直驱换挡装置、变速器和车辆

文档序号:300634 发布日期:2021-11-26 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 直驱换挡装置、变速器和车辆 (Direct-drive gear shifting device, transmission and vehicle ) 是由 苏倩 唐亚卓 于 2021-09-28 设计创作,主要内容包括:本发明属于变速器技术领域,本发明提供了一种直驱换挡装置、变速器和车辆。本发明的直驱换挡装置,包括换挡拨叉,设置有拨动件,所述拨动件与所述换挡拨叉转动连接;换挡驱动电机,用于产生并输出驱动所述换挡拨叉转动的动力;转接轴,沿其轴向方向的一端与所述换挡驱动电机连接,相对的另一端与所述换挡拨叉连接;定位轴,在换挡拨叉远离转接轴的一端与换挡拨叉转动连接,所述定位轴与所述转接轴的轴线重合;所述换挡驱动电机通过驱动所述转接轴转动以带动所述换挡拨叉转动,所述拨动件在换挡拨叉带动下移动至与同步器接触的位置,并相对换挡拨叉转动至与同步器的表面贴合的角度。本发明换挡驱动过程简单,换挡效率高。(The invention belongs to the technical field of transmissions, and provides a direct-drive gear shifting device, a transmission and a vehicle. The direct-drive gear shifting device comprises a gear shifting fork, wherein a shifting piece is arranged on the gear shifting fork, and the shifting piece is rotationally connected with the gear shifting fork; the gear shifting driving motor is used for generating and outputting power for driving the gear shifting fork to rotate; the gear shifting driving motor is connected with the gear shifting fork; the positioning shaft is rotatably connected with the gear shifting fork at one end of the gear shifting fork, which is far away from the adapter shaft, and the positioning shaft is superposed with the axis of the adapter shaft; the gear shifting driving motor drives the adapter shaft to rotate so as to drive the gear shifting fork to rotate, the shifting piece moves to the position contacted with the synchronizer under the driving of the gear shifting fork, and the gear shifting fork rotates to the angle attached to the surface of the synchronizer relatively. The invention has simple gear-shifting driving process and high gear-shifting efficiency.)

直驱换挡装置、变速器和车辆

技术领域

本发明属于变速器技术领域,具体是一种直驱换挡装置、变速器和车辆。

背景技术

随着汽车在人们生活中的普及,在人们出行和工作中已经成为不可或缺的重要工具。传统燃油汽车为适应发动机需求,多数配置的是多档位变速器,新能源汽车为提升续航能力也逐渐向多档位变速器发展。目前的挂挡装置常常采用同步器与挡位齿轮结合的方式进行挂挡,由于同步器挂挡部件的挂挡动作是沿直线方向移动,而挂挡用的驱动电机输出的是旋转运动,因此需要一套传动转换机构将电机的旋转运动转换成直线运动后驱动换挡拨叉沿直线方向推动同步器挂挡。但是采用前述方式换挡驱动的过程复杂,降低了换挡效率和可靠性。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种直驱换挡装置、车辆传动系统和车辆用以解决现有的技术中设置传动转换机构造成换挡驱动过程复杂,换挡效率低的技术问题。

本发明采用的技术方案是:

第一方面,本发明提供一种直驱换挡装置,包括:

换挡拨叉,设置有拨动件,所述拨动件与所述换挡拨叉转动连接;

换挡驱动电机,用于产生并输出驱动所述换挡拨叉转动的动力;

转接轴,沿其轴向方向的一端与所述换挡驱动电机连接,相对的另一端与所述换挡拨叉连接;

定位轴,在换挡拨叉远离转接轴的一端与换挡拨叉转动连接,所述定位轴与所述转接轴的轴线重合;

所述换挡驱动电机通过驱动所述转接轴转动以带动所述换挡拨叉转动,所述拨动件在换挡拨叉带动下移动至与同步器接触的位置,并相对换挡拨叉转动至与同步器的表面贴合的角度。

优选地,所述转接轴的轴线与同步器的轴线相互垂直。

优选地,所述换挡驱动电机输出轴朝向所述转接轴的一端设置有截面为扁方形的第一连接部,所述转接轴朝向驱动电输出轴的一端设置有与所述第一连接部相匹配的截面为扁方形的第一连接孔,所述换挡驱动电机输出轴和所述转接轴通过第一连接部和第一连接孔扁方配合。

优选地,所述转接轴包括连接柱和圆盘形的定位部,所述定位部位于转接轴朝向所述换挡驱动电机输出轴的一端,所述定位部的直径大于所述连接柱的直径。

优选地,所述转接轴朝向换挡拨叉的一端设置有截面为扁方形的第二连接部,所述换挡拨叉朝向所述转接轴的一端设置有与所述第二连接部相匹配的截面扁方形的第二连接孔,所述转接轴和所述换挡拨叉通过第二连接部和第二连接孔扁方配合。

优选地,所述换挡拨叉包括主体部分和两个拨爪,所述主体部分沿第一轴向方向的两端分别与所述转接轴和所述定位轴连接,所述第一轴向方向为转接轴的轴向方向,所述两个拨爪由主体部分分别延伸至同步器的径向方向的两端,所述拨动件设置在所述拨爪的自由端。

优选地,所述换挡拨叉上设置有铆接孔,所述拨动件上设置有第四连接部、抵接部和铆接部,所述第四连接部穿过所述铆接孔,所述铆接部位于铆接孔远离所述同步器的一侧,所述抵接部位于铆接孔靠近所述同步器的一侧,所述抵接部用于在换挡拨叉拨动同步器挂挡时与同步器抵接。

优选地,所述换挡拨叉朝向所述同步器的一侧形成有弧形的半包围结构。

第二方面,本发明提供一种变速器,包括第一方面所述的直驱换挡装置。

第三方面,本发明提供一种车辆,包括第一方面所述的直驱换挡装置。

有益效果:本发明的直驱换挡装置、变速器和车辆利用换挡驱动电机通过转接轴直接驱动换挡拨叉转动来推动同步器挂挡,省去了将换挡驱动电机输出的旋转运动转换成直线运动的转换过程和转换机构,使驱动换挡拨叉换挡的过程更加地简单可靠,提高了换挡效率节约了成本。本实发明利用设置在换挡拨叉两端的转接轴和定位轴作为换挡拨叉转动的支撑和限位,是换挡拨叉可以在换挡确定电机的带动下沿设定的轴向稳定的转动,同时利用与换挡拨叉转动连接的拨动件来拨动同步器,拨动件在换挡拨叉带动下将同步器推动至挂挡位置,由于拨动件可以相对换挡拨叉转动,因此拨动件可以在推动同步器的过程中与同步器表面很好的贴合,从而准确可靠地将同步器推动至挂挡位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,这些均在本发明的保护范围内。

图1为本发明的直驱换挡装置的三维结构图;

图2为本发明的转接轴的三维结构图;

图3为本发明的换挡拨叉的三维结构图;

图4为本发明的可使转动带随同步器转动的结构的俯视图;

图5为本发明的本发明的可使转动带随同步器转动的结构的侧视图;

图6为本发明的四个转动件的位置关系图;

图7为本发明的传动法兰的三维结构图;

图8为本发明的传动法兰的另一个视角的三维结构图;

图9为本发明的传动法兰用于和传动轴连接的结构的三维视图;

图10为本发明的传动法兰的侧视图;

图11为本发明的传动法兰的主视图;

图12为本发明的三组子传动结构组断开设置的结构示意图

图13为本发明的传动法兰的两组子传动结构在周向方向上错开设置的结构示意图;

附图标记说明:

换挡驱动电机1、转接轴2、定位部21、第一连接孔22、连接柱23、第二连接部24、换挡拨叉3、主体部分31、拨动件32、第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323、第四转动件324、拨动件325、转动带326、抵接部33、铆接部34、拨爪35、转接轴4、定位轴5、同步器6;

法兰主体410、第一连接部411、第二连接部412、限位孔4121、止口4122、第一传动结构420、第一连接结构430、第二传动结构440、第一子传动结构组441、第二子传动结构组442、第三子传动结构组443、第四子传动结构组444、第五子传动结构组445。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突,本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。

车辆是一种常用的交通工具,主要由动力系统、传动系统、车身、底盘等组成。其中传动系统又包括了变速器、传动轴、差速器等。车辆行驶时动力系统的动力传动给变速器,变速器将动力系统的动力进行转换后输出具有合适的扭矩和转速的动力,转换后的动力再传递给传动轴,传动轴将动力传动给差速器后,由差速器将动力分别传递给两侧的车轮,转换后的动力也可以之间传递给差速器。为了实现驻车和换挡,变速器还设置有换挡装置和驻车装置。为了给变速器、差速器等装置润滑,还为变速器、差速器等装置配置了润滑系统。

实施例1

如图1所示,本实施例提供了一种直驱换挡装置,所述直驱换挡装置包括换挡拨叉3、换挡驱动电机1、转接轴42和定位轴5。

其中换挡拨叉3上设置有拨动件32,所述拨动件32与所述换挡拨叉3转动连接;前述转动连接是指拨动件32与换挡拨叉3连接后可以相对换挡拨叉3转动的连接方式。在本实施例中,拨动件32可以通过铆接的方式与换挡拨叉3转动连接。采用铆接时,所述换挡拨叉3上设置有铆接孔,所述拨动件32上设置有第四连接部、抵接部33和铆接部34,所述第四连接部穿过所述铆接孔,所述铆接部34位于铆接孔远离所述同步器6的一侧,所述抵接部33位于铆接孔靠近所述同步器6的一侧,所述抵接部33用于在换挡拨叉3拨动同步器6挂挡时与同步器6抵接。拨动件32和换挡拨叉3铆接时先将第四连接部从铆接孔靠近同步器6的一端穿入铆接孔中,并使铆接部34露出铆接孔外。

其中换挡驱动电机1用于产生并输出驱动所述换挡拨叉3转动的动力;换挡驱动电机1安装在变速器的箱体上,换挡驱动电机1的输出轴输出旋转运动。

其中转接轴42沿其轴向方向的一端与所述驱动器连接,相对的另一端与所述换挡拨叉3连接;

作为转接轴42与换挡驱动电机1的其中一种连接方式,在本实施例中所述换挡驱动电机1输出轴朝向所述转接轴42的一端设置有截面为扁方形的第一连接部,所述转接轴42朝向驱动电输出轴的一端设置有与所述第一连接部相匹配的截面扁方形的第一连接孔22,所述换挡驱动电机1输出轴和所述转接轴42通过第一连接部和第一连接孔22扁方配合。所述扁方形是指邻边长度不相等的长方形,即长度和宽度不相等的长方形。

采用前述连接方式,转接轴42和换挡驱动电机1在装配时将转接轴42上的第一连接孔22对准换挡驱动电机1输出轴上的第一连接部,将第一连接部套入第一连接孔22中。由于第一连接部的截面和第一连接孔22的截面均为形状和尺寸相互匹配的长方形,因此当驱动电机的输出轴转动时,扁方形的第一连接部的四个外壁可以对第一连接孔22的四个内壁施加作用力形成可以带动转接轴42一起转动的扭矩。采用前述连接结构可以提高转接轴42所能传递的扭矩。由于第一连接部和第一连接孔22连接时第一连接部的外壁和第一连接孔22的内壁之间相互贴合较紧,为了便于快速装配,本实施例还在第一连接部朝向第一连接孔22的端部设置倒角,并使该端部的尺寸小于第一连接孔22的尺寸,这样在装配时该端部更容易进入到第一连接孔22中。

作为转接轴42与换挡驱动电机1的另一种连接方式,在本实施例中所述换挡驱动电机1输出轴朝向所述转接轴42的一端设置有截面为扁方形的第一连接孔22,所述转接轴42朝向驱动电输出轴的一端设置有与所述第一孔相匹配的截面扁方形的第一连接部,所述换挡驱动电机1输出轴和所述转接轴42通过第一连接部和第一连接孔22扁方配合。

作为转接轴42和换挡拨叉3连接的其中一种方式,在本实施例中,所述转接轴42朝向换挡拨叉3的一端设置有截面为扁方形的第二连接部24,所述换挡拨叉3朝向所述转接轴42的一端设置有与所述第二连接部24相匹配的截面扁方形的第二连接孔,所述转接轴42和所述换挡拨叉3通过第二连接部24和第二连接孔扁方配合。

采用前述连接方式,转接轴42和换挡拨叉3在装配时将转接轴42上的第二连接部24对准换挡拨叉3上的第二连接孔,将第二连接部24套入第二连接孔中。由于第二连接部24的截面和第二连接孔的截面均为形状和尺寸相互匹配的长方形,因此当转接轴42转动时,扁方形的第二连接部24的四个外壁可以对第二连接孔的四个内壁施加作用力形成可以带动换挡拨叉3一起转动的扭矩。采用前述连接结构可以提高换挡拨叉3所能传递的扭矩。由于第二连接部24和第二连接孔连接时第二连接部24的外壁和第二连接孔的内壁之间相互贴合较紧,为了便于快速装配,本实施例还在第二连接部24朝向第二连接孔的端部设置倒角,并使该端部的尺寸小于第二连接孔的尺寸,这样在装配时该端部更容易进入到第一连接孔22中。

在本实施例中,所述定位轴5在换挡拨叉3远离转接轴42的一端与换挡拨叉3转动连接,所述定位轴5与所述转接轴42的轴线重合;

前述转动连接是指换挡拨叉3和定位轴5连接后可以相对定位轴5转动的连接方式。在转接轴42的轴向方向上,定位轴5和转接轴42分别位于换挡拨叉3的两端。采用前述方式一方面可以从两端对换挡拨叉3进行定位,另一方面换挡拨叉3可以绕定位轴5和转接轴42共同的轴线转动,从而实现换挡驱动电机1之间驱动换挡拨叉3转动。

所述换挡驱动电机1通过驱动所述转接轴42转动以带动所述换挡拨叉3转动,所述拨动件32在换挡拨叉3带动下移动至与同步器6接触的位置,并相对换挡拨叉3转动至与同步器6的表面贴合的角度。

在本实施例中,换挡驱动电机1转动后带动与其连接的转接轴42一起转动。转接轴42在转动过程中带动与其连接的换挡拨叉3一起转动。换挡拨叉3在转动过程中又带动拨动件32朝同步器6方向移动。当换挡拨叉3件拨动件32带动到与同步器6接触的位置时,换挡拨叉3继续转动,拨动件32在换挡拨叉3和同步器6地共同作用下相对换挡拨叉3转动。以调整与同步器6之间的角度,使拨动件32一边转动一面推动同步器6的挂挡部件朝挂挡的位置移动,并且使拨动件32在挂挡过程中通过转动始终保持在能与同步器6表面很好贴合的角度。

本实施例利用换挡驱动电机1通过转接轴42直接驱动换挡拨叉3转动来推动同步器6挂挡,省去了将换挡驱动电机1输出的旋转运动转换成直线运动的转换过程和转换机构,使驱动换挡拨叉3换挡的过程更加地简单可靠,提高了换挡效率节约了成本。本实施例利用设置在换挡拨叉3两端的转接轴42和定位轴5作为换挡拨叉3转动的支撑和限位,是换挡拨叉3可以在换挡确定电机的带动下沿设定的轴向稳定的转动,同时利用与换挡拨叉3转动连接的拨动件32来拨动同步器6,拨动件32在换挡拨叉3带动下将同步器6推动至挂挡位置,由于拨动件32可以相对换挡拨叉3转动,因此拨动件32可以在推动同步器6的过程中与同步器6表面很好的贴合,从而准确可靠地将同步器6推动至挂挡位置。

作为一种优选的实施方式,在本实施例中,所述转接轴42的轴线与同步器6的轴线相互垂直。前述转接轴42的轴线是指换挡驱动电机1带动转接轴42转动时,转接轴42转动的中心线。前述同步器6的轴线是指同步器6转动时的中心线。由于换挡拨叉3转动的轴线和转接轴42转动的轴线相同,采用前述方式可以使换挡拨叉3在换挡驱动电机1的驱动下迅速靠近同步器6,从而进一步提高换挡效率。

如图2所示,在本实施例中,所述转接轴42包括连接柱23和圆盘形的定位部21,所述定位部21位于转接轴42朝向所述换挡驱动电机1输出轴的一端,所述定位部21的直径大于所述连接柱23的直径。其中定位部21可以与换挡电机输出端进行配合,转接轴42和定位部21装配好后,圆盘形的定位部21与换挡电机输出端的表面贴合以对转接轴42的轴向位置进行限位。前述第一连接孔22可以设置在定位部21所处的一端,由于定位部21的直径大于连接柱23的直径,因此可以增加连接位置的强度,避免由于第一连接孔22造成转接轴42强度减降低。其中连接部为圆柱形,第二连接部24和定位部21则分别位于第二连接部24轴向方向的相对的两端。

如图3所示,作为一种优选的实施方式,在本实施例中,所述换挡拨叉3包括主体部分31和两个拨爪35,所述主体部分31沿第一轴向方向的两端分别与所述转接轴42和所述定位轴5连接,所述第一轴向方向为转接轴42的轴向方向,所述两个拨爪35由主体部分31分别延伸至同步器6的径向方向的两端,所述拨动件32设置在所述拨爪35的自由端,每一个拨爪35对应设置一个拨动件32。采用前述结构,可以利用两个拨动件32同时从同步器6径向方向的两侧来推动同步器6移动,两个拨动件32的连线经过同步器6的回转中心,推动时同步器6不会受到翻转力矩的作用,从而使换挡拨叉3可以更加稳定可靠地将同步器6推送至挂挡的位置。此外所述换挡拨叉3朝向所述同步器6的一侧形成有弧形的半包围结构,采用这样的结构不仅可以使得换挡拨叉3与同步器6之间空隙更少,整体结构更加紧凑,还可以利用换挡拨叉3对同步器6形成保护,使同步器6挂挡的过程不受外界干扰,也方便换挡拨叉3从两侧拨动同步器6。

下面对采用本实施例的直驱换挡装置换挡过程进行说明。

向上换挡:如图1所示,从左朝右看换挡驱动电机1逆时针旋转;动力通过扁方结构传递给转接轴42,转接轴42再通过扁方结构传递到换挡拨叉3;换挡拨叉3叉头向上运动(图1中沿图面向外),带动拨动件32向上运动,拨动件32旋转保证和同步器6平面贴合,拨动同步器6向上挂挡。

向下换挡:如图1所述,从左朝右看换挡电机顺时针旋转;动力通过扁方结构传递给转接轴42,转接轴42在通过扁方结构传递到换挡拨叉3;换挡拨叉3叉头向下运动(图1中沿图面向内),带动拨动件32向下运动,拨动件32旋转保证和同步器6平面贴合,拨动同步器6向下挂挡。

在本实施例中,所述同步器6的周壁上设置有环形的限位槽,所述述换挡拨叉3的端部设置有拨动件325,所述拨动件325通过拨动所述限位槽的侧壁来拨动第一同步器和/或第二同步器4的挂挡部件。

在本实施例中,所述限位槽的宽度大于拨动件325宽度的1.1倍,第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离大于拨动件325和限位槽之间的轴向间隙的2倍,第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离大于拨动件325和限位槽之间的轴向间隙的2倍。采用前述结构,拨动件325插入限位槽中并将同步器的挂挡部件拨动至挂挡位置后,拨动件325的一侧与限位槽的一个侧壁接触,拨动件325的另一侧与限位槽的另一个侧壁之间留有足够的间隙。这样当出现意外小幅振动导致拨动件325与限位槽之间产生相对位移后,拨动件325的另一侧也不会与限位槽的另一个侧壁接触,这样避免了因为意外振动而导致拨动件325拨动限位槽,使挂挡部件从当前的档位脱出,从而使挂挡更加可靠。而正常挂挡时,拨动件325沿轴向方向移动的距离要超过拨动件325和限位槽之间的轴向间隙,因此拨动移动过程中拨动件325的另一侧也可以通过与限位槽的另一个侧壁接触来推动挂挡部件移动。

当拨动件325拨动同步器换挡时,拨动件325与同步器接触,而同步器处于高速转动中,拨动件325和同步器之间产生相对运动,因此拨动件325与同步器之间存在持续性的滑动摩擦,拨动件325和同步器都容易磨损变形,且摩擦产生的热量也会对变速箱产生影响。对此可以在拨动件325上设置可以更换的耐磨件,让耐磨件与同步器接触。当耐磨件磨损到一定程度后再更换新的耐磨件。当是采用这种方式需要拆装变速箱,才能更换耐磨件,因此实际使用过程中十分不方便。

对此可以在换挡拨叉上设置导油槽,并将导油槽的出口设置在拨动件325与同步器接触的表面,润滑油沿导油槽流到拨动件325表面,在拨动件325与同步器之间形成油膜以减小两者之间的摩擦。

此外也可以在拨动件325上设置滚子或者滚针,来减少摩擦,但是由于滚子与同步器接触时为点接触,滚针与同步器接触时为线接触,这两种接触方式的接触面积都很小,容易造成同步器和拨叉受力过于集中。

对此,本实施例采用可以使拨动件325随同步器同步转动结构的来避免摩擦。如4至图6所示,本实施例的第一拨叉32还包括圆柱形的第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324,所述第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324与所述第一拨叉32转动连接,所述第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324的转动轴线的延长线相交于同一交点,所述同一交点位于第一同步器的转动轴线上,所述第一转动件321的转动轴线和所述第二转动件322的转动轴线位于第一平面,所述第三转动件323的转动轴线和所述第四转动件324的转动轴线位于与第一平面不同的第二平面,所述第一平面和第二平面沿第一同步器的轴向方向排布。所述拨动件325为转动带326,所述转动带326的一端依次绕过第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324的外壁后与相对的另一端相接。前述转动带326可以是钢带或者皮带。具体实施时将转动带326绷紧后绕在前述四个转动件的外壁上,并使转动带326首尾相接形成一个环形。所述转动带326展开后为圆弧形。当第一转动件321和第二转动件322之间距离过长时还可以在第一转动件321和第二转动件322之间设置第五转动件,利用第五转动件在中部为转动带326提供支撑;当第三转动件323和第四转动件324之间距离过长时还可以在第一转动件321和第二转动件322之间设置第五转动件,利用第六转动件在中部为转动带326提供支撑。其中第五转动件和第六转动件可以设置多个,其数量可以根据第一转动件321和第二转动件322之间的距离或者第三转动件323和第四转动件324之间的距离来确定。前述各个转动将可以通过表面光滑的转轴与第一拨叉32转动连接。

采用前述结构后,当转动带326随第一拨叉32移动到与同步器接触的位置时,转动带326在同步器的带动下转动,转动带326的转动方向如图8至图10中的箭头方向所示。当转动带326刚与同步器接触的初期,转动带326和同步器之间会有滑动摩擦,当转动带326与同步器转速相同后,转动带326和同步器之间没有相对滑动,不会产生滑动摩擦而导致转动带326和同步器磨损,这时转动带326在同步器的带动下依次绕四个转动件循环转动,而转动带326与同步器接触的方式为面接触,不易出现受力过于集中的情况,且转动带326则始终能与同步器同步转动。

本实施例还提供另外一种解决前述滑动摩擦问题的实施方式。所述第一拨叉32还包括多组转动组件,每组转动组件包括第七转动件、第八转动件和转动带326、所述第七转动件、第八转动件与所述第一拨叉32转动连接,所述转动带326的一端依次绕过第七转动件、第八转动件的外壁后与相对的另一端相接。其中第七转动件、第八转动件的转轴相互平行。所述第八转动件和第九转动件为轴对称设置,其对称轴作为转动组件的对称轴,各组转动组件的对称轴的延长线相较于同一个交点,所述交点位于第一同步器的转动轴线上。

每组转动组件形成一个小的转动单元,每组转动组件的转动带326可以绕四个转动件循环转动。由于转动组件的对称轴的延长线位于第一同步器的转动轴线上,因此当转动带326随第一拨叉32移动到与同步器接触的位置时,各个转组件的转动带326的转动方向与同步器上对应位置的转动方向几乎相同,各个转组件的转动带326的与同步器的滑动摩擦很小。采用前述方式,结构简单,各个转动组件之间可以平行设置,方便安装,既实现了面接触,又减小的滑动摩擦。

实施例2

本实施例提供一种变速器,该变速器包括前述实施例中所述的直驱换挡装置,该变速器可以利用换挡驱动电机1直接驱动换挡拨叉3换挡,换挡过程简单可靠,成本低。

实施例3

本实施例提供一种车辆,该车辆包括第一方面所述的直驱换挡装置,本实施例的车辆可以是传统燃油汽车例如汽油车,柴油车等,也可以是新能源汽车。其中新能源汽车包括但不限于纯电(BEV/EV)车、混合动力(HEV、PHEV和REEV)车、燃料电池车(FCEV)、太阳能电池车。

本实施例的车辆还包括传动系统,所述传动系统包括传动法兰。

如图7所示,该传动法兰主要包括法兰主体410、第一传动结构420、第一连接结构430和第二传动结构440:

其中所述第一传动结构420设置在所述法兰主体410上,所述第一传动结构420用于与变速器输出轴连接并将变速器输出轴的扭矩传递给法兰主体410;

如图8和图10所示,变速器的输出轴通过第一传动结构420与法兰主体410形成连接,当变速器的输出轴转动时,变速器的输出轴的扭矩作用在第一传动结构420上,并通过第一传动结构420带动法兰主体410一同转动,是输出轴的转动和扭矩都传递到法兰主体410上。

其中所述第一连接结构430设置在所述法兰主体410上,所述第一连接结构430用于使法兰主体410与传动轴形成连接;

在本实施例中第一连接结构430至起到连接作用,第一连接结构430通过将法兰主体410与传动轴连接,避免传动轴与法兰主体410松脱。

第二传动结构440,所述第二传动结构440设置在法兰主体410朝向传动轴的一端,所述第二传动结构440用于将法兰主体410的扭矩传递给所述传动轴,并防止扭矩传递至所述第一连接结构430。

当法兰主体410在变速箱输出轴的驱动下转动时,法兰主体410的扭矩通过第二传动结构440传递给所述传动轴。在法兰主体410驱动传动轴转动的过程中,第二传动结构440负责承受传动的扭矩。并且第二传动结构440还用于防止扭矩被传递至第一连接结构430,这样在法兰将扭矩传递给传递轴的过程中,第一连接结构430不会受到扭矩的作用,因此不容易损坏,可以保证第一连接结构430始终能够将法兰主体410和传动轴进行连接,从而提高了法兰连接的安全性,并且可以适少第一连接结构430的数量从而简化结构降低成本。

作为一种优选的实施方式,在本实施例中,所述第二传动结构440为矩形齿,所述矩形齿设置在法兰主体410与传动轴连接的端面上,所述法兰主体410上的矩形齿用于与所述传动轴上的矩形齿配合传递扭矩。

其中矩形齿为长条形,矩形齿的截面为矩形。在本实施例中,传动轴上可以设置与法兰主体410上的矩形齿向配合的矩形齿。法兰主体410与传动轴安装连接后,法兰主体410的端面与传动轴配合,法兰主体410上的矩形齿与传动轴上的矩形齿嵌合在一起。当法兰主体410转动时,法兰主体410上的矩形齿与其相邻的传动轴上的矩形齿相接触,法兰主体410上的矩形齿推动与其相邻的传动轴上的矩形齿,使所述传动轴与所述法兰主体410一起转动。可以直接通过铣削直接在法兰主体410的端面加工出矩形齿。为了在实现矩形齿承受扭矩的同时,使法兰结构更加简单,所述矩形齿由相邻的两条齿槽形成,所述齿槽由法兰主体410端面朝远离传动轴的方向凹陷形成。采用前述结构来形成矩形齿可以使矩形齿的顶部与法兰主体410的端面平齐,因此不会占用多余的空间,并且只需要在原有法兰主体410直接去除材料形成齿槽即可。这样形成的矩形齿与法兰主体410为一体式结构,对原来的法兰主体410影响小。整体结构简单,承载能力强。

在本实施例中,所述第一连接结构430通过第一连接件与所述传动轴连接;在法兰转动方向上,所述第一连接件与所述第一连接结构430之间的配合间隙大于所述法兰主体410上的矩形齿和所述传动轴上的矩形齿之间的配合间隙。

由于在法兰转动方向上,所述第一连接件与所述第一连接结构430之间的配合间隙大于所述法兰主体410上的矩形齿和所述传动轴上的矩形齿之间的配合间隙,法兰传动时,在第一连接件与所述第一连接结构430接触受力前,法兰主体410上的矩形齿就先与所述传动轴上的矩形齿接触,由于传动轴上的矩形齿的阻挡,第一连接件与所述第一连接结构430始终留有配合的间隙,这样就可以很好的避免第一连接结构430和第一连接件在传动时扭矩作用。前述第一连接件可以采用螺栓,第一连接结构430可以采用螺栓孔,在法兰主体410与所述传动轴连接时,所述螺栓穿过螺栓孔。

在本实施例中,所述法兰主体410上设置有多组传动结构组,每组传动结构组包括若干个相互平行设置的第一传动结构420,所述第一连接结构430的数量与所述传动结构组的数量相同,且第一连接结构430与所述传动结构组一一对应,所述传动结构组用于防止扭矩传递至与其相对应的第一连接结构430上。

如图11所示,本实施例可以沿法兰主体410的周向方向设置多个第一连接结构430,以提高连接的可靠性。此外,本实施例采用传动结构组与第一连接结构430一一对应的设置方式。使每一个第一连接结构430均有相应的传动结构组进行保护,保证相对应的第一连接结构430和传动结构组中,传动结构组优选于第一连接结构430承受扭矩,避免了设置多个第一连接结构430时,无法保证所有第一连接结构430均不会受到扭矩作用的问题。其中每一组传动结构组可以设置多个相互平行设置的第一传动结构420。在传动时,同一组中的各个第一传动结构420可以共同承受扭矩。这样作用在法兰上的扭矩被分散到各个传动结构组后又进一步被分散到各个第一传动结构420上,使每个第一传动机构所承受的扭矩变小,而整体所能承受的扭矩则变大。

此外,在转动方向上,第一连接结构430位于其所对应的传动结构组的中心位置。采用前述方式可以使法兰主体410无论正转还是反转,传动结构组中的每一个第一传动结构420均能在第一连接结构430与第一连接件接触之前受到扭矩作用,从而保证扭矩不会传递给第一连接结构430。

例如可以在法兰主体410上设置6组传动结构组,每一组传动结构组设置4个矩形齿。这4个矩形齿相互平行,且以与这四个矩形齿相平行的法兰主体410的直径为对称轴对称设置。而与该组矩形齿相对应的第一传动结构420则设置在该组对称轴上。其中6组传动结构组沿法兰主体410的周向方向均匀分布,即6组传动结构组中任意相邻两组传动结构组之间的间隔的角度相同,相邻两组之间间隔60度。可以理解的是前述传动组的数量和每组传动结构组中第一连接结构430的数量也可以采用其它的数量,在此不做限制。

本实施例可以在一组传动结构组中采用多个相互平行的矩形齿,且每个矩形齿的长度与法兰主体410端面的径向尺寸相同。采用前述方式可以在不增加每组矩形齿数量的情况下,进一步增加每一组传动结构组所能承受扭矩的能力。

如图10所示,在本实施例中,所述法兰主体410包括圆柱形的第一连接部411和圆盘形的第二连接部412,所述第一连接部411和第二连接部412沿法兰主体410的轴向方向排布,所述第一连接部411上设置有贯穿所述连接部的通孔,所述第一传动结构420为花键,所述花键设置在第一连接部411的通孔上,所述第一连接结构430设置在第二连接部412上。

当第一连接结构430采用矩形齿时,矩形齿设置在第二连接部412朝向传动轴的圆盘面上。

在本实施中,第一连接部411用于实现法兰主体410与变速器输出轴的连接,而第二连接部412用于实现法兰主体410与传动轴的连接。本实施例通过采用第一连接部411和第二连接部412沿法兰主体410的轴向方向排布的方式,使变速器输出轴传动轴紧凑地分布在法兰轴向方向的两侧,这样可以避免动力输入侧和动力输出侧之间相互影响。

本实施例在动力输入侧采用花键进行传动,传动的承载能力强。可以先在第一连接部411加工出通孔,然后在通过内壁上加工出花键。

在本实施例中,所述第二传动结构440沿第二连接部412的径向方向由通孔内壁位置延伸至第二连接部412的外壁位置。采用这种方式可以充分利用第二连接部412圆盘的径向尺寸,使可以承受扭矩的矩形齿的长度最长。

当矩形齿长度较长时,矩形齿在扭矩作用下的形变量会增加,当形变量超过一定程度后,同一个矩形齿与其配合的矩形齿接触不充分是会使矩形齿的承载能力下降。对此,在本实施例中,每个矩形齿由多个长度较小的子矩形齿组成,相邻两个子矩形齿之间断开。采用前述方式后各个子矩形齿的变形不会累累加到其它子矩形齿上,从而使矩形齿的变形量可以分散到各个子矩形齿,则各个子矩形齿的变形量都很小,不会超过可以引起矩形齿接触不充分的程度。相邻子矩形齿断开的间隙可以很小,因此采用前述结构也不会明显减少矩形齿可以承受扭矩的部位的长度。

如图13所示,在本实施例中,每组传动结构组由两组子传动结构组组成,分别为第一子传动结构组441和第二子传动结构组442。两组子传动结构组中矩形齿的数量,截面形状,排布间隔均相等,只是两组子传动结构组在周向方向上相互错开,每个矩形齿也被分成了两个相互断开的部分,且分属于两组子传动结构组。采用前述方式可以在不减少矩形齿用于承载扭矩部分的总长度的情况下,减少矩形齿的变形量。两组子传动结构组在周向方向上相互错开后,法兰主体410的受力不会集中在法兰主体410的同一周向位置,法兰主体410的形变也被分散到了法兰主体410周向方向的各个位置上。

其中第一子传动结构组441中每个矩形齿的一端均延伸至法兰主体410的外壁位置,这样铣刀可以有法兰主体410的外侧向内侧一次性去除材料完成对矩形齿的加工,这样可以显著提高加工效率。

在周向方向上第一子传动结构组441和第二子传动结构组442可以完全错开,也可以不完全错开。在采用完全错开的方式时,第一子传动结构组441和第二子传动结构组442在径向方向上部分交叠。法兰主体410上第一子传动结构组441和第二子传动结构组442断开的部位无法承受扭矩,第一子传动结构组441和第二子传动结构组442靠近断开位置的部位受力也会发生陡变,这些都会对法兰的使用寿命造成影响。而第一子传动结构组441和第二子传动结构组442在径向方向上部分交叠后,消除了原来法兰主体410在径向方向上由于径向齿断开而产生的不能承受扭矩的部分,避免的第一子传动结构组441和第二子传动结构组442靠近断开位置的部位受力发生陡变。

采用不完全错开的方式时,可以使第一子传动结构组441中矩形齿的齿槽和第二子传动结构组442中矩形齿的齿顶对齐。采用前述方式可以使同一组传动结构组中,法兰主体410周向方向上用于承载扭矩的部分最多,这样可以使法兰主体410所能承受的扭矩更多。

如图12所示,在本实施例中同一个传动结构组由三组子传动结构组组成,由法兰主体410的外壁向内分别依次为第三子传动结构组443、第四子传动结构组444和第五子传动结构组445。每组传动结构组的矩形齿之间相互断开,且第三子传动结构组443的矩形齿的长度小于第四子传动结构组444,第四子传动结构组444的矩形齿的长度小于和第五子传动结构组445的矩形齿长度。在承受相同扭矩的情况下,法兰主体410外侧变形量比其内侧大,本实施例采用前述由内至外矩形齿长度变短的结构,可以使法兰主体410各个径向位置的矩形齿的变形量的方差减小,避免法兰主体410径向方向上局部位置矩形齿的变形量过大而影响法兰的使用寿命。

如图9所示,在本实施例中,所述第二连接部412上设置有与所述传动轴配合的限位孔4121,所述限位孔4121朝向第一连接部411的一端设置有用于限制传动轴轴向位置的止口4122,所述花键延伸至所述止口4122的位置。

在安装时,传动轴的端部可以插入第二连接部412的限位孔4121中,直至传动轴的端部与所述止口4122抵接。而变速箱的输出轴则可以插入到通孔中。由于通孔中的花键延伸到止口4122位置,因此输入端传递扭矩的位置与传动轴端部距离较短。采用前述方式可以使输入端传递扭矩的位置和输出端的传动扭矩的位置之间的距离缩短,从而减少输入端和输出端之间传动部件在扭矩作用下的变形量。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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