單向超越離合器結(jié)構(gòu)及兩擋變速系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種單向超越離合器結(jié)構(gòu)及兩擋變速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單向超越離合器，是指主動(dòng)件正轉(zhuǎn)與從動(dòng)件嚙合，反轉(zhuǎn)與從動(dòng)件分離的離合器。螺旋單向超越離合器是利用螺旋花鍵配合結(jié)構(gòu)，形成正反轉(zhuǎn)時(shí)按相反方向移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)離合器結(jié)合與分離的軸向運(yùn)動(dòng)，螺旋單向離合器通常采單向端面齒的嚙合結(jié)構(gòu)形成離合結(jié)構(gòu)。由于螺旋單向離合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便和制造成本低、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)目前已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有螺旋單向離合器結(jié)構(gòu)在用于變速系統(tǒng)時(shí)，由于端面齒咬合后，在具有扭矩傳遞狀態(tài)下不能脫開的缺陷，其在應(yīng)用于自動(dòng)變速系統(tǒng)中受到較大制約。為此，需要利用相關(guān)件轉(zhuǎn)速信息或位置信息進(jìn)行變速系統(tǒng)控制。因此，需要對(duì)現(xiàn)有具有單向超越離合器結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的第一目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單向超越離合器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置一磁鋼和霍爾元件，以獲得位置信息或轉(zhuǎn)速信息，用以變速控制。本實(shí)用新型的第二目的是提供一種包括前述單向超越離合器結(jié)構(gòu)的兩擋變速系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用相關(guān)件位置信息或轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行變速控制而形成兩擋自動(dòng)變速。
[0004]為實(shí)現(xiàn)第一目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0005]—種單向超越離合器結(jié)構(gòu)，包括分別構(gòu)成輸入端和輸出端的主動(dòng)盤和動(dòng)力軸，主動(dòng)盤可轉(zhuǎn)動(dòng)的套裝在動(dòng)力軸上，主動(dòng)盤與動(dòng)力軸之間通過(guò)主動(dòng)端和從動(dòng)端相互嚙合的單向端面齒形成單向離合器;主動(dòng)端一體形成或連接在主動(dòng)盤上，從動(dòng)端通過(guò)花鍵結(jié)構(gòu)可軸向移動(dòng)的配合在動(dòng)力軸上;動(dòng)力軸的軸端設(shè)有磁鋼，磁鋼用于通過(guò)霍爾元件獲得動(dòng)力軸的轉(zhuǎn)速信息;或者，從動(dòng)端呈同步移動(dòng)的連接有推桿，該推桿滑動(dòng)配合在動(dòng)力軸的中孔內(nèi)，并在伸出動(dòng)力軸的外端設(shè)有磁鋼，磁鋼用于通過(guò)霍爾元件獲得從動(dòng)端的位置信息和轉(zhuǎn)速信息。
[0006]采用前述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，通過(guò)從動(dòng)軸或推桿上的磁鋼，以及設(shè)在靜止構(gòu)件上的霍爾元件，利用磁感應(yīng)原理獲得從動(dòng)端位置信息，或者從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速信息，以便利用該信息進(jìn)行變速控制，實(shí)現(xiàn)單向超越離合器的離合狀態(tài)自動(dòng)控制，而形成可控單向超越離合器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，故障率低。
[0007]優(yōu)選的，所述主動(dòng)端通過(guò)花鍵結(jié)構(gòu)配合在主動(dòng)盤一側(cè)，以在主動(dòng)盤按設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)主動(dòng)端朝從動(dòng)端方向移動(dòng)至設(shè)定位置，且主動(dòng)端與主動(dòng)盤之間設(shè)有加載彈簧。以通過(guò)加載彈簧使離合器的主動(dòng)端處于嚙合狀態(tài)位置，待從動(dòng)端移動(dòng)到嚙合位置時(shí)，且主動(dòng)盤按設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng);在主動(dòng)盤反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使從動(dòng)端移動(dòng)到嚙合位置時(shí)，單向端面齒不能結(jié)合而推動(dòng)主動(dòng)端后退并壓縮加載彈簧，從而實(shí)現(xiàn)單向超越離合器目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局緊湊，且功能可靠，使用壽命長(zhǎng)。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述主動(dòng)端與主動(dòng)盤之間配合花鍵結(jié)構(gòu)為螺旋花鍵結(jié)構(gòu)。以利用現(xiàn)有技術(shù)中螺旋花鍵配合結(jié)構(gòu)的基本特性形成螺旋單向可控超越離合器，螺旋花鍵配合結(jié)構(gòu)主要用于傳遞扭矩，同時(shí)具有小角度轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)大距離移動(dòng)的特性，因此，用于螺旋花鍵的螺旋升角都必然較大，可通過(guò)推動(dòng)配合在花鍵軸上的花鍵套移動(dòng)實(shí)現(xiàn)花鍵套或花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或者花鍵套在外部摩擦阻力作用下，由花鍵軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，且花鍵套在軸向阻力足夠大時(shí)，僅隨花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本方案中的螺旋花鍵結(jié)構(gòu)可使單向超越離合器的單向端面齒保持穩(wěn)定、可靠的結(jié)合狀態(tài)；同時(shí)，在主動(dòng)盤反轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)主動(dòng)端的后退形成一定的助力作用。
[0009]優(yōu)選的，所述從動(dòng)端與動(dòng)力軸之間配合花鍵結(jié)構(gòu)為螺旋花鍵結(jié)構(gòu)。通過(guò)合理選擇螺旋方向可獲得端面齒結(jié)合的響應(yīng)時(shí)間;或者，延緩結(jié)合時(shí)間而減緩結(jié)合沖擊。
[0010]優(yōu)選的，所述從動(dòng)端通過(guò)橫貫的銷軸與所述推桿連接，推桿底端與中孔底部之間設(shè)有復(fù)位彈簧;所述動(dòng)力軸上形成有推桿移動(dòng)用貫穿槽。以形成推桿與銷軸的同步移動(dòng)，并具有自復(fù)位功能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)靈活。
[0011 ]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述銷軸固定連接在所述推桿上，銷軸由側(cè)部抵接在從動(dòng)端內(nèi)側(cè)；所述從動(dòng)端外側(cè)設(shè)有離心頂推機(jī)構(gòu)，離心頂推機(jī)構(gòu)用于通過(guò)L形離心甩塊推動(dòng)從動(dòng)端至離合器結(jié)構(gòu)的結(jié)合位置;所述離心甩塊與所述從動(dòng)端之間設(shè)有平面軸承。以形成依靠設(shè)定轉(zhuǎn)速由離心運(yùn)動(dòng)控制的離合器結(jié)構(gòu)，可通過(guò)合理的參數(shù)設(shè)置，以便設(shè)定轉(zhuǎn)速條件下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)離合器的自動(dòng)結(jié)合;在從動(dòng)端向結(jié)合位置移動(dòng)時(shí)，推桿隨從動(dòng)端移動(dòng)，以便使推桿位置信息還代表設(shè)定轉(zhuǎn)速信息，便于通過(guò)轉(zhuǎn)速信息控制的控制系統(tǒng)利用。在主動(dòng)盤無(wú)動(dòng)力狀態(tài)下，復(fù)位彈簧推動(dòng)推桿外伸，從而帶動(dòng)從動(dòng)端遠(yuǎn)離結(jié)合狀態(tài)位置。其推桿與從動(dòng)端不形成剛性連接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便。平面軸承用以降低離心甩塊與從動(dòng)端接觸面間的摩擦磨損，延長(zhǎng)使用壽命。
[0012]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述L形離心甩塊可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在增速?gòu)膭?dòng)齒輪上，該增速?gòu)膭?dòng)齒輪僅可轉(zhuǎn)動(dòng)的套裝在所述動(dòng)力軸上。以通過(guò)第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上的增速主動(dòng)齒輪帶動(dòng)增速?gòu)膭?dòng)齒輪以高于動(dòng)力軸轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，從而使質(zhì)量較小的離心塊獲得較大的離心動(dòng)力。
[0013]優(yōu)選的，所述銷軸固定連接在所述推桿上，銷軸由側(cè)部抵接在從動(dòng)端內(nèi)側(cè);推桿或從動(dòng)端通過(guò)電磁線圈構(gòu)成電磁鐵的活動(dòng)鐵芯。以通過(guò)推桿獲得從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速信息，通過(guò)該轉(zhuǎn)速信息啟動(dòng)電磁鐵實(shí)現(xiàn)由低速向高速的換擋變速控制，適用于電磁鐵控制的具有該單向超越離合器結(jié)合的離合器或變速系統(tǒng);進(jìn)一步可利用推桿與從動(dòng)端一致的位置信息，進(jìn)行由高速向低速的變速控制。
[0014]優(yōu)選的，所述銷軸同時(shí)固定連接在所述推桿和從動(dòng)端上;推桿或從動(dòng)端通過(guò)電磁線圈構(gòu)成電磁鐵的活動(dòng)鐵芯;或者，推桿通過(guò)外端連接有用于推動(dòng)推桿的推桿電磁鐵或撥叉機(jī)構(gòu)。通過(guò)推桿或從動(dòng)端與電磁線圈形成電磁鐵結(jié)構(gòu)，或者，通過(guò)外接推桿電磁鐵、電動(dòng)撥叉機(jī)構(gòu)，離合器形成自動(dòng)結(jié)合結(jié)構(gòu)，均可通過(guò)推桿獲得從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速信息，通過(guò)該轉(zhuǎn)速信息啟動(dòng)電磁鐵實(shí)現(xiàn)由低速向高速的換擋變速控制;進(jìn)一步可利用推桿與從動(dòng)端一致的位置信息，進(jìn)行由高速向低速的變速控制，達(dá)到自動(dòng)變速的目的。同時(shí)，在采用手動(dòng)撥叉方案時(shí)，可人工操作離合器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人工操作的低變高變速控制，并利用位置信息形成由高變低的自動(dòng)控制。
[0015]優(yōu)選的，所述從動(dòng)端通過(guò)電磁線圈構(gòu)成電磁鐵的活動(dòng)鐵芯;從動(dòng)端與所述主動(dòng)端之間設(shè)有分離彈簧。其轉(zhuǎn)速信息由霍爾元件通過(guò)直接設(shè)在從動(dòng)軸上的磁鋼獲得，通過(guò)該轉(zhuǎn)速信息啟動(dòng)電磁鐵實(shí)現(xiàn)由低速向高速的換擋變速控制，適用于電磁鐵控制的具有該單向超越離合器結(jié)合的離合器或變速系統(tǒng)。
[0016]為實(shí)現(xiàn)第二目的的一種兩擋變系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用如下兩種技術(shù)方案。
[0017]方案一、一種兩擋變系統(tǒng)，包括實(shí)現(xiàn)第一目的的技術(shù)方案中由離心運(yùn)動(dòng)控制的具有螺旋花鍵結(jié)構(gòu)的單向超越離合器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)磁鋼和霍爾元件獲得從動(dòng)端的位置信息;該結(jié)構(gòu)的動(dòng)力軸上固定連接有輸出齒輪，動(dòng)力軸上的主動(dòng)盤構(gòu)成高速擋從動(dòng)齒輪，動(dòng)力軸上還設(shè)有低速擋從動(dòng)齒輪，低速擋從動(dòng)齒輪與動(dòng)力軸之間形成有雙向超越離合器結(jié)構(gòu)；動(dòng)力軸的動(dòng)力輸入前端還設(shè)有輸入軸，該輸入軸上設(shè)有可隨輸入軸同步主動(dòng)的低速擋主動(dòng)齒輪和高速擋主動(dòng)齒輪，低速擋主動(dòng)齒輪和高速擋主動(dòng)齒輪分別對(duì)應(yīng)與所述低速擋從動(dòng)齒輪和構(gòu)成高速擋從動(dòng)齒輪的主動(dòng)盤常嚙合;所述增速?gòu)膭?dòng)齒輪與動(dòng)力軸以外的一旋轉(zhuǎn)軸上的增速主動(dòng)齒輪嚙合，旋轉(zhuǎn)軸與輸入軸形成正相關(guān)的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0018]本方案中，用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)變速系統(tǒng)，在啟動(dòng)主電機(jī)后，電機(jī)動(dòng)力通過(guò)齒輪、鏈輪或皮帶輪由輸入軸輸入，在低速正轉(zhuǎn)條件下，低速擋主動(dòng)齒輪帶動(dòng)低速擋從動(dòng)齒輪正向轉(zhuǎn)動(dòng)，高速擋主動(dòng)齒輪帶動(dòng)構(gòu)成高速擋從動(dòng)齒輪的主動(dòng)盤正向轉(zhuǎn)動(dòng);低速擋從動(dòng)齒輪通過(guò)雙向超越離合器結(jié)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)力軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，動(dòng)力軸轉(zhuǎn)速低于主動(dòng)盤轉(zhuǎn)速，利用主動(dòng)盤空套在動(dòng)力軸上的結(jié)構(gòu)關(guān)系，二者形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的超越關(guān)系。當(dāng)輸入動(dòng)力軸轉(zhuǎn)速增大到設(shè)定值時(shí)，設(shè)置增速主動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)增大，增速?gòu)膭?dòng)齒輪使離心甩塊推動(dòng)從動(dòng)端至單向超越離合器結(jié)構(gòu)結(jié)合的位置，形成與主動(dòng)端的結(jié)合，動(dòng)力軸與主動(dòng)盤同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力軸與低于其轉(zhuǎn)速且轉(zhuǎn)向相同的低速擋從動(dòng)齒輪通過(guò)超越雙向離合器形成超越關(guān)系。在輸入軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力軸通過(guò)雙向超越離合器與低速擋從動(dòng)齒輪形成同步轉(zhuǎn)動(dòng);低速時(shí)，單向超越離合器結(jié)構(gòu)的從動(dòng)端在復(fù)位彈簧作用下，由推桿上的銷軸推送在遠(yuǎn)離主動(dòng)端的位置，二者呈分離狀態(tài)，從動(dòng)端隨動(dòng)力軸同步轉(zhuǎn)動(dòng);主動(dòng)盤由高速擋主動(dòng)齒輪帶動(dòng)并通過(guò)空套在動(dòng)力軸上的結(jié)構(gòu)與動(dòng)力軸形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在輸入軸反向轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值時(shí)，從動(dòng)端在離心甩塊作用下被推送至結(jié)合位置，但由于主動(dòng)端與從動(dòng)端呈單向齒的嚙合關(guān)系，此時(shí)，二者不嚙合，主動(dòng)端被從動(dòng)端推壓克服加