一种双向传递扭矩的锁止环、离合器及应用的两挡自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双向传递扭矩的锁止环、离合器及其应用的两挡自动变速器，属于机械传动技术领域，具体涉及汽车使用的变速传动装置。
【背景技术】
[0002]对于新能源的电动汽车，变速器也是影响电动车性能的重要总成之一，虽然电动车使用多挡变速器不合适，但若取消变速传动装置，则难以兼顾汽车爬坡和高速行驶等要求，因此有必要针对电动机的工作特性重新设计电动车变速传动装置。
[0003]现有的电动车变速器主要有单级减速器、两挡手动变速器MT、两挡自动变速器AT和两挡机械式自动变速器AMT。而其中两挡手动变速器输入端需加人工操纵的离合器，增大了总成尺寸和重量，而类似于传统汽车自动变速器的两挡自动变速器的油栗、离合器等零件工艺复杂、零部件数量多，都增加了生产成本。
[0004]一般，两挡自动变速器中均应用单向离合器来实现两动力部件之间的锁止，从而传递扭矩。单向离合器常用于连接两个轴类零件，传递某个单一方向的运动或者扭矩，它们有楔块式、钢球式、棘轮式等单向离合器。其特点是只能传递单一方向扭矩，结构往往较复杂，或者制造工艺较复杂。而一般在现实驾驶车辆过程中需要正反两个方向传递扭矩。
[0005]本申请人申报的申请号为201410751463.1的中国发明专利申请，公开了一种行星传动两挡自动变速器，作为电动车用的两挡变速器。其挡位变换的核心为一种锁止环，是一种连续的锁止环，各单个锁止片彼此连接，材料利用率不高，并且在反向较小扭矩传递时，如扭矩突然增大，会导致锁止环的塑性变形，导致变速器损坏。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型解决的技术问题是:针对现有单向离合器只能传递单向扭矩，机械锁止装置存在的结构复杂、成本高的缺陷，提供一种新型的锁止环、离合器及其应用的两挡自动变速器，能够从正反两个方向传递扭矩，并且结构简单，工艺简便，并且传递扭矩的性能更可靠，不易产生塑性变形，可应用到多种机械中。
[0007]本实用新型采用如下技术方案实现；一种双向传递扭矩的锁止环，所述锁止环I装配于两个同轴传递旋转运动或扭矩的动力传递部件的内圈和外圈之间；所述锁止环I具有若干在圆周方向均匀分布的锁止片，所述锁止环I的内环面固定连接在其中一个动力传递部件的外圈上，所述锁止环的外环面在锁止片产生弹性变形的基础上挤压接触另一动力传递部件的内圈；所述锁止片采用弹性金属片冲压或折弯而成，一端具有朝同一方向弯曲的锁止片上端摩擦部21，所述锁止片上端摩擦部21弯曲的顶面组成锁止环的外环面。
[0008]作为其中一种锁止环的优选方案，所述锁止环I为分体结构，由若干单体式锁止片2以环状阵列围成；所述单体式锁止片2的锁止片下端固定部22紧贴固定在动力传递部件的外圈上，构成锁止环的内环面，所述锁止片下端固定部22 —端为朝同一方向弹性弯曲的锁止片上端摩擦部21。
[0009]具体的，所述锁止片下端固定部22采用电阻焊或者激光焊接固定在动力传递部件的外圈上。
[0010]具体的，所述单体式锁止片为“乙”、“C”或“V”形截面的弹性金属片。
[0011]进一步的，所述单体式锁止片2 —端具有折弯的锁止片上端摩擦部21，另一端还具有锁止片尾端支撑部23，所述锁止片尾端支撑部23位于相邻单体式锁止片的锁止片上端摩擦部21下方，所述锁止片尾端支撑部23可由同一单体式锁止片的锁止片上端摩擦部21向下折弯形成，或者由相邻单体式锁止片的尾端折弯上翘形成，折弯上翘的锁止片尾端支撑部23位于本锁止片上端摩擦部21的下方。
[0012]另一种分体式锁止环的方案，所述单体式锁止片2为“S”或“W”形截面的复合型弹性金属片，其锁止片上端摩擦部21与锁止片下端固定部22之间通过连续折弯的弹性连接部25连接，通过增加弹性连接部25增加锁止片的整体长度，减小单体式锁止片成型后的弹簧刚度，所述单体式锁止片2通过“U”形的定型槽24固定在动力传递部件的外圈上，所述锁止片下端固定部22与定型槽24之间、所述定型槽24与动力传递部件外圈之间采用电阻焊或者激光焊接固定。
[0013]作为另一种锁止环的优选方案，所述锁止环I为整体结构，具有一个环形基体11，所述锁止片为环形基体外圈表面朝同一方向冲压形成的若干折弯的锁止片上端摩擦部21，所述锁止片上端摩擦部21下方的环形基体11上具有冲孔12，锁止环套装的动力传递部件外圈上设有相应的凸起部穿过冲孔12，形成锁止片尾端支撑部23。
[0014]上述技术方案中，所述锁止片上端摩擦部21的折弯平面为对应动力传递部件内圈的圆弧曲面。
[0015]本实用新型还公开了一种双向传递扭矩的离合器，包括上述技术方案中的锁止环1，所述锁止环I的锁止片上端摩擦部21构成的外环面上箍有制动环3，所述制动环3具有可调节的活动端，通过拉紧制动环的活动端可箍紧锁止片上端摩擦部21，将锁止片上端摩擦部与动力传递部件的内圈分离。
[0016]其中，所述锁止片上端摩擦部21的外环面分别与所述制动环3和动力传递部件内圈接触，所述制动环3和锁止片上端摩擦部21的接触位置与锁止片上端摩擦部21和动力传递部件内圈的接触位置位于不同的径向平面上。
[0017]本实用新型还公开了一种应用上述离合器的两挡自动变速器，所述变速器的变速机构为行星齿轮变速机构，所述齿圈5嵌装在行星架4的行星架内环41中，在行星架内环41与齿圈5之间设置所述离合器；所述离合器的锁止环I内环面固定套装在齿圈5的外圈上，所述锁止片上端摩擦部21的顶面组成的锁止环外环面与行星架内环41挤压接触，所述制动环3的活动端与变速器的执行器连接。
[0018]作为一种变速器的优选方案，所述锁止环I为分体结构，由若干单体式锁止片2以环状阵列固定围绕在齿圈5外圈表面，所述齿圈5的外圈表面具有对应单体式锁止片2的锁止片下端固定部22的若干平面51，所述单体式锁止片2的弹簧片下端固定部22固定于上述平面上。
[0019]作为另一种变速器的优选方案，所述锁止环I为整体结构，所述锁止环I的环形基体11固定套装在齿圈5的外圈上，所述齿圈5的外圈表面上设有若干支撑凸台52穿过环形基体上的冲孔，形成锁止片尾端支撑部。
[0020]本实用新型不论是分体结构的锁止环还是整体结构的锁止环均具有锁止片，采用弹性金属片冲压成型，分体结构的锁止环采用单块冲压成型的单体式锁止片，采用弹性金属材料冲压成类似“乙”字的形状或C字形、V字形等类似能产生弹性力的形状，所有单体式锁止片的锁止片下端固定部固定在一个轴状动力传递部件的外圈上，其上的锁止片上端摩擦部朝同一方向布置，形成环状的锁止环；整体结构的锁止环，从环形基体上直接朝外圈方向冲压出同一方向的锁止片上端摩擦部，其中锁止片下端固定部则为锁止环的环形基体。锁止环的所有锁止片上端摩擦部在挤压变形后与另一动力传递部件的内圈面接触，在通过锁止环从一个动力传递部件传递动力至另一个动力传递部件的过程中，锁止片上端摩擦部分别受到两个相反方向的切向摩擦力时，锁止环的锁止片的变形不一样，其中一个方向的切向摩擦力使得锁止环的锁止片上端摩擦部上扬，另一个方向的切向摩擦力会使锁止环的锁止片上端摩擦部下降，而锁止片上端摩擦部高度即锁止片的弹性形变的变化使得锁止环对轴的内圈面的正压力也变化，这样两个不同方向能承受的最大静摩擦力不一样，在通过锁止环传递两个同轴的轴类零件传递扭矩，可以实现正、反两个方向的动力传递，其中主动动力传递部件在旋转方向不同的时候，能传递的最大扭矩也不同。
[0021]例如，将此锁止环固连在一主动轴(主动动力传递部件)的外表面，均匀分布一圈，另一根同轴的空心从动轴套(从动动力传递部件)在锁止环上均匀分布的锁止片上端摩擦部上，从动轴套的内圈压紧锁止片上端摩擦部，使锁止片上端摩擦部产生弹性变形。当主动轴旋转时，固连在主动轴圆柱表面的锁止环的锁止片上端摩擦部在弹性形变的作用下产生摩擦力从而驱动从动轴套旋转。而上述切向摩擦力会进一步迫使锁止片上端摩擦部产生上扬的变形趋势并改变锁止环与从动轴套内圈的正压力，不同的扭矩方向会使得锁止环的锁止片上端摩擦部的变形形态不同，进而改变二者的最大静摩擦力，或者换言之，改变主动轴能传递的最大扭矩。
[0022]本实用新型在锁止环的基础上，还可添加一制动环箍在锁止环的上端摩擦部上，通过收缩制动环，主动将锁止环的上端摩擦部全部收缩，将锁止片上端摩擦部与动力传递部件的内圈面分离，实现动力切断，实现离合器的功能。
[0023]为保证离合器工作中，锁止环的锁止片在制动环作用下受迫压力变形过大导致塑性变形，造成锁止环的损坏，在锁止环的主要变形部件锁止片上端摩擦部的下方设置锁止片尾端支撑部，用于支撑限定弹性上端摩擦部的最大形变量，保证锁止环的正常工作。根据锁止环结构的不同