純電動(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)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(dòng)汽車的兩擋自動(dòng)變速器，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)屬于純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)，其類型與性能直接決定了純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能與能耗水平。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能一定的情況下，為了進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩，達(dá)到純電動(dòng)汽車的動(dòng)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(dòng)裝置。目前，純電動(dòng)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(dòng)力中斷的情況。
[0003]但是，采用單擋減速器時(shí)，對驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求較高，要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)既能在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的驅(qū)動(dòng)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(shí)，采用單擋減速器不利于提高電驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)的效率。這是因?yàn)閱我粋鲃?dòng)比通常無法同時(shí)兼顧純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，行駛過程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)多數(shù)情況無法處于高效率工作點(diǎn)，尤其是在最高或最低車速以及低負(fù)荷條件下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率一般會(huì)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(dòng)電機(jī)。為了使純電動(dòng)汽車能更好地發(fā)揮其優(yōu)越性，同時(shí)降低對驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池的要求，純電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)。
[0004]相較于更多擋位甚至無級(jí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋，技術(shù)相對成熟，對電機(jī)要求更低，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)綜合成本更低，同時(shí)能保證較高的傳動(dòng)效率，在純電動(dòng)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(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)變速器，以解決現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車用單擋減速器對驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池要求較高、驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行效率較低等問題，提高純電動(dòng)汽車的動(dòng)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(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)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(dòng)齒輪和第一圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪和第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪和第三圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)端和第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動(dòng)端，其中，所述第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動(dòng)端和第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動(dòng)端可以選擇性地接合，將輸入軸和第一圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪暫時(shí)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(dòng)端和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動(dòng)端，其中，所述第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動(dòng)端和第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動(dòng)端可以選擇性地接合，將中間軸和第二圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪暫時(shí)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(huì)因具體的設(shè)計(jì)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(dòng)齒輪和第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪和第三圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)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(dòng)端固定連接；
[0024]6)所述輸入軸與第二圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪固定連接；
[0025]7)所述中間軸與第一圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)端固定連接；
[0027]9)所述中間軸與第三圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪固定連接；
[0029]11)所述第一圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪與第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置從動(dòng)端固定連接；
[0030]12)所述第二圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪與第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置主動(dòng)端固定連接；
[0031]13)所述第一圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪空套在輸入軸上；
[0032]14)所述第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第一圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第一圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第一圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第一圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第三圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第三圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第三圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(dòng)齒輪、第一轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)齒輪、第三圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪、第二轉(zhuǎn)矩傳遞裝置、第二圓柱齒輪副從動(dòng)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(jì)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(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪和第三圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪齒數(shù)不多于100個(gè)；
[0046]5)所述第一圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪、第二圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪和第三圓柱齒輪副從動(dòng)齒輪齒數(shù)不多于200個(gè)；
[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(dòng)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(gè)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(shí)，該純電動(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)變速器的自由度為2，動(dòng)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(shí)，該純電動(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)變速器的自由度為1，處于一擋，動(dòng)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(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速的比值為一擋的傳動(dòng)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(shí)，該純電動(dòng)汽車用兩擋自動(dòng)變速器的自由度為1，處于二擋，動(dòng)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(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速的比值為二擋的傳動(dòng)比；
[0052]4)其中，當(dāng)輸入軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)，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(dòng)比相同，為7?17 ;所述前進(jìn)二擋與倒二擋的傳動(dòng)比相同，為3?13。
[0053](3)優(yōu)點(diǎn)
[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(dòng)變速，擴(kuò)大了傳動(dòng)比范圍，可以大幅降低對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能要求，允許采用高效率、輕量化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)一步降低純電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)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(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比范圍寬，既可以使純電動(dòng)汽車獲得更好的動(dòng)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(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；
[0057]4)本發(fā)明各個(gè)擋位的傳動(dòng)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(dòng)齒輪與輸入軸固定連接，第二圓柱齒輪副主動(dòng)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(dòng)比；
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