挡位交错式变速器和车辆的制作方法

1.本实用新型属于汽车传动技术领域，具体是一种挡位交错式变速器和车辆。


背景技术：

2.随着汽车在人们生活中的普及，在人们出行和工作中已经成为不可或缺的重要工具。而汽车变速器是实现汽车动力传递功能的重要部件，而变速器中传动动力的主要结构即轴系结构。在目前的轴系布置方式中，常常将各个挡位的齿轮按照换挡顺序依次设置在轴系上。采用这种方式相邻挡位靠太近，用户在进行逐级挂挡时不方便，舒适性差。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种挡位交错式变速器和车辆用以解决现有的轴系布置方式进行逐级换挡时方便性和舒适性差的技术问题。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.第一方面，本实用新型提供一种挡位交错式变速器，包括：
6.输入轴总成，设置有输入轴、一挡输入齿轮，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮、四挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮、二挡输入齿轮沿输入轴的轴向方向依次设置；
7.输出轴总成，设置有输出轴，与所述一挡输入齿轮相啮合的一挡输出齿轮，与所述二挡输入齿轮相啮合的二挡输出齿轮，与所述三挡输入齿轮相啮合的三挡输出齿轮，与所述四挡输入齿轮相啮合的四挡输出齿轮；
8.换挡机构，用于切换变速器的挡位。
9.优选地，所述换挡机构包括第一同步器和第二同步器，所述第一同步器设置在输入轴上，所述第二同步器设置在输出轴上，所述第一同步器用于使变速器的输入轴与二挡输入齿轮或四挡输入齿轮同步转动，所述第二同步器用于使变速器的输出轴与一挡输出齿轮或者三挡输出齿轮同步转动。
10.优选地，所述第一同步器位于二挡输入齿轮和四挡输入齿轮之间。
11.优选地，所述二挡输入齿轮与所述输入轴转动连接，所述四挡输入齿轮与所述输入轴转动连接，所述第一同步器与所述输入轴同步传动连接，所述第一同步器处于与所述二挡输入齿轮结合的状态时，输入轴的动力通过第一同步器传递给所述二挡输入齿轮，当所述第一同步器处于与所述四挡输入齿轮结合的状态时，输入轴的动力通过第一同步器传递给所述四挡输入齿轮。
12.优选地，还包括第二轴承，所述第二轴承设置在所述输入轴上，所述二挡输入齿轮通过第二轴承与所述输入轴转动连接，和/或
13.还包括第四轴承，所述第四轴承设置在所述输入轴上，所述四挡输入齿轮通过第四轴承与所述输入轴转动连接。
14.优选地，所述第二同步器位于一挡输出齿轮和三挡输出齿轮之间。
15.优选地，所述一挡输出齿轮与所述输出轴转动连接，所述三挡输出齿轮与所述输出轴转动连接，所述第二同步器与所述输出轴同步传动连接，所述第二同步器处于与所述一挡输出齿轮结合的状态时，所述一挡输出齿轮的动力通过第二同步器传递给输出轴，当所述第二同步器处于与所述三挡输出齿轮结合的状态时，所述三挡输出齿轮的动力通过第二同步器传递给输出轴。
16.优选地，还包括第一轴承，所述第一轴承设置在所述输出轴上，所述一挡输出齿轮通过第一轴承与所述输出轴转动连接，和/或
17.还包括第三轴承，所述第三轴承设置在所述输出轴上，所述三挡输出齿轮通过第三轴承与所述输出轴转动连接。
18.优选地，控制第一同步器处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器处于与一挡输出齿轮相结合并与三挡输出齿轮相分离的状态，变速箱的挡位切换至一挡；
19.控制第一同步器处于与二挡输入齿轮相结合并与四挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮均相分离的状态，变速箱的挡位切换至二挡；
20.控制第一同步器处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器处于与三挡输出齿轮相结合并与一挡输出齿轮相分离的状态，变速箱的挡位切换至三挡；
21.控制第一同步器处于与四挡输入齿轮相结合并与二挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮均相分离的状态，变速箱的挡位切换至四挡。
22.第二方面本实用新型提供一种车辆，包括第一方面所述的挡位交错式变速器。
23.有益效果：本实用新型的挡位交错式变速器和车辆采用了挡位交错排布的方式，让一挡输入齿轮，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮、二挡输入齿轮沿输入轴的轴向方向依次设置。这样的布置方式使三挡和四挡设置在轴系的中部，一挡和二挡设置在轴系的两侧，更有利于换挡时分别挂挡提升换挡舒适性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本实用新型的保护范围内。
25.图1为本实用新型的挡位交错式变速器的轴系原理图；
26.图2为本实用新型的挡位交错式变速器的输入轴总成的结构示意图；
27.图3为本实用新型的挡位交错式变速器的输出轴总成的结构示意图；
28.附图标记说明：
29.第一同步器2、第二同步器4、输入轴总成80、一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮82、三挡输入齿轮83、四挡输入齿轮84、输入轴85、第二轴承86、第四轴承87、输出轴总成90，一挡输出齿轮91，二挡输出齿轮92、三挡输出齿轮93、四挡输出齿轮94、输出轴95、第一轴承96、第三轴承97。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。
31.实施例1
32.如图1所示，本实施例提供了一种挡位交错式变速器，该挡位交错是变速器包括输入轴总成80和输出轴总成90两部分；车辆的动力装置产生的动力传递给输入轴总成80，通过输入轴总成80和输出轴总成90的配合使用，将动力从输入轴总成80传递至输出轴总成90。最后由输出轴总成90将动力传递给传动轴。前述车辆的动力装置包括但不限于发动机、电动机。
33.如图2所示，其中输入轴总成80包括了输入轴85、一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮83、四挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮81，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮84、二挡输入齿轮沿输入轴85的轴向方向依次设置；
34.本实施例的变速器还包括输入轴85轴承，所述输入轴85轴承布置在输入轴85两端，所述输入轴85轴承与输入轴85过盈配合，所述输入轴85的外径配合箱体对输入轴总成80起到支撑的作用。
35.所述输出轴总成90设置有输出轴95，与所述一挡输入齿轮81相啮合的一挡输出齿轮91，与所述二挡输入齿轮82相啮合的二挡输出齿轮，与所述三挡输入齿轮83相啮合的三挡输出齿轮，与所述四挡输入齿轮84相啮合的四挡输出齿轮；
36.本实施例的变速器还包括输入轴85轴承，所述输入轴85轴承布置在输入轴85两端，所述输入轴85轴承与输入轴85过盈配合，所述输入轴85的外径配合箱体对输入轴总成80起到支撑的作用。
37.本实施例的变速器还包括输出轴95轴承，所述输出轴95轴承布置在输出轴95两端与输出轴95过盈配合，外径配合箱体对输出轴总成90起到支撑的作用。
38.其中输入轴85可以通过联轴器，花键等连接方式与发动机或者电动机的输出轴传动连接，使发动机或者电动机的动力可以传递给输入轴85。其中输出轴95可以通过联轴器、法兰盘、花键等连接方式与传动轴传动连接，输出轴95的动力可以传递给传动轴。
39.在本实施例中变速箱可以进行四个不同挡位的切换，四个挡位分别为一挡、二挡、
三挡和四挡，用于实现前述四个挡位的输入轴85上的齿轮分别对应为一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮83和四挡输入齿轮。用于实现前述四个挡位的输出轴95上的齿轮分别对应为一挡输出齿轮91，二挡输出齿轮92、三挡输出齿轮和四挡输出齿轮94。其中输入轴85上和输出轴95上相同挡位的齿轮相互啮合。
40.在本实施例中，前述四个挡位的输入齿轮沿输入轴85轴向方向的排列顺序依次为：一挡输入齿轮81，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮84和二挡输入齿轮。前述四个挡位的输出齿轮沿输出轴95轴向方向的排列顺序依次为：一挡输出齿轮91，三挡输出齿轮93、四挡输出齿轮和二挡输出齿轮92。前述挡位的布置方式没有按照一挡、二挡、三挡、四挡逐级升挡的顺序来布置，而是采用了挡位交替布置的方式，其中一挡和二挡之间由三挡隔开，三挡和四挡之间由二挡隔开，并且三挡和四挡设置在轴系的中部。本实施例利用换挡机构来切换变速器的挡位。由于一挡和二挡之间被隔开，因此一挡的挂挡和二挡之的挂挡可以分别进行，相互不会干扰和影响，使挂挡的舒适性得到提升。同理，二挡和三挡之间也可以分别挂挡，相互不会干扰和影响，使挂挡的舒适性得到提升。
41.在本实施例中，所述换挡机构包括第一同步器2和第二同步器4，所述第一同步器2设置在输入轴85上，所述第二同步器4设置在输出轴95上，所述第一同步器2用于使变速器的输入轴85与二挡输入齿轮82或四挡输入齿轮84同步转动，所述第二同步器4用于使变速器的输出轴95与一挡输出齿轮91或者三挡输出齿轮93同步转动。
42.本实施例将第一同步器2和第二同步器4设置在不同的轴系上，使第一同步器2和第二同步器4错开布置，这样两个同步器在换挡时不会相互干扰。由于一挡和二挡是错开设置的，且一挡挂挡时使用的是第二同步器4，二挡挂挡时使用的是第一同步器2，因此一挡和二挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。由于二挡和三挡是错开设置的，且二挡挂挡时使用的是第一同步器2，三挡挂挡时使用的是第二同步器4，因此二挡和三挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。由于三挡挂挡时使用的是第二同步器4，四挡挂挡时使用的是第一同步器2，因此三挡和四挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。本实施例采用前述挡位布置和同步器的布置方式可以使逐级挂挡时相邻两挡分别采用不同的同步器，让各个挡位的挂挡过程互不影响。
43.在本实施例中，所述第一同步器2位于二挡输入齿轮82和四挡输入齿轮之间，这样第一同步器2用于挂挡的部件沿轴向方向朝一侧移动时就可以与二挡输入齿轮结合，沿轴向方向朝另一侧移动时就可以与四挡输入齿轮结合，因此无论是挂入二挡还是四挡都非常方便。挂挡的部件移动的需要移动的距离也相对较短。
44.在本实施例中，所述二挡输入齿轮与所述输入轴85转动连接，所述四挡输入齿轮与所述输入轴85转动连接，所述第一同步器2与所述输入轴85同步传动连接，所述第一同步器2处于与所述二挡输入齿轮结合的状态时，输入轴85的动力通过第一同步器2传递给所述二挡输入齿轮，当所述第一同步器2处于与所述四挡输入齿轮结合的状态时，输入轴85的动力通过第一同步器2传递给所述四挡输入齿轮。
45.前述同步传动连接，是指可以使第一同步器2和输入轴85同步转动的连接方式。
46.前述二挡输入齿轮与所述输入轴85转动连接，所述四挡输入齿轮与所述输入轴85转动连接是指二挡齿轮与输入轴85连接后可以相对输入轴85转动，四挡齿轮与输入轴85连接后可以相对输入轴85转动。可以将二挡输入齿轮与四挡输入齿轮空套在输入轴85上，以
使二挡输入齿轮和四挡输入齿轮可以相对输入轴85转动。
47.本实施例的输入轴总成80还包括第二轴承86和第四轴承87，所述第二轴承86设置在所述输入轴85上，所述二挡输入齿轮通过第二轴承86与所述输入轴85转动连接，所述第四轴承87设置在所述输入轴85上，所述四挡输入齿轮通过第四轴承87与所述输入轴85转动连接。其中第二轴承86和第四轴承87优选滚针轴承。当然在其它实施例中也可以采用其它类型的轴承，这里不做限制。
48.其中第一同步器2可以通过花键与输入轴85同步传动连接。例如在输入轴85的外径上设置花键，而在第一同步器2的内壁上设置与该花键配合的键槽，将输入轴85上的花键沿轴向方向插入到第一同步器2的键槽中上，使第一同步器2和输入轴85形成连接，依靠花键和键槽的配合第一同步器2可以和所述输入轴85同步转动。
49.由于第一同步器2与输入轴85同步转动，因此当第一同步器2与所述二挡输入齿轮结合后，二挡输入齿轮在第一同步器2的带动下与第一同步器2同步转动。当第一同步器2与所述四挡输入齿轮结合后，四挡输入齿轮在第一同步器2的带动下与第一同步器2同步转动。
50.如图1和图3所示，在本实施例中，所述一挡输出齿轮与所述输出轴95转动连接，所述三挡输出齿轮93与所述输出轴95转动连接，所述第二同步器4与所述输出轴95同步传动连接，所述第二同步器4处于与所述一挡输出齿轮结合的状态时，所述一挡输出齿轮的动力通过第二同步器4传递给输出轴95，当所述第二同步器4处于与所述三挡输出齿轮93结合的状态时，所述三挡输出齿轮93的动力通过第二同步器4传递给输出轴95。
51.前述同步传动连接，是指可以使第二同步器4和输出轴95同步转动的连接方式。前述一挡输出齿轮与所述输出轴95转动连接，所述三挡输出齿轮93与所述输出轴95转动连接是指一挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动，三挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动。可以将一挡输出齿轮与三挡输出齿轮93空套在输出轴95上，以使一挡输出齿轮与三挡输出齿轮93可以相对输出轴95转动。
52.如图1和图3所示，本实施例的输出轴总成90还包括第一轴承96和第三轴承97，所述第一轴承96设置在所述输出轴95上，所述一挡输出齿轮通过第一轴承96与所述输出轴95转动连接，所述第三轴承97设置在所述输出轴95上，所述三挡输出齿轮93通过第三轴承97与所述输出轴95转动连接。其中第一轴承96和第三轴承97优选滚针轴承。当然在其它实施例中也可以采用其它类型的轴承，这里不做限制。
53.通过以上的设计轴系布置时将三挡和四挡布置在中间，一二挡布置在两侧有利于滚针的空间布置减少其他零件，将用于与二挡和四挡结合的同步器布置在输入轴85上可以大大降低同步器能力的需求，降低同步器成本。
54.其中第二同步器4可以通过花键与输出轴95同步传动连接。例如在输出轴95的外径上设置花键，而在第一同步器2的内壁上设置与该花键配合的键槽，将输出轴95上的花键沿轴向方向插入到第一同步器2的键槽中上，使第二同步器4和输出轴95形成连接，依靠花键和键槽的配合第二同步器4可以和所述输出轴95同步转动。
55.由于第二同步器4与输入轴85同步转动，因此当第二同步器4与所述三挡输出齿轮93结合后，三挡输出齿轮93在第二同步器4的带动下与第二同步器4同步转动。当第二同步器4与所述四挡输入齿轮结合后，四挡输入齿轮在第二同步器4的带动下与第二同步器4同
步转动。
56.如图3所示，在本实施例中，所述第二同步器4位于一挡输出齿轮91和三挡输出齿轮93之间，这样第二同步器4用于挂挡的部件沿轴向方向朝一侧移动时就可以与一挡输出齿轮91结合，沿轴向方向朝另一侧移动时就可以与三挡输出齿轮93结合，因此无论是挂入一挡还是三挡都非常方便，挂挡的部件移动时需要移动的距离也相对较短。
57.其中一挡输入齿轮和三挡输入齿轮可以通过花键与输入轴85连接，并与输入轴85同步转动，而二挡输出齿轮92和四挡输出齿轮94可以通过花键与输出轴95连接，并与输出轴95同步转动。
58.利用本实施例的变速器进行换挡控制的方法为：
59.控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮相结合并与三挡输出齿轮93相分离的状态，变速箱的挡位切换至一挡；
60.控制第一同步器2处于与二挡输入齿轮相结合并与四挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮93均相分离的状态，变速箱的挡位切换至二挡；
61.控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器4处于与三挡输出齿轮93相结合并与一挡输出齿轮相分离的状态，变速箱的挡位切换至三挡；
62.控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮相结合并与二挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮93均相分离的状态，变速箱的挡位切换至四挡。
63.具体操作过程为：
64.挂一挡时，第二同步器4向左挂挡，一挡输出齿轮和输出轴95连接，动力从通过花键传递到输入轴85上，输入轴85通过输入轴85上一挡输入齿轮传递到输出轴95上的一挡输出齿轮。一挡输出齿轮将动力传递给输出轴95，通过输出轴95上的花键将动力传递给传动轴；
65.挂二挡时，第一同步器2向右挂挡，二挡输入齿轮和输入轴85连接，动力通过花键传递到输入轴85上，输入轴85通过花键连接传递到二挡输入齿轮，输二挡输入齿轮将动力传递给二挡输出齿轮92，二挡输出齿轮92通过花键传递到输出轴95上，二挡输出轴95通过花键传递给传动轴；
66.挂三挡时，第二同步器4向右挂挡，三挡输出齿轮93和输出轴95连接，动力从通过花键传递到输入轴85上，输入轴85通过三挡输入齿轮传递到三挡输出齿轮93，三挡输出齿轮93传递给输出轴95，通过输出轴95上的花键将动力传递给传动轴。
67.挂四挡时，第一同步器2向左挂挡，第四输入齿轮和输入轴85连接，动力从通过花键传递到输入轴85上，输入轴85通过花键连接传递到第四输入齿轮，第四输入齿轮传递给输出轴95上第四输出齿轮，输出轴95通过花键传递给传动轴。
68.实施例2
69.本实施例提供一种车辆，该车辆包括第一方面所述的挡位交错式变速器，本实施例的车辆可以是传统燃油汽车例如汽油车，柴油车等，也可以是新能源汽车。其中新能源汽
车包括但不限于纯电(bev/ev)车、混合动力(hev、phev和reev)车、燃料电池车(fcev)、太阳能电池车。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。