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純電動汽車用兩擋自動變速器的制造方法

文檔序號:8251437閱讀:431來源:國知局
純電動汽車用兩擋自動變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兩擋變速器,特別是涉及一種應(yīng)用于純電動汽車的兩擋自動變速器,屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]動力傳動技術(shù)屬于純電動汽車的核心技術(shù),其類型與性能直接決定了純電動汽車的動力性能與能耗水平。在驅(qū)動電機(jī)性能一定的情況下,為了進(jìn)一步提高驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩,達(dá)到純電動汽車的動力性要求,并能夠調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和車速之間的關(guān)系,往往使用變速傳動裝置。目前,純電動汽車多采用單擋減速器,其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、成本低,在運(yùn)行過程中無需換擋,不存在動力中斷的情況。
[0003]但是,采用單擋減速器時,對驅(qū)動電機(jī)要求較高,要求驅(qū)動電機(jī)既能在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,又能在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速,以滿足車輛加速、爬坡與高速行駛的要求。同時,采用單擋減速器不利于提高電驅(qū)動總成系統(tǒng)的效率。這是因為單一傳動比通常無法同時兼顧純電動汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性,行駛過程中驅(qū)動電機(jī)多數(shù)情況無法處于高效率工作點,尤其是在最高或最低車速以及低負(fù)荷條件下,驅(qū)動電機(jī)效率一般會降至60-70%以下,嚴(yán)重浪費(fèi)了車載電能而減少續(xù)駛里程。另外,單擋減速器也不利于采用高效率、輕量化的驅(qū)動電機(jī)。為了使純電動汽車能更好地發(fā)揮其優(yōu)越性,同時降低對驅(qū)動電機(jī)和電池的要求,純電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)采用多擋變速器,通過對多擋變速器的操縱來保證驅(qū)動電機(jī)能夠更多地工作在較為理想的高效率區(qū)域,從而提高整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)。
[0004]相較于更多擋位甚至無級變速變速器,兩擋變速器由于結(jié)構(gòu)更簡單緊湊,功率密度更高,可實現(xiàn)動力換擋,技術(shù)相對成熟,對電機(jī)要求更低,電驅(qū)動系統(tǒng)綜合成本更低,同時能保證較高的傳動效率,在純電動汽車領(lǐng)域大范圍推廣應(yīng)用的可能性更高,能更快產(chǎn)業(yè)化和市場化,從而具有更大的可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](I)目的
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種純電動汽車用兩擋自動變速器,以解決現(xiàn)有的純電動汽車用單擋減速器對驅(qū)動電機(jī)和電池要求較高、驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行效率較低等問題,提高純電動汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。
[0007](2)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明一種純電動汽車用兩擋自動變速器,包含輸入軸、中間軸、第一圓柱齒輪畐IJ、第二圓柱齒輪副、第三圓柱齒輪副、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置,以及差速器總成。其中:
[0009]I)所述輸入軸橫截面為圓形;
[0010]2)所述中間軸橫截面為圓形;
[0011]3)所述第一圓柱齒輪副可以是直齒圓柱齒輪副或斜齒圓柱齒輪副,包括第一圓柱齒輪副主動齒輪和第一圓柱齒輪副從動齒輪;
[0012]4)所述第二圓柱齒輪副可以是直齒圓柱齒輪副或斜齒圓柱齒輪副,包括第二圓柱齒輪副主動齒輪和第二圓柱齒輪副從動齒輪;
[0013]5)所述第三圓柱齒輪副可以是直齒圓柱齒輪副或斜齒圓柱齒輪副,包括第三圓柱齒輪副主動齒輪和第三圓柱齒輪副從動齒輪;
[0014]6)所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置可以是離合器、同步器、接合套等,包括第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端和第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端,其中,所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端和第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端可以選擇性地接合,將輸入軸和第一圓柱齒輪副主動齒輪暫時地連接起來;
[0015]7)所述第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置可以是離合器、同步器、接合套等,包括第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端,其中,所述第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端可以選擇性地接合,將中間軸和第二圓柱齒輪副從動齒輪暫時地連接起來;
[0016]8)所述差速器總成可選用市場上的現(xiàn)成產(chǎn)品。
[0017]因此,本發(fā)明的齒輪結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩傳遞裝置結(jié)構(gòu)會因具體的設(shè)計要求的變化而有多種變化的技術(shù)方案,基于本發(fā)明而獲得的其他齒輪結(jié)構(gòu)方案或轉(zhuǎn)矩傳遞裝置結(jié)構(gòu)方案均在本發(fā)明的權(quán)利主張內(nèi)。
[0018]它們之間的相互關(guān)系優(yōu)化方案是:
[0019]I)所述輸入軸、中間軸以及差速器總成的旋轉(zhuǎn)中心線相互平行;
[0020]2)所述輸入軸、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪和第二圓柱齒輪副主動齒輪的旋轉(zhuǎn)中心線重合;
[0021]3)所述中間軸、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪和第三圓柱齒輪副主動齒輪的旋轉(zhuǎn)中心線重合;
[0022]4)所述差速器總成和第三圓柱齒輪副從動齒輪的旋轉(zhuǎn)中心線重合;
[0023]5)所述輸入軸與第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端固定連接;
[0024]6)所述輸入軸與第二圓柱齒輪副主動齒輪固定連接;
[0025]7)所述中間軸與第一圓柱齒輪副從動齒輪固定連接;
[0026]8)所述中間軸與第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端固定連接;
[0027]9)所述中間軸與第三圓柱齒輪副主動齒輪固定連接;
[0028]10)所述差速器總成的外殼與第三圓柱齒輪副從動齒輪固定連接;
[0029]11)所述第一圓柱齒輪副主動齒輪與第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動端固定連接;
[0030]12)所述第二圓柱齒輪副從動齒輪與第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動端固定連接;
[0031]13)所述第一圓柱齒輪副主動齒輪空套在輸入軸上;
[0032]14)所述第二圓柱齒輪副從動齒輪空套在中間軸上;
[0033]15)所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第三圓柱齒輪副主動齒輪、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0034]也可以是:所述第一圓柱齒輪副主動齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第三圓柱齒輪副主動齒輪、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0035]也可以是:所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第三圓柱齒輪副主動齒輪、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動齒輪在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0036]也可以是:所述第一圓柱齒輪副主動齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第三圓柱齒輪副主動齒輪、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動齒輪在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0037]也可以是:所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第一圓柱齒輪副從動齒輪、第三圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0038]也可以是:所述第一圓柱齒輪副主動齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第一圓柱齒輪副從動齒輪、第三圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0039]也可以是:所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第一圓柱齒輪副從動齒輪、第三圓柱齒輪副主動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動齒輪在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列;
[0040]也可以是:所述第一圓柱齒輪副主動齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列,所述第一圓柱齒輪副從動齒輪、第三圓柱齒輪副主動齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動齒輪在中間軸上從靠近輸入端到遠(yuǎn)離輸入端地依次排列。
[0041]它們的設(shè)計參數(shù)為:
[0042]I)所述輸入軸直徑不大于200毫米;
[0043]2)所述中間軸直徑不大于200毫米;
[0044]3)所述第一圓柱齒輪副、第二圓柱齒輪副和第三圓柱齒輪副法向模數(shù)不大于10.00毫米;
[0045]4)所述第一圓柱齒輪副主動齒輪、第二圓柱齒輪副主動齒輪和第三圓柱齒輪副主動齒輪齒數(shù)不多于100個;
[0046]5)所述第一圓柱齒輪副從動齒輪、第二圓柱齒輪副從動齒輪和第三圓柱齒輪副從動齒輪齒數(shù)不多于200個;
[0047]6)所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置轉(zhuǎn)矩容量不大于2000牛頓米。
[0048]本發(fā)明中涉及的傳動方案通過控制所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置的接合或分離,產(chǎn)生一擋和二擋兩個擋位。本發(fā)明的工作原理簡介如下:
[0049]I)當(dāng)所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置都處于分離狀態(tài)時,該純電動汽車用兩擋自動變速器的自由度為2,動力無法從輸入軸傳遞至差速器總成;
[0050]2)當(dāng)所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置處于接合狀態(tài)、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置處于分離狀態(tài)時,該純電動汽車用兩擋自動變速器的自由度為1,處于一擋,動力從輸入軸經(jīng)第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副、中間軸和第三圓柱齒輪副傳遞至差速器總成,輸入軸與第三圓柱齒輪副從動齒輪轉(zhuǎn)速的比值為一擋的傳動比;
[0051]3)當(dāng)所述第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置處于接合狀態(tài)、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置處于分離狀態(tài)時,該純電動汽車用兩擋自動變速器的自由度為1,處于二擋,動力從輸入軸經(jīng)第二圓柱齒輪畐IJ、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、中間軸和第三圓柱齒輪副傳遞至差速器總成,輸入軸與第三圓柱齒輪副從動齒輪轉(zhuǎn)速的比值為二擋的傳動比;
[0052]4)其中,當(dāng)輸入軸正向旋轉(zhuǎn)時,所述一擋和二擋為前進(jìn)一擋和前進(jìn)二擋;當(dāng)輸入軸反向旋轉(zhuǎn)時,所述一擋和二擋為倒一擋和倒二擋。所述前進(jìn)一擋與倒一擋的傳動比相同,為7?17 ;所述前進(jìn)二擋與倒二擋的傳動比相同,為3?13。
[0053](3)優(yōu)點
[0054]I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊、質(zhì)量較輕,可以大幅降低制造成本;
[0055]2)本發(fā)明采用兩擋自動變速,擴(kuò)大了傳動比范圍,可以大幅降低對驅(qū)動電機(jī)的性能要求,允許采用高效率、輕量化的驅(qū)動電機(jī),進(jìn)一步降低純電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的總體積、總質(zhì)量、總成本;
[0056]3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳動平穩(wěn)、傳動比范圍寬,既可以使純電動汽車獲得更好的動力性能,也能夠讓電機(jī)更多地運(yùn)行在高效率區(qū),降低能耗水平,增加續(xù)駛里程,提高整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性;
[0057]4)本發(fā)明各個擋位的傳動損失都較小,具備極高的功率傳遞效率;
[0058]5)本發(fā)明的第二圓柱齒輪副主動齒輪與輸入軸固定連接,第二圓柱齒輪副主動齒輪制造裝配更容易,成本更低,更有利于第二圓柱齒輪副獲得較大傳動比;
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