CN104482139A - 行星传动两档自动变速器 - Google Patents

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Abstract

一种行星传动两档自动变速器，包括太阳轮、双联行星轮、行星架、齿圈、带式制动环、锁止环，所述行星架上设有环形凸台，在所述齿圈外表面与所述环形凸台内表面之间设有锁止环，且所述锁止环的内表面与齿圈外表面固定连接，所述锁止环外表面的一部分与所述环形凸台内表面接触，另一部分套装有所述带式制动环，带式制动环的一端与传动箱壳体固连，另一端与换挡执行器相连。本发明采用锁止环、制动环实现齿圈与行星架的接合与分离，达到换挡的效果，响应速度快，运动平稳、无冲击，可以省略离合器、同步器及换挡机构，零件数量少，结构简单；可通过改变行星系的齿数比，扩大传动比的变化范围。适于工业化应用。

Description

行星传动两档自动变速器
技术领域
本发明公开了一种行星传动两档自动变速器；属于变速传动装置技术领域，尤其是新能源车的换挡控制技术领域。
背景技术
在传统汽车上，为适应发动机的工作特性，满足汽车的使用要求，采用了多档变速器。对于电动汽车，变速器是影响电动车性能的重要总成之一，使用与燃油车同样的多档变速器不必要，但若取消变速传动装置，则难以兼顾汽车爬坡和高速行驶等要求，因此有必要针对电动机的工作特性重新设计电动车变速传动装置。现有的电动车变速器主要有单级减速器、两档手动变速器(MT)、两档自动变速器(AT)和两档机械式自动变速器(AMT)。
单级减速器的速比为定值，致使电动车的最大爬坡度、最高车速及电机工作效率匹配很难同时满足；两档手动变速器输入端需加人工操纵的离合器；类似于传统自动变速器的两档自动变速器需要油泵、离合器等零件，既增大总成尺寸和重量，且加工工艺复杂、零部件数量多，又增加了成本；而两档机械式自动变速器在换挡过程中还存在动力中断，影响舒适性的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，性能可靠，成本低廉，传动效率高、运动平稳、抗冲击、节能安全且便于推广应用的行星传动两档自动变速器。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
本发明行星传动两档自动变速器，包括太阳轮、双联行星轮、行星架、齿圈、带式制动环、锁止环，所述行星架一端设有输出轴，另一端安装有所述双联行星轮，所述双联行星轮中的一个行星轮与太阳轮啮合，另一个行星轮与齿圈啮合，所述太阳轮上设有输入轴，所述行星架上设有环形凸台，在所述齿圈外表面与所述环形凸台内表面之间设有锁止环，且所述锁止环的内表面与齿圈外表面固定连接，所述锁止环外表面的一部分与所述环形凸台内表面接触，另一部分套装有所述带式制动环，带式制动环的一端为固定端，与传动箱壳体固连，另一端为活动端，与换挡执行器相连。
本发明行星传动两档自动变速器，所述锁止环外表面均布有相对于锁止环外表面向外翘出的弹性片；所述锁止环由弹簧钢制备，采用冲压工艺在锁止环外表面成型有相对于其外表面向外翘出的弹性片。
本发明行星传动两档自动变速器，所述锁止环上均匀设置有相对于其外表面向外翘出的楔形块；所述楔形块一端安装在所述锁止环上，相对于锁止环外表面向外翘出的一端为外端，所述楔形块外端与锁止环外表面之间设有弹簧实现弹性定位。
本发明行星传动两档自动变速器，所述楔形块的一端通过嵌装或铰接的方式安装在所述锁止环上。
本发明行星传动两档自动变速器，带式制动环为圆形的卡环，其活动端在换挡执行器作用下运动使带式制动环半径缩小，或在撤除换挡执行器作用后使带式制动环半径增大至松弛状态。
本发明行星传动两档自动变速器，所述带式制动环处于松弛状态时，所述锁止环上设置的弹性片或楔形块与行星架上设置的环形凸台内表面紧密接触。
本发明行星传动两档自动变速器，所述换挡执行器为液压缸、电机、电磁阀中的一种执行元件或是操作者的手。
本发明所述行星传动两档自动变速器的带式制动环一端固定在传动箱的壳体上，另一端为活动端，与换挡执行器相连，当换挡执行器动作时，活动端被拉动，使得带式制动环的直径缩小或增大。
本发明所述行星传动两档自动变速器通过带式制动环的压紧与松开，实现换挡。当制动环在外部执行器的作用下半径缩小，制动环内表面压紧锁止环外表面设置的弹性片或弹性楔形块，使锁止环的半径D减小，使得锁止环与行星架的内环分离，实现齿圈与行星架内环的分离，此时，锁止环和齿圈停止旋转，太阳轮通过双联行星轮直接驱动行星架转动，实现减速传动。当带式制动环松开直径变大时，带式制动环松开锁止环，在弹性力的作用下，锁止环的半径D增加，锁止环上设置的弹性片或弹性楔形块紧压在行星架上设置的环形凸台内表面，此时，锁止环、齿圈和行星架连为一体，太阳轮通过双联行星轮、齿圈驱动行星架同速转动，即直接传动，从而传动箱从一档换到二档。特别提出的是，锁止环上设置的弹性片或弹性楔形块压紧在行星架内环，二者所受摩擦力的方向将使彼此形成摩擦自锁，形成可靠的连接。
本发明所述行星传动两档自动变速器设有自动换挡的控制模块，控制模块检测车轮速度和电机速度，当车速达到某设定值，控制模块发出指令，执行器动作，收紧或放开制动环，减小或增大锁止环的半径，令锁止环与行星架实现分离或接触，从而使齿圈或者固定在变速箱壳体上，或者与行星架实现固连，实现换挡。
所述行星传动两档自动变速器可通过调节行星系中双联齿轮的齿数比，使变速器的传动比较单排单个行星齿轮的传动比的变化范围大很多。
与现有技术相比，本发明优点在于：
所述行星传动两档自动变速器由于采用锁止环、制动环实现齿圈与行星架的接合与分离，可以省略离合器、同步器及换挡机构，成为完全概念上的自动变速。
所述行星传动两档自动变速器只需要一套行星排，一个锁止环，一个制动环，零件数量少，结构简单，且体积小，质量轻。
所述行星传动两档自动变速器可在不改变太阳轮和齿圈的情况下，通过改变两行星轮的齿数比，来改变系统的传动比，扩大传动箱的应用范围。
所述行星传动两档自动变速器通过制动环的压紧与松开，达到换挡的效果，响应速度快；且通过制动环压紧或松开，控制锁止环与齿圈的锁止或解锁，运动平稳、无冲击。
附图说明：
以下附图仅对本发明做示意性解释和说明，为发明的一种实施例，并不限定本发明的范围。
附图1是本发明的行星传动两档自动变速器结构原理简图。
附图2是本发明的行星传动两档自动变速器装配立体结构示意图。
附图3是本发明中锁止环结构示意图。
附图4是本发明实施例1中锁止环结构示意图。
附图5是本发明实施例2中锁止环结构示意图。。
附图6是本发明中带式制动环结构示意图。
附图标号说明：
1：输入轴；21：太阳轮；22：行星架；23：齿圈；24：双联行星齿轮；
3：带式制动环；4：锁止环；41：锁止环弹簧片；42：楔形块；
43：弹簧；5：输出轴；
具体的实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
参见附图1、2、3、4、6，本发明一种行星传动两档自动变速器，包括太阳轮21、双联行星轮24、行星架22、齿圈23、带式制动环3、锁止环4，所述行星架22一端设有输出轴5，另一端安装有所述双联行星轮24，所述双联行星轮24中的一个行星轮与太阳轮21啮合，另一个行星轮与齿圈23啮合，所述太阳轮21上设有输入轴1，所述行星架22上设有环形凸台221，在所述齿圈23外表面与所述环形凸台221内表面之间设有锁止环4，且所述锁止环4的内表面与齿圈23外表面固定连接，所述锁止环4外表面的一部分与所述环形凸台221内表面接触，另一部分套装有所述带式制动环3，带式制动环3的一端为固定端，与传动箱壳体固连，另一端为活动端，与换挡执行器相连；
所述锁止环4外表面均布有相对于锁止环4外表面向外翘出的弹性片41；所述锁止环4由弹簧钢制备，弹性片41采用冲压工艺成型；
所述带式制动环3为圆形的卡环，其活动端在换挡执行器作用下运动，使制动环3半径缩小或撤除执行器作用后直径变大，实现抱紧锁止环4或松开锁止环4；所述锁止环4上设置的弹性片41在撤除执行器作用时，将带式制动环3压紧与行星架22上设置的环形凸台221内表面紧密接触；
实施例2
参见附图1、2、3、5、6，本发明一种行星传动两档自动变速器，本实施例2与实施例1的其他部分都相同，区别仅仅在于：
所述锁止环4上均匀铰接有相对于其外表面向外翘出楔形块42；所述楔形块42嵌装在锁止环4上，通过弹簧43可使楔形块42压在行星架22的环形凸台221内表面，类似于传统意义上的单向离合器。
所述带式制动环3为圆形的卡环，其活动端在换挡执行器作用下运动，使制动环3半径缩小或在撤除换挡执行器作用后使带式制动环半径增大至松弛状态，实现抱紧锁止环4或松开锁止环4。
本发明行星传动两档自动变速器，由输入轴1经太阳轮21输入，通过双联行星轮24后，经行星架22输出给输出轴5。通过制动环3压紧或松开锁止环4，来控制行星架22与齿圈23的分离或结合，形成两种不同工作状态，从而达到不同的档位。
本实施例2中，锁止环4的楔形块42本身通过弹簧43保持姿态和复位。当制动环3被执行器的拉紧，半径减小时，楔形块42外端与行星架22的环形凸台221内表面分离；当制动环3被执行器松开，半径增大时，楔形块42外端与行星架22的环形凸台221内表面紧密接触，且沿某一方向旋转时，楔形块42与行星架22的环形凸台221内表面的摩擦会形成摩擦自锁，形成可靠的连接。
本领域的人可以理解，执行器可以是液压缸、电机、电磁阀或人工直接操作等来执行。
本实施例充当“实例、例子和说明”，不应解释为最优或更具优点的技术方案。

Claims (9)

1.行星传动两档自动变速器，包括太阳轮、双联行星轮、行星架、齿圈、带式制动环、锁止环，所述行星架一端设有输出轴，另一端安装有所述双联行星轮，所述双联行星轮中的一个行星轮与太阳轮啮合，另一个行星轮与齿圈啮合，所述太阳轮上设有输入轴，其特征在于：所述行星架上设有环形凸台，在所述齿圈外表面与所述环形凸台内表面之间设有锁止环，且所述锁止环的内表面与齿圈外表面固定连接，所述锁止环外表面的一部分与所述环形凸台内表面接触，另一部分套装有所述带式制动环，带式制动环的一端为固定端，与传动箱壳体固连，另一端为活动端，与换挡执行器相连。
2.根据权利要求1所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述锁止环外表面均布有相对于锁止环外表面向外翘出的弹性片。
3.根据权利要求2所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述锁止环由弹簧钢制备，采用冲压工艺在锁止环外表面成型有相对于其外表面向外翘出的弹性片。
4.根据权利要求1所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述锁止环上均匀设置有相对于其外表面向外翘出的楔形块。
5.根据权利要求4所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述楔形块一端安装在所述锁止环上，相对于锁止环外表面向外翘出的一端为外端，所述楔形块外端与锁止环外表面之间设有弹簧实现弹性定位。
6.根据权利要求5所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述楔形块的一端通过嵌装或铰接的方式安装在所述锁止环上。
7.根据权利要求1-6任意所述的一种行星传动两档自动变速器，其特征在于：带式制动环为圆形的卡环，其活动端在换挡执行器作用下运动使带式制动环半径缩小，或在撤除换挡执行器作用后使带式制动环半径增大至松弛状态。
8.根据权利要求7所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述带式制动环处于松弛状态时，所述锁止环上设置的弹性片或楔形块与行星架上设置的环形凸台内表面紧密接触。
9.根据权利要求8所述的行星传动两档自动变速器，其特征在于：所述换挡执行器为液压缸、电机、电磁阀中的一种执行元件。
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