两挡变速箱及电动汽车的制作方法

文档序号:14254906阅读:136来源:国知局

本发明涉及电动汽车技术领域,尤其涉及一种两挡变速箱及电动汽车。



背景技术:

电动汽车是一种以车载动力蓄电池为动力驱动车辆行驶的新型车辆,由于电动汽车具有节能、环保以及轻便的特点,并且使用费用较低,因此,近年来越来越受到生产制造商以及车主的重视。电动车一般包括电源、电动机、变速箱、行走总成和控制系统,由于电动机的运行特点,电动汽车的变速箱一般并未采用有挡变速,直接通过控制调节电机转速来控制车速,进而达到电动汽车正常的行驶,其中,变速箱前置更是能够提高汽车整体的平衡性及操作性。

现有的前置变速箱虽然具有上述变速箱的特点,但是,现有的前置变速箱对于输出扭矩较大的上坡路段,利用现有的单一的变速箱结构,只能增大电量输出达到爬坡的目的,进而导致造电动汽车电量较多的浪费。同时,现有的变速箱在高低挡切换过程中常常存在换挡冲击,电机堵转的现象,存在变速箱动力不足且实用性差的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种两挡变速箱及电动汽车,以缓解现有的前置变速箱对于输出扭矩较大的上坡路段,利用现有的单一的变速箱结构,只能增大电量输出达到爬坡的目的,进而导致造电动汽车电量较多的浪费。同时,现有的变速箱在高低挡切换过程中常常存在换挡冲击,电机堵转的现象,存在变速箱动力不足且实用性差的技术问题。

本发明提供的一种两挡变速箱,包括壳体、用于提供输入动力的输入装置、用于调节所述输入装置输出动力大小的换挡装置和控制所述换挡装置工作的拨叉装置,所述输入装置、所述换挡装置和所述拨叉装置均设置在所述壳体内;

所述输入装置包括枢接在所述壳体上的动力输入轴和固接在所述动力输入轴上的主动大齿轮和主动小齿轮;

所述换挡装置包括中间轴、连接在所述中间轴上的同步器组件和枢接在所述中间轴上的从动大齿轮和从动小齿轮,所述主动大齿轮与所述从动小齿轮啮合,所述主动小齿轮与所述从动大齿轮啮合,且所述同步器组件能够将所述从动大齿轮或者所述从动小齿轮与所述中间轴连接在一起;

所述拨叉装置包括驱动所述同步器组件移动的拨叉、驱动所述拨叉移动的驱动件和与所述驱动件电连接的角度传感器,所述角度传感器用于调节所述驱动件的旋转角度。

进一步的,所述同步器组件包括与所述中间轴啮合的同步器齿套、与所述同步齿套啮合的换挡齿套和固接在所述同步器齿套两侧的第一同步器齿环与第二同步器齿环,所述第一同步器齿环和所述第二同步器齿环的齿部分别对应与所述换挡齿套的齿部相抵接;

所述拨叉与所述换挡齿套枢接,且所述拨叉能够驱动所述换挡齿套沿所述中间轴的轴向移动;

其中,所述换挡齿套的移动终止位置包括第一位置、与所述第一位置相背的第二位置和位于所述第一位置与所述第二位置两者之间的第三位置,当所述同步器齿套运动至第一位置处时,所述从动大齿轮、所述第一同步器齿环、所述换挡齿套、所述同步器齿套和所述中间轴彼此连接;

当所述同步器齿套运动至第二位置处时,所述从动小齿轮、所述第二同步器齿环、所述换挡齿套、所述同步器齿套和所述中间轴彼此连接;

当所述同步器齿套运动至第三位置处时,所述换挡齿套、所述同步器齿套和所述中间轴彼此连接。

进一步的,所述从动大齿轮与所述第一同步器相对的侧表面分别对应设有第一卡接部和第一连接部;

所述从动小齿轮与所述第二同步器相对的侧表面分别对应设有第二卡接部和第二连接部;

所述换挡齿套的移动终止位置包括第一位置、与所述第一位置相背的第二位置和位于所述第一位置与所述第二位置两者之间的第三位置,当所述同步器齿套运动至第一位置处时,所述第一连接部与所述第一卡接部卡接;所述同步器齿套运动至第二位置处时,所述第二连接部与所述第二卡接部卡接;当所述同步器齿套运动至第三位置处时,所述第一连接部与所述第一卡接部分离,所述第二连接部与所述第二卡接部分离。

进一步的,所述拨叉装置还包括与所述拨叉滑动连接的导向杆,所述驱动件能够驱动所述拨叉沿所述导向杆的轴向移动。

进一步的,所述换挡齿套的外表面周向设有环槽,所述拨叉包括与所述环槽匹配的拨动部和固接在所述拨动部与所述驱动件输出端之间的换挡摇臂。

进一步的,所述拨动部为v字型。

进一步的,还包括差速器,所述差速器包括差速器壳体、第一半轴齿轮、第二半轴齿轮行星轮轴和相对枢接在所述行星轮轴两端的第一行星齿轮与第二行星齿轮;

所述第一半轴齿轮、所述第二半轴齿轮、所述行星轮轴、所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均设置在所述差速器壳体内,且所述第一行星齿轮、所述第一半轴齿轮、所述第二行星齿轮和所述第二半轴齿轮依次啮合。

进一步的,所述中间轴和所述动力输入轴相互平行。

进一步的,所述驱动件为电机。

本发明的有益效果为:

该两挡变速箱包括壳体、用于提供输入动力的输入装置、用于调节输入装置输出动力大小的换挡装置和控制换挡装置工作的拨叉装置,输入装置包括枢接在壳体上的动力输入轴和固接在动力输入轴上的主动大齿轮和主动小齿轮,换挡装置包括中间轴、连接在中间轴上的同步器组件和枢接在中间轴上的从动大齿轮和从动小齿轮,主动大齿轮与从动小齿轮啮合,主动小齿轮与从动大齿轮啮合,拨叉能够驱动同步器组件移动,同步器组件在拨叉的作用下能够分别与从动大齿轮或者从动小齿轮连接在一起。进行高速挡切换时,同步器组件在拨叉的作用下与从动小齿轮连接,其中,在同步器组件的作用下,主动大齿轮、从动小齿轮和中间轴三者连接在一起,根据齿轮的传动比可知,主动大齿轮带动从动小齿轮转动时为高速转动,进而带动汽车快速行驶。同时,由于从动大齿轮与中间轴枢接,因此,此时的主动小齿轮与从动大齿轮两者保持空转,以实现变速箱的正常动力输出。

当进行低速挡切换时,同步器组件在拨叉的作用下与从动大齿轮连接,其中,在同步器组件的作用下,主动小齿轮、从动大齿轮和中间轴三者连接在一起,根据齿轮的传动比可知,主动小齿轮带动从动大齿轮转动时为低速转动,进而带动汽车慢速行驶。同时,由于从动小齿轮与中间轴枢接,因此,此时的主动大齿轮与从动小齿轮两者保持空转,以实现变速箱的正常动力输出,换挡过程平顺,防止换挡冲击的情况。

除此之外,在驱动拨叉运动的驱动件上连接有角度传感器,角度传感器用于调节驱动件的旋转角度,电动汽车的控制程序记录汽车当下的实际迈速,当汽车的行驶迈速高于控制程序的设定值时,控制程序控制角度传感器使驱动件向第一方向旋转一定角度,进而使得拨叉带动同步器组件与从动小齿轮连接,以自动的实现高速挡的输出。相反的,当汽车的行驶迈速低于控制程序的设定值时,控制程序控制角度传感器使驱动件向与第一方向相反的第二方向旋转一定角度,进而使得拨叉带动同步器组件与从动大齿轮连接,以自动的实现低速挡的输出。

本发明提供的两挡变速器通过拨叉带动同步器组件分别对应从动大齿轮或者所述从动小齿轮连接,进而使得从动大齿轮或者从动小齿轮和中间轴连接在一起,以实现变速箱高速挡与低速挡的平顺切换,由于同步器组件能够使得输入装置的动力快速传递到换挡装置进而输出给车辆,防止了变速箱的换挡冲击的情况。同时,在驱动拨叉运动的驱动件上连接有角度传感器,通过电动汽车的控制程序记录汽车当下的实际迈速,并且控制程序控制角度传感器使驱动件旋转一定角度,进而使得拨叉带动同步器组件与从动小齿轮或者从动大齿轮对应连接,以自动的实现高速挡与低速挡的输出,具有换挡操纵简便,便捷的特点。

本发明提供一种具有上述两挡变速箱的电动汽车。

本发明的有益效果为:

该电动汽车与上述两挡变速箱所具有的优势相同,在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例一提供的两挡变速箱的结构示意图;

图2为图1中的另一视角的结构示意图;

图3为图2中的a-a方向的剖视图;

图4为图1中的换挡装置的结构示意图;

图5为图4中的b-b方向的剖视图;

图6为输入装置、换挡装置和差速器三者连接的结构示意图。

图标:1-壳体;2-输入装置;3-换挡装置;4-拨叉装置;5-连接齿轮;6-差速器;21-动力输入轴;22-主动大齿轮;23-主动小齿轮;31-中间轴;32-同步器组件;33-从动大齿轮;34-从动小齿轮;321-同步器齿套;322-换挡齿套;323-第一同步器齿环;324-第二同步器齿环;3231-第一连接部;3241-第二连接部;41-拨叉;42-驱动件;43-导向杆;411-拨动部;412-换挡摇臂;61-行星轮轴;62-第一行星齿轮;63-第二行星齿轮;64-第一半轴齿轮;65-第二半轴齿轮;66-差速器壳体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1、图2、图3、图4和图5所示,本实施例提供的一种包括壳体1、用于提供输入动力的输入装置2、用于调节输入装置2输出动力大小的换挡装置3和控制换挡装置3工作的拨叉装置4,输入装置2、换挡装置3和拨叉装置4均设置在壳体1内。

输入装置2包括枢接在壳体1上的动力输入轴21和固接在动力输入轴21上的主动大齿轮22和主动小齿轮23。

换挡装置3包括中间轴31、连接在中间轴31上的同步器组件32和枢接在中间轴31上的从动大齿轮33和从动小齿轮34,主动大齿轮22与从动小齿轮34啮合,主动小齿轮23与从动大齿轮33啮合,且同步器组件32能够将从动大齿轮33或者从动小齿轮34与中间轴31连接在一起。

拨叉装置4包括驱动同步器组件32移动的拨叉41、驱动拨叉41移动的驱动件42和与驱动件42电连接的角度传感器,角度传感器用于调节驱动件42的旋转角度。

该两挡变速箱包括壳体1、用于提供输入动力的输入装置2、用于调节输入装置2输出动力大小的换挡装置3和控制换挡装置3工作的拨叉装置4,输入装置2包括枢接在壳体1上的动力输入轴21和固接在动力输入轴21上的主动大齿轮22和主动小齿轮23,换挡装置3包括中间轴31、连接在中间轴31上的同步器组件32和枢接在中间轴31上的从动大齿轮33和从动小齿轮34,主动大齿轮22与从动小齿轮34啮合,主动小齿轮23与从动大齿轮33啮合,拨叉41能够驱动同步器组件32移动,同步器组件32在拨叉41的作用下能够分别与从动大齿轮33或者从动小齿轮34连接在一起。进行高速挡切换时,同步器组件32在拨叉41的作用下与从动小齿轮34连接,其中,在同步器组件32的作用下,主动大齿轮22、从动小齿轮34和中间轴31三者连接在一起,根据齿轮的传动比可知,主动大齿轮22带动从动小齿轮34转动时为高速转动,进而带动汽车快速行驶。同时,由于从动大齿轮33与中间轴31枢接,因此,此时的主动小齿轮23与从动大齿轮33两者保持空转,以实现变速箱的正常动力输出。

当进行低速挡切换时,同步器组件32在拨叉41的作用下与从动大齿轮33连接,其中,在同步器组件32的作用下,主动小齿轮23、从动大齿轮33和中间轴31三者连接在一起,根据齿轮的传动比可知,主动小齿轮23带动从动大齿轮33转动时为低速转动,进而带动汽车慢速行驶。同时,由于从动小齿轮34与中间轴31枢接,因此,此时的主动大齿轮22与从动小齿轮34两者保持空转,以实现变速箱的正常动力输出,换挡过程平顺,防止换挡冲击的情况。

除此之外,在驱动拨叉41运动的驱动件42上连接有角度传感器,角度传感器用于调节驱动件42的旋转角度,电动汽车的控制程序记录汽车当下的实际迈速,当汽车的行驶迈速高于控制程序的设定值时,控制程序控制角度传感器使驱动件42向第一方向旋转一定角度,进而使得拨叉41带动同步器组件32与从动小齿轮34连接,以自动的实现高速挡的输出。相反的,当汽车的行驶迈速低于控制程序的设定值时,控制程序控制角度传感器使驱动件42向与第一方向相反的第二方向旋转一定角度,进而使得拨叉41带动同步器组件32与从动大齿轮33连接,以自动的实现低速挡的输出。

本实施例提供的两挡变速器通过拨叉41带动同步器组件32分别对应从动大齿轮33或者从动小齿轮34连接,进而使得从动大齿轮33或者从动小齿轮34和中间轴31连接在一起,以实现变速箱高速挡与低速挡的平顺切换,由于同步器组件32能够使得输入装置2的动力快速传递到换挡装置3进而输出给车辆,防止了变速箱的换挡冲击的情况。同时,在驱动拨叉41运动的驱动件42上连接有角度传感器,通过电动汽车的控制程序记录汽车当下的实际迈速,并且控制程序控制角度传感器使驱动件42旋转一定角度,进而使得拨叉41带动同步器组件32与从动小齿轮34或者从动大齿轮33对应连接,以自动的实现高速挡与低速挡的输出,具有换挡操纵简便,便捷的特点。

在本实施例中,以汽车行驶的速度40迈时为角度传感器启动的速度值举例说明,电动汽车的控制程序记录汽车当下的实际迈速,当汽车的行驶迈速高于40迈时,控制程序控制角度传感器使驱动件42向第一方向旋转一定角度,进而使得拨叉41带动同步器组件32与从动小齿轮34连接,以自动的实现电动汽车的快速行驶。相反的,当汽车的行驶迈速低于40迈时,控制程序控制角度传感器使驱动件42向与第一方向相反的第二方向旋转一定角度,进而使得拨叉41带动同步器组件32与从动大齿轮33连接,以自动的实现电动汽车的慢速行驶。

如图3、图4和图5具体的,同步器组件32包括与中间轴31啮合的同步器齿套321、与同步齿套啮合的换挡齿套322和固接在同步器齿套321两侧的第一同步器齿环323与第二同步器齿环324,第一同步器齿环323和第二同步器齿环324的齿部分别对应与换挡齿套322的齿部相抵接;

拨叉41与换挡齿套322枢接,且拨叉41能够驱动换挡齿套322沿中间轴31的轴向移动。

其中,换挡齿套322的移动终止位置包括第一位置、与第一位置相背的第二位置和位于第一位置与第二位置两者之间的第三位置,当同步器齿套321运动至第一位置处时,从动大齿轮33、第一同步器齿环323、换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接。

当同步器齿套321运动至第二位置处时,从动小齿轮34、第二同步器齿环324、换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接。

当同步器齿套321运动至第三位置处时,换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接。

在本实施例中,同步器组件32包括与中间轴31啮合的同步器齿套321、与同步齿套啮合的换挡齿套322和固接在同步器齿套321两侧的第一同步器齿环323与第二同步器齿环324,拨叉41能够驱动换挡齿套322沿着中间轴31的轴向运动,其中,由于第一同步器齿环323和第二同步器齿环324的齿部分别对应与换挡齿套322的齿部相抵接,且第一同步器齿环323和第二同步器齿环324分别固接在同步器齿套321的两侧,因此,在换挡齿套322移动时能够带动第一同步器齿环323、第二同步器齿环324和同步器齿套321三者同步移动。

同时,换挡齿套322的移动终止位置包括第一位置、与第一位置相背的第二位置和位于第一位置与第二位置两者之间的第三位置,当同步器齿套321运动至第一位置处时,从动大齿轮33、第一同步器齿环323、换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接,进而实现低速挡切换;当同步器齿套321运动至第二位置处时,从动小齿轮34、第二同步器齿环324、换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接,进而实现低速挡切换;当同步器齿套321运动至第三位置处时,换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接,进而实现空挡切换,操作简单、换挡快速便捷,同时在第一同步器齿环323和第二同步器齿环324的作用下,使得该变速箱的输入装置2的动力能够平顺快速的传递到换挡装置3上以向外输出实现电动汽车的形式,换挡过程平缓、顺畅,防止换挡冲击的情况的发生。

如图5所述,其中,从动大齿轮33与第一同步器相对的侧表面分别对应设有第一卡接部和第一连接部3231。

从动小齿轮34与第二同步器相对的侧表面分别对应设有第二卡接部和第二连接部3241。

换挡齿套322的移动终止位置包括第一位置、与第一位置相背的第二位置和位于第一位置与第二位置两者之间的第三位置,当同步器齿套321运动至第一位置处时,第一连接部3231与第一卡接部卡接;同步器齿套321运动至第二位置处时,第二连接部3241与第二卡接部卡接;当同步器齿套321运动至第三位置处时,第一连接部3231与第一卡接部分离,第二连接部3241与第二卡接部分离。

在本实施例中,由于第一同步器齿环323和第二同步器齿环324的齿部分别对应与换挡齿套322的齿部相抵接,且第一同步器齿环323和第二同步器齿环324分别固接在同步器齿套321的两侧,因此,在换挡齿套322移动时能够带动第一同步器齿环323、第二同步器齿环324和同步器齿套321三者同步移动,当换挡齿套322驱动第一同步器齿环323运动到第一位置处时,第一连接部3231与第一卡接部卡接,此时,从动大齿轮33、第一同步器齿环323、换挡齿套322、同步器齿套321和中间轴31彼此连接,进而实现低速挡切换,通过第一卡接部与第一连接部3231卡接,能够实现在主动大齿轮22高速转动的情况下,第一同步器与主动大齿轮22快速连接,进而实现输入装置2与换挡装置3的动力传递。

高速挡切换和空挡切换与低速挡切换的原理相同,低速挡切换的原理在前文已经明确说明,在此不再赘述。

如图1所示,具体的,在本实施中,为能够保障拨叉41能够准确的驱动换挡齿套322沿着中间轴31的轴向移动,防止换挡冲击及卡死的情况,拨叉装置4还包括与拨叉41滑动连接的导向杆43,驱动件42能够驱动拨叉41沿导向杆43的轴向移动,进一步提高该变速箱的实用性及安全性。

其中,在本实施例中,为能够实现换挡齿套322能够与同步器齿套321同步转动,换挡齿套322的外表面周向设有环槽,拨叉41包括与环槽匹配的拨动部411和固接在拨动部411与驱动件42输出端之间的换挡摇臂412。

具体的,在本实施例中,拨动部411为v字型。

如图3、图4、图5和图6所示,具体的,在本实施例中,为保障汽车能够正常的转弯,该变速箱还包括差速器6,差速器6包括差速器壳体66、第一半轴齿轮64、第二半轴齿轮65、行星轮轴61和相对枢接在行星轮轴61两端的第一行星齿轮62与第二行星齿轮63。

第一半轴齿轮64、第二半轴齿轮65、行星轮轴61、第一行星齿轮62和第二行星齿轮63均设置在差速器壳体66内,且第一行星齿轮62、第一半轴齿轮64、第二行星齿轮63和第二半轴齿轮65依次啮合。

在本实施例中,行星轮轴61、第一行星齿轮62、第二行星齿轮63、第一半轴齿轮64和第二半轴齿轮65均设置在差速器壳体66内,且通过第一主动大齿轮22、主动小齿轮23、从动大齿轮33、从动小齿轮34、中间轴31和连接齿轮5间均采用斜齿传动,进而降低变速箱的噪音,进一步提高该变速箱的实用性及功能性。同时,该差速器6的第一半轴齿轮64与汽车的第一输出半轴连接,第二半轴齿轮65与汽车的第二输出半轴连接,以保障该两挡变速箱动力的正常输出。

如图1、图2和图3所示,其中,在本实施中,为能够降低该变速箱的整体体积,中间轴31和动力输入轴21相互平行。

具体的,在本实施例中,驱动件42为电机。

实施例二

本实施例提供一种电动汽车,该电动汽车具有上述实施例一所述的两挡变速箱。

该电动汽车与上述两挡变速箱所具有的优势相同,在此不再赘述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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