一種電機驅動的行星輪系換擋機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于變速器技術領域，具體涉及適用于重型汽車變速箱副箱的電機驅動的行星輪系換擋機構。
【背景技術】
[0002]目前，重型汽車大部分都使用雙中間軸變速器，這種變速器分為主變速箱和副變速箱兩個部分，主變速箱部分采用雙中間軸方式以達到功率分流的目的，而副變速箱部分多采用與主變速箱相同的雙中間軸方式，這種方式對應的齒輪傳動系統均采用普通的外嚙合齒輪傳動，使得副變速箱的齒輪傳動系統變得十分復雜，傳動軸系比較多，副變速箱的體積偏大，結構不夠緊湊，穩定性較差，而且傳遞效率比較低。從換擋的執行驅動機構來看，目前，主變速箱的換擋方式多采用手動擋的換擋方式。副變速箱的換擋方式多采用液壓或氣壓執行機構來驅動換擋，需要在變速箱周圍布置液壓站或氣壓站以及各種管道，在變速箱上需要開設通孔，而且液壓站或氣壓站需要一直直接消耗發動機的動力來維持正常的工作，所以目前重型汽車變速器在加工制造和裝配工藝上都存在很大難度。并且液壓或氣壓的換擋結構易造成換擋沖擊大，使得高速擋和低速擋之間的換擋平順性很差，相關零部件加速破損，降低使用壽命。
【實用新型內容】
[0003]為了解決現有重型汽車變速箱副箱的穩定性和換擋平順性的問題，本實用新型提供一種電機驅動的行星輪系換擋機構。
[0004]具體的技術解決方案如下:
[0005]一種電機驅動的行星輪系換擋機構由行星輪系機構、同步器15和換擋撥叉機構組成；所述同步器15為鎖環式同步器。
[0006]所述行星輪系機構包括中心輪2、內齒圈7、行星架9和三個行星輪3。中心輪2固定安裝于輸入軸I的一端，輸入軸I的另一端為輸入端。行星架9由一個圓盤同軸連接著一根轉軸形成，圓盤上通過行星輪軸5均布安裝有三個行星輪3，行星架9的轉軸和輸入軸I同軸；三個行星輪3分別同時與中心輪2、內齒圈7嚙合；所述內齒圈7的一側連接著管狀的軸套，所述軸套套設在行星架9的轉軸上，且與行星架9的圓盤相鄰；同步器15的左接合齒圈10套設在內齒圈7的軸上形成固定連接，同步器15的右接合齒圈16套設在行星架9的轉軸上形成固定連接。所述換擋撥叉機構包括換擋撥叉13、滾珠絲杠11和伺服電機14 ;伺服電機14的輸出軸連接著滾珠絲杠11的一端；所述換擋撥叉13套設在滾珠絲杠11上，并固定連接著絲杠螺母12，隨著絲杠螺母12可以在滾珠絲杠11上左右移動；所述換擋13撥叉的叉口與同步器15的接合套配合。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益技術效果體現在以下方面:
[0008]1.本實用新型采用伺服電機驅動換擋方式，安裝結構簡單，取消了現有變速器上的液壓站或氣壓站以及各種管道，簡化變速箱的內部結構和外部安裝結構；
[0009]2.本實用新型的伺服電機消耗的是儲蓄在汽車電池內的電能，而不是直接消耗發動機的動能，而且只有在執行換擋時伺服電機才會工作，所以本實用新型可以有效提高發動機的效率；
[0010]3.本實用新型采用行星輪系作為換擋傳動系統，具有載荷質量比大，結構緊湊，體積小，傳遞效率高，傳動平穩等優點提高齒輪的承載能力；
[0011]4.本實用新型采用伺服電機驅動的滾珠絲杠帶動換擋撥叉向左或向右平移，推動接合套向左或向右移動，從而實現換擋。這樣的換擋方式換擋沖擊比較小，提高換擋平順性和使用壽命；
[0012]5.本實用新型采用的滾珠絲杠具有自鎖功能，可以防止擋位松動，提高工作可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型結構剖視圖。
[0014]圖2是本實用新型的立體示意圖。
[0015]圖3是行星架結構示意圖。
[0016]圖4是滾珠絲杠及撥叉結構示意圖。
[0017]圖5是本實用新型的低速擋功率傳遞示意圖。
[0018]圖6是本實用新型的尚速擋功率傳遞不意圖。
[0019]上圖中序號:輸入軸1、中心輪2、行星輪3、滾針軸承4、行星輪軸5、行星架圓盤6、內齒圈7、圓柱推力軸承8、行星架9、左接合齒圈10、滾珠絲杠11、絲杠螺母12、換擋撥叉13、伺服電機14、同步器15、右接合齒圈16。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。
[0021]參見圖1和圖2，一種電機驅動的行星輪系換擋機構由行星輪系機構、同步器15和換擋撥叉機構組成。
[0022]參見圖1和圖3，行星輪系機構包括中心輪2、內齒圈7、行星架9和三個行星輪3，中心輪2固定安裝于輸入軸I的一端，中心輪2與輸入軸I通過花鍵配合連接，在輸入軸I的軸端并通過鎖緊螺母固定，輸入軸I的另一端為輸入端。行星架9由一個圓盤同軸連接著一根轉軸形成，見圖3，圓盤上通過行星輪軸5均布設有三個行星輪3，每個行星輪3和對應的行星輪軸5之間安裝有滾針軸承4 ;行星架9的轉軸和輸入軸I同軸；三個行星輪3分另Ij同時與中心輪2、內齒圈7嚙合。內齒圈7的一側連接著管狀的軸套，軸套套裝在行星架9的轉軸上，且與行星架9的圓盤相鄰；與行星架9的圓盤相鄰處的內齒圈7的軸套和行星架9的轉軸之間安裝有圓柱推力軸承8。同步器15為鎖環式同步器，同步器15的左接合齒圈10套裝在內齒圈7的軸上形成固定連接，同步器15的右接合齒圈16套裝在行星架9的轉軸上形成固定連接。參見圖4，換擋撥叉機構包括換擋撥叉13、滾珠絲杠11和伺服電機14，伺服電機14為12V直流伺服電機。伺服電機14的輸出軸連接著滾珠絲杠11的一端；換擋撥叉13套裝在滾珠絲杠11上，并固定連接著絲杠螺母12，換擋撥叉13的叉口與同步器15的接合套配合，換擋撥叉13隨著絲杠螺母12在滾珠絲杠11上左右移動。
[0023]參見圖5，當需要換低速擋時，伺服電機14正轉帶動滾珠絲杠11正轉，推動絲杠螺母12以及安裝在絲杠螺母12上的換擋撥叉13向左平移，換擋撥叉13推動同步器15的接合套也向左平移，使同步器15的左鎖環與左接合齒圈10相互摩擦，當同步器15的接合套完全與左接合齒圈10接合后，伺服電機14停止轉動，換擋動作完成。此時，內齒圈7被鎖定不能轉動，功率通過中心輪2與三個行星輪3嚙合傳遞到行星架9，再從行星架9輸出，從而形成低速擋。
[0024]參見圖6，當需要換高速擋時，伺服電機14反轉帶動滾珠絲杠11反轉，推動絲杠螺母12以及安裝在絲杠螺母12上的換擋撥叉13向右平移，換擋撥叉13推動同步器15的接合套也向右平移，使同步器15的右鎖環與右接合齒圈16相互摩擦，當同步器15的接合套完全與右接合齒圈16接合后，伺服電機14停止轉動，換擋動作完成。此時，內齒圈7與行星架9被鎖定，轉速相同，功率從輸入軸I輸入，從行星架9直接輸出，因此高速擋也可以稱為直接擋。
【主權項】
1.一種電機驅動的行星輪系換擋機構，其特征在于:由行星輪系機構、同步器(15)和換擋撥叉機構組成；所述同步器(15)為鎖環式同步器； 所述行星輪系機構包括中心輪(2)、內齒圈(7)、行星架(9)和三個行星輪(3)，所述中心輪(2)固定設于輸入軸(I)的一端，輸入軸(I)的另一端為輸入端；所述行星架(9)由一個圓盤同軸連接著一根轉軸形成，所述圓盤上通過行星輪軸(5)均布設有三個行星輪(3)，行星架(9)的轉軸和輸入軸(I)同軸；所述三個行星輪(3)分別同時與中心輪(2)、內齒圈(7)嚙合；所述內齒圈(7)的一側連接著管狀的軸套，所述軸套套設在行星架(9)的轉軸上，且與行星架(9)的圓盤相鄰；同步器(15)的左接合齒圈(10)套設在內齒圈(7)的軸上形成固定連接，同步器(15)的右接合齒圈(16)套設在行星架(9)的轉軸上形成固定連接； 所述換擋撥叉機構包括換擋撥叉(13)、滾珠絲杠(11)和伺服電機(14);伺服電機(14)的輸出軸連接著滾珠絲杠(11)的一端；所述換擋撥叉(13)套設在滾珠絲杠(11)上，并固定連接著絲杠螺母(12)，換擋撥叉(13)的叉口與同步器(15)的接合套配合，換擋撥叉(13)隨著絲杠螺母(12 )在滾珠絲杠(11)上左右移動，從而推動同步器(15 )的接合套左右移動。
2.根據權利要求1所述的一種電機驅動的行星輪系換擋機構，其特征在于:所述中心輪(2 )與輸入軸(I)通過花鍵配合連接，在輸入軸(I)的軸端并通過鎖緊螺母固定。
3.根據權利要求1所述的一種電機驅動的行星輪系換擋機構，其特征在于:每個行星輪(3)和對應的行星輪軸(5)之間設有滾針軸承(4)。
4.根據權利要求1所述的一種電機驅動的行星輪系換擋機構，其特征在于:與行星架(9)的圓盤相鄰處的內齒圈(7)的軸套和行星架(9)的轉軸之間設有圓柱推力軸承(8)。
5.根據權利要求1或2所述的一種電機驅動的行星輪系換擋機構，其特征在于:所述伺服電機(14)為12V直流伺服電機。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電機驅動的行星輪系換擋機構。該換擋機構由行星輪系機構、同步器和換擋撥叉機構組成；行星輪系機構包括中心輪、內齒圈、行星架和三個行星輪；其中行星架由一個圓盤同軸連接著一根轉軸形成，圓盤上均布安裝有三個行星輪，三個行星輪分別同時與中心輪、內齒圈嚙合；內齒圈的一側連接著管狀的軸套，軸套套設在行星架的轉軸上；同步器的一側套設在內齒圈的軸套上，同步器的另一側套設在行星架的轉軸上；換擋撥叉機構包括撥叉、滾珠絲杠和伺服電機。本實用新型采用伺服電機驅動的滾珠絲杠帶動換擋撥叉實現換擋；換擋沖擊比較小，提高換擋平順性和使用壽命；伺服電機由汽車電池供電，不是直接消耗發動機的動能，提高了發動機的效率。
【IPC分類】F16H61-32, F16H59-02
【公開號】CN204327940
【申請號】CN201420668927
【發明人】黃康, 夏公川, 董宇, 段松林, 朱曉慧, 張祖芳
【申請人】合肥工業大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月11日