专利名称：电动车变挡差速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动车技术领域，具体地说，特别涉及电动车上的变挡差速装置。
背景技术：
目前，电动车变挡技术的开发还处在发展的初级阶段，由于它的结构要求要更简单，其功能又要达到传统的燃油车变挡机构的效果，这就给变挡机构带来了极大的困难。所以，就目前而言，电动车的变挡方式一般有两种，一种是在原有传统结构的基础上做运用，另一种是利用电机自身有一定的变速功能作为变速。上述第一种变挡方案结构复杂，传动效率低，体积大，成本高，不利于在电动车上运用；第二种变挡方案用电机直接驱动，用大电流来输出力矩，虽然提高了电机的力量，但它是用大电流来实现的，大电流对电池使用寿命和行驶里程都极为不利，同时对控制系统也是一大挑战，因为控制系统要承受更大的电流及温度，很容易造成电器部分的损坏，给整车电路带来极大的影响。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能有效提高传动效率的电动车变挡差速装置。本实用新型的技术方案如下一种电动车变挡差速装置，在左轮轴(I)的外面套装左定位套筒(3)，右轮轴(2)的外面套装右定位套筒(4)，所述左、右轮轴(1、2)相对的一端均设有从动转向锥齿轮(5)，该从动转向锥齿轮(5)位于差速器旋转壳体(6)内，在差速器旋转壳体(6 )中固定有锥形齿轮主动轴(7 )，所述锥形齿轮主动轴(7 )上套装有上下两个锥形主动齿轮(8 )，该锥形主动齿轮(8 )与所述从动转向锥齿轮(5 )啮合，其关键在于在所述差速器旋转壳体(6)上设置有差速器从动齿轮(10)，差速器从动齿轮(10)和差速器旋转壳体(6)均位于差速器固定壳体(6’ )内，该差速器固定壳体(6’ )与左定位套筒(3)及右定位套筒(4)为一整体；在所述差速器固定壳体(6’)的前侧或后侧设置有动力总成(9)，该动力总成(9)的输出轴与左轮轴(I)相垂直，并且动力总成(9)的输出轴与变挡机构的主动轴连接，变挡机构从动轴驱动的差速器主动齿轮与差速器从动齿轮(10)相啮合。采用以上技术方案，将动力总成设置在差速器固定壳体的前侧或后侧，并使动力总成呈纵向布置，这样整个变挡差速装置结构简单、紧凑，不仅体积小、成本低，有利于电动车其余构件的布局，而且有效提高了传动效率，使电动车的运行更加可靠、平稳。若动力总成选用电机，则不必象背景技术一样增大电机的电流，既确保了不会造成电器部分损坏，又大大延长了电池的使用寿命以及电动车的行驶里程，同时控制方便、可靠。所述变挡机构包括主动轴(11)、一挡主动齿轮(12)、二挡主动齿轮(13)、从动轴
(14)、一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18),所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6’)相固定，在变挡箱壳体(18)内通过轴承支承有相互平行的主动轴(11)和从动轴(14)，且主动轴(11)与左轮轴(I)相垂直，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴(11)上套装有一挡主动齿轮(12)和二挡主动齿轮(13);在所述从动轴(14)上设置一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)和差速器主动齿轮(17)，所述一挡从动单向器(15)的齿轮与一挡主动齿轮(12)啮合，二挡从动单双向器(16)的齿轮与二挡主动齿轮(13)啮合。采用上述结构，当主动轴转动时，在主动轴的作用下，固套在该主动轴上的一挡主动齿轮和二挡主动齿轮也一起转动，由于一挡从动单向器的齿轮与所述一挡主动齿轮啮合，因此一挡从动单向器齿轮转动并带动从动轴转动，从而使得从动轴得到一挡速度，此时，由于二挡从动单双向器中的凸轮是活套在从动轴上，二挡从动单双向器齿轮的动力不能直接传递到从动轴上，因此该二挡从动单双向器齿轮在二挡主动齿轮的带动下，二挡从动单双向器处于双向空转状态。需要得到二挡速度时，将电磁线圈断电，使第二花键套的端面卡台与二挡从动单双向器中的活套凸轮的端面卡台卡接，这时二挡从动单双向器齿轮处于单向转动结合状态，由于二挡主动齿轮与所述二挡从动单双向器的齿轮啮合，二挡主动齿轮带动二挡从动单双向器齿轮转动，二挡从动单双向器齿轮带动从动轴转动，这个时候一挡从动单向器和二挡从动单双向器均驱动从动轴转动，由于二挡从动单双向器的转速大于一挡从动单向器的转速，即可实现对一挡从动单向器的超越，最终使得从动轴得到二挡速度。 与上述同理，所述变挡机构包括主动轴(11)、一挡主动齿轮(12)、二挡主动齿轮
(13)、从动轴(14)、一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18)，所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6’)相分离，在变挡箱壳体(18)内通过轴承支承有相互平行的主动轴(11)和从动轴(14 )，且主动轴(11)与左轮轴(I)相垂直，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴(11)上套装有一挡主动齿轮(12)和二挡主动齿轮(13);在所述从动轴(14)上设置一挡从动单向器(15)和二挡从动单双向器(16 )，所述一挡从动单向器(15 )的齿轮与一挡主动齿轮(12 )啮合，二挡从动单双向器(16)的齿轮与二挡主动齿轮(13)啮合，在所述从动轴(14)的后侧设置差速器主动齿轮(17)，该主动齿轮(17)为轴与齿轮成一体的整体式结构，主动齿轮(17)的轴通过万向节(27)与从动轴(14)连接，主动齿轮(17)的齿轮部分位于差速器固定壳体(6’)内，并与差速器从动齿轮(10)相啮合。在所述一挡从动单向器(15)的旁边设置有第一花键套(19)，该第一花键套(19)套装于从动轴(14)上，并能在从动轴(14)上滑移，在所述一挡从动单向器(15)的齿轮与第一花键套(19)的相对端设有能相互咬合的卡台；在所述二挡从动单双向器(16)的旁边设置有第二花键套(20)，该第二花键套(20)套装于从动轴(14)上，并能在从动轴(14)上滑移，在所述二挡从动单双向器(16)的齿轮与第二花键套(20)的相对端也设有能相互咬合的卡台。由于一挡从动单向器的齿轮只能单向传递动力，在一挡单向器齿轮端面上设置卡台，且齿轮卡台的相对应处又设置带卡台的花键套，卡台的花键套可朝着一挡单向器齿轮的方向前后滑移，使花键套端面与齿轮端面实现卡接与分离，这样主动轴反向转动的时候，主动轴能够将反向动力通过一挡从动单向器的齿轮传递给第一花键套，使第一花键套带动从动轴反向旋转，从而实现倒车。在二挡从动单双向器的旁边设置第二花键套，是为了使二挡从动单双向器的双向脱开与单向传动之间的切换更方便、可靠。 所述变挡机构包括主动轴(11)、双联主动齿轮(21)、拨叉(22 )、从动轴(14)、一挡从动齿轮(23)、二挡从动齿轮(24)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18)，所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6’)相固定，在变挡箱壳体(18)内通过轴承支承有主动轴
(11)和从动轴(14)，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴上套装有双联主动齿轮(21)，该双联主动齿轮(21)能在主动轴(11)上滑移，并且双联主动齿轮(21)中部的环槽中设置拨叉(22)，所述从动轴(14)与主动 轴(11)相平行，在从动轴(14)上设置一挡从动齿轮(23)、二挡从动齿轮(24)和差速器主动齿轮(17)，所述一挡从动齿轮(23)能够与双联主动齿轮(21)的小齿轮啮合，二挡从动齿轮(24)能够与双联主动齿轮(21)的大齿轮啮合。上述结构通过拨叉拨动双联主动齿轮在主动轴上滑移，使双联主动齿轮有选择地与一挡从动齿轮或者二挡从动齿轮啮合，以便从动轴得到相应挡位的速度，不仅结构简单紧凑、组装容易，而且操控非常方便。为了使动力总成的选用更加便捷，连接更加可靠，所述动力总成(9)为电机，该动力总成(9 )的输出轴(9a)通过花键连接套与变挡机构的主动轴(11)连接。有益效果本实用新型结构简单紧凑，体积小，成本低，控制方便，能有效提高传动效率，使电动车的运行更加可靠、平稳，并能确保电池的使用寿命以及电动车的行驶里程，可以在各种类型的电动车上适用。
图I为实施例I的结构示意图。图2为实施例2的结构示意图。图3为实施例3的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明实施例I如图I所示，电动车的左轮轴I和右轮轴2对称布置，在左轮轴I的外面套装左定位套筒3，左轮轴I通过轴承与左定位套筒3支承。在右轮轴2的外面套装右定位套筒4，右轮轴2通过轴承与右定位套筒4支承。所述左轮轴I的右端伸入差速器旋转壳体6内，在左轮轴I右端的端部设置有从动转向锥齿轮5。右轮轴2的左端也伸入差速器旋转壳体6内，在右轮轴2左端的端部也设置有从动转向锥齿轮5。在所述差速器旋转壳体6中固定有锥形齿轮主动轴7，该锥形齿轮主动轴7位于左右两边的从动转向锥齿轮5之间，在锥形齿轮主动轴7上套装有上下两个锥形主动齿轮8，各锥形主动齿轮8均同时与两个从动转向锥齿轮5啮合。在所述差速器旋转壳体6上套装有差速器从动齿轮10，差速器从动齿轮10和差速器旋转壳体6均位于差速器固定壳体6’内，该差速器固定壳体6’与左定位套筒3及右定位套筒4为一整体。如图I所示，在差速器固定壳体6’的前侧设置动力总成9，该动力总成9优选为电机，动力总成9的输出轴9a与左轮轴I相垂直。在所述动力总成9的输出轴9a与差速器从动齿轮10之间连接有变挡机构，所述变挡机构包括主动轴11、一挡主动齿轮12、二挡主动齿轮13、从动轴14、一挡从动单向器15、二挡从动单双向器16、差速器主动齿轮17和变挡箱壳体18，所述变挡箱壳体18与差速器固定壳体6’及动力总成9相固定，在变挡箱壳体18内通过轴承支承有主动轴11和从动轴14，所述主动轴11的端部通过花键连接套与动力总成9的输出轴9a同轴连接，在主动轴11上固套有一挡主动齿轮12和二挡主动齿轮13，一挡主动齿轮12位于二挡主动齿轮13的后侧。所述从动轴14平行于主动轴11，在从动轴14上安装一挡从动单向器15和二挡从动单双向器16,所述一挡从动单向器15的齿轮与一挡主动齿轮12啮合，二挡从动单双向器16的齿轮与二挡主动齿轮13啮合。所述一挡从动单向器、二挡从动单双向器的结构及工作原理参照中国专利201020619201. 7于2011年6月15日所公开的技术方案，在此不做赘述。在所述从动轴14的后端一体加工有差速器主动齿轮17，该差速器主动齿轮17为锥齿轮，并位于差速器固定壳体6’内，差速器主动齿轮17与差速器从动齿轮10相啮合。从图I中进一步可知，在一挡从动单向器15的后侧设置第一花键套19，该第一花键套19套装于从动轴14上，并与从动轴14花键配合。该第一花键套19配备有拨叉或者
电磁线圈、弹簧，在拨叉或者电磁线圈、弹簧的作用下，第一花键套19能在从动轴14上滑移。在所述第一花键套19的前端一体形成有多个按圆周均匀分布的卡台，一挡从动单向器15的齿轮的后端也设有多个卡台，一挡从动单向器15的齿轮上的卡台与第一花键套19上的卡台相适配，能够接合或脱开。作为等同的替换，一挡从动单向器15的齿轮与第一花键套19的相对端也可以设置相互配合的内外花键，只要能够接合即可。在所述二挡从动单双向器16的前侧设置第二花键套20，该第二花键套20套装于从动轴14上，并与从动轴14花键配合。该第二花键套20也配备有能够驱使其在从动轴14上滑移电磁线圈25及弹簧26。在所述第二花键套20的后端一体形成有多个按圆周均匀分布的卡台，二挡从动单双向器16的齿轮的前端也设有多个卡台，二挡从动单双向器16的齿轮上的卡台与第二花键套20上的卡台相适配，能够接合或脱开。本实施例的工作原理如下当动力总成9带动主动轴11转动时，在主动轴11的作用下，固套在该主动轴11上的一挡主动齿轮12和二挡主动齿轮13也一起转动，一挡主动齿轮12通过一挡从动单向器15带动从动轴14转动，使得从动轴14得到一挡速度，从动轴14上的差速器主动齿轮17再通过差速器从动齿轮10将动力传递给锥形齿轮主动轴7，使锥形齿轮主动轴7上的锥形主动齿轮8将动力传动给两根轮轴1、2 ;与此同时，二挡从动单双向器16处于脱开双向自由转动状态，该二挡从动单双向器16在二挡主动齿轮13的带动下处于空转状态。需要得到二挡速度时，将二挡从动单双向器16处于单向转动结合状态，二挡主动齿轮13带动二挡从动单双向器16转动，二挡从动单双向器16带动从动轴14转动，这个时候一挡从动单向器15和二挡从动单双向器16均驱动从动轴14转动，由于二挡从动单双向器16的转速大于一挡从动单向器15的转速，即可实现对一挡从动单向器15的超越，最终使得从动轴14得到二挡速度。当需要倒车时，只需控制动力总成9反向转动，并且一挡从动单向器15的齿轮与第一花键套19接合，而电磁线圈25通电，使第二花键套20克服弹簧26的弹力向前运动，这样二挡从动单双向器16的凸轮卡台与第二花键套卡台分离，二挡从动单双向器16处于反超越双向脱开状态即可。实施例2[0028]如图2所示，本实施例中，变挡机构包括主动轴11、双联主动齿轮21、拨叉22、从动轴14、一挡从动齿轮23、二挡从动齿轮24、差速器主动齿轮17和变挡箱壳体18。所述变挡箱壳体18与差速器固定壳体6’及动力总成9相固定，在变挡箱壳体18内通过轴承支承有主动轴11和从动轴14，所述主动轴11的端部通过接套与动力总成9的输出轴同轴连接，在主动轴11上套装双联主动齿轮21，该双联主动齿轮21与主动轴11花键连接，并且双联主动齿轮21中部的环槽中设置拨叉22，在拨叉22的拨动下，双联主动齿轮21能在主动轴11上滑移。所述从动轴14与主动轴11相平行，在从动轴14上固套一挡从动齿轮23、二挡从动齿轮24和差速器主动齿轮17，所述一挡从动齿轮23能够与双联主动齿轮21的小齿轮啮合，二挡从动齿轮24能够与双联主动齿轮21的大齿轮啮合。所述差速器主动齿轮17位于差速器固定壳体6’内，该差速器主动齿轮17与差速器从动齿轮10相啮合。本实施例的其余结构与实施例I相同，在此不做赘述。本实施例的工作原理如下需要得到一挡速度时，通过拨叉22拨动双联主动齿轮21，使双联主动齿轮21的小齿轮与一挡从动齿轮23啮合，动力总成9的动力带动主动轴11转动，在主动轴11的作用 下，双联主动齿轮21通过一挡从动齿轮23带动从动轴14转动，使得从动轴14得到一挡速度，此时二挡从动齿轮24空转。需要得到二挡速度时，通过拨叉22拨动双联主动齿轮21，使双联主动齿轮21的大齿轮与二挡从动齿轮24啮合，动力总成9的动力带动主动轴11转动，在主动轴11的作用下，双联主动齿轮21通过二挡从动齿轮24带动从动轴14转动，使得从动轴14得到二挡速度，此时一挡从动齿轮23空转。需要倒车时，控制动力总成9的输出轴反转即可。实施例3如图3所示，变挡箱壳体18与差速器固定壳体6’相分离，在从动轴14的后侧设置差速器主动齿轮17，该主动齿轮17优选为轴与齿轮成一体的整体式结构，主动齿轮的轴通过万向节27与从动轴14连接，主动齿轮17的齿轮部分位于差速器固定壳体6’内，并与差速器从动齿轮10相啮合。本实施例的其余结构与实施例I相同，在此不做赘述。实施例4参照图I或图2或图3，本实施例将动力总成9和变挡机构设置于差速器固定壳体6’的后侧。本实施例的其余结构与实施例I或实施例2或实施例3相同，在此不做赘述。
权利要求1.一种电动车变挡差速装置，在左轮轴(I)的外面套装左定位套筒(3)，右轮轴(2)的外面套装右定位套筒(4)，所述左、右轮轴(1、2)相对的一端均设有从动转向锥齿轮(5)，该从动转向锥齿轮(5)位于差速器旋转壳体(6)内，在差速器旋转壳体(6)中固定有锥形齿轮主动轴(7)，所述锥形齿轮主动轴(7)上套装有上下两个锥形主动齿轮(8)，该锥形主动齿轮(8)与所述从动转向锥齿轮(5)啮合，其特征在于在所述差速器旋转壳体(6)上设置有差速器从动齿轮(10)，差速器从动齿轮(10)和差速器旋转壳体(6)均位于差速器固定壳体(6 ’)内，该差速器固定壳体(6 ’)与左定位套筒(3 )及右定位套筒(4)为一整体；在所述差速器固定壳体(6’)的前侧或后侧设置有动力总成(9)，该动力总成(9)的输出轴与左轮轴(I)相垂直，并且动力总成(9 )的输出轴与变挡机构的主动轴连接，变挡机构从动轴驱动的差速器主动齿轮与差速器从动齿轮(10)相啮合。
2.根据权利要求I所述的电动车变挡差速装置，其特征在于所述变挡机构包括主动轴(11)、一挡主动齿轮(12)、二挡主动齿轮(13)、从动轴(14)、一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18)，所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6’)相固定，在变挡箱壳体(18)内通过轴承支承有相互平行的主动轴(11)和从动轴(14)，且主动轴(11)与左轮轴(I)相垂直，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴(11)上套装有一挡主动齿轮(12)和二挡主动齿轮(13);在所述从动轴(14)上设置一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)和差速器主动齿轮(17)，所述一挡从动单向器(15)的齿轮与一挡主动齿轮(12)啮合，二挡从动单双向器(16)的齿轮与二挡主动齿轮(13)啮合。
3.根据权利要求I所述的电动车变挡差速装置，其特征在于所述变挡机构包括主动轴(11)、一挡主动齿轮(12)、二挡主动齿轮(13)、从动轴(14)、一挡从动单向器(15)、二挡从动单双向器(16)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18)，所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6’)相分离，在变挡箱壳体(18)内通过轴承支承有相互平行的主动轴(11)和从动轴(14)，且主动轴(11)与左轮轴(I)相垂直，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴(11)上套装有一挡主动齿轮(12)和二挡主动齿轮(13);在所述从动轴(14)上设置一挡从动单向器(15)和二挡从动单双向器(16)，所述一挡从动单向器(15)的齿轮与一挡主动齿轮(12)啮合，二挡从动单双向器(16)的齿轮与二挡主动齿轮(13)啮合,在所述从动轴(14)的后侧设置差速器主动齿轮(17),该主动齿轮(17)为轴与齿轮成一体的整体式结构，主动齿轮(17)的轴通过万向节(27)与从动轴(14)连接，主动齿轮(17)的齿轮部分位于差速器固定壳体(6’ )内，并与差速器从动齿轮(10)相哨合。
4.根据权利要求2或3所述的电动车变挡差速装置，其特征在于在所述一挡从动单向器(15)的旁边设置有第一花键套(19)，该第一花键套(19)套装于从动轴(14)上，并能在从动轴(14)上滑移，在所述一挡从动单向器(15)的齿轮与第一花键套(19)的相对端设有能相互咬合的卡台；在所述二挡从动单双向器(16)的旁边设置有第二花键套(20)，该第二花键套(20)套装于从动轴(14)上，并能在从动轴(14)上滑移，在所述二挡从动单双向器(16)的齿轮与第二花键套(20)的相对端也设有能相互咬合的卡台。
5.根据权利要求I所述的电动车变挡差速装置，其特征在于所述变挡机构包括主动轴(11)、双联主动齿轮(21)、拨叉(22 )、从动轴(14 )、一挡从动齿轮(23 )、二挡从动齿轮(24)、差速器主动齿轮(17)和变挡箱壳体(18)，所述变挡箱壳体(18)与差速器固定壳体(6 ’)相固定，在变挡箱壳体(18 )内通过轴承支承有主动轴(11)和从动轴(14)，所述主动轴(11)与动力总成(9)的输出轴(9a)同轴连接，在主动轴(11)上套装有双联主动齿轮(21)，该双联主动齿轮(21)能在主动轴(11)上滑移，并且双联主动齿轮(21)中部的环槽中设置拨叉(22)，所述从动轴(14)与主动轴(11)相平行，在从动轴(14)上设置一挡从动齿轮(23)、二挡从动齿轮(24)和差速器主动齿轮(17)，所述一挡从动齿轮(23)能够与双联主动齿轮(21)的小齿轮啮合，二挡从动齿轮(24)能够与双联主动齿轮(21)的大齿轮啮合。
6.根据权利要求I或2或3或5所述的电动车变挡差速装置，其特征在于所述动力总成(9)为电机，该动力总成(9)的输出轴(9a)通过花键连接套与变挡机构的主动轴(11)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电动车变挡差速装置，在左、右轮轴(1、2)相对的一端均设有从动转向锥齿轮(5)，该从动转向锥齿轮(5)位于差速器旋转壳体(6)内，在差速器旋转壳体(6)上设置有差速器从动齿轮(10)，差速器从动齿轮(10)和差速器旋转壳体(6)均位于差速器固定壳体(6’)内；在所述差速器固定壳体(6’)的前侧或后侧设置有动力总成(9)，动力总成(9)的输出轴与变挡机构的主动轴连接，变挡机构从动轴驱动的差速器主动齿轮与差速器从动齿轮(10)相啮合。本实用新型结构简单紧凑，体积小，成本低，控制方便，能有效提高传动效率，使电动车的运行更加可靠、平稳，并能确保电池的使用寿命以及电动车的行驶里程。
文档编号B60K17/16GK202541309SQ20122013018
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者何国田, 左佳奇, 李珩 申请人:何国田, 左佳奇, 李珩