一種採用行星齒輪的三速變速器的製作方法

2023-10-04 19:25:04

本發明涉及汽車變速器技術領域，具體涉及一種採用行星齒輪的三速變速器。

背景技術：

汽車的行駛工況複雜多變，行駛阻力和行駛速度變化大，急加速和爬陡坡時需要非常大的驅動力克服行駛阻力，高速行駛時又需要較高的驅動輪轉速，採用只有一個變速比的單級減速齒輪箱傳動的電動汽車往往顧此失彼，難以滿足汽車有的工況需要很大驅動力、有的工況需要很高速度的複雜多變的動力需求。

某些電動汽車採用更大功率的電機，以更大的儲備功率提升汽車動力性能。但大功率電機直接使得電機、電機控制系統、電池系統的成本增加，不利於普及推廣。

如果電動汽車具有更多檔位個數並可根據汽車的動力需求選擇合適變速比的檔位，不但能顯著提升電動汽車的動力性能，還能降低對驅動電機、電機控制系統、動力電池組的要求，從而降低電動汽車動力系統成本。進一步對驅動電機的效率圖譜研究可知，具有更多檔位個數的電動汽車變速器通過合理選檔可使電機的動力輸出與汽車的動力需求更貼近匹配，使得電機具有更高的輸出效率，這對節約電能、延長行駛裡程也非常有意義。

專利文獻cn101380768a公開了一種用於電動車輛的二速自動變速器，包括輸入軸、輸出軸、離合器、制動器、行星齒輪排和差速器，輸入軸與太陽輪聯接，制動器可將齒圈鎖止，離合器可將太陽輪和齒圈同步並聯接一起轉動。操作制動器將齒圈鎖止，離合器開啟，運動和扭矩通過輸入軸由太陽輪輸入行星齒輪排減速後再由行星架輸出可獲得一個較大變速比的低速檔；操作制動器釋放齒圈，閉合離合器使太陽輪和齒圈聯接在一起，運動和扭矩通過輸入軸由太陽輪和齒圈輸入行星齒輪排後再由行星架輸出可獲得一個直接檔。該變速器構思巧妙，可獲得一個較大變速比的低速擋和一個較小變速比的直接檔，改善了電動汽車的動力性能，但該變速器換檔轉速差太大，難免影響換檔質量，且僅僅兩個變速比的電動汽車變速器還不能很好地滿足汽車複雜多變的動力需求。

蓬勃發展的電動汽車市場需要具有更多檔位個數的變速器，研發適合電動汽車的多檔位變速器是符合市場需求的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種結構緊湊、重量輕、具有三個檔位的汽車變速器，特別是適用於電動汽車的採用行星齒輪的三速變速器。

為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：提供一種採用行星齒輪的三速變速器，包括：輸入軸、輸出軸、變速器殼體，其中，所述採用行星齒輪的三速變速器還包括行星齒輪排、行星齒輪排輸入軸、第一選檔組件、第二選檔組件，輸入軸與行星齒輪排輸入軸通過齒輪(或鏈輪)傳遞運動和扭矩，行星齒輪排輸入軸作為行星齒輪排的輸入部件可通過第一選檔組件與行星齒輪排的太陽輪連結傳遞運動和扭矩，也可通過第二選檔組件與行星齒輪排的齒圈連結傳遞運動和扭矩，變速器殼體可通過第一選檔組件與行星齒輪排的太陽輪連結使太陽輪被鎖止，也可通過第二選檔組件與行星齒輪排的齒圈連結使齒圈被鎖 止，行星齒輪排的行星架與輸出軸聯接。

在一些實施方式中，所述變速器還包括輸入離合器，輸入軸通過輸入離合器與電機(或其他發動機)連結傳遞運動和扭矩。

在一些實施方式中，選檔組件採用同步器。

在一些實施方式中，選檔組件採用多片溼式雙離合器。

有益效果

通過前述技術方案的描述，不難理解本發明提供的採用行星齒輪的三速變速器因採用上述方案，可獲得以下有益效果：

可提供三個變速比，具有綿密的齒比、寬泛的變速比區間；

結構緊湊、重量輕；

結構可靠性高、傳動效率高；

更多的檔位個數、更寬泛的變速比區間，使得電機的扭矩和轉速可以更好地和汽車的動力需求貼近匹配，可明顯提升汽車動力性能，還有利於驅動電機更高效地輸出動力，這對節約減小電動汽車電池容量或延長行駛裡程也非常有益。

附圖說明

本文所述的附圖僅用於示意目的，應該理解的是，說明和具體示例僅意圖用於示意目的，而不是意圖限制本發明公開的範圍。

在附圖中，相同標號一致地表示相同的元件、構件或特徵。

圖1是根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器結構示意圖。

圖2是根據本發明優選實施例之二的採用行星齒輪的三速變速器結構示意圖。

圖3是根據本發明優選實施例之三的採用行星齒輪的三速變速器結構示意圖。

附圖標記說明：

01、根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器

02、根據本發明優選實施例之二的採用行星齒輪的三速變速器

03、根據本發明優選實施例之三的採用行星齒輪的三速變速器

10、輸入離合器輸入軸

11、輸入軸

12、行星齒輪排輸入軸

13、輸出軸

21、第一選檔離合器

22、第二選檔離合器

23、第三選檔離合器

24、第四選檔離合器

30、行星齒輪排

31、齒圈

32、行星架

33、太陽輪

40、變速器殼體

41、第一選檔組件

42、第二選檔組件

51、輸入軸齒輪(或鏈輪)

52、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)

具體實施方式

為使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及優選實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解的是，以下描述的具體實施例僅用以示意、解釋本發明，本質上僅僅是示範性的，而不是意圖用於限制本發明的公開、應用或用途。

如圖1所示，根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01，包括：輸入軸11、輸出軸13(行星架32)、變速器殼體40，其中，所述採用行星齒輪的三速變速器01還包括行星齒輪排30、行星齒輪排輸入軸12、第一選檔組件41、第二選檔組件42，輸入軸11與行星齒輪排輸入軸12通過齒輪(或鏈輪)51和52傳遞運動和扭矩，行星齒輪排輸入軸12作為行星齒輪排30的輸入部件可通過第一選檔組件41與行星齒輪排的太陽輪33連結傳遞運動和扭矩，也可通過第二選檔組件42與行星齒輪排的齒圈31連結傳遞運動和扭矩，變速器殼體40可通過第一選檔組件41與行星齒輪排的太陽輪33連結使太陽輪33被鎖止，也可通過第二選檔組件42與行星齒輪排的齒圈31連結使齒圈31被鎖止，行星齒輪排的行星架32與輸出軸13聯接。

其中，採用行星齒輪的三速變速器01還包括輸入離合器20，輸入軸11通過輸入離合器20與電機(或其他發動機)連結傳遞運動和扭矩。

本發明所述選檔組件41(和42)為一種可使相關部件兩兩聯結傳遞運動和扭矩的裝置，如同步器。採用行星齒輪的三速變速器01的選檔組件(41和42)優選同步器。

在本發明中，當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排的輸入軸12連結傳遞運動和扭矩時，太陽輪33與變速器殼體40斷開連結；反之，當第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結而使太陽輪33被鎖止時，太陽輪33與行星齒輪排的輸入軸12斷開連結；當第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排的輸入軸12連結傳遞運動和扭矩時，齒圈31與變速器殼體40斷開連結；反之，當第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結而使齒圈31被鎖止時，齒圈31與行星齒輪排的輸入軸12斷開連結。

為更好地理解根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01，下面對該實施例中各檔運動和扭矩傳遞路線進行詳細說明：

第一檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排的輸入軸12連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與變速器殼體40連結使齒圈31被鎖止。

運動和扭矩由輸入離合器20傳遞給輸入軸11，再經輸入軸齒輪(或鏈輪)51、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)52傳遞給行星齒輪排輸入軸12，再經第一選檔組件41傳遞給太陽輪33，由太陽輪33輸入行星齒輪排30減速後，由行星架32輸出至輸出軸13。

第二檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件41選擇使太陽輪33與變速器殼體40連結使太陽輪33被鎖止，第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排輸入軸12連結傳遞運動和扭矩。

運動和扭矩由輸入離合器20傳遞給輸入軸11，再經輸入軸齒輪(或鏈輪)51、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)52傳遞給行星齒輪排輸入軸12，再經第二選檔組件42傳遞給齒圈31，由齒圈31輸入行星齒輪排30減速後，再由行星架32輸出至輸出軸13。

第三檔的運動和扭矩傳遞路線：

第一選檔組件41選擇使太陽輪33與行星齒輪排輸入軸12連結傳遞運動和扭矩，第二選檔組件42選擇使齒圈31與行星齒輪排輸入軸12連結傳遞運動和扭矩。

運動和扭矩由輸入離合器20傳遞給輸入軸11，再經輸入軸齒輪(或鏈輪)51、行星齒輪排輸入軸齒輪(或鏈輪)52傳遞給行星齒輪排輸入軸12，動力分流，一部分經第一選檔組件41傳遞給太陽輪33，另一部分經第二選檔組件42傳遞給齒圈31，動力分別經太陽輪33和齒圈31輸入行星齒輪排30，再由行星架32輸出至輸出軸13。

如圖2所示，根據本發明優選實施例之二的採用行星齒輪的三速變速器02，根據本發明優選實施例之二的採用行星齒輪的三速變速器02與優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01之間主要差異在於：採用行星齒輪的三速變速器01的選檔組件(41和42)為兩組同步器組件，採用行星齒輪的三速變速器02的選檔組41由選檔離合器21和選檔離合器22組合而成、選檔組42由選檔離合器23和選檔離合器24組合而成，採用行星齒輪的三速變速器02沒有輸入離合器20，參考根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01，不難理解採用行星齒輪的三速變速器02。

如圖3所示，根據本發明優選實施例之三的採用行星齒輪的三速變速器03，根據本發明優選實施例之三的採用行星齒輪的三速變速器03與優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01之間主要差異在：優選實施例之三的採用行星齒輪的三速變速器03為簡化結構沒有輸入離合器20，參考根據本發明優選實施例之一的採用行星齒輪的三速變速器01，不難理解採用行星齒輪的三速變速器03。

應該了解的是，本發明以上的描述僅僅是示範性的，並且未偏離本發明本質的變體也意圖屬於本發明的範圍內。這種變體不應被視為脫離了本發明的精神和範圍。