專利名稱：一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用周轉(zhuǎn)輪系的自激勵(lì)功 能、提高速度自適應(yīng)式自動(dòng)變速器效率的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
發(fā)明專利《全齒輪速度自適應(yīng)無級(jí)變速器》所載技術(shù)方案的核心，在于利用兩組對(duì) 接的周轉(zhuǎn)輪系，每組均如本說明書附圖文件圖1所示，將第一組的輸出中心輪13和第二組 的輸入齒輪11連接傳動(dòng)、將第一組的輸出中心輪15和第二組的輸入齒輪15連接傳動(dòng)，按 其內(nèi)部扭矩的匹配要求，構(gòu)成可以以第一組的輸入齒輪11為總輸入、以第二組的輸出中心 輪13為總輸出的傳遞設(shè)計(jì)扭矩的一種子結(jié)構(gòu)，這個(gè)子結(jié)構(gòu)被本實(shí)用新型稱為激勵(lì)節(jié)并應(yīng) 用。這個(gè)激勵(lì)節(jié)的最大特點(diǎn)是具有相對(duì)柔性，就是在傳遞一種設(shè)計(jì)扭矩的同時(shí)，可以接受自 身輸出輸入端的速度差異，具有過載保護(hù)和超越離合功能，即類似打滑的性能；然后，背景 技術(shù)利用這一特殊性能，通過重復(fù)設(shè)置的同時(shí)，改變各子結(jié)構(gòu)的最終輸出速比，使不同的子 結(jié)構(gòu)對(duì)不同大小的負(fù)載發(fā)生過載保護(hù)或超越離合，也就使動(dòng)力矩可以應(yīng)對(duì)不同的相對(duì)阻力 矩而被迫選擇不同的動(dòng)力傳遞路徑，實(shí)現(xiàn)不同的輸出速度和扭矩能力，從而構(gòu)成一種無需 控制的常嚙合齒輪式自動(dòng)變速器。
背景技術(shù)：
的這種自動(dòng)變速器無需現(xiàn)有自動(dòng)變速器所必須 的傳感、運(yùn)算、控制、執(zhí)行等除了齒輪機(jī)構(gòu)以外的其他輔助機(jī)構(gòu)，簡化了自動(dòng)變速器的系統(tǒng) 復(fù)雜性。(請(qǐng)?jiān)斠娚暾?qǐng)?zhí)?00910004156. 6，公開號(hào)CN101487519A，
公開日2009. 07. 22)但是，背景技術(shù)這一發(fā)明雖然實(shí)現(xiàn)了功能，主要還存在一定的效率問題。表現(xiàn)在例 如一檔主運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)生過載保護(hù)的相對(duì)高檔位路線數(shù)最多，各高檔均以其較小扭矩跟 隨一檔的較低速度運(yùn)行，根據(jù)功率=速度*扭矩的公式，均有部分功率損失，因而最低檔位 效率最低；而后隨著輸入扭矩增大，更高的某檔位將不再過載保護(hù)而變?yōu)橹鱾鲃?dòng)，此時(shí)比主 傳動(dòng)檔位低的檔位發(fā)生超越離合而無載空轉(zhuǎn)，發(fā)生過載保護(hù)的相對(duì)較高檔位的路線總數(shù)減 少，整機(jī)效率才增大；最高檔運(yùn)行時(shí)，效率最高。雖然針對(duì)效率問題產(chǎn)生的原因、根據(jù)這一發(fā) 明的技術(shù)精神，可以通過增加總輸入扭矩對(duì)低檔的分配比例來提高其工作效率，但有可能 隨著檔位數(shù)增多，齒輪機(jī)構(gòu)本身將比較復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型通過應(yīng)用普通常見的汽車差速器、并根據(jù)其新的作用而將它改稱作自 激勵(lì)機(jī)構(gòu)，可以在適當(dāng)簡化其結(jié)構(gòu)的同時(shí)，顯著提高其機(jī)械效率。本實(shí)用新型采用自激勵(lì)機(jī)構(gòu)，而將前述背景技術(shù)的總體作為一個(gè)激勵(lì)節(jié)來使用， 以顯著提高整機(jī)工作效率，從而構(gòu)成另外一種完整的更實(shí)用的新技術(shù)方案。較好的是，本實(shí)用新型采用一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系作為激勵(lì)機(jī)構(gòu)，用齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu) 的輸出端和激勵(lì)節(jié)的輸入端，用另一個(gè)齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端和激勵(lì)節(jié)的輸出端， 可以以較小的激勵(lì)節(jié)速比，實(shí)現(xiàn)極大的整機(jī)速比，因而可以提高整機(jī)各檔的效率。較好的是，特別是本實(shí)用新型引入的激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以本身可以作為一個(gè)輸出檔位，以一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系取代一個(gè)背景技術(shù)子結(jié)構(gòu)，部分簡化了總體結(jié)構(gòu)。較好的是，這一本身構(gòu)成的檔位，除了齒輪機(jī)構(gòu)的固有效率，沒有額外的效率問 題，該激勵(lì)機(jī)構(gòu)是一種自激勵(lì)機(jī)構(gòu)，也就是激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端的動(dòng)力，來自于激勵(lì)機(jī)構(gòu)的輸 出端。較好的是，這樣的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)檔位數(shù)需要采用一個(gè)或者一個(gè)以上激勵(lì)節(jié)。當(dāng)檔 位數(shù)很少，比如運(yùn)用于電動(dòng)車而構(gòu)成一種兩檔自動(dòng)變速器時(shí)，除了結(jié)構(gòu)比照現(xiàn)有自動(dòng)變速 器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)種類的簡化，同時(shí)完全避免了效率問題即功率損失問題。
背景技術(shù)：
的兩檔方案 雖然也比較優(yōu)秀，但效率問題依然存在、只是不再明顯而已當(dāng)一檔主傳動(dòng)時(shí)，二檔以其較 小扭矩跟隨一檔的較低速度運(yùn)行，仍有部分功率損失；并且結(jié)構(gòu)還相對(duì)復(fù)雜。

首先說明，本實(shí)用新型的說明書附圖均為結(jié)構(gòu)簡圖，這些圖中都省略了所有軸承、 鍵與鍵槽、潤滑方式、機(jī)體、密封件、放油口等等發(fā)明人認(rèn)為于說明技術(shù)方案無關(guān)的結(jié)構(gòu)細(xì) 節(jié)；每個(gè)齒輪的輻板簡化為線段、輪齒簡化為輻板兩端的短線段(斜的短線段表示傘齒 輪)；當(dāng)齒輪空套在軸上時(shí)，以代表軸的線段穿過兩平行短線段表示。圖1為周轉(zhuǎn)輪系的常見結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為利用周轉(zhuǎn)輪系的自激勵(lì)功能，提高背景技術(shù)的整機(jī)效率的一種應(yīng)用結(jié)構(gòu)示 意圖；為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的速度自激勵(lì)方案的結(jié)構(gòu)、效果及其優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合 附圖在具體實(shí)施方式
中加以詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
首先介紹周轉(zhuǎn)輪系的自激勵(lì)功能如圖1所示，其中，11為輸入齒輪(與其軸一體)，12為保持架齒輪，其輻板作為保 持架裝配著行星齒輪14和16，13和15為兩個(gè)中心輪(各與其軸一體)。這是一個(gè)典型的 周轉(zhuǎn)輪系，在汽車中作為差速器使用。當(dāng)動(dòng)力矩經(jīng)輸入齒輪11、保持架齒輪12傳到行星齒輪14和16，如果采用單向轉(zhuǎn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)控制中心輪15不跟隨保持架齒輪12同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則動(dòng)力自中心輪13輸出。本結(jié)構(gòu)的 輸出有特定的扭矩和速度規(guī)則。進(jìn)一步，當(dāng)中心輪13的輸出扭矩克服自身受到的阻力矩仍有某種程度的多余，并 達(dá)到可以支持一個(gè)新的設(shè)計(jì)速度檔位時(shí)，以一個(gè)背景技術(shù)所定義的子機(jī)構(gòu)即本實(shí)用新型定 義的激勵(lì)節(jié)和一個(gè)減速換向齒輪連接中心輪13和15，使中心輪15對(duì)中心輪13和保持架齒 輪12反向轉(zhuǎn)動(dòng)，只要這個(gè)多余扭矩被減速增扭達(dá)到足以克服中心輪15上所受到的扭矩，中 心輪15將逐漸反向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，其速度被疊加到中心輪13，而中心輪13的速度增加又使中心 輪15加速轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)速又被疊加到中心輪13自身，即產(chǎn)生輪系內(nèi)部的自我激勵(lì)，直到這 個(gè)輪系的零件轉(zhuǎn)速關(guān)系達(dá)到平衡。這就是周轉(zhuǎn)輪系的自激勵(lì)功能。以R表示轉(zhuǎn)速，由于中心輪5相對(duì)于中心輪13反向轉(zhuǎn)動(dòng)，則圖1所示的周轉(zhuǎn)輪系 的輸入和輸出轉(zhuǎn)速關(guān)系的計(jì)算公式是2R12 = R13+ (-R15)，即 2R12 = R13-R15
4[0020]可見，假設(shè)動(dòng)力機(jī)傳動(dòng)過來得到的R12 —定，并且動(dòng)力功率足夠，當(dāng)中心輪13 15 的轉(zhuǎn)速比越降低而接近1，即中心輪13和15的轉(zhuǎn)速差率越小，中心輪13的最終穩(wěn)定轉(zhuǎn)速就越高。承擔(dān)這一激勵(lì)任務(wù)的激勵(lì)節(jié)34，必須是一種柔性傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；如果是剛性結(jié)構(gòu)，那 么整個(gè)機(jī)構(gòu)就難以逐漸加速直到速度平衡地運(yùn)轉(zhuǎn)起來，所以將成為一個(gè)死機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
的子結(jié)構(gòu)，正是這樣一種柔性機(jī)構(gòu)。因此，針對(duì)背景技術(shù)的效率問題，同時(shí)利用其特殊性能，本技術(shù)采用上述自激勵(lì)機(jī) 構(gòu)，將背景技術(shù)總體作為一個(gè)激勵(lì)節(jié)來使用，以顯著提高新構(gòu)成的整機(jī)的工作效率，從而 成為另外一種完整的更實(shí)用的新技術(shù)方案如圖2所示，借用圖1的基本結(jié)構(gòu)(零件名稱和編號(hào)也全部借用)，增加了單向轉(zhuǎn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)31，后激勵(lì)齒輪32作為激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端，背景技術(shù)的總體結(jié)構(gòu)34 (以下稱激勵(lì)節(jié)。 注意，這個(gè)激勵(lì)節(jié)可以是一個(gè)或多個(gè)背景技術(shù)的子機(jī)構(gòu)及其各自的保證產(chǎn)生不同速比和實(shí) 現(xiàn)輸入輸出反向的換向齒輪，所得到的結(jié)果只是檔位數(shù)不同而已，技術(shù)本質(zhì)上是完全一樣 的)，激勵(lì)節(jié)輸出齒輪33作為激勵(lì)節(jié)的輸出端，激勵(lì)節(jié)輸入齒輪35作為激勵(lì)節(jié)的輸入端，前 激勵(lì)齒輪36作為激勵(lì)機(jī)構(gòu)的輸出端。其中，單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)31有很多種結(jié)構(gòu)，機(jī)械學(xué)中常見的具有專有名稱的結(jié)構(gòu)比如 自由輪離合器(如運(yùn)用于某些發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)齒輪中)、棘輪機(jī)構(gòu)(如運(yùn)用于自行車后 鏈輪中)等，這些結(jié)構(gòu)熟知于專業(yè)技術(shù)人員，都可以為本實(shí)用新型的這一技術(shù)方案借用。為 簡化說明書，在此不再一一圖示例舉說明。下面，以這個(gè)激勵(lì)節(jié)只有一個(gè)背景技術(shù)子機(jī)構(gòu)及 其減速換向齒輪來說明。當(dāng)動(dòng)力自輸入齒輪11輸入到保持架齒輪12、行星齒輪14與16，由于單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)31的單向轉(zhuǎn)動(dòng)作用，限制了中心輪15和后激勵(lì)齒輪32隨保持架齒輪12的同向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng) 力向中心輪13和前激勵(lì)齒輪36輸出。如果動(dòng)力克服了中心輪13上的阻力后有富余，則富 余動(dòng)力經(jīng)激勵(lì)節(jié)輸入齒輪35輸入激勵(lì)節(jié)34，則后激勵(lì)齒輪32是否可以相對(duì)中心輪13反向 轉(zhuǎn)動(dòng)起來，將速度疊加到零件13輸出，取決于整機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)。舉例說明，當(dāng)比如設(shè)計(jì)為中心輪13上的動(dòng)力矩比阻力矩富余動(dòng)力矩的1/3就產(chǎn)生 第二檔速度時(shí)，只需將前激勵(lì)齒輪36輸入激勵(lì)節(jié)34的這1/3扭矩通過換向齒輪減速增扭 3倍，理論上就可以使后激勵(lì)齒輪32反向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，并逐漸自我激勵(lì)而加快，直到這個(gè)結(jié)構(gòu) 的速度可以平衡。由此構(gòu)成了一個(gè)純齒輪的兩檔自動(dòng)變速器。同理，可以再并聯(lián)另一個(gè)子機(jī)構(gòu)及其另一個(gè)速比的換向齒輪，則可以對(duì)另一種力 矩富余比例，產(chǎn)生另一個(gè)最終速度。由此構(gòu)成多檔。最后對(duì)本技術(shù)的優(yōu)越性，作一個(gè)總體論證闡述背景技術(shù)的效率問題，根源在于速度差，也就是速比問題；而采用這樣的激勵(lì)技 術(shù)，可以在有限的速比范圍內(nèi)，獲得極大的最終速度。前述有速度平衡的計(jì)算公式2R12 = R13-R15設(shè)R15 = aR13 (0 < a < 1)，則 2R12 = (l_a) R13只需a e (0，1)就可以激發(fā)出動(dòng)力相對(duì)于阻力允許的極大輸出速度R13。同時(shí)，作為最低檔的一檔，與所有低檔都發(fā)生超越離合而只是無載空轉(zhuǎn)的最高檔 都不再存在效率問題，只有中間檔位存在被改善了的效率問題。
5[0034]而當(dāng)只采用兩檔時(shí)，即是本技術(shù)的揚(yáng)長避短的應(yīng)用。眾所周知，電動(dòng)機(jī)可以做到恒 功率，相當(dāng)于自身帶有減速增扭的無級(jí)變速器；但它無法兼顧車輛動(dòng)力性的不同指標(biāo)，比如 加速性能和最高車速——目前國內(nèi)深圳所產(chǎn)某電動(dòng)汽車，其0到100Km/h的加速時(shí)間為17 秒，是傳統(tǒng)汽車加速時(shí)間的兩倍有余，這還是部分犧牲了最高車速的結(jié)果。因此本技術(shù)提供 了一種簡單高效的兩檔機(jī)構(gòu)，可以在電動(dòng)汽車的技術(shù)方案中作為自動(dòng)變速器使用，它舍去 了其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須的傳感、計(jì)算、控制、執(zhí)行等系統(tǒng)，在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時(shí)改善 了整機(jī)效率，為電動(dòng)車動(dòng)力性能的綜合改善提供了一種簡單高效的新技術(shù)。經(jīng)過前后5年多的理論探討和3輪模型試驗(yàn)后，本設(shè)計(jì)人通過以上論述，對(duì)本實(shí)用 新型的目的、結(jié)構(gòu)和效果作了詳細(xì)說明，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述圖 例僅僅是用來說明的，而不能作為對(duì)本技術(shù)的限制。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì) 精神范圍內(nèi)進(jìn)行變型和參數(shù)調(diào)整，這些改變都將落在本技術(shù)的權(quán)利要求書所要求的范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，包括輸入軸、輸出軸、激勵(lì)節(jié)以及兩軸之間的齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，該變速器采用一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系作為激勵(lì)機(jī)構(gòu)，用齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu)的輸出端和激勵(lì)節(jié)的輸入端，用另一個(gè)齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端和激勵(lì)節(jié)的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，其特征在于， 該激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，其特征在于該激勵(lì)機(jī)構(gòu)是一種自激勵(lì)機(jī)構(gòu)，也就是激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端的動(dòng)力，來自于激勵(lì)機(jī)構(gòu)的 輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，其特征在于 該變速器采用一個(gè)激勵(lì)節(jié)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，其特征在于 該變速器采用多個(gè)激勵(lì)節(jié)。專利摘要一種適用于電動(dòng)車的自動(dòng)變速器，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。包括輸入軸與輸出軸、激勵(lì)節(jié)以及兩軸之間的齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，該變速器采用一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系作為激勵(lì)機(jī)構(gòu)，用齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu)的輸出端和激勵(lì)節(jié)的輸入端，用另一個(gè)齒輪副連接激勵(lì)機(jī)構(gòu)的激勵(lì)端和激勵(lì)節(jié)的輸出端。本技術(shù)舍去了其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須的傳感、計(jì)算、控制、執(zhí)行等系統(tǒng)，在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時(shí)改善了整機(jī)效率，為電動(dòng)車動(dòng)力性能的綜合改善提供了一種簡單高效的新技術(shù)。
文檔編號(hào)F16H61/00GK201666360SQ20092017379
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者孟良吉 申請(qǐng)人:孟良吉