一工作模式下，第一行星齿轮组20的行星架23与传动件30的第一输入端31之间形成连接。并且，第一行星齿轮组20的太阳轮21与传动件30的第二输入端32之间断开连接。如图2所示，动力的传递路径依次为：输入轴10、第一行星齿轮组20的行星轮22、第一行星齿轮组20的行星架23、传动件30、第二行星齿轮组40的行星轮42、第二行星齿轮组40的行星架43、输出轴50。例如，输入轴10带动第一行星齿轮组20的太阳轮21转动，第一行星齿轮组20的太阳轮21带动第一行星齿轮组20的行星轮22转动，第一行星齿轮组20的行星轮22带动第一行星齿轮组20的行星架23转动，第一行星齿轮组20的行星架23带动传动件30转动，传动件30带动第二行星齿轮组40的行星轮42转动，第二行星齿轮组40的行星轮42带动第二行星齿轮组40的行星架43转动，第二行星齿轮组40的行星架43带动输出轴50转动。

在第二工作模式下，第一行星齿轮组20的太阳轮21与传动件30的第二输入端32之间形成连接。并且，第一行星齿轮组20的行星架23与传动件30的第一输入端31之间断开连接。如图3所示，动力的传递路径依次为：输入轴10、第一行星齿轮组20的太阳轮21、传动件30、第二行星齿轮组40的行星轮42、第二行星齿轮组40的行星架43、输出轴50。例如，输入轴10带动第一行星齿轮组20的太阳轮21转动，第一行星齿轮组20的太阳轮21带动传动件30转动，传动件30带动第二行星齿轮组40的行星轮42转动，第二行星齿轮组40的行星轮42带动第二行星齿轮组40的行星架43转动，第二行星齿轮组40的行星架43带动输出轴50转动。

可选地，该变速装置1还包括非工作模式。在非工作模式下，第一行星齿轮组20的行星架23与传动件30的第一输入端31之间断开连接，并且，第一行星齿轮组20的太阳轮21与传动件30的第二输入端32之间断开连接。此时，动力的传递路径依次为：输入轴10、输出轴50。也即输入轴10直接带动输出轴50转动，输入轴10将动力直传给输出轴50进行输出，输出轴50的转速与输入轴10的转速相同，即输入轴10每转一圈，输出轴50也相应被带动转一圈。

在上述第一工作模式和第二工作模式下，输入轴10不直接带动输出轴50转动，而是通过行星齿轮组的作用，使得输出轴50的转速小于输入轴10的转速，也即输入轴10与输出轴50的转速比大于1。输入轴10与输出轴50的转速比，由行星齿轮组的设计所决定。

行星齿轮组是一种用于实现变速的装置。行星齿轮组包括太阳轮、行星轮、行星架和行星环。太阳轮是行星齿轮组的中心齿轮，在整个行星齿轮组中与行星轮相啮合，且具有固定轴线位置。太阳轮也称为太阳齿轮。行星轮是行星齿轮组中具有动轴线的齿轮。行星轮也称为行星齿轮。太阳轮和行星轮均为外齿轮，两者啮合时旋转方向相反。太阳轮作为主动件，行星轮作为从动件，太阳轮带动行星轮转动。行星架是在行星齿轮组中，支承行星轮轴并绕太阳轮轴线转动的构件。行星架也可称为行星齿轮架。行星环具有内齿轮，其与行星轮相啮合，是内齿轮和外齿轮相啮合，两者旋转方向相同。行星环也可称为齿圈或环齿轮等。行星轮的个数取决于行星齿轮组的设计负荷，通常有三个或四个，个数越多承担负荷越大。

本申请实施例中涉及的第一行星齿轮组20和第二行星齿轮组40，其结构介绍可参见上文关于行星齿轮组的结构介绍。另外，第一行星齿轮组20和第二行星齿轮组40中各自包括的各齿轮的尺寸，以及行星轮的数量，均可以根据实际需求进行涉及，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例提供的变速装置1可用于汽车中，例如，输入轴10的一端与汽车的变速箱的输出轴连接，输出轴50的一端与汽车的差速器连接。这样，在一些特殊路段(如陡坡)时，如果使用变速箱的最低档位仍然无法提供足够的扭矩，则可以控制变速装置1在第一工作模式或第二工作模式进行工作，使得汽车能够顺利通过上述特殊路段。另外，相比于第二工作模式，第一工作模式能够提供更大的扭矩，因为在第一工作模式下，输入轴10与输出轴50的转速比更大。在不需要提供更大扭矩的情况下，变速装置1可以处于非工作模式，输入轴10直接带动输出轴50转动。

可选地，如图1所示，该变速装置1还包括换挡机构60，该换挡机构60用于控制变速装置在非工作模式、第一工作模式和第二工作模式之间进行切换。

综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过设计包含有输入轴、第一行星齿轮组、传动件、第二行星齿轮组和输出轴的变速装置，该变速装置包括第一工作模式和第二工作模式，输入轴将动力提供给行星齿轮组，再由行星齿轮组带动输出轴转动，以达到降低输出轴转速、提升输出扭矩的目的。例如，通过将该变速装置装配在汽车的变速箱与差速器之间，可以提供相较于变速箱最低档位更大的扭矩，使得汽车能够顺利通过诸如陡坡之类的特殊路段。

另外，本申请实施例提供的变速装置包括第一工作模式和第二工作模式，这两种工作模式能够提供两种不同大小的输出扭矩，提供多种选择，更具灵活性。

在示例性实施例中，如图1所示，变速装置1还可以包括第一连接件70。该第一连接件70的第一端与第一行星齿轮组20的行星架23之间固定连接；传动件30的第一输入端31，形成有第一换挡齿；第一连接件70的第二端，形成有与第一换挡齿相适配的第一换挡齿固定槽71。

当变速装置1处于第一工作模式时，第一换挡齿与第一换挡齿固定槽71相啮合，从而使得第一连接件70能够带动传动件30进行转动。在本申请实施例中，对第一换挡齿的数量不作限定，第一换挡齿可以包括一个，也可以包括多个。相应地，第一换挡齿固定槽71呈环状，第一换挡齿固定槽71中包括与第一换挡齿相适配的第一固定齿。第一固定齿的数量也不作限定，第一固定齿可以包括一个，也可以包括多个。可选地，第一换挡齿和第一固定齿的数量相同。另外，第一换挡齿固定槽71中形成有至少一个第一平滑凸起部。

可选地，结合参考图4和图5，第一换挡齿固定槽71呈环状，且第一换挡齿固定槽71中存在至少两个与第一换挡齿31a相适配的第一固定齿72，相邻两个第一固定齿72之间形成有第一平滑凸起部73。可选地，该第一平滑凸起部73位于相邻两个第一固定齿72的中间位置。可选地，第一平滑凸起部73的高度与第一换挡齿固定槽71的凹槽深度相同。

在示例性实施例中，如图1所示，变速装置1还可以包括第二连接件80。该第二连接件80的第一端与第一行星齿轮组20的太阳轮21之间固定连接；第二连接件80的第二端，形成有第二换挡齿81；传动件30的第二输入端32，形成有与第二换挡齿81相适配的第二换挡齿固定槽。

当变速装置1处于第二工作模式时，第二换挡齿81与第二换挡齿固定槽相啮合，从而使得第二连接件80能够带动传动件30进行转动。在本申请实施例中，对第二换挡齿81的数量不作限定，第二换挡齿81可以包括一个，也可以包括多个。相应地，第二换挡齿固定槽呈环状，第二换挡齿固定槽中包括与第二换挡齿相适配的第二固定齿。第二固定齿的数量也不作限定，第二固定齿可以包括一个，也可以包括多个。可选地，第二换挡齿81和第二固定齿的数量相同。另外，第二换挡齿固定槽中形成有至少一个第二平滑凸起部。

可选地，第二换挡齿固定槽呈环状，且第二换挡齿固定槽中存在至少两个与第二换挡齿81相适配的第二固定齿，相邻两个第二固定齿之间形成有第二平滑凸起部。可选地，该第二平滑凸起部位于相邻两个第二固定齿的中间位置。可选地，第二平滑凸起部的高度与第二换挡齿固定槽的凹槽深度相同。

在本申请实施例中，借助于换挡齿固定槽中的平滑凸起部，使得变速装置在退出第一工作模式时，第一连接件与传动件之间能够自动分离，变速装置在退出第二工作模式时，第二连接件与传动件之间能够自动分离，无需通过相关部件将连接件与传动件进行分离，简化硬件结构，降低硬件成本。

在示例性实施例中，上文实施例中介绍的换挡机构60可以是电磁拨叉。示例性地，如图6所示，电磁拨叉可以包括：壳体61，设置于壳体61中的第一固定块62、第二固定块63和活动块64，以及与活动块64相连的拨叉件65。

第一固定块62和第二固定块63的位置固定。活动块64位于第一固定块62和第二固定块63之间，且活动块64与第一固定块62和第二固定块63之间，分别通过电磁耦合。拨叉件65的一端与活动块64之间形成连接，拨叉件65的另一端与上文介绍的变速装置1中的第一行星齿轮组20的行星架23之间形成连接。需要说明的是，此处拨叉件65的另一端与第一行星齿轮组20的行星架23之间的连接，可以直接连接，也可以间接连接，本申请实施例对此不作限定。例如，拨叉件65的另一端可以和第一连接件70连接，从而间接地与第一行星齿轮组20的行星架23之间形成连接。

在一个示例中，第一固定块62和第二固定块63为磁性相同的磁铁，活动块64为电磁铁。在另一个示例中，第一固定块62和第二固定块63为电磁铁，活动块64为磁性金属材料。其中，磁性金属材料是指能够被磁铁吸引的材料，如铁、镍、钴等。在另一个示例中，第一固定块62和第二固定块63为电磁铁，活动块64也为电磁铁。

在本申请实施例中，通过电磁控制带动拨叉件65移动，进而通过拨叉件65带动第一行星齿轮组20在不同的位置状态下移动，从而实现对换挡装置1的工作模式进行切换。

可选地，活动块64与第一固定块62和第二固定块63之间，分别设置有弹力件，如弹簧。这样，在活动块64与第一固定块62和第二固定块63之间没有磁力时，能够通过该弹力件快速地控制活动块64进行复位。

可选地，活动块64与壳体61的侧边之间设置有限位挡板；活动块64与限位挡板相对的一面形成有凸起部，限位挡板上形成有与凸起部相适配的凹槽部。这样，在活动块64处于复位状态下，活动块64的凸起部位于凹槽部中，使得活动块64的位置更加稳固。

在在本申请实施例中，提供了一种电磁拨叉，通过电磁控制带动拨叉件移动，进而通过拨叉件进行换挡控制，能够实现高效的换挡控制。

本申请一示例性实施例还提供了一种汽车，该汽车包括如上文实施例介绍的变速装置。可选地，如图7所示，该汽车2包括：变速箱3、差速器4以及上文实施例介绍的变速装置1；其中，变速箱3的输出轴与变速装置1的输入轴连接，变速装置1的输出轴与差速器4连接。

通过将该变速装置装配在汽车的变速箱与差速器之间，可以提供相较于变速箱最低档位更大的扭矩，使得汽车能够顺利通过诸如陡坡之类的特殊路段。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。