摩擦片式两挡减速器的制作方法

1.本实用新型涉及一种两挡减速器，特别是一种摩擦片式两挡减速器，属于减速器技术领域。


背景技术：

2.新能源车的开发和应用已成为行业未来的发展热点。由于驱动电机的转速范围较广，一般在0～18000r/min左右，甚至达到20000r/min，使得单级减速器就可以满足低转速实现大扭矩驱动，高转速实现车辆高速行驶的要求，因此目前全球主流纯电动车均采用驱动电机匹配单级减速器的架构。
3.尽管单级减速器结构简单、成本低，但是其单一传动比无法同时兼顾纯电动车的动力性和经济性，驱动电机无法一直工作在高效区，使得电机能耗高、寿命低，整车表现为爬坡、起步能力和高速性能较差。而且在高速行驶时，电机需要维持极高转速，这又会带来噪声、振动等机械问题，对减速器本身零部件的损耗也极大。
4.因此，为了提高电驱动效率，同时平衡电机、电池成本，电动车使用两挡减速器是未来的主要趋势。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种摩擦片式两挡减速器，能够提供两套减速比，兼顾电动车的动力性和经济性，降低电机能耗，延长使用寿命，同时减少高速行驶时的噪音、振动和零件损耗。
6.本实用新型的技术方案是：
7.一种摩擦片式两挡减速器，包括减速器壳体、输入轴组件、中间轴组件、换挡机构和输出轴，所述输入轴组件包括转动承设于减速器壳体内的输入轴和设于输入轴上的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮，所述输入轴与整车的驱动电机连接，所述中间轴组件包括与输入轴平行的中间轴和固定连接在中间轴上的一挡从动齿轮、二挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮啮合传动，所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮啮合传动，中间轴组件通过减速机构与输出轴传动连接，其特征在于：所述一挡主动齿轮通过单向离合器安装于输入轴上，所述单向离合器的内圈与输入轴固连，外圈与一挡主动齿轮固连，单向离合器设置为允许一挡主动齿轮相对输入轴正向旋转，反之则锁死，二挡主动齿轮通过轴承一空套在输入轴上；所述换挡机构设置在输入轴的右段，包括换挡摩擦副和换挡推力结构，所述换挡摩擦副包括与输入轴同轴设置的多个间隔排列的主动换挡摩擦片和从动换挡摩擦片，主动换挡摩擦片与输入轴连接，从动换挡摩擦片至少间接的与二挡主动齿轮连接，所述换挡推力结构动作可压紧换挡摩擦副的主、从动换挡摩擦片，致使二挡主动齿轮与输入轴锁止而实现换挡。
8.设置一挡主、从动齿轮和二挡主、从动齿轮，提供了两套减速比，扩大了电机高效区间，在保证电动车低转速大扭矩加速过程中的效率，又可以在车辆高速行驶时，通过换挡
降低驱动电机的转速，从而提升驱动电机的使用效率，降低电机能耗，延长使用寿命，同时减少高速行驶时的噪音、振动和零件损耗。
9.利用单向离合器实现超越式换挡，换挡过程不会像传统amt机械变速器一样出现动力中断的问题，同时采用湿式的摩擦片换挡机构，不仅换挡冲击小，无顿挫感，而且噪音小，使用寿命长。而且换挡机构整体设置在输入轴的右段，出现故障只会影响换挡变速，不会影响车辆的正常行驶。
10.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述换挡机构还包括换挡壳体，换挡壳体与输入轴同轴设置，换挡摩擦副置于换挡壳体内并贴靠在换挡壳体左端部的内侧，换挡摩擦副的从动换挡摩擦片与换挡壳体连接；换挡壳体的左端轴向延伸形成具有内花键的花键毂一，二挡主动齿轮的右端形成有具有外花键的花键毂二，换挡壳体与二挡主动齿轮通过花键毂一、花键毂二啮合连接，致使从动换挡摩擦片通过换挡壳体与二挡主动齿轮间接的连接在一起。
11.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述换挡推力结构包括依次设于换挡摩擦副右侧的换挡致动器、前导摩擦副和前导致动组件；所述换挡致动器为相对转动致动器，包括第一凸轮盘、第二凸轮盘和沿圆周排布于两者之间的多个滚动部件，第一凸轮盘通过花键连接周向固定地套设于输入轴上并与换挡摩擦副相邻，第二凸轮盘具有外花键，其轴向固定的空套在输入轴上；第一凸轮盘与第二凸轮盘的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，所述滚道槽的深度沿周向方向变化，每个滚动部件被夹在第一凸轮盘的一个滚道槽与第二凸轮盘的一个滚道槽之间，两个凸轮盘相对转动可使滚动部件在滚道槽中滚动致使第一凸轮盘产生轴向位移；所述前导摩擦副套装于第二凸轮盘与换挡壳体之间，包括多个间隔排列的主动前导摩擦片和从动前导摩擦片，主动前导摩擦片与换挡壳体连接，从动前导摩擦片与第二凸轮盘连接；所述前导致动组件用于驱动前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使换挡致动器的第二凸轮盘与换挡壳体连接而相对第一凸轮盘转动，致使第一凸轮盘轴向移动而压紧换挡摩擦副的主、从动换挡摩擦片。
12.通过前导致动组件、前导摩擦副和换挡致动器这样的二级传递施力致使二挡主动齿轮与输入轴锁止而实现换挡，以较低的用于控制前导致动组件所必需的功耗获得了较大的锁紧力，且响应速度快，性能稳定可靠。
13.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述前导致动组件包括设置在换挡壳体右端面外的电磁铁，所述电磁铁与减速器壳体固定，该电磁铁的通电可致使前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧。这种电磁控制的摩擦片式换挡机构不仅能实现手动、自动换挡，有效的保证使用稳定性及可靠性，而且结构紧凑，体积小。
14.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述减速器壳体内形成有支架，所述支架将减速器壳体分隔成变速腔和换挡腔，支架中心具有一安装孔，输入轴穿过所述安装孔贯穿所述变速腔和换挡腔，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮设置在变速腔内，换挡机构设置在换挡腔内；二挡主动齿轮通过轴承二与支架转动连接，换挡壳体左端的花键毂一的外周通过轴承三与支架转动连接，支架的中心向右凹陷形成用于容纳轴承的凹槽，安装孔位于所述凹槽的中心，所述轴承二设置在所述凹槽内，所述轴承三设置在安装孔中。
15.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述二挡主动齿轮包括齿毂部和套管部，所述套管部呈阶梯筒形，所述齿毂部形成于套管部左端部的第一阶梯段，花键毂二形
成于套管部右端部的第三阶梯段，轴承二套设在套管部的第二阶梯段外，轴承一设置在套管部的第一阶梯段内；二挡主动齿轮与输入轴之间还设有轴承四，所述轴承四设置在套管部的第二阶梯段内。
16.进一步的，在上述的摩擦片式两挡减速器中，所述减速器壳体的右端具有右端盖，所述右端盖内侧凸起形成轴承座，输入轴的右端部通过轴承五转动承设在所述轴承座内，换挡壳体的右端部延伸形成轴承安装孔，所述轴承安装孔内设置轴承六，并通过所述轴承六转动连接在轴承座的外周；减速器壳体的右端盖内侧还凸起形成环状的电磁铁支架，所述电磁铁支架位于轴承座的径向外侧，电磁铁固定在电磁铁支架内。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1、两挡减速器能够提供两套减速比，扩大电机高效区间，兼顾电动车的动力性和经济性，降低电机能耗，延长使用寿命，同时减少高速行驶时的噪音、振动和零件损耗；
19.2、利用单向离合器实现超越式换挡，换挡过程不会出现动力中断问题，同时采用湿式的摩擦片换挡机构，不仅换挡冲击小，无顿挫感，而且噪音小，使用寿命长；
20.3、结构合理紧凑，体积小，能实现手动、自动换挡，有效的保证使用稳定性及可靠性。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
22.图2为图1中p处放大图。
23.图中：1、减速器壳体；1a、变速腔；1b、换挡腔；11、支架；12、右端盖；13、电磁铁支架；14、轴承座；15、轴承五；2、输入轴；21、一挡主动齿轮；22、二挡主动齿轮；23、轴承一；24、花键毂二；25、轴承二；26、轴承四；27、齿毂部；28、套管部；281、第一阶梯段；282、第二阶梯段；283、第三阶梯段；3、中间轴；31、一挡从动齿轮；32、二挡从动齿轮；4、单向离合器；5、换挡机构；50、轴承六；51、换挡摩擦副；52、换挡壳体；53、花键毂一；54、前导摩擦副；55、第一凸轮盘；56、第二凸轮盘；57、滚珠；58、电磁铁；59、轴承三。
具体实施方式
24.现结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，“左”、“右”、“内”、“外”等术语所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，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.如图1所示，本实施例提供的一种摩擦片式两挡减速器，包括减速器壳体1、输入轴组件、中间轴组件、换挡机构5和输出轴（图中未画出）。
27.输入轴组件包括转动承设于减速器壳体1内的输入轴2和设于输入轴2上的一挡主动齿轮21、二挡主动齿轮22，输入轴2与整车的驱动电机连接。减速器壳体1内形成有支架11，支架11将减速器壳体1分隔成变速腔1a和换挡腔1b，支架11中心具有一安装孔。输入轴2穿过支架11的安装孔贯穿变速腔1a和换挡腔1b，一挡主动齿轮21和二挡主动齿轮22设置在变速腔1a内。中间轴组件包括转动承设于减速器壳体1内的中间轴3和固定连接在中间轴3
上的一挡从动齿轮31、二挡从动齿轮32，中间轴3、一挡从动齿轮31、二挡从动齿轮32均设置在变速腔1a内，中间轴3与输入轴2平行设置，一挡从动齿轮31与一挡主动齿轮21啮合传动，二挡从动齿轮32与二挡主动齿轮22啮合传动，中间轴组件通过减速机构与输出轴传动连接。换挡机构5设置在输入轴2的右段，位于换挡腔1b内。
28.为了实现换挡功能，一挡主动齿轮21通过单向离合器4安装于输入轴2上，单向离合器4的内圈与输入轴2固连，外圈与一挡主动齿轮21固连，单向离合器4设置为允许一挡主动齿轮21相对输入轴2正向旋转，反之则锁死，二挡主动齿轮22通过轴承一23空套在输入轴2上。换挡机构5包括换挡摩擦副51和换挡推力结构，换挡摩擦副51包括与输入轴2同轴设置的多个间隔排列的主动换挡摩擦片和从动换挡摩擦片，主动换挡摩擦片与输入轴2连接，从动换挡摩擦片至少间接的与二挡主动齿轮22连接，换挡推力结构动作可压紧换挡摩擦副51的主、从动换挡摩擦片，致使二挡主动齿轮22与输入轴2锁止而实现换挡。
29.车辆换挡的原理是：车辆挂一挡时，二挡主动齿轮22空套在输入轴2上，驱动电机带动输入轴2正向旋转，则一挡主动齿轮21相对输入轴2有个反向的转动趋势，由于单向离合器4的作用一挡主动齿轮21与输入轴2锁死，随输入轴2正向旋转，一挡主动齿轮21通过中间轴组件带动二挡主动齿轮22在输入轴2上空转，同时一挡主动齿轮21经由中间轴组件、减速机构带动输出轴旋转，车辆低速前进；挂二挡时，换挡推力结构动作压紧换挡摩擦副51的主、从动换挡摩擦片，致使二挡主动齿轮22与输入轴2锁止同步正向旋转，二挡主动齿轮22通过二挡从动齿轮32、中间轴3、一挡从动齿轮31带动一挡主动齿轮21正向旋转，经过了二级加速，因此一挡主动齿轮21转速远远高于输入轴2，单向离合器4超越解锁，一挡主动齿轮21相对输入轴2正向空转，同时二挡主动齿轮22经由中间轴组件、减速机构带动输出轴旋转，车辆高速前进。
30.如图1和图2所示，上述从动换挡摩擦片与二挡主动齿轮22的连接结构具体为：换挡机构5还包括换挡壳体52，换挡壳体52与输入轴2同轴设置，换挡摩擦副51置于换挡壳体52内并贴靠在换挡壳体52左端部的内侧，换挡摩擦副51的从动换挡摩擦片与换挡壳体52连接。换挡壳体52的左端轴向延伸形成具有内花键的花键毂一53，二挡主动齿轮22的右端形成有具有外花键的花键毂二24，换挡壳体52与二挡主动齿轮22通过花键毂一53、花键毂二24啮合连接，致使从动换挡摩擦片通过换挡壳体52与二挡主动齿轮22间接的连接在一起。
31.上述的换挡推力结构包括依次设于换挡摩擦副51右侧的换挡致动器、前导摩擦副54和前导致动组件。换挡致动器为相对转动致动器，在本实施例中为滚珠坡道式致动器，包括第一凸轮盘55、第二凸轮盘56和沿圆周排布于两者之间的多个滚动部件，本实施例中滚动部件为滚珠57。第一凸轮盘55与换挡摩擦副51相邻，其通过花键连接周向固定地套设于输入轴2上并随输入轴2同步旋转，第二凸轮盘56具有外花键，其轴向固定的空套在输入轴2上。第一凸轮盘55与第二凸轮盘56的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，滚道槽的深度沿周向方向变化，每个滚珠57被夹在第一凸轮盘55的一个滚道槽与第二凸轮盘56的一个滚道槽之间，在无其他外力影响的情况下，滚珠57被夹在两个滚道槽的最深处，第一凸轮盘55通过滚珠57带动第二凸轮盘56同步旋转，而两个凸轮盘相对转动可使滚珠57在滚道槽中滚动致使第一凸轮盘55产生轴向位移。此处将滚珠坡道式致动器替换为其他类型的相对转动致动器也在本实用新型的范围之内。前导摩擦副54套装于第二凸轮盘56与换挡壳体52之间，包括多个间隔排列的主动前导摩擦片和从动前导摩擦片，主动前导
摩擦片的外齿与换挡壳体52中设置的内齿啮合实现连接，从动前导摩擦片的内齿与第二凸轮盘56的外花键啮合实现连接。前导致动组件用于驱动前导摩擦副54的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使换挡致动器的第二凸轮盘56与换挡壳体52连接而相对第一凸轮盘55转动，致使第一凸轮盘55轴向向左移动而压紧换挡摩擦副51的主、从动驱动摩擦片。
32.前导致动组件为电磁致动机构，包括设置在换挡壳体52右端面外的电磁铁58，电磁铁58与减速器壳体1固定，具体是减速器壳体1的右端具有右端盖12，右端盖12内侧凸起形成环状的电磁铁支架13，电磁铁58固定在电磁铁支架13内，一根导线伸入减速器壳体1内与电磁铁58电连接，该电磁铁58的通电可致使前导摩擦副54的主、从动前导摩擦片相互压紧。
33.换挡推力结构的工作原理是：换二挡时，电磁铁58通电，吸引前导摩擦副54的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使换挡致动器的第二凸轮盘56与换挡壳体52连接而相对第一凸轮盘55转动，迫使滚珠57沿滚道槽向浅处运动而推压第一凸轮盘55，第一凸轮盘55轴向向左移动压紧换挡摩擦副51的主、从动换挡摩擦片，致使二挡主动齿轮22与输入轴2锁止而实现换挡。
34.上述二挡主动齿轮22、换挡壳体52、输入轴2的具体安装结构如下：
35.二挡主动齿轮22包括齿毂部27和套管部28，套管部28呈阶梯筒形，齿毂部27形成于套管部28左端部的第一阶梯段281，花键毂二24形成于套管部28右端部的第三阶梯段283，套管部28的第二阶梯段282外套设有轴承二25。轴承一23设置在套管部28的第一阶梯段281内，二挡主动齿轮22与输入轴2之间还设有轴承四26，在本实施例中，轴承四26有两个，并排设置在套管部28的第二阶梯段282内。二挡主动齿轮22通过轴承一23、轴承四26空套在输入轴2上，通过轴承二25与减速器壳体1的支架11转动连接。支架11的中心向右凹陷形成用于容纳轴承的凹槽，支架11的安装孔位于凹槽的中心，轴承二25设置在凹槽内。
36.换挡壳体52左端的花键毂一53的外周套设有轴承三59，轴承三59设置在支架11的安装孔中，换挡壳体52的左端通过轴承三59与支架11转动连接。减速器壳体1的右端盖12内侧凸起形成轴承座14，轴承座14位于电磁铁支架13的径向内侧，换挡壳体52的右端部延伸形成轴承安装孔，轴承安装孔内设置轴承六50，换挡壳体52的右端通过轴承六50转动连接在轴承座14的外周。轴承座14内配设有轴承五15，输入轴2的右端部通过轴承五15转动承设在减速器壳体1的右端，输入轴2的左端与驱动电机连接，并与减速器壳体1的左端转动连接。
37.最后，可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。