一种含有限扭离合器的自动变速装置及变速轴的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种含有限扭离合器的自动变速装置及变速轴，变速装置包括分别主动轴和从动轴上对应常啮合的高低速主动齿轮和从动齿轮，主动轴上设有常闭的限扭离合器，该离合器用于高速挡主动齿轮与主动轴之间的动力连接；低速挡主动齿轮与主动轴形成可同步转动的连接结构；高速挡和低速挡从动齿轮与从动轴之间分别设有单向或双向超越离合器。变速轴包括主动轴和设在主动轴上的高速挡主动齿轮、低速挡主动齿轮，以及用于高速挡齿轮与主动轴之间的动力传递的常闭限扭离合器，离合器的主动端通过螺旋花键结构与主动轴连接。本发明的有益效果是，变速装置可实现正向传动的两挡自动换挡和反向传动功能，其结构简单，换挡快捷；变速轴的高速反向输出扭矩大于正向输出扭矩。
【专利说明】一种含有限扭离合器的自动变速装置及变速轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电动车传动箱的变速装置，特别涉及一种用于电动车传动箱的含限扭离合器的自动变速装置及变速轴。
【背景技术】
[0002]电动车在本申请中指由电机驱动的摩托车，包括两轮、三轮和四轮，其主要是通过控制器控制电机转速的方式实现变速。随着电动车技术的发展，目前一些电动车还配置有机械结构的挡位变速箱，其主要通过电磁铁等提供变速执行动力，由电磁铁带动执行元件实现换挡变速，换挡变速通常由骑行人员操作。现有电动车的机械式换挡变速或电控换挡变速大多都是通过驾驶员操作实现的，当变速箱具有自动变速结构时，可实现自动变速。现有的汽车自动变速器结构复杂，不能方便地用于电动车。虽然，本领域的技术人员也开发了用于电动车的自动变速器，但通常都是通过转速变化实现的换挡变速。这种通过转速控制一是控制电机转速，二是负载增减造成的转速发生变化，动力增减造成的转速变化是主动的，但主动增减转速显然直接导致能耗的变化，其主动增减的时间点由驾驶员控制，显然会导致部分动力被白白损耗掉，或增减不及时影响行驶速度。而负载变化引起的转速变化是被动的，再通过转速的变化结果实施变速，其在时间点上是滞后的。
[0003]在自动换挡变速系统或装置中，常用单向超越离合器亦称单向器、双向超越离合器、可控超越离合器和摩擦式限扭离合器等。超越离合器属于同轴传动的离合器结构，单向超越离合器的主动件可带动从动件朝设定方向单向转动，同理，从动件可带动主动件反向转动；双向超越离合器的主动件可带动从动件正反向转动，而从动件却不能带动主动件转动。可控超越离合器中设有控制元件，通过控元件控制离合器的摩擦结合元件与主从动件分离与结合的方式实现离合器的结合与脱开。现有电动车的机械变速装置中就是通过电磁铁控制可控超越离合器的控制盘实现换挡变速控制的。限扭离合器又称安全离合器，其是指负载扭矩在限定围内时，离合器的主动锥盘带动从动锥盘同步转动；当负载扭矩达到或超过限定值时，主动锥盘与从动锥盘形成相对转动。限扭离合器的结构形式较多，较长用的是摩擦离合结构。摩擦离合器结构的限扭离合器，在负载扭矩达到或超过限限定值时，主动锥盘在不能带动从动锥盘同步转动，但主动锥盘和从动锥盘的摩擦面仍然接触形成相对转动的摩擦磨损。因此，需要一种在此时将主动锥盘和从动锥盘分离的结构，以使主动锥盘和从动锥盘相互分离。
[0004]现有技术中，虽然也出现了一些通过限扭离合器和单向离合器实现自动换挡的变速装置，但通常都存在结构复杂，制造成本高的不足；另外还不能实现反向输出。为此，需要继续改进。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有正转两挡自动变速和反转输出的变速装置，该装置在主动轴正转时，根据负载扭矩大小变化自动实现换挡变速；其构思巧妙，结构简单且形式多样。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0007]一种含有限扭离合器的自动变速装置，包括主动轴和从动轴，主动轴和从动轴上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮可转动地连接在所述主动轴上，高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧连接在主动轴与摩擦限扭离合器的主动锥盘之间，主动锥盘与所述主动轴之间还设有用于动力传动的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于至少在主动轴正转且从动轴的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘形成与从动锥盘脱开的轴向移动，摩擦限扭离合器的从动锥盘与高速挡主动齿轮形成一体或同轴固定连接；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮与所述主动锥盘之间形成有二者可同步转动的连接结构，或者低速挡主动齿轮同轴固定连接在主动轴上；所述高速挡从动齿轮通过第一单向超越离合器或第一双向超越离合器同轴连接在从动轴上，或者高速挡从动齿轮同轴固定连接在从动轴上，该第一单向超越离合器用于高速挡从动齿轮带动所述从动轴正向同步转动，该第一双向超越离合器用于高速挡从动齿轮带动所述从动轴正反向同步转动；所述低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮与从动轴之间设有第二双向超越离合器或者第二单向离合器，该第二双向超越离合器用于低速挡从动齿轮带动从动轴正反向同步转动，或者，该第二单向离合器用于低速挡从动齿轮带动从动轴正向同步转动。
[0008]采用前述技术方案的本发明，在低速挡从动齿轮与从动轴之间设有第二双向超越离合器的方案中，主动轴在电机驱动下正向旋转或反向旋转。主动轴正向旋转时，负载首先通过从动轴、高速挡从动齿轮及高速挡主动齿轮加载到摩擦限扭离合器的从动锥盘上，当负载力矩小于设定值时，主动轴通过摩擦限扭离合器带动高速挡齿轮对按高速挡正向旋转，高速挡从动齿轮通过第一单向超越离合器、第一双向超越离合器或者直接带动从动轴按高速挡正向旋转；此时，虽然低速挡从动齿轮在低速挡主动齿轮带动下转动正向转动，但其转动速度低于从动轴的转动速度，二者转动方向相同，低速挡从动齿轮通过双向超越离合器与从动轴形成超越；当负载力矩达到或超过设定值时，从动轴转速下降，摩擦限扭离合器的主动锥盘与从动锥盘形成相对转动，主动锥盘与从动锥盘之间的摩擦力矩通过主动锥盘与主动轴之间的扭矩传递结构，使主动锥盘形成与从动锥盘脱开轴向移动而远离从动盘。当从动轴转速下降至低速挡转速时，负载力矩通过第二双向超越离合器和低速挡从动齿轮加载到低速挡主动齿轮上，从动轴由低速挡齿轮对和第二双向超越离合器带动按低速挡正向旋转，此时，高速挡主动齿轮无动力输出；在高速挡从动齿轮和从动轴之间设有第一单向超越离合器和第一双向超越离合器的情形，高速挡从动齿轮对在结构自身的摩擦阻力作用下转速逐渐下降并低于从动轴转速，直至停转，高速挡从动齿轮通过第一单向超越离合器和第一双向超越离合器与从动轴形成超越；在高速挡从动齿轮与从动轴形成同轴固定连接的情形，高速挡从动齿轮与从动轴同步转动，此时，高速挡从动齿轮带动高速挡主动齿轮以低于主动轴的转速与主动轴形成同向空转，以此实现由高速挡到低速挡的自动变速。在从动轴处于低速挡运行过程中，负载变化至小于设定值时，主动轴通过摩擦限扭离合器带动高速挡主动齿轮正向旋转，从动轴由高速挡从动齿轮直接带动，或者，通过第一单向超越离合器或第一第一双向超越离合器带动按高速挡正向高速旋转，从动轴由低速自动转换为高速转动。此时，低速挡从动齿轮转速低于从动轴转速，低速挡从动齿轮与从动轴通过双向超越离合器形成超越。当主动轴正向转动作为车辆前进方式动力输入方式时，本方案可方便地适用于车辆前进的两挡自动变速，无需进行人为控制，避免了人工控制变速的时机不当问题；且换挡是通过负载大小变化而直接导致速度变化，相对于现有技术中由于负载大小变化导致速度变化，再由速度变化而进行变速的方式更加直接，其变速响应时间缩短，变速更加快捷，消除了电动车因换挡不及时而烧坏电机的隐患。当主动轴反向旋转时，高速挡主动齿轮与主动轴同步转动，在高速挡从动齿轮与从动轴固定连接或通过第一双向超越离合器与从动轴连接时，高速挡从动齿轮直接带动从动轴同步反向高速转动，低速挡主动齿轮带动低速挡从动齿轮同步反向低速转动，此时，低速挡从动齿轮与从动轴第二双向超越离合器形成超越，此种情形的电动车只具有高速倒车功能，而无低速倒车功能，用于仅需快速倒车的情形；在高速挡从动齿轮通过第一双向超越离合器与从动轴连接时，车辆具有倒车滑行功能；在高速挡从动齿轮与从动轴通过第一单向超越离合器时，高速挡主动齿轮与主动轴同步反向高速转动，低速挡主动齿轮带动低速挡从动齿轮同步反向低速转动，高速挡从动齿轮通过第一单向超越离合器与从动轴形成超越；此种情形的电动车，车辆只具有低速重载倒车功能，而无快速倒车功能，可确保倒车安全。当主动锥盘与主动轴之间设置的扭矩传递结构具有主动轴反转，且从动轴的负载扭矩达到设定值，摩擦限扭离合器的主动锥盘通过该扭矩传递结构形成与从动锥盘脱开的轴向移动功能的情形下。在主动锥盘与从动锥盘脱开后，低速挡主动齿轮通过第二双向离合器带动低速挡从动齿轮同步反向低速转动，在高速挡从动齿轮与从动轴固定连接或通过第一单向超越离合器与从动轴连接时，高速挡从动齿轮在从动轴带动下反向旋转，或者通过单向超越离合器带动反向低速转动，相应高速挡主动齿轮以低于主动轴的转速与主动轴同向相对空转转动，或者，低速挡主动齿轮通过第二双向离合器带动低速挡从动齿轮同步反向低速转动，高速挡从动齿轮通过第一双向离合器与从动轴形成超越，此种情形的电动车具有低速重载倒车功能。因此，在高速挡从动齿轮与从动轴之间设有单向超越离合器时，无论主动锥盘与从动锥盘是否结合，可确保车辆只具备低速挡倒车功能，而无快速倒车功能，确保倒车安全；同时，在从动轴上与高速从动齿轮之间第一单向超越离合器或第一双向离合器时，在从动轴上与低速从动齿轮之间第二双向超越离合器时，电动车具有前行滑行功能；在从动轴上与高速从动齿轮之间第一单双向离合器时，在从动轴上与低速从动齿轮之间第二双向超越离合器时，电动车具有后退滑行功能。该方案适用于三轮车或四轮车。
[0009]在低速挡从动齿轮与从动轴之间设有第二单向超越离合器的方案中，高速挡齿轮对通过第一单向超越离合器、第一双向超越离合器或直接带动从动轴正向旋转时，低速挡从动齿轮通过第二单向离合器或第二双向超越离合器与从动轴形成超越；当低速挡从动齿轮通过第二单向超越离合器或第二双向超越离合器带动从动轴转动时，常闭摩擦盘离合器断开，高速挡齿轮对之间无动力传动，但输入轴不能反转。用于电动车时，车辆具有两挡自动换挡和前进滑行功能，而无倒挡功能。该方案适用于两轮电动车。
[0010]本方案中，低速挡主动齿轮与主动锥盘之间形成的二者可同步转动的连接结构包括，低速挡主动齿轮与主动锥盘形成一体或同轴固定连接，或者低速挡主动齿轮与主动锥盘之间设置花键配合结构，在花键配合结构中，包括直花键和螺旋花键，在采用螺旋花键结构时，二者之间还需设置轴向限位结构，以确保在二者相对转动到设定位置时，低速挡主动齿轮与主动锥盘形成同步转动。[0011]本方案中的单向和双向超越离合器均包括滚珠式、滚柱式和楔块式。
[0012]本方案中的摩擦限扭离合器中，可根据需要在主动盘或从动盘的摩擦结合面部位镶嵌摩擦材料；同时，也可根据将主动盘设置为内锥盘或外锥盘，相应从动盘设置为与主动盘相对应的结构。
[0013]因此，本方案通过将对现有技术中的限扭离合器、单向超离合器和双向超越离合器等进行巧妙组合，实现了换挡变速与负载扭矩自适应的换挡变速方式，且具有倒车功能，同时，其结构简单、构思巧妙，制造成本低。
[0014]优选的，所述扭矩传递结构为设在主动轴与主动锥盘之间的第一螺旋花键配合结构，该第一螺旋花键配合结构用于在主动轴正转且从动轴的负载扭矩达到设定值时，摩擦限扭离合器的主动锥盘通过该扭矩传递结构形成与从动锥盘脱开的轴向移动。使在负载扭矩达到设定值时，摩擦限扭离合器的主动锥盘快速脱从动锥盘，以实现换挡变速的快捷性。当然，第一螺旋花键的螺旋升角应当大于主动轴与主动锥盘二者相对擦系数对应的自锁角，属于本领域技术人员的基本常识。
[0015]进一步优选的，所述低速挡主动齿轮与所述主动锥盘之间形成的二者可同步转动的连接结构为二者之间形成的第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮通过该第二螺旋花键配合结构套装在所述主动锥盘上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向；低速挡主动齿轮通过轴向限位结构被限制在所述主动轴的轴向设定位置。在主动盘产生轴向位移时，低速挡主动齿轮不出现轴向窜动，以确保在主动锥盘带动从动锥盘正反向摩擦接触及反向脱开的状态下和过程中，低速挡主动齿轮不滑动，减少无功损耗，提高传动效率。同样，第二螺旋花键的螺旋升角应当大于低速挡主动齿轮与主动锥盘二者相对擦系数对应的自锁角，属于本领域技术人员的基本常识。
[0016]优选的，所述扭矩传递结构为端面凸轮副结构，包括固定连接在主动轴上凸轮副主动件，固定连接或一体形成在摩擦限扭离合器主动锥盘上的凸轮副被动件，该凸轮副的主动件和被动件中之一的端面上形成有V形槽凸轮面，另一件上形成有与伸入该V形槽凸轮面凹陷部分的端面突出部分。凸轮副的主动件和被动件之间形成高副，在负载扭矩变化过程中，当负载扭矩达到一定设定值时，主动件和被动件之间形成轴向的相互移动和径向错位，以确保主动锥盘脱离动锥盘；当负载扭矩达到更大设定值时，主动件和被动件之间的轴线位移距离使二者脱离扭矩传递状态而形成打滑，可实现载荷限制的目的，消除车辆超载行驶的安全隐患。
[0017]进一步优选的，所述凸轮副主动件和凸轮副被动件的相向端面上均设有V形槽凸轮面，凸轮副的主动件和被动件的端面凸出部分和对应V形槽的凹陷形成互补，且V形槽的两侧斜面对称。确保正反向载荷限制，进一步确保车辆行驶安全。
[0018]优选的，所述摩擦限扭离合器的加载弹簧通过端面轴承与所述主动锥盘连接。减少换挡时主动锥盘相对于主动轴旋转的摩擦阻力，提高换挡快捷性，同时，减少无功损耗，提高传动效率。
[0019]优选的，所述双向超越离合器包括外星轮、内星轮和多个圆周均布滚柱，滚柱位于外星轮的内凸轮面和内星轮的外圆柱面之间，滚柱上连接有用于使其远离内星轮外圆柱面的第一弹性元件，两相邻滚柱之间设有拨爪，多个拨爪形成在同一拨盘上，该拨盘与所述内星轮形成同轴转动连接，拨盘上连接有弹性阻力部件，该弹性阻力部件用于向拨盘施加一阻力转矩；所述外星轮由设有内凸轮面的低速挡从动齿轮构成；所述内星轮与从动轴形成一体或者通过花键配合结构与所述从动轴固定连接。通过将外星轮与低速挡从动齿轮形成一体，确保结构简单，低速挡从动齿轮带动从动轴正反向旋转功能可靠。
[0020]进一步优选的，所述弹性阻力部件包括位于拨盘一端外部的两相向设置的月牙板，月牙板与拨盘之间形成有凸凹配合的连接结构，月牙板与拨盘通过该凸凹配合的连接结构滑动连接，两月牙板通过两拉簧连接并抱夹在所述从动轴上或者支架的轴颈上，该支架固定连接在箱体上，且支架通过轴颈设有的通孔空套在所述从动轴上。确保两月牙板向拨盘施加的阻力转矩可靠，该阻力转矩使拨盘在低速挡从动齿轮转速略高于从动轴时，使拨盘形成相对停顿，以改变滚柱与低速挡从动齿轮上的内凸轮面之间的周向位置，从而使滚柱与低速挡从动齿轮和内星轮形成摩擦连接，实现该双向超越离合器结合快捷，达到从动轴随低速挡从动齿轮同步转动的目的。
[0021]进一步优选的，所述滚柱外周中部设有环形凹槽；所述第一弹性元件为C形环，该C形环通过所述滚柱的环形凹槽与所述滚柱连接，且滚柱位于C形环外侧。利用C形的开口环形弹性结构，使滚柱保持脱离双向超越离合器内星轮的趋势。
[0022]进一步优选的，所述单向超越离合器包括单向外星轮、单向内星轮、楔块和复位弹簧，单向外星轮由高速挡从动齿轮构成，高速挡从动齿轮上设有内凸轮面，单向内星轮与从动轴形成一体或者通过花键结构固定连接；所述楔块设有两个，两个楔块滑动配合在所述单向内星轮上设有的横向通孔内，该横向通孔贯穿所述从动轴，两个楔块之间连接有压缩弹簧。以使楔块具有足够大的几何尺寸，确保传递扭矩和使用寿命。
[0023]基于相同的发明思想，本发明还提供了一种自动变速轴，该变速轴的高速挡反向扭矩输出大于正向扭矩输出。
[0024]一种自动变速轴，包括设在主动轴上的低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮，所述高速挡主动齿轮空套在所述主动轴上，高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧套装在主动轴上，并位于主动轴的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘尾端之间，主动锥盘与所述主动轴之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘形成与从动锥盘脱开的轴向移动，该从动锥盘与所述高速挡主动齿轮形成一体；所述低速挡主动齿轮与所述主动锥盘的尾部形成第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮通过该第二螺旋花键结构配合套装在所述主动锥盘上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向；低速挡主动齿轮通过轴向限位结构被限制在所述主动轴的轴向设定位置；轴向限位结构用于在主动锥盘产生轴向位移时，防止低速挡主动齿轮轴向窜动。
[0025]采用本方案的自动变速轴，在负载作用在从动盘的扭矩小于设定值时，高低速当主动齿轮同步转动，在负载作用在从动盘的扭矩大于或等于设定值时，离合器的主动盘与从动盘形成相对转动，并使主动盘具有脱开从动盘的趋势，低速挡主动齿轮与主动锥盘之间以及低速挡主动齿轮与所述主动轴之间形的轴向限位结构，使低速挡主动齿轮处于轴向静止状态，而不窜动。用于传动装置时，在从动轴具有相适应的配置情形下，可实现两挡自动变速。同时，当主动轴反转时，第一螺旋花键使主动锥盘具有向从动盘移动的趋势，从而提高从动盘的反向扭矩输出。[0026]本自动变速轴还具有另一个技术方案。
[0027]一种自动变速轴，包括设在主动轴上的低速挡主动齿轮和高速挡主动齿轮，所述高速挡主动齿轮空套在所述主动轴上，高速挡主动齿轮与主动轴之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧套装在主动轴上，并位于主动轴的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘尾端之间，主动锥盘与所述主动轴之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘形成与从动锥盘脱开的轴向移动，该从动锥盘与所述高速挡主动齿轮形成一体；所述低速挡主动齿轮一体形成在所述主动锥盘尾端。
[0028]采用本方案的自动变速轴，在负载作用在从动盘的扭矩小于设定值时，高低速当主动齿轮同步转动，在负载作用在从动盘的扭矩大于或等于设定值时，离合器的主动盘与从动盘形成相对转动，并使主动盘具有脱开从动盘的趋势，低速挡主动齿轮与主动锥盘形成一体，使变速轴结构显得十分紧凑。同时，当主动轴反转时，第一螺旋花键使主动锥盘具有向从动盘移动的趋势，从而提高从动盘的反向扭矩输出。
[0029]本发明与现有技术相比的有益效果是，变速装置正向传动的两挡自动换挡变速，还具有反向传动功能，用于电动车时，可实现前进的自动换挡和倒车功能及限载功能；变速轴的高速挡反向扭矩输出大于正向扭矩输出；其结构简单，换挡快捷，制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明实施例1的结构示意图。
[0031]图2是本发明中双向超越离合器的结构示意轴测图。
[0032]图3是本发明中双向超越离合器的断面结构示意图。
[0033]图4是本发明中双向超越离合器的分解结构示意轴测图。
[0034]图5是本发明中单向超越离合器的结构示意图。
[0035]图6是本发明实施例2中主动轴I上安装有摩擦限扭离合器等结构示意图。
[0036]图7是本发明实施例2中的低速挡主动齿轮3与主动轴I之间设置的端面凸轮副结构的扭矩传递结构结构示意图。
[0037]图8是本发明实施例3中主动轴I上安装有摩擦限扭离合器等结构示意图。
[0038]图9是本发明实施例4中主动轴I上安装有摩擦限扭离合器等结构示意图。
[0039]图10是本发明实施例5的结构示意图。
[0040]图11是本发明实施例6的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0042]实施例1参见图1、图2、图3、图4、图5，一种含有限扭离合器的自动变速装置，包括主动轴I和从动轴2，主动轴I和从动轴2上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮4可转动地连接在所述主动轴I上，高速挡主动齿轮4与主动轴I之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧63连接在主动轴I的一轴颈端面与摩擦限扭离合器的主动锥盘61的一端面之间，该主动锥盘61与加载弹簧63之间设有端面轴承64 ;主动锥盘61与所述主动轴I之间还设有用于动力传动的扭矩传递结构，该扭矩传递结构为第一螺旋花键配合结构，该扭矩传递结构用于在主动轴I正转且从动轴2的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘61形成与从动锥盘62脱开的轴向移动；所述低速挡主动齿轮3与所述主动锥盘61之间形成有二者可同步转动的连接结构；该可同步转动的连接结构为低速挡主动齿轮3与主动锥盘61之间形成的第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮3通过该第二螺旋花键结构配合套装在所述主动锥盘61上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向，两螺旋花键的螺旋升角大于对应的自锁角；低速挡主动齿轮3与主动锥盘61之间形成有轴向限位结构用于限制二者相互靠近的距离；该轴向限位结构包括设在第二螺旋花键尾部的台阶面61a，该台阶面61a用于顶持在低速挡主动齿轮3的相应端面上；摩擦限扭离合器的从动锥盘62与高速挡主动齿轮4形成一体；所述高速挡从动齿轮8通过第一单向超越离合器连接在从动轴2上，该第一单向超越离合器用于高速挡从动齿轮8带动所述从动轴2正向同步转动；该第一单向超越离合器包括单向外星轮、单向内星轮91、楔块92和复位弹簧93，单向外星轮由高速挡从动齿轮8构成，高速挡从动齿轮8上设有内凸轮面，单向内星轮91与从动轴2通过花键结构固定连接；所述楔块92设有两个，两个楔块92滑动配合在所述单向内星轮91上设有的横向通孔内，该通孔还贯穿所述从动轴2，两个楔块92之间连接有压缩弹簧93 ;所述低速挡主动齿轮3通过另一轴向限位结构被限制在所述主动轴I的轴向设定位置，该轴向限位结构包括主动轴I上同轴固定连接有动力输入齿轮12，主动轴I通过该动力输入齿轮12形成所述低速挡主动齿轮3远离从动锥盘62的端面的轴向限位，低速挡主动齿轮3靠近从动锥盘62的端面与从动锥盘62之间设有限位套64，该限位套64形成低速挡主动齿轮3靠近从动锥盘62端面的限位；所述从动轴2设有输出齿轮21 ;所述低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮5与从动轴2之间设有第二双向超越离合器，该第二双向超越离合器用于低速挡从动齿轮5带动从动轴2正反向同步转动；该第二双向超越离合器包括外星轮、内星轮71和多个圆周均布滚柱72，滚柱72位于外星轮的内凸轮面和内星轮71的外圆柱面之间，滚柱72外周中部设有环形凹槽，滚柱72上连接有用于使其远离内星轮71外圆柱面的第一弹性元件73，该第一弹性元件73为C形环，该C形环通过所述滚柱72的环形凹槽与所述滚柱72连接，且滚柱72位于C形环外侧；两相邻滚柱72之间设有拨爪，多个拨爪形成在同一拨盘74上，该拨盘74与所述内星轮71形成同轴转动连接，拨盘74上连接有弹性阻力部件，该弹性阻力部件包括位于拨盘74 一端外部的两相向设置的月牙板75，月牙板75与拨盘74之间形成有凸凹配合的连接结构，月牙板75与拨盘74通过该凸凹配合的连接结构滑动连接，两月牙板75通过两拉簧76连接并抱夹在支架77的轴颈上，该支架77固定连接在箱体78上，且支架77通过轴颈设有的通孔空套在所述从动轴2上，该弹性阻力部件通过两月牙板75与支架77轴颈形成的摩擦阻力向拨盘74施加一阻力转矩；所述外星轮由设有内凸轮面的低速挡从动齿轮5构成；所述内星轮71与从动轴2通过花键配合结构与所述从动轴2固定连接。
[0043]本实施例中，单向内星轮91与从动轴2可形成一体用以取代二者通过花键结构固定连接的方案，可减少构件数量，增强主动轴I强度。
[0044]本实施例中，当主动轴I与电机轴同轴连接或者电机轴上的主动齿轮与主动轴I上的动力输入齿轮12啮合时，形成电动车的换挡变速装置，其具有前进的两挡自动变速和低速重载倒车功能，以及前进的滑行功能。
[0045]在本实施例中，当所述高速挡从动齿轮8同轴固定连接在从动轴2上或者通过第一双向超越离合器同轴连接在从动轴2上时，电动车具有快速倒车功能，而无低速重载倒车功能，重载倒车时会出现重载打滑；高速挡从动齿轮8同轴固定连接从动轴2，车辆无滑行功能。高速挡从动齿轮8通过第一双向超越离合器同轴连接在从动轴2上，车辆具有前进和后退的滑行功能。
[0046]本实施例中的从动轴2可作为输出轴与负载连接,也可采用输出齿轮21与负载连接的方式，其结构形式多样。
[0047]本实施例中，所述高速挡从动齿轮8与从动轴2之间设置的第一单向超越离合器连的内星轮71可一体形成在从动轴2上，以进一步确保该单向超越离合器的强度。
[0048]本实施例中，所述第二双向超越离合器的两月牙板75还可抱夹在所述从动轴2上以取代抱持在支架77上的方案。
[0049]本实施例中，参见图11，还可采用低速挡主动齿轮3位于从动锥盘62的端面与主动锥盘61前端的台阶端面61a之间设置压缩弹簧65的方案代替低速挡主动齿轮3位于从动锥盘62的端面与从动锥盘62之间设有限位套64的方案。
[0050]本实施例中，所述摩擦限扭离合器的外锥面设在主动锥盘61上，其内锥面设在从动锥盘62上；其加载弹簧63为碟簧，也可采用圆柱压缩弹簧。
[0051]实施例的前述自动变速装置适用于三轮或四轮电动车，其具有前进两挡自动变速和倒车功能。
[0052]本实施例中，低速挡从动齿轮5与从动轴2之间可采用第二单向超越离合器的方案取代第二双向向超越离合器的方案。该变速箱适用于两轮电动车，其具有前进的两挡自动变速。
[0053]实施例2参见图6、图7,所述低速挡主动齿轮3与所述主动锥盘61形成为一体；所述端面轴承64连接在加载弹簧63与低速挡主动齿轮3之间；所述主动锥盘61与所述主动轴I之间设有的用于动力传动的扭矩传递结构，该扭矩传递结构为端面凸轮副结构，包括固定连接在主动轴I上凸轮副主动件11，一体形成在摩擦限扭离合器主动锥盘61上的凸轮副被动件41，该凸轮副主动件11和凸轮副被动件41的相向端面上均设有V形槽凸轮面，凸轮副的主动件11和被动件41的端面凸出部分和对应V形槽的凹陷形成互补，且V形槽的两侧斜面对称。该扭矩传递结构用于在主动轴I正反转，且从动轴2的负载扭矩达到一设定值时，主动锥盘61形成与从动锥盘62脱开的轴向移动；当负载扭矩达到另一更大的设定值时，凸轮副主动件11和凸轮副被动件41形成相对空转的打滑，用于车辆时，可限制车辆的极限负载。
[0054]本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
[0055]在本实施例中，也可将凸轮副主动件11或凸轮副被动件41的端面设置成具有V形槽的凸轮面，对应另一件上设置横向的圆柱销，通过该圆柱销与V形槽的凸轮面形成高副无图示出。
[0056]实施例3参见图8，所述低速挡主动齿轮3同轴固定连接在主动轴I上；所述动力输入齿轮12与所述摩擦限扭离合器的主动锥盘61固定连接；主动锥盘61与所述主动轴I之间还设有的螺旋花键配合结构的扭矩传递结构设在动力输入齿轮12与主动轴I之间；所述加载弹簧63连接在主动锥盘61与主动轴I的轴肩之间。
[0057]本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
[0058]实施例4参见图9，所述低速挡主动齿轮3与所述主动锥盘61形成为一体；所述端面轴承64连接在加载弹簧63与低速挡主动齿轮3之间；所述主动锥盘61与所述主动轴I之间设有螺旋花键配合结构的扭矩传递结构；所述动力输入齿轮12位于高速挡主动齿轮4外侧；所述加载弹簧63连接在低速挡主动齿轮3与主动轴I的轴肩之间。
[0059]本实施例的其余结构与实施例3相同，在此不再赘述。
[0060]实施例5参见图10，一种自动变速轴，包括设在主动轴I上的低速挡主动齿轮3、高速挡主动齿轮4和动力输入齿轮12，其特征在于，所述高速挡主动齿轮4空套在所述主动轴I上，高速挡主动齿轮4与主动轴I之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧63套装在主动轴I上，并位于主动轴I的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘61尾端之间，主动锥盘61与所述主动轴I之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴I正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘62的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘61形成与从动锥盘62脱开的轴向移动，该从动锥盘62与所述高速挡主动齿轮4形成一体；所述低速挡主动齿轮3 —体形成在所述主动锥盘61尾端。所述动力输入齿轮12固定连接在主动轴I且位于低速挡主动齿轮3外侧。
[0061]实施例6参见图11，一种自动变速轴，包括设在主动轴I上的低速挡主动齿轮3和高速挡主动齿轮4，所述高速挡主动齿轮4空套在所述主动轴I上，高速挡主动齿轮4与主动轴I之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧63套装在主动轴I上,并位于主动轴I的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘61尾端之间，主动锥盘61与所述主动轴I之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴I正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘62的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘61形成与从动锥盘62脱开的轴向移动，该从动锥盘62与所述高速挡主动齿轮4形成一体；所述低速挡主动齿轮3与所述主动锥盘61的尾部形成第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮3通过该第二螺旋花键结构配合套装在所述主动锥盘61上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向；低速挡主动齿轮3与主动锥盘61之间形成有限制二者相互靠近距离的轴向限位结构，该轴向限位结构包括设在第二螺旋花键尾部的台阶面61a，该台阶面61a用于抵触在低速挡主动齿轮3的相应端面上；低速挡主动齿轮3通过另一轴向限位结构被限制在所述主动轴I的轴向设定位置；该轴向限位结构包括主动轴I上同轴固定连接的动力输入齿轮12，主动轴I通过该动力输入齿轮12形成所述低速挡主动齿轮3远离从动锥盘62侧的端面的轴向限位；低速挡主动齿轮3靠近从动锥盘62侧的端面与主动锥盘61前端的台阶端面61a之间设有压缩弹簧65。
[0062]本实施例中，还可采用低速挡主动齿轮3位于从动锥盘62的端面与从动锥盘62之间设有限位套64的方案代替低速挡主动齿轮3靠近从动锥盘62侧的端面与主动锥盘61前端的台阶端面61a之间设有压缩弹簧65。
[0063]以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，如将本发明中的推杆的楔形工作面做成由外向内逐渐增大的方式，通过拉动推杆实现离合器脱离超越状态的目的，相应推杆的内端面底部可以设置拉伸弹簧等。这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的
【权利要求】
1.一种含有限扭离合器的自动变速装置，包括主动轴(1)和从动轴(2)，主动轴(1)和从动轴(2)上分别设有对应常啮合的高速挡齿轮对和低速挡齿轮对，其特征在于，所述高速挡齿轮对的高速挡主动齿轮(4)可转动地连接在所述主动轴(1)上，高速挡主动齿轮(4)与主动轴(1)之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧(63)连接在主动轴(1)与摩擦限扭离合器的主动锥盘(61)之间，主动锥盘(61)与所述主动轴(1)之间还设有用于动力传动的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于至少在主动轴(1)正转且从动轴(2)的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘(61)形成与从动锥盘(62)脱开的轴向移动，摩擦限扭离合器的从动锥盘(62)与高速挡主动齿轮(4)形成一体或同轴固定连接；所述低速挡齿轮对的低速挡主动齿轮(3)与所述主动锥盘(61)之间形成有二者可同步转动的连接结构，或者低速挡主动齿轮(3)同轴固定连接在主动轴(1)上；所述高速挡从动齿轮(8)通过第一单向超越离合器或第一双向超越离合器同轴连接在从动轴(2)上，或者高速挡从动齿轮(8)同轴固定连接在从动轴(2)上，该第一单向超越离合器用于高速挡从动齿轮(8)带动所述从动轴(2)正向同步转动，该第一双向超越离合器用于高速挡从动齿轮 (8)带动所述从动轴(2)正反向同步转动；所述低速挡齿轮对的低速挡从动齿轮(5)与从动轴(2)之间设有第二双向超越离合器或者第二单向离合器，该第二双向超越离合器用于低速挡从动齿轮(5)带动从动轴(2)正反向同步转动；该第二单向离合器用于低速挡从动齿轮(5)带动从动轴(2)正向同步转动。
2.根据权利要求1所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述扭矩传递结构为设在主动轴与主动锥盘(61)之间的螺旋花键配合结构，该螺旋花键配合结构用于在主动轴(I)正转且从动轴(2)的负载扭矩达到设定值时，摩擦限扭离合器的主动锥盘(61)通过该扭矩传递结构形成与从动锥盘(62)脱开的轴向移动。
3.根据权利要求2所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述低速挡主动齿轮(3)与所述主动锥盘(61)之间形成的二者可同步转动的连接结构为二者之间形成的第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮(3)通过该第二螺旋花键结构配合套装在所述主动锥盘(61)上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向；低速挡主动齿轮(3)通过轴向限位结构被限制在所述主动轴(I)的轴向设定位置。
4.根据权利要求1所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述扭矩传递结构为端面凸轮副结构，包括固定连接在主动轴(I)上凸轮副主动件(11)，固定连接或一体形成在摩擦限扭离合器主动锥盘(61)上的凸轮副被动件(41)，该凸轮副的主动件(11)和被动件(41)中之一端面上形成有V形槽凸轮面，另一件上形成有与伸入该V形槽凸轮面凹陷部分的端面突出部分。
5.根据权利要求4所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述凸轮副主动件(11)和凸轮副被动件(41)的相向端面上均设有V形槽凸轮面，凸轮副的主动件(11)和被动件(41)的端面凸出部分和对应V形槽的凹陷形成互补，且V形槽的两侧斜面对称。
6.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述摩擦限扭离合器的加载弹簧(63)通过端面轴承(64)与所述主动锥盘(61)连接。
7.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述双向超越离合器包括外星轮、内星轮(71)和多个圆周均布滚柱(72)，滚柱(72)位于外星轮的内凸轮面和内星轮(71)的外圆柱面之间，滚柱(72)上连接有用于使其远离内星轮(71)外圆柱面的第一弹性元件(73)，两相邻滚柱(72)之间设有拨爪，多个拨爪形成在同一拨盘(74)上，该拨盘(74)与所述内星轮(71)形成同轴转动连接，拨盘(74)上连接有弹性阻力部件，该弹性阻力部件用于向拨盘(74)施加一阻力转矩；所述外星轮由设有内凸轮面的低速挡从动齿轮(5)构成；所述内星轮(71)与从动轴(2)形成一体或者通过花键配合结构与所述从动轴(2)固定连接。
8.根据权利要求7所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述弹性阻力部件包括位于拨盘(74) —端外部的两相向设置的月牙板(75)，月牙板(75)与拨盘(74)之间形成有凸凹配合的连接结构，月牙板(75)与拨盘(74)通过该凸凹配合的连接结构滑动连接，两月牙板(75)通过两拉簧(76)连接并抱夹在所述从动轴(2)上或者支架(77)的轴颈上，该支架(77)固定连接在箱体(78)上，且支架(77)通过轴颈上设有的通孔空套在所述从动轴(2)上。
9.根据权利要求7所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述滚柱(72)外周中部设有环形凹槽；所述第一弹性元件(73)为C形环，该C形环通过所述滚柱(72)的环形凹槽与 所述滚柱(72)连接，且滚柱(72)位于C形环外侧。
10.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的含有限扭离合器的自动变速装置，其特征在于，所述单向超越离合器包括单向外星轮、单向内星轮(91)、楔块(92)和复位弹簧(93)，单向外星轮由高速挡从动齿轮(8)构成，高速挡从动齿轮(8)上设有内凸轮面，单向内星轮(91)与从动轴(2)形成一体或者通过花键结构固定连接；所述楔块(92)设有两个，两个楔块(92)滑动配合在所述单向内星轮(91)上设有的横向通孔内，该通孔还贯穿所述从动轴(2)，两个楔块(92)之间连接有压缩弹簧(93)。
11.一种自动变速轴，包括设在主动轴(I)上的低速挡主动齿轮(3)和高速挡主动齿轮(4)，其特征在于，所述高速挡主动齿轮(4)空套在所述主动轴(I)上，高速挡主动齿轮(4)与主动轴(I)之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧(63)套装在主动轴(I)上，并位于主动轴(I)的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘(61)尾端之间，主动锥盘(61)与所述主动轴(I)之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴(I)正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘(62)的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘(61)形成与从动锥盘(62)脱开的轴向移动，该从动锥盘(62)与所述高速挡主动齿轮(4)形成一体；所述低速挡主动齿轮(3)与所述主动锥盘(61)的尾部形成第二螺旋花键配合结构，低速挡主动齿轮(3)通过该第二螺旋花键结构配合套装在所述主动锥盘(61)上，该第二螺旋花键结构的螺旋花键与第一螺旋花键结构的螺旋花键具有相同的导程和旋向；低速挡主动齿轮(3)通过轴向限位结构被限制在所述主动轴(I)的轴向设定位置。
12.—种自动变速轴，包括设在主动轴(I)上的低速挡主动齿轮(3)和高速挡主动齿轮(4)，其特征在于，所述高速挡主动齿轮(4)空套在所述主动轴(I)上，高速挡主动齿轮(4)与主动轴(I)之间设有常闭的锥盘摩擦限扭离合器，摩擦限扭离合器的加载弹簧(63)套装在主动轴(I)上，并位于主动轴(I)的轴肩与摩擦限扭离合器的主动锥盘(61)尾端之间，主动锥盘(61)与所述主动轴(I)之间设有第一螺旋花键的扭矩传递结构，该扭矩传递结构用于在主动轴(1)正转且摩擦限扭离合器的从动锥盘(62)的负载扭矩达到设定值时，主动锥盘(61)形成与从动锥盘(62)脱开的轴向移动，该从动锥盘(62)与所述高速挡主动齿轮(4)形成一体； 所述低速挡主动齿轮(3) —体形成在所述主动锥盘(61)尾端。
【文档编号】F16D43/20GK103982602SQ201410238462
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】傅元才, 刘洪
申请人:傅元才