可預選檔的機械式變速器的製作方法

2023-07-05 10:09:21

專利名稱：可預選檔的機械式變速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種齒輪傳動裝置，特別涉及可預選檔的機械式變速器。
背景技術：
變速器是能固定或改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置，汽車上的變速器是通過改變傳動比，改變發動機曲軸的扭力，以適應在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下，對驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要，是汽車傳動系中最主要的部件之一。目前汽車換檔機制一般是撥動齒輪或其他掛檔機構，使原用檔位的某一齒輪副脫開傳動，再使另一檔位的齒輪副進入工作，但是在換檔前都必須踩下離合器踏板，中斷動力傳動，便於使原檔位的嚙合副脫開，同時使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這個從中斷動力傳動至新檔位趨於同步的過程需要浪費一定時間，同時又耗費了油量。為了使換檔過程中，發動機的動力始終不斷的被傳遞到車輪上，實現無間隔換檔，通常採用雙離合變速器，但是雙離合變速器的離合系統在切換離合器時，由於離合器的摩擦力從零增大需要一個短暫的時間，因此無法做到徹底無間隔換檔。又由於雙離合變速器是採用摩擦傳動系統，受摩擦力所限不能傳遞大扭矩，並且發熱量高、容易磨損。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種能夠無間隔換檔並且傳遞大扭矩的變速器。本實用新型的技術方案如下可預選檔的機械式變速器，包括殼體(I)、輸入軸
(2)和輸出軸(3)，所述輸入軸(2)的尾部伸入殼體(I)內，在該輸入軸(2)的尾部套裝有輸入齒輪(15)，在所述輸出軸(3)上套裝有輸出齒輪，在所述殼體(I)內設置有兩組周轉輪系，兩組周轉輪系均包括太陽輪軸(4)、行星輪(5)、齒圈(6)和行星架(7)，所述太陽輪軸
(4)通過軸承支撐在殼體(I)內，該太陽輪軸(4)變速機構(16)相連接，在所述太陽輪軸
(4)的軸身上還套裝有太陽輪(4a)，該太陽輪(4a)與行星輪(5)相嚙合，所述行星輪(5)套裝在行星架(7)的頭部；所述齒圈(6)通過軸承支撐在殼體(I)內，該齒圈(6)具有內齒(6a)和外齒(6b),所述齒圈(6)通過外齒(6b)與輸入齒輪(15)相哨合，該齒圈(6)通過內齒^a)與行星輪(5)相嚙合；在行星架(7)的尾部套裝有副軸齒輪，該副軸齒輪與輸出齒輪相嚙合。本實用新型在平時工作時，其中一組周轉輪系的太陽輪軸⑷由變速機構(16)控制其轉速，使其自由度為零，從而使這個周轉輪系成為行星輪系，從輸入軸(2)輸入的扭矩經過輸入齒輪(15)傳遞給當前行星輪系的齒圈￠)，再由齒圈(6)傳遞給行星輪(5)，然後通過行星輪(5)將扭矩傳遞給行星架(7)，再經由副軸齒輪傳遞給輸出齒輪，最後傳遞給輸出軸(3)帶動從動設備工作。另外一組周轉輪系的太陽輪軸(4)保持自由轉動狀態，從而使這個周轉輪系成為差動輪系，動力無法從輸入軸(2)經由當前差動輪系傳遞給輸出軸
(3)。在換檔時，與正在傳遞動力的周轉輪系相連的變速機構(16)解除該周轉輪系的太陽輪軸(4)的控制狀態，使該周轉輪系的太陽輪軸(4)轉為自由轉動狀態，從而使該周轉輪系變為差動輪系，無法傳遞動力；同時，另一個周轉輪系的太陽輪軸(4)通過變速機構(16)控制其轉速，從而使這個周轉輪系成為行星輪系，將動力從輸入軸(2)經由這個行星輪系上套裝的副軸齒輪傳遞給輸出軸(3)。由於通過齒輪傳動機構進行換檔，不需要通過離合器來實現，節省了摩擦力增大的時間，相較於傳統變速器又省去了齒輪脫開再嚙合的過程，因此換檔時間可以忽略不計，保證了發動機的動力始終不斷的被傳遞到車輪上，實現了無間隔換檔。同時，由於採用的齒輪式換檔，能夠傳遞較大的扭矩，並且減少了離合器摩擦產生的熱量。在所述輸出軸(3)上依次固套有第一輸出齒輪(21)、第二輸出齒輪(22)、第三副輸出齒輪(23)和第四輸出齒輪(24)，相鄰的兩個輸出齒輪之間設置有軸套(10)，該軸套
(10)套裝在輸出軸(3)上；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均依次活套有第一副軸齒輪(17)、第二副軸齒輪(18)、第三副軸齒輪(19)和第四副軸齒輪(20)，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相哨合,兩個周轉輪系的第二副軸齒輪(18)均與第二輸出齒輪(22)相嚙合，兩個周轉輪系的第三副軸齒輪(19)均與第三輸出齒輪(23)相·嚙合，兩個周轉輪系的第四副軸齒輪(20)均與第四輸出齒輪(24)相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均套裝有兩個同步器(9)，第一個同步器(9)位於第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪(18)之間，第二個同步器位於第三副軸齒輪(19)和第四副軸齒輪(20)之間，四個所述同步器(9)均與撥叉機構相連。在同一時刻，行星輪系上有且僅有一個副軸齒輪通過同步器(9)與行星架(7)固定相連，差動輪系上最多有一個副軸齒輪通過同步器(9)與行星架(7)固定相連。在需要換檔前，撥叉機構撥動同步器(9)，使當前差動輪系的行星架上需要使用的副軸齒輪提前與行星架(7)固套在一起，預先選好檔位，然後再進行換檔。由於兩個周轉輪系上均有四個副軸齒輪與輸出軸上的四個輸出齒輪相嚙合，本實用新型可以在八個傳動速比之間進行任意切換，提高了本實用新型的實用性。在所述輸出軸(3)上依次固套有第一輸出齒輪(21)和第二輸出齒輪(22),第一輸出齒輪(21)和第二輸出齒輪(22)之間設置有軸套(10)，該軸套(10)套裝在輸出軸(3)上；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均依次活套有第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪
(18)，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相嚙合，兩個周轉輪系的第二副軸齒輪(18)均與第二輸出齒輪(22)相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均套裝有同步器(9)，該同步器(9)位於第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪(18)之間；兩個所述同步器(9)均與撥叉機構相連。在同一時刻，行星輪系上有且僅有一個副軸齒輪通過同步器(9)與行星架(7)固定相連，差動輪系上最多有一個副軸齒輪通過同步器(9)與行星架(7)固定相連。在需要換檔前，撥叉機構撥動同步器(9)，使當前差動輪系的行星架上需要使用的副軸齒輪提前與行星架(7)固套在一起，預先選好檔位，然後再進行換檔。本實用新型可以在四個傳動速比之間進行任意切換，提高了本實用新型的實用性，同時保證了變速箱內部結構的緊湊性。在所述輸出軸(3)上固套有第一輸出齒輪，在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均固套有第一副軸齒輪(17),兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相嚙合。當採用以上結構時，可以隨時在兩個周轉輪系之間間切換動力傳遞路線，換檔更為迅速。[0009]所述撥叉機構包括撥叉(25)、活塞杆(26)、活塞(27)和缸體(28)，該撥叉(25)的一端與同步器(9)相連，撥叉(25)的另一端與活塞杆(26)相連，所述活塞杆(26)與缸體
(28)內的活塞(27)相連，該缸體(28)固定連接在殼體(I)上。撥叉機構的缸體(28)可以選用氣動活塞缸或液壓活塞缸，在換檔前，向缸體(28)內充入氣體或液壓油，使活塞杆
(26)左右移動，帶動撥叉(25)和同步器(9)左右移動，從而達到使副軸齒輪與輸出齒輪相嚙合的目的。所述撥叉機構也可選用電動撥叉器，控制更加精確。所述輸入軸(2)上套裝有倒檔齒輪(8)，該倒檔齒輪(8)位於輸入齒輪(15)的後方。所述倒檔齒輪(8)和/或輸入齒輪(15)與輸入軸(2) —體成型。所述變速機構(16)為剎車片、電磁剎車器、齒輪傳動機構或馬達。該變速機構
(16)可以控制太陽輪軸(4)的轉速，使周轉輪系在行星輪系和差動輪系之間切換，並且採用馬達等動力機構可以起到調整該周轉輪系速比的目的，使本實用新型具備可微調的傳動比。所述行星架(7)與輸入軸(2)平行，該行星架(7)還與輸出軸(3)相平行。平行的結構可以使動力傳遞更加平穩。所述太陽輪軸(4)與太陽輪(4a) —體成型。有益效果本實用新型在殼體內設置了兩個周轉輪系與輸入軸相嚙合，通過兩個周轉輪系在行星輪系和差動輪系之間的切換，以達到無間隔換檔的目的，同時降低了熱量損耗，還具有設計巧妙、結構簡單、能耗低等特點。

圖I為本實用新型實施例一的結構示意圖。圖2為圖I中一個周轉輪系的結構示意圖。圖3為本實用新型實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例一如圖I、圖2所示，本實用新型由殼體I、輸入軸2、輸出軸3、太陽輪軸4、行星輪5、齒圈6、行星架7、倒檔齒輪8、同步器9、軸套10、輸入壓蓋13、中心軸14、輸入齒輪15、變速機構16、第一副軸齒輪17、第二副軸齒輪18、第三副軸齒輪19、第四副軸齒輪20、第一輸出齒輪21、第二輸出齒輪22、第三副輸出齒輪23、第四輸出齒輪24、撥叉25、活塞杆26、活塞27和缸體28等部件組成。所述輸入軸2的尾部伸入殼體I內，在該輸入軸2的尾部一體成型有輸入齒輪15和倒檔齒輪8，該倒檔齒輪8位於輸入齒輪15的後端。在所述殼體I內還設置有兩組周轉輪系，兩個所述周轉輪系均包括太陽輪軸4、行星輪5、齒圈6和行星架7，所述行星架7與輸入軸2平行，該行星架7還與輸出軸3相平行。所述太陽輪軸4通過軸承支撐在殼體I內，該太陽輪軸4的頭部伸出殼體I外與變速機構16相連。在所述太陽輪軸4與殼體I的連接處套裝有輸入壓蓋13，該太陽輪軸4的尾部一體成型有太陽輪4a，且該太陽輪4a與行星輪5相嚙合，所述行星輪5架設在齒圈6內，且行星輪5分別與齒圈6和太陽輪軸4相嚙合，該行星輪5通過中心軸14固定連接在行星架7的頭部；所述齒圈6通過軸承支撐在殼體I內，該齒圈6具有內齒6a和外齒6b,所述齒圈6通過外齒6b與輸入齒輪15相嚙合，該齒圈6通過內齒6a與行星輪5相嚙合。如圖I所不,在所述輸出軸3上依次固套有第一輸出齒輪21、第二輸出齒輪22、第三副輸出齒輪23和第四輸出齒輪24，相鄰的兩個輸出齒輪之間設置有軸套10，該軸套10套裝在輸出軸3上；在兩個所述周轉輪系的行星架7上均依次活套有第一副軸齒輪17、第二副軸齒輪18、第三副軸齒輪19和第四副軸齒輪20，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪17均與第一輸出齒輪21相嚙合，兩個周轉輪系的第二副軸齒輪18均與第二輸出齒輪22相嚙合，兩個周轉輪系的第三副軸齒輪19均與第三輸出齒輪23相嚙合，兩個周轉輪系的第四副軸齒輪20均與第四輸出齒輪24相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架7上均套裝有兩個同步器9，第一個同步器9位於第一副軸齒輪17和第二副軸齒輪18之間，第二個同步器位於第三副軸齒輪19和第四副軸齒輪20之間，四個所述同步器9均與撥叉機構相連；在同一時刻，行星輪系上有且僅有一個副軸齒輪通過同步器9與行星架7固定相連，差動輪系上最
多有一個副軸齒輪通過同步器9與行星架7固定相連。由圖I進一步可知，所述撥叉機構包括撥叉25、活塞杆26、活塞27和缸體28，該撥叉25的一端與同步器9相連，撥叉25的另一端與活塞杆26相連，所述活塞杆26與缸體28內的活塞27相連，該缸體28固定連接在殼體I上。本實用新型工作原理如下其中一個周轉輪系上套裝的第一副軸齒輪17與第一輸出齒輪21的嚙合狀態為該變速箱的第一檔，該周轉輪系上套裝的第二副軸齒輪18與第二輸出齒輪22的嚙合狀態為該變速箱的第三檔，該周轉輪系上套裝的第三副軸齒輪19與第三輸出齒輪23的嚙合狀態為該變速箱的第五檔，該周轉輪系上套裝的第四副軸齒輪20與第四輸出齒輪24的嚙合狀態為該變速箱的第七檔。另一個周轉輪系上套裝的第一副軸齒輪17與第一輸出齒輪21的嚙合狀態為該變速箱的第二檔，該周轉輪系上套裝的第二副軸齒輪18與第二輸出齒輪22的嚙合狀態為該變速箱的第四檔，該周轉輪系上套裝的第三副軸齒輪19與第三輸出齒輪23的嚙合狀態為該變速箱的第六檔，該周轉輪系上套裝的第四副軸齒輪20與第四輸出齒輪24的哨合狀態為該變速箱的第八檔。本機械式變速器處於一檔狀態時，第一檔所在周轉輪系的太陽輪軸4由變速機構16控制其轉速，該周轉輪系成為行星輪系，可以傳遞動力，該行星輪系上套裝的第一副軸齒輪17與第一輸出齒輪21相哨合,且該第一副軸齒輪17通過同步器9與行星架7固套在一起。這個行星輪系上套裝的其餘副軸齒輪均活套在行星架7上。另外一個周轉輪系的太陽輪軸4保持自由轉動狀態，該周轉輪系成為差動輪系，無法傳遞動力。當需要從一檔升為二檔時，先預先換檔，向缸體28內充入氣體或液壓油，使活塞杆26移動，帶動撥叉25和同步器9移動，同步器9帶動當前差動輪系的行星架7上的第一副軸齒輪17與行星架7固套在一起。然後控制第二檔所在周轉輪系上套裝的變速機構16，控制該周轉輪系的太陽輪軸4轉速，從而使這個周轉輪系成為行星輪系。同時，控制第一檔所在周轉輪系上套裝的變速機構16，解除該周轉輪系的太陽輪軸4的控制狀態，從而使該周轉輪系變為差動輪系，無法傳遞動力。此時就可以將動力從輸入軸2通過第二檔所在的第一輸出齒輪21和第一副軸齒輪17傳遞給輸出軸3。實施例二 如圖3所示，所述太陽輪軸4的頭部伸出殼體1，在太陽輪軸4的頭部套裝有剎車片，該剎車片可由布置在其外側的制動片制動。在所述輸出軸3上套裝有第一輸出齒輪21，在兩個所述周轉輪系的行星架7上均套裝有第一副軸齒輪17，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪17均與第一輸出齒輪21相哨合。本實施例的其餘部分與實施例一相同。在需要制動時，通過制動片夾緊剎車片即可達到制動的目的。實施例三在所述輸出軸3上依次固套有第一輸出齒輪21和第二輸出齒輪22,第一輸出齒輪21和第二輸出齒輪22之間設置有軸套10，該軸套10套裝在輸出軸3上；在兩個所述周轉輪系的行星架7上均依次活套有第一副軸齒輪17和第二副軸齒輪18，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪17均與第一輸出齒輪21相嚙合，兩個周轉輪系的第二副軸齒輪18均與第二輸出齒輪22相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架7上均套裝有同步器9，該同步器9位於第一副軸齒輪17和第二副軸齒輪18之間；兩個所述同步器9均與撥叉機構相連；行星輪系上有且僅有一個副軸齒輪通過同步器9與行星架7固定相連，差動輪系上最多有一個副軸齒輪通過同步器9與行星架7固定相連。本實施例的其餘部分與實施例一相同。實施例四·本實施例中，所述變速機構16為馬達，本實施例的其餘部分與實施例一相同。實施例五本實施例中，所述倒檔齒輪8套裝在輸出軸3的頭部，本實施例的其餘部分與實施例一相同。
權利要求1.一種可預選檔的機械式變速器，包括殼體(I)、輸入軸(2)和輸出軸(3)，所述輸入軸(2)的尾部伸入殼體(I)內，在該輸入軸(2)的尾部套裝有輸入齒輪(15)，在所述輸出軸(3)上套裝有輸出齒輪，其特徵在於在所述殼體(I)內設置有兩組周轉輪系，兩組周轉輪系均包括太陽輪軸(4 )、行星 輪(5)、齒圈(6)和行星架(7)，所述太陽輪軸(4)通過軸承支撐在殼體⑴內，該太陽輪軸⑷與變速機構(16)相連接，在所述太陽輪軸⑷的軸身上還套裝有太陽輪(4a)，該太陽輪(4a)與行星輪(5)相嚙合，所述行星輪(5)套裝在行星架(7)的頭部；所述齒圈(6)通過軸承支撐在殼體(I)內，該齒圈(6)具有內齒^a)和外齒(6b),所述齒圈(6)通過外齒(6b)與輸入齒輪(15)相哨合,該齒圈(6)通過內齒(6a)與行星輪(5)相嚙合；在行星架(7)的尾部套裝有副軸齒輪，該副軸齒輪與輸出齒輪相嚙合。
2.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於在所述輸出軸(3)上依次固套有第一輸出齒輪(21)、第二輸出齒輪(22)、第三副輸出齒輪(23)和第四輸出齒輪(24)，相鄰的兩個輸出齒輪之間設置有軸套(10)，該軸套(10)套裝在輸出軸(3)上；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均依次活套有第一副軸齒輪(17)、第二副軸齒輪(18)、第三副軸齒輪(19)和第四副軸齒輪(20)，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相嚙合，兩個周轉輪系的第二副軸齒輪(18)均與第二輸出齒輪(22)相嚙合，兩個周轉輪系的第三副軸齒輪(19)均與第三輸出齒輪(23)相嚙合，兩個周轉輪系的第四副軸齒輪(20)均與第四輸出齒輪(24)相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均套裝有兩個同步器(9)，第一個同步器(9)位於第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪(18)之間，第二個同步器位於第三副軸齒輪(19)和第四副軸齒輪(20)之間，四個所述同步器(9)均與撥叉機構相連。
3.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於在所述輸出軸(3)上依次固套有第一輸出齒輪(21)和第二輸出齒輪(22),第一輸出齒輪(21)和第二輸出齒輪(22)之間設置有軸套(10)，該軸套(10)套裝在輸出軸(3)上；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均依次活套有第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪(18)，兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相嚙合，兩個周轉輪系的第二副軸齒輪(18)均與第二輸出齒輪(22)相嚙合；在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均套裝有同步器(9)，該同步器(9)位於第一副軸齒輪(17)和第二副軸齒輪(18)之間；兩個所述同步器(9)均與撥叉機構相連。
4.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於在所述輸出軸(3)上固套有第一輸出齒輪(21)，在兩個所述周轉輪系的行星架(7)上均固套有第一副軸齒輪(17),兩個周轉輪系的第一副軸齒輪(17)均與第一輸出齒輪(21)相哨合。
5.根據權利要求2或3所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述撥叉機構包括撥叉(25)、活塞杆(26)、活塞(27)和缸體(28)，該撥叉(25)的一端與同步器(9)相連，撥叉(25)的另一端與活塞杆(26)相連，所述活塞杆(26)與缸體(28)內的活塞(27)相連。
6.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述輸入軸(2)上套裝有倒檔齒輪(8)，該倒檔齒輪(8)位於輸入齒輪(15)的後方。
7.根據權利要求I或6所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述倒檔齒輪(8)和/或輸入齒輪(15)與輸入軸(2)—體成型。
8.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述變速機構(16)為剎車片、電磁剎車器、齒輪傳動機構或馬達。
9.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述行星架(7)與輸入軸(2)平行，該行星架(7)還與輸出軸(3)相平行。
10.根據權利要求I所述的可預選檔的機械式變速器，其特徵在於所述太陽輪軸(4)與太陽輪(4a) —體成型。
專利摘要本實用新型公開了一種可預選檔的機械式變速器，所述輸入軸(2)的尾部套裝有輸入齒輪(15)，在所述殼體(1)內設置有兩組周轉輪系，該周轉輪系的太陽輪軸(4)與變速機構(16)相連，所述太陽輪軸(4)的尾部套裝有太陽輪(4a)，該太陽輪(4a)與行星輪(5)相嚙合；所述周轉輪系的齒圈(6)與輸入齒輪(15)相嚙合；在所述周轉輪系的行星架(7)上套裝有副軸齒輪，該副軸齒輪與輸出齒輪相嚙合，該輸出齒輪套裝在輸出軸(3)上。本實用新型在殼體內設置了兩個周轉輪系與輸入軸相嚙合，通過兩個周轉輪系分別在行星輪系和差動輪系之間的切換，以達到無間隔換檔的目的，降低了熱量損耗，還具有設計巧妙、結構簡單、能耗低等特點。
文檔編號F16H63/32GK202690909SQ20122033247
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者石崇華, 李華玲 申請人:重慶市嘉卡變速箱有限公司