变速器、动力总成、动力设备的制作方法

1.本实用新型涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种变速器、动力总成、动力设备。


背景技术：

2.在减少碳排放、推动可再生能源的发展利用以及实现能源多样化的战略需求下，电动汽车逐渐成为出行和运输的绿色选择。
3.电动汽车主要以车载电源为动力，利用电机驱动车辆运行。电动汽车和传动的燃油车类似，其不同的驾驶场景下，对车辆的速度需求大不相同，故其需要在电机与车辆的驱动轴间配置变速器，以实现对车辆行驶速度的调节。保证在不同的场景下匹配合适的行驶速度，以使电机尽可能处于高效区以减少电耗。
4.现有的电动汽车的变速器多采平行设置的输入轴和输出轴，在输入轴上空套主动轮和设置同步器，在输出轴上设置与主动轮相啮合的从动轮，用户通过操作机构操作同步器，实现不同的主动轮与从动轮的啮合从而实现挡位的切换。如设置六个挡位时，需要在输入轴和输出轴上安装六组齿轮副以对应六种速度挡位。但是上述换挡方式中，一个挡位均需要设置一组对应的齿轮副，变速比较大时，根据齿轮啮合传动的特性，造成输入轴和输出轴间的中心距过大，进而导致变速器径向上体积的增加，或者需要的挡位增多时，导致齿轮副的数量增多，增加变速器的整体重量，不利于其在车辆内的放置。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中电动汽车的变速器的在同等承载扭矩下其体积和重量较大的缺陷，从而提供一种变速器、动力总成、动力设备。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种变速器，包括：壳体；输入轴系，所述输入轴系包括：输入轴；至少一第一主传动件，沿轴向，间隔空套在所述输入轴上；至少一第一同步器，比邻所述第一主传动件设置在所述输入轴上，所述第一同步器与所述第一主传动件相结合或分离；以及设置在所述输入轴上的第二同步器；
7.中间轴系，所述中间轴系包括：至少一中间轴，与所述输入轴平行设置；至少一第一从动件，固设在所述中间轴上，所述第一从动件与所述第一主传动件相配合；以及固设在所述中间轴上的第二主传动件；
8.行星轮系，所述行星轮系包括：输出轴，其上设置有第二从动件，所述第二从动件与所述第二主传动件相配合且所述第二同步器与所述第二从动件相结合或分离；太阳轮，固设在所述输出轴上；第三同步器，设置在齿圈上，所述第三同步器可分别与所述壳体和行星架相结合或分离。
9.本实用新型还提供了另一种变速器，包括：壳体；输入轴系，所述输入轴系包括：输入轴；至少一第一主传动件，沿轴向，间隔固设在所述输入轴上；以及设置在所述输入轴上的第二同步器；
10.中间轴系，所述中间轴系包括：至少一中间轴，与所述输入轴平行设置；至少一第
一从动件，间隔空套在所述中间轴上，所述第一从动件与所述第一主传动件相配合；至少一第一同步器，比邻所述第一从动件设置在所述中间轴上，所述第一同步器与所述第一从动件相结合或分离；以及固设在所述中间轴上的第二主传动件；
11.行星轮系，所述行星轮系包括：输出轴，其上设置有第二从动件，所述第二从动件与所述第二主传动件相配合且所述第二同步器与所述第二从动件相结合或分离；太阳轮，固设在所述输出轴上；第三同步器，设置在齿圈上，所述第三同步器可分别与所述壳体和行星架相结合或分离。
12.可选地，至少两个所述中间轴系在轴向上关于所述输入轴对称设置。
13.可选地，所述输入轴与所述输出轴同轴设置。
14.可选地，所述第二主传动件设置在所述中间轴远离动力输入的一端，所述第二从动件设置在所述输出轴靠近动力输入的一端。
15.可选地，所述第一主传动件、第二主传动件、第一从动件、第二从动件均被构造为齿轮结构。
16.可选地，所述齿轮结构与所述第一同步器、第二同步器相结合处设置有第一结合齿圈。
17.可选地，所述壳体、所述行星架与所述第三同步器相结合处设置有第二结合齿圈。
18.可选地，所述第一主传动件和所述第一从动件的数量均设置为两个。
19.本实用新型还提供了一种动力总成，包括：电机；
20.以及上述中任一项所述的变速器，所述电机的输出端连接在所述输入轴上。
21.本实用新型还提供了一种动力设备，包括上述中所述的动力总成，所述输出轴的一端连接在所述动力设备的驱动轴上。
22.本实用新型技术方案，具有如下优点：
23.1.本实用新型中的变速器包括：壳体；输入轴系，输入轴系包括：输入轴；至少一第一主传动件，沿轴向，间隔空套在输入轴上；至少一第一同步器，比邻第一主传动件设置在输入轴上，第一同步器与第一主传动件相结合或分离；以及设置在输入轴上的第二同步器；中间轴系，中间轴系包括：至少一中间轴，与输入轴平行设置；至少一第一从动件，固设在中间轴上，第一从动件与第一主传动件相配合；以及固设在中间轴上的第二主传动件；行星轮系，行星轮系包括：输出轴，其上设置有第二从动件，第二从动件与第二主传动件相配合且第二同步器与第二从动件相结合或分离；太阳轮，固设在输出轴上；第三同步器，设置在齿圈上，第三同步器可分别与壳体和行星架相结合或分离。
24.本实用新型中的变速器通过输入轴系与中间轴系的配合可输出多种动力输出比，同时中间轴系通过第二主传动轮和第二从动轮的配合实现与行星轮系的动力传输，而行星轮系通过第三同步器的控制具有至少两种动力输出比。因此当需要进行多挡位输出时，前端的输入轴系和中间轴系的多种动力输出比与后端的行星轮系的多种动力输出比可进行多种组合，实现了在较少的传动结构下实现多种动力挡位的输出。以六挡位的电动汽车为例，在本实用新型中仅需要设置两个相互配合的第一主传动件和第一从动件和一个行星轮即可，相比于现有技术至少减少了两组齿轮副的使用，进而可有效减少整个变速器的重量。
25.进一步地，当在进行大变速比设计时，可将前端的第一主传动件和第一从动件间的传动比设计的较小，利用后端的第二主动轮和行星轮逐级放大变速比，以保证输入轴和
输出轴的中心距保持在合理的范围，防止中心距过大导致变速器的体积增大的问题。
26.因此本实用新型中的变速器在同等承载扭矩和相同挡位数下变速器重量和中心距较小或同等尺寸和速比相当的条件下，实现更大的扭矩传递和更低的重量，方便进行整车匹配和留出更多的空间布置电池，提升续航里程。
27.2.本实用新型中的变速器中至少两个中间轴系在轴向上关于输入轴对称设置，多个中间轴系的设置可对输入轴端的负载进行分流，以实现更大的扭矩传递。
28.3.本实用新型中的变速器中输入轴与输出轴同轴设置，同轴设置的输入轴和输出轴可使整个轴系在变速器径向上的结构布置更加紧凑，避免错位布置带来的空间的占用，且输入轴和输出轴的同轴设置，利于传动件关于输出轴的对称分布，以保证变速器内部受力的平衡性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
30.图1为本实用新型提供的实施例1中变速器中的轴系布置的示意图；
31.图2为本实用新型提供的实施例1中变速器一挡下的动力传动示意图；
32.图3为本实用新型提供的实施例1中变速器二挡下的动力传动示意图；
33.图4为本实用新型提供的实施例1中变速器三挡下的动力传动示意图；
34.图5为本实用新型提供的实施例1中变速器四挡下的动力传动示意图；
35.图6为本实用新型提供的实施例1中变速器五挡下的动力传动示意图；
36.图7为本实用新型提供的实施例1中变速器六挡下的动力传动示意图。
37.附图标记说明：
38.1－输入轴；2－中间轴；3－输出轴；4－壳体；5－第一主传动件；6－第一同步器；7－第二同步器；8－第一从动件；9－第二主传动件；10－第二从动件；11－太阳轮；12－第三同步器；13－齿圈；14－行星架；15－行星轮。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
41.在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
42.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
43.实施例1
44.如图1到图7所示，为本实施例提供的一种变速器，包括：壳体4；输入轴系，输入轴系包括：输入轴1；至少一第一主传动件5，沿轴向，间隔空套在输入轴1上；至少一第一同步器6，比邻第一主传动件5设置在输入轴1上，第一同步器6与第一主传动件5相结合或分离；以及设置在输入轴1上的第二同步器7；中间轴系，中间轴系包括：至少一中间轴2，与输入轴1平行设置；至少一第一从动件8，固设在中间轴2上，第一从动件8与第一主传动件5相配合；以及固设在中间轴2上的第二主传动件9；行星轮系，行星轮系包括：输出轴3，其上设置有第二从动件10，第二从动件10与第二主传动件9相配合且第二同步器7与第二从动件10相结合或分离；太阳轮11，固设在输出轴3上；第三同步器12，设置在齿圈13上，第三同步器12可分别与壳体4和行星架14 相结合或分离。
45.需要说明的是本实施例中的第一主传动件5、第二主传动件9、第一从动件 8、第二从动件10均被构造为齿轮结构，齿轮的类型可根据动力传递的需要自行选择。作为变形，上述传动件的类型还可将其中的部分设置为蜗轮蜗杆结构或者皮带传动或者链传动等方式。
46.需要说明的是，本实施例中的壳体4为变速器自身的壳体结构。输入轴1 的端部与电机m连接，实现动力的导入。本实施例中的第一同步器6、第二同步器7和第三同步器12均为滑套结构。为了方便与滑套式的同步器配合，上述中的齿轮结构与第一同步器6、第二同步器7相结合处设置有第一结合齿圈，壳体4、行星架14与第三同步器12相结合处设置有第二结合齿圈，通过外力拨动滑套，实现滑套与齿圈的结合或者分离，从而实现齿轮在轴上的空套或者同步运动。作为变形上述中的同步器还可为锁销式同步器或者车辆领域中常见的离合结构，手动离合和自动离合均在本实用新型的保护范围内。
47.进一步地，本实施例中两个中间轴系在轴向上关于输入轴1对称设置。多个中间轴系的设置可对输入轴端的负载进行分流，以实现更大的扭矩传递。作为变形，可根据负载分流的需要，在输入轴的周向上布置适当数量的中间轴系。
48.参见图1所示，输入轴1与输出轴3同轴设置。同轴设置的输入轴1和输出轴3可使整个轴系在变速器径向上的结构布置更加紧凑，避免错位布置带来的空间的占用，且输入轴1和输出轴3的同轴设置，利于传动件关于输出轴的对称分布，以保证变速器内部受力的平衡性。
49.继续参见图1所示，第二主传动件9设置在中间轴2远离动力输入的一端，第二从动件10设置在输出轴3靠近动力输入的一端，此种设置可保证输入轴1 上安装的传动件的数量尽可能的少，减少输入轴1的转动惯量以及各挡位的整体转动惯量，提升换挡性能。
50.结合上述，本实施例中的变速器通过输入轴系与中间轴系的配合可输出多种动力输出比，同时中间轴系通过第二主传动件9和第二从动件10的配合实现与行星轮系的动力传输，而行星轮系通过第三同步器12的控制具有至少两种动力输出比。因此当需要进行多
挡位输出时，前端的输入轴系和中间轴系的多种动力输出比与后端的行星轮系的多种动力输出比可进行多种组合，实现了在较少的传动结构下实现多种动力挡位的输出。下述中，本实施例以六挡位的电动汽车为例进行具体的阐述说明，通过对比可发现，本实施例中仅需要设置两个相互配合的第一主传动件5和第一从动件8和一个行星轮15即可，相比于现有技术至少减少了两组齿轮副的使用，进而可有效减少整个变速器的重量。
51.进一步地，当在进行大变速比设计时，可将前端的第一主传动件5和第一从动件8间的传动比设计的较小，利用后端的第二主传动件9和行星轮15逐级放大变速比，以保证输入轴1和输出轴3的中心距保持在合理的范围，防止中心距过大导致变速器的体积增大的问题。
52.如图2到图7所示，其示出了变速器六挡调节变化的过程，具体阐述如下：
53.首先需要说明的是，为了实现六挡变速，本实施例中的第一主传动件的数量设置了两个，为了方便区分，分别用第一主传动齿轮5和第一主传动齿轮17 加以区分，相应的第一从动件同样设置了两处，分别用第一从动齿轮8和第二从动齿轮16加以区别表示。进一步地，为了保证其具有不一样的传动比，第一主传动齿轮和第二主传动齿轮的齿数不同。
54.参见图2所示，其示出了一挡变速的换挡过程：
55.第一同步器6结合到第一主传动齿轮5的齿圈上，输入轴1带动第一主传动齿轮5转动，带动第一从动齿轮8转动，第一从动齿轮8与中间轴2固定连接，带动中间轴2转动，进而带动第二主传动件9转动，第二主传动件9带动第二从动件10转动，第二传动件10带动输出轴3转动。第三同步器12结合到壳体4上，齿圈13固定，太阳轮11带动行星轮15转动，进而带动行星架14 转动，行星架14转动时输出一挡下的速度。
56.参见图3所示，其示出了二挡变速的换挡过程：
57.第一同步器6结合到第二主传动齿轮17的齿圈上，输入轴1带动第二主传动齿轮17转动，带动第二从动齿轮16转动，第二从动齿轮16与中间轴2固定连接，带动中间轴2转动，进而带动第二主传动件9转动，第二主传动件9带动第二从动件10转动，第二传动件10带动输出轴3转动。第三同步器12结合到壳体4上，齿圈13固定，太阳轮11带动行星轮15转动，进而带动行星架 14转动，行星架14转动时输出二挡下的速度。
58.参见图4所示，其示出了三挡变速的换挡过程：
59.第二同步器7结合到第二从动件10的齿圈上，输入轴1带动第二从动件 10转动。第三同步器12结合到壳体4上，齿圈13固定，太阳轮11带动行星轮15转动，进而带动行星架14转动，行星架14转动时输出三挡下的速度。
60.参见图5所示，其示出了四挡变速的换挡过程：
61.第一同步器6结合到第一主传动齿轮5的齿圈上，输入轴1带动第一主传动齿轮5转动，带动第一从动齿轮8转动，第一从动齿轮8与中间轴2固定连接，带动中间轴2转动，进而带动第二主传动件9转动，第二主传动件9带动第二从动件10转动，第二传动件10带动输出轴3转动。第三同步器12结合到齿圈13上，齿圈1311带动行星轮15转动，进而带动行星架14转动，行星架 14转动时输出四挡下的速度。
62.参见图6所示，其示出了五挡变速的换挡过程：
63.第一同步器6结合到第二主传动齿轮17的齿圈上，输入轴1带动第二主传动齿轮17转动，带动第二从动齿轮16转动，第二从动齿轮16与中间轴2固定连接，带动中间轴2转动，
进而带动第二主传动件9转动，第二主传动件9带动第二从动件10转动，第二传动件10带动输出轴3转动。第三同步器12结合到齿圈13上，齿圈1311带动行星轮15转动，进而带动行星架14转动，行星架14转动时输出五挡下的速度。
64.参见图7所示，其示出了六挡变速的换挡过程：
65.第二同步器7结合到第二从动件10的齿圈上，输入轴1带动第二从动件 10转动。第三同步器12结合到齿圈13上，齿圈13带动行星轮15转动，进而带动行星架14转动，行星架14转动时输出六挡下的速度。
66.当需要倒挡时，因电动车使用的是电机驱动，可直接控制电机反转即可，其动力传动过程与正常换挡时一样。
67.实施例2
68.本实施例提供了一种变速器，包括：壳体4；输入轴系，输入轴系包括：输入轴1；至少一第一主传动件5，沿轴向，间隔固设在输入轴1上；以及设置在输入轴1上的第二同步器7；中间轴系，中间轴系包括：至少一中间轴2，与输入轴1平行设置；至少一第一从动件8，间隔空套在中间轴2上，第一从动件8 与第一主传动件5相配合；至少一第一同步器6，比邻第一从动件8设置在中间轴2上，第一同步器6与第一从动件8相结合或分离；以及固设在中间轴2上的第二主传动件9；行星轮系，行星轮系包括：输出轴3，其上设置有第二从动件10，第二从动件10与第二主传动件9相配合且第二同步器7与第二从动件 10相结合或分离；太阳轮11，固设在输出轴3上；第三同步器12，设置在齿圈13上，第三同步器12可分别与壳体4和行星架14相结合或分离。
69.本实施例与实施例1的区别点在于，第一主传动件5是固定设置在输入轴 1上的，而第一从动件8是空套在中间轴上，相应的第一同步器6也设置在中间轴2上。
70.实施例3
71.本实施例提供了一种动力总成，包括：电机；以及上述实施例1或实施例 2中任一项的变速器，电机的输出端连接在输入轴1上，且具有其全部的技术优点，在此不再一一赘述。
72.实施例4
73.本实施例提供了一种动力设备，具体为一种电动车，其包括上述实施例3 中的动力总成，输出轴3的一端连接在动力设备的驱动轴上，以控制电动车的行驶速度。
74.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。