一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)、離合器及應(yīng)用的兩擋自動(dòng)變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)、離合器及其應(yīng)用的兩擋自動(dòng)變速器，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及汽車使用的變速傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于新能源的電動(dòng)汽車，變速器也是影響電動(dòng)車性能的重要總成之一，雖然電動(dòng)車使用多擋變速器不合適，但若取消變速傳動(dòng)裝置，則難以兼顧汽車爬坡和高速行駛等要求，因此有必要針對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作特性重新設(shè)計(jì)電動(dòng)車變速傳動(dòng)裝置。
[0003]現(xiàn)有的電動(dòng)車變速器主要有單級(jí)減速器、兩擋手動(dòng)變速器MT、兩擋自動(dòng)變速器AT和兩擋機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT。而其中兩擋手動(dòng)變速器輸入端需加人工操縱的離合器，增大了總成尺寸和重量，而類似于傳統(tǒng)汽車自動(dòng)變速器的兩擋自動(dòng)變速器的油栗、離合器等零件工藝復(fù)雜、零部件數(shù)量多，都增加了生產(chǎn)成本。
[0004]一般，兩擋自動(dòng)變速器中均應(yīng)用單向離合器來實(shí)現(xiàn)兩動(dòng)力部件之間的鎖止，從而傳遞扭矩。單向離合器常用于連接兩個(gè)軸類零件，傳遞某個(gè)單一方向的運(yùn)動(dòng)或者扭矩，它們有楔塊式、鋼球式、棘輪式等單向離合器。其特點(diǎn)是只能傳遞單一方向扭矩，結(jié)構(gòu)往往較復(fù)雜，或者制造工藝較復(fù)雜。而一般在現(xiàn)實(shí)駕駛車輛過程中需要正反兩個(gè)方向傳遞扭矩。
[0005]本申請(qǐng)人申報(bào)的申請(qǐng)?zhí)枮?01410751463.1的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種行星傳動(dòng)兩擋自動(dòng)變速器，作為電動(dòng)車用的兩擋變速器。其擋位變換的核心為一種鎖止環(huán)，是一種連續(xù)的鎖止環(huán)，各單個(gè)鎖止片彼此連接，材料利用率不高，并且在反向較小扭矩傳遞時(shí)，如扭矩突然增大，會(huì)導(dǎo)致鎖止環(huán)的塑性變形，導(dǎo)致變速器損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有單向離合器只能傳遞單向扭矩，機(jī)械鎖止裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺陷，提供一種新型的鎖止環(huán)、離合器及其應(yīng)用的兩擋自動(dòng)變速器，能夠從正反兩個(gè)方向傳遞扭矩，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便，并且傳遞扭矩的性能更可靠，不易產(chǎn)生塑性變形，可應(yīng)用到多種機(jī)械中。
[0007]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)；一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)，所述鎖止環(huán)I裝配于兩個(gè)同軸傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或扭矩的動(dòng)力傳遞部件的內(nèi)圈和外圈之間；所述鎖止環(huán)I具有若干在圓周方向均勻分布的鎖止片，所述鎖止環(huán)I的內(nèi)環(huán)面固定連接在其中一個(gè)動(dòng)力傳遞部件的外圈上，所述鎖止環(huán)的外環(huán)面在鎖止片產(chǎn)生彈性變形的基礎(chǔ)上擠壓接觸另一動(dòng)力傳遞部件的內(nèi)圈；所述鎖止片采用彈性金屬片沖壓或折彎而成，一端具有朝同一方向彎曲的鎖止片上端摩擦部21，所述鎖止片上端摩擦部21彎曲的頂面組成鎖止環(huán)的外環(huán)面。
[0008]作為其中一種鎖止環(huán)的優(yōu)選方案，所述鎖止環(huán)I為分體結(jié)構(gòu)，由若干單體式鎖止片2以環(huán)狀陣列圍成；所述單體式鎖止片2的鎖止片下端固定部22緊貼固定在動(dòng)力傳遞部件的外圈上，構(gòu)成鎖止環(huán)的內(nèi)環(huán)面，所述鎖止片下端固定部22 —端為朝同一方向彈性彎曲的鎖止片上端摩擦部21。
[0009]具體的，所述鎖止片下端固定部22采用電阻焊或者激光焊接固定在動(dòng)力傳遞部件的外圈上。
[0010]具體的，所述單體式鎖止片為“乙”、“C”或“V”形截面的彈性金屬片。
[0011]進(jìn)一步的，所述單體式鎖止片2 —端具有折彎的鎖止片上端摩擦部21，另一端還具有鎖止片尾端支撐部23，所述鎖止片尾端支撐部23位于相鄰單體式鎖止片的鎖止片上端摩擦部21下方，所述鎖止片尾端支撐部23可由同一單體式鎖止片的鎖止片上端摩擦部21向下折彎形成，或者由相鄰單體式鎖止片的尾端折彎上翹形成，折彎上翹的鎖止片尾端支撐部23位于本鎖止片上端摩擦部21的下方。
[0012]另一種分體式鎖止環(huán)的方案，所述單體式鎖止片2為“S”或“W”形截面的復(fù)合型彈性金屬片，其鎖止片上端摩擦部21與鎖止片下端固定部22之間通過連續(xù)折彎的彈性連接部25連接，通過增加彈性連接部25增加鎖止片的整體長(zhǎng)度，減小單體式鎖止片成型后的彈簧剛度，所述單體式鎖止片2通過“U”形的定型槽24固定在動(dòng)力傳遞部件的外圈上，所述鎖止片下端固定部22與定型槽24之間、所述定型槽24與動(dòng)力傳遞部件外圈之間采用電阻焊或者激光焊接固定。
[0013]作為另一種鎖止環(huán)的優(yōu)選方案，所述鎖止環(huán)I為整體結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)環(huán)形基體11，所述鎖止片為環(huán)形基體外圈表面朝同一方向沖壓形成的若干折彎的鎖止片上端摩擦部21，所述鎖止片上端摩擦部21下方的環(huán)形基體11上具有沖孔12，鎖止環(huán)套裝的動(dòng)力傳遞部件外圈上設(shè)有相應(yīng)的凸起部穿過沖孔12，形成鎖止片尾端支撐部23。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述鎖止片上端摩擦部21的折彎平面為對(duì)應(yīng)動(dòng)力傳遞部件內(nèi)圈的圓弧曲面。
[0015]本實(shí)用新型還公開了一種雙向傳遞扭矩的離合器，包括上述技術(shù)方案中的鎖止環(huán)1，所述鎖止環(huán)I的鎖止片上端摩擦部21構(gòu)成的外環(huán)面上箍有制動(dòng)環(huán)3，所述制動(dòng)環(huán)3具有可調(diào)節(jié)的活動(dòng)端，通過拉緊制動(dòng)環(huán)的活動(dòng)端可箍緊鎖止片上端摩擦部21，將鎖止片上端摩擦部與動(dòng)力傳遞部件的內(nèi)圈分離。
[0016]其中，所述鎖止片上端摩擦部21的外環(huán)面分別與所述制動(dòng)環(huán)3和動(dòng)力傳遞部件內(nèi)圈接觸，所述制動(dòng)環(huán)3和鎖止片上端摩擦部21的接觸位置與鎖止片上端摩擦部21和動(dòng)力傳遞部件內(nèi)圈的接觸位置位于不同的徑向平面上。
[0017]本實(shí)用新型還公開了一種應(yīng)用上述離合器的兩擋自動(dòng)變速器，所述變速器的變速機(jī)構(gòu)為行星齒輪變速機(jī)構(gòu)，所述齒圈5嵌裝在行星架4的行星架內(nèi)環(huán)41中，在行星架內(nèi)環(huán)41與齒圈5之間設(shè)置所述離合器；所述離合器的鎖止環(huán)I內(nèi)環(huán)面固定套裝在齒圈5的外圈上，所述鎖止片上端摩擦部21的頂面組成的鎖止環(huán)外環(huán)面與行星架內(nèi)環(huán)41擠壓接觸，所述制動(dòng)環(huán)3的活動(dòng)端與變速器的執(zhí)行器連接。
[0018]作為一種變速器的優(yōu)選方案，所述鎖止環(huán)I為分體結(jié)構(gòu)，由若干單體式鎖止片2以環(huán)狀陣列固定圍繞在齒圈5外圈表面，所述齒圈5的外圈表面具有對(duì)應(yīng)單體式鎖止片2的鎖止片下端固定部22的若干平面51，所述單體式鎖止片2的彈簧片下端固定部22固定于上述平面上。
[0019]作為另一種變速器的優(yōu)選方案，所述鎖止環(huán)I為整體結(jié)構(gòu)，所述鎖止環(huán)I的環(huán)形基體11固定套裝在齒圈5的外圈上，所述齒圈5的外圈表面上設(shè)有若干支撐凸臺(tái)52穿過環(huán)形基體上的沖孔，形成鎖止片尾端支撐部。
[0020]本實(shí)用新型不論是分體結(jié)構(gòu)的鎖止環(huán)還是整體結(jié)構(gòu)的鎖止環(huán)均具有鎖止片，采用彈性金屬片沖壓成型，分體結(jié)構(gòu)的鎖止環(huán)采用單塊沖壓成型的單體式鎖止片，采用彈性金屬材料沖壓成類似“乙”字的形狀或C字形、V字形等類似能產(chǎn)生彈性力的形狀，所有單體式鎖止片的鎖止片下端固定部固定在一個(gè)軸狀動(dòng)力傳遞部件的外圈上，其上的鎖止片上端摩擦部朝同一方向布置，形成環(huán)狀的鎖止環(huán)；整體結(jié)構(gòu)的鎖止環(huán)，從環(huán)形基體上直接朝外圈方向沖壓出同一方向的鎖止片上端摩擦部，其中鎖止片下端固定部則為鎖止環(huán)的環(huán)形基體。鎖止環(huán)的所有鎖止片上端摩擦部在擠壓變形后與另一動(dòng)力傳遞部件的內(nèi)圈面接觸，在通過鎖止環(huán)從一個(gè)動(dòng)力傳遞部件傳遞動(dòng)力至另一個(gè)動(dòng)力傳遞部件的過程中，鎖止片上端摩擦部分別受到兩個(gè)相反方向的切向摩擦力時(shí)，鎖止環(huán)的鎖止片的變形不一樣，其中一個(gè)方向的切向摩擦力使得鎖止環(huán)的鎖止片上端摩擦部上揚(yáng)，另一個(gè)方向的切向摩擦力會(huì)使鎖止環(huán)的鎖止片上端摩擦部下降，而鎖止片上端摩擦部高度即鎖止片的彈性形變的變化使得鎖止環(huán)對(duì)軸的內(nèi)圈面的正壓力也變化，這樣兩個(gè)不同方向能承受的最大靜摩擦力不一樣，在通過鎖止環(huán)傳遞兩個(gè)同軸的軸類零件傳遞扭矩，可以實(shí)現(xiàn)正、反兩個(gè)方向的動(dòng)力傳遞，其中主動(dòng)動(dòng)力傳遞部件在旋轉(zhuǎn)方向不同的時(shí)候，能傳遞的最大扭矩也不同。
[0021]例如，將此鎖止環(huán)固連在一主動(dòng)軸(主動(dòng)動(dòng)力傳遞部件)的外表面，均勻分布一圈，另一根同軸的空心從動(dòng)軸套(從動(dòng)動(dòng)力傳遞部件)在鎖止環(huán)上均勻分布的鎖止片上端摩擦部上，從動(dòng)軸套的內(nèi)圈壓緊鎖止片上端摩擦部，使鎖止片上端摩擦部產(chǎn)生彈性變形。當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，固連在主動(dòng)軸圓柱表面的鎖止環(huán)的鎖止片上端摩擦部在彈性形變的作用下產(chǎn)生摩擦力從而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸套旋轉(zhuǎn)。而上述切向摩擦力會(huì)進(jìn)一步迫使鎖止片上端摩擦部產(chǎn)生上揚(yáng)的變形趨勢(shì)并改變鎖止環(huán)與從動(dòng)軸套內(nèi)圈的正壓力，不同的扭矩方向會(huì)使得鎖止環(huán)的鎖止片上端摩擦部的變形形態(tài)不同，進(jìn)而改變二者的最大靜摩擦力，或者換言之，改變主動(dòng)軸能傳遞的最大扭矩。
[0022]本實(shí)用新型在鎖止環(huán)的基礎(chǔ)上，還可添加一制動(dòng)環(huán)箍在鎖止環(huán)的上端摩擦部上，通過收縮制動(dòng)環(huán)，主動(dòng)將鎖止環(huán)的上端摩擦部全部收縮，將鎖止片上端摩擦部與動(dòng)力傳遞部件的內(nèi)圈面分離，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力切斷，實(shí)現(xiàn)離合器的功能。
[0023]為保證離合器工作中，鎖止環(huán)的鎖止片在制動(dòng)環(huán)作用下受迫壓力變形過大導(dǎo)致塑性變形，造成鎖止環(huán)的損壞，在鎖止環(huán)的主要變形部件鎖止片上端摩擦部的下方設(shè)置鎖止片尾端支撐部，用于支撐限定彈性上端摩擦部的最大形變量，保證鎖止環(huán)的正常工作。根據(jù)鎖止環(huán)結(jié)構(gòu)的不同