純電動汽車用兩擋自動變速器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種兩擋變速器，特別是涉及一種應用于純電動汽車的兩擋自動變速器，屬于汽車技術領域。
【背景技術】
[0002]動力傳動技術屬于純電動汽車的核心技術，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。在驅動電機性能一定的情況下，為了進一步提高驅動輪的轉矩，達到純電動汽車的動力性要求，并能夠調節電機轉速和車速之間的關系，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，其結構簡單、體積小、質量輕、成本低，在運行過程中無需換擋，不存在動力中斷的情況。
[0003]但是，采用單擋減速器時，對驅動電機要求較高，要求驅動電機既能在恒轉矩區提供較高的驅動轉矩，又能在恒功率區提供較高的轉速，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動總成系統的效率。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濟性，行駛過程中驅動電機多數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荷條件下，驅動電機效率一般會降至60-70%以下，嚴重浪費了車載電能而減少續駛里程。另外，單擋減速器也不利于采用高效率、輕量化的驅動電機。為了使純電動汽車能更好地發揮其優越性，同時降低對驅動電機和電池的要求，純電動汽車電驅動系統應采用多擋變速器，通過對多擋變速器的操縱來保證驅動電機能夠更多地工作在較為理想的高效率區域，從而提高整車的動力性、經濟性等指標。
[0004]相較于更多擋位甚至無級變速變速器，兩擋變速器由于結構更簡單緊湊，功率密度更高，可實現動力換擋，技術相對成熟，對電機要求更低，電驅動系統綜合成本更低，同時能保證較高的傳動效率，在純電動汽車領域大范圍推廣應用的可能性更高，能更快產業化和市場化，從而具有更大的可行性。
【發明內容】
[0005](I)目的
[0006]本發明的目的在于提供一種純電動汽車用兩擋自動變速器，以解決現有的純電動汽車用單擋減速器對驅動電機和電池要求較高、驅動電機運行效率較低等問題，提高純電動汽車的動力性和經濟性。
[0007](2)技術方案
[0008]本發明一種純電動汽車用兩擋自動變速器，包含輸入軸、第一中間軸、第二中間軸、第三中間軸、第一圓柱齒輪副、第二圓柱齒輪副、第三圓柱齒輪副、第一轉矩傳遞裝置、第二轉矩傳遞裝置，以及差速器總成。其中:
[0009]I)所述輸入軸橫截面為圓形；
[0010]2)所述第一中間軸橫截面為圓形；
[0011]3)所述第二中間軸橫截面為圓形；
[0012]4)所述第三中間軸橫截面為圓形；
[0013]5)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；
[0014]6)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；
[0015]7)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；
[0016]8)所述第一轉矩傳遞裝置可以是離合器、同步器、接合套等，包括第一轉矩傳遞裝置主動端和第一轉矩傳遞裝置從動端，其中，所述第一轉矩傳遞裝置主動端和第一轉矩傳遞裝置從動端可以選擇性地接合，將輸入軸和第一中間軸暫時地連接起來；
[0017]9)所述第二轉矩傳遞裝置可以是離合器、同步器、接合套等，包括第二轉矩傳遞裝置主動端和第二轉矩傳遞裝置從動端，其中，所述第二轉矩傳遞裝置主動端和第二轉矩傳遞裝置從動端可以選擇性地接合，將第二中間軸和第三中間軸暫時地連接起來；
[0018]10)所述差速器總成可選用市場上的現成產品。
[0019]因此，本發明的齒輪結構和轉矩傳遞裝置結構會因具體的設計要求的變化而有多種變化的技術方案，基于本發明而獲得的其他齒輪結構方案或轉矩傳遞裝置結構方案均在本發明的權利主張內。
[0020]它們之間的相互關系優化方案是:
[0021]I)所述輸入軸、第三中間軸以及差速器總成的旋轉中心線相互平行；
[0022]2)所述輸入軸、第一中間軸、第一轉矩傳遞裝置、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中心線重合；
[0023]3)所述第二中間軸、第三中間軸、第二轉矩傳遞裝置、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中心線重合；
[0024]4)所述差速器總成和第三圓柱齒輪副從動齒輪的旋轉中心線重合；
[0025]5)所述輸入軸與第一轉矩傳遞裝置主動端固定連接；
[0026]6)所述輸入軸與第二圓柱齒輪副主動齒輪固定連接；
[0027]7)所述第一中間軸與第一圓柱齒輪副主動齒輪固定連接；
[0028]8)所述第一中間軸與第一轉矩傳遞裝置從動端固定連接；
[0029]9)所述第二中間軸與第二圓柱齒輪副從動齒輪固定連接；
[0030]10)所述第二中間軸與第二轉矩傳遞裝置主動端固定連接；
[0031]11)所述第三中間軸與第三圓柱齒輪副主動齒輪固定連接；
[0032]12)所述第三中間軸與第一圓柱齒輪副從動齒輪固定連接；
[0033]13)所述第三中間軸與第二轉矩傳遞裝置從動端固定連接；
[0034]14)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；
[0035]15)所述第二圓柱齒輪副主動齒輪、第一轉矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副主動齒輪在輸入軸的旋轉中心線上從靠近輸入端到遠離輸入端地依次排列；
[0036]16)所述第二圓柱齒輪副從動齒輪、第二轉矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副從動齒輪、第三圓柱齒輪副主動齒輪在第三中間軸的旋轉中心線上從靠近輸入端到遠離輸入端地依次排列。
[0037]它們的設計參數為:
[0038]I)所述輸入軸直徑不大于200毫米；
[0039]2)所述第一中間軸直徑不大于200毫米；
[0040]3)所述第二中間軸直徑不大于200毫米；
[0041]4)所述第三中間軸直徑不大于200毫米；
[0042]5)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不大于10.00毫米；
[0043]6)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不多于100個；
[0044]7)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不多于200個；
[0045]8)所述第一轉矩傳遞裝置和第二轉矩傳遞裝置轉矩容量不大于2000牛頓米。
[0046]本發明中涉及的傳動方案通過控制所述第一轉矩傳遞裝置和第二轉矩傳遞裝置的接合或分離，產生一擋和二擋兩個擋位。本發明的工作原理簡介如下:
[0047]I)當所述第一轉矩傳遞裝置和第二轉矩傳遞裝置都處于分離狀態時，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；
[0048]2)當所述第一轉矩傳遞裝置處于接合狀態、第二轉矩傳遞裝置處于分離狀態時，該純電動汽車用兩擋自動變速器的自由度為1，處于一擋，動力從輸入軸經第一轉矩傳遞裝置、第一圓柱齒輪副、第三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速的比值為一擋的傳動比；
[0049]3)當所述第二轉矩傳遞裝置處于接合狀態、第一轉矩傳遞裝置處于分離狀態時，該純電動汽車用兩擋自動變速器的自由度為1，處于二擋，動力從輸入軸經第二圓柱齒輪畐IJ、第二中間軸、第二轉矩傳遞裝置、第三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速的比值為二擋的傳動比；
[0050]4)其中，當輸入軸正向旋轉時，所述一擋和二擋為前進一擋和前進二擋；當輸入軸反向旋轉時，所述一擋和二擋為倒一擋和倒二擋。所述前進一擋與倒一擋的傳動比相同，為7?17 ;所述前進二擋與倒二擋的傳動比相同，為3?13。
[0051](3)優點
[0052]I)本發明結構簡單緊湊、質量較輕，可以大幅降低制造成本；
[0053]2)本發明采用兩擋自動變速，擴大了傳動比范圍，可以大幅降低對驅動電機的性能要求，允許采用高效率、輕量化的驅動電機，進一步降低純電動汽車電驅動系統的總體積、總質量、總成本；
[0054]3)本發明結構簡單緊湊、傳動平穩、傳動比范圍寬，既可以使純電動汽車獲得更好的動力性能，也能夠讓電機更多地運行在高效率區，降低能耗水平，增加續駛里程，提高整車的動力性和經濟性；
[0055]4)本發明各個擋位的傳動損失都較小，具備極高的功率傳遞效率；
[0056]5)本發明的第一圓柱齒輪副主動齒輪與第一中間軸固定連接，第二圓柱齒輪副主動齒輪與輸入軸固定連接，第一圓柱齒輪副主動齒輪和第二圓柱齒輪副主動齒輪制造裝配更容易，成本更低，更有利于第一圓柱齒輪副和第二圓柱齒輪副獲得較大傳動比；
[0057]6)本發明的所有轉矩傳遞裝置都可以選擇性地接合，所需轉矩容量較小，有利于減少轉矩傳遞裝置的磨損，并有利于縮小轉矩傳遞裝置的尺寸，進一步降低純電動汽車電驅動系統的總體積、總質量、總成本。
【附圖說明】
[0058]圖1是本發明的實施例的結構示意圖，圖中序號、符號、代號、單位說明如下:
[0059]I輸入軸；2第一中間軸；3第二中間軸；4第三中間軸；5第一圓柱齒輪副主動齒輪；6第一圓柱齒輪副從動齒輪；7第二圓柱齒輪副主動齒輪；8第二圓柱齒輪副從動齒輪；9第三圓柱齒輪副主動齒輪；10第三圓柱齒輪副從動齒輪；11第一轉矩傳遞裝置主動端；12第一轉矩傳遞裝置從動端；13第二轉矩傳遞裝置主動端；14第二轉矩傳遞裝置從動端；15差速器總成；G1第一圓柱齒輪副；G2第二圓柱齒輪副；G3第三圓柱齒輪副；C1第一轉矩傳遞裝置；C2第二轉矩傳遞裝置。
【具體實施方式】
[0060]實施例如圖1所示，本發明一種純電動汽車用兩擋自動變速器，包含輸入軸1、第一中間軸2、第二中間軸3、第三中間軸4、第一圓柱齒輪副Gl、第二圓柱齒輪副G2、第三圓柱齒輪副G3、第一轉矩傳遞裝置Cl、第二轉矩傳遞裝置C2，以及差速器總成15。其中:
[0061]I)所述輸入軸I橫截面為圓形；
[0062]2)所述第一中間軸2橫截面為圓形；
[0063]3)所