帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器的製作方法

2023-10-11 11:03:29 1

本發明屬於電動汽車傳動技術領域，涉及一種電動汽車自動變速器，更確切的說是一種帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器。

背景技術：

自動變速器被廣泛應用於汽車、電動汽車、工程機械等各種車輛。現有自動變速器主要有液力機械式自動變速器(AT)、金屬帶式無級自動變速器(CVT)、機械式自動變速器(AMT)、雙離合器式自動變速器(DCT)四大類型。上述四類自動變速器的換檔實現換檔過程控制均採用電控液壓伺服裝置實現，液壓伺服裝置由液壓泵、多個液壓閥、多個液壓離合器、多個液壓制動器等組成，結構複雜、成本高，運行過程能耗高。

隨著汽車電子技術、自動控制技術和汽車網絡通信技術的廣泛應用，汽車線控技術已成為汽車未來的發展趨勢。汽車線控(X-By-Wire)技術是由電線、電子控制器和線控執行器來代替機械和液壓系統，將駕駛員的操縱動作經過傳感器變成電信號，輸入到電控單元，由電控單元產生控制信號驅動線控執行器進行所需操作。因此，開發新型的線控自動變速器，有利於減少其零部件的數量、降低成本和降低運行能耗，提高傳動效率。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有各種自動變速器技術的不足，提供一種既能實現動力換檔，又具有可靠性高、成本低的新型的帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器。

本發明的技術方案如下：

一種帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器，包括輸入軸、輸出軸、太陽輪、行星輪、行星輪軸、後行星架、內齒圈；所述行星輪軸的一端固定安裝在後行星架上，所述後行星架通過其中心承孔固定安裝在輸出軸的中間軸頸上。

其特徵在於：它還包括線控離心球臂接合裝置。

所述線控離心球臂接合裝置包括推力壓盤、從動內花鍵轂、線控驅動盤、電磁鐵、預壓彈簧、離心球臂空心輪盤、離心球臂銷、離心球臂、離心球、離心球窩。

所述輸入軸的一端固定連接在電動機輸出軸的一端，所述離心球臂空心輪盤通過軸承支撐安裝在輸入軸的中間軸頸上，所述輸入軸的另一端固定安裝太陽輪；所述離心球臂空心輪盤的在其靠近電動機一端的外圓周面上設有離心球臂空心輪盤外花鍵槽，所述線控驅動盤通過其內花鍵槽套裝在離心球臂空心輪盤外花鍵槽上；所述預壓彈簧設置在離心球臂空心輪盤外花鍵槽的末端與線控驅動盤的內側端面之間；所述離心球臂空心輪盤的遠離電動機的另一端設有多個沿周向均勻分布的離心球臂支座，所述每個離心球臂支座上固定安裝一個離心球臂銷；所述離心球臂的一端通過其光滑承孔套裝在離心球臂銷的中間軸頸上，所述離心球臂可繞離心球臂銷自由轉動，所述離心球臂的另一端設有一個離心球窩，所述每個離心球窩內安裝有一個離心球，所述每個離心球在離心球窩內可自由滾動。

所述推力壓盤的一端面為光滑面；所述每個離心球抵靠在推力壓盤的光滑面上；所述推力壓盤的外圓周面上還設有外花鍵槽，所述推力壓盤的外花鍵槽與從動內花鍵轂的內花鍵槽二者軸向滑動接合；所述從動內花鍵轂的遠離電動機一端面與行星輪軸的另一端固定連接；

所述線控驅動盤在其靠近電動機的一端面還設有摩擦驅動端面，所述摩擦驅動端面正對電磁鐵的磁極端面，所述電磁鐵固定安裝在輸入軸上。

本發明與現有技術相比，其優點是：

（1）本發明的帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器取消了傳統變速器的主接合裝置、同步器和換檔撥叉機構，採用直接控制線控離心球臂接合裝置電磁線圈電流的方式實現換檔，簡化了結構，降低了成本，同時也減少了故障率；

（2）本發明的帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器各傳動齒輪之間常嚙合，換檔過程中無需切斷動力，減少了換檔衝擊，提高了汽車的加速性能和駕駛舒適性；

（3）本發明的帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器，在離心力的作用下離心球臂接合裝置將推力壓盤、帶外花鍵槽鋼片推向帶內花鍵槽摩擦片；依靠帶外花鍵槽鋼片和帶內花鍵槽摩擦片之間的摩擦力，輸入軸將電動機的輸入扭矩傳遞至輸出軸，體積小、重量輕、傳遞扭矩大、轉速高、傳動效率高。

附圖說明

圖1是本發明實施例的帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器的結構示意圖。

圖中：1.輸入軸 2.輸出軸 3.太陽輪 4.行星輪 5.行星輪軸 6.後行星架 7.內齒圈 10.線控離心球臂接合裝置 10a.帶內花鍵槽摩擦片 10b.帶外花鍵槽鋼片 10c.推力壓盤 10ca.光滑面 10d.從動內花鍵轂 10e.從動內花鍵轂端蓋 10f.止動盤 10g.線控驅動盤 10ga.摩擦驅動端面 10h.電磁鐵 10i.預壓彈簧 10j.離心球臂空心輪盤 10ja.離心球臂空心輪盤外花鍵槽 10k.離心球臂銷 10l.離心球臂 10m.離心球 10p.離心球臂回位彈簧 10r.離心球窩 31A.後殼體 40Z.第二軸前軸承 50Z.第二軸後軸承 100.電動機 100A.電動機輸出軸。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例；基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，本發明的一種帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器，包括輸入軸1、輸出軸2、太陽輪3、行星輪4、行星輪軸5、後行星架6、內齒圈7、線控離心球臂接合裝置10。

輸入軸1靠近電動機100的一端設有內花鍵，輸入軸1通過內花鍵與電動機輸出軸100A連接；輸入軸1的另一端設有軸承座孔，軸承座孔的中心線與輸入軸1、輸出軸2的中心線重合，軸承座孔內固定安裝第二軸前軸承40Z；輸入軸1通過第二軸前軸承40Z與輸出軸2的前部軸頸連接；輸入軸1遠離電動機100一端的外軸頸上固定連接太陽輪3。

行星輪4端面上設有中心圓柱形通孔，中心圓柱形通孔內固定安裝滑動襯套，行星輪4通過滑動襯套滾動安裝在行星輪軸5上；行星輪4與太陽輪3常嚙合；行星輪軸5一端通過後行星架6上設有的圓柱形承孔固定連接後行星架6，另一端通過從動內花鍵轂10d上設有的圓柱形承孔與從動內花鍵轂10d固定連接。

後行星架6的端面中心設有中心圓柱形通孔，中心圓柱形通孔的中心線與輸入軸1、輸出軸2的中心線重合，後行星架6通過其中心圓柱形通孔，依靠軸肩跟擋圈固定安裝在輸出軸2的中間軸頸上。

內齒圈7通過擋圈固定安裝在後殼體31A上，後殼體31A通過螺栓固定連接變速器殼體，輸出軸2通過第二軸後軸承50Z支撐安裝在後殼體31A上；內齒圈7的中心線與輸入軸1、輸出軸2的中心線重合，內齒圈7與行星輪4常嚙合。

線控離心球臂式接合裝置10包括帶內花鍵槽摩擦片10a、帶外花鍵槽鋼片10b、推力壓盤10c、從動內花鍵轂10d、從動內花鍵轂端蓋10e、止動盤10f、線控驅動盤10g、電磁鐵10h、預壓彈簧10i、離心球臂空心輪盤10j、離心球臂銷10k、離心球臂10l、離心球10m、離心球臂回位彈簧10p、離心球窩10r。

如圖1所示，帶內花鍵槽摩擦片10a通過其內花鍵槽套裝輸入軸1上的外花鍵槽上；帶外花鍵槽鋼片10b通過外花鍵槽套裝在從動內花鍵轂10d的內花鍵槽上；推力壓盤10c的一端面為光滑面10ca，推力壓盤10c的另一端面為粗糙摩擦面；推力壓盤10c的外圓周面上還設有外花鍵槽，推力壓盤10c的外花鍵槽與從動內花鍵轂10d的內花鍵槽二者軸向滑動接合；從動內花鍵轂10d靠近電動機100的一端通過螺栓固定連接從動內花鍵轂端蓋10e，遠離電動機100的一端與行星輪軸5固定連接；止動盤10f通過非導磁材料固定安裝在變速器殼體上；電磁鐵10h通過擋圈固定安裝在輸入軸1上；止動盤10f與電磁鐵10h之間設有線控驅動盤10g，線控驅動盤10g在其靠近電動機100的一端面還設有摩擦驅動端面10ga，摩擦驅動端面10ga正對電磁鐵10h的磁極端面，且在電磁鐵10h不通電的狀態下，摩擦驅動端面10ga與電磁鐵10h的磁極端面在預壓彈簧10i的彈力作用下保持一定的空氣隙；離心球臂空心輪盤10j通過軸承支撐安裝在輸入軸1上，離心球臂空心輪盤10j的在其靠近電動機100的一端外圓周面上設有離心球臂空心輪盤外花鍵槽10ja，線控驅動盤10g通過其內花鍵槽套裝在離心球臂空心輪盤外花鍵槽10ja上；在離心球臂空心輪盤10j的遠離電動機100的另一端設有多個沿周向均勻分布的離心球臂支座，在每個離心球臂支座上固定安裝一個離心球臂銷10k；離心球臂10l的一端通過其光滑承孔套裝在離心球臂銷10k的中間軸頸上，使離心球臂10l可繞離心球臂銷10k自由轉動，離心球臂10l的另一端設有一個離心球窩10r，每個離心球窩10r內安裝有一個離心球10m，每個離心球10m在離心球窩10r內可自由滾動。

下面結合實施例進一步說明帶線控離心球臂接合裝置的電動汽車二檔自動變速器的工作原理：

在電磁鐵10h的外圓柱面上固定安裝電滑環，通過電滑環和外部電刷控制電磁鐵10h的電磁線圈的通電與斷電。

一檔傳動時，電磁鐵10h的電磁線圈斷電，線控驅動盤10g在預壓彈簧10i的彈力作用下向止動盤10f方向移動，由於線控驅動盤10g與止動盤10f相互壓緊產生摩擦力，從而使線控驅動盤10g的轉速迅速降低。由於離心球臂空心輪盤10j與線控驅動盤10g同步旋轉，所以離心球臂空心輪盤10j的轉速也迅速降低，當離心球臂10l因離心球臂空心輪盤10j轉速的降低而產生的離心力的水平分力不足以克服離心球臂回位彈簧10p的彈力時，推力壓盤10c及帶外花鍵槽鋼片10b在回位彈簧彈力的作用下與帶內花鍵槽摩擦片10a分離，實現從動內花鍵轂10d相對於輸入軸1的自由轉動，此時，電動機100的扭矩通過輸入軸1傳遞給太陽輪3，太陽輪3再通過常嚙合的行星輪4將動力傳遞至與行星輪軸5固定連接的後行星架6，後行星架6通過其中心通孔，依靠軸肩跟擋圈固定安裝在輸出軸2的中間軸頸上，因此，輸入軸1將該扭矩傳遞給輸出軸2。

二檔傳動時，電磁鐵10h的電磁線圈通電，線控離心球臂式接合裝置的電磁線圈產生的磁場力使線控驅動盤10g克服預壓彈簧10i的彈力作用向電磁鐵10h方向移動，同時由於電磁鐵10h固定安裝在輸入軸1上，線控驅動盤10g通過其內花鍵槽套裝在離心球臂空心輪盤外花鍵槽10ja上，因此在電磁力及摩擦驅動端面10ga與電磁鐵10h的磁極端面產生的摩擦力的作用下，電磁鐵10h與離心球臂空心輪盤10j同步旋轉。由於離心球臂空心輪盤10j的同步旋轉，在離心力的作用下離心球臂10l克服自身所產生的重力及離心球臂回位彈簧10p的彈力作用繞離心球臂銷10k沿推力壓盤10c的光滑面10ca向外作圓周運動，同時，由於離心球10m可在離心球窩10r內自由轉動，因此，離心球10m在隨離心球臂銷10l作圓周運動的同時，所產生的離心力沿水平方向的分力克服回位彈簧的彈力推動推力壓盤10c及帶外花鍵槽鋼片10b向帶內花鍵槽摩擦片10a方向移動，使推力壓盤10c及帶外花鍵槽鋼片10b與帶內花鍵槽摩擦片10a相互壓緊，依靠彼此之間的摩擦力實現從動內花鍵轂10d與輸入軸1同步旋轉，從而將輸入軸1輸入的扭矩傳遞至輸出軸2。

一檔的傳動路線為：電磁鐵10h的電磁線圈斷電，從動內花鍵轂10d相對於輸入軸1自由轉動，電動機100的扭矩通過輸入軸1傳遞給太陽輪3，由於內齒圈7固定安裝在後殼體31A上固定不動，行星輪4通過滑動襯套滾動安裝在行星輪軸5上，行星輪軸5的一端與後行星架6固定連接，行星輪4與太陽輪3、內齒圈7常嚙合，所以由輸入軸1輸入的扭矩進一步傳遞給後行星架6，又因為後行星架6通過其中心通孔固定安裝在輸出軸2的中間軸頸上，因此，輸入軸1將扭矩傳遞給輸出軸2，從而實現一檔傳動。

二檔的傳動路線為：電磁鐵10h的電磁線圈通電，從動內花鍵轂10d與輸入軸1同步旋轉，電動機100的扭矩通過花鍵傳遞給輸入軸1，由於從動內花鍵轂10d與輸入軸1同步旋轉，因此，電動機100的扭矩傳遞給從動內花鍵轂10d，又因為從動內花鍵轂10d通過行星輪軸5與後行星架6固定連接，後行星架6通過其中心通孔固定安裝在輸出軸2的中間軸頸上，因此，電動機100的扭矩傳遞給輸出軸2，從而實現二檔傳動。

倒檔的傳動路線為：電磁鐵10h的電磁線圈斷電，電動機100 反轉，從動內花鍵轂10d相對於輸入軸1自由轉動，電動機100的扭矩通過輸入軸1傳遞給太陽輪3，由於內齒圈7固定安裝在後殼體31A上固定不動，行星輪4通過滑動襯套滾動安裝在行星輪軸5上，行星輪軸5的一端與後行星架6固定連接，行星輪4與太陽輪3、內齒圈7常嚙合，所以由輸入軸1輸入的扭矩進一步傳遞給後行星架6，又因為後行星架6通過其中心通孔固定安裝在輸出軸2的中間軸頸上，因此，輸入軸1將扭矩傳遞給輸出軸2，實現倒檔傳動。

空檔：電動機100停轉，實現空檔。

上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在所屬技術領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。