用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構的製作方法

2023-12-09 13:05:31

用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構。包括兩根相互平行的輸入軸和中間軸；輸入軸上分別固定設有一擋主動齒輪和二擋主動齒輪，中間軸上分別依次設有二擋從動齒輪、一擋從動齒輪、主減主動齒輪和同步器，其中一擋主動齒輪和一擋從動齒輪常嚙合，二擋主動齒輪和二擋從動齒輪常嚙合；與主減主動齒輪配合設有主減從動齒輪，安裝使用時，主減從動齒輪通過螺栓固定於差速器法蘭盤上；還包括撥叉換擋機構，撥叉換擋機構的撥叉套設在同步器的接合套上。本實用新型採用絲槓與絲槓螺母機構，提高了換擋精確性和可靠性；不僅結構簡單，安裝方便，體積小，而且具有自鎖功能，防止擋位鬆動。
【專利說明】用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬於電動汽車兩擋自動變速器換擋機構，特別涉及電動汽車兩擋自動變速器絲槓螺母換擋機構。
【背景技術】
[0002]電動汽車的兩擋變速器作為純電動汽車的傳動系統，不僅提高了電機工作效率，也提升了變速器的動力性能。而其換擋執行機構多採用多級減速齒輪、齒輪齒條機構或蝸輪蝸杆等結構，這些結構的採用充分利用了齒輪傳動效率高、易於加工及成本較低等特點，保證了良好的駕駛品質，而且其響應速度高效快捷，並且結構緊湊。但上述多級減速齒輪、齒輪齒條機構或蝸輪蝸杆等傳動結構相對較複雜，造成換擋機構總體體積偏大，不利於變速器內部布置。
實用新型內容
[0003]為了解決換擋機構結構複雜、體積偏大的問題，本實用新型提供一種用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構。
[0004]用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構包括兩根相互平行的輸入軸20和中間軸21 ;所述輸入軸20上分別固定設有一擋主動齒輪I和二擋主動齒輪2，形成齒輪軸；所述中間軸21上分別空套設有二擋從動齒輪3和一擋從動齒輪4，一擋從動齒輪4外側的中間軸21上固定設有主減主動齒輪5，二擋從動齒輪3和一擋從動齒輪4之間的中間軸21上通過花鍵設有同步器7 ;其中一擋主動齒輪I和一擋從動齒輪4常嚙合，二擋主動齒輪2和二擋從動齒輪3常嚙合；與主減主動齒輪5配合設有主減從動齒輪6，安裝使用時，主減從動齒輪6通過螺栓固定於差速器8法蘭盤上；還包括撥叉換擋機構，撥叉換擋機構的撥叉13的下部套設在同步器7的接合套19上。
[0005]所述撥叉機構包括步進電機9、絲槓17、絲槓螺母16和撥叉13 ;所述步進電機9的輸出端連接著絲槓17的一端；絲槓螺母16配合連接在絲槓17的中部，撥叉13的上部固定連接著絲槓螺母16 —側的軸向端面，絲槓17的兩側分別配合設有左角接觸球軸承12和右角接觸球軸承18。
[0006]所述一擋從動齒輪4和主減主動齒輪5之間的中間軸21上設有軸肩，所述軸肩和一擋從動齒輪4之間設有端面球軸承26，且通過端面球軸承26進行軸向定位。
[0007]所述步進電機9為12伏步進電機。
[0008]所述二擋從動齒輪3、一擋從動齒輪4分別通過滾針軸承安裝於中間軸21上。
[0009]所述同步器7為鎖環式慣性同步器，包括左接合齒圈11、右接合齒圈15和接合套19，其中同步器7通過花鍵與中間軸21固連，左接合齒圈11與二擋從動齒輪3通過焊接固連，右接合齒圈15與一擋從動齒輪4通過焊接固連。
[0010]本實用新型的有益技術效果體現在以下方面:
[0011]1.本實用新型採用絲槓與絲槓螺母機構，由於絲槓螺母副運動摩擦小，傳動效率高，預緊後可消除軸向間隙，因此可提高換擋精確性，增強換擋可靠性；
[0012]2.本實用新型採用鎖環式慣性同步器機構，由於機構中包含滑塊鎖止元件，且同步器的同步環上制有與齒輪轂上的花鍵齒尺寸和齒數均相同的短花鍵齒圈，對著接合套一端的短齒有倒角，且與接合套的倒角相同，稱為鎖止角，因此換擋時可輕鬆實現自鎖，防止擋位鬆動；
[0013]3.本實用新型不僅結構簡單，安裝方便，體積小，而且傳動精度較高，換擋平穩，具有自鎖功能和較好的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型結構主視圖。
[0016]圖3為中間軸處的剖視圖。
[0017]上圖中序號:一擋主動齒輪1、二擋主動齒輪2、二擋從動齒輪3、一擋從動齒輪4、主減主動齒輪5、主減從動齒輪6、同步器7、差速器8、步進電機9、左接合齒圈11、左角接觸球軸承12、撥叉13、右接合齒圈15、絲槓螺母16、絲槓17、右角接觸球軸承18、接合套19、輸入軸20、中間軸21、第一套筒22、第一滾針軸承23、第二套筒24、第二滾針軸承25、端面球軸承26。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。
[0019]參見圖1和圖2，用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構包括兩根相互平行的輸入軸20和中間軸21。輸入軸20上分別固定安裝有一擋主動齒輪I和二擋主動齒輪2，形成齒輪軸。參見圖3，中間軸21上分別空套安裝有二擋從動齒輪3和一擋從動齒輪4，其中二擋從動齒輪3通過第一套筒22和第一滾針軸承23空套在中間軸21上，所述一擋從動齒輪4通過第二套筒24和第二滾針軸承25空套在中間軸21上。一擋從動齒輪4外側的中間軸21上固定安裝有主減主動齒輪5，一擋從動齒輪4和主減主動齒輪5之間的中間軸21上設有軸肩，所述軸肩和一擋從動齒輪4之間設有端面球軸承26，且通過端面球軸承26進行軸向定位。二擋從動齒輪3和一擋從動齒輪4之間的中間軸21上通過花鍵設有同步器7，同步器7為鎖環式慣性同步器，包括左接合齒圈11、右接合齒圈15和接合套19，其中同步器7通過花鍵與中間軸21固連，左接合齒圈11與二擋從動齒輪3通過焊接固連，右接合齒圈15與一擋從動齒輪4通過焊接固連。一擋主動齒輪I和一擋從動齒輪4常嚙合，二擋主動齒輪2和二擋從動齒輪3常嚙合。與主減主動齒輪5配合設有主減從動齒輪6，安裝使用時，主減從動齒輪6通過螺栓固定於差速器8法蘭盤上；還包括撥叉換擋機構，撥叉換擋機構的撥叉13的下部套設在同步器7的接合套19上。撥叉換擋機構包括步進電機9、絲槓17、絲槓螺母16和撥叉13 ;步進電機9為12伏步進電機；步進電機9的輸出端連接著絲槓17的一端，絲槓螺母16配合連接在絲槓17的中部，撥叉13的上部固定連接著絲槓螺母16 —側的軸向端面，絲槓17的兩側分別配合有左角接觸球軸承12和右角接觸球軸承18，撥叉機構的撥叉13的下部套設在同步器7的接合套19上。
[0020]本實用新型的工作原理說明如下:[0021]當電動汽車處於起步狀態時，步進電機9驅動絲槓17順時針轉動，帶動絲槓螺母16沿軸向向右運動，通過與絲槓螺母16相連的撥叉13推動同步器7的接合套19向右移動，與右接合齒圈15相接合，從而將擋位換為一擋，完成起步加速的過程。此時，動力由輸入軸20經常嚙合的一擋主動齒輪I和一擋從動齒輪4傳遞至同步器7，帶動中間軸21旋轉，再經主減主動齒輪5和主減從動齒輪6傳遞至差速器8，最終動力由與差速器8相連的差速器輸出半軸輸出至車輪。
[0022]當電動汽車車速達到升擋要求時，步進電機9接到一擋升二擋指令，驅動絲槓17逆時針轉動，帶動絲槓螺母16沿軸向向左運動，通過與絲槓螺母16相連的撥叉13推動同步器7的接合套19向左移動，與右接合齒圈15分離，而與左接合齒圈11相接合，從而將擋位從一擋升至二擋。此時，動力由輸入軸20經常嚙合的二擋主動齒輪2和二擋從動齒輪3傳遞至同步器7，帶動中間軸21旋轉，再經主減主動齒輪5和主減從動齒輪6傳遞至差速器8，最終動力由與差速器8相連的差速器輸出半軸輸出至車輪。
[0023]當電動汽車從二擋降到一擋時，步進電機9接到二擋降至一擋指令，驅動絲槓17順時針轉動，帶動絲槓螺母16沿軸向向右運動，通過與絲槓螺母16相連的撥叉13推動同步器7的接合套19向右移動，與左接合齒圈11分離，而與右接合齒圈15相接合，從而將擋位從二擋降至一擋。此時，動力由輸入軸20經常嚙合的一擋主動齒輪I和一擋從動齒輪4傳遞至同步器7，帶動中間軸21旋轉，再經主減主動齒輪5和主減從動齒輪6傳遞至差速器8，最終動力由與差速器8相連的差速器輸出半軸輸出至車輪。
[0024]當電動汽車從一擋降到空擋時，步進電機9接到一擋降至空擋指令，驅動絲槓17逆時針轉動，帶動絲槓螺母16沿軸向向左運動，通過與絲槓螺母16相連的撥叉13推動同步器7的接合套19向左移動，與右接合齒圈15分離，使撥叉13處於圖2所示位置。此時同步器接合套19既不與左接合齒圈11相連接，也不與右接合齒圈15相連接，無動力輸出。
[0025]當電動汽車處於倒擋行駛時，只需提供輸入軸20反向轉動的動力即可。步進電機9驅動絲槓17順時針轉動，帶動絲槓螺母16沿軸向向右運動，通過與絲槓螺母16相連的撥叉13推動同步器7的接合套19向右移動，與右接合齒圈15相接合。此時，動力由輸入軸20經常嚙合的一擋主動齒輪I和一擋從動齒輪4傳遞至同步器7，帶動中間軸21旋轉，再經主減主動齒輪5和主減從動齒輪6傳遞至差速器8，最終動力由與差速器8相連的差速器輸出半軸輸出至車輪。
[0026]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
【權利要求】
1.用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:包括兩根相互平行的輸入軸(20)和中間軸(21);所述輸入軸(20)上分別固定設有一擋主動齒輪(I)和二擋主動齒輪(2)，形成齒輪軸；所述中間軸(21)上分別空套設有二擋從動齒輪(3)和一擋從動齒輪(4)，一擋從動齒輪(4)外側的中間軸(21)上固定設有主減主動齒輪(5 )，二擋從動齒輪(3 )和一擋從動齒輪(4)之間的中間軸(21)上通過花鍵設有同步器(7 );其中一擋主動齒輪(I)和一擋從動齒輪(4)常嚙合，二擋主動齒輪(2)和二擋從動齒輪(3)常嚙合；與主減主動齒輪(5)配合設有主減從動齒輪(6)，安裝使用時，主減從動齒輪(6)通過螺栓固定於差速器(8)法蘭盤上；還包括撥叉換擋機構，撥叉換擋機構的撥叉(13)的下部套設在同步器(7)的接合套(19)上。
2.根據權利要求1所述的用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:所述撥叉機構包括步進電機(9)、絲槓(17)、絲槓螺母(16)和撥叉(13);所述步進電機(9 )的輸出端連接著絲槓(17)的一端；絲槓螺母(16 )配合連接在絲槓(17 )的中部，撥叉(13)的上部固定連接著絲槓螺母(16) —側的軸向端面，絲槓(17)的兩側分別配合設有左角接觸球軸承(12)和右角接觸球軸承(18)。
3.根據權利要求1所述的用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:所述一擋從動齒輪(4)和主減主動齒輪(5)之間的中間軸(21)上設有軸肩，所述軸肩和一擋從動齒輪(4 )之間設有端面球軸承(26 )，且通過端面球軸承(26 )進行軸向定位。
4.根據權利要求2所述的用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:所述步進電機(9)為12伏步進電機。
5.根據權利要求1或2所述的用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:所述二擋從動齒輪(3)、一擋從動齒輪(4)分別通過滾針軸承安裝於中間軸(21)上。
6.根據權利要求1或2所述的用於電動汽車兩擋自動變速器的絲槓螺母換擋機構，其特徵在於:所述同步器(7)為鎖環式慣性同步器，包括左接合齒圈(11)、右接合齒圈(15)和接合套(19)，其中同步器(7)通過花鍵與中間軸(21)固連，左接合齒圈(11)與二擋從動齒輪3通過焊接固連，右接合齒圈(15)與一擋從動齒輪(4)通過焊接固連。
【文檔編號】F16H59/02GK203571020SQ201320743407
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月23日 優先權日:2013年11月23日
【發明者】趙韓, 何李婷, 黃康, 陳奇, 趙玉才, 馮關華, 劉拂曉, 馮永愷 申請人:合肥工業大學