本发明属于电动汽车传动技术领域，涉及一种电动汽车自动变速器，更确切的说是一种电动汽车无刷线控二档自动变速器。
背景技术：
自动变速器被广泛应用于汽车、电动汽车、工程机械等各种车辆。现有自动变速器主要有液力机械式自动变速器(AT)、金属带式无级自动变速器(CVT)、机械式自动变速器(AMT)、双离合器式自动变速器(DCT)四大类型。上述四类自动变速器的换档过程控制均采用电控液压伺服装置实现，液压伺服装置由液压泵、多个液压阀、多个液压离合器、多个液压制动器等组成，结构复杂、成本高，运行过程能耗高。
随着汽车电子技术、自动控制技术和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术已成为汽车未来的发展趋势。汽车线控(X-By-Wire)技术是由电线、电子控制器和线控执行器来代替机械和液压系统，将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，输入到电控单元，由电控单元产生控制信号驱动线控执行器进行所需操作。因此，开发新型的线控自动变速器，有利于减少其零部件的数量、降低成本和降低运行能耗，提高传动效率。
2015年1月21日，中国专利公布了申请号为 CN201410469568.8的多档环形布置式线控自动变速器专利和申请号为CN201410468564.8的双级线控多档自动变速器专利；2015年3月4日，中国专利公布了申请号为CN201410469720.2的电动汽车三档线控自动变速器专利和申请号为CN201410471726.3的电动汽车多档线控自动变速器等专利；2015年10月28日，中国专利公布了申请号为CN201520311494.5的多档线控自动变速器专利。上述公布的各专利中，各档传动齿轮常啮合，无液压换档元件，各档传动路线上分别设置电磁离合器，电控单元控制各档电磁离合器的接合和分离实现线控换档过程。但是，上述各专利技术中，实现线控换档过程所采用的电磁离合器体积大、转速低，且电磁离合器所需要的耗电功率大，因此使线控自动变速器体积大、转速低且运行能耗较大。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有各种自动变速器技术的不足，提供一种既能实现动力换档，又具有结构简单、成本低和运行能耗低的新型电动汽车无刷线控二档自动变速器。
本发明的技术方案如下：
一种电动汽车无刷线控二档自动变速器，包括输入轴、输出轴、输入齿轮、一档输入齿轮、一档主动齿轮、一档从动齿轮；所述输入齿轮固定安装在输入轴上；所述输入齿轮与一档输入齿轮常啮合；所述一档输入齿轮固定安装在一档输入轴上；所述一档主动齿轮与一档从动齿轮常啮合；所述一档主动齿轮固定安装在一档轴上；所述一档从动齿轮固定安装在输出轴上。
其特征在于：它还包括一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置和二档无刷线控离心球臂接合装置。
所述一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置设置在一档输入齿轮和一档主动齿轮之间；所述一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置包括一档带侧齿内花键毂、一档带侧齿花键接合套、一档衔铁、一档花键套、一档电磁铁、一档回位弹簧。
所述一档带侧齿内花键毂的一端固定连接到一档输入齿轮的一端面，所述一档带侧齿内花键毂的另一端的内侧端面上设有一档带侧齿内花键毂的侧齿；所述一档带侧齿花键接合套通过其内花键槽套装在一档花键套的外花键槽上，所述一档带侧齿花键接合套在其靠近一档带侧齿内花键毂的侧齿的侧端面上设有一档带侧齿花键接合套侧齿。
所述一档花键套通过其内花键槽套装在一档轴的外花键槽上；所述一档花键套在其远离一档输入齿轮的一外端面上固定连接有一档衔铁；所述一档电磁铁通过轴承支撑安装在一档轴上并用非导磁材料固定安装在变速器壳体上，所述一档电磁铁的磁极端面正对一档衔铁远离输入齿轮的一端面，所述一档电磁铁与一档花键套之间设有一档回位弹簧。
所述二档无刷线控离心球臂接合装置设置在输入齿轮和一档从动齿轮之间；所述二档无刷线控离心球臂接合装置包括二档推力压盘、二档从动内花键毂、二档线控驱动盘、二档电磁铁、二档离心球臂空心轮盘、二档离心球臂销、二档离心球臂、二档离心球、二档导磁传力盘、二档离心球窝、二档主动轴。
所述二档主动轴的一端固定连接在输入轴的一端，所述二档离心球臂空心轮盘通过轴承支撑安装在二档主动轴的中间轴颈上，所述二档离心球臂空心轮盘在其靠近输入齿轮一端的外圆周面上设有二档离心球臂空心轮盘外花键槽，所述二档线控驱动盘通过其内花键槽套装在二档离心球臂空心轮盘外花键槽上；所述二档离心球臂空心轮盘的远离输入齿轮的另一端设有多个沿周向均匀分布的二档离心球臂支座，所述每个二档离心球臂支座上固定安装一个二档离心球臂销；所述二档离心球臂的一端通过其光滑承孔套装在二档离心球臂销的中间轴颈上，所述二档离心球臂的另一端可绕二档离心球臂销自由转动，所述二档离心球臂的另一端设有一个二档离心球窝，所述每个二档离心球窝内安装有一个二档离心球，所述每个二档离心球在二档离心球窝内可自由滚动。
所述二档推力压盘的一端面为二档光滑面；所述每个二档离心球抵靠在二档推力压盘的二档光滑面上；所述二档推力压盘的外圆周面上还设有外花键槽，所述二档推力压盘的外花键槽与二档从动内花键毂的内花键槽二者轴向滑动接合；所述二档从动内花键毂的远离输入齿轮的一端面与一档从动齿轮固定连接。
所述二档导磁传力盘通过二档导磁传力盘中心内毂承孔固定安装在二档主动轴的轴颈上，所述二档导磁传力盘还设有二档导磁传力盘外盘，所述二档导磁传力盘外盘与输入齿轮之间设有二档电磁铁，所述二档电磁铁用非导磁材料固定安装在变速器壳体上，所述二档电磁铁的磁极端面正对二档导磁传力盘外盘的一端面，所述二档导磁传力盘外盘的一端面与二档电磁铁的磁极端面始终保持一定的空气隙。
所述二档线控驱动盘的靠近输入齿轮的一端面还设有二档摩擦驱动端面，所述二档摩擦驱动端面正对二档导磁传力盘外盘的另一个端面。
本发明与现有技术相比，其优点是：
（1）本发明的电动汽车无刷线控二档自动变速器取消了传统自动变速器的液压系统和换档机构，采用了带无刷线控离心球臂接合装置，由电控单元采用线控方式控制二档无刷离心球臂接合装置的电磁线圈的电流的通断实现换档，结构简单，成本低，且运行过程的能耗低；
（2）本发明所采用的一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置通过带侧齿内花键毂与带侧齿花键接合套啮合传动将带侧齿内花键毂输入的扭矩传递至一档轴，低速运行传递扭矩大、传动效率高；
（3）本发明所采用的二档无刷线控离心球臂接合装置，利用高速运行时其二档离心球臂产生的巨大离心力推动摩擦片与钢片的摩擦接合，传递扭矩大、转速高，接合过程无冲击，换档平顺。
附图说明
图1是本发明实施例的电动汽车无刷线控二档自动变速器的结构示意图。
图中：1.输入轴 2.输出轴 3.一档输入轴 4.一档轴 5.输入齿轮 6.一档输入齿轮 7.一档主动齿轮 8.一档从动齿轮 10.一档线控摩擦与啮合传动接合装置 10a.一档带侧齿内花键毂 10a1.一档带侧齿内花键毂的侧齿 10b.一档带外花键槽摩擦片 10c.一档带内花键槽钢片 10d.一档带侧齿花键接合套 10d1.一档带侧齿花键接合套侧齿 10e.一档衔铁 10f.一档花键套 10g.一档电磁铁 10i.一档回位弹簧 10j.一档啮合弹簧 20.二档线控离心球臂接合装置 20a.二档带内花键槽摩擦片 20b.二档带外花键槽钢片 20c.二档推力压盘 20ca.二档光滑面 20d.二档从动内花键毂 20e.二档从动内花键毂端盖 20f.二档止动盘 20g.二档线控驱动盘 20ga.二档摩擦驱动端面 20h.二档电磁铁 20i.二档预压弹簧 20j.二档离心球臂空心轮盘 20ja.二档离心球臂空心轮盘外花键槽 20k.二档离心球臂销 20l.二档离心球臂 20m.二档离心球 20p.二档离心球臂回位弹簧 20q.二档导磁传力盘 20qa.二档导磁传力盘中心内毂 20qb.二档导磁传力盘外盘 20r.二档离心球窝20Z.二档主动轴。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种电动汽车无刷线控二档自动变速器，包括输入轴1、输入齿轮5、一档输入齿轮6、一档主动齿轮7、一档从动齿轮8、一档线控摩擦与啮合传动接合装置10、二档线控离心球臂接合装置20；输入齿轮5固定安装在输入轴1上；输入齿轮5与一档输入齿轮6常啮合；一档输入齿轮6固定安装在一档输入轴3上；一档主动齿轮7与一档从动齿轮8常啮合；一档主动齿轮7固定安装在一档轴4上；一档从动齿轮8固定安装在输出轴2上。
一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10设置在一档输入齿轮6和一档主动齿轮7之间；一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10包括一档带侧齿内花键毂10a、一档带外花键槽摩擦片10b、一档带内花键槽钢片10c、一档带侧齿花键接合套10d、一档衔铁10e、一档花键套10f、一档电磁铁10g、一档回位弹簧10i、一档啮合弹簧10j。
一档带侧齿内花键毂10a的一端固定连接到一档输入齿轮6的一端面，一档带侧齿内花键毂10a的另一端的内侧端面上设有一档带侧齿内花键毂的侧齿10a1；一档带外花键槽摩擦片10b通过其外花键槽套装在一档带侧齿内花键毂10a的内花键槽上；一档带内花键槽钢片10c通过其内花键槽套装在一档花键套10f的外花键槽上；一档带侧齿花键接合套10d通过其内花键槽套装在一档花键套10f的外花键槽上，一档带侧齿花键接合套10d在其靠近一档带侧齿内花键毂的侧齿10a1的侧端面上设有一档带侧齿花键接合套侧齿10d1。
一档花键套10f通过其内花键槽套装在一档轴4的外花键槽上；一档花键套10f在其远离一档输入齿轮6的一外端面上固定连接有一档衔铁10e；一档电磁铁10g通过轴承支撑安装在一档轴4上并用非导磁材料固定安装在变速器壳体上，使一档电磁铁10g的磁极端面正对一档衔铁10e远离输入齿轮6的一端面，一档电磁铁10g与一档花键套10f之间设有一档回位弹簧10i。
在一档电磁铁10g不通电的状态下，一档衔铁10e远离一档输入齿轮6的一端面与一档电磁铁10g的磁极端面，在一档回位弹簧10i的弹力作用下保持一定的空气隙。
二档无刷线控离心球臂接合装置20设置在输入齿轮5和一档从动齿轮8之间；二档无刷线控离心球臂接合装置20包括二档带内花键槽摩擦片20a、二档带外花键槽钢片20b、二档推力压盘20c、二档从动内花键毂20d、二档从动内花键毂端盖20e、二档止动盘20f、二档线控驱动盘20g、二档电磁铁20h、二档预压弹簧20i、二档离心球臂空心轮盘20j、二档离心球臂销20k、二档离心球臂销20l、二档离心球20m、二档离心摇臂回位弹簧20p、二档导磁传力盘20q、二档离心球窝20r、二档主动轴20Z。
如图1所示，二档带内花键槽摩擦片20a通过其内花键槽套装二档主动轴20Z上的外花键槽上；二档主动轴20Z的一端通过花键与输入轴1固定连接，另一端通过轴承与输出轴2的前部轴颈连接；二档带外花键槽钢片20b通过外花键槽套装在二档内花键毂20d的内花键槽上；二档离心球臂空心轮盘20j通过轴承支撑安装在二档主动轴20Z的中间轴颈上，二档离心球臂空心轮盘20j在其靠近输入齿轮5一端的外圆周面上设有二档离心球臂空心轮盘外花键槽20ja，二档线控驱动盘20g通过其内花键槽套装在二档离心球臂空心轮盘外花键槽20ja上；二档止动盘20f用非导磁材料固定在变速器壳体上；二档离心球臂空心轮盘20j的远离输入齿轮5的另一端设有多个沿周向均匀分布的二档离心球臂支座，在每个二档离心球臂支座上固定安装一个二档离心球臂销20k；二档离心球臂20l的一端通过其光滑承孔套装在二档离心球臂销20k的中间轴颈上，二档离心球臂20l可绕二档离心球臂销20k自由转动，二档离心球臂20l的另一端设有一个二档离心球窝20r，每个二档离心球窝20r内安装有一个二档离心球20m，每个二档离心球20m在二档离心球窝20r内可自由滚动。
二档推力压盘20c的一端面为二档光滑面20ca；二档推力压盘20c的另一端面为粗糙摩擦面；每个二档离心球20m抵靠在二档推力压盘20c的二档光滑面20ca上；二档推力压盘20c的外圆周面上还设有外花键槽，二档推力压盘20c的外花键槽与二档从动内花键毂20d的内花键槽二者轴向滑动接合；二档从动内花键毂20d靠近输入齿轮5的一端通过螺栓固定连接二档从动内花键毂端盖20e，远离输入齿轮5的一端与一档从动齿轮8固定连接。
二档导磁传力盘20q通过二档导磁传力盘中心内毂20qa承孔固定安装在二档主动轴20Z的轴颈上，二档导磁传力盘20q还设有二档导磁传力盘外盘20qb，二档导磁传力盘外盘20qb与输入齿轮5之间设有二档电磁铁20h，二档电磁铁20h用非导磁材料固定安装在变速器壳体上，二档电磁铁20h的磁极端面正对二档导磁传力盘外盘20qb的一端面，二档导磁传力盘外盘20qb的一端面与二档电磁铁20h的磁极端面始终保持一定的空气隙。
二档线控驱动盘20g的靠近输入齿轮5的一端面还设有二档摩擦驱动端面20ga，二档摩擦驱动端面20ga正对二档导磁传力盘外盘20qb的另一个端面。
在二档电磁铁20h不通电的状态下，二档摩擦驱动端面20ga与二档导磁传力盘外盘20qb的一端面在二档预压弹簧20i的弹力作用下保持一定的空气隙；在二档电磁铁20h通电的状态下，二档摩擦驱动端面20ga与二档导磁传力盘外盘20qb的一端面接合在一起。
下面结合实施例进一步说明电动汽车无刷线控二档自动变速器的工作原理的工作原理：
一档传动时，一档电磁铁10g的电磁线圈通电，一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10工作，同时，二档电磁铁20h的电磁线圈断电；一档电磁铁10g产生的电磁力吸引一档衔铁10e带动一档花键套10f克服一档回位弹簧10i的弹力作用向一档主动齿轮7方向移动，一档花键套10f带动一档带内花键钢片10c与一档带外花键槽摩擦片10b接合，二者接合产生的摩擦力使一档带侧齿内花键毂10a与一档花键套10f的转速同步，二者转速同步以后，一档啮合弹簧10j进一步推动一档带侧齿花键接合套10d靠近一档带侧齿内花键毂10a的一端面，使一档带侧齿内花键毂的侧齿10a1与一档带侧齿花键接合套侧齿10d1啮合，使一档带侧齿内花键毂10a与一档花键套10f同步旋转，一档花键套10f通过其内花键驱动一档轴4同步传动，从而实现一档传动；
在二档电磁铁20h的电磁线圈断电后，在二档预压弹簧20i的弹力作用下，使二档线控驱动盘20g与二档止动盘20f接合，二档止动盘20f固定在壳体上固定不动，因此二档线控驱动盘20g与二档止动盘20f接合后二者之间的摩擦力使二档线控驱动盘20g连同二档离心球臂空心轮盘20j的转速为零，在二档线控二档离心球臂回位弹簧20p的扭转作用下，使二档离心球臂20l连同二档离心球20m向内收拢，这样二档线控摇臂接合装置20不传递动力。
二档传动时，二档电磁铁20h的电磁线圈通电，二档无刷线控离心球臂接合装置20工作，同时，一档电磁铁10g的电磁线圈断电；在二档电磁铁20h的电磁线圈通电后，二档电磁铁20h产生的电磁吸力经二档导磁传力盘20q传递给二档线控驱动盘20g，使二档线控驱动盘20g克服二档预压弹簧20i的弹力作用向二档电磁铁20h方向移动，从而使二档线控驱动盘20g的二档摩擦驱动端面20ga与二档导磁传力盘20q的一端面接合，在二者接合产生的摩擦力的作用下带动二档离心球臂空心轮盘20j旋转，二档离心球臂空心轮盘20j带动各二档离心球臂20l旋转，同时，在离心力的作用下，各二档离心球臂20l绕二档离心球臂销20k向外张开，使设有二档离心球窝20r的一端带动二档离心球20m沿二档推力压盘20c的二档光滑面20ca向外作圆周运动，从而使二档离心球臂20l连同二档离心球20m产生离心力，该离心力沿二档离心球臂空心轮盘20j的中心轴方向的分力推动二档推力压盘20c产生远离二档离心球臂空心轮盘20j的轴向移动，从而使二档推力压盘20c将各二档带外花键槽钢片20b与各二档带内花键槽摩擦片20a相互压紧，依靠各二档带外花键槽钢片20b与各二档带内花键槽摩擦片20a之间的摩擦力实现二档从动内花键毂20d连同二档主动轴20Z同步旋转，使二档主动轴20Z与输出轴2的同步旋转，从而实现二档传动；
在一档电磁铁10g的电磁线圈断电后，一档花键套10f连同一档衔铁10e在一档回位弹簧10i的弹力作用下带动一档带内花键钢片10c与一档带外花键槽摩擦片10b二者分离，一档带侧齿内花键毂的侧齿10a1与一档带侧齿花键接合套侧齿10d1脱离啮合，使一档线控摩擦与啮合传动接合装置10不传递动力。
二档电磁铁20h被固定在壳体上，二档电磁铁20h与二档导磁传力盘20q始终保持固定的空气隙，因此上述二档传动过程可实现无刷线控传动。同时，由于二档电磁铁20h的电磁线圈通电后所产生的电磁力经二档导磁传力盘20q、二档线控驱动盘20g只控制驱动二档离心球臂空心轮盘20j转动，二档电磁铁20h耗电功率小，因此降低了二档无刷线控离心球臂接合装置20的运行能耗。
一档的传动路线为：一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10通电接合，电动机的扭矩通过输入轴1传递给输入齿轮5，输入齿轮5将该扭矩进一步传递给一档输入齿轮6，再通过接合的一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10传递给一档轴4，再由一档主动齿轮7和一档从动齿轮8的啮合将动力传递至输出轴2，实现一档减速传动。
二档的传动路线为：二档无刷线控离心球臂接合装置20通电接合，电动机的扭矩通过输入轴1传递给二档主动轴20Z，通过接合的二档无刷线控离心球臂接合装置20将动力传递至一档从动齿轮8，再通过输出轴2向外输出动力，实现二档传动。
倒档的传动路线为：电动机反转，一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10通电接合，电动机的扭矩通过输入轴1传递给输入齿轮5，输入齿轮5将该扭矩进一步传递给一档输入齿轮6，再通过接合的一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10传递给二档轴4，再由一档主动齿轮7和一档从动齿轮8的啮合将动力传递至输出轴2，实现倒档减速传动。
空档：一档无刷线控摩擦与啮合传动接合装置10、二档无刷线控离心球臂接合装置20均处于断电不工作状态，实现空档。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。