電動汽車自動變速箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車變速箱裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用降速機構(gòu)驅(qū)動換擋的電動汽車自動變速箱。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)汽車工業(yè)日益增長，車輛保有量不斷增加，隨之而來的空氣質(zhì)量下降、環(huán)境污染等問題日漸加劇，電動汽車作為一種清潔能源的交通工具，如今越來越被人們接受和重視。傳統(tǒng)的電動汽車都是采用直流電機與一個定速比的齒輪箱連接，依靠直流電機的調(diào)速來控制車輛的行駛速度，由于電機力矩特性的固有限制，這一類的電動汽車往往表現(xiàn)在低速時扭力不足，在坡道、坑洼路面啟動困難。隨之而來，出現(xiàn)了適用于電動汽車的兩檔變速箱，通過減速比不同的兩個檔位來調(diào)節(jié)輸出動力和轉(zhuǎn)速，使電動車在低速或爬坡時自動轉(zhuǎn)換到較大速比的檔位，以獲得較大的輸出扭矩，在車輛行駛達到一定速度時，自動轉(zhuǎn)換到較小速比的檔位，以獲得較高的輸出轉(zhuǎn)速，從而使電動汽車在低速和高速時都有理想的表現(xiàn)。如現(xiàn)有的專利公開了一種電動汽車的兩檔自動變速箱，就是通過兩檔變速實現(xiàn)了調(diào)節(jié)電動汽車動力輸出的問題，但是，該變速箱采用具有換檔槽的凸槽軸通過換檔控制電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)進行換檔，由于控制電機轉(zhuǎn)速非常高，而換檔時凸槽軸只需要轉(zhuǎn)動很小的一個轉(zhuǎn)角度數(shù)，在實際應(yīng)用中，控制電機的轉(zhuǎn)速難以控制，其換檔速度難以切合實際，不容易實現(xiàn)，同時，還存在容易脫檔的缺陷，難以在實際產(chǎn)品中廣泛推廣使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用降速機構(gòu)驅(qū)動換擋，使換檔速度容易控制、更加切合實際應(yīng)用，同時，有效避免脫檔現(xiàn)象發(fā)生的電動汽車自動變速箱。方便實用地使車輛在低速行駛時，自動轉(zhuǎn)換到較大速比的檔位，以獲得較大的輸出扭矩，在車輛行駛達到一定速度時，自動轉(zhuǎn)換到較小速比的檔位，以獲得較高的輸出轉(zhuǎn)速。
[0004]為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:該變速箱包括變速箱殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)由動力電機驅(qū)動的動力輸入軸、由伺服電機驅(qū)動的換檔動力軸、以及輸出軸，所述動力輸入軸上通過軸承設(shè)置有一檔小齒輪、二檔小齒輪和位于兩齒輪間的同步器，所述換檔動力軸通過行星升降機構(gòu)和設(shè)置在行星升降機構(gòu)上的換檔撥叉與同步器連接，所述行星升降機構(gòu)包括行星機構(gòu)和螺旋升降機構(gòu)，所述行星機構(gòu)包括設(shè)置在換檔動力軸上的太陽輪，該太陽輪上嚙合有同時與設(shè)置在殼體內(nèi)壁上的內(nèi)齒圈相嚙合的多個行星輪，多個行星輪共同固定在一與換檔動力軸在同一軸線上的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置螺旋升降機構(gòu)，螺旋升降機構(gòu)上設(shè)置與所述同步器連接的換擋撥叉。
[0005]所述行星機構(gòu)可以替換為蝸輪蝸桿機構(gòu)，包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸頂部的蝸輪，該蝸輪與設(shè)置在換檔動力軸上的蝸桿嚙合。
[0006]所述行星機構(gòu)還可以替換為平行齒輪結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸頂部的較大齒輪，該齒輪與設(shè)置在換檔動力軸上的較小齒輪嚙合。
[0007]所述螺旋升降機構(gòu)包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上且具有內(nèi)螺紋的螺旋套，螺旋套內(nèi)螺紋連接有升降桿，所述換檔撥叉設(shè)置在該升降桿上，升降桿的自由端插置在設(shè)置在殼體內(nèi)壁的導(dǎo)向套內(nèi)。
[0008]所述升降桿上設(shè)置有定位凹槽，所述導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)置槽孔，槽孔內(nèi)設(shè)置有彈簧和定位鋼珠，彈簧彈壓定位鋼珠在定位凹槽內(nèi)，實現(xiàn)對升降桿的定位，避免脫檔情況的發(fā)生。
[0009]所述同步器包括通過花鍵設(shè)置動力輸入軸且可沿動力輸入軸軸向滑動的同步滑環(huán)，同步滑環(huán)兩側(cè)與一檔小齒輪、二檔小齒輪間分別依次設(shè)置有同步環(huán)和同步齒輪，同時同步滑環(huán)的外圓周壁上設(shè)置有容置所述換檔撥叉的環(huán)形槽。
[0010]所述動力輸入軸通過中間傳動軸與所述輸出軸傳動連接，中間傳動軸通過軸承平行于動力輸入軸設(shè)置在殼體內(nèi)，并通過設(shè)置在其上的一檔大齒輪、二檔大齒輪與動力輸入軸上的一檔小齒輪、二檔小齒輪嚙合，中間傳動軸的一檔大齒輪和二檔大齒輪中間設(shè)置二級主動齒輪，通過與設(shè)置在輸出軸上的二級被動齒輪嚙合實現(xiàn)動力輸出。
[0011]所述輸出軸上設(shè)置有差速器，所述二級被動齒輪設(shè)置在所述差速器上。
[0012]采用本實用新型的變速箱，具有以下有益效果:
[0013]I)通過伺服電機驅(qū)動和行星升降機構(gòu)進行換檔控制，伺服電機根據(jù)車輛控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號通過換檔動力軸輸出換檔動力，自動進行檔位調(diào)整，由于伺服電機的轉(zhuǎn)速非常高，通過行星機構(gòu)進行有效降速，行星輪在內(nèi)齒圈上行進一周，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一周，同時，配以螺旋升降機構(gòu)，帶動升降桿位移一定的距離，從而有效地將升降桿的位移速度降低到切合實際的換檔速度，使換檔速度更加切合操作人員的實際操作速度，使換檔更加容易控制，減少和避免對操作人員造成不適和齒輪嚙合度差、磨損嚴重等情況的發(fā)生。同時，可有效地降低伺服電機功率需求，采用較小功率的伺服電機即可實現(xiàn)換檔動力需求，降低生產(chǎn)成本。
[0014]2)通過在升降桿設(shè)置定位凹槽，并配以彈簧彈壓的定位鋼珠，實現(xiàn)對升降桿的定位，保障在換檔過程中檔位的穩(wěn)定可靠性，避免脫檔情況的發(fā)生，也便于保障換檔過程中同步器與一檔小齒輪和二檔中齒輪的可靠配合，避免同步過程中，齒輪配合間距較大或嚙合部較小，造成齒輪損壞或磨損嚴重等情況的發(fā)生，提高變速箱壽命。
[0015]3)同步滑環(huán)通過銅制件的同步環(huán)與同步齒輪間斜面配合，換檔過程中，同步滑環(huán)推壓同步環(huán)，帶動同步齒輪和一或二檔小齒輪逐漸實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn)，達到同步轉(zhuǎn)速后，同步滑環(huán)繼續(xù)向前滑動，實現(xiàn)與同步齒輪的穩(wěn)定可靠連接，同步運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)檔位平穩(wěn)順暢轉(zhuǎn)換。
[0016]4)動力輸入軸通過中間傳動軸與所述輸出軸傳動連接，便于通過中間傳動軸進一步降速增矩，同時，中間傳動軸的二級主動齒輪設(shè)置在一檔大齒輪和二檔大齒輪中間，使其受到的輸出阻力作用于中間部位，使中間傳動軸的整體受力更加均勻，也使一檔小齒輪與一檔大齒輪、以及二檔小齒輪與二檔大齒輪間的作用力均勻一致，使整個機構(gòu)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、阻力小，使齒輪磨損小，延長使用壽命。通過在輸出軸上設(shè)置差速器，可直接使用于后驅(qū)電動車，無需另設(shè)差速裝置。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示:
[0022]實施例一
[0023]一種電動汽車自動變速箱，該變速箱包括變速箱殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)由動力電機9驅(qū)動的動力輸入軸8、由伺服電機I驅(qū)動的換檔動力軸16、以及輸出軸，所述動力輸入軸8上通過軸承設(shè)置有一檔小齒輪15、二檔小齒輪6和位于兩齒輪間的同步器，所述換檔動力軸16通過行星升降機構(gòu)和設(shè)置在行星升降機構(gòu)上的換檔撥叉3與同步器連接，所述行星升降機構(gòu)包括行星機構(gòu)和螺旋升降機構(gòu)，所述行星機構(gòu)包括設(shè)置在換檔動力軸16上的太陽輪17，該太陽輪17上嚙合有同時與設(shè)置在殼體內(nèi)壁上的內(nèi)齒圈2相嚙合的至少3個行星輪18，以保障行星輪18和太陽輪17在同一平面穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)運動，每個行星輪18均通過銷軸固定在一與換檔動力軸16在同一軸線上的轉(zhuǎn)軸19 一端，轉(zhuǎn)軸19上設(shè)置螺旋升降機構(gòu)，螺旋升降機構(gòu)包括通過銷釘固定在轉(zhuǎn)軸19上與轉(zhuǎn)軸19同步轉(zhuǎn)動且具有內(nèi)螺紋的螺旋套20，螺旋套20內(nèi)螺紋連接有升降桿21，或者在轉(zhuǎn)軸19上設(shè)置外螺紋，在升降桿12上設(shè)置螺旋套20，螺旋套20套設(shè)在轉(zhuǎn)軸19上也可，所述換檔撥叉3設(shè)置在該升降桿21上，升降桿21的自由端插置在設(shè)置在殼體內(nèi)壁的導(dǎo)向套22內(nèi)。伺服電機驅(qū)動換檔動力軸16和太陽輪17轉(zhuǎn)動，行星輪18在太陽輪17和內(nèi)齒圈2的共同作用下，一方面自轉(zhuǎn)，并同時沿太陽輪17公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)的過程中帶動轉(zhuǎn)軸19轉(zhuǎn)動，公轉(zhuǎn)一周帶動轉(zhuǎn)軸19旋轉(zhuǎn)一周，同時，轉(zhuǎn)軸19帶動螺旋套20旋轉(zhuǎn)一周，實現(xiàn)升降桿21平穩(wěn)位移一定的距離，換檔時，根據(jù)換檔撥叉3位移距離確定伺服電機I的轉(zhuǎn)數(shù)，從而準確控制升降桿21在換檔時的位移量。
[0024]所述升降桿21上設(shè)置有定位凹槽，所述導(dǎo)向套22內(nèi)設(shè)置槽孔，槽孔內(nèi)設(shè)置有彈簧和定位鋼珠23，彈簧彈壓定位鋼珠23在定位凹槽內(nèi)，實現(xiàn)對升降桿21的定位，使升降桿21保持在需要的檔位，避免脫檔情況的發(fā)生。
[0025]實施例二
[0026]本實施例與實施例一的區(qū)別之處在于:所述同步器包括通過花鍵設(shè)置動力輸入軸8上且可沿動力輸入軸8軸向滑動的同步滑環(huán)13，同步滑環(huán)13兩側(cè)與一檔小齒輪15、二檔小齒輪6間分別依次設(shè)置有同步環(huán)4和同步齒輪5，同時同步滑環(huán)13的外圓周壁上設(shè)置有容置所述換檔撥叉3的環(huán)形槽。所述同步環(huán)4為銅制件，且與同步齒輪5間斜面接觸。在換檔過程中，升降桿21位移，帶動換檔撥叉3撥動同步滑環(huán)13沿動力輸入軸8的軸向移動，在撥動的過程中，同步滑環(huán)13逐漸推壓同步環(huán)4和同步齒輪5，使同步環(huán)4與同步齒輪5間的壓力逐漸增大，逐漸帶動同步齒輪5與同步滑環(huán)13及動力輸入軸8同步轉(zhuǎn)動，使同步滑環(huán)13、同步環(huán)4和同步齒輪5間相對靜止，位置固定，從而使同步滑環(huán)13進一步運動，實