多速电动车变速器换挡系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种应用于电动汽车和混合动力汽车上的电控电动两挡自动换挡系统。此系统靠滚珠丝杆副来传递力驱动换挡拨叉完成换挡。直流电机与滚珠丝杆通过键套连接，滚珠丝杆螺母与换挡拨叉固接在一起。换挡拨叉在直流电机的驱动下能实现轴向移动。在直流电机停止运动时，换挡拨叉停留在空挡、一档或二档。当需要换挡时，直流电机的电控单元控制直流电机输出轴运转，带动滚珠丝杆同步旋转，迫使换挡拨叉沿滚珠丝杆轴向移动，完成档位的切换。
【背景技术】
[0002]目前，电动汽车上多装配的为单级变速箱，单级变速箱会使电动机长期处于临界点运转，不但降低了动力输出的效率，同时也缩短了纯电动车的续航里程，而多速变速箱相比单级变速箱对动力输出的损耗更小，能提升发动机的动力输出效率，大大的提高电动汽车起步效率，而且合理的提高最高车速，如果能匹配一个速比范围合理的多速变速箱，来优化电动机动力爆发的时机，将会大幅提升经济性，因此多速变速箱越来越受市场重视。但目前市场上多速变速箱换挡结构很大一部分为蜗轮蜗杆结构，蜗轮蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力，工作时，蜗杆为主动件，蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动，通常蜗杆转一周，涡轮转过一齿，其传动效率和精度都很低，发热量大，齿面很容易磨损，成本高。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对电动汽车及混合动力汽车专用两挡自动变速箱，提供了一种电控电动两挡自动换挡系统方案，用来解决换挡机构精度和效率低，成本高等问题。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:所述的两挡自动换挡系统由滚珠丝杆、滚珠丝杆螺母、深沟球轴承、自锁销、换挡拨叉、同步器、直流电机和电控单元组成。直流电机在电控单元的控制下能够通过滚珠丝杆副的运动转换快速的完成换挡。
[0005]本实用新型专利的有益效果是:1.相比于蜗轮蜗杆结构(专利申请号201310593296.8)，滚珠丝杆换挡结构更加简单，滚珠丝杆中的滚珠将滑动摩擦变为滚动摩擦，减少了摩擦力，发热小，提高了机械效率。2.相比于蜗轮蜗杆结构，滚珠丝杆换挡结构轴向刚度高，滚珠丝杆与滚珠丝杆螺母无间隙，反向时无空行程，因而定位精度高，运动更灵敏。3.相比于蜗轮蜗杆结构，滚珠丝杆换挡结构磨损小，寿命长，维护简单方便，综合成本更低。4.采用直流电机直接带动滚珠丝杆副机构，使换挡系统执行机构简化，提高了传动效率和结构可靠性，提高了控制精度的同时缩短了换挡时间。
[0006]【附图说明】:
[0007]下面结合附图进一步说明本实用新型专利的结构。
[0008]图1是本实用新型专利的构造图，图中:
[0009]1.自锁销2.换挡拨叉3.直流电机4.键套5.第一深沟球轴承6.滚珠丝杆7.滚珠丝杆螺母8.第二深沟球轴承，9.同步器
[0010]【具体实施方式】:
[0011 ] 在图1中:直流电机(3)主体与变速器壳体通过螺栓固定连接，直流电机(3)的输出轴通过键套(4)与滚珠丝杆(6)带键的一端连接，使直流电机(3)的输出轴与滚珠丝杆
(6)同轴线且径向相对固定，滚珠丝杆(6)—端轴与第一深沟球轴承(5)内径配合，另一端轴与第二深沟球轴承(8)内径配合，第一深沟球轴承(5)与第二深沟球轴承(8)外径与变速器壳体两端的孔固定配合，使滚珠丝杆(6)固定在变速器壳体两端只能做径向转动而轴向无法移动，这样直流电机(3)输出轴的旋转运动通过键套(4)带动滚珠丝杆(6)做同步旋转运动，滚珠丝杆(6)和滚珠丝杆螺母(7)上分别有圆弧形螺旋槽，合起来便形成了螺旋滚道，滚道内有滚珠，当滚珠丝杆(6)相对滚珠丝杆螺母(7)旋转时，滚珠在螺旋滚道内滚动，迫使滚珠丝杆(6 )和滚珠丝杆螺母(7 )发生轴向相对运动，换挡拨叉(2 )上端内径与滚珠丝杆螺母(7)外径配合，并通过螺栓固定连接，当电控单元控制直流电机(3)的旋转时，直流电机(3 )通过键套(4 )带动滚珠丝杆(6 )做同步转动，滚珠丝杆螺母(7 )将滚珠丝杆(6 )的旋转运动转化成轴向运动并带动换挡拨叉(2)做轴向移动，换挡拨叉(2)的下端内径与同步器(9)的同步器齿套外径配合并控制同步器齿套的左右移动配合两端啮合齿进而实现变速器档位的切换，自锁销(1)通过螺纹连接固定在变速器壳体上，自锁销(1)的底部钢珠内部与螺旋弹簧配合，由螺旋弹簧的弹力使钢珠与换挡拨叉(2)的上端W型槽接触配合，防止换挡拨叉(2 )沿滚珠丝杆(6 )的轴线旋转，换挡拨叉(2 )的W型槽受轴向力的大小变化作用到直流电机(3 )的转速、转矩、电流等变化，反馈到电控单元后，电控单元通过可靠的程序算法控制直流电机(3)的输出轴转动使档位精确的停留在空档、一档或二挡。
【主权项】
1.多速电动车变速器换挡系统，其特征在于:包含滚珠丝杆(6)、滚珠丝杆螺母(7)、第一深沟球轴承(5)和第二深沟球轴承(8)、自锁销(1)、换挡拨叉(2)、同步器(9)、直流电机(3)和电控单元，直流电机(3)主体与变速器壳体通过螺栓固定连接，直流电机(3)的输出轴通过键套(4)与滚珠丝杆(6)带键的一端连接，第一深沟球轴承(5)与第二深沟球轴承(8)的内径与滚珠丝杆(6)两端的外径配合，外径与变速器壳体两端的孔固定配合，换挡拨叉(2)上端内径与滚珠丝杆螺母(7) —端外径配合，并通过螺栓连接，换挡拨叉(2)的下端内径与同步器(9)的同步器齿套外径配合，自锁销(1)通过螺纹连接固定在变速器壳体上，自锁销(1)的底部与换挡拨叉(2)的上部W型槽接触配合，电控单元直接控制直流电机(3)的输出轴旋转状态，进而实现档位切换。2.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，采用直流无刷电机驱动，电压为12V至24V。3.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，采用滚珠丝杆(6)与滚珠丝杆螺母(7)作为换挡主要机构，运动精度高，机械效率高。4.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，电控单元直接控制直流电机(3 )输出轴的运转状态。5.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，滚珠丝杆(6)两端分别有装配第一深沟球轴承(5 )和第二深沟球轴承(8 )的轴，且一端有键用来连接键套(4 )。6.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，滚珠丝杆(6)与直流电机(3 )输出轴采用键套(4 )直接连接。7.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，滚珠丝杆(6)两端轴通过第一深沟球轴承(5)与第二深沟球轴承(8)与变速器壳体固定配合，使滚珠丝杆(6)只能做径向回转运动。8.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，滚珠丝杆螺母(7)—端外径直接与换挡拨叉(2)—端内径配合，并用螺栓固定连接，带动换档拨叉(2)轴向移动。9.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，换档拨叉(2)上端为W型槽结构，下端为半圆形与同步器(9)齿套间隙配合。10.如权利要求1所述的多速电动车变速器换挡系统，其特征是，自锁销(1)直接固定在变速器壳体上，下端与换档拨叉(2) W型槽配合。
【专利摘要】本实用新型专利涉及多速电动车变速器换挡系统，该系统主要组成有：自锁销、换挡拨叉、驱动电机、键套、轴承、滚珠丝杆、滚珠丝杆螺母、轴承、同步器。驱动电机通过键套直接带动滚珠丝杆副机构运动，配合换挡拨叉和同步器完成换挡。该自动换挡系统运动精度高，换挡时间短，发热小，使用寿命长，维护简单方便，机械效率更高且综合成本更低。
【IPC分类】F16H61/32
【公开号】CN205136572
【申请号】CN201520737939
【发明人】王新龙, 皇维, 皮皓杰, 吕金贵
【申请人】杭州安驱汽车零部件有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年9月23日