[发明专利]基于棘爪式超越离合器的行星轮式两挡变速箱及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于棘爪式超越离合器的行星轮式两挡变速箱及控制方法，所述变速箱由输入轴、膜片弹簧离合器、行星轮式传动机构、棘爪式超越离合器总成和输出轴组成，棘爪式超越离合器总成通过成对设置在外圈与内圈之间的棘爪实现锁止或超越，而棘爪通过棘爪控制销与轴向外侧的控制环相连，控制环通过其上设置的控制窗控制棘爪控制销带动棘爪上下摆动，进而实现离合器双向锁止、单向锁止或双向超越；所述控制方法包括一挡前进控制方法、二挡前进控制方法、一挡倒车控制方法和无动力中断换挡控制方法。本发明实现一挡前进及倒退并能进行无动力中断换挡的基础上，还能承担较大负载，进一步提升了换挡效果。

技术领域

本发明属于电动车辆传动系统技术领域，具体涉及基于棘爪式超越离合器的行星轮式两挡变速箱及控制方法。

背景技术

专利申请号为2019103261167，名称为“一种行星轮式无动力中断两挡变速箱及其换挡控制方法”中提供的技术方案解决了传统AMT换挡动力中断的问题，能够实现无动力中断换挡，升挡或降挡过程变速箱始终有动力输出，换挡过程的平顺性得到提高，可以实现平顺的速比切换过程能够，且行星轮式无动力中断两挡变速箱能够实现一挡前进和一挡倒退，有效解决了现有技术中采用二挡齿轮倒车速度过快及超越离合器出现卡滞现象的安全问题。

但该专利技术方案中采用的可控式超越离合器为滚柱式超越离合器，滚柱式超越离合器传递的动力有限，过大负载容易出现严重磨损，致使出现打滑失效的现象；此外，滚柱式超越离合器中滚柱的可控性较低，离合器的控制效果不佳。故，该专利技术方案中变速箱的传动性能将随之受到影响。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了基于棘爪式超越离合器的行星轮式两挡变速箱及控制方法，在实现一挡前进及倒退并能进行无动力中断换挡的基础上，还能承担较大负载，进一步提升换挡效果。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

基于棘爪式超越离合器的行星轮式两挡变速箱，包括：输入轴2、膜片弹簧离合器3、行星轮式传动机构、超越离合器总成和输出轴10，其中，所述行星轮式传动机构由行星架5、齿圈7、行星轮8和太阳轮9组成，膜片弹簧离合器3安装在与太阳轮9同轴固连的输入轴2上，膜片弹簧离合器3的飞轮盘38与齿圈7同轴连接，输出轴10与行星架5同轴连接；

所述超越离合器总成为棘爪式超越离合器总成6，由棘爪式超越离合器和离合器控制机构组成；

所述棘爪式超越离合器由外圈61、控制环62、正向棘爪63、反向棘爪64和内圈组成，其中，外圈61固定在变速箱壳体4上，内圈位于齿圈7外侧并与齿圈7一体设置，正向棘爪63和反向棘爪64成对地均匀设置在外圈61与内圈之间的环形空间内，正向棘爪63和反向棘爪64的棘爪根部旋转安装在外圈61上，正向棘爪63和反向棘爪64的棘爪头部方向相反设置，并与内圈外圆面上的棘爪卡槽卡接，正向棘爪63和反向棘爪64与外圈61之间均安装有折片弹簧，正向棘爪63和反向棘爪64分别通过其轴向侧面设置的棘爪控制销与控制环62上的正向控制窗622和反向控制窗623滑动连接，在控制环62的旋转控制下，正向棘爪63和反向棘爪64上下摆动，实现与内圈外圆面上的棘爪卡槽卡接或分离，进而实现齿圈7与外圈61之间双向锁止、单向锁止或双向超越。

离合器控制机构由控制电机65、传动轴66、蜗杆57、传感器68以及蜗轮69组成，其中，控制电机65与传动轴66一端同轴固连，传感器68安装在传动轴66另一端，蜗杆57同轴安装在传动轴66上并与同轴固定在控制环62外圆周上的蜗轮69相啮合，进而控制控制环62旋转。

进一步地，在所述控制环62上，正向控制窗622底部的控制面为沿控制环62旋转方向依次连续设置的正向控制窗斜面624和正向控制窗平面625，反向控制窗623底部的控制面为沿控制环62旋转方向依次连续设置的反向控制窗平面626和反向控制窗斜面627，其中，正向控制窗斜面624和反向控制斜面627均为沿着控制环2旋转方向逐渐靠近控制环62圆心位置的曲面，正向控制窗平面625和反向控制窗平面626均为与控制环62同心设置的曲面。