多擋位動力換擋行星變速箱的製作方法
2023-04-22 22:08:46 3
專利名稱：：多擋位動力換擋行星變速箱的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種變速箱，具體的說，涉及一種適合作為主傳動裝置用於車輛動力傳動系統的多擋位動力換擋行星變速箱。
背景技術：
：日本愛信公司生產了一種五擋自動變速箱，包括兩個軸系、一個圓柱齒輪副和三個行星輪排機構，以此實現變速箱傳動比的變化，該變速箱適用於前驅橫置結構。在該變速器的每個擋位，功率流從輸入軸到傳動軸只通過一個圓柱齒輪副，該變速器具有九個換擋元件，這九個換擋元件包括三個制動器、四個離合器以及兩個單向離合器來實現五個前進擋和一個倒檔，在每個擋位都需要三個或四個換擋元件接合。這一變速箱通過相連的行星排機構、操縱元件和圓柱齒輪組能實現五個擋位，但連接關係實現困難，操縱件數量過多，換擋邏輯複雜，帶排損失大，消耗相對很大，傳動效率低。荷蘭專利第W02005/050060Al號描述的是一種六擋自動變速箱，該變速箱既有圓柱齒輪組，也有行星輪排機構，以此實現變速箱傳動比。它只表現為通過圓柱齒輪組相互連接的三個平行軸系統，兩個軸系各安裝了一套用以實現至少三個擋位的行星輪排機構和操縱元件，在第三個軸系軸向安裝驅動軸和從動軸。被分置在三軸系統上的整個傳動系統得到較短的總長度，特別適用於前驅橫置結構。在每個擋位，功率流只通過驅動軸、從動軸和另外兩個軸系中的一個軸系，在這兩個軸系中的控制系統各實現三個擋位。要在這樣的軸系中實現三個擋位，需要至少兩個相互關聯的行星輪排機構和三個操縱元件。這一變速箱通過相連的四個行星排機構、六個操縱元件和圓柱齒輪組只能實現六個擋位，而且行星排和操縱件數量過多。該變速箱的操縱件多，帶排損失大，消耗相對很大，傳動效率低。
發明內容本發明要解決的技術問題是克服上述缺點，提供一種帶排損失小、效率高、可在負載下換擋的多擋位動力換擋行星變速箱。4為解決上述問題，本發明採用的技術方案是多擋位動力換擋行星變速箱，包括輸入軸和輸出軸；該輸入軸與輸出軸之間設置有第一行星排、第二行星排和第三行星排，以及第一圓柱齒輪組、第二圓柱齒輪組、第三圓柱齒輪組和一個制動器；、其中，每個行星排分別由框架、齒圈和太陽輪組成；每個圓柱齒輪組分別由設置在輸入軸和輸出軸上的兩個齒輪嚙合而成，其特徵在於所述輸入軸和輸出軸之間設置有第一離合器、第二離合器和第三離合器，所述三個離合器可以有選擇地接合，以將所述三個圓柱齒輪組的齒輪與三個行星排的框架、齒圈和太陽輪中的至少一個互連。第一行星排的一種具體優化方案，所述第一行星排的框架與輸入軸固定連接，該框架通過第一離合器和第二離合器與第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸上的齒輪連接。第一行星排的一種具體優化方案，所述第一行星排的齒圈與第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸上的齒輪固定連接。第一行星排的一種具體優化方案，所述第一行星排的太陽輪與第一圓柱齒輪組中設置在輸入軸上的齒輪之間設置有第三離合器。第二行星排的一種具體優化方案，所述第二行星排與輸出軸同軸設置，其框架與第三行星排的框架固定連接。第二行星排的一種具體優化方案，所述第二行星排的齒圈與第三圓柱齒輪組中與輸出軸同軸設置的齒輪固定連接。第二行星排的一種具體優化方案，所述第二行星排的太陽輪與第二圓柱齒輪組中設置在輸出軸上的齒輪固定連接。第三行星排的具體優化方案，所述第三行星排設置在輸出軸上，其框架與輸出軸固定連接。i三行星排的具體優化方案，所述第三行星排的齒圈與第一圓柱齒輪組中設置在輸出軸上的齒輪固定連接。第三行星排的具體優化方案，所述第三行星排的太陽輪與第三圓柱齒輪組中與輸出軸同軸設置的齒輪固定連接。以上技術方案的優化方案，所述第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸上的齒輪通過第二離合器與第三圓柱齒輪組中與輸入軸同軸設置的齒輪連接。另一種優化方案，所述制動器與輸入軸同軸設置，所述制動器設置在第一行星排的太陽輪與變速箱箱體之間。另一種優化方案，所述輸入軸與發動機、主離合器或液力變矩器相連。另一種優化方案，所述輸出軸與差速器或主減速器連接。本發明採用以上技術方案，具有以下優點(1)可以在較小的幾何體積下，獲得5個前進擋和1個倒擋的變速機構，實現了用最少的操縱件和簡單的行星排結構獲得了最多的有用的擋位。該變速箱可以更好地使發動機在最節油的轉速範圍內工作，傳動效率高，帶排損失小，降低了耗油量，同時，轉速範圍的擴大，提高了車輛的加速性能。(2)採用兩根傳動軸，可以縮短變速箱的軸向長度，使變速箱適應汽車前驅橫置結構，也適應前驅縱置結構，特別是四輪驅動車輛，也同樣適用。(3)兩根傳動軸上的圓柱齒輪分流傳動，可以很容易的根據車的類型和用途變更變速箱的傳動比、傳動比級差和總傳動範圍。(4)採用圓柱齒輪傳動和兩根傳動軸，使套軸數目減少到只有兩層，降低了加工製造和技術難度，節省了製造成本，同時，行星排齒圈比較短，離合器迴轉油路結構簡單，與其它行星變速箱比較，結構更加簡單。(5)採用圓柱齒輪傳動，可以在最合適的傳動軸上安裝驅動電機，選配最合適的傳動比，改裝成混合動力，適應變速箱的升級換代，改為電動機械混合動力系統。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。具體實施例方式附圖是本發明實施例中變速箱的結構示意圖。圖中62-輸出軸3-第一圓柱齒輪組中位於輸入軸上的齒輪4-第二圓柱齒輪組中位於輸入軸上的齒輪5-第三圓柱齒輪組中位於輸入軸上的齒輪6-第一圓柱齒輪組中位於輸出軸上的齒輪7-第二圓柱齒輪組中位於輸出軸上的齒輪8-第三圓柱齒輪組中位於輸出軸上的齒輪12-第一行星排13-第二行星排14-第三行星排15-制動器16-第一離合器17-第二離合器18-第三離合器23-發動機與變速箱之間的離合器或液力變矩器24-差速器25-驅動軸，連接左右輪胎26-變速箱箱體121-第一行星排的框架122-第一行星排的齒圈123-第一行星排的太陽輪131-第二行星排的框架132-第二行星排的齒圈133-第二行星排的太陽輪141-第三行星排的框架142-第三行星排的齒圈143-第三行星排的太陽輪實施例，如圖所示，多擋位動力換擋行星變速箱，包括變速箱箱體26以及在變速箱箱體26內平行設置的輸入軸1和輸出軸2，其中輸入軸1與液力變矩器23相連以輸入動力，輸出軸2與差速器24連接以輸出動力，在輸入軸l和輸出軸2上設置有三個行星排、三個圓柱齒輪組、三個離合器和一個制動器15，三個行星排包括第一行星排12、第二行星排13和第三行星排14，三個圓柱齒輪組包括第一圓柱齒輪組、第二圓柱齒輪組和第三圓柱齒輪組，三個離合器包括第一離合器16、第二離合器17和第三離合器18。第一行星排12設置在輸入軸1上，由框架121、齒圈122和太陽輪123組成，第二行星排13與輸出軸2同軸設置，由框架131、齒圈132和太陽輪133組成，第三行星排14設置在輸出軸2上，由框架141、齒圈142和太陽輪143組成，第一圓柱齒輪組由嚙合的齒輪3和齒輪6組成，齒輪3依靠軸承支撐在輸入軸1上，齒輪6通過軸承支撐在輸出軸2上，第二圓柱齒輪組由嚙合的齒輪4和齒輪7組成，齒輪4依靠軸承支撐在輸入軸1上，齒輪7通過軸承支撐在輸出軸2上，第三圓柱齒輪組由嚙合的齒輪5和齒輪8組成，齒輪5與輸入軸同軸設置，齒輪8與輸出軸同軸設置。第一行星排12的框架121與輸入軸1固定連接，齒圈122與第二圓柱齒輪組的齒輪4固定連接，第二行星排13的框架131與第三行星排14的框架141連接，齒圈132與第三圓柱齒輪組的齒輪8固定連接，太陽輪133與第二圓柱組的齒輪7連接，第三行星排14的框架141與輸出軸2固定連接，齒圈142與第一圓柱齒輪組的齒輪6固定連接，太陽輪143與第三圓柱齒輪組的齒輪8固定連接。第三離合器18設置在第一圓柱齒輪組的齒輪3與第一行星排12的太陽輪123之間，當第三離合器18處於接合狀態時，太陽輪123與齒輪3互連，制動器15與輸入軸1同軸設置，該制動器15設置在第一行星排12的太陽輪123與變速箱箱體26之間，對第一行星排12的太陽輪123進行制動或分離，同時聯合第三離合器18對第一圓柱齒輪組的齒輪3進行制動或分離，第二圓柱齒輪組的齒輪4與第三圓柱齒輪組的齒輪5通過第二離合器17連接，當第二離合器17處於接合狀態時，齒輪4與齒輪5連接，齒輪4通過第一離合器16和第二離合器17與第一行星排12的框架121連接，當第一離合器16和第二離合器17同時處於接合狀態時，框架121與齒輪4互連，輸出軸2通過另外的齒輪組驅動差速器24，差速器24驅動驅動軸25轉動。以下為本發明實施方式的換擋邏輯表tableseeoriginaldocumentpage9換擋邏輯表顯示了使用這些操縱件的不同組合如何實現1個倒擋和5前進擋換擋，其中劃線部分為組合使用構件，交白部分為打開的換擋元件，簡述變速箱換檔原理如下倒擋換擋過程為制動器15和第三離合器18同時接合，第一行星排12的太陽輪123和第一圓柱齒輪組的齒輪3被制動，導致第三行星排14的齒圈142被制動，動力通過第一行星排12和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13和第三行星排14，反向旋轉通過輸出軸2輸出動力。第1擋的換擋過程為第二離合器17和第三離合器18同時接合，輸入軸1的動力通過第一行星排12變速和第三圓柱齒輪組、第一圓柱齒輪組和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13和第三行星排14，然後變速輸出動力。第2擋的換擋過程為第一離合器16和第三離合器18同時接合，輸入軸1的動力通過第一行星排12變速和第三圓柱齒輪組、第一圓柱齒輪組齒輪嚙合組和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13和第三行星排14,然後變速輸出動力。第3擋的換擋過程為第一離合器16和第二離合器17同時接合，第一行星排12整體接合，輸入軸1的動力直接通過第三圓柱齒輪組和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13，然後變速輸出動力。第4擋的換擋過程為第一離合器16和制動器15同時接合，第一行星排12的太陽輪123被制動，輸入軸1的動力通過第一行星排12的框架121和齒圈122以及第三圓柱齒輪組和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13，然後變速輸出動力。第5擋的換擋過程為第二離合器17和制動器15同時接合，第一行星排12的太陽輪123被制動，輸入軸1的動力通過第一行星排12的齒圈122以及第三圓柱齒輪組和第二圓柱齒輪組傳遞給第二行星排13，然後變速輸出動力。權利要求1、多擋位動力換擋行星變速箱，包括輸入軸(1)和輸出軸(2)；該輸入軸(1)與輸出軸(2)之間設置有第一行星排(12)、第二行星排(13)和第三行星排(14)，以及第一圓柱齒輪組、第二圓柱齒輪組、第三圓柱齒輪組和一個制動器(15)；其中，每個行星排分別由框架、齒圈和太陽輪組成；每個圓柱齒輪組分別由設置在輸入軸(1)和輸出軸(2)上的兩個齒輪嚙合而成，其特徵在於所述輸入軸(1)和輸出軸(2)之間設置有第一離合器(16)、第二離合器(17)和第三離合器(18)，所述三個離合器可以有選擇地接合，以將所述三個圓柱齒輪組的齒輪與三個行星排的框架、齒圈和太陽輪中的至少一個互連。2、如權利要求1所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第一行星排(12)的框架(121)與輸入軸(1)固定連接，該框架(121)通過第一離合器(16)和第二離合器(17)與第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸(1)上的齒輪(4)連接。3、如權利要求2所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第一行星排(12)的齒圈(122)與第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸(1)上的齒輪(4)固定連接。4、如權利要求3所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第一行星排(12)的太陽輪(123)與第一圓柱齒輪組中設置在輸入軸(1)上的齒輪(3)之間設置有第三離合器(18)。5、如權利要求l-4其中之一所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第二行星排(13)與輸出軸(2)同軸設置，其框架(131)與第三行星排(14)的框架(141)固定連接。6、如權利要求5所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第二行星排(13)的齒圈(132)與第三圓柱齒輪組中與輸出軸(2)同軸設置的齒輪(8)固定連接。7、如權利要求6所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第二行星排(13)的太陽輪(133)與第二圓柱齒輪組中設置在輸出軸(2)上的齒輪(7)固定連接。8、如權利要求7所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第三行星排(14)設置在輸出軸(2)上，其框架(141)與輸出軸(2)固定連接。9、如權利要求8所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第三行星排(14)的齒圈(142)與第一圓柱齒輪組中設置在輸出軸(2)上的齒輪(6)固定連接。10、如權利要求9所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第三行星排(14)的太陽輪(143)與第三圓柱齒輪組中與輸出軸(2)同軸設置的齒輪(8)固定連接。11、如權利要求10所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述第二圓柱齒輪組中設置在輸入軸(1)上的齒輪(4)通過第二離合器(17)與第三圓柱齒輪組中與輸入軸(1)同軸設置的齒輪(5)連接。12、如權利要求ll所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述制動器(15)與輸入軸(1)同軸設置，所述制動器(15)設置在第一行星排(12)的太陽輪(123)與變速箱箱體(26)之間。13、如權利要求12所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述輸入軸(1)與發動機、主離合器或液力變矩器相連。14、如權利要求13所述的多擋位動力換擋行星變速箱，其特徵在於所述輸出軸(2)與差速器或主減速器連接。全文摘要本發明涉及一種多擋位動力換擋行星變速箱，包括輸入軸和輸出軸，輸入軸與輸出軸之間設置有三個行星排、三個圓柱齒輪組和一個制動器，行星排分別由框架、齒圈和太陽輪組成，圓柱齒輪組分別由設置在輸入軸和輸出軸上的兩個齒輪嚙合而成，輸入軸和輸出軸之間設置有三個離合器，所述三個離合器可以有選擇地接合，以將所述三個圓柱齒輪組的齒輪與三個行星排的框架、齒圈和太陽輪中的至少一個互連，可以在較小的幾何體積下，獲得5個前進擋和1個倒擋的變速機構，實現了用最少的操縱件和簡單的行星排結構獲得了最多的有用的擋位。該變速箱可以更好地使發動機在最節油的轉速範圍內工作，傳動效率高，帶排損失小，降低了耗油量。文檔編號F16H3/44GK101446331SQ20081023856公開日2009年6月3日申請日期2008年12月18日優先權日2008年12月18日發明者皮特·譚伯格申請人:濰坊盛瑞動力機械科技有限公司