专利名称：一种适用于电动车的自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械制造领域，本实用新型涉及一种应用周转轮系的自激励功 能、提高速度自适应式自动变速器效率的技术方案。
背景技术：
发明专利《全齿轮速度自适应无级变速器》所载技术方案的核心，在于利用两组对 接的周转轮系，每组均如本说明书附图文件图1所示，将第一组的输出中心轮13和第二组 的输入齿轮11连接传动、将第一组的输出中心轮15和第二组的输入齿轮15连接传动，按 其内部扭矩的匹配要求，构成可以以第一组的输入齿轮11为总输入、以第二组的输出中心 轮13为总输出的传递设计扭矩的一种子结构，这个子结构被本实用新型称为激励节并应 用。这个激励节的最大特点是具有相对柔性，就是在传递一种设计扭矩的同时，可以接受自 身输出输入端的速度差异，具有过载保护和超越离合功能，即类似打滑的性能；然后，背景 技术利用这一特殊性能，通过重复设置的同时，改变各子结构的最终输出速比，使不同的子 结构对不同大小的负载发生过载保护或超越离合，也就使动力矩可以应对不同的相对阻力 矩而被迫选择不同的动力传递路径，实现不同的输出速度和扭矩能力，从而构成一种无需 控制的常啮合齿轮式自动变速器。
背景技术：
的这种自动变速器无需现有自动变速器所必须 的传感、运算、控制、执行等除了齿轮机构以外的其他辅助机构，简化了自动变速器的系统 复杂性。(请详见申请号200910004156. 6，公开号CN101487519A，
公开日2009. 07. 22)但是，背景技术这一发明虽然实现了功能，主要还存在一定的效率问题。表现在例 如一档主运行时，由于发生过载保护的相对高档位路线数最多，各高档均以其较小扭矩跟 随一档的较低速度运行，根据功率=速度*扭矩的公式，均有部分功率损失，因而最低档位 效率最低；而后随着输入扭矩增大，更高的某档位将不再过载保护而变为主传动，此时比主 传动档位低的档位发生超越离合而无载空转，发生过载保护的相对较高档位的路线总数减 少，整机效率才增大；最高档运行时，效率最高。虽然针对效率问题产生的原因、根据这一发 明的技术精神，可以通过增加总输入扭矩对低档的分配比例来提高其工作效率，但有可能 随着档位数增多，齿轮机构本身将比较复杂。
发明内容本实用新型通过应用普通常见的汽车差速器、并根据其新的作用而将它改称作自 激励机构，可以在适当简化其结构的同时，显著提高其机械效率。本实用新型采用自激励机构，而将前述背景技术的总体作为一个激励节来使用， 以显著提高整机工作效率，从而构成另外一种完整的更实用的新技术方案。较好的是，本实用新型采用一个周转轮系作为激励机构，用齿轮副连接激励机构 的输出端和激励节的输入端，用另一个齿轮副连接激励机构的激励端和激励节的输出端， 可以以较小的激励节速比，实现极大的整机速比，因而可以提高整机各档的效率。较好的是，特别是本实用新型引入的激励机构的激励端只能单向转动，所以本身可以作为一个输出档位，以一个周转轮系取代一个背景技术子结构，部分简化了总体结构。较好的是，这一本身构成的档位，除了齿轮机构的固有效率，没有额外的效率问 题，该激励机构是一种自激励机构，也就是激励机构的激励端的动力，来自于激励机构的输 出端。较好的是，这样的结构，可以根据档位数需要采用一个或者一个以上激励节。当档 位数很少，比如运用于电动车而构成一种两档自动变速器时，除了结构比照现有自动变速 器实现系统种类的简化，同时完全避免了效率问题即功率损失问题。
背景技术：
的两档方案 虽然也比较优秀，但效率问题依然存在、只是不再明显而已当一档主传动时，二档以其较 小扭矩跟随一档的较低速度运行，仍有部分功率损失；并且结构还相对复杂。
首先说明，本实用新型的说明书附图均为结构简图，这些图中都省略了所有轴承、 键与键槽、润滑方式、机体、密封件、放油口等等发明人认为于说明技术方案无关的结构细 节；每个齿轮的辐板简化为线段、轮齿简化为辐板两端的短线段(斜的短线段表示伞齿 轮)；当齿轮空套在轴上时，以代表轴的线段穿过两平行短线段表示。图1为周转轮系的常见结构示意图；图2为利用周转轮系的自激励功能，提高背景技术的整机效率的一种应用结构示 意图；为进一步说明本实用新型的速度自激励方案的结构、效果及其优点，下面将结合 附图在具体实施方式
中加以详细说明。
具体实施方式
首先介绍周转轮系的自激励功能如图1所示，其中，11为输入齿轮(与其轴一体)，12为保持架齿轮，其辐板作为保 持架装配着行星齿轮14和16，13和15为两个中心轮(各与其轴一体)。这是一个典型的 周转轮系，在汽车中作为差速器使用。当动力矩经输入齿轮11、保持架齿轮12传到行星齿轮14和16，如果采用单向转 动机构控制中心轮15不跟随保持架齿轮12同向转动，则动力自中心轮13输出。本结构的 输出有特定的扭矩和速度规则。进一步，当中心轮13的输出扭矩克服自身受到的阻力矩仍有某种程度的多余，并 达到可以支持一个新的设计速度档位时，以一个背景技术所定义的子机构即本实用新型定 义的激励节和一个减速换向齿轮连接中心轮13和15，使中心轮15对中心轮13和保持架齿 轮12反向转动，只要这个多余扭矩被减速增扭达到足以克服中心轮15上所受到的扭矩，中 心轮15将逐渐反向转动起来，其速度被叠加到中心轮13，而中心轮13的速度增加又使中心 轮15加速转动，这个转速又被叠加到中心轮13自身，即产生轮系内部的自我激励，直到这 个轮系的零件转速关系达到平衡。这就是周转轮系的自激励功能。以R表示转速，由于中心轮5相对于中心轮13反向转动，则图1所示的周转轮系 的输入和输出转速关系的计算公式是2R12 = R13+ (-R15)，即 2R12 = R13-R15
4[0020]可见，假设动力机传动过来得到的R12 —定，并且动力功率足够，当中心轮13 15 的转速比越降低而接近1，即中心轮13和15的转速差率越小，中心轮13的最终稳定转速就越高。承担这一激励任务的激励节34，必须是一种柔性传动结构；如果是刚性结构，那 么整个机构就难以逐渐加速直到速度平衡地运转起来，所以将成为一个死机构。
背景技术：
的子结构，正是这样一种柔性机构。因此，针对背景技术的效率问题，同时利用其特殊性能，本技术采用上述自激励机 构，将背景技术总体作为一个激励节来使用，以显著提高新构成的整机的工作效率，从而 成为另外一种完整的更实用的新技术方案如图2所示，借用图1的基本结构(零件名称和编号也全部借用)，增加了单向转 动机构31，后激励齿轮32作为激励机构的激励端，背景技术的总体结构34 (以下称激励节。 注意，这个激励节可以是一个或多个背景技术的子机构及其各自的保证产生不同速比和实 现输入输出反向的换向齿轮，所得到的结果只是档位数不同而已，技术本质上是完全一样 的)，激励节输出齿轮33作为激励节的输出端，激励节输入齿轮35作为激励节的输入端，前 激励齿轮36作为激励机构的输出端。其中，单向转动机构31有很多种结构，机械学中常见的具有专有名称的结构比如 自由轮离合器(如运用于某些发动机起动机的起动齿轮中)、棘轮机构(如运用于自行车后 链轮中)等，这些结构熟知于专业技术人员，都可以为本实用新型的这一技术方案借用。为 简化说明书，在此不再一一图示例举说明。下面，以这个激励节只有一个背景技术子机构及 其减速换向齿轮来说明。当动力自输入齿轮11输入到保持架齿轮12、行星齿轮14与16，由于单向转动机 构31的单向转动作用，限制了中心轮15和后激励齿轮32随保持架齿轮12的同向转动，动 力向中心轮13和前激励齿轮36输出。如果动力克服了中心轮13上的阻力后有富余，则富 余动力经激励节输入齿轮35输入激励节34，则后激励齿轮32是否可以相对中心轮13反向 转动起来，将速度叠加到零件13输出，取决于整机参数设计。举例说明，当比如设计为中心轮13上的动力矩比阻力矩富余动力矩的1/3就产生 第二档速度时，只需将前激励齿轮36输入激励节34的这1/3扭矩通过换向齿轮减速增扭 3倍，理论上就可以使后激励齿轮32反向转动起来，并逐渐自我激励而加快，直到这个结构 的速度可以平衡。由此构成了一个纯齿轮的两档自动变速器。同理，可以再并联另一个子机构及其另一个速比的换向齿轮，则可以对另一种力 矩富余比例，产生另一个最终速度。由此构成多档。最后对本技术的优越性，作一个总体论证阐述背景技术的效率问题，根源在于速度差，也就是速比问题；而采用这样的激励技 术，可以在有限的速比范围内，获得极大的最终速度。前述有速度平衡的计算公式2R12 = R13-R15设R15 = aR13 (0 < a < 1)，则 2R12 = (l_a) R13只需a e (0，1)就可以激发出动力相对于阻力允许的极大输出速度R13。同时，作为最低档的一档，与所有低档都发生超越离合而只是无载空转的最高档 都不再存在效率问题，只有中间档位存在被改善了的效率问题。
5[0034]而当只采用两档时，即是本技术的扬长避短的应用。众所周知，电动机可以做到恒 功率，相当于自身带有减速增扭的无级变速器；但它无法兼顾车辆动力性的不同指标，比如 加速性能和最高车速——目前国内深圳所产某电动汽车，其0到100Km/h的加速时间为17 秒，是传统汽车加速时间的两倍有余，这还是部分牺牲了最高车速的结果。因此本技术提供 了一种简单高效的两档机构，可以在电动汽车的技术方案中作为自动变速器使用，它舍去 了其他技术实现自动化必须的传感、计算、控制、执行等系统，在简化机械结构的同时改善 了整机效率，为电动车动力性能的综合改善提供了一种简单高效的新技术。经过前后5年多的理论探讨和3轮模型试验后，本设计人通过以上论述，对本实用 新型的目的、结构和效果作了详细说明，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述图 例仅仅是用来说明的，而不能作为对本技术的限制。因此，产品设计时可以在本发明的实质 精神范围内进行变型和参数调整，这些改变都将落在本技术的权利要求书所要求的范围之 内。
权利要求一种适用于电动车的自动变速器，包括输入轴、输出轴、激励节以及两轴之间的齿轮机构，其特征在于，该变速器采用一个周转轮系作为激励机构，用齿轮副连接激励机构的输出端和激励节的输入端，用另一个齿轮副连接激励机构的激励端和激励节的输出端。
2.如权利要求1所述的一种适用于电动车的自动变速器，其特征在于， 该激励机构的激励端只能单向转动。
3.如权利要求2所述的一种适用于电动车的自动变速器，其特征在于该激励机构是一种自激励机构，也就是激励机构的激励端的动力，来自于激励机构的 输出端。
4.如权利要求3所述的一种适用于电动车的自动变速器，其特征在于 该变速器采用一个激励节。
5.如权利要求3所述的一种适用于电动车的自动变速器，其特征在于 该变速器采用多个激励节。专利摘要一种适用于电动车的自动变速器，属于机械制造领域。包括输入轴与输出轴、激励节以及两轴之间的齿轮机构，其特征在于，该变速器采用一个周转轮系作为激励机构，用齿轮副连接激励机构的输出端和激励节的输入端，用另一个齿轮副连接激励机构的激励端和激励节的输出端。本技术舍去了其他技术实现自动化必须的传感、计算、控制、执行等系统，在简化机械结构的同时改善了整机效率，为电动车动力性能的综合改善提供了一种简单高效的新技术。
文档编号F16H61/00GK201666360SQ20092017379
公开日2010年12月8日 申请日期2009年9月15日 优先权日2008年9月18日
发明者孟良吉 申请人:孟良吉