单向超越离合器结构及两挡变速系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传动结构，特别涉及一种单向超越离合器结构及两挡变速系统。
【背景技术】
[0002]单向超越离合器，是指主动件正转与从动件啮合，反转与从动件分离的离合器。螺旋单向超越离合器是利用螺旋花键配合结构，形成正反转时按相反方向移动而实现离合器结合与分离的轴向运动，螺旋单向离合器通常采单向端面齿的啮合结构形成离合结构。由于螺旋单向离合器具有结构简单、加工方便和制造成本低、使用寿命长的优点目前已得到越来越广泛的应用。但现有螺旋单向离合器结构在用于变速系统时，由于端面齿咬合后，在具有扭矩传递状态下不能脱开的缺陷，其在应用于自动变速系统中受到较大制约。为此，需要利用相关件转速信息或位置信息进行变速系统控制。因此，需要对现有具有单向超越离合器结构进行进一步的改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种单向超越离合器结构，该结构通过设置一磁钢和霍尔元件，以获得位置信息或转速信息，用以变速控制。本实用新型的第二目的是提供一种包括前述单向超越离合器结构的两挡变速系统，该系统利用相关件位置信息或转速信息进行变速控制而形成两挡自动变速。
[0004]为实现第一目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0005]—种单向超越离合器结构，包括分别构成输入端和输出端的主动盘和动力轴，主动盘可转动的套装在动力轴上，主动盘与动力轴之间通过主动端和从动端相互啮合的单向端面齿形成单向离合器;主动端一体形成或连接在主动盘上，从动端通过花键结构可轴向移动的配合在动力轴上;动力轴的轴端设有磁钢，磁钢用于通过霍尔元件获得动力轴的转速信息;或者，从动端呈同步移动的连接有推杆，该推杆滑动配合在动力轴的中孔内，并在伸出动力轴的外端设有磁钢，磁钢用于通过霍尔元件获得从动端的位置信息和转速信息。
[0006]采用前述技术方案的本实用新型，通过从动轴或推杆上的磁钢，以及设在静止构件上的霍尔元件，利用磁感应原理获得从动端位置信息，或者从动轴的转速信息，以便利用该信息进行变速控制，实现单向超越离合器的离合状态自动控制，而形成可控单向超越离合器。其结构简单、制造成本低，故障率低。
[0007]优选的，所述主动端通过花键结构配合在主动盘一侧，以在主动盘按设定方向转动时，带动主动端朝从动端方向移动至设定位置，且主动端与主动盘之间设有加载弹簧。以通过加载弹簧使离合器的主动端处于啮合状态位置，待从动端移动到啮合位置时，且主动盘按设定方向转动;在主动盘反向旋转时，即使从动端移动到啮合位置时，单向端面齿不能结合而推动主动端后退并压缩加载弹簧，从而实现单向超越离合器目的。其结构简单、布局紧凑，且功能可靠，使用寿命长。
[0008]进一步优选的，所述主动端与主动盘之间配合花键结构为螺旋花键结构。以利用现有技术中螺旋花键配合结构的基本特性形成螺旋单向可控超越离合器，螺旋花键配合结构主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大距离移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴上的花键套移动实现花键套或花键轴转动，或者花键套在外部摩擦阻力作用下，由花键轴带动转动和轴向移动，且花键套在轴向阻力足够大时，仅随花键轴转动。本方案中的螺旋花键结构可使单向超越离合器的单向端面齿保持稳定、可靠的结合状态；同时，在主动盘反转时，对主动端的后退形成一定的助力作用。
[0009]优选的，所述从动端与动力轴之间配合花键结构为螺旋花键结构。通过合理选择螺旋方向可获得端面齿结合的响应时间;或者，延缓结合时间而减缓结合冲击。
[0010]优选的，所述从动端通过横贯的销轴与所述推杆连接，推杆底端与中孔底部之间设有复位弹簧;所述动力轴上形成有推杆移动用贯穿槽。以形成推杆与销轴的同步移动，并具有自复位功能。其结构简单，运动灵活。
[0011 ]进一步优选的，所述销轴固定连接在所述推杆上，销轴由侧部抵接在从动端内侧；所述从动端外侧设有离心顶推机构，离心顶推机构用于通过L形离心甩块推动从动端至离合器结构的结合位置;所述离心甩块与所述从动端之间设有平面轴承。以形成依靠设定转速由离心运动控制的离合器结构，可通过合理的参数设置，以便设定转速条件下实现自动离合器的自动结合;在从动端向结合位置移动时，推杆随从动端移动，以便使推杆位置信息还代表设定转速信息，便于通过转速信息控制的控制系统利用。在主动盘无动力状态下，复位弹簧推动推杆外伸，从而带动从动端远离结合状态位置。其推杆与从动端不形成刚性连接，其结构简单、装拆方便。平面轴承用以降低离心甩块与从动端接触面间的摩擦磨损，延长使用寿命。
[0012]更进一步优选的，所述L形离心甩块可转动的连接在增速从动齿轮上，该增速从动齿轮仅可转动的套装在所述动力轴上。以通过第三旋转构件上的增速主动齿轮带动增速从动齿轮以高于动力轴转速高速旋转，从而使质量较小的离心块获得较大的离心动力。
[0013]优选的，所述销轴固定连接在所述推杆上，销轴由侧部抵接在从动端内侧;推杆或从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯。以通过推杆获得从动轴转速信息，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制，适用于电磁铁控制的具有该单向超越离合器结合的离合器或变速系统;进一步可利用推杆与从动端一致的位置信息，进行由高速向低速的变速控制。
[0014]优选的，所述销轴同时固定连接在所述推杆和从动端上;推杆或从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯;或者，推杆通过外端连接有用于推动推杆的推杆电磁铁或拨叉机构。通过推杆或从动端与电磁线圈形成电磁铁结构，或者，通过外接推杆电磁铁、电动拨叉机构，离合器形成自动结合结构，均可通过推杆获得从动轴转速信息，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制;进一步可利用推杆与从动端一致的位置信息，进行由高速向低速的变速控制，达到自动变速的目的。同时，在采用手动拨叉方案时，可人工操作离合器的结合，实现人工操作的低变高变速控制，并利用位置信息形成由高变低的自动控制。
[0015]优选的，所述从动端通过电磁线圈构成电磁铁的活动铁芯;从动端与所述主动端之间设有分离弹簧。其转速信息由霍尔元件通过直接设在从动轴上的磁钢获得，通过该转速信息启动电磁铁实现由低速向高速的换挡变速控制，适用于电磁铁控制的具有该单向超越离合器结合的离合器或变速系统。
[0016]为实现第二目的的一种两挡变系统，本实用新型采用如下两种技术方案。
[0017]方案一、一种两挡变系统，包括实现第一目的的技术方案中由离心运动控制的具有螺旋花键结构的单向超越离合器结构，该结构通过磁钢和霍尔元件获得从动端的位置信息;该结构的动力轴上固定连接有输出齿轮，动力轴上的主动盘构成高速挡从动齿轮，动力轴上还设有低速挡从动齿轮，低速挡从动齿轮与动力轴之间形成有双向超越离合器结构；动力轴的动力输入前端还设有输入轴，该输入轴上设有可随输入轴同步主动的低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮，低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮分别对应与所述低速挡从动齿轮和构成高速挡从动齿轮的主动盘常啮合;所述增速从动齿轮与动力轴以外的一旋转轴上的增速主动齿轮啮合，旋转轴与输入轴形成正相关的转速关系。
[0018]本方案中，用于电机驱动变速系统，在启动主电机后，电机动力通过齿轮、链轮或皮带轮由输入轴输入，在低速正转条件下，低速挡主动齿轮带动低速挡从动齿轮正向转动，高速挡主动齿轮带动构成高速挡从动齿轮的主动盘正向转动;低速挡从动齿轮通过双向超越离合器结构带动动力轴正向转动，此时，动力轴转速低于主动盘转速，利用主动盘空套在动力轴上的结构关系，二者形成相对转动的超越关系。当输入动力轴转速增大到设定值时，设置增速主动齿轮的旋转轴转速对应增大，增速从动齿轮使离心甩块推动从动端至单向超越离合器结构结合的位置，形成与主动端的结合，动力轴与主动盘同步正向转动，动力轴与低于其转速且转向相同的低速挡从动齿轮通过超越双向离合器形成超越关系。在输入轴反向旋转时，动力轴通过双向超越离合器与低速挡从动齿轮形成同步转动;低速时，单向超越离合器结构的从动端在复位弹簧作用下，由推杆上的销轴推送在远离主动端的位置，二者呈分离状态，从动端随动力轴同步转动;主动盘由高速挡主动齿轮带动并通过空套在动力轴上的结构与动力轴形成相对转动。在输入轴反向转速达到设定值时，从动端在离心甩块作用下被推送至结合位置，但由于主动端与从动端呈单向齿的啮合关系，此时，二者不啮合，主动端被从动端推压克服加