CN102878258B - 行星齿轮变速机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行星齿轮变速机构，输入轴通过驱动毂与公共离合器油缸连接，第一离合器与第一轴连接，第一轴两侧分别支承在输入轴和第三行星架上，第一轴与第二行星排和第三行星排的公共太阳轮连接，与第二离合器连接的第二轴通过第一轴与第二行星架连接；第二行星架分别与第一排齿圈及第三排齿圈连接，前制动件的两端分别与第一制动器和第一太阳轮连接，第一行星架与第二行星排的第二排齿圈连接，第四太阳轮空套在第三行星架的输出轴上，后连接件的两端分别与第三排齿圈和第四太阳轮连接，第四行星架连接在输出盘连接的第三行星架的输出轴上。本发明布置合理，结构紧凑简单，操作方便，具有六个前进档位和一个后退档位。
Description
技术领域
本发明涉及一种行星齿轮变速机构，属于液力自动变速器技术领域。
背景技术
目前用于车辆的液力自动变速器由液力变矩器和行星齿轮变速机构及自动控制系统构成，以实现车辆档位要求。目前多档位的行星齿轮变速器大都采用四个前进档和一个后退档结构，如辛普森式行星齿轮机构和拉维奈尔赫式行星齿轮机构。如要增加前进档，行星齿轮变速箱的行星排数量以及与各行星排相配的离合器及制动器就越多。目前对于六档位的行星齿轮变速器，大都采用四组行星排与三个以上离合器和多个制动器布置，但上述行星齿轮变速器结构复杂，因此制造成本高，而且换档时需要同时操作离合器和制动器，操纵复杂。再则，由于各行星排的齿轮均采用斜齿结构，受力复杂，易造成轴承早期损坏，而且制造成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种布置合理，结构紧凑简单，操作方便，具有六个前进档位和一个后退档位的行星齿轮变速机构。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种行星齿轮变速机构，包括箱体、安装在箱体上的输入轴、与输入轴连接的离合器，以及安装在箱体内的行星齿轮排和各制动器，其特征在于：所述的输入轴通过驱动毂与第一离合器和第二离合器的公共离合器油缸连接，第一离合器的第一输出毂与第一轴连接，第一轴的两侧分别通过轴承支承在输入轴和作为动力输出的第三行星排的第三行星架上，第一轴与第二行星排和第三行星排的公共太阳轮连接；第二离合器的第二输出毂与第二轴连接，且第二轴通过滚针轴承支承在第一轴上并与第二行星排的第二行星架连接；第二行星架分别与第一行星排的第一排齿圈及第三行星排的第三排齿圈连接，且第一排齿圈通过第一行星轮与第一太阳轮啮合，前制动件的两端分别与第一制动器和第一太阳轮连接，第三排齿圈通过第三行星轮与公共太阳轮啮合，且第三排齿圈与第三制动器连接，第一行星架与第二行星排的第二排齿圈连接，第二排齿圈通过第二行星轮与公共太阳轮啮合，第二排齿圈与第二制动器连接，且第二行星排与第三行星排转速相同；所述第四行星排的第四太阳轮空套在第三行星架的输出轴上，后连接件的两端分别与第三排齿圈和第四太阳轮连接，第四太阳轮通过第四行星轮与第四排齿圈啮合，第四排齿圈与第四制动器连接，第四行星架连接在第三行星架的输出轴上，输出盘连接在第三行星架的输出轴的端面，且第四行星架和输出盘通过轴承安装在箱盖的轴承孔内，箱盖安装在箱体上。
其中：所述的第一行星轮用4～6个均布布设在第一一太阳轮和第一排齿圈之间，第二行星轮和第三行星轮用4～6个分别均布布设在公共太阳轮与第二排齿圈和第三排齿圈之间，第四行星轮用4～6个均布设在第四太阳轮和第四排齿圈之间，且各行星齿轮、各太阳轮和各排齿圈均为直齿且模数相同。
所述的述的第二行星轮与第三行星齿轮的结构相同，第二排齿圈与第三排齿圈的结构相同。
本发明在原三个行星排的基础上，通过后连接件将第三排齿圈与第四太阳轮连接而传递动力，故而能形成四个行星排的单排串联结构，第一离合器的动力通过第一轴传至与其连接的第二行星排和和第三行星排的公共太阳轮，第二离合器的动力通过第二轴传至与其连接的第二行星排的第二行星架连接，由于第二行星架与第一行星轮齿圈和第三行星轮齿圈连接，第一行星架与第二行星轮齿圈连接，故而能形成四个行星排的单排串联结构，第一制动器通过前制动件与第一太阳轮连接以控制第一行星排动作，四个行星排与两离合器和四个制动器结合，获得六个前进档位和一个后退档位，结构紧凑简单，布设合理，能降低制造成本，尤其换档操作时只需操作一个离合器或一个制动器，换档操作方便。本发明大幅度降低了加工难度，而且各齿轮均采用直齿结构，没有轴向力，能提高轴承的使用寿命，加之第二行星轮和第三行星轮结构相同，可以互换使用，能降低制作成本。本发明各行星齿轮采用4～6个均布设布在各自的太阳轮和齿圈之间，提高各行星齿轮负载分布的均匀性，故而提高行星齿轮变速机构的工作可靠性和使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1是本发明行星齿轮变速机构的结构示意图。
其中：1—输入轴，2—驱动毂，3—公共离合器油缸，4—第一离合器，5—箱体，6—第二离合器，7—第一输出毂，8—前制动件，9—第一制动器，10—第一行星排，10-1—第一行星架，10-2—第一行星轮，10-3—第一排齿圈，10-4—第一太阳轮，11—第二行星排，11-1—第二行星轮，11-2—第二排齿圈，11-3—第二行星架，11-4—公共太阳轮，12—第三行星排，12-1—第三行星轮，12-2—第三排齿圈，12-3—第三行星架，13-第四制动器，14—第四行星排，14-1—第四排齿圈，14-2—第四行星轮，14-3—第四行星架，14-4—第四太阳轮，15—轴承，16—输出盘，17—第一轴，18—第二轴，19—第二制动器，20-第三制动器，21-后连接件，22-箱盖，23-第二输出毂。
具体实施方式
见图1所示，本发明的行星齿轮变速机构，包括箱体5、安装在箱体5上的输入轴1、与输入轴1连接的离合器，以及安装在箱体5内的行星齿轮排和各制动器。液力变矩器安装在本发明的箱体5内以提供动力，输入轴1通过驱动毂2与第一离合器4和第二离合器6的离合器油缸3连接，输入轴1与驱动毂2键连接，驱动毂2通过轴承安装在与箱体5的墙板上，驱动毂2通过紧固件与离合器油缸3连接，通过输入轴1将动力从驱动毂2传递至第一离合器4和第二离合器6的公共的离合器油缸3，将动力传至第一离合器4和第二离合器6，本发明的第一合离合器4和第二离合器6为现有的湿式离合器，通过液压油控制离合器的活塞动作，使主动磨擦片与被动磨擦片接合，动力通过两离合器的接合而输出。
见图1所示，本发明的第一离合器4的第一输出毂7与第一轴17连接，第一离合器4的第一输出毂7与被动摩擦片连接，该第一输出毂7可采用分体式结构，而第一输出毂7与第一轴17可制成一体结构，或采用分体式结构，本发明第一轴17两侧分别通过轴承支承在输入轴1上和作为动力输出的第三行星排12的第三行星架12-3上，使输入轴1与第一轴17和第三行星架12-3能相对转动，而达到不同档位的输出，第一轴17与第二行星排11和第三行星排12的公共太阳轮11-4连接，当第一离合器4接合后输出的动力带动公共太阳轮11-4转动，从而带动第二行星排11和第三行星排12转动。
见图1所示，本发明第二离合器6的第二输出毂23与第二轴18连接，第二输出毂23与第二离合器6的被动摩擦片连接，当液压油推动主动摩擦片与被动摩擦片相接而输出动力，第二轴18通过键与第二离合器6的第二输出毂和第二行星架11-3连接，第二轴18通过轴承支承在第一轴17上并与第二行星排11的第二行星架11-3连接，使第二轴18也能相对于第一轴17转动，第二行星架11-3分别与第一行星排的第一排齿圈10-3及第三行星排12的第三排齿圈12-2连接，第二行星架11-3通过键与第一排齿圈10-3和第三排齿圈12-2连接，当第二离合器6接合后输出的动力带动第三排齿圈12-2转动。本发明第一排齿圈10-3通过第一行星轮10-2与第一太阳轮10-4啮合，第一行星轮10-2安装在第一行星架10-1上，前制动件8的两端分别与第一制动器9和第一太阳轮10-4连接，第一制动器9安装在箱体5上并设置在第一排齿圈10-3的外周，而前制动件8设置在第一行星排10的前侧，通过第一制动器9以及前制动件8限制第一太阳轮10-4动作。本发明的各制动器采用现有的液压制动器，通过液压油控制活塞使制动摩擦片与制动钢片接合，而控制相应的转动件。本发明第三排齿圈12-2通过第三行星轮12-1与公共太阳轮11-4啮合，且第三排齿圈12-2与第三制动器20连接，第三制动器20的制动摩擦片与第三排齿圈12-2的外周通过键连接，通过第三制动器20控制第三排齿圈12-2的不转动，而第一行星架10-1与第二行星排11的第二排齿圈11-2连接，第二排齿圈11-2通过第二行星轮11-1与公共太阳轮11-4啮合，第二排齿圈11-2与第二制动器19连接，同样第二制动器19的制动摩擦片与第二排齿圈11-2的外周通过键连接，通过第二制动器19控制第二排齿圈11-2的不转动，本发明的第二行星排11与第三行星排12转速相同。
见图1所示，本发明第四行星排14的第四太阳轮14-4空套在第三行星架12-3的输出轴上，使第四太阳轮14-4相对于第三行星架12-3转动，且后连接件21的两端分别与第三排齿圈12-2和第四太阳轮14-4连接，通过后连接件21使第三排齿圈12-2与第四太阳轮14-4连接而传递动力，第四太阳轮14-4通过第四行星轮14-2与第四排齿圈14-1啮合，第四排齿圈14-1与第四制动器13连接，同样第四制动器13的制动摩擦片与第四排齿圈14-1的外周通过键连接，第四行星架14-3连接在第三行星架12-3的输出轴上，输出盘16连接在第三行星架12-3的输出轴的端面，且第四行星架14-3和输出盘16通过轴承15安装在箱盖22的轴承孔内，而密封盖安装在箱体5上并对轴承进行密封，箱盖安装在箱体5上。
见图1所示，本发明的第一行星轮10-2用4～6个均布布设在第一太阳轮104和第一排齿圈10-3之间，第二行星轮11-1和第三行星轮12-1用4～6个分别均布布设在公共太阳轮11-4与第二排齿圈11-2和第三排齿圈12-2之间，第四行星轮14-2用4～6个均布设在第四太阳轮14-4和第四排齿圈14-1之间，而提高各行星齿轮负载分布的均匀性，且各行星齿轮、各太阳轮和各排齿圈均为直齿且模数相同，第二行星轮11-1与第三行星轮12-1的结构相同，第二排齿圈11-2与第三排齿圈12-2的结构相同，由于模数、齿数等均相同，使其具有较好的互换性。
见图1所示，本发明的行星齿轮变速机构工作时，
1、当第一离合器4的第一输出毂7和第二离合器6的第二输出毂23及四个制动器均分离时，为空档。
2、当第一离合器4接合、输入轴1通过驱动毂2并经第一离合器4传至公共太阳轮11-4上，公共太阳轮11-4通过第三行星轮12-1与第三排齿圈12-2啮合，在第三制动器20的作用下，第三排齿圈12-2不动，动力通过第三行星架12-3输出，实现前进一档输出。
3、当第一离合器4接合、输入轴1通过驱动毂2并经第一离合器4传至公共太阳轮11-4上，在第二制动器19的作用下，第二排齿圈11-2不动，动力经公共太阳轮11-4、第二行星轮11-1、第二行星架11-3、第三排齿圈12-2，最后经第三行星架12-3上输出，实施前进二档输出。
4、当第一离合器4接合、输入轴1通过驱动毂2并经第一离合器4传至公共太阳轮11-4上并与第二行星轮11-1和第三行星轮12-1啮合，第一制动器9通过前制动件8与第一太阳轮10-4不动，动力经第一行星轮10-2、第一排齿圈10-3、第二行星架11-3传至第三排齿圈12-2，通过第三排齿圈12-2传递至第三行星架12-3上而输出动力，实现前进三档输出。
5、当第一离合器4接合，输入轴1通过驱动毂2并经第一离合器4传至公共太阳轮11-4上，公共太阳轮11-4经第二行星轮11-1和第三行星轮12-1分别与第二排齿圈11-2和第三排齿圈12-2啮合，而第二离合器6接合后将动力通过第二行星架11-3传至第三排齿圈12-2，动力通过第三排齿圈12-2传递至第三行星架12-3上而输出动力，实现前进四档输出。
6、当第二离合器6接合、输入轴1通过驱动毂2并经第二离合器6传至第二行星架11-3，而驱动第一排齿圈10-3、第一行星轮10-2以及第一太阳轮10-4转动，但在第一制动器9作用下，第一太阳轮10-4固定，第一排齿圈10-3与第二行星架11-3连接，动力通过第二行星架11-3及与其连接的第三排齿圈12-2而传递至第三行星架12-3上输出动力，实现前进五档输出。
7、当第二离合器6接合、输入轴1通过驱动毂2并经第二离合器6传至第二行星架11-3，第二行星架11-3与第三排齿圈12-2连接，在第二制动器19的作用下，第二排齿圈11-2固定不动，动力经第二行星轮11-1及第二行星架11-3传至第三排齿圈12-2，通过第三排齿圈12-2传递至第三行星架12-3上而输出动力，实现前进六档输出。
8、当第一离合器4接合，输入轴1通过驱动毂2并经第一离合器4传至公共太阳轮11-4上，动力经公共太阳轮11-4、第三行星轮12-1、第三排齿圈12-2以及后连接件21传至第四太阳轮14-4，在第四制动器13作用下，第四排齿圈14-1不动，第四行星轮14-2随第三排齿圈12-2一起转动，由于动力经第四太阳轮14-4及第四行星轮14-2再传递给第三行星架12-3，由于动力输出方向相反，实现了后退档位输出。
Claims (5)
1.一种行星齿轮变速机构，包括箱体(5)、安装在箱体(5)上的输入轴(1)、与输入轴(1)连接的离合器，以及安装在箱体(5)内的行星齿轮排和各制动器，液力变矩器安装在箱体(5)内，其特征在于：所述的输入轴(1)通过驱动毂(2)与第一离合器(4)和第二离合器(6)的公共离合器油缸(3)连接，第一离合器(4)的第一输出毂(7)与第一轴(17)连接，第一轴(17)的两侧分别通过轴承支承在输入轴(1)和作为动力输出的第三行星排(12)的第三行星架(12-3)上，第一轴(17)与第二行星排(11)和第三行星排(12)的公共太阳轮(11-4)连接；第二离合器(6)的第二输出毂与第二轴(18)连接，且第二轴(18)通过滚针轴承支承在第一轴(17)上并与第二行星排(11)的第二行星架(11-3)连接；第二行星架(11-3)分别与第一行星排(10)的第一排齿圈(10-3)及第三行星排(12)的第三排齿圈(12-2)连接，且第一排齿圈(10-3)通过第一行星轮(10-2)与第一太阳轮(10-4)啮合，前制动件(8)的两端分别与第一制动器(9)和第一太阳轮(10-4)连接，第三排齿圈(12-2)通过第三行星轮(12-1)与公共太阳轮(11-4)啮合，且第三排齿圈(12-2)与第三制动器(20)连接，第一行星架(10-1)与第二行星排(11)的第二排齿圈(11-2)连接，第二排齿圈(11-2)通过第二行星轮(11-1)与公共太阳轮(11-4)啮合，第二排齿圈(11-2)与第二制动器(19)连接，且第二行星排(11)与第三行星排(12)转速相同；第四行星排(14)的第四太阳轮(14-4)空套在第三行星架(12-3)的输出轴上，后连接件(21)的两端分别与第三排齿圈(12-2)和第四太阳轮(14-4)连接，第四太阳轮(14-4)通过第四行星轮(14-2)与第四排齿圈(14-1)啮合，第四排齿圈(14-1)与第四制动器(13)连接，第四行星架(14-3)连接在第三行星架(12-3)的输出轴上，输出盘(16)连接在第三行星架(12-3)的输出轴的端面，且第四行星架(14-3)和输出盘(16)通过轴承(15)安装在箱盖(22)的轴承孔内，箱盖(22)安装在箱体(5)上。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮变速机构，其特征在于：所述的第一行星轮(10-2)用4～6个均布布设在第一太阳轮(10-4)和第一排齿圈(10-3)之间，第二行星轮(11-1)和第三行星轮(12-1)用4～6个分别均布布设在公共太阳轮(11-4)与第二排齿圈(11-2)和第三排齿圈(12-2)之间，第四行星轮(14-2)用4～6个均布设在第四太阳轮(14-4)和第四排齿圈(14-1)之间，且各行星齿轮、各太阳轮和各排齿圈均为直齿且模数相同。
3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮变速机构，其特征在于：所述的第二行星轮(11-1)与第三行星轮(12-1)的结构相同，第二排齿圈(11-2)与第三排齿圈(12-2)的结构相同。
4.根据权利要求1或2所述的行星齿轮变速机构，其特征在于：所述的第二行星架(11-3)通过键与第一排齿圈(10-3)和第三排齿圈(12-2)连接。
5.根据权利要求1所述的行星齿轮变速机构，其特征在于：所述第二轴(18)通过键与第二离合器(6)的第二输出毂(23)和第二行星架(11-3)连接。
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