一种同轴直线变速机构制造技术

本发明专利技术公开了一种同轴直线变速机构，包括输入轴、输出轴、过渡轴和低速传动轴，输入轴上设有第一传动齿轮和单向连体齿轮；输入轴的前端设在单向连体齿轮中，输出轴设在单向连体齿轮的前侧端面上，与输入轴同轴；过渡轴上设有过渡齿轮；低速传动轴上设有第二传动齿轮和单向齿轮；过渡齿轮分别与第一、第二传动齿轮啮合，单向齿轮与单向连体齿轮啮合，且两者的有效旋转方向相反；单向连体齿轮和第二传动齿轮分别通过同轴卡接盘与输入轴和低速挡传动轴实现固定连接。本发明专利技术充分利用电机正反转等效原理，采用两个单向轮双向离合的方式在同轴直线方向进行变速箱设计，不仅可以和各种电机直接融合，还可以解决传统偏轴变速机构异形尺寸的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种同轴直线变速机构
本专利技术属于变速机构
，具体涉及一种电动车专用的同轴直线变速机构。
技术介绍
电动汽车即将成为风靡全球的新型交通工具，各种电动汽车的型号举不胜举。但所有的电动汽车都存在一个问题，就是是否需要做变速箱。迄今为止，包括著名的特斯拉电动汽车、丰田电动汽车均采用电动机直驱的方式进行动力驱动。电动机直驱方式的特点在于，用高转速的电机直接带动或者经过减速比带动汽车驱动，其优点是充分发挥了电机高转速的特性，如特斯拉电动汽车的电机转速高达12000转每分钟。然而众所周知，电机虽然有低转速大扭距电特性，但在转速达到它的额定转速之前，效率极低。另一方面，随着电机转速的提高，电机输出扭力需要更大的电流来实现。也就是说，电动机不可能同时照顾在低转速段和高转速段的电能转换效率。以特斯拉电动汽车为例，采用的是大马拉小车的模式，这就带来了以下两个问题：首先，能耗没有达到最优点，以特斯拉为例，虽然可以在三秒左右加速到一百公里，但这一段电机的效率恰恰是极低的，效率大约在30%~40%，也就是说，为了照顾低速性能，大量的能量被浪费。其次，还是以特斯拉为例，该车行驶速度超过120公里后，电流也呈直线上升的趋势，也就是说，其最佳经济行驶速度在30~100公里每小时间。以上可以说明，电动汽车同样是需要变速机构的，而且根据各种经验数据已经证明，只需要两挡变速就能够相对完美的优化电动汽车，只是迄今为止，全球范围内还没有出现适合电动汽车的变速箱。由于电动汽车停车状态下没有消耗，所以也就没有怠速、空挡之类的需求，同样也就不需要进行离合结构的研究，也恰恰是这个原因，导致电动汽车的变速箱研究成为仅次于动力锂电池的世界性难题。而电动汽车的控制方法与传统油车完全不同，如果采用传统的油车变速箱来为电动汽车，不仅不经济，还会引发控制上的混乱。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同轴直线变速机构，将电动汽车两级变速机构的输出轴与电机的输入轴实现同轴直线设计，不仅可以和各种电动机直接融合，而且可以解决传统偏轴变速机构异形尺寸的问题和变速过程中的各种卡接卡顿的问题。为达到上述技术目的及效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种同轴直线变速机构，包括外壳、输入轴、输出轴、过渡轴和低速传动轴，所述输入轴、所述过渡轴和低速传动轴两两相互平行排列在所述外壳中；所述输入轴与电机连接，可随电机进行逆时针或顺时针的双向旋转，所述输入轴上套设有第一传动齿轮和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮与所述输入轴固定连接；所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承和单向轴承，所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮和外套后齿轮；所述输入轴的前端设置在所述支承轴承和所述单向轴承中，所述输出轴设置在所述外套前齿轮的前侧端面上，与所述输入轴呈一直线；所述过渡轴上套设有过渡齿轮，所述过渡齿轮与所述过渡轴固定连接；所述低速传动轴上套设有第二传动齿轮和单向齿轮，所述第二传动齿轮与所述低速传动轴活动连接，所述单向齿轮的内盘与所述低速传动轴固定连接；所述过渡齿轮分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮啮合，所述单向齿轮与所述单向连体齿轮的外套后齿轮啮合，且所述单向齿轮与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反；所述输入轴上通过轴向键槽套设有第一同轴卡接盘，所述第一同轴卡接盘不仅可以随所述输入轴一同转动，而且可以在轴向键槽中来回运动，所述第一同轴卡接盘位于所述单向连体齿轮的后侧，所述第一同轴卡接盘通过轴向的来回移动实现与所述外套后齿轮的卡接或松开，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘的卡接实现与所述输入轴的固定连接，可以同所述输入轴一同旋转；所述低速传动轴上通过轴向键槽套设有第二同轴卡接盘，所述第二同轴卡接盘不仅可以随所述低速传动轴一同转动，而且可以在轴向键槽中来回运动，所述第二同轴卡接盘位于所述第二传动齿轮的后侧，所述第二同轴卡接盘通过轴向的来回移动实现与所述第二传动齿轮的卡接或松开，所述第二传动齿轮通过与所述第二同轴卡接盘的卡接实现与所述低速传动轴的固定连接，可以同所述低速传动轴一同旋转。进一步的，所述输出轴与所述输入轴同轴。进一步的，所述第一传动齿轮的直径小于所述外套前齿轮的直径，所述外套前齿轮的直径小于所述外套后齿轮的直径；所述第一传动齿轮的直径小于所述过渡齿轮的直径，所述过渡齿轮的直径小于所述第二传动齿轮的直径，所述单向齿轮的直径小于所述第二传动齿轮的直径；所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的半径之和大于所述外套后齿轮与所述单向齿轮的半径之和。进一步的，所述第一同轴卡接盘的前侧以及所述第二同轴卡接盘的后侧分别设置有一个用于吸引所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘轴向来回移动的电磁阀，所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘分别通过对应电磁阀的开闭实现与所述单向连体齿轮齿轮外套和所述第二传动齿轮的卡接或松开。进一步的，为了满足电动车倒挡的需求，所述外壳中设置有一根与所述输入轴平行的倒挡传动轴，所述倒挡传动轴上套设有第三传动齿轮和第四传动齿轮，所述第三传动齿轮与所述倒挡传动轴活动连接，所述第四传动齿轮与所述倒挡传动轴固定连接；所述第三传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合，所述第四传动齿轮与所述单向连体齿轮的外套前齿轮啮合；所述倒挡传动轴上还套设有一个用于卡接所述第三传动齿轮的第三同轴卡接盘，所述第三传动齿轮的连接方式与所述第一同轴卡接盘和所述第二同轴卡接盘相同，所述第三同轴卡接盘位于所述第三传动齿轮的后侧，所述第三传动齿轮通过与所述第三同轴卡接盘的卡接实现与所述倒挡传动轴的固定连接，可以随所述倒挡传动轴一同旋转。进一步的，所述第三同轴卡接盘的后侧设置有一个用于吸引所述第三同轴卡接盘轴向来回移动的电磁阀，所述第三同轴卡接盘通过该电磁阀的开闭实现与所述第三传动齿轮的卡接或松开。进一步的，所述第三传动齿轮的直径大于所述第一传动齿轮的直径，所述第四传动齿轮的直径小于第三传动齿轮的直径，且所述第一传动齿轮与所述第三传动齿轮的半径之和等于所述第四传动齿轮与所述外套前齿轮的半径之和，这样有利于自由调整速比设计。进一步的，所述单向齿轮包括单向轴承内盘、保持架轴承内盘、齿轮外圈、滚珠和滚柱；所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘沿轴向并排设置，所述齿轮外圈套设于所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘之外，所述保持架轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽，每个所述滚珠槽内均设置有一个所述滚珠，所述滚珠的球径略大于所述滚珠槽的深度，所述滚珠露出所述滚珠槽的部分与所述齿轮外圈的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘的外壁与所述齿轮外圈的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽，每个所述楔形槽与所述齿轮外圈的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱。进一步的，所述楔形槽由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成。进一步的，当所述滚柱位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为间隙配合，当所述滚柱位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为过盈配合。本专利技术利用电机正反转原理，同时采用两个单向轮双向离合的方式，将电动汽车两级变速机构的输出轴与电机的输入轴实现同轴直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同轴直线变速机构，其特征在于：包括外壳（1）、输入轴（2）、输出轴（3）、过渡轴（4）和低速传动轴（5），所述输入轴（2）、所述过渡轴（4）和低速传动轴（5）两两相互平行排列在所述外壳（1）中；所述输入轴（2）上套设有第一传动齿轮（6）和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮（6）与所述输入轴（2）固定连接；所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承（7）和单向轴承（8），所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮（9）和外套后齿轮（10）；所述输入轴（2）的前端设置在所述支承轴承（7）和所述单向轴承（8）中，所述输出轴（3）设置在所述外套前齿轮（9）的前侧端面上，与所述输入轴（2）呈一直线；所述过渡轴（4）上套设有过渡齿轮（11），所述过渡齿轮（11）与所述过渡轴（4）固定连接；所述低速传动轴（5）上套设有第二传动齿轮（12）和单向齿轮（13），所述第二传动齿轮（12）与所述低速传动轴（5）活动连接，所述单向齿轮（13）的内盘与所述低速传动轴（5）固定连接；所述过渡齿轮（11）分别与所述第一传动齿轮（6）和所述第二传动齿轮（12）啮合，所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的外套后齿轮（10）啮合，且所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反；所述输入轴（2）上还套设有一个卡接可控的第一同轴卡接盘（14），所述第一同轴卡接盘（14）位于所述外套后齿轮（10）的后侧，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘（14）的卡接实现与所述输入轴（2）的固定连接；所述低速传动轴（5）上还套设有一个卡接可控的第二同轴卡接盘（15），所述第二同轴卡接盘（15）位于所述第二传动齿轮（12）的后侧，所述第二传动齿轮（12）通过与所述第二同轴卡接盘（15）的卡接实现与所述低速传动轴（5）的固定连接。...

【技术特征摘要】
1.一种同轴直线变速机构，其特征在于：包括外壳（1）、输入轴（2）、输出轴（3）、过渡轴（4）和低速传动轴（5），所述输入轴（2）、所述过渡轴（4）和低速传动轴（5）两两相互平行排列在所述外壳（1）中；所述输入轴（2）上套设有第一传动齿轮（6）和单向连体齿轮，所述第一传动齿轮（6）与所述输入轴（2）固定连接；所述单向连体齿轮由套设在一起的轴承内圈和齿轮外套组成，所述轴承内圈包括并排设置的支承轴承（7）和单向轴承（8），所述齿轮外套包括连接在一起的外套前齿轮（9）和外套后齿轮（10）；所述输入轴（2）的前端设置在所述支承轴承（7）和所述单向轴承（8）中，所述输出轴（3）设置在所述外套前齿轮（9）的前侧端面上，与所述输入轴（2）呈一直线；所述过渡轴（4）上套设有过渡齿轮（11），所述过渡齿轮（11）与所述过渡轴（4）固定连接；所述低速传动轴（5）上套设有第二传动齿轮（12）和单向齿轮（13），所述第二传动齿轮（12）与所述低速传动轴（5）活动连接，所述单向齿轮（13）的内盘与所述低速传动轴（5）固定连接；所述过渡齿轮（11）分别与所述第一传动齿轮（6）和所述第二传动齿轮（12）啮合，所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的外套后齿轮（10）啮合，且所述单向齿轮（13）与所述单向连体齿轮的有效旋转方向相反；所述输入轴（2）上还套设有一个卡接可控的第一同轴卡接盘（14），所述第一同轴卡接盘（14）位于所述外套后齿轮（10）的后侧，所述单向连体齿轮的齿轮外套通过与所述第一同轴卡接盘（14）的卡接实现与所述输入轴（2）的固定连接；所述低速传动轴（5）上还套设有一个卡接可控的第二同轴卡接盘（15），所述第二同轴卡接盘（15）位于所述第二传动齿轮（12）的后侧，所述第二传动齿轮（12）通过与所述第二同轴卡接盘（15）的卡接实现与所述低速传动轴（5）的固定连接。2.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述输出轴（3）与所述输入轴（2）同轴。3.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第一传动齿轮（6）的直径小于所述外套前齿轮（9）的直径，所述外套前齿轮（9）的直径小于所述外套后齿轮（10）的直径；所述第一传动齿轮（6）的直径小于所述过渡齿轮（11）的直径，所述过渡齿轮（11）的直径小于所述第二传动齿轮（12）的直径，所述单向齿轮（13）的直径小于所述第二传动齿轮（12）的直径；所述第一传动齿轮（6）与所述第二传动齿轮（12）的半径之和大于所述外套后齿轮（10）与所述单向齿轮（13）的半径之和。4.根据权利要求1所述的同轴直线变速机构，其特征在于：所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别可轴向移动地设置在所述输入轴（2）和所述低速传动轴（5）上，所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别通过对应电磁阀的开闭实现轴向的来回移动，所述第一同轴卡接盘（14）和所述第二同轴卡接盘（15）分别通过轴向的来回移动实现与所述单向连体齿轮的齿轮外套和所述第二传...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊朝晖，左臣伟，李新民，
申请(专利权)人：樊朝晖，
类型：发明
国别省市：江苏,32