一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)、離合器及應用的兩檔自動變速器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)、離合器及其應用的兩檔自動變速器，屬于機械傳動技術領域，具體涉及汽車使用的變速傳動裝置。
【背景技術】
[0002]對于新能源的電動汽車，變速器也是影響電動車性能的重要總成之一，雖然電動車使用多檔變速器不合適，但若取消變速傳動裝置，則難以兼顧汽車爬坡和高速行駛等要求，因此有必要針對電動機的工作特性重新設計電動車變速傳動裝置。
[0003]現(xiàn)有的電動車變速器主要有單級減速器、兩檔手動變速器MT、兩檔自動變速器AT和兩檔機械式自動變速器AMT。而其中兩檔手動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)汽車自動變速器的兩檔自動變速器的油泵、離合器等零件工藝復雜、零部件數(shù)量多，都增加了生產成本。
[0004]一般，兩檔自動變速器中均應用單向離合器來實現(xiàn)兩動力部件之間的鎖止，從而傳遞扭矩。單向離合器常用于連接兩個軸類零件，傳遞某個單一方向的運動或者扭矩，它們有楔塊式、鋼球式、棘輪式等單向離合器。其特點是只能傳遞單一方向扭矩，結構往往較復雜，或者制造工藝較復雜。而一般在現(xiàn)實駕駛車輛過程中需要正反兩個方向傳遞扭矩。
[0005]本申請人申報的申請?zhí)枮?01410751463.1的中國發(fā)明專利申請，公開了一種行星傳動兩檔自動變速器，作為電動車用的兩檔變速器。其檔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，如扭矩突然增大，會導致鎖止環(huán)的塑性變形，導致變速器損壞。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明解決的技術問題是:針對現(xiàn)有單向離合器只能傳遞單向扭矩，機械鎖止裝置存在的結構復雜、成本高的缺陷，提供一種新型的鎖止環(huán)、離合器及其應用的兩檔自動變速器，能夠從正反兩個方向傳遞扭矩，并且結構簡單，工藝簡便，并且傳遞扭矩的性能更可靠，不易產生塑性變形，可應用到多種機械中。
[0007]本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)；一種雙向傳遞扭矩的鎖止環(huán)，所述鎖止環(huán)1裝配于兩個同軸傳遞旋轉運動或扭矩的動力傳遞部件的內圈和外圈之間；所述鎖止環(huán)1具有若干在圓周方向均勻分布的鎖止片，所述鎖止環(huán)1的內環(huán)面固定連接在其中一個動力傳遞部件的外圈上，所述鎖止環(huán)的外環(huán)面在鎖止片產生彈性變形的基礎上擠壓接觸另一動力傳遞部件的內圈；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)1為分體結構，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緊貼固定在動力傳遞部件的外圈上，構成鎖止環(huán)的內環(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)1為整體結構，具有一個環(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)套裝的動力傳遞部件外圈上設有相應的凸起部穿過沖孔12，形成鎖止片尾端支撐部23。
[0014]上述技術方案中，所述鎖止片上端摩擦部21的折彎平面為對應動力傳遞部件內圈的圓弧曲面。
[0015]本發(fā)明還公開了一種雙向傳遞扭矩的離合器，包括上述技術方案中的鎖止環(huán)1，所述鎖止環(huán)1的鎖止片上端摩擦部21構成的外環(huán)面上箍有制動環(huán)3，所述制動環(huán)3具有可調節(jié)的活動端，通過拉緊制動環(huán)的活動端可箍緊鎖止片上端摩擦部21，將鎖止片上端摩擦部與動力傳遞部件的內圈分離。
[0016]其中，所述鎖止片上端摩擦部21的外環(huán)面分別與所述制動環(huán)3和動力傳遞部件內圈接觸，所述制動環(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和動力傳遞部件內圈的接觸位置位于不同的徑向平面上。
[0017]本發(fā)明還公開了一種應用上述離合器的兩檔自動變速器，所述變速器的變速機構為行星齒輪變速機構，所述齒圈5嵌裝在行星架4的行星架內環(huán)41中，在行星架內環(huán)41與齒圈5之間設置所述離合器；所述離合器的鎖止環(huán)1內環(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)面與行星架內環(huán)41擠壓接觸，所述制動環(huán)3的活動端與變速器的執(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)1為分體結構，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的外圈表面具有對應單體式鎖止片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)1為整體結構，所述鎖止環(huán)1的環(huán)形基體11固定套裝在齒圈5的外圈上，所述齒圈5的外圈表面上設有若干支撐凸臺52穿過環(huán)形基體上的沖孔，形成鎖止片尾端支撐部。
[0020]本發(fā)明不論是分體結構的鎖止環(huán)還是整體結構的鎖止環(huán)均具有鎖止片，采用彈性金屬片沖壓成型，分體結構的鎖止環(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軸狀動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)；整體結構的鎖止環(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力傳遞部件的內圈面接觸，在通過鎖止環(huán)從一個動力傳遞部件傳遞動力至另一個動力傳遞部件的過程中，鎖止片上端摩擦部分別受到兩個相反方向的切向摩擦力時，鎖止環(huán)的鎖止片的變形不一樣，其中一個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，另一個方向的切向摩擦力會使鎖止環(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)對軸的內圈面的正壓力也變化，這樣兩個不同方向能承受的最大靜摩擦力不一樣，在通過鎖止環(huán)傳遞兩個同軸的軸類零件傳遞扭矩，可以實現(xiàn)正、反兩個方向的動力傳遞，其中主動動力傳遞部件在旋轉方向不同的時候，能傳遞的最大扭矩也不同。
[0021]例如，將此鎖止環(huán)固連在一主動軸(主動動力傳遞部件)的外表面，均勻分布一圈，另一根同軸的空心從動軸套(從動動力傳遞部件)在鎖止環(huán)上均勻分布的鎖止片上端摩擦部上，從動軸套的內圈壓緊鎖止片上端摩擦部，使鎖止片上端摩擦部產生彈性變形。當主動軸旋轉時，固連在主動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生摩擦力從而驅動從動軸套旋轉。而上述切向摩擦力會進一步迫使鎖止片上端摩擦部產生上揚的變形趨勢并改變鎖止環(huán)與從動軸套內圈的正壓力，不同的扭矩方向會使得鎖止環(huán)的鎖止片上端摩擦部的變形形態(tài)不同，進而改變二者的最大靜摩擦力，或者換言之，改變主動軸能傳遞的最大扭矩。
[0022]本發(fā)明在鎖止環(huán)的基礎上，還可添加一制動環(huán)箍在鎖止環(huán)的上端摩擦部上，通過收縮制動環(huán)，主動將鎖止環(huán)的上端摩擦部全部收縮，將鎖止片上端摩擦部與動力傳遞部件的內圈面分離，實現(xiàn)動力切斷，實現(xiàn)離合器的功能。
[0023]為保證離合器工作中，鎖止環(huán)的鎖止片在制動環(huán)作用下受迫壓力變形過大導致塑性變形，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)結構的不同，單體式鎖止片