CN109268454A - 一种蜗轮式两挡变速装置及其变速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗轮式两挡变速装置及其变速方法，其中变速装置中，一挡蜗轮和二挡蜗轮之间通过第一离合器同轴连接、输入轴固定连接到一挡蜗轮或二挡蜗轮的轮轴上，一挡蜗轮与一挡蜗杆啮合，二挡蜗轮与二挡蜗杆啮合，一挡蜗杆或二挡蜗杆通过第二离合器同轴连接到一挡减速齿轮或二挡减速齿轮，二挡蜗杆或一挡蜗杆的杆轴连接到二挡减速齿轮或一挡减速齿轮，一挡减速齿轮和二挡减速齿轮均与输出齿轮啮合，输出轴与输出齿轮的轮轴固定连接，第一离合器和第二离合器连接到换挡控制装置。本发明传动比大也减小了变速器体积。此外齿轮在啮合时，主要是滚动接触，而蜗轮蜗杆主要是滑动接触，因此产生噪音和振动的因素少。

Description

一种蜗轮式两挡变速装置及其变速方法

技术领域

本发明涉及变速器领域，具体涉及一种蜗轮式两挡变速装置及其变速方法。

背景技术

纯电动汽车传动系统中，常常使用到减速器作为传动装置，国内目前电动汽车很多是从以前传统汽车改型而来，为了降低开发成本，变速箱很多时候采用传统手动五挡变速器，并把它固定在一个挡位，当做固定速比减速器使用，无法实现换挡。由于路况等其它方面的限制，汽车的行驶性能也是不断变化的，进而电机不可能一直工作在最佳状态下。如果采用前述方案需要电机的最大功率必须同时满足最高车速时功率、最大爬坡度时功率和加速时间功率三者的要求，大部分电动车生产企业无法采用，经论证两挡变速器是纯电动汽车比较理想的选择。目前，市场上出现的汽车传动系统中主要的传动装置变速器通常具有结构较复杂，而且存在加速较慢的缺陷。机械式自动变速器(AMT)体积大，装配空间受到限制，换挡品质也较差，液力自动变速器(AT)和无级自动变速器(CVT)的价格昂贵，传递的转矩也有限。

申请号CN201110067473.X的发明专利提供了一种电动汽车驱动变速机构通过通过离合器的分离和吸合，不再使用同步器，简化了变速器结构。但结构仍相对复杂，需占用一定体积，而且需要控制的离合器较多，需要设计较复杂的控制系统，同时变速较慢。

而申请号CN200910199960.4的发明专利提供了一种车用离合器动力藕合同步器换挡混合动力驱动系统，该系统通过同步器实现换挡作用，结构得到简化，占用体积较小，并能提高能量利用效率。但该系统提高能量利用效率是针对混合动力的电动汽车，而且齿轮传动传动比相对较小，为了保证足够的挡位传动比变化需要的体积比较大，而且齿轮传动的平稳性和噪声效果比蜗轮蜗杆机构差，齿轮越多影响越大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蜗轮式两挡变速装置，以解决现有技术中电动汽车的变速器结构复杂、变速较慢、成本较高、占用体积大的问题。

所述的蜗轮式两挡变速装置，包括输入轴、一挡蜗轮、二挡蜗轮、一挡蜗杆、二挡蜗杆、第一离合器、第二离合器、一挡减速齿轮、二挡减速齿轮、输出齿轮和输出轴，所述一挡蜗轮和所述二挡蜗轮之间通过第一离合器同轴连接、所述输入轴固定连接到所述一挡蜗轮或所述二挡蜗轮的轮轴上，所述一挡蜗轮与所述一挡蜗杆啮合，所述二挡蜗轮与所述二挡蜗杆啮合，所述一挡蜗杆或所述二挡蜗杆通过第二离合器同轴连接到所述一挡减速齿轮或所述二挡减速齿轮，所述二挡蜗杆或所述一挡蜗杆的杆轴连接到二挡减速齿轮或所述一挡减速齿轮，所述一挡减速齿轮和所述二挡减速齿轮均与所述输出齿轮啮合，所述输出轴与所述输出齿轮的轮轴固定连接，所述第一离合器和所述第二离合器连接到换挡控制装置。

优选的，所述二挡蜗杆或所述一挡蜗杆的杆轴通过过载保护离合器连接到二挡减速齿轮或所述一挡减速齿轮。

优选的，还包括倒挡机构和驱动轴，所述倒挡机构包括倒挡同步器和换向齿轮机构，所述倒挡同步器的齿毂与驱动轴固定连接，所述倒挡同步器位于所述齿毂一侧的同步环固定安装到所述输入轴上，所述齿毂另一侧的同步环固定安装在所述换向齿轮机构的输入齿轮的轮轴上，所述换向齿轮机构还包括与所述输入齿轮啮合的传动齿轮一、与所述传动齿轮一同轴连接的传动齿轮二，与所述传动齿轮二啮合的中间传动齿轮和与所述与所述中间传动齿轮啮合的倒挡输出齿轮，所述倒挡输出齿轮固定安装在所述输入轴上，所述倒挡同步器与所述换挡控制装置相连。

优选的，所述输入齿轮的轮轴为空套在所述驱动轴上的套轴，所述输入齿轮的轮轴与所述驱动轴之间通过轴承连接。

优选的，还包括驱动装置转换机构，所述驱动轴有两根，包括发动机驱动轴和电动机驱动轴，所述输入轴分为两段包括转换轴和内输入轴，所述发动机驱动轴通过所述倒挡机构连接到所述转换轴上，所述转换轴通过所述驱动装置转换机构连接到所述内输入轴上，所述驱动装置转换机构包括转换同步器和锥齿轮机构，锥齿轮机构包括固定安装在电动机驱动轴上的主动锥齿轮和啮合到所述主动锥齿轮上的从动锥齿轮，所述转换同步器一侧同步环固定安装在所述转换轴上，另一侧固定环固定安装在从动锥齿轮的轮轴上，所述转换同步器的齿毂固定安装在所述内输入轴上，所述转换同步器与驱动切换控制装置相连。

优选的，所述从动锥齿轮的轮轴为空套在所述内输入轴上的套轴，所述从动锥齿轮的轮轴与所述内输入轴之间通过轴承相连。

本发明还提供了一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其中所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，驱动装置为电动机，具体步骤如下：

当汽车正常行驶挂一挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴。

本发明还提供了一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其中所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，驱动装置为发动机，包括如下步骤：

当汽车正常行驶挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴。

本发明还提供了一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其中所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，所述驱动装置为发动机和电动机，具体步骤如下：

当汽车采用电驱动时，所述驱动切换控制装置控制所述转换同步器的齿毂与连接到锥齿轮机构的同步环结合传动，电动机产生的动力经过电动机驱动轴、锥齿轮机构和转换同步器传递到内输入轴；

当汽车正常行驶挂一挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车采用燃油驱动时，所述驱动切换控制装置控制所述转换同步器的齿毂与连接到转换轴的同步环结合传动，发动机产生的动力经过发动机驱动轴、倒挡机构、转换轴和转换同步器传递到内输入轴；

当汽车正常行驶挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴。

本发明的优点在于：蜗轮蜗杆传动和其它形式的齿轮传动比较，单级速比大，本发明方案通过蜗轮驱动蜗杆能将输出的转速相比输入的转速大幅提高，因此能在电机转速变化较小时迅速改变输出轴转速的变化值，有效提高变速速率。而且蜗杆和蜗轮的轴可以垂直布置而互不相交，能做到减小变速器体积的作用，传动比大也减小了变速器体积。此外齿轮在啮合时，主要是滚动接触，而蜗轮蜗杆主要是滑动接触，因此产生噪音和振动的因素少。该变速器还可以用于其它电力驱动的特殊作业机械，如果农用机械、建筑机械等。

本变速装置在进行正常行驶和倒车切换时，如果通过电动机驱动就可以通过电动机自身的双向驱动效果进行切换，如果通过燃油驱动，也可以通过倒挡机构进行输入轴的转向切换。对应混合动力汽车还可以通过驱动装置转换机构进行驱动装置的切换，在不同装置驱动下可以依据相应的变速方法进行挡位切换，使用方便，应用范围广泛。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为图2所示结构下部螺杆和齿轮机构的结构示意图；

图4为图3所示结构中设有离合器的螺杆和齿轮部分的结构示意图；

图5为本发明实施例2的结构示意图；

图6为本发明实施例3的结构示意图；。

其中，1、电动机，2、一挡蜗轮，3、一挡蜗杆，4、一挡减速齿轮，5、输出齿轮，6、第一离合器，7、第二离合器，8、二挡蜗轮，9、二挡蜗杆，10、二挡减速齿轮，11、输入轴，12、换挡控制装置，13、输出轴，14、发动机，15、倒挡同步器，16、输入齿轮，17、传动齿轮一，18、传动齿轮二，19、中间传动齿轮，20、倒挡输出齿轮，21、锥齿轮机构，22、转换同步器，23、驱动切换控制装置。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1：

如图1-4所示，本发明提供了一种蜗轮式两挡变速装置，基本技术方案如下：包括输入轴11、一挡蜗轮2、二挡蜗轮8、一挡蜗杆3、二挡蜗杆9、第一离合器6、第二离合器7、一挡减速齿轮4、二挡减速齿轮10、输出齿轮5和输出轴13，所述一挡蜗轮2和所述二挡蜗轮8之间通过第一离合器6同轴连接、所述输入轴11固定连接到所述一挡蜗轮2的轮轴上，所述一挡蜗轮2与所述一挡蜗杆3啮合，所述二挡蜗轮8与所述二挡蜗杆9啮合，所述一挡蜗杆3通过第二离合器7同轴连接到所述一挡减速齿轮4，所述二挡蜗杆9的杆轴连接到二挡减速齿轮10，所述一挡减速齿轮4和所述二挡减速齿轮10均与所述输出齿轮5啮合，所述输出轴13与所述输出齿轮5的轮轴固定连接，所述第一离合器6和所述第二离合器7连接到换挡控制装置12。该变速装置倒挡依靠驱动装置反转实现，因此只适用于由双向电机驱动的情况，如纯电动汽车。

采用上述变速装置后，本发明还提供了一种基于上述变速装置的变速方法，具体步骤如下：

当汽车正常行驶挂一挡时，电动机1正转，换挡控制装置12控制第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车正常行驶挂二挡时，电动机1正转，换挡控制装置12控制第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂一挡时，电动机1反转，换挡控制装置12控制第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂二挡时，电动机1反转，换挡控制装置12控制第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13。

上述变速装置，传动比大，减小了变速器体积。此外齿轮在啮合时，主要是滚动接触，而蜗轮蜗杆主要是滑动接触，因此产生噪音和振动的因素少。该变速装置可应用于电动机1驱动的电动汽车、工程机械等方面，电动机1能自身的双向驱动效果对输出轴13转动方向进行切换，实现倒挡，如果两个离合器同时分离，则变速器进入空挡状态。

上述结构也可以将输入轴11连接在二挡蜗轮8的轮轴上进行驱动，总体机构不变，所述一挡蜗轮2与所述一挡蜗杆3啮合，所述二挡蜗轮8与所述二挡蜗杆9啮合，所述一挡减速齿轮4和所述二挡减速齿轮10均与所述输出齿轮5啮合，所述输出轴13与所述输出齿轮5的轮轴固定连接，所述第一离合器6和所述第二离合器7连接到换挡控制装置12。但是，所述二挡蜗杆9通过第二离合器7同轴连接到所述二挡减速齿轮10，所述一挡蜗杆3的杆轴连接到所述一挡减速齿轮4。在变速时，换挡控制装置12控制第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，则是变速装置进入二挡速度状态，换挡控制装置12控制第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，则是变速装置进入一挡速度状态。

此外为了防止电路或机械故障导致第一离合器6和第二离合器7同时结合，令两个减速齿轮同时转动，从而导致变速装置危害驾驶者生命安全或者受到损坏，蜗杆与减速齿轮之间未设有第二离合器7的需要通过过载保护离合器连接。如第一种情况所述二挡蜗杆9的杆轴通过过载保护离合器连接到二挡减速齿轮10，第二维种情况所述一挡蜗杆3的杆轴通过过载保护离合器连接到所述一挡减速齿轮4。这样当发生前述故障，两个离合器都闭合时，常闭的过载保护离合器会在此时自动分离保护驾驶者生命安全。

实施例2：

如图5所示，本发明提供了一种用于电动汽车的蜗轮蜗杆变速器，在所述实施例1的基础上进行了改进以适用于发动机14或单向转动的电动机1等驱动装置。改进点为增加了倒挡机构和驱动轴。所述倒挡机构包括倒挡同步器15和换向齿轮机构，所述倒挡同步器15的齿毂与驱动轴固定连接，所述倒挡同步器15位于所述齿毂一侧的同步环固定安装到所述输入轴11上，所述齿毂另一侧的同步环固定安装在所述换向齿轮机构的输入齿轮16的轮轴上，所述输入齿轮16的轮轴为空套在所述驱动轴上的套轴，所述输入齿轮16的轮轴与所述驱动轴之间通过轴承连接。同步器的齿毂在控制装置的操控下能根据情况分别与两侧的同步环结合实现传动，因此可以作为轴动力传递的切换装置。

除所述输入齿轮16外，所述换向齿轮机构还包括与所述输入齿轮16啮合的传动齿轮一17、与所述传动齿轮一17同轴连接的传动齿轮二18，与所述传动齿轮二18啮合的中间传动齿轮19和与所述与所述中间传动齿轮19啮合的倒挡输出齿轮20，所述倒挡输出齿轮20固定安装在所述输入轴11上。所述倒挡同步器15与所述换挡控制装置12相连。这样就能通过倒挡机构进行转向切换，通过变速装置的控制实现倒挡。而输入齿轮16与所述传动齿轮一17之间传动比为1:1，所述传动齿轮二18、所述中间传动齿轮19和倒挡输出齿轮20三者的传动比为1:1:1，这样在倒挡状态下，经过换向齿轮机构传动的输入轴11与驱动轴的转速是一样的，便于驾驶员掌握倒挡时的变速情况。

本实施例中的蜗轮式两挡变速装置的变速方法如下：

当汽车正常行驶挂一挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与安装在所述输入轴11的同步环结合传动、第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车正常行驶挂二挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与安装在所述输入轴11的同步环结合传动、第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂一挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、换向齿轮机构、输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂二挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、换向齿轮机构、输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13。

实施例3：

如图6所示，在实施例2的基础上进行了进一步改进，主要是为了适应混合动力汽车，既要能通过电机驱动，也要能通过发动机14驱动。因此本实施例的改进点在于：还设置有驱动装置转换机构，且所述驱动轴有两根，包括发动机14驱动轴和电动机1驱动轴，所述输入轴11分为两段包括转换轴和内输入轴，所述发动机14驱动轴通过所述倒挡机构连接到所述转换轴上，所述转换轴通过所述驱动装置转换机构连接到所述内输入轴上，所述驱动装置转换机构包括转换同步器22和锥齿轮机构21，锥齿轮机构21包括固定安装在电动机1驱动轴上的主动锥齿轮和啮合到所述主动锥齿轮上的从动锥齿轮，所述从动锥齿轮的轮轴为空套在所述内输入轴上的套轴，所述从动锥齿轮的轮轴与所述内输入轴之间通过轴承相连。所述转换同步器22一侧同步环固定安装在所述转换轴上，另一侧固定环固定安装在从动锥齿轮的轮轴上，所述转换同步器22的齿毂固定安装在所述内输入轴上，所述转换同步器22与驱动切换控制装置23相连。驱动切换控制装置23能操纵驱动装置转换机构从而实现本变速装置的输入动力在电动机1和发动机14之间进行切换。

本发明还提供了一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，用于混合动力汽车，既能以电动机1驱动也能以发动机14驱动。具体步骤如下：

当汽车采用电驱动时，所述驱动切换控制装置23控制所述转换同步器22的齿毂与连接到锥齿轮机构21的同步环结合传动，电动机1产生的动力经过电动机1驱动轴、锥齿轮机构21和转换同步器22传递到内输入轴；

当汽车正常行驶挂一挡时，电动机1正转，换挡控制装置12控制第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车正常行驶挂二挡时，电动机1正转，换挡控制装置12控制第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂一挡时，电动机1反转，换挡控制装置12控制第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂二挡时，电动机1反转，换挡控制装置12控制第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，电动机1产生的动力经输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车采用燃油驱动时，所述驱动切换控制装置23控制所述转换同步器22的齿毂与连接到转换轴的同步环结合传动，发动机14产生的动力经过发动机14驱动轴、倒挡机构、转换轴和转换同步器22传递到内输入轴；

当汽车正常行驶挂一挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与安装在所述输入轴11的同步环结合传动、第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车正常行驶挂二挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与安装在所述输入轴11的同步环结合传动、第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂一挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器6分离同时控制第二离合器7结合，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、换向齿轮机构、输入轴11、一挡蜗轮2、一挡蜗杆3、第二离合器7、一挡减速齿轮4和输出齿轮5传递到输出轴13；

当汽车倒车挂二挡时，发动机14正转，换挡控制装置12控制倒挡同步器15的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器6结合同时控制第二离合器7分离，发动机14产生的动力经驱动轴、倒挡同步器15、换向齿轮机构、输入轴11、一挡蜗轮2、第一离合器6、二挡蜗轮8、二挡螺杆、二挡减速齿轮10和输出齿轮5传递到输出轴13。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：包括输入轴、一挡蜗轮、二挡蜗轮、一挡蜗杆、二挡蜗杆、第一离合器、第二离合器、一挡减速齿轮、二挡减速齿轮、输出齿轮和输出轴，所述一挡蜗轮和所述二挡蜗轮之间通过第一离合器同轴连接、所述输入轴固定连接到所述一挡蜗轮或所述二挡蜗轮的轮轴上，所述一挡蜗轮与所述一挡蜗杆啮合，所述二挡蜗轮与所述二挡蜗杆啮合，所述一挡蜗杆或所述二挡蜗杆通过第二离合器同轴连接到所述一挡减速齿轮或所述二挡减速齿轮，所述二挡蜗杆或所述一挡蜗杆的杆轴连接到二挡减速齿轮或所述一挡减速齿轮，所述一挡减速齿轮和所述二挡减速齿轮均与所述输出齿轮啮合，所述输出轴与所述输出齿轮的轮轴固定连接，所述第一离合器和所述第二离合器连接到换挡控制装置。

2.根据权利要求1所述的一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：所述二挡蜗杆或所述一挡蜗杆的杆轴通过过载保护离合器连接到二挡减速齿轮或所述一挡减速齿轮。

3.根据权利要求1或2所述的一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：还包括倒挡机构和驱动轴，所述倒挡机构包括倒挡同步器和换向齿轮机构，所述倒挡同步器的齿毂与驱动轴固定连接，所述倒挡同步器位于所述齿毂一侧的同步环固定安装到所述输入轴上，所述齿毂另一侧的同步环固定安装在所述换向齿轮机构的输入齿轮的轮轴上，所述换向齿轮机构还包括与所述输入齿轮啮合的传动齿轮一、与所述传动齿轮一同轴连接的传动齿轮二，与所述传动齿轮二啮合的中间传动齿轮和与所述与所述中间传动齿轮啮合的倒挡输出齿轮，所述倒挡输出齿轮固定安装在所述输入轴上，所述倒挡同步器与所述换挡控制装置相连。

4.根据权利要求3所述的一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：所述输入齿轮的轮轴为空套在所述驱动轴上的套轴，所述输入齿轮的轮轴与所述驱动轴之间通过轴承连接。

5.根据权利要求3所述的一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：还包括驱动装置转换机构，所述驱动轴有两根，包括发动机驱动轴和电动机驱动轴，所述输入轴分为两段包括转换轴和内输入轴，所述发动机驱动轴通过所述倒挡机构连接到所述转换轴上，所述转换轴通过所述驱动装置转换机构连接到所述内输入轴上，所述驱动装置转换机构包括转换同步器和锥齿轮机构，锥齿轮机构包括固定安装在电动机驱动轴上的主动锥齿轮和啮合到所述主动锥齿轮上的从动锥齿轮，所述转换同步器一侧同步环固定安装在所述转换轴上，另一侧固定环固定安装在从动锥齿轮的轮轴上，所述转换同步器的齿毂固定安装在所述内输入轴上，所述转换同步器与驱动切换控制装置相连。

6.根据权利要求5所述的一种蜗轮式两挡变速装置，其特征在于：所述从动锥齿轮的轮轴为空套在所述内输入轴上的套轴，所述从动锥齿轮的轮轴与所述内输入轴之间通过轴承相连。

7.根据权利要求1所述的一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其特征在于：所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，驱动装置为电动机，具体步骤如下：

当汽车正常行驶挂一挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，电动机正转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器分离同时控制第二离合器结合，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，电动机反转，换挡控制装置控制第一离合器结合同时控制第二离合器分离，电动机产生的动力经输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴。

8.根据权利要求3所述的一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其特征在于：所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，驱动装置为发动机，包括如下步骤：

当汽车正常行驶挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车正常行驶挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与安装在所述输入轴的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂一挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器分离同时控制第二离合器结合，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、一挡蜗杆、第二离合器、一挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴；

当汽车倒车挂二挡时，发动机正转，换挡控制装置控制倒挡同步器的齿毂与连接到换向齿轮机构的同步环结合传动、第一离合器结合同时控制第二离合器分离，发动机产生的动力经驱动轴、倒挡同步器、换向齿轮机构、输入轴、一挡蜗轮、第一离合器、二挡蜗轮、二挡螺杆、二挡减速齿轮和输出齿轮传递到输出轴。

9.根据权利要求5所述的一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法，其特征在于：所述输入轴固定在所述一挡蜗轮上，所述驱动装置为发动机和电动机，具体步骤如下：

当汽车采用电驱动时，所述驱动切换控制装置控制所述转换同步器的齿毂与连接到锥齿轮机构的同步环结合传动，电动机产生的动力经过电动机驱动轴、锥齿轮机构和转换同步器传递到内输入轴；再根据权利要求7所述的一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法将动力传递到输出轴；

当汽车采用燃油驱动时，所述驱动切换控制装置控制所述转换同步器的齿毂与连接到转换轴的同步环结合传动，发动机产生的动力经过发动机驱动轴、倒挡机构、转换轴和转换同步器传递到内输入轴，再根据权利要求8所述的一种蜗轮式两挡变速装置的变速方法将动力传递到输出轴。