CN104728365B - 一种液力变速器传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液力变速器传动机构，主要由输入轴(1)，第一行星排(P1)，第二行星排(P2)，第三行星排(P3)，第四行星排(P4)，第一离合器(L1)，第二离合器(L2)，第一制动器(Z1)，第二制动器(Z2)，第三制动器(Z3)，第四制动器(Z4)，输出轴(11)构成。本发明的最大传动比为7.62，档位速比从低速档到高速档分布比较均匀,非常适合工作转速变化较大的工作机的使用要求。

Description

一种液力变速器传动机构
技术领域：
本发明涉及一种液力变速器传动机构，属于机械传动领域。
背景技术：
目前市场上常见的液力变速器行星齿轮传动机构的最大变速比一般都小于4-5。个别宽速比变速器虽然有一个最大变速比大于7的档位,但与其相邻档位的速比相差比较大，反映在输出转速上就是输出转速波动比较大，不能对低转速工况作更精细的调节，工作机在运行过程中容易产生换档冲击、工作不平稳等现象。如美国ALLISON公司生产的HT750DRD液力变速器的行星齿轮传动机构的五个档位的速比为：i1=7.97、i2=3.19、i3=2.07、i4=1.4、i5=1，其中一档速比与二档速比相差较大，不利于一些需要经常在高转速和低转速之间切换的工作机的作业。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：为克服现有的液力变速器行星齿轮传动机构超低档位数不足的缺陷，提供一种多档位、宽速比、速比设置相对均匀的行星齿轮传动机构。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种液力变速器传动机构，包括输入轴，第一行星排，第二行星排，第三行星排，第四行星排，第一离合器，第二离合器，第一制动器，第二制动器，第三制动器，第四制动器，输出轴，所述输入轴与第一离合器、第一齿圈壳连接，第一齿圈壳通过内啮合齿轮与第一齿圈连接成一体；第一太阳轮同时与第一离合器的摩擦片和第一制动器的摩擦片相啮合；第三太阳轮齿轮轴与第一行星架、第二离合器、第二太阳轮相连接；第二齿圈同时与第二离合器的摩擦片和第二制动器的摩擦片相啮合；第三齿圈与第二行星架、第四齿圈连接，同时第三齿圈还与第三制动器的摩擦片相啮合；输出轴与第三行星架、第四太阳轮连接；第四行星架与第五齿圈连接成一体，第五齿圈与第四制动器的摩擦片相啮合。
所述第一齿圈的齿数为一百零二个,第一太阳轮的齿数为四十个,第一行星轮的齿数为三十一个；第二齿圈的齿数为一百零二个,第二太阳轮的齿数为五十个,第二行星轮的齿数为二十六个；第三齿圈的齿数为六十个,第三太阳轮齿轮轴的齿数为二十个,第三行星轮的齿数为二十个；第四齿圈的齿数为一百零二个,第四太阳轮的齿数为五十个,第四行星轮的齿数为二十六个。
所述第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮和第四行星轮的个数均为四个。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的液力变速器传动机构，其具有传动比范围大，各档位速比设置比较均匀，结构合理等优点，非常适合从低转速到高转速变化较大的工作机使用。
附图说明：
图1为本发明的传动结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图中：1-输入轴，2-第一齿圈壳，3-第一行星架，4-第一太阳轮，5-第三太阳轮齿轮轴，6-第二行星架，7-第二太阳轮，8-第三行星架，9-第四行星架，10-第四太阳轮，11-输出轴，12-第一行星轮，13-第一齿圈，14-第二行星轮，15-第二齿圈，16-第三行星轮，17-第三齿圈，18-第四齿圈，19-第四行星轮，20-第五齿圈。
具体实施方式：
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
如图1、2所示，本发明提供的行星齿轮传动机构，包括输入轴1，第一行星排P1，第二行星排P2，第三行星排P3，第四行星排P4，第一离合器L1，第二离合器L2，第一制动器Z1，第二制动器Z2，第三制动器Z3，第四制动器Z4，输出轴11，所述输入轴1与第一离合器L1、第一齿圈壳2连接，第一齿圈壳2通过内啮合齿轮与第一齿圈13连接成一体；第一太阳轮4同时与第一离合器L1的摩擦片和第一制动器Z1的摩擦片相啮合；第三太阳轮齿轮轴5与第一行星架3、第二离合器L2、第二太阳轮7相连接；第二齿圈15同时与第二离合器L2的摩擦片和第二制动器Z2的摩擦片相啮合；第三齿圈17与第二行星架6、第四齿圈18连接，同时第三齿圈17还与第三制动器Z3的摩擦片相啮合；输出轴11与第三行星架8、第四太阳轮10连接；第四行星架9与第五齿圈20连接成一体，第五齿圈20与第四制动器Z4的摩擦片相啮合。
所述第一齿圈13的齿数为一百零二个,第一太阳轮4的齿数为四十个,第一行星轮12的齿数为三十一个；第二齿圈15的齿数为一百零二个,第二太阳轮7的齿数为五十个,第二行星轮14的齿数为二十六个；第三齿圈17的齿数为六十个,第三太阳轮齿轮轴5的齿数为二十个,第三行星轮16的齿数为二十个；第四齿圈18的齿数为一百零二个,第四太阳轮10的齿数为五十个,第四行星轮19的齿数为二十六个。
所述第一行星轮12、第二行星轮14、第三行星轮16和第四行星轮19的个数均为四个。
实施例：
一档，当第一制动器Z1和第四制动器Z4结合时，第一太阳轮4和第四行星架9制动，输入轴1通过第一齿圈壳2、第一齿圈13驱动第一行星架3以相同方向旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5也以相同的转速旋转，第三太阳轮齿轮轴5驱动第三行星架8、第四太阳轮10以相同方向旋转，与第三行星架8、第四太阳轮10相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i1=(1+α1)/α1*(1+α3+α3/α4)，第二行星排P2处于空转状态，不参与动力传递。其中α1为第一行星排P1的结构参数、α3为第三行星排P3的结构参数、α4为第4行星排P4的结构参数。
二档，当第一制动器Z1和第三制动器Z3结合时，第一太阳轮4和第三齿圈17制动，输入轴1通过第一齿圈壳2、第一齿圈13驱动第一行星架3以相同方向旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5也以相同的转速旋转，第三太阳轮齿轮轴5驱动第三行星架8以相同方向旋转，与第三行星架8相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i2=(1+α1)/α1*(1+α3)，第二行星排P2和第四行星排P4处于空转状态，不参与动力传递。
三档，当第一离合器L1和第三制动器Z3结合时，第三齿圈17制动，第一行星排P1整体跟输入轴1一起旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5也以相同的转速旋转，第三太阳轮齿轮轴5驱动第三行星架8以相同方向旋转，与第三行星架8相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i3=1+α3，第二行星排P2和第四行星排P4处于空转状态，不参与动力传递。
四档，当第一制动器Z1和第二制动器Z2结合时，第一太阳轮4和第二齿圈15制动，输入轴1通过第一齿圈壳2、第一齿圈13驱动第一行星架3以相同方向旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7也以相同的转速旋转，第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7驱动第三行星架8以相同方向旋转，与第三行星架8相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i4=(1+α1)/α1*(1+α2)*(1+α3)/(1+α2+α3)。第四行星排P4处于空转状态不参与动力传递。其中α2为第二行星排P2的结构参数。
五档，当第一离合器L1和第二制动器Z2结合时，第二齿圈15制动，第一行星排P1整体跟输入轴1一起旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7也以相同的转速旋转，第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7驱动第三行星架8以相同方向旋转，与第三行星架8相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i5=(1+α2)*(1+α3)/(1+α2+α3)，第四行星排P4处于空转状态，不参与动力传递。
六档，当第一制动器Z1和第二离合器L2结合时，第一太阳轮4制动，输入轴1通过第一齿圈壳2、第一齿圈13驱动第一行星架3以相同方向旋转，与第一行星架3相连接的第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7也以相同的转速旋转，第二行星排P2、第三行星排P3、第四行星排P4整体跟第三太阳轮齿轮轴5、第二太阳轮7一起旋转，与第三行星架8、第四太阳轮10相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i6=(1+α1)/α1。
七档，当第一离合器L1和第二离合器L2结合时，第一行星排P1、第二行星排P2、第三行星排P3、第四行星排P4整体跟输入轴1一起旋转，与第三行星架8、第四太阳轮10相连接的输出轴11也以相同的转速旋转。此时该行星齿轮传动机构速比为i7=1。
本发明的第一齿圈13的齿数为一百零二个,第一太阳轮4的齿数为四十个,第一行星轮12的齿数为三十一个；第二齿圈15的齿数为一百零二个,第二太阳轮7的齿数为五十个,第二行星轮14的齿数为二十六个；第三齿圈17的齿数为六十个,第三太阳轮齿轮轴5的齿数为二十个,第三行星轮16的齿数为二十个；第四齿圈18的齿数为一百零二个,第四太阳轮10的齿数为五十个,第四行星轮19的齿数为二十六个；第一行星轮12、第二行星轮14、第三行星轮16和第四行星轮19的个数均为四个。
通过控制第一离合器L1、第二离合器L2，第一制动器Z1、第二制动器Z2、第三制动器Z3、第四制动器Z4的结合或分离，可实现七个档位，其速比分别为：1、1.39、2.01、2.8、4、5.57、7.62。该组速比最大减速比达7.62，七个档位速比接近成等比级数,非常适合工作转速变化较大的工作机的使用要求。
本发明实现各档位时离合器、制动器的结合情况：
档位 L1 Z1 L2 Z2 Z3 Z4 传动比i
一档 + + 7.62
二档 + + 5.57
三档 + + 4.00
四档 + + 2.80
五档 + + 2.01
六档 + + 1.39
七档 + + 1.00
注：表中符号“+”表示离合器或制动器处于工作状态。

Claims (3)

1.一种液力变速器传动机构，包括输入轴(1)，第一行星排(P1)，第二行星排(P2)，第三行星排(P3)，第四行星排(P4)，第一离合器(L1)，第二离合器(L2)，第一制动器(Z1)，第二制动器(Z2)，第三制动器(Z3)，第四制动器(Z4)，输出轴(11)，其特征在于：所述输入轴(1)与第一离合器(L1)、第一齿圈壳(2)连接，第一齿圈壳(2)通过内啮合齿轮与第一齿圈(13)连接成一体；第一太阳轮(4)同时与第一离合器(L1)的摩擦片和第一制动器(Z1)的摩擦片相啮合；第三太阳轮齿轮轴(5)与第一行星架(3)、第二离合器(L2)、第二太阳轮(7)相连接；第二齿圈(15)同时与第二离合器(L2)的摩擦片和第二制动器(Z2)的摩擦片相啮合；第三齿圈(17)与第二行星架(6)、第四齿圈(18)连接，同时第三齿圈(17)还与第三制动器(Z3)的摩擦片相啮合；输出轴(11)与第三行星架(8)、第四太阳轮(10)连接；第四行星架(9)与第五齿圈(20)连接成一体，第五齿圈(20)与第四制动器(Z4)的摩擦片相啮合。
2.根据权利要求1所述的液力变速器传动机构，其特征在于：所述第一齿圈(13)的齿数为一百零二个，第一太阳轮(4)的齿数为四十个，第一行星轮(12)的齿数为三十一个；第二齿圈(15)的齿数为一百零二个，第二太阳轮(7)的齿数为五十个，第二行星轮(14)的齿数为二十六个；第三齿圈(17)的齿数为六十个，第三太阳轮齿轮轴(5)的齿数为二十个，第三行星轮(16)的齿数为二十个；第四齿圈(18)的齿数为一百零二个，第四太阳轮(10)的齿数为五十个，第四行星轮(19)的齿数为二十六个。
3.根据权利要求2所述的液力变速器传动机构，其特征在于：所述第一行星轮(12)、第二行星轮(14)、第三行星轮(16)和第四行星轮(19)的个数均为四个。
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