[实用新型]一种伺服直驱换挡的自动变速器

说明书

一种伺服直驱换挡的自动变速器，包括主控制单元、五对圆柱齿轮组、一个输入轴7、一个输出轴8、一个丝杠螺母机构、一个壳体1和一个交流伺服电机18；五对圆柱齿轮组中各主动齿轮顺次通过键与输入轴7固定连接；从动齿轮顺次空套在输出轴8上；各从动齿轮的中心为圆孔，圆孔两侧对称布置两个异形内凹通孔，丝杠螺母副中的丝杠9内嵌在输出轴8的空心位置，采用主控制单元控制交流伺服电机驱动丝杠螺母副和内、外凸轮机构，使得从动齿轮与输出轴之间的接合与脱开，从而实现输入轴与输出轴按不同变速比进行动力传递，甚至通断；本装置无需人工干预，无同步器等中间传动元件，具有结构紧凑、控制简单等优点，可在内燃汽车和纯电动汽车中推广。

技术领域

本实用新型属于机械自动化技术领域，涉及一种伺服直驱换挡的自动变速器，用作汽车底盘中的传动变速装置。

背景技术

随着国民经济、汽车工业水平的迅猛提高，自动变速箱简化了手动换挡的操作流程，能够为汽车提供换挡平顺、操作方便、起步平稳的功能，它是汽车传动技术发展过程中一项重要的发明。在汽车领域，自动变速箱的装车率已经得到了很大的提高，而现有的汽车自动变速箱包括：自动变速箱（AT）、无级变速器（CVT）和双离合变速箱（DCT）三种，而自动变速箱（AT）所包括的半自动变速器（AMT）和序列式变速箱两种型式，由于搭载车型较少，已经逐步淡出汽车市场。

现有的自动变速箱采用液力变矩器代替了传统手动变速箱中的干式离合器，将发动机的动力传给行星齿轮机构，具有技术成熟、研发成本较低、动力承载力大等优点，但是也存在机构复杂，修理困难和维修成本高等缺点，尤其是随着自动变速箱的挡位增多，行星齿轮机构的结构越复杂、越庞大，换挡机构越复杂越笨拙，变速箱的体积和研发成本大幅增加。

无级变速器（CVT）又称连续可变传动或者无级变速箱，这种变速箱比传统的自动变速箱（AT）结构更简单，采用锥轮组和金属链带的组合，取代了传统变速箱中的齿轮传动，实现了连续无断点的动力传输，让发动机能长时间保持在理想的工况下。具有传动平稳，零部件少、重量轻、体积小等优点，尤其是能保证发动机在经济转速下连续工作和节油的效果。但是因其金属链带的寿命低，容易打滑等缺陷，使得其动力承载有限，维护成本高。

双离合变速箱采用了与传动手动变速箱相同的传动机制和两组离合器的独立交替运作，可以达到无级变速器（CVT）的无断点动力输出，具有与传统手动变速器的高承载力优点，与无级变速器（CVT）的换挡相应快的优点，但是由于其工艺要求高，技术成熟度相对较低，故障率较高；双离合器的散热强度和承载能力大小成为一组不可逃避的矛盾。

对比几种现有的常用的汽车变速器，发现不同变速器在传动效率、承载能力、制造工艺和可靠性等方面都存在突出的缺陷，因此，发明一种齿轮传动和电机直驱换挡相结合的伺服直驱换挡的自动变速器，满足传动效率高、制造工艺简单、可靠性高等实际需求，具有突出的工程实用价值。

发明内容

本实用新型提供一种伺服直驱换挡的自动变速器，通过主控制单元实现交流伺服电机对丝杠螺母机构自动控制，从而实现自动换挡过程，大幅降低动力传递损耗和制造加工的难度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种伺服直驱换挡的自动变速器，包括主控制单元、五对圆柱齿轮组、一个输入轴7、一个输出轴8、一个丝杠螺母机构、一个壳体1和一个交流伺服电机18；壳体1为轴向平行，锥顶相对的两个锥形空壳结构；一个交流伺服电机18通过联轴器16带动一个丝杠螺母机构中的丝杠9转动，转动的丝杠9带动螺母15沿丝杠轴线滑移；交流伺服电机18的壳体与输出轴8固定连接；丝杠9通过轴承相对交流伺服电机18不移动只转动；输入轴7和输出轴8相互平行，输入轴7两端通过轴承安装在壳体1上，输出轴8通过轴承固定在壳体1的两端，通过法兰盘17将输出轴8与交流伺服电机18固定连接。