机械式重载自适应自动变速总成制造技术

本发明专利技术公开了一种机械式重载自适应自动变速总成，包括高速挡传动机构、低速挡传动机构和用于将动力输出的主轴。采用以上技术方案，能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；能够在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，换挡平顺，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高；并且，电动交通工具惯性滑动时，能够进行能量回收并储存，从而增加续航里程。

Mechanical heavy load adaptive automatic transmission assembly

【技术实现步骤摘要】
机械式重载自适应自动变速总成
本专利技术涉及机械式变速器
，具体涉及一种机械式重载自适应自动变速总成。
技术介绍
随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、摩托车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的电动交通工具由于其传动结构的限制，在行驶过程中，完全由驾驶员在不能准确知晓行驶阻力的情况下，依据经验进行操控，因此，常常不可避免地出现电机工作状态与交通工具实际行驶状况不匹配的情况，造成电机堵转。尤其是交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，电机往往需要在低效率、低转速、高扭矩情况下工作，容易引起电机的意外损坏，增加维修和更换成本，同时也会直接影响到电池的续航里程。对于诸如电动物流车等对经济性要求较高的车型而言，传统的变速传动结构显然不能较好的满足其使用要求。并且，电动交通工具惯性滑动时，由于现有自动变速器结构设计的问题，变速器不能将车轮的扭力传递给电机，从而无法实现能力回收和储存，导致续航里程不理想。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种机械式重载自适应自动变速总成。其技术方案如下：一种机械式重载自适应自动变速总成，其要点在于，包括高速挡传动机构、低速挡传动机构和用于将动力输出的主轴；所述高速挡传动机构包括摩擦离合器和用于对摩擦离合器施加预紧力的弹性元件组，所述摩擦离合器通过内片螺旋滚道套套装在主轴上，所述内片螺旋滚道套与主轴之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套能够沿主轴轴向滑动；所述低速挡传动机构包括通过内心轮套套装在主轴上的多排组合式超越离合器以及在摩擦离合器和多排组合式超越离合器之间减速传动的副轴传动组件，所述内心轮套与内片螺旋滚道套的对应端面通过端面凸轮副传动配合；当主轴传递给摩擦离合器的阻力矩大于等于摩擦离合器的预设载荷极限时，摩擦离合器处于分离状态，摩擦离合器依次经副轴传动组件、内心轮套和内片螺旋滚道套，将动力传递到主轴上；当主轴传递给摩擦离合器的阻力矩小于摩擦离合器的预设载荷极限时，摩擦离合器处于结合状态，摩擦离合器经内片螺旋滚道套将动力传递到主轴上。采用以上结构，当主轴承受的载荷不大时，主轴的转速等于动力输入机构的转速，本专利技术能够高效地传递动力，电机处于高转速、高效率的工作状态，能耗低；当纯电动交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，主轴的转速小于动力输入机构的转速，内片螺旋滚道套沿主轴发生轴向位移，摩擦离合器失去预紧力，因而摩擦离合器断开，进入低速挡，此时，本专利技术能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；并且，当主轴的转速逐步提升至与动力输入机构的转速相同时，本专利技术能够自动地再次切换回到高速挡，从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，平顺性好，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高；并且，电动交通工具惯性滑动时，车轮的扭力传递给轴系，轴系传递给变速器，再有变速器传递给电机，实现能量回收并储存，从而增加续航里程。作为优选：所述多排组合式超越离合器包括外圈以及至少两个并排设置在外圈和离合安装段之间的内心轮，各个内心轮均通过花键配合套装在离合安装段上，并在各自的外周上设置有一一正对的外齿，在所述外圈与各个内心轮之间分别设置有滚动体，相邻内心轮周围的滚动体一一正对。采用以上结构，内心轮及相应滚动体的数量能够根据实际需要进行自由选择，甚至无限增加，成倍地提高了超越离合器承受载荷的能力，突破了传统超越离合器的承载极限；由于内心轮和滚动体的长度较短，受力均匀，使用过程中可靠性高，难以发生滚动体断裂的的情况，同时，对生产加工的精度要求低，易于制造，装配简单，材料要求低，普通轴承钢即可，制造成本相对低廉，从而能够以较低的生产成本制造出可靠性极高、能够承受超大载荷的重载超越离合器。作为优选：所述内心轮套采用高强度抗扭材料制成，所述内心轮采用抗压耐磨材料制成。采用以上结构，内心轮套抗扭能力高，能够保证传动的可靠性和稳定性，内心轮耐磨抗压能力强，能够延缓磨损速度，保证其与滚动体的可靠配合，从而通过将内心轮套和内心轮采用两种不同的材料进行制造，能够充分利用材料特性，不但有效节约了生产成本，而且大幅延长了超越离合器的使用寿命，提高超越离合器的性能。作为优选：所述内心轮套的材质为合金钢，所述内心轮的材质为轴承钢或合金钢或硬质合金。采用以上结构，能够根据具体需求进行自由的选择，适应性强。作为优选：所述副轴传动组件包括与主轴平行设置的副轴，在该副轴上套装有能够带动副轴转动的一级减速从动齿轮和受副轴带动的二级主动齿轮，在所述摩擦离合器上套装有受其带动的一级减速主动齿轮，该一级减速主动齿轮与一级减速从动齿轮啮合，所述外圈的外壁上具有沿周向设置的输入从动齿，该输入从动齿与二级主动齿轮啮合。采用以上结构，结构简单，能够进行稳定可靠地进行减速传动，传动效率高。作为优选：所述内心轮套由一体成型的动力输出段和离合安装段组成，所述动力输出段的孔径小于离合安装段的孔径，并可转动地套装在主轴上，在所述主轴的端部套装有非金属支承套，所述离合安装段可转动地套装在非金属支承套上，所述多排组合式超越离合器套装在离合安装段上，并能够带动内心轮套转动，在所述离合安装段远离动力输出段的一端设置有轴向锁紧端盖，该轴向锁紧端盖插入离合安装段中后与非金属支承套抵接，以将非金属支承套限定在轴向锁紧端盖和离合安装段之间。采用以上结构，利用非金属支承套就能够限定内心轮套的轴向位移，且重量远小于金属件，既保证了各部件之间的可靠连接，又满足轻量化设计要求，同时能够保证整个机构动平衡的稳定性；轴向锁紧端盖能够同时锁紧非金属支承套和内心轮套，使二者不会发生轴向位移，进一步提高了非金属支承套和内心轮套安装的可靠性。作为优选：所述摩擦离合器包括设置在内片螺旋滚道套上的摩擦片支撑件以及若干交替排列在摩擦片支撑件和内片螺旋滚道套之间的外摩擦片和内摩擦片，各外摩擦片能够沿摩擦片支撑件轴向滑动，各内摩擦片能够沿内片螺旋滚道套轴向滑动；所述摩擦片支撑件能够将动力传递给副轴传动组件，所述弹性元件组能够对内片螺旋滚道套施加预紧力，以压紧各外摩擦片和内摩擦片，所述内片螺旋滚道套与主轴之间形成螺旋传动副，使内片螺旋滚道套能够沿主轴轴向滑动，从而压缩弹性元件组，以释放各外摩擦片和内摩擦片。采用以上结构，将摩擦离合器中的摩擦结构设置为若干交替排列的外摩擦片和内摩擦片，使承受的扭矩分散在各外摩擦片和内摩擦片上，通过各外摩擦片和内摩擦片分担磨损，大大降低了滑摩损耗，克服传统盘式摩擦离合器的缺陷，从而大幅提高了摩擦离合器的耐磨性、稳定性和可靠性，延长了使用寿命。作为优选：所述内片螺旋滚道套包括呈圆盘形结构的摩擦片压紧盘和呈圆筒形结构的输出螺旋滚道筒，所述输出螺旋滚道筒套装在主轴上，并与主轴之间形成螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：包括高速挡传动机构、低速挡传动机构和用于将动力输出的主轴(1)；/n所述高速挡传动机构包括摩擦离合器(11)和用于对摩擦离合器(11)施加预紧力的弹性元件组(12)，所述摩擦离合器(11)通过内片螺旋滚道套(13)套装在主轴(1)上，所述内片螺旋滚道套(13)与主轴(1)之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套(13)能够沿主轴(1)轴向滑动；/n所述低速挡传动机构包括通过内心轮套(2)套装在主轴(1)上的多排组合式超越离合器(3)以及在摩擦离合器(11)和多排组合式超越离合器(3)之间减速传动的副轴传动组件，所述内心轮套(2)与内片螺旋滚道套(13)的对应端面通过端面凸轮副传动配合。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：包括高速挡传动机构、低速挡传动机构和用于将动力输出的主轴(1)；
所述高速挡传动机构包括摩擦离合器(11)和用于对摩擦离合器(11)施加预紧力的弹性元件组(12)，所述摩擦离合器(11)通过内片螺旋滚道套(13)套装在主轴(1)上，所述内片螺旋滚道套(13)与主轴(1)之间形成螺旋传动副，以使内片螺旋滚道套(13)能够沿主轴(1)轴向滑动；
所述低速挡传动机构包括通过内心轮套(2)套装在主轴(1)上的多排组合式超越离合器(3)以及在摩擦离合器(11)和多排组合式超越离合器(3)之间减速传动的副轴传动组件，所述内心轮套(2)与内片螺旋滚道套(13)的对应端面通过端面凸轮副传动配合。


2.根据权利要求1所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述多排组合式超越离合器(3)包括外圈(3a)以及至少两个并排设置在外圈(3a)和离合安装段(2b)之间的内心轮(3b)，各个内心轮(3b)均通过花键配合套装在离合安装段(2b)上，并在各自的外周上设置有一一正对的外齿(3b1)，在所述外圈(3a)与各个内心轮(3b)之间分别设置有滚动体，相邻内心轮(3b)周围的滚动体一一正对。


3.根据权利要求2所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述内心轮套(2)采用高强度抗扭材料制成，所述内心轮(3b)采用抗压耐磨材料制成。


4.根据权利要求3所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述内心轮套(2)的材质为合金钢，所述内心轮(3b)的材质为轴承钢或合金钢或硬质合金。


5.根据权利要求2所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述副轴传动组件包括与主轴(1)平行设置的副轴(21)，在该副轴(21)上套装有能够带动副轴(21)转动的一级减速从动齿轮(16)和受副轴(21)带动的二级主动齿轮(17)，在所述摩擦离合器(11)上套装有受其带动的一级减速主动齿轮(18)，该一级减速主动齿轮(18)与一级减速从动齿轮(16)啮合，所述外圈(3a)的外壁上具有沿周向设置的输入从动齿(3a1)，该输入从动齿(3a1)与二级主动齿轮(17)啮合。


6.根据权利要求1所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述内心轮套(2)由一体成型的动力输出段(2a)和离合安装段(2b)组成，所述动力输出段(2a)的孔径小于离合安装段(2b)的孔径，并可转动地套装在主轴(1)上，在所述主轴(1)的端部套装有非金属支承套(4)，所述离合安装段(2b)可转动地套装在非金属支承套(4)上，所述多排组合式超越离合器(3)套装在离合安装段(2b)上，并能够带动内心轮套(2)转动，在所述离合安装段(2b)远离动力输出段(2a)的一端设置有轴向锁紧端盖(5)，该轴向锁紧端盖(5)插入离合安装段(2b)中后与非金属支承套(4)抵接，以将非金属支承套(4)限定在轴向锁紧端盖(5)和离合安装段(2b)之间。


7.根据权利要求1所述的机械式重载自适应自动变速总成，其特征在于：所述摩擦离合器(11)包括设置在内片螺旋滚道套(13)上的摩擦片...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛荣生，张引航，陈俊杰，王靖，陈同浩，谭志康，邓天仪，邓云帆，梁品权，颜昌权，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50