模块化致动的马达驱动变速箱的制作方法_3

文档序号:9824288阅读:来源:国知局
的中间部分。第一端部可以具有预先确定的圆周弓形长度,并且可以位于与主旋转轴线垂直的第一平面上。第二端部可以具有预先确定的圆周弓形长度,并且可以位于与主旋转轴线垂直且与第一平面轴向地隔开的第二平面上。凸轮面沟槽57的中间部分可以在第一端部与第二端部之间弓形地且轴向地延伸,以限定换挡叉68在低速档操作模式与高速档操作模式之间的轴向变速移动。第一端部和第二端部限定在筒形凸轮59的凸轮面沟槽57的第一端部和第二端部的停歇周期。凸轮面沟槽57的每个端部可以允许在开始换挡叉68的轴向变速移动之前致动离合器致动器88,以便换挡叉68可以轴向地在凸轮面沟槽57的每个端部保持静止,同时离合器致动器88在收缩位置与展开位置之间操作。换挡叉68在高速档驱动模式位置、中性位置和低速档驱动模式位置之间轴向地滑动档位变换总成60的内部档位套筒63。当换挡叉68移动进入在筒形凸轮59的第一端的停歇周期时,换挡叉68在换挡轴环70中形成的轴向沟槽71内保持轴向地静止,同时在筒形凸轮凹槽57内周边滑动,以致动离合器致动器88。当换挡叉68离开在筒形凸轮59的第一端的停歇周期时,在朝向输入轴34的某一方向上,换挡叉68轴向地从第一位置朝向轴向地远离致动齿轮48的第二位置移动。在筒形凸轮59的第一端的停歇周期可以限定离合器致动器88的高速档驱动模式和第一致动区域。在高速档驱动模式中,第一输出轴36可以用均匀的速度与输入轴34 —起旋转。输入轴34和第一输出轴36可以用一比一(1:1)的比率旋转。最好如图2所示,档位变换总成60可以包括一差速器总成72,以允许在低速档驱动模式、中性位置和高速档驱动模式之间变换。当控制系统21将车辆14变换成低速档驱动模式时,筒形凸轮59可以由致动齿轮48旋转,以便换挡叉68朝向筒形凸轮59的第二端移动,并进入到位于此处的停顿周期,以限定离合器致动器88的低速档操作模式和第二致动区域。当换挡叉68朝向凸轮面沟槽57的低速档操作模式部分移动时,换挡叉68沿着在换挡轴环70中形成的轴向沟槽71滑动,以驱动内部档位套筒63使其与差速器总成72的行星齿轮架106接合,从而提供小于一比一的驱动比。当档位变换总成60处于低速档驱动模式时,输入轴34可以向第一输出轴36和第二输出轴38提供不同的驱动比。当处于高速档操作模式时,筒形凸轮59沿着在换挡轴环70中形成的轴向沟槽71滑动换挡叉68,以驱动内部档位套筒63使其与差速器总成72的太阳齿轮108接合,以实现直接驱动构型。
[0023]最好如图1所示,差速器总成72可以包括行星齿轮总成。行星齿轮总成可以包括多个受行星齿轮架106支撑且与环形齿轮104和太阳齿轮108啮合的行星齿轮102。当换挡叉68被驱动进入凸轮面沟槽57的低速档驱动模式部分时,内部档位套筒63可以轴向地移动以使输出轴36与行星齿轮架106耦接。当换挡叉68被驱动进入凸轮面沟槽57的高速档驱动模式部分时,内部档位套筒63可以轴向地移动以使输出轴36与太阳齿轮108耦接。内部档位套筒63的齿轮齿可以与太阳齿轮108的内齿接合。太阳齿轮108可以由输入轴34驱动。多个行星齿轮102可以围绕太阳齿轮108旋转。行星齿轮总成74可以包括行星齿轮架106。驱动力矩可以根据希望的驱动比直接从太阳齿轮108或间接地通过行星齿轮架106传递到输出轴36上。太阳齿轮108与多个行星齿轮102之间的齿速比可以为减速比,从而以与输入轴34的转速相比不同的速度旋转第一输出轴36。减速比可以在大约3:1至大约10:1之间的范围内,大约6:1的优选比率包括在内。本领域的普通技术人员应认识到,除了所阐述的设计之外的其它差速器总成设计可以在不违背本发明的精神或范围的情况下用于变速箱30中。具有由同轴地插入到档位变换总成60与离合器总成80之间的同心齿轮驱动的可轴向移动的元件,通过筒形凸轮以建立第一和第二驱动比连接并包括离合器致动器88以使离合器总成60致动的任何档位变换总成60均被视为属于本发明的范围。
[0024]致动齿轮48还可以通过与档位变换总成60对置的端面接合离合器总成80。最好如图5-6所示,齿轮系46可以包括由变速箱30内的可换向电动机44驱动的输入齿轮50。齿轮系46可以进一步地包括中间输出齿轮52。输入齿轮50可以旋转可接合输入齿轮50和致动齿轮48的中间输出齿轮52。中间输出齿轮52可以逆向地旋转致动齿轮48小于360度的角度弧。离合器致动器88可以在轴向展开位置与轴向收缩位置之间移动,以响应致动齿轮48的旋转。最好如图2-7所示,离合器致动器88可以包括止动器88a和可响应致动齿轮48的旋转而旋转的离合器致动凸轮88b。止动器88a可以包括将与补充凹槽内的换挡轴环70耦接的调整片89,以防止相对于致动齿轮48旋转。离合器致动凸轮88b可以在旋转中由致动齿轮48驱动,以响应在销96之间与轴向轴环部分47切口部分53的交互,以便朝着离合器总成80轴向地驱动离合器致动凸轮88b,从而接合离合器总成80。离合器致动凸轮88b可以轴向地驱动,以响应滚动元件92相对于斜板部分的移动,所述斜板部分邻近在离合器致动凸轮88b与止动器88a之间面向彼此的表面中形成的每个细长弓形凹槽90的外端94。
[0025]筒形凸轮59的凸轮面沟槽57可以包括在凸轮面沟槽57内的换挡叉68的轴向行进的任一端的停歇周期。当换挡叉68处于在高速档驱动模式和低速档模式中的一个期间的停歇周期时,充当凸轮随动器的换挡叉68轴向地静止,同时致动齿轮48可以旋转。离合器致动凸轮88b可以相对于止动器88a旋转来响应致动齿轮48朝向轴向展开位置的旋转,以允许接合离合器总成80。当换挡叉68处于凸轮面沟槽57的档位变换部分时,可以脱离离合器总成80。致动齿轮48可以逆向地旋转,并且离合器复位弹簧可以提供用来朝着轴向收缩位置推动离合器致动凸轮88b,以响应致动齿轮48从离合器接合位置开始的反向旋转。
[0026]当换挡叉68处于凸轮面沟槽57的档位变换部分且筒形凸轮59的旋转由于正被挡住的内部档位套筒63的轴向移动而被阻挡直至达到适当的相互配合的齿对准以完成要求的档位模式变换时,缠绕弹簧62可工作来接收允许致动齿轮48继续旋转的载荷。当致动齿轮48由可换向电动机44旋转时,离合器致动凸轮88b可以由致动齿轮48相对于静止的止动器88a旋转。止动器88a可以相对于离合器致动凸轮88b同轴放置并且轴向地邻近于离合器致动凸轮88b。止动器88a可以在换挡轴环70中形成的补充凹槽内接合的调整片89支撑,以防止相对于致动齿轮48旋转。止动器88a和离合器致动凸轮88b可以限定多个细长的弓形凹槽90,其中每个凹槽具有一较深中心部分,该中心部分在外端94逐渐变细到浅层深度。多个细长的弓形凹槽90可以容纳对应的多个滚动元件92,每个凹槽90带有一个滚动元件92。可以定位离合器致动凸轮88b,以捕获插入到止动器88a与离合器致动凸轮88b之间的多个滚动元件92。多个滚动元件92可以位于对应的细长弓形凹槽内,以便可操作地与离合器致动凸轮88b接合。离合器致动凸轮88b可以有角度地相对于止动器88a旋转,以响应致动齿轮48的旋转。最好如图3所示,离合器致动凸轮88b可以包括多个支撑在离合器致动凸轮88b的表面98上的销96,以便通过与轴向轴环部分47中形成的切断切口 53的交互相对于止动器88a穿过致动齿轮48将角度旋转传递至离合器致动凸轮88b。多个销96可以允许离合器致动凸轮88b相对于止动器88a轴向移动,同时在离合器致动凸轮88b与致动齿轮48之间提供自由浮动移动。可以将多个销96通过螺钉96a固定于表面98上。如图3所示,止动器88a还可以包括邻近离合器致动凸轮88b表面98的表面98a。止动器88a的表面98a可以由换挡轴环70通过接合在换挡轴环70中形成的对应凹槽内的调整片89支撑。致动齿轮48的轴向轴环部分47可以限定至少一个弓形切口53。至少一个弓形切口 53在数目上可以对应对个销96,一个弓形切口 53容纳一个对应的销96,以允许离合器致动凸轮88b响应于致动齿轮48的角度旋转而进行角度驱动旋转和对应的轴向移动。销96可以在弓形切口 53内接合,以在离合器致动凸轮88b与致动齿轮48之间提供自由浮动移动。最好如图3-4和图6所示,止动板84可以与致动齿轮48的轴向轴环部分47接合,以便封闭止动器88a和离合器致动凸轮88b并限制离合器致动凸轮88b的轴向行进。止动板84可以用多个螺栓85连接至致动齿轮48的轴向轴环部分47。
[0027]离合器致动凸轮88b可以沿着共同的主轴线朝向离合器总成80轴向地移动,以响应滚动元件92沿着对应的细长弓形凹槽朝向其中一个锥形外端的移动,以导致止动器88a与离合器致动凸轮88b之间距离增加。作为致动齿轮48的旋转移动的响应,多个滚动元件92中的每一个滑动或滚动至对应的细长弓形凹槽90的外部较浅端部,导致离合器致动凸轮88b远离止动器88a并朝向离合器总成80轴向移动。根据离合器总成的设计,当滚动元件92在凹槽90的较较深中心部分与凹槽90的外部锥形较浅端部之间移动时,离合器致动凸轮88b可以操作以驱动第一和第二轴向位置之间的压板83,来压合并接合离合器。当档位变换总成60处于低档速驱动模式或高档速驱动模式且希望离合器总成80被接合时,可换向的电动机44可以驱动所述致动齿轮48以在任一方向上旋转止动器88a,从而允许多个滚动元件92从止动器88a的较较深中心部分朝向凹槽90的其中一个较浅端部94移动。位于离合器总成80内的偏置元件,如弹簧或液压力,可以针对压板83偏置离合器总成80迫使致动凸轮88b朝着止动器88a返回,以允许在档位变换期间脱离离合器总成80。
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