本发明涉及变速机构，具体涉及一种紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成。
背景技术：
1、电动车辆运转首先取决于电驱动系统，电驱动系统己实现了机械和电驱动功率部件的深度融合，是行驶的核心部件，是给电动车辆提供动力所需要的一切装置。电驱动系统主要由四大部分组成：驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。其性能和效率直接影响电动车辆的动力性、经济性和舒适性。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到电动车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。
2、电驱动系统仅装减速传动虽然能使电动机产生的扭矩输出直接顺畅，却无法同时兼顾纯电动车辆的动力性和经济性，这是因为行驶过程中驱动电机多数工作情况下无法处于高效率工作点，尤其是在最高或最低车速以及低负荷条件下，由于减速传动比大，速度到达极限之后没有提升空间，造成电动车辆巡航状态也处于较高的转速临界点，速度受到制约，效率一般会降至60-70％以下，功率损耗较大，高速经济性不高，车辆的动力性、经济性与舒适性差，严重浪费了车载电能，而减少续驶里程。另外，仅装减速传动结构电驱动系统也不利于采用高效率、轻量化的驱动电机。
3、电驱动系统装有变速箱与仅装减速传动箱相比较，装有变速箱对动力输出的损耗更小，既能在恒转矩区提供较高的驱动转矩，又能在恒功率区提供较高的转速，还能在低速重载工况下，实现大扭矩、高效率。更优的是可选择电动机动力爆发的时机，优化提升驱动电机的动力输出效率，增强持续加速性能，具有更加宽广的高效率平台，可以充分满足车辆加速、爬坡与高速行驶的多种复杂工况的要求，大幅提升动力性、经济性与舒适性，有利于降低制造和使用成本，减少电池容量，轻量化以及减小体积，减少整车重量等诸多仅装减速传动箱难以企及的优势。
4、随着产品向上升级换代，用户对性能、效率和续航里程的追求以及对重量和成本的敏感度降低，匹配可变速的变速器应该是电动摩托车传动系统未来的发展趋势。
5、从2013-2019年期间具有多个专利文献，比如，公开号为cn105151216a的中国专利，公开了采用智慧平衡自适应自动变速控制系统，简称aat，aat变速器的核心工作原理在于：通过外部负载反向驱动端面凸轮副，使负责高速挡的传动部件发生轴向移动，从而达到自适应自动换挡的目的。
6、又比如中国专利(申请号：cn201310389721，名称：多凸轮自适应多档自动变速器)公开的多种采用锥形摩擦副结合预紧力控制传动的变速系统，该系统借助电机输出动力和行驶阻力属性，通过摩擦传动部件，通过端面凸轮离合机构，通过超越离合器改变传动路线，根据负载自适应选择高速或低速挡，进行档位切换。摩擦传动部件外表面被设计成圆锥形型体，摩擦环内圈被构造成与锥形型面相匹配的锥形孔结构，位于摩擦传动部件右端的弹性元件推动摩擦传动部件进入锥形孔，即可实现动力结合，位于摩擦传动部件左端的端面凸轮受负载推动摩擦传动部件离开锥形孔，即可实现动力分离。在该文献所记载的端面凸轮离合机构中，负责执行分离与结合的部分由摩擦传动部件以及弹性元件构成。
7、该结构的变速系统突破了传统的电动车传动变速结构，但依然存在较多的技术问题：
8、1.自适应凸轮离合机构中摩擦副传动设置传递的载荷等于和小于传递扭矩时，摩擦副传动机构部件分离后，牵引力和行驶阻力由相对、相互作用，经传动机构转为同方向轴向合成压力，压向弹性元件碟簧，弹性元件碟簧被轴向被压缩后，弹性元件特性会反向弹性弹力增加的同时顶回摩擦副传动机构中移动构件，摩擦副会出现短时间粘连，使摩擦副传动机构难以实现快速分离和结合，会加快摩擦副磨损，导致换挡不平顺，影响摩擦副传动机构使用寿命，尤其在摩擦传动部件在牵引力和行驶阻力相对作用递增到等于和大于传递扭矩限值时，反向弹性顶回更为突出。存在着如何减少弹性元件被压缩后弹力增加带来的反向弹回的工程原理和结构问题；
9、2.摩擦副传动机构与弹性元件分布顺序布局，存在着占据空间位置大，传递动力小，以及效率不高的结构问题；
10、3.机构由于没有设置分动机构，结构复杂，存在着不利于轻量化和集成化的问题；
11、4.标定摩擦副传动机构离合传递扭矩和转速和电机高效功率目标的撒卸过程复杂和时间过长；
12、5.摩擦传动部件没有适应颠颇、搓衣板路的瞬间反复锁定机构；
13、6.机构存在着控制器适时同步控制等等工程问题；
14、7.自适应凸轮离合机构与倒车控制机构集成度不高、密封性不佳的问题。
技术实现思路
1、为解决以上的技术问题，本发明提供了一种紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成。
2、其技术方案如下：
3、本技术的第一方面涉及一种紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，包括主轴、自适应凸轮离合机构、前置人控倒车机构和减速机构，所述自适应凸轮离合机构包括均能够相对转动地沿轴向依次套装在主轴上的双端面凸轮套、内锥套小托环和内锥套大托环、能够相对转动地套装在双端面凸轮套上的内锥套以及摩擦配合地套装在内锥套外的外锥套，所述主轴上延径向凸出形成有一圈位于双端面凸轮套远离内锥套小托环一端的端面凸轮凸台，所述端面凸轮凸台、双端面凸轮套、内锥套小托环和内锥套大托环的相邻端面之间以及均构成第一端面凸轮副，所述端面凸轮凸台上套装有与其同步转动的二级从动齿轮以及能够相对其转动的中间传动套，所述中间传动套的两端端面分别与二级从动齿轮和内锥套的相邻端面之间均构成第二端面凸轮副，所述中间传动套、内锥套、双端面凸轮套和内锥套小托环均能够沿主轴轴向移动，所述内锥套小托环具有径向延伸的第一支撑盘，所述内锥套大托环具有径向延伸的第二支撑盘，所述内锥套环绕在第一支撑盘和第二支撑盘外，所述第一支撑盘的外周面与内锥套的内周面花键配合，所述内锥套和第一支撑盘之间弹性地支承有第一弹性元件组，所述第一支撑盘和第二支撑盘之间弹性地支承有第二弹性元件组，所述中间传动套上能够相对转动地套装有与外锥套同步转动的动力输入套，该动力输入套上具有一级主动齿，所述主轴上同步转动地套装有动力输出齿轮；
4、所述减速机构包括与主轴平行的副轴、成型在副轴上的二级主动齿以及套装在副轴上的快慢挡超越离合器，所述二级主动齿与二级从动齿轮啮合，所述快慢挡超越离合器的外圈具有与一级主动齿啮合的一级从动齿；
5、所述前置人控倒车机构包括同轴固连地安装在外锥套远离中间传动套一端的前进挡结合套以及同步转动地套装在内锥套大托环上的倒挡结合套，所述前进挡结合套同轴地设置在倒挡结合套的外侧，所述倒挡结合套上套装有能够在倒挡结合套和前进挡结合套之间轴向滑动的换挡拨叉套，该换挡拨叉套能够通过轴向滑动而与前进挡结合套和倒挡结合套的其中之一结合，当换挡拨叉套与前进挡结合套结合时，换挡拨叉套与倒挡结合套分离，当换挡拨叉套与倒挡结合套结合时，换挡拨叉套与前进挡结合套分离。
6、采用以上紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，具有以下有益效果：
7、1、能够在信息不充分/无信息的情况下，无需人的干预，无需另外机构，不依赖任何外部控制，系统全自主在输出动力过程中，随负荷/阻力变化，适时同步自适应不终断动力地输出合理的扭矩和转速，系统完成动力给出、传递、分配和输出的任务，达到全过程高效节能的使用要求，具有自适应机械变速的优点。
8、2、能够在恒转矩区提供较高的驱动转矩，又能在恒功率区提供较高的转速，还能实现低速大扭矩、高效率满足车辆加速、爬坡与高速行驶的多种复杂工况的要求。更优的是，可选择优化电动机动力最佳工作时机，提升驱动电机的动力输出效率，大幅提升经济性，增强持续加速性能，简单的动力传递路线而不需附加其他系统部件有利于轻量化以及减小体积，可以降低制造和使用成本，减少电池容量，从而减少整车重量。
9、3、实现了机械和电驱动功率部件的深度融合，可以保证行驶过程中驱动电机基本上在高效率范围区工作，功耗小，速度不受到制约，高速经济性高，车辆的经济性与舒适性好，有利于采用高效率、轻量化的驱动电机。
10、4、弹性元件安装在离合器内部预设的装配空间内，降低了整根输出轴的设计长度，从而优化了电驱总成的结构臃肿度，使得产品结构更加紧凑。
11、5、采用两组弹性元件，利用行驶阻力作用于端面凸轮副，推动内锥套与第一组弹性元件直接通过内锥套小托环压迫第二弹性元件组，使内锥套与外锥套分离，实现阶梯递进式的弹性预紧力，不仅缓冲了不平路面中行驶阻力不稳定导致的弹性件反复压缩，从而减少离合器反复接合分离的可能性，尤其适用于颠簸路段，不会因行驶阻力短时间地快速变化给频繁换挡，降低了系统因换挡而引起的损耗，大幅提高了系统的使用寿命，而且在真正需要换挡时，能够利用第一弹性元件组对第二弹性元件组预先产生的推力，配合行驶阻力对第二弹性元件组一起进行压缩，使内锥套和外锥套的断开实现“轻轻松开”的效果，大幅减少了换挡冲击，换挡时电机的电流不会出现陡增的情况；因此，充分利用了电机输出牵引力和行驶阻力两属性作用，采用摩擦副传动机构标定调整传递载荷限值方案，在抛弃了绪多耗能机构、执行机构、传感器和复杂算法下，实现了传动机构平顺柔和分离和结合，传递两种不同动力输出，满足车辆加速、爬坡与高速行驶的多种复杂工况的要求。
12、6、相较于申请号为cn202410653953.1的中国发明专利申请，本发明由于第一支撑盘的外周面与内锥套的内周面花键配合，不仅使阻力矩的传递更为简洁，由主轴通过双端面凸轮套直接传递给内锥套小托环，提高了换挡的响应速度，使动力匹配更合理，提高了驾乘感受，而且使动力的传递也更为简洁，由内锥套直接传递给内锥套小托环，再由内锥套小托环通过双端面凸轮套传递给主轴，提高了动力的响应速度，减少了动力传递的损伤。
13、7、相较于申请号为cn202410653953.1的中国发明专利申请，端面凸轮凸台(相当于申请号为cn202410653953.1中的端面凸轮套)一体成型在主轴上，不仅结构强度高，可靠性好，而且提高了装配的便利性。
14、8、前置人控倒车机构集成在自适应凸轮离合机构的前端，不仅集成度高，而且密封性好，实现了前置人控倒车机构和自适应凸轮离合机构的全密封，提高了运行的稳定性和可靠性以及使用寿命。
15、9、不仅能够实现倒挡功能，并且结构极为精简，几乎不影响整个电驱动系统的体积，而且通过电机轴的正反转控制以及单拨叉控制配合实现，结构简单可靠，同时倒挡状态下的动力传递路径极为简洁，动力传递损失少，传动效率极高。
1.一种紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，包括主轴、自适应凸轮离合机构、前置人控倒车机构和减速机构，其特征在于：所述自适应凸轮离合机构包括均能够相对转动地沿轴向依次套装在主轴上的双端面凸轮套、内锥套小托环和内锥套大托环、能够相对转动地套装在双端面凸轮套上的内锥套以及摩擦配合地套装在内锥套外的外锥套，所述主轴上延径向凸出形成有一圈位于双端面凸轮套远离内锥套小托环一端的端面凸轮凸台，所述端面凸轮凸台、双端面凸轮套、内锥套小托环和内锥套大托环的相邻端面之间以及均构成第一端面凸轮副，所述端面凸轮凸台上套装有与其同步转动的二级从动齿轮以及能够相对其转动的中间传动套，所述中间传动套的两端端面分别与二级从动齿轮和内锥套的相邻端面之间均构成第二端面凸轮副，所述中间传动套、内锥套、双端面凸轮套和内锥套小托环均能够沿主轴轴向移动，所述内锥套小托环具有径向延伸的第一支撑盘，所述内锥套大托环具有径向延伸的第二支撑盘，所述内锥套环绕在第一支撑盘和第二支撑盘外，所述第一支撑盘的外周面与内锥套的内周面花键配合，所述内锥套和第一支撑盘之间弹性地支承有第一弹性元件组，所述第一支撑盘和第二支撑盘之间弹性地支承有第二弹性元件组，所述中间传动套上能够相对转动地套装有与外锥套同步转动的动力输入套，该动力输入套上具有一级主动齿，所述主轴上同步转动地套装有动力输出齿轮；
2.根据权利要求1所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述前进挡结合套的内周面上具有一圈前进挡被动结合键，所述倒挡结合套的外周面上具有一圈与前进挡被动结合键在轴向上错位设置的倒挡被动结合键，所述换挡拨叉套内端的外周面和内周面上分别设置有与前进挡被动结合键相适配的前进挡主动结合键以及与倒挡被动结合键相适配的倒挡主动结合键；当前进挡被动结合键与前进挡主动结合键结合时，倒挡被动结合键与倒挡主动结合键分离，换挡拨叉套能够带动前进挡结合套与其同步转动；当倒挡被动结合键与倒挡主动结合键结合时，前进挡被动结合键与前进挡主动结合键分离，换挡拨叉套能够带动倒挡结合套与其同步转动。
3.根据权利要求2所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述外锥套与前进挡结合套之间设置有中间支撑板，该中间支撑板的内缘与倒挡结合套的外周面之间支承有深沟球轴承，所述外锥套远离中间传动套的一端开设有多个与主轴平行的螺纹孔，所述中间支撑板上开设有分别与各螺纹孔一一对应的第一螺栓过孔，所述前进挡结合套的外缘上开设有分别与各第一螺栓过孔一一对应的第二螺栓过孔，各第一螺栓过孔的两端分别与对应的第一螺栓过孔和第二螺栓过孔连通，各锁紧螺栓依次穿过对应的第二螺栓过孔和第一螺栓过孔后旋紧在螺纹孔中。
4.根据权利要求3所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述前进挡结合套具有呈筒状结构的结合套主体以及自结合套主体的内端沿径向向外延伸的连接盘部，所述前进挡被动结合键成型在前进挡结合套的内周面上，各第二螺栓过孔开设在连接盘部的外缘上。
5.根据权利要求2所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述换挡拨叉套的外端的外周面上设置拨叉连接槽，该换挡拨叉套的外端的外周面上设置与倒挡结合套相适配的滑动限位凸台，当倒挡被动结合键与倒挡主动结合键结合时，倒挡结合套的外端面支承在滑动限位凸台上。
6.根据权利要求1所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述倒挡结合套的内周面上凸出形成有多个结合齿，所述内锥套大托环远离内锥套小托环的一端具有轴向延伸的部件安装套，该部件安装套远离内锥套小托环的一端具有分别与对应结合齿相适配的结合槽，所述倒挡结合套套装在部件安装套上，且各结合齿分别插入对应的结合槽中。
7.根据权利要求6所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述主轴上安装有用于调节第一弹性元件组和第二弹性元件组预紧力的预紧力调节组件，该预紧力调节组件包括花键配合地套装在主轴上的扭矩标定套、螺纹配合地套装在主轴上的扭矩标定螺母以及能够拆卸地安装在主轴上的轴用弹性挡圈，所述扭矩标定套的内端具有分别与各结合槽相适配的插齿，各插齿插入分别对应的结合槽后将结合齿锁定在该结合槽的底部，所述扭矩标定套和扭矩标定螺母之间支承有螺母垫圈，所述扭矩标定套能够沿主轴轴向滑动，所述轴用弹性挡圈与扭矩标定螺母远离螺母垫圈的一端端面抵接，以锁止扭矩标定螺母。
8.根据权利要求1所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述第二弹性元件组的刚度系数大于或等于第一弹性元件组的刚度系数。
9.根据权利要求1所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述内锥套具有沿其中心轴线贯穿的碟簧安装腔，该碟簧安装腔靠近中间传动套的一端形成有支撑台阶面，所述内锥套大托环位于碟簧安装腔远离中间传动套的一端，所述内锥套小托环位于碟簧安装腔的中部，所述第一弹性元件组的两端分别弹性地支承在支撑台阶面和第一支撑盘上，所述内锥套靠近中间传动套的一端一体成型有与中间传动套构成第二端面凸轮副的凸轮套部，该凸轮套部能够相对转动地套装在双端面凸轮套上，并能够沿双端面凸轮套轴向滑动。
10.根据权利要求9所述的紧凑型双作用力前置人控倒车锥度离合自适应变速总成，其特征在于：所述碟簧安装腔的中部具有与第一支撑盘相适配的第一环道，该第一环道为圆筒形结构，且第一环道的周向内壁上具有内花键，所述第一支撑盘的外缘沿轴向延伸形成有花键环，该花键环的周向外壁上具有与第一环道上的内花键形成花键配合的外花键。
