一种嵌套式换挡机构及变速器的制作方法

1.本实用新型涉及变速系统的技术领域，具体涉及一种嵌套式换挡机构及变速器。


背景技术：

2.随着世界能源日益枯竭和全球环境的影响，新能源汽车成为了汽车行业的焦点，相比于传统汽车，新能源汽车的动力源由发动机变成了驱动电机，然而因为受到车辆空间限制和使用环境的约束，车用电驱动系统不同于普通的电传动系统，它要求具有更高的运行性能、比功率，以及适应更严酷的工作环境等。
3.目前大多数的变速器仍然是先选挡后换挡的xy式换挡机构，由于其结构的局限性，对选档机构加工和控制精度要求极高，否则会造成换挡故障或失效，这种情况，不仅会降低换挡质量，还会对变速器造成不同程度的损伤，影响其使用寿命，也有少数变速器采用换挡鼓式换挡机构，但通常是一个换档鼓驱动多个拨叉，即实现顺序式换档，缺点也很明显，不能实现跳挡，这样在多挡位变速箱应用当中车速急剧变化的情况会造成换挡时间长，影响驾驶感受，另外市面通常的机构是设置角度传感器来判断挡位结合情况，有可能存在一定误判风险。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本实用新型提供了一种嵌套式换挡机构及变速器。
5.本实用新型提供的技术方案如下：一种嵌套式换挡机构，所述换挡机构包括：
6.第一换挡电机（11），所述第一换挡电机（11）的输出轴经由第一换挡传动结构（12）连接第一换挡抽（13），所述第一换挡轴（13）传动连接第一换挡鼓（14）以使得第一换挡鼓（14）与其同步转动，所述第一换挡鼓（14）与对应离合器的换挡拨叉连接以带动啮合套轴向移动实现挡位切换；
7.第二换挡电机（21），所述第二换挡电机（21）的输出轴经由第二换挡传动结构（22）连接第二换挡抽（23），所述第二换挡轴（23）传动连接第二换挡鼓（24）以使得第二换挡鼓（24）与其同步转动，所述第二换挡鼓（24）与对应离合器的换挡拨叉连接以带动啮合套轴向移动实现挡位切换；
8.所述第一换挡轴（13）与所述第二换挡轴（23）以设置为嵌套轴的方式同轴设置；
9.所述第一换挡鼓（14）与所述第二换挡鼓（24）同轴设置。
10.进一步地，所述第一换挡轴（13）为空心轴且套设于所述第二换挡轴（23）的外周。
11.进一步地，所述第一换挡拨叉（15）上设置有第一线位移传感器（16），所述第二换挡拨叉（25）上设置有第二线位移传感器（26）。
12.进一步地，所述第一换挡传动结构（12）上设置有第一角位移传感器（17），所述第二换挡传动结构（22）上设置有第二角位移传感器（27）。
13.进一步地，所述第一换挡传动结构（12）与所述第二换挡传动结构（22）选用蜗轮蜗
杆减速机构。
14.进一步地，所述第一换挡鼓（14）及所述第二换挡鼓（24）上设置有导销，所述导销在第一、第二换挡鼓鼓槽内轴向运动带动对应离合器的换挡拨叉同步轴向左右移动以实现挡位切换。
15.还提供一种采用上述嵌套式换挡机构的变速器，包括：
16.第一驱动电机（em1），所述第一驱动电机（em1）的输出轴（s1）通过第一电机输入齿轮副（egr1）连接第一中间轴（s3）；
17.第二驱动电机（em2），所述第二驱动电机（em2）的输出轴（s2）通过第二电机输入齿轮副（egr2）连接第二中间轴（s4）；
18.第一中间轴（s3），所述第一中间轴（s3）通过第一中间轴齿轮副（gr1，gr3）连接输出轴（s5）；
19.第二中间轴（s4），所述第二中间轴（s4）通过第二中间轴齿轮副连接输出轴（s5）；
20.第一离合器（a），所述第一离合器（a）设置在第一中间轴（s3）上且可选择性地与两侧第一中间轴齿轮副的齿轮接合；
21.第二离合器（b），所述第二离合器（b）设置在第二中间轴（s4）上靠近第一中间轴（s3）的端部且可选择性地与一侧第一中间轴（s3）、及另一侧第二中间轴齿轮副的齿轮接合；
22.所述第一中间轴（s3）与所述第二中间轴（s4）同轴设置；
23.所述第一换挡鼓（14）与第二离合器（b）的第一换挡拨叉（15）可选择性地连接以实现第二离合器（b）与一侧第一中间轴（s3）、及另一侧第二中间轴齿轮副的齿轮接合；
24.所述第二换挡鼓（24）与第一离合器（a）的第二换挡拨叉（25）可选择性地连接以实现第一离合器（a）与两侧第一中间轴齿轮副的齿轮接合。
25.进一步地，所述第一中间轴齿轮副包括位于第一离合器（a）一侧的第一齿轮副（gr1）和位于第一离合器（a）另一侧的第三齿轮副（gr3）；
26.所述第一齿轮副（gr1）包括空套于第一中间轴（s3）上的第一主动齿轮（z11）和固定于输出轴（s5）上的第一从动齿轮（z12），第一主动齿轮（z11）与第一从动齿轮（z12）对应啮合；
27.所述第三齿轮副（gr3）包括空套于第一中间轴（s3）上的第三主动齿轮（z31）和固定于输出轴（s5）上的第三从动齿轮（z32）,第三主动齿轮（z31）与第三从动齿轮（z32）对应啮合；
28.所述第二中间轴齿轮副包括位于第二离合器（b）另一侧的第二齿轮副（gr2），所述第二齿轮副（gr2）包括空套于第二中间轴（s4）上的第二主动齿轮（z21）和固定于输出轴（s5）上的第二从动齿轮（z22），第二主动齿轮（z21）与第二从动齿轮（z22）对应啮合。
29.进一步地，所述第一电机输入齿轮副（egr1）包括对应啮合的第一电机输入主动齿轮（z1）和第一电机输入从动齿轮（z2），所述第一电机输入主动齿轮（z1）与第一驱动电机（em1）的输出轴固定连接，所述第一电机输入从动齿轮（z2）与第一中间轴（s3）固定连接。
30.进一步地，所述第二电机输入齿轮副（egr2）包括对应啮合的第二电机输入主动齿轮（z3）和第二电机输入从动齿轮（z4），所述第二电机输入主动齿轮（z3）与第二驱动电机（em2）的输出轴固定连接，所述第二电机输入从动齿轮（z4）与第二中间轴（s4）固定连接。
31.本实用新型相对于现有技术取得的有益效果为：
32.1）本实用新型提供一种嵌套式换挡机构及变速器，采用嵌套轴的换挡鼓换挡机构实现挡位切换，相较于平行并列的布置方案有效节约内部空间，方便布置和应用。
33.2）本实用新型提供一种嵌套式换挡机构及变速器，同时设置线位移传感器和角位移传感器，线位移传感器用来检测拨叉的轴向位置，角位移传感器用来检测换挡鼓的圆周方向位移；通过线位移传感器和角位移传感器的相互协调及校验作用，有效提高换挡安全性和换挡稳定性。
附图说明
34.图1为本实用新型的结构示意图。
35.图2为本实用新型采用的换挡拨叉的结构示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
39.【实施例1】
40.如图1所示为本实用新型提供的实施例1，为一种嵌套式换挡机构，包括：
41.第一换挡电机11，第一换挡电机11的输出轴经由第一换挡传动结构12连接第一换挡抽13，第一换挡轴13传动连接第一换挡鼓14以使得第一换挡鼓14与其同步转动，第一换挡鼓14与对应离合器的换挡拨叉连接以带动啮合套轴向移动实现挡位切换。
42.第二换挡电机21，第二换挡电机21的输出轴经由第二换挡传动结构22连接第二换挡抽23，第二换挡轴23传动连接第二换挡鼓24以使得第二换挡鼓24与其同步转动，第二换挡鼓24与对应离合器的换挡拨叉连接以带动啮合套轴向移动实现挡位切换。
43.第一换挡轴13与第二换挡轴23以设置为嵌套轴的方式同轴设置；第一换挡鼓14与第二换挡鼓24同轴设置；采用嵌套轴的换挡鼓换挡机构实现挡位切换，相较于平行并列的布置方案有效节约内部空间，方便布置和应用。
44.做为其中一种具体实施方式，第一换挡轴13套设于第二换挡轴23的外周，即第一
换挡轴13设置为空心轴；本领域技术人员知晓，根据实际使用环境的需要，本领域技术人员也可以具体设置于第一换挡轴13嵌设于第二换挡轴23的内部，第一换挡轴13与第二换挡轴23具体哪一根轴作为空心轴且其相对内外关系均不应作为对本技术方案的进一步限制，在本实施例中，为实现布置角度转换，第一换挡传动结构12与第二换挡传动结构22选用蜗轮蜗杆减速机构，本领域技术人员知晓，根据实际布置空间的具体需要，本领域技术人员也可以将其具体选用为齿轮结构、齿轮齿条结构等；在本实施例中，第一换挡鼓14及第二换挡鼓24上设置有导销，导销在第一、第二换挡鼓鼓槽内轴向运动带动对应离合器的换挡拨叉同步轴向左右移动以实现挡位切换，以实现精确且稳定的挡位切换。
45.作为本实施例与现有技术的重点区别，在本实施例中，第一换挡拨叉15上设置有第一线位移传感器16，第二换挡拨叉25上设置有第二线位移传感器26；同时，在第一换挡传动结构12上设置有第一角位移传感器17，第二换挡传动结构22上设置有第二角位移传感器27。同时设置线位移传感器和角位移传感器，通过线位移传感器用来检测拨叉的轴向位置，通过角位移传感器用来检测换挡鼓的圆周方向位置。通过线位移传感器和角位移传感器的相互协调及校验作用，有效提高换挡安全性和换挡稳定性。
46.【实施例2】
47.组为对实施例1的进一步延续，本技术还提出一种采用实施例1中嵌套式换挡机构的变速器，包括：
48.第一驱动电机em1，第一驱动电机em1的输出轴s1通过第一电机输入齿轮副egr1连接第一中间轴s3；在本实施例中，第一电机输入齿轮副egr1包括对应啮合的第一电机输入主动齿轮z1和第一电机输入从动齿轮z2，第一电机输入主动齿轮z1与第一驱动电机em1的输出轴固定连接，第一电机输入从动齿轮z2与第一中间轴s3固定连接。
49.第二驱动电机em2，第二驱动电机em2的输出轴s2通过第二电机输入齿轮副egr2连接第二中间轴s4；在本实施例中，第二电机输入齿轮副egr2包括对应啮合的第二电机输入主动齿轮z3和第二电机输入从动齿轮z4，第二电机输入主动齿轮z3与第二驱动电机em2的输出轴固定连接，第二电机输入从动齿轮z4与第二中间轴s4固定连接。
50.第一中间轴s3，第一中间轴s3通过第一中间轴齿轮副连接输出轴s5。在本实施例中，第一中间轴齿轮副包括位于第一离合器a一侧的第一齿轮副gr1和位于第一离合器a另一侧的第三齿轮副gr3。
51.第一齿轮副gr1包括空套于第一中间轴s3上的第一主动齿轮z11和固定于输出轴s5上的第一从动齿轮z12，第一主动齿轮z11与第一从动齿轮z12对应啮合；第三齿轮副gr3包括空套于第一中间轴s3上的第三主动齿轮z31和固定于输出轴s5上的第三从动齿轮z32，第三主动齿轮z31与第三从动齿轮z32对应啮合。
52.第二中间轴s4，第二中间轴s4通过第二中间轴齿轮副连接输出轴s5。在本实施例中，第二中间轴齿轮副包括位于第二离合器b另一侧的第二齿轮副gr2，第二齿轮副gr2包括空套于第二中间轴s4上的第二主动齿轮z21和固定于输出轴s5上的第二从动齿轮z22，第二主动齿轮z21与第二从动齿轮z22对应啮合。
53.第一离合器a，第一离合器a设置在第一中间轴s3上且可选择性地与两侧第一中间轴齿轮副的齿轮接合。
54.第二离合器b，第二离合器b设置在第二中间轴s4上靠近第一中间轴s3的端部且可
选择性地与一侧第一中间轴s3、及另一侧第二中间轴齿轮副的齿轮接合。
55.第一中间轴s3与第二中间轴s4同轴设置。
56.第一换挡鼓14与第二离合器b的第一换挡拨叉15可选择性地连接以实现第二离合器b与一侧第一中间轴s3、及另一侧第二中间轴齿轮副的齿轮接合；
57.第二换挡鼓24与第一离合器a的第二换挡拨叉25可选择性地连接以实现第一离合器a与两侧第一中间轴齿轮副的齿轮接合。
58.在该实施例中，由于采用嵌套轴的换挡鼓换挡机构实现挡位切换，相较于现有技术中平行并列的布置方案有效节约内部空间，方便布置和应用；通过线位移传感器用来检测拨叉的轴向位置，通过角位移传感器用来检测换挡鼓的圆周方向位移；通过线位移传感器和角位移传感器的相互协调及校验作用，有效提高换挡安全性和换挡稳定性。
59.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。