CN102016362B - 使用链条和行星齿轮组作为最终传动器的手动变速器 - Google Patents

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Abstract

一种具有减小包装尺寸并且提高效率的用于引擎或发动机的变速器包括：一个输入链轮、一个输出链轮、一个链条、以及一个行星齿轮组。该输出链轮通过该链条驱动地连接到该输入链轮上。该输出链轮具有一个中空部分，该部分接收了行星齿轮组的太阳轮。该行星齿轮组还包括与太阳轮相啮合的至少两个行星齿轮，这些行星齿轮被安装在一个固定的行星架上用于通过一个环齿轮部分来驱动一个差速器。当该输入链轮在一个第一方向上转动时，链条在该第一方向上驱动输出链轮和太阳轮，并且太阳轮驱动这些行星齿轮在与该第一方向相反的第二方向上转动，从而在该第二方向上驱动该环齿轮部分以及差速器。

Description

使用链条和行星齿轮组作为最终传动器的手动变速器
相关申请的引用
本申请要求于2008年5月16日提交的临时申请号61/053,773中披露的、名称为“MANUAL TRANSMISSION USING CHAIN AND PLANETARY GEARSET AS FINAL DRIVE”的一项或多项发明的权益。特此要求根据35 USC §119(e)对于该美国临时申请的权益，并且上述申请通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及手动变速器的领域。更具体地说，本发明涉及使用链条和行星齿轮组作为最终传动器的手动变速器。
背景技术
在当前汽车市场中，对于减少部件的包装尺寸并且提高发动机部件的效率存在着不断的探索。
在自动变速器上已经做出了效率和包装尺寸的改进。例如，在是当前生产的并且在图1中的现有技术所示出的GMPT 6T40和6T45中，已经把自动变速器的副轴去掉并且一个链条8围绕着连接到该变速器输出轴(未示出)上的输入链轮4以及连接到一个行星组的太阳轮16上的一个输出链轮6。太阳轮16是由输出链轮6驱动的，从而驱动形成为一体的行星架18和差速器20。环齿轮12被固定到壳体10上。
图2示出了一种常规的手动变速器。在常规的手动变速器中，小齿轮5被连接到手动变速器输出轴2上。小齿轮5与一个环齿轮7相啮合并驱动该环齿轮。环齿轮7被连接到该差速器壳体以及差速器20上，从而直接驱动差速器20，这进而驱动到这些车轮上前轮轴15。环齿轮7具有大的质量、大的转动惯量，并且直径是非常大的，测量的直径约200-220mm。环齿轮7在与手动变速器输出轴2相反的方向上转动并且具有3至4倍的速度减少。通过使用这样一个大直径的环齿轮7，以发动机舱空间以及大的手动变速器包装为代价实现了3.5至1的减速比。
虽然在自动变速器中效率和包装尺寸都已得到改进，但在具有反向齿轮输出的齿轮最终传动的变速器中，如双离合器变速器、自控式手动变速器(automated manual transmission)、混合型、电动型、CVT、双轴手动变速器、以及三轴手动变速器中却未做任何尝试来做到这一点。
发明内容
一种具有减小的包装尺寸以及增加的效率的、用于引擎或发动机的变速器，该变速器包括：一个输入链轮、一根链条、一个输出链轮、以及一个行星齿轮组。该输出链轮通过一根链条驱动地连接到该输入链轮上。该输出链轮具有一个中空部分，该中空部分接收了行星齿轮组的太阳轮。该行星齿轮组还包括与该太阳轮啮合的至少两个行星齿轮，这些行星齿轮被安装到一个固定的行星架上用于通过一个环齿轮部分来驱动差速器。当该输入链轮在一个第一方向上转动时，该链条驱动该输出链轮以及该太阳轮在该第一方向上转动，并且该太阳轮驱动行星齿轮在与第一方向相反的第二方向上转动，从而在第二方向上驱动该环齿轮部分和差速器。
本发明减小了总的最终传动包装，使其在径向上变得更小从而具有较小的转动惯量以及减小的最终传动器的重量。
该链条优选是一根逆齿链，尽管可以使用其他动力传递链条。可以改变太阳轮、行星齿轮、以及形成差速器壳体的一部分的环齿轮的齿数，以此来改变可适用于不同的变速器的减速比。
这种变速器可以是通过具有反向齿轮输出的齿轮最终传动的任何一种手动变速器，如双离合器变速器、自控式手动变速器、混合型、电动型、CVT、双轴手动变速器、以及三轴变速器。
附图说明
图1示出了现有技术的自动变速器GMPT6T40和GMPT6T40的最终传动器的示意图。
图2示出了具有作为最终传动器的齿轮的现有技术手动变速器的示意图。
图3示出了具有作为最终传动器的一个链条和行星齿轮组的手动变速器的示意图。
具体实施方式
本发明用一根链条38、输入链轮36和输出链轮40、一个行星齿轮组32、以及形成为差速器壳体20一部分的一个环齿轮取代了常规的手动变速器的小齿轮5和螺旋切割的环齿轮7。具有一个反向输出的齿轮最终传动的任何一种手动变速器(如双离合器变速器、自控式手动变速器、混合型、电动型、双轴手动变速器、以及三轴变速器)的小齿轮和环齿轮7都可以由本发明的链条38、链轮36、40、以及行星齿轮组32来替代以便驱动差速器20。
行星架18是固定的，并且因此不能转动差速器20或环齿轮12。图3示出的这种安排保持了以3至4倍减速的反转或者在与手动变速器输出轴2相反的方向上转动，同时显著地降低了手动变速器的包装尺寸。
一个输入链轮36被安装用于同手动变速器输出轴2一起旋转。一个输出链轮40具有一个中空部分，该中空部分是花键的并且接收行星齿轮组32的螺旋太阳轮34。通向轴15a以及一个第一侧上的车轮的一个第一半轴42a穿过螺旋太阳轮34的中空部分并且被差速器20的一侧接收。通向轴15b以及第二侧上的车轮的一个第二半轴42b穿过行星齿轮组32的差速器20的另一侧并且被其接收。滚珠轴承44存在于输出链轮40与行星齿轮组32之间，提供对太阳轮34的支撑。
一个链条38包绕着手动变速器输出轴2上的输入链轮36以及输出链轮40，从而驱动地将手动变速器输出轴2和行星齿轮组32的太阳轮34连接到一个差速器20上。行星齿轮组32包括在第一半轴42a上的太阳轮34，该第一半轴由至少两个行星齿轮30环绕并且与其相啮合。虽然示出了两个行星齿轮30，但优选使用至少三个行星齿轮。行星齿轮30还被安装到一个行星架18上并且与一个环齿轮12相啮合，该环齿轮形成为差速器壳体20的一个部分。行星架18是固定的或者被保持不动。当太阳轮34在顺时针方向上转动时，这些行星齿轮30逆时针转动，并且驱动环齿轮12在逆时针方向上转动。与该差速器壳体形成一体的环齿轮12驱动着差速器20。
当手动变速器输出轴2顺时针转动时，输入链轮36转动，驱动链条38以及花键连接到太阳轮34上的输出链轮40，从而驱动太阳轮34。太阳轮顺时针转动，使得这些行星齿轮30逆时针转动，从而在逆时针方向上驱动差速器20连同第一半轴42a以及第二半轴42b。
本发明减少了总的最终传动包装，从而使其在径向上变得更小并且具有较小的转动惯量以及减少的最终传动器的重量。
逆齿链优选是链，尽管也可以使用其他动力传输链条。可以改变太阳轮、行星齿轮以及形成为差速器壳体的一部分的环齿轮的齿数，以此改变可适用于不同的变速器的减速比。
因此，应理解在此说明的本发明的这些实施方案仅是本发明原理应用的解说。在此提及的这些说明性实施方案的细节并非旨在限制权利要求的范围，而这些权利要求本身列举了对于本发明来说被认为必要的特征。

Claims (12)

1.一种用于引擎的具有减小的包装尺寸以及减小的质量的变速器，该变速器包括：
一个输入链轮；
一个具有中空部分的输出链轮，该输出链轮通过一个链条驱动地连接到该输入链轮上；以及
一个行星齿轮组，该行星齿轮组包括：一个太阳轮，该太阳轮由该输出链轮的中空部分接收；至少两个行星齿轮，这些行星齿轮与该太阳轮相啮合并且被安装在一个行星架上，该行星架相对于该引擎固定；以及
具有通过该行星齿轮组驱动的一个环齿轮部分的一个差速器；
其中当该输入链轮在一个第一方向上转动时，该链条在该第一方向上驱动该输出链轮并在该第一方向上驱动该太阳轮，并且该太阳轮驱动该至少两个行星轮在与该第一方向相反的第二方向上转动，该至少两个行星轮驱动该差速器的环齿轮部分，使得该差速器直接由该环齿轮部分在该第二方向上驱动。
2.如权利要求1所述的变速器，其中该链条是一种逆齿链。
3.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是一种手动变速器。
4.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是一种双离合器变速器。
5.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是一种自控式手动变速器。
6.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是一种混合型变速器。
7.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是一种双轴手动变速器。
8.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器为一种三轴变速器。
9.如权利要求1所述的变速器，其中该变速器是电动的。
10.如权利要求1所述的变速器，进一步包括在该输出链轮与该行星齿轮组之间的多个滚珠轴承，以此提供对该太阳轮的支撑。
11.如权利要求1所述的变速器，其中该环齿轮部分与该差速器形成为一体。
12.如权利要求1所述的变速器，其中该第一方向是顺时针的并且该第二方向是逆时针的。
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