变速器及车辆的制作方法

1.本技术属于车辆技术领域，具体涉及一种变速器及车辆。


背景技术：

2.变速器是车辆中常用的部件，是改变转速的一种常用部件。以电动车为例，电动车具电机驱动的变速器，其中，电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆。
3.在先技术中，一般电动车采用的是两挡变速器，但是，在电动车需要倒挡机构时，上述的两挡变速器还需要配合额外的倒挡机构，来方便变速器的反转。两挡变速器与倒挡机构结合后，会使变速器需要占用的空间较大，使变速器的体积增大。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种变速器及车辆，能够解决变速器体积较大的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种变速器，包括输入组件和输出组件，
7.所述输入组件包括输入轴、第一输入齿轮和第二输入齿轮，所述第一输入齿轮固定连接于所述输入轴，所述第二输入齿轮可选择地连接于所述输入轴；
8.所述输出组件包括输出轴、第一输出齿轮、第二输出齿轮和伸缩机构，所述输出轴为空心轴且包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出齿轮固定连接于所述第一输出轴，所述第二输出齿轮固定连接于所述第二输出轴，所述伸缩机构处于所述输出轴内侧；
9.所述第一输入齿轮与所述第一输出齿轮啮合，所述第二输入齿轮与所述第二输出齿轮啮合，所述第一输入齿轮与所述第二输入齿轮的尺寸不同；
10.其中，所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮具有结合状态和脱开状态，在所述结合状态下所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮连接；在所述脱开状态下，所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮相互分离，
11.所述伸缩机构与所述第二输出轴滑动连接，且能够选择性地与所述第一输出轴连接。
12.可选地，所述伸缩机构包括伸缩主体和连接在所述伸缩主体一侧的外齿轮，所述伸缩主体处于所述第二输出轴的内侧，所述第一输出轴的内侧设置有与所述外齿轮相啮合的内齿轮，当所述伸缩机构与所述第一输出轴连接时，所述外齿轮与所述内齿轮啮合。
13.可选地，所述伸缩主体上设置有滑动花键副，所述第二输出轴内侧设置有滑动轴承副，所述滑动花键副与所述滑动轴承副联接。
14.可选地，所述输入组件还包括自动离合器，所述第二输入齿轮通过所述自动离合器活动连接于所述输入轴，所述自动离合器用于控制所述第二输入齿轮与所述输入轴的结
合或脱开；
15.所述输出组件还包括超越离合器，所述超越离合器位于所述输出轴，所述第一输出齿轮与所述超越离合器的内圈连接，所述第二输出齿轮与所述超越离合器的外圈连接，所述超越离合器用于控制所述第一输出齿轮与所述第二输出齿轮的结合或脱开。
16.可选地，所述第一输入齿轮和所述第一输出齿轮为相互啮合的斜齿轮；和/或，
17.所述第二输入齿轮和所述第二输出齿轮为相互啮合的斜齿轮。
18.可选地，所述第二输入齿轮与所述输入轴之间设置有至少一个联动轴承。
19.可选地，所述至少一个联动轴承包括推力轴承和滚针转轴中的至少一者。
20.可选地，所述伸缩机构包括电磁伸缩机构、电液伸缩机构或电气伸缩机构中的一者。
21.可选地，所述变速器还包括壳体，所述壳体内设置有容纳腔，所述输入轴和所述输出轴安装于所述容纳腔，所述输入轴和所述输出轴分别与所述壳体的连接处设置有支撑轴承。
22.可选地，所述变速器还包括主减输入齿轮，所述主减输入齿轮固定连接于所述输出轴的一端。
23.第二方面，本技术实施例提供了一种车辆，所述车辆包括如上述的变速器。
24.在本技术的实施例中，具有上述的变速器的车辆具有挡位切换更加轻松流畅的有益效果。具体地，上述结构中第一输入齿轮和第一输出齿轮啮合并进行传动时，输入轴的转速为第一转速；在第二输入齿轮和第二输出齿轮啮合并进行传动时，输入轴的转速为第二转速，第一转速和第二转速不同，输出轴会根据不同的转速比形成相应的转速。通过第二输入齿轮可选择地连接于所述输入轴，配合第一输出齿轮和第二输出齿轮可分离式的设置，可以使变速器具有两个不同的挡位。在变速器参与到车辆的倒挡时，输出轴需要进行倒转，伸缩机构的设置可以将第一输出轴和第二输出轴连接在一起，保证倒转的稳定可靠。具体地，伸缩机构的设置可以将第一输出轴和第二输出轴进行结合或脱开，进而方便在输入轴反向转动时，稳定地对输出轴进行反向传动，也就是说将由伸缩机构和输出轴配合形成的倒挡机构集成在了输出轴内，缩小变速器的体积，进而节省变速器的占用空间。本技术的实施例具有变速器挡位切换更加轻松流畅的同时，缩小变速器的体积，以节省占用空间的有益效果。
附图说明
25.图1是本技术实施例中的变速器的原理示意图；
26.图2是本技术实施例中的变速器中输入组件和输出组件配合时的结构示意图；
27.图3是本技术实施例中的变速器中输入组件和输出组件配合时的剖面示意图。
28.附图标记说明：
29.10、输入组件；11、输入轴；12、第一输入齿轮；13、第二输入齿轮；14、自动离合器；20、输出组件；21、输出轴；22、第一输出齿轮；23、第二输出齿轮；24、超越离合器；25、伸缩机构；251、伸缩主体；252、外齿轮；30、联动轴承；26、内齿轮；27、主减输入齿轮；40、支撑轴承；50、电机；60、待驱动结构。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
32.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的变速器及车辆进行详细地说明。
33.参见图1至图3，本技术的实施例提供了一种变速器，包括输入组件10和输出组件20。
34.所述输入组件10包括输入轴11、第一输入齿轮12和第二输入齿轮13，所述第一输入齿轮12固定连接于所述输入轴11，所述第二输入齿轮13可选择地连接于所述输入轴11；
35.所述输出组件20包括输出轴21、第一输出齿轮22、第二输出齿轮23和伸缩机构25，所述输出轴21为空心轴且包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出齿轮22固定连接于所述第一输出轴，所述第二输出齿轮23固定连接于所述第二输出轴，所述伸缩机构25处于所述输出轴21内侧；
36.所述第一输入齿轮12与所述第一输出齿轮22啮合，所述第二输入齿轮13与所述第二输出齿轮23啮合，所述第一输入齿轮12与所述第二输入齿轮13的尺寸不同；
37.其中，所述第一输出齿轮22和所述第二输出齿轮23具有结合状态和脱开状态，在所述结合状态下，所述第一输出齿轮22和所述第二输出齿轮23连接，所述第一输出齿轮22和所述第二输出齿轮23同步转动；在所述脱开状态下，所述第一输出齿轮2221和所述第二输出齿轮23相互分离，所述伸缩机构25与所述第二输出轴21滑动连接，且能够选择性地与所述第一输出轴21连接。
38.在本技术的实施例中，上述结构中第一输入齿轮12和第一输出齿轮22啮合并进行传动时，输入轴11的转速为第一转速；在第二输入齿轮13和第二输出齿轮23啮合并进行传动时，输入轴11的转速为第二转速，第一转速和第二转速不同，输出轴21会根据不同的转速比形成相应的转速。通过第二输入齿轮13活动连接于所述输入轴11，配合第一输出齿轮22和第二输出齿轮23可分离式的设置，可以使变速器具有两个不同的挡位。在变速器参与到车辆的倒挡时，输出轴21需要进行倒转，伸缩机构25的设置可以将第一输出轴和第二输出轴连接在一起，保证倒转的稳定可靠。具体地，伸缩机构25的设置可以将第一输出轴和第二输出轴进行结合或脱开，进而方便在输入轴11反向转动时，稳定地对输出轴21进行反向传动，也就是说将由伸缩机构25和输出轴21配合形成的倒挡机构集成在了输出轴21内，缩小变速器的体积，进而节省变速器的占用空间。本技术的实施例具有变速器挡位切换更加轻松流畅的同时，缩小变速器的体积，以节省占用空间的有益效果。
39.需要说明的是，本技术的实施例不限于仅设置两组齿轮，可以根据需要设置第三组齿轮，或者更多组齿轮，在包括第三组齿轮的情况下，输入组件10还包括相应的第三输入齿轮，输出组件20还包括第三输出齿轮。
40.需要说明的是，上述结构中第一输入齿轮12与第二输入齿轮13的尺寸不同，是指第一输入齿轮12与第二输入齿轮13的齿轮参数不同，简单来说也就是大齿轮和小齿轮的区别，进而可以形成不同的传动比，比如，第一输入齿轮12的尺寸小于第二输入齿轮13的尺寸后，如果还有第三输入齿轮且尺寸处于上述两者之间，将可以为相应的中速输入齿轮。上述的低速、中速及高速均为相对的转速，具体根据实际转速来判断，并不限定具体的转速。
41.可选地，在本技术的实施例中，所述伸缩机构25包括伸缩主体251和连接在所述伸缩主体251一侧的外齿轮252，所述伸缩主体251处于所述第二输出轴的内侧，所述第一输出轴的内侧设置有与所述外齿轮252相啮合的内齿轮26，当所述伸缩机构与所述第一输出轴连接时，所述外齿轮与所述内齿轮啮合。
42.本技术的伸缩机构25处于输出轴21的内侧，可以降低占用空间，进一步缩小变速器的体积。滑动花键副与滑动轴承副的联接可以使伸缩主体251与输出轴21的连接更加稳定可靠。
43.需要说明的是，也可以根据需要将所述伸缩主体251处于所述第一输出轴的内侧，所述第二输出轴的内侧设置有与所述外齿轮252相啮合的所述内齿轮26，当所述伸缩机构与所述第二输出轴连接时，所述外齿轮与所述内齿轮啮合。伸缩机构25的设置方式不限于上述两种设置方式，可以根据需要设置为其他设置方式。
44.可选地，在本技术的实施例中，所述伸缩主体251上设置有滑动花键副，所述第二输出轴内侧设置有滑动轴承副，所述滑动花键副与所述滑动轴承副联接，从而实现伸缩机构能够沿输出轴21滑动，以实现与第一输出轴的连接。也可以采用其他联动结构来对第一输出轴和第二输出轴的连接，比如销孔结构、卡接结构的等。也可以通过摩擦式离合器替代伸缩机构25。
45.可选地，在本技术的实施例中，所述伸缩机构25包括电磁伸缩机构25、电液伸缩机构25或电气伸缩机构25中的一者。
46.在本技术的实施例中，上述结构介绍了三种伸缩机构25，进而体现出伸缩主体251的三种伸缩动力。电磁伸缩机构25可以通过电磁的驱动来进行伸缩主体251的伸缩，电液伸缩机构25可以通过电能及液压力的驱动来进行伸缩主体251的伸缩，电气伸缩机构25可以通过电能及气压力的驱动来进行伸缩主体251的伸缩。也可以采用电机50及一定的传动机构来实现伸缩主体251的伸缩。
47.需要说明的是，本技术中的自动离合器14可以指的是由控制单元控制的，能够使手动变速器换挡的一个重要步骤：离合器的断开与接合，能够自动地适时完成。自动离合器14已经应用在一些轿车上，简化了驾驶员的操纵动作。超越离合器24是随着机电一体化产品的发展而出现的基础件，它是用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件。它是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换具有自行离合功能的装置。
48.可选地，在本技术的实施例中，所述输入组件还包括自动离合器，所述第二输入齿轮通过所述自动离合器活动连接于所述输入轴，所述自动离合器用于控制所述第二输入齿
轮与所述输入轴的结合或脱开；
49.所述输出组件还包括超越离合器，所述超越离合器位于所述输出轴，所述第一输出齿轮与所述超越离合器的内圈连接，所述第二输出齿轮与所述超越离合器的外圈连接，所述超越离合器用于控制所述第一齿轮22与所述第二输出齿轮23的结合或脱开。
50.在本技术的实施例中，上述结构中自动离合器14的设置可以控制第二输入齿轮13与输入轴11的结合或脱开，进而可以使输入组件10的输入进行控制，在第二输入齿轮13与输入轴11的脱开的情况下，第一输入齿轮12为输入源，在第二输入齿轮13与输入轴11的结合的情况下，输入源可以转为第二输入齿轮13，超越离合器24用于控制所述第一输出齿轮22与所述第二输出齿轮23的结合或脱开，进而可以使输出组件20的输出进行控制，通过超越离合器24和自动离合器14的组合可以实现变速器挡位的切换，并且，超越离合器24和自动离合器14的配合可以实现挡位切换中无动力中断，具体利用超越离合器24的超越状态可以在两组齿轮同时啮合的情况下实现输出轴21转速的改变。上述的两组齿轮包括第一输入齿轮12和第一输出齿轮22，以及第二输入齿轮13和第二输出齿轮23。在第一输出轴和第二输出轴通过伸缩机构连接在一起的情况下，超越离合器将处于分离状态，为了防止输出轴21和输入轴11出现锁死的情况，可以通过自动离合器14将第二输入齿轮13与输入轴11分离，此时，可以通过电机50反转实现输出轴21的倒转，应用到电动车等车辆时，可以实现倒车。
51.可选地，在本技术的实施例中，所述第一输入齿轮12和所述第一输出齿轮22为相互啮合的斜齿轮；和/或，
52.所述第二输入齿轮13和所述第二输出齿轮23为相互啮合的斜齿轮。
53.在本技术的实施例中，上述结构中斜齿轮的设置具有以下优点：
54.(1)啮合性能好：斜齿圆柱齿轮轮齿之间的啮合过程是一种过度的过程，轮齿上的受力也是逐渐由小到大，再由大到小；斜齿轮适用于高速，重载情况。
55.(2)重合度大：重合度的增大使齿轮的承载能力提高。从而延长了齿轮的寿命。重合度主要取决于啮合时间，而斜齿轮的啮合时间长，接触面积大，使应力减小。并使传动平稳，且增加了其经济性。
56.(3)结构紧凑：最小齿数越少，则结构越紧凑，缩小空间，减小变速器的占用空间。
57.当然，也可以感觉需要将上述齿轮(包括第一输入齿轮12、第二输入齿轮13、第一输出齿轮22及第二输出齿轮23)设置为其他结构的齿轮，具体包括传统的柱状齿轮、锥形齿轮等。
58.可选地，在本技术的实施例中，所述第二输入齿轮13与所述输入轴11之间设置有至少一个联动轴承30。
59.在本技术的实施例中，联动轴承30的设置可以减小第二输入齿轮13与输入轴11之间的摩擦力，降低第二输入齿轮13与输入轴11相对活动时能量的损耗。第二输入齿轮13与可以套设于输入轴11，第二输入齿轮13与输入轴11处于同一侧的端部通过自动离合器14连接。第二输入齿轮13可以与输入轴11活动连接。
60.可选地，在本技术的实施例中，所述至少一个联动轴承30包括推力轴承和滚针转轴中的至少一者。
61.在本技术的实施例中，上述结构可以进一步减小第二输入齿轮13与输入轴11之间
的摩擦力。可以根据需要在第二输入齿轮13与输入轴11之间设置多个联动轴承30，保证相对转动的稳定性。
62.可选地，在本技术的实施例中，所述变速器还包括壳体，所述壳体内设置有容纳腔，所述输入轴11和所述输出轴21安装于所述容纳腔，所述输入轴11和所述输出轴21分别与所述壳体的连接处设置有支撑轴承40。
63.在本技术的实施例中，壳体的设置用于承载输入组件10和输出组件20，具体通过将输入轴11和输出轴21安装于容纳腔来实现。容纳腔内设置有相应的安装座，输入轴11和输出轴21安装于相应的安装座内，支撑轴承40可以安装于安装座内，输入轴11和输出轴21通过支撑轴承40安装于壳体内。支撑轴承40的设置一方面可以对输入轴11和输出轴21进行支撑，另一方面可以通过降低壳体分别与输入轴11和输出轴21之间的摩擦力，使输入轴11和输出轴21的工作更加稳定可靠。
64.可选地，在本技术的实施例中，所述变速器还包括主减输入齿轮27，所述主减输入齿轮27固定连接于所述输出轴21的一端。具体地，主减输入齿轮27设置在第二输出轴的远离第一输出轴的一端。
65.在本技术的实施例中，主减输入齿轮27的设置可以与待驱动结构60连接，比如可以将主减输入齿轮27直接或间接地与电动车中的车轮连接，进而可以实现电动车的前进或倒退。
66.需要说明的是，本技术的变速器需要配合电机50使用，应用到电动车时，可以包括前进状态和倒退状态。
67.前进状态包括低速挡和高速挡，前进状态下伸缩机构25不工作，此时的伸缩机构25中的外齿轮252与对应的内齿轮26处于分离状态；
68.在低速挡时，自动离合器14控制第二输入齿轮13与输入轴11脱开连接，动力经电机50、输入轴11、第一输入齿轮12、第一输出齿轮22带动超越离合器24的内圈，然后经超越离合器24外圈、第二输出轴及主减输入齿轮27输出，输出位置与待驱动结构60连接；
69.高速挡时，自动离合器14控制第二输入齿轮13和输入轴11连接，动力经第一输入齿轮12和第二输入齿轮13共同驱动超越离合器24，其内外圈同向转动，由于速比关系，外圈转速高于内圈转速，超越离合器24处于超越状态，由第一输入齿轮12传递的动力被断开，动力由第二输入齿轮13带动主减输入齿轮27输出，在第二输入齿轮13轴与输入轴11转速同步过程中，由于速比造成的输出轴21转速及扭矩不匹配问题通过超越离合器的滑磨解决，保证动力传递的连续性；
70.倒退状态下，自动离合器14控制第二输入齿轮13与输入轴11脱开，同时伸缩机构25动作，将外齿轮252与输出轴21内的内齿轮26啮合，电机50反转，超越离合器24将处于分离状态，反转的电机经第一输入齿轮12、第一输出齿轮22、第一输出轴、第二输出轴直至传递给主减输入齿轮27。
71.本技术的实施例还工公开了一种车辆，所述车辆包括如上述的变速器。
72.在本技术的实施例中，具有上述的变速器的车辆具有挡位切换更加轻松流畅的有益效果。具体地，上述结构中第一输入齿轮和第一输出齿轮啮合并进行传动时，输入轴的转速为第一转速；在第二输入齿轮和第二输出齿轮啮合并进行传动时，输入轴的转速为第二转速，第一转速和第二转速不同，输出轴会根据不同的转速比形成相应的转速。通过第二输
入齿轮可选择地连接于所述输入轴，配合第一输出齿轮和第二输出齿轮可分离式的设置，可以使变速器具有两个不同的挡位。在变速器参与到车辆的倒挡时，输出轴需要进行倒转，伸缩机构的设置可以将第一输出轴和第二输出轴连接在一起，保证倒转的稳定可靠。具体地，伸缩机构的设置可以将第一输出轴和第二输出轴进行结合或脱开，进而方便在输入轴反向转动时，稳定地对输出轴进行反向传动，也就是说将由伸缩机构和输出轴配合形成的倒挡机构集成在了输出轴内，缩小变速器的体积，进而节省变速器的占用空间。本技术的实施例具有变速器挡位切换更加轻松流畅的同时，缩小变速器的体积，以节省占用空间的有益效果。
73.需要说明的是，本技术的车辆可以为电动车、汽车、玩具车等机械，也可以设置为发动机等动力部件的辅助部件。
74.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
75.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。