機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成的製作方法
2023-12-01 13:15:01
專利名稱：機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車驅動總成，特別涉及一種機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成。
背景技術：
現有技術中，三輪車或汽車基本上都是通過手動或加速踏板直接控制節氣門或電流控制速度，手柄或加速踏板的操作完全取決於駕駛人員的操作，常常會造成操作與車行狀況不匹配，致使電機或發動機運行不穩定，出現堵轉現象。機動車在由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，僅根據經驗操作控制的變速裝置，難免存在以下問題1.在啟動、上坡和大負載時、由於行駛阻力增加，迫使電機或發動機轉速下降在低效率區工作。2.由於沒有機械變速器調整扭矩和速度，只能在平原地區推廣使用，不能滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，縮小了使用範圍；3.驅動輪處安裝空間小，安裝了發動機或電機後很難再容納自動變速器和其它新技術；4.不具備自適應的功能，不能自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤；5.在車速變化突然時，必然造成電機或發動機功率與行駛阻力難以匹配。6.續行距離短、爬坡能力差，適應範圍小。特別是上述問題導致純電動三輪車或電動汽車耗能較大，充電後行駛距離不夠理
術g
；ο為了解決以上問題，本申請發明人發明了一系列的凸輪自適應自動變速裝置，利用行駛阻力驅動凸輪，達到自動換檔和根據行駛阻力自適應匹配車速輸出扭矩的目的，具有較好的應用效果；前述的凸輪自適應自動變速器雖然具有上述優點，穩定性和高效性較現有技術有較大提高，但是部分零部件結構較為複雜，變速器體積較大，同時，由於採用了多個凸輪結構，穩定性依然不夠理想；在使用壽命上雖然較現有技術有所提高，但根據結構上的分析，使用壽命仍有改進空間；同時，需要能夠對重載車輛具有較好的適應性能。因此，需要一種對上述凸輪自適應自動變速裝置進行改進，不但能夠自適應隨行駛阻力變化不切斷驅動力的情況下自動進行換檔變速，解決電動機扭矩-轉速變化小不能滿足複雜條件下道路使用的問題，平穩性好，進一步提高工作效率，具有更好的節能降耗效果，並減小體積，並進一步提高使用壽命，更適用於電動汽車等車輛使用，並對重載電動車輛具有較好的適應性。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成， 不但能夠自適應隨行駛阻力變化不切斷驅動力的情況下自動進行換檔變速，解決電動機扭矩-轉速變化小不能滿足複雜條件下道路使用的問題，平穩性好，進一步提高工作效率，具有更好的節能降耗效果，並減小體積，並進一步提高使用壽命，更適用於電動汽車等車輛使用，並對重載電動車輛具有較好的適應性。本發明的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，包括設置於車架上的變速器I、變速器II和動力裝置，所述變速器I和變速器II依次串聯並將動力輸出，所述動力裝置設有轉動動力輸出端並將動力輸入變速器I ；變速器I和變速器II均包括變速器箱體、傳動軸、慢檔傳動機構和設置在傳動軸上的機械智能化自適應變速總成，所述傳動軸與變速器箱體轉動配合；機械智能化自適應變速總成包括圓環體軸向外錐套、圓環體軸向內錐套和變速彈性元件；圓環體軸向內錐套內圓為軸向錐面，圓環體軸向外錐套外圓為軸向錐面，圓環體軸向內錐套以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐套外圓周；所述圓環體軸向外錐套外套於傳動軸且內圓設有內螺旋凸輪，傳動軸設有與內螺旋凸輪相配合的外螺旋凸輪形成螺旋凸輪副；變速彈性元件對圓環體軸向外錐套施加使其外錐面與圓環體軸向內錐套的內錐面貼合傳動的預緊力；所述傳動軸動力輸出時，螺旋凸輪副對圓環體軸向外錐套施加與彈性元件預緊力相反的軸向分力；所述慢檔傳動機構包括超越離合器和中間減速傳動機構，所述超越離合器的內圈在傳動軸的動力輸出旋轉方向與外圈之間超越，所述圓環體軸向內錐套通過中間減速傳動機構與超越離合器的外圈傳動配合，所述超越離合器的內圈轉動配合外套於傳動軸，所述超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套之間通過慢檔凸輪嚙合副將慢檔動力由超越離合器的內圈傳遞至圓環體軸向外錐套；所述變速器I的圓環體軸向內錐套與動力裝置的轉動動力輸出部件在圓周方向傳動配合，變速器I的傳動軸與變速器II的傳動軸傳動配合，所述變速器II的傳動軸的動力輸出端傳動連接有差速器。進一步，所述超越離合器為彈片式超越離合器，包括滾柱和保持架，超越離合器的外圈和內圈之間形成用於與滾柱嚙合或分離的嚙合槽；所述保持架包括支撐片、支撐柱和簧片，所述支撐柱與滾柱一一對應，所述支撐片在圓周方向固定配合設置於支撐柱且於支撐片和支撐柱外表面之間形成插槽，所述簧片設有嵌入插槽的嵌合部，簧片延伸出插槽沿嚙合槽的嚙合方向對滾柱施加預緊力，所述插槽設有簧片由於對滾柱施加預緊力所產生彈性變形的變形餘量；進一步，所述嵌合部設有承壓部，所述支撐片設有對承壓部施加使嵌合部嵌入插槽的壓力並限制嵌合部從插槽脫出的壓合部。進一步，所述承壓部為一體成型於嵌合部並向外延伸的彈片結構，承壓部向壓合部折彎形成承壓段，壓合部向承壓部折彎形成疊合於承壓段外表面並對承壓段施加壓力的壓合段；進一步，所述中間減速傳動機構包括慢檔中間軸、設置於慢檔中間軸與其傳動配合的第一慢檔齒輪和第二慢檔齒輪，所述圓環體軸向內錐套設有外齒圈並與第一慢檔齒輪嚙合傳動，第二慢檔齒輪與超越離合器的外圈嚙合傳動；進一步，所述變速彈性元件為外套於傳動軸的變速蝶簧，所述變速蝶簧與超越離合器的內圈分列於圓環體軸向外錐套的軸向兩側，變速蝶簧通過滑動配合外套於傳動軸的變速墊圈頂住圓環體軸向外錐套一軸向端部，圓環體軸向外錐套另一軸向端部與超越離合器的內圈通過端面凸輪副傳動配合；
進一步，所述變速器II的變速器箱體位於動力輸入端設有端蓋，與端蓋轉動配合設有輸入軸，所述輸入軸一端與變速器I的傳動軸傳動配合，另一端與變速器II的圓環體軸向內錐套傳動配合；輸入軸設有供變速器II的傳動軸同軸伸入並轉動配合的軸承座腔；進一步，所述動力裝置為電機，所述電機外殼集成於變速器I的變速器箱體，電機的動力輸出軸轉動配合延伸入變速器I的變速器箱體並與變速器I的圓環體軸向內錐套通過減速齒輪副在圓周方向傳動配合；所述差速器位於差速器箱體內，所述差速器箱體集成於變速器II的變速器箱體，所述變速器II的傳動軸的動力輸出端與差速器的動力輸入端傳動配合；進一步，所述變速器I位於變速器II的前側，變速蝶簧設置在圓環體軸向外錐套的前側，超越離合器位於圓環體軸向外錐套後側；所述圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪和傳動軸的外螺旋凸輪的展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相反；所述超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套分別設置端面凸輪並通過端面凸輪互相嚙合形成慢檔凸輪嚙合副；超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套的端面凸輪嚙合線展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相同；進一步，所述減速齒輪副的從動齒輪通過傳動架I與變速器I的圓環體軸向內錐套傳動配合，所述傳動架I前端固定連接於從動齒輪，從動齒輪通過第一徑向滾動軸承支撐於變速器I的傳動軸，傳動架I後端固定連接於變速器I的圓環體軸向內錐套，變速器I 的圓環體軸向內錐套外圓通過第二徑向滾動軸承支撐於變速器I的變速器箱體，變速器I 的變速蝶簧位於傳動架I與變速器I的傳動軸外圓之間的空腔內；所述輸入軸通過傳動架II與變速器II的圓環體軸向內錐套傳動配合；變速器II 的變速蝶簧位於傳動架II與變速器II的傳動軸外圓之間的空腔內；所述傳動軸與超越離合器的內圈轉動配合的軸段外圓表面設有潤滑油槽。本發明的有益效果是本發明的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，具有現有凸輪自適應自動變速裝置的全部優點，如能根據行駛阻力檢測驅動扭矩-轉速以及行駛阻力-車速信號，使電機或發動機輸出功率與車輛行駛狀況始終處於最佳匹配狀態，實現車輛驅動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制，在不切斷驅動力的情況下自適應隨行駛阻力變化自動進行換檔變速；可以滿足山區、丘陵和重負荷條件下使用，使電機或發動機負荷變化平緩，機動車輛運行平穩，提高安全性；同時，本發明採用雙變速器結構並結合螺旋凸輪副的傳動結構，進一步減小機構的徑向尺寸從而減小體積，使用壽命具有較大提高；並且螺旋結構傳動平穩，受力均勻，具有無可比擬的穩定性和順滑性，進一步提高工作效率；利用雙變速器結構，形成多檔，使得快慢檔轉換更為平穩順暢，更適用於重載車輛，延長行駛時間和行駛距離，大大提高車輛的動力性、經濟性、駕駛安全性和舒適性，通過差速器直接將動力輸出，減少傳動鏈，具有更好的節能降耗效果，較大的控制車輛排放。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明結構示意圖；圖2為變速器I的軸向剖面結構示意圖3為變速器II的軸向剖面結構示意圖；圖4為圓環體軸向外錐套結構示意圖；圖5為超越離合器的內圈結構示意圖；圖6為超越離合器結構示意圖；圖7為支撐柱、支撐片和簧片配合示意圖；圖8為簧片結構示意圖；圖9為超越離合器軸向局部剖視結構示意圖。
具體實施例方式圖1為本發明結構示意圖，圖2為變速器I的軸向剖面結構示意圖，圖3為變速器 II的軸向剖面結構示意圖，圖4為圓環體軸向外錐套結構示意圖，圖5為超越離合器的內圈結構示意圖，圖6為超越離合器結構示意圖，圖7為支撐柱、支撐片和簧片配合示意圖，圖8 為簧片結構示意圖，圖9為超越離合器軸向局部剖視結構示意圖，如圖所示本實施例的動力裝置為電機，工作時由後向前看順時針旋轉。本發明的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，包括設置於車架c上的變速器I a、變速器II b和動力裝置，所述變速器I a和變速器II b依次串聯並將動力輸出，即變速器I a的動力輸出端將動力輸送至變速器II b的動力輸入端，並由變速器II b將動力輸出；所述動力裝置設有轉動動力輸出端並將動力輸入變速器I a ；變速器I a和變速器II b均包括變速器箱體(變速器I a的變速器箱體3，變速器II b的變速器箱體3a)、傳動軸1、慢檔傳動機構和設置在傳動軸1上的機械智能化自適應變速總成，所述傳動軸1與變速器箱體轉動配合；由於變速器I a和變速器II b結構主體相同，因而具體結構均以變速器I a為準進行介紹，不同之處具體描述。機械智能化自適應變速總成包括圓環體軸向外錐套14、圓環體軸向內錐套17和變速彈性元件；所述圓環體軸向內錐套17內圓為軸向錐面，圓環體軸向外錐套14外圓為軸向錐面，圓環體軸向內錐套17以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐套14外圓周，通過錐套結構進行配合傳動，內錐面和外錐面至少之一需具有一定的粗糙度，屬於本領域技術人員根據本記載能夠知道的，在此不再贅述；所述圓環體軸向外錐套14外套於傳動軸1且內圓設有內螺旋凸輪14a，傳動軸1設有與內螺旋凸輪Ha相配合的外螺旋凸輪Ia形成螺旋凸輪副；螺旋凸輪副即為相互配合的螺紋結構，圓環體軸向外錐套14轉動時，通過螺旋凸輪副對傳動軸1產生軸向和圓周方向兩個分力，其中圓周方向分力驅動傳動軸1轉動並輸出動力，軸向分力被傳動軸1的安裝結構抵消，其反作用力作用於圓環體軸向外錐套14並施加於變速彈性元件；變速彈性元件對圓環體軸向外錐套14施加使其外錐面與圓環體軸向內錐套17的內錐面貼合傳動的預緊力；所述傳動軸1動力輸出時，螺旋凸輪副對圓環體軸向外錐套14 施加與彈性元件觀預緊力相反的軸向分力；也就是說，螺旋凸輪副的螺旋凸輪的旋向與傳動軸的動力輸出轉動方向有關，本領域技術人員根據上述記載，在得知傳動軸動力輸出方向的前提下，能夠得知螺旋凸輪的旋向，在此不再贅述；所述慢檔傳動機構包括超越離合器和中間減速傳動機構，所述超越離合器的內圈31在傳動軸1的動力輸出旋轉方向與外圈15之間超越，所述圓環體軸向內錐套17通過中間減速傳動機構與超越離合器的外圈15傳動配合，所述超越離合器的內圈31轉動配合外套於傳動軸1，所述超越離合器的內圈31和圓環體軸向外錐套14之間通過慢檔凸輪嚙合副將慢檔動力由超越離合器的內圈31傳遞至圓環體軸向外錐套14，該慢檔凸輪嚙合副可以是互相嚙合的端面凸輪，也可以是螺旋凸輪等等；中間減速傳動機構可以是一級齒輪減速傳動或者其他減速傳動結構，該中間減速傳動機構能夠保證圓環體軸向內錐套17傳遞至超越離合器的外圈15的轉速低於圓環體軸向內錐套17的轉速；所述變速器I a的圓環體軸向內錐套與動力裝置的轉動動力輸出部件在圓周方向傳動配合，變速器I a的傳動軸與變速器II b的傳動軸傳動配合，所述變速器II的傳動軸的動力輸出端傳動連接有差速器27，差速器27將動力輸送至車輪總成d ；如圖所示，變速器 I a的傳動軸與變速器II b的傳動軸通過萬向節e傳動配合，萬向節e通過傳動杆7傳動配合連接於變速器I a的傳動軸，通過傳動杆7a傳動配合連接於變速器II b的傳動軸，具有較強的適應性；如圖所示，所述差速器27位於差速器箱體27a內，所述差速器箱體27a集成於變速器II b的變速器箱體3a，變速器II b的傳動軸的動力輸出端與差速器27的動力輸入端傳動配合；如圖所示，變速器II b的傳動軸的動力輸出端與差速器27的動力輸入端通過錐齒輪副39實現交錯軸傳動，便於在四輪或三輪電動車上沿前後方向布置變速器I a 和變速器II b，便於布置，並使結構合理；差速器箱體27a集成於(直接固定連接，採用可拆卸式)變速器II b的變速器箱體3a，使得變速器II b的動力輸出結構簡單緊湊，便於安裝和使用，並且傳動鏈較短，利於節能降耗，提高效率。本實施例中，所述超越離合器為彈片式超越離合器，包括滾柱33和保持架，超越離合器的外圈15和內圈31之間形成用於與滾柱嚙合或分離的嚙合槽；所述保持架包括支撐片36、支撐柱35和簧片34，所述支撐柱35與滾柱33 —一對應，所述支撐片36在圓周方向固定配合設置於支撐柱35且於支撐片36和支撐柱35外表面之間形成插槽37，所述簧片 34設有嵌入插槽37的嵌合部34a，簧片34延伸出插槽37沿嚙合槽的嚙合方向對滾柱33 施加預緊力，所述插槽37設有簧片34由於對滾柱33施加預緊力所產生彈性變形的變形餘量；本結構的超越離合器避免在外圈15上直接加工限位座，簡化加工過程，提高工作效率， 降低加工成本，保證加工及裝配精度，並且區別於現有技術中集中固定點的結構，不採用點焊的固定結構，不會發生金相組織改變的後果，消除了由於超越離合器的嚙合和分離簧片彈性變形導致的應力集中，並且使簧片34具有較好的活動自由度，因而可以提高簧片34以致整個超越離合器的運行壽命，簧片可達到500萬次以上的帶有預緊力的彈性變形，大大降低使用和維修成本；本發明相關部件損壞後容易更換，外圈15不需整體報廢，降低維修和使用成本；由於採用外圈15以外的保持架結構，可以理論上無限延長超越離合器和滾柱 33的軸向長度，增加嚙合長度，也就是說，能夠根據承重需要增加超越離合器的軸向長度， 從而增加超越離合器的承載能力，並減小在較高承載能力下的超越離合器徑向尺寸，延長超越離合器的使用壽命；同時，由於簧片為沿軸向分布，因而可根據需要對滾柱進行多點施加預緊力，保證在較長軸向尺寸的前提下對滾柱的限位平衡性，使其不偏離與內圈軸線的平行，從而保證超越離合器的穩定運行，避免機械故障；如圖所示，所述支撐片36沿周向包於支撐柱35並設定抱緊預緊力，所述支撐柱35 的橫截面為可限定支撐片36周向相對轉動的非圓形，支撐片36的一側邊與支撐柱35 —側表面之間形成插槽37 ；支撐柱35的橫截面採用異形結構，支撐片36包於支撐柱35後可限制其沿周向轉動，結構簡單，實施、拆裝方便，利用非圓形結構限制支撐片36的周向運動， 形成較為穩定的插槽37結構，為簧片34的安裝提供了條件，不需另外的機械固定結構，避免由於點焊等結構形成對簧片的機械力，保證其使用壽命；如圖所示，支撐柱35橫截面為由圓弧和直線構成的異形結構，且支撐片36包裹於異形結構外周，使其不具有相對轉動的條件。本實施例中，所述嵌合部3 設有承壓部34b，所述支撐片36設有對承壓部3 施加使嵌合部3 嵌入插槽37的壓力並限制嵌合部3 從插槽脫出的壓合部36a ；避免嵌合部3 脫出的同時保證簧片34具有較好的自由度擺動，延長其使用壽命。本實施例中，所述承壓部34b為一體成型於嵌合部3 並向外延伸的彈片結構，承壓部34b向壓合部36a折彎形成承壓段34c，壓合部36a向承壓部34b折彎形成疊合於承壓段3 外表面並對承壓段3 施加壓力的壓合段36b ；該壓力使嵌合部嵌合於插槽37，形成穩定嵌合結構；如圖所示，折彎採用圓滑過渡結構，避免應力集中，安裝時通過外力直接潛入並將承壓段疊合於壓合段，利用承壓段自身彈性形成嵌入力，結構簡單，安裝方便，並不會產生較大的變形以及應力集中。如圖所示，所述保持架還包括撐環I 32和撐環II 24，所述撐環I 32和撐環II 對分列外圈15軸向兩端並與外圈15在圓周方向固定配合，所述支撐柱4兩端分別對應支撐於撐環I 32和撐環II 24，支撐柱35在自身圓周方向與撐環I 32或/和撐環II對固定配合；裝配後，撐環I 32和撐環II M可通過螺釘、鉚接固定於外圈15，也可通過其它部件對其軸向限位固定於外圈15 ；如圖所示，支撐柱35平行於滾柱33 ；嚙合槽嚙合方向即為嚙合槽逐漸變淺的方向，也就是嚙合槽與內圈31外圓形成的嚙合空間逐漸變窄的方向；簧片34的彈性在超越離合器超越時足夠避免滾柱反向嚙合；如圖所示，所述支撐柱35軸向一端形成扁軸並通過扁軸對應穿入撐環I 32的扁孔以形成圓周方向固定配合的結構，結構簡單，實現容易，並且由於扁軸與支撐柱35本體之間形成軸肩，因而有較好的定位效果，利於裝配且保持較好的運行狀態；支撐柱35軸向另一端穿過撐環II 24上的圓孔，支撐柱穿過撐環II上的圓孔的端部形成錐形頭，錐頭結構具有較好的適應性，利於穿入裝配，提高工作效率。所述撐環I 32和撐環II 24均製成滑動軸承結構；如圖所示，所述外圈15軸向兩端分別形成沉槽(如圖所示的沉槽1 和沉槽1 )，所述外圈15軸向兩端的徑向凹槽 (徑向凹槽1 和徑向凹槽15b)分別設置於對應的沉槽槽壁內圓，所述撐環I 32和撐環 II M分別對應嵌入沉槽，撐環I 32和撐環II M分別設有用於對應嵌入徑向凹槽(徑向凹槽1 和徑向凹槽15b)的徑向凸起(徑向凸起3 和徑向凸起Ma)，撐環I 32和撐環 II M的徑向凸起(徑向凸起3 和徑向凸起Ma)與對應徑向凹槽(徑向凹槽1 和徑向凹槽15b)正對，沿軸向推入即可；在外圈15和內圈31之間形成支撐並利於保持保持架的結構緊湊和裝配穩定，不會因外力幹擾發生脫落；同時，利於外圈和內圈之間的穩定運行。本實施例中，所述中間減速傳動機構包括慢檔中間軸18、設置於慢檔中間軸18與其傳動配合的第一慢檔齒輪20和第二慢檔齒輪19，如圖所示，慢檔中間軸18通過徑向滾動軸承22和徑向滾動軸承16轉動配合於變速器箱體3 ；所述圓環體軸向內錐套17設有外齒圈10並與第一慢檔齒輪20嚙合傳動，第二慢檔齒輪19與超越離合器的外圈15嚙合傳動；結構簡單緊湊，實現慢檔的動力傳遞。本實施例中，所述變速彈性元件為外套於傳動軸1的變速蝶簧觀，所述變速蝶簧 28與超越離合器的內圈31分列於圓環體軸向外錐套14的軸向兩側，變速蝶簧通過滑動配合外套於傳動軸1的變速墊圈21頂住圓環體軸向外錐套14 一軸向端部，圓環體軸向外錐套14另一軸向端部與超越離合器的內圈31通過端面凸輪副傳動配合；結構簡單，布置空間小，利用動力的傳遞路線合理布置部件，使得本發明更適用於較小空間使用。本實施例中，所述變速器11 b的變速器箱體3a位於動力輸入端設有端蓋38，與端蓋38轉動配合設有輸入軸8，如圖所示，輸入軸8通過徑向滾動軸承41與端蓋轉動配合併延伸出端蓋38;所述輸入軸8—端與變速器I a的傳動軸傳動配合，另一端與變速器II b 的圓環體軸向內錐套傳動配合；輸入軸8設有供變速器II b的傳動軸同軸伸入並轉動配合的軸承座腔8a，如圖所示，輸入軸後端形成大徑結構，大徑結構同軸形成供變速器II b的傳動軸同軸伸入的軸承座腔8a，變速器II b的傳動軸與軸承座腔8a之間設有徑向滾動軸承13a，用於轉動配合併支撐。本實施例中，所述動力裝置為電機沈，所述電機沈外殼集成(固定連接，一般為可拆卸式固定連接)於變速器I a的變速器箱體3，電機沈的動力輸出軸5轉動配合延伸入變速器I a的變速器箱體3並與變速器I a的圓環體軸向內錐套在圓周方向傳動配合， 如圖所示，動力輸出軸5通過徑向滾動軸承支撐於電機沈外殼；電機殼體集成於變速器箱體，使得本驅動總成結構簡單緊湊，整體性強，便與製造、安裝和拆卸維修，同時，減少傳動鏈，提高傳動效率。本實施例中，所述電機沈的動力輸出軸5與變速器I a的圓環體軸向內錐套通過減速齒輪副在圓周方向傳動配合，如圖所示，減速齒輪副包括與動力輸出軸5在圓周方向傳動配合的主動齒輪4和與變速器I a的圓環體軸向內錐套在圓周方向傳動配合的從動齒輪2 ；利於減小變速器本身的扭矩負載，提高其使用壽命。本實施例中，所述變速器I a位於變速器II b的前側，這裡的前後與車輛前後對應；變速蝶簧觀(由於變速器I a和變速器II b類似結構相同，因而此處用同一的附圖標記)設置在圓環體軸向外錐套14的前側，如圖所示，變速墊圈21與圓環體軸向外錐套14 左端之間設有平面滾動軸承9，以減小摩擦；超越離合器位於圓環體軸向外錐套14後側；所述圓環體軸向外錐套14的內螺旋凸輪Ha和傳動軸1的外螺旋凸輪Ia的展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相反；所述超越離合器的內圈31和圓環體軸向外錐套14 分別設置端面凸輪並通過端面凸輪互相嚙合形成慢檔凸輪嚙合副；超越離合器的內圈31 和圓環體軸向外錐套14的端面凸輪嚙合線展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相同；如圖所示，超越離合器的內圈31的端面凸輪31a，圓環體軸向外錐套14的端面凸輪 14b，端面凸輪14b與端面凸輪31a之間配合形成端面凸輪副，用於傳動；如圖所示，超越離合器的內圈31右端通過平面軸承12軸向限位，左端與圓環體軸向內錐套17右端之間設有平面軸承11，實現較穩定的軸向限位。本實施例中，所述減速齒輪副的從動齒輪2通過傳動架I 25與變速器I a的圓環體軸向內錐套傳動配合，所述傳動架I 25前端固定連接於從動齒輪2，如圖所示，傳動架I 為軸套結構，與從動齒輪2同軸固定連接；從動齒輪2通過第一徑向滾動軸承23支撐於變速器I a的傳動軸，傳動架I 25後端固定連接於變速器I a的圓環體軸向內錐套17，如圖
10所示，為同軸固定連接結構實現傳動；變速器I a的圓環體軸向內錐套外圓通過第二徑向滾動軸承四支撐於變速器I a的變速器箱體3，變速器I a的變速蝶簧位於傳動架I 25與變速器I a的傳動軸外圓之間的空腔內；所述輸入軸8通過傳動架II 2 與變速器II b的圓環體軸向內錐套傳動配合， 如圖所示，傳動架2 為套狀結構且外圓通過徑向滾動軸承42支撐於變速器箱體3a內，可採用花鍵或者其他連接方式與變速器II b的圓環體軸向內錐套傳動配合均可；變速器II b的變速蝶簧位於傳動架II 2 與變速器II b的傳動軸外圓之間的空腔內。結構簡單緊湊，整體性強，大大減小變速器的徑向尺寸；所述傳動軸1與超越離合器的內圈31轉動配合的軸段外圓表面設有潤滑油槽6，潤滑效果好，轉動順暢，利於減小摩擦，節約能源。以上實施例只是本發明的最佳結構，並不是對本發明保護範圍的限定；比如，各個部件的傳動配合方式以及連接關係等等一些技術特徵都可做相應改變，而不影響本發發明目的的實現。下述僅通過一個變速器的傳遞路線來進行說明本實施例的快檔動力傳遞路線變速器I a (動力輸出軸5—圓環體軸向內錐套17—圓環體軸向外錐套14—圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪Ha—傳動軸1的外螺旋凸輪la—傳動軸1)—變速器II b (傳動原理與變速器I a相同)一差速器27;此時超越離合器超越，且阻力傳遞路線傳動軸1 —傳動軸1的外螺旋凸輪Ia — 圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪1 —圓環體軸向外錐套14 —壓縮變速蝶簧觀；傳動軸通過傳動軸1的外螺旋凸輪Ia對圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪1 及圓環體軸向外錐套14施加軸向力並壓縮變速蝶簧28，當行駛阻力加大到一定時，該軸向力變速蝶簧觀，使圓環體軸向內錐套17和圓環體軸向外錐套14分離，動力通過下述路線傳遞，即慢檔動力傳遞路線動力輸出軸5 —圓環體軸向內錐套17 —第一慢檔齒輪20 —慢檔中間軸18 —第二慢檔齒輪19 —超越離合器的外圈15 —超越離合器內圈31 —慢檔凸輪嚙合副一圓環體軸向外錐套14 —圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪Ha —傳動軸1的外螺旋凸輪Ia —傳動軸1。慢檔動力傳遞路線同時還經過下列路線慢檔凸輪嚙合副一圓環體軸向外錐套 14 —壓縮變速蝶簧28，防止慢檔傳動過程中出現壓縮變速蝶簧觀往復壓縮，從而防止圓環體軸向內錐套17和圓環體軸向外錐套14貼合。上述傳遞路線僅寫明一個變速器的傳遞路線，由於變速器I a和變速器II b的傳動原理相同，因此上述傳遞路線表明了變速器I a和變速器II b的動力和阻力傳遞方式， 並且變速器I a和變速器II b快檔和慢檔之間根據阻力情況進行組合，通過調整變速器I a的變速蝶簧和變速器II b的變速蝶簧，達到多檔自動變速的效果，使得換檔過程更為順暢，對重載下的阻力適應性更強。有上述傳遞路線可以看出，本發明在運行時，圓環體軸向內錐套17的內錐面與圓環體軸向外錐套14的外錐面在變速蝶簧觀作用下緊密貼合，形成一個保持一定壓力的自動變速機構，並且可以通過增加變速墊圈21的軸向厚度來調整離合器嚙合所需壓力，達到傳動目的，此時，動力輸出軸5帶動圓環體軸向內錐套17、圓環體軸向外錐套14，使傳動軸1順時針轉動，從而使差速器27逆時針旋轉；此時兩個變速器的慢檔超越離合器處於超越狀態。機動車啟動時阻力大於驅動力，根據阻力情況，可以是變速器I a或/和變速器II b中阻力迫使傳動軸1逆時針轉動一定角度，在傳動軸1的外螺旋凸輪Ia的作用下，圓環體軸向外錐套14壓縮變速蝶簧觀；圓環體軸向外錐套14和圓環體軸向內錐套17分離，同步，慢檔超越離合器嚙合，傳動電機轉子帶動圓環體軸向內錐套17、第一慢檔齒輪20、慢檔中間軸18、第二慢檔齒輪19、超越離合器的外圈15、內圈31、慢檔凸輪嚙合副、圓環體軸向外錐套14、傳動軸1，使差速器27以慢檔速度傳動；因此，自動實現了低速檔起動，縮短了起動時間，減少了起動力。與此同時，變速蝶簧觀吸收運動阻力矩能量，為恢復快檔檔位傳遞動力蓄備勢能。啟動成功後，行駛阻力減少，當分力減少到小於變速蝶簧觀所產生的壓力時，因被運動阻力壓縮而產生變速蝶簧觀壓力迅速釋放推動下，完成圓環體軸向外錐套14的外錐面和圓環體軸向內錐套17的內錐面恢復緊密貼合狀態，變速器I a或/和變速器II b 的慢檔超越離合器處於超越狀態。行駛過程中，隨著運動阻力的變化自動換檔原理同上，在不需要剪斷驅動力的情況下實現變檔，使整個機車運行平穩，安全低耗，而且傳遞路線簡單化，提高傳動效率。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於包括設置於車架上的變速器I、變速器II和動力裝置，所述變速器I和變速器II依次串聯並將動力輸出，所述動力裝置設有轉動動力輸出端並將動力輸入變速器I ；變速器I和變速器II均包括變速器箱體、傳動軸、慢檔傳動機構和設置在傳動軸上的機械智能化自適應變速總成，所述傳動軸與變速器箱體轉動配合；機械智能化自適應變速總成包括圓環體軸向外錐套、圓環體軸向內錐套和變速彈性元件；圓環體軸向內錐套內圓為軸向錐面，圓環體軸向外錐套外圓為軸向錐面，圓環體軸向內錐套以錐面互相配合的方式套在圓環體軸向外錐套外圓周；所述圓環體軸向外錐套外套於傳動軸且內圓設有內螺旋凸輪，傳動軸設有與內螺旋凸輪相配合的外螺旋凸輪形成螺旋凸輪副；變速彈性元件對圓環體軸向外錐套施加使其外錐面與圓環體軸向內錐套的內錐面貼合傳動的預緊力；所述傳動軸動力輸出時，螺旋凸輪副對圓環體軸向外錐套施加與彈性元件預緊力相反的軸向分力；所述慢檔傳動機構包括超越離合器和中間減速傳動機構，所述超越離合器的內圈在傳動軸的動力輸出旋轉方向與外圈之間超越，所述圓環體軸向內錐套通過中間減速傳動機構與超越離合器的外圈傳動配合，所述超越離合器的內圈轉動配合外套於傳動軸，所述超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套之間通過慢檔凸輪嚙合副將慢檔動力由超越離合器的內圈傳遞至圓環體軸向外錐套；所述變速器I的圓環體軸向內錐套與動力裝置的轉動動力輸出部件在圓周方向傳動配合，變速器I的傳動軸與變速器II的傳動軸傳動配合，所述變速器II的傳動軸的動力輸出端傳動連接有差速器。
2.根據權利要求1所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述超越離合器為彈片式超越離合器，包括滾柱和保持架，超越離合器的外圈和內圈之間形成用於與滾柱嚙合或分離的嚙合槽；所述保持架包括支撐片、支撐柱和簧片，所述支撐柱與滾柱一一對應，所述支撐片在圓周方向固定配合設置於支撐柱且於支撐片和支撐柱外表面之間形成插槽，所述簧片設有嵌入插槽的嵌合部，簧片延伸出插槽沿嚙合槽的嚙合方向對滾柱施加預緊力，所述插槽設有簧片由於對滾柱施加預緊力所產生彈性變形的變形餘量。
3.根據權利要求2所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述嵌合部設有承壓部，所述支撐片設有對承壓部施加使嵌合部嵌入插槽的壓力並限制嵌合部從插槽脫出的壓合部。
4.根據權利要求3所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述承壓部為一體成型於嵌合部並向外延伸的彈片結構，承壓部向壓合部折彎形成承壓段， 壓合部向承壓部折彎形成疊合於承壓段外表面並對承壓段施加壓力的壓合段。
5.根據權利要求4所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述中間減速傳動機構包括慢檔中間軸、設置於慢檔中間軸與其傳動配合的第一慢檔齒輪和第二慢檔齒輪，所述圓環體軸向內錐套設有外齒圈並與第一慢檔齒輪嚙合傳動，第二慢檔齒輪與超越離合器的外圈嚙合傳動。
6.根據權利要求5所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述變速彈性元件為外套於傳動軸的變速蝶簧，所述變速蝶簧與超越離合器的內圈分列於圓環體軸向外錐套的軸向兩側，變速蝶簧通過滑動配合外套於傳動軸的變速墊圈頂住圓環體軸向外錐套一軸向端部，圓環體軸向外錐套另一軸向端部與超越離合器的內圈通過端面凸輪副傳動配合。
7.根據權利要求6所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述變速器II的變速器箱體位於動力輸入端設有端蓋，與端蓋轉動配合設有輸入軸，所述輸入軸一端與變速器I的傳動軸傳動配合，另一端與變速器II的圓環體軸向內錐套傳動配合；輸入軸設有供變速器II的傳動軸同軸伸入並轉動配合的軸承座腔。
8.根據權利要求7所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述動力裝置為電機，所述電機外殼集成於變速器I的變速器箱體，電機的動力輸出軸轉動配合延伸入變速器I的變速器箱體並與變速器I的圓環體軸向內錐套通過減速齒輪副在圓周方向傳動配合；所述差速器位於差速器箱體內，所述差速器箱體集成於變速器II的變速器箱體，所述變速器II的傳動軸的動力輸出端與差速器的動力輸入端傳動配合。
9.根據權利要求8所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述變速器I位於變速器II的前側，變速蝶簧設置在圓環體軸向外錐套的前側，超越離合器位於圓環體軸向外錐套後側；所述圓環體軸向外錐套的內螺旋凸輪和傳動軸的外螺旋凸輪的展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相反；所述超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套分別設置端面凸輪並通過端面凸輪互相嚙合形成慢檔凸輪嚙合副；超越離合器的內圈和圓環體軸向外錐套的端面凸輪嚙合線展開方向由前向後與傳動軸動力輸出旋轉方向相同。
10.根據權利要求9所述的機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，其特徵在於所述減速齒輪副的從動齒輪通過傳動架I與變速器I的圓環體軸向內錐套傳動配合，所述傳動架I前端固定連接於從動齒輪，從動齒輪通過第一徑向滾動軸承支撐於變速器I的傳動軸，傳動架I後端固定連接於變速器I的圓環體軸向內錐套，變速器I的圓環體軸向內錐套外圓通過第二徑向滾動軸承支撐於變速器I的變速器箱體，變速器I的變速蝶簧位於傳動架I與變速器I的傳動軸外圓之間的空腔內；所述輸入軸通過傳動架II與變速器II的圓環體軸向內錐套傳動配合；變速器II的變速蝶簧位於傳動架II與變速器II的傳動軸外圓之間的空腔內；所述傳動軸與超越離合器的內圈轉動配合的軸段外圓表面設有潤滑油槽。
全文摘要
本發明公開了一種機械智能化自適應雙自動變速器驅動總成，包括設置於車架上的變速器I、變速器II和動力裝置，所述變速器I和變速器II依次串聯並將動力輸出，動力裝置設有轉動動力輸出端並將動力輸入變速器I，本發明具有現有凸輪自適應自動變速裝置的全部優點，且採用螺旋凸輪副的傳動結構，進一步減小機構的徑向尺寸從而減小體積，使用壽命具有較大提高；並且螺旋結構傳動平穩，受力均勻，具有無可比擬的穩定性和順滑性，進一步提高工作效率，具有更好的節能降耗效果，較大的控制車輛排放，更適用於純電動汽車和三輪車使用，大大提高車輛的動力性、經濟性、駕駛安全性和舒適性。
文檔編號B60K17/06GK102555789SQ20121001902
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者薛榮生, 黃敦新 申請人:西南大學