[发明专利]纯机械手自一体平行轴变速器以及变速方法

权利要求书

1.一种纯机械手自一体平行轴变速器，其特征在于，包括：电机(1)、换挡拨叉总成(2)、第一转轴(3)、第二转轴(4)、一挡小齿轮带超越离合器总成(5)、倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)、多片离合器带二挡小齿轮总成(7)、一挡大齿轮带超越离合器总成(8)、倒挡大齿轮(9)、二挡大齿轮(10)、差速器输出小齿轮(11)、差速器输出大齿轮(12)和差速器总成(13)；

所述电机(1)的输出端与所述第一转轴(3)联动；所述第一转轴(3)和所述第二转轴(4)平行设置；

所述一挡小齿轮带超越离合器总成(5)包括一挡小齿轮(5A)以及一挡小齿轮超越离合器(5B)；其中，所述一挡小齿轮(5A)以及所述一挡小齿轮超越离合器(5B)均套于所述第一转轴(3)的外面；所述一挡小齿轮超越离合器(5B)的内套与所述第一转轴(3)刚性连接，所述一挡小齿轮超越离合器(5B)的外套与所述一挡小齿轮(5A)刚性连接；

所述倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)包括倒挡小齿轮(6A)以及多片离合器滑套(6B)；其中，所述倒挡小齿轮(6A)以及所述多片离合器滑套(6B)均套于所述第一转轴(3)的外面；所述多片离合器滑套(6B)通过花键与所述第一转轴(3)刚性连接，同时，所述多片离合器滑套(6B)通过花键可沿所述第一转轴(3)进行轴向移动；所述多片离合器滑套(6B)与所述倒挡小齿轮(6A)刚性连接；

所述多片离合器带二挡小齿轮总成(7)包括二挡小齿轮(7A)以及多片离合器(7B)；其中，所述二挡小齿轮(7A)以及所述多片离合器(7B)均套于所述第一转轴(3)的外面；所述多片离合器(7B)的内孔与所述第一转轴(3)刚性连接；所述多片离合器(7B)的外壳与所述二挡小齿轮(7A)刚性连接；

所述一挡大齿轮带超越离合器总成(8)包括一挡大齿轮(8A)以及一挡大齿轮超越离合器(8B)；所述一挡大齿轮(8A)以及所述一挡大齿轮超越离合器(8B)均套于所述第二转轴(4)的外面；所述一挡大齿轮超越离合器(8B)的内套与所述第二转轴(4)刚性连接，所述一挡大齿轮超越离合器(8B)的外套与所述一挡大齿轮(8A)刚性连接；并且，所述一挡大齿轮(8A)与所述一挡小齿轮(5A)啮合；

所述倒挡大齿轮(9)套于所述第二转轴(4)的外面，并与所述第二转轴(4)刚性连接；

所述二挡大齿轮(10)套于所述第二转轴(4)的外面，并与所述第二转轴(4)刚性连接；并且，所述二挡大齿轮(10)与所述二挡小齿轮(7A)啮合；

所述差速器输出小齿轮(11)套于所述第二转轴(4)的外面，并与所述第二转轴(4)刚性连接；

所述差速器输出大齿轮(12)的输出轴安装所述差速器总成(13)，所述差速器输出大齿轮(12)与所述差速器输出小齿轮(11)啮合。

2.根据权利要求1所述的纯机械手自一体平行轴变速器，其特征在于：

一挡小齿轮(5A)的直径小于二挡小齿轮(7A)的直径；

一挡大齿轮(8A)的直径大于二挡大齿轮(10)的直径；

倒挡小齿轮(6A)的直径小于一挡小齿轮(5A)的直径；

倒挡大齿轮(9)的直径大于一挡大齿轮(8A)的直径；

二挡大齿轮(10)的直径小于倒挡大齿轮(9)的直径；

二挡小齿轮(7A)的直径大于倒挡小齿轮(6A)的直径。

3.一种基于权利要求1或2所述的纯机械手自一体平行轴变速器的变速方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，变速器处于低速挡状态的变速方法，包括：

步骤1.1，手动或自动对换挡拨叉总成(2)进行操纵，在换挡拨叉总成(2)的带动下，使倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)沿第一转轴(3)进行轴向滑动，使多片离合器滑套(6B)与多片离合器(7B)为分离状态，同时，使倒挡小齿轮(6A)和倒挡大齿轮(9)为非啮合状态；

步骤1.2，当倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)沿第一转轴(3)滑动到位后，在电机(1)的正向带动下，带动第一转轴(3)旋转；此时，动力由电机(1)传递到第一转轴(3)；

步骤1.3，由于一挡小齿轮带超越离合器总成(5)的一挡小齿轮超越离合器(5B)的内套与第一转轴(3)刚性连接、倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)的多片离合器滑套(6B)与第一转轴(3)刚性连接、多片离合器带二挡小齿轮总成(7)的多片离合器(7B)与第一转轴(3)刚性连接，因此，第一转轴(3)的动力同时传递到：一挡小齿轮超越离合器(5B)、多片离合器滑套(6B)和多片离合器(7B)；

步骤1.4，当第一转轴(3)正向旋转时，一挡小齿轮超越离合器(5B)为锁止状态，因此，一挡小齿轮超越离合器(5B)带动一挡小齿轮(5A)同步旋转，一挡小齿轮超越离合器(5B)的动力传递到一挡小齿轮(5A)；

而对于倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)，多片离合器滑套(6B)的动力传递到与多片离合器滑套(6B)刚性连接的倒挡小齿轮(6A)；但由于倒挡小齿轮(6A)和倒挡大齿轮(9)处于脱开状态，所以动力传递到倒挡小齿轮(6A)后终止，无法传递到与第二转轴(4)刚性连接的倒挡大齿轮(9)；

对于多片离合器(7B)，由于多片离合器(7B)与多片离合器滑套(6B)为分离状态，因此，多片离合器(7B)为分离状态，动力传递到多片离合器(7B)时终止，无法将动力传递到二挡小齿轮(7A)，因此，二挡小齿轮(7A)必然无法将动力传递到与第二转轴(4)刚性连接的二挡大齿轮(10)；

步骤1.5，因此，动力仅能从一挡小齿轮(5A)向后传递；由于一挡小齿轮(5A)和一挡大齿轮(8A)为啮合状态，因此，动力从一挡小齿轮(5A)传递到一挡大齿轮(8A)；

步骤1.6，由于一挡大齿轮超越离合器(8B)的内套与第二转轴(4)刚性连接，一挡大齿轮超越离合器(8B)的外套与一挡大齿轮(8A)刚性连接，此时一挡大齿轮超越离合器(8B)处于锁止状态，所以，动力从一挡大齿轮(8A)传递到一挡大齿轮超越离合器(8B)，再由一挡大齿轮超越离合器(8B)传递到第二转轴(4)，带动第二转轴(4)转动；

步骤1.7，当动力传递到第二转轴(4)时，由于差速器输出小齿轮(11)与第二转轴(4)刚性连接，因此，动力由第二转轴(4)传递到差速器输出小齿轮(11)；

步骤1.8，由于差速器输出小齿轮(11)和差速器输出大齿轮(12)啮合，因此，动力从差速器输出小齿轮(11)传递到差速器输出大齿轮(12)，再由差速器输出大齿轮(12)传递到差速器总成(13)，最后由差速器总成(13)完成一挡的传动；

步骤2，变速器处于高速挡状态的变速方法，包括：

步骤2.1，手动或自动对换挡拨叉总成(2)进行操纵，在换挡拨叉总成(2)的带动下，使倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)沿第一转轴(3)向多片离合器带二挡小齿轮总成(7)方向滑动，直到使多片离合器滑套(6B)和多片离合器(7B)结合到一起，使多片离合器(7B)为结合状态；

步骤2.2，在电机(1)的正向带动下，带动第一转轴(3)旋转；此时，动力由电机(1)传递到第一转轴(3)；

步骤2.3，因此，动力由第一转轴(3)输入，由于一挡小齿轮带超越离合器总成(5)的一挡小齿轮超越离合器(5B)的内套与第一转轴(3)刚性连接、倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)的多片离合器滑套(6B)与第一转轴(3)刚性连接、多片离合器带二挡小齿轮总成(7)的多片离合器(7B)与第一转轴(3)刚性连接，因此，第一转轴(3)的动力同时传递到：一挡小齿轮超越离合器(5B)、多片离合器滑套(6B)和多片离合器(7B)；

步骤2.4，由于一挡小齿轮超越离合器(5B)为锁止状态，因此，一挡小齿轮超越离合器(5B)带动一挡小齿轮(5A)同步旋转，一挡小齿轮超越离合器(5B)的动力传递到一挡小齿轮(5A)；

而对于倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)，多片离合器滑套(6B)的动力传递到与多片离合器滑套(6B)刚性连接的倒挡小齿轮(6A)；但由于倒挡小齿轮(6A)和倒挡大齿轮(9)处于脱开状态，所以动力传递到倒挡小齿轮(6A)后终止，无法传递到与第二转轴(4)刚性连接的倒挡大齿轮(9)；

对于多片离合器(7B)，由于多片离合器(7B)为结合状态，多片离合器(7B)的离合器毂和第一转轴(3)刚性连接，而多片离合器(7B)的离合器壳和二挡小齿轮(7A)刚性连接，所以，动力通过多片离合器(7B)而传递到二挡小齿轮(7A)；

步骤2.5，由于二挡小齿轮(7A)和二挡大齿轮(10)为啮合状态，因此，动力由二挡小齿轮(7A)传递到二挡大齿轮(10)；

由于一挡小齿轮(5A)和一挡大齿轮(8A)为啮合状态，因此，动力由一挡小齿轮(5A)传递到一挡大齿轮(8A)；

由于此时一挡小齿轮(5A)驱动一挡大齿轮(8A)，而二挡小齿轮(7A)同时同向驱动二挡大齿轮(10)，并且，由于一挡小齿轮(5A)的直径小于二挡小齿轮(7A)的直径，而一挡小齿轮(5A)和一挡大齿轮(8A)的直径之和等于二挡小齿轮(7A)和二挡大齿轮(10)的直径之和，所以，一挡大齿轮(8A)的直径大于二挡大齿轮(10)的直径；

由于一挡大齿轮(8A)的直径大于二挡大齿轮(10)的直径，所以，一挡大齿轮(8A)的转速低于二挡大齿轮(10)的转速；又由于二挡大齿轮(10)和第二转轴(4)刚性连接，，所以此时，第二转轴(4)的转速和二挡大齿轮(10)的转速相同，第二转轴(4)的转速大于一挡大齿轮(8A)的转速；

对于一挡大齿轮带超越离合器总成(8)，由于一挡大齿轮超越离合器(8B)的内套和第二转轴(4)刚性连接，而一挡大齿轮超越离合器(8B)的外套和一挡大齿轮(8A)刚性连接，此时，一挡大齿轮超越离合器(8B)处于内套相对于外套的超越状态，因此，动力传递到一挡大齿轮(8A)后，再传递到一挡大齿轮超越离合器(8B)的外套后终断；

步骤2.6，因此，动力通过二挡大齿轮(10)传递到第二转轴(4)；再由第二转轴(4)传递到与第二转轴(4)刚性连接的差速器输出小齿轮(11)，再由差速器输出小齿轮(11)传递到与差速器输出小齿轮(11)啮合的差速器输出大齿轮(12)，最终传递到差速器总成(13)完成二挡的传动；

步骤3，变速器处于倒挡状态的方法，包括：

步骤3.1，手动或自动对换挡拨叉总成(2)进行操纵，在换挡拨叉总成(2)的带动下，使倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)沿第一转轴(3)向倒挡大齿轮(9)方向滑动，使多片离合器滑套(6B)与多片离合器(7B)为分离状态，同时，使倒挡小齿轮(6A)和倒挡大齿轮(9)为啮合状态；

步骤3.2，当倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)沿第一转轴(3)滑动到位后，在电机(1)的反向带动下，带动第一转轴(3)反向旋转；此时，动力由电机(1)传递到第一转轴(3)；

步骤3.3，由于一挡小齿轮带超越离合器总成(5)的一挡小齿轮超越离合器(5B)的内套与第一转轴(3)刚性连接、倒挡小齿轮带多片离合器滑套总成(6)的多片离合器滑套(6B)与第一转轴(3)刚性连接、多片离合器带二挡小齿轮总成(7)的多片离合器(7B)与第一转轴(3)刚性连接，因此，第一转轴(3)的动力同时传递到：一挡小齿轮超越离合器(5B)、多片离合器滑套(6B)和多片离合器(7B)；

步骤3.4，由于第一转轴(3)是反向旋转的，所以，一挡小齿轮超越离合器(5B)为超越状态，所以，动力传递到一挡小齿轮超越离合器(5B)时终止，无法通过一挡小齿轮(5A)传递到一挡大齿轮(8A)；

对于多片离合器(7B)，由于多片离合器(7B)为分离状态，因此，动力传递到多片离合器(7B)时终止，无法通过与多片离合器(7B)的离合器壳刚性连接的二挡小齿轮(7A)而传递到二挡大齿轮(10)；

对于多片离合器滑套(6B)，由于多片离合器滑套(6B)和倒挡小齿轮(6A)刚性连接，并且，多片离合器滑套(6B)和第一转轴(3)通过花键刚性连接，因此，动力由第一转轴(3)传递到多片离合器滑套(6B)，再由多片离合器滑套(6B)传递到倒挡小齿轮(6A)；

步骤3.5，由于倒挡小齿轮(6A)和倒挡大齿轮(9)啮合，因此，动力由倒挡小齿轮(6A)传递到倒挡大齿轮(9)；

由于倒挡大齿轮(9)和第二转轴(4)刚性连接，因此，动力由倒挡大齿轮(9)传递到第二转轴(4)；

步骤3.6，动力传递到第二转轴(4)后，分别传递到：一挡大齿轮带超越离合器总成(8)、与第二转轴(4)刚性连接的差速器输出小齿轮(11)以及与第二转轴(4)刚性连接的二挡大齿轮(10)；

其中，动力传递到一挡大齿轮带超越离合器总成(8)时，由于第二转轴(4)的旋转方向相对于前进挡时的旋转方向做反向旋转，所以，一挡大齿轮带超越离合器总成(8)中的一挡大齿轮超越离合器(8B)处于锁止状态；因此，倒挡大齿轮(9)和一挡大齿轮(8A)同向同速旋转，所以，一挡大齿轮(8A)驱动与一挡大齿轮(8A)啮合的一挡小齿轮(5A)同倒挡小齿轮(6A)同向旋转；由于倒挡小齿轮(6A)的直径小于一挡小齿轮(5A)的直径，所以，倒挡大齿轮(9)的直径大于一挡大齿轮(8A)的直径，所以，倒挡小齿轮(6A)的转速，也就是第一转轴(3)的转速高于一挡小齿轮(5A)的转速，由于此时一挡小齿轮带超越离合器总成(5)中的一挡小齿轮超越离合器(5B)处于超越状态，所以，第一转轴(3)相对于一挡小齿轮(5A)超越旋转动力中断；

与之同时，二挡大齿轮(10)也同第二转轴(4)同向同速旋转；二挡大齿轮(10)驱动二挡小齿轮(7A)旋转；同理，由于二挡大齿轮(10)的直径小于倒挡大齿轮(9)的直径，所以二挡小齿轮(7A)的直径大于倒挡小齿轮(6A)的直径，所以二挡小齿轮(7A)的转速小于倒挡小齿轮(6A)的转速，也就是小于第一转轴(3)的转速，由于多片离合器(7B)处于分离状态，此时第一转轴(3)相对于二挡小齿轮(7A)超越旋转动力中断；

最后动力由第二转轴(4)传递到差速器输出小齿轮(11)，再由差速器输出小齿轮(11)传递到差速器输出大齿轮(12)，由差速器输出大齿轮(12)传递到差速器总成(13)，完成倒挡的动力传动。