CN106763293A - 一种扭矩传递控制装置 - Google Patents

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杨珏
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Abstract

本发明提供一种扭矩传递控制装置，属于动力传动系统技术领域。该装置包括蜗杆轴、可选择性绕轴旋转的带有齿轮结构的螺旋曲面构件、两个螺旋曲面导轨、两个行星齿轮架构件、两套制动器、壳体。螺旋曲面构件两侧各有一个螺旋曲面导轨和行星轮架构件，螺旋曲面导轨和行星轮架构件上安装有一组制动器片。当在蜗杆轴驱动下绕轴线转动时，由于两侧的螺旋曲面导轨构件的约束，螺旋曲面构件的绕轴线旋转将产生沿轴向的旋进运动，进一步推动制动器片轴向运动，使一组制动器片被压紧，对应的行星轮架构件被制动；同时另一侧的制动器片脱开，另一侧的行星轮架构件可以转动。该装置结构紧凑，简化了扭矩传递控制过程中要考虑的同步器造成的冲击现象。

Description

一种扭矩传递控制装置
技术领域
本发明涉及动力传动系统技术领域，特别是指一种扭矩传递控制装置。
背景技术
自动变速器通常由输入输出构件，多个行星齿轮组以及选择性结合的扭矩传递控制装置(离合器和制动器)构成。扭矩传递控制装置实现将不同的行星齿轮组构件连接的一起或者将行星齿轮构件与固定件连接，实现不同的速比输出。
目前在传统的自动变速箱系统中，自动执行控制系统一般采用液压系统来实现。因此需要附加液压回路以及各种控制阀，另外液压控制系统存在一定比例的能量损失，液压系统在作动前需要经过油液填充阶段，而油液的填充过程所消耗的时间受到多种因素的影响，难以精确控制。
中国专利CN 101865218 B提出一种扭矩传递控制装置，利用蜗轮蜗杆及楔形机构通过电机控制实现扭矩传递控制，但该方法利用一个电机只能实现一个方向的扭矩传递控制。
美国专利US2007/0199793 A1公开了一种两套楔形块机构，需要用两个电机来控制两组离合器的扭矩传递控制装置，结构复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种扭矩传递控制装置，不使用液压控制元件，不使用同步器，采用一个控制电机，通过两个制动器控制扭矩的传递路径。
该装置包括蜗杆轴、螺旋曲面构件、螺旋曲面导轨一、螺旋曲面导轨二、两套制动器、壳体、行星轮架一和行星轮架二；
其中，壳体位于整个装置外部，螺旋曲面构件的齿轮结构与蜗杆轴的螺旋齿啮合，当蜗杆轴选择性沿两个方向旋转时，将带动螺旋曲面构件选择性地向绕其轴线旋转，螺旋曲面导轨一和螺旋曲面导轨二分别位于螺旋曲面构件两侧，螺旋曲面构件与螺旋曲面导轨一和螺旋曲面导轨二配合为螺旋副；
每一套制动器由两组制动器片组成，制动器片组一和制动器片组二组成第一套制动器，制动器片组三和制动器片组四组成第二套制动器，制动器片组二与螺旋曲面导轨一的内侧表面组合在一起，制动器片组三与螺旋曲面导轨二的内侧表面组合在一起，制动器片组一固定于行星轮架一上，制动器片组四固定于行星轮架二上。
螺旋曲面构件能够选择性绕轴线旋转，螺旋曲面构件为带齿轮结构。
螺旋曲面构件选择性绕轴线旋转时，与螺旋曲面构件配合的一侧的螺旋导轨对螺旋曲面构件施加反作用力，推动螺旋曲面构件沿轴向运动；当螺旋曲面构件反向旋转时，将受到另一侧螺旋导轨的反作用力，推动螺旋曲面构件沿轴向的另一个方向运动。
制动器片组与螺旋曲面导轨的组合方式约束了制动器片组的径向和周向自由度，没有约束制动器片组沿轴线的轴向自由度。
螺旋曲面构件在向某一个轴向旋进运动时，将推动旋进方向的制动器片组二或者制动器片组三做轴向运动，使制动器片与行星轮架上的制动器片压紧，行星轮架被制动。
该装置还包括电动机，电动机连接到蜗杆轴上，并可以向蜗杆轴选择性的施加扭矩。通过调整电动机的转速方向，改变螺旋曲面构件的轴向运动方向，控制制动器的脱开与结合，实现转矩传递路线的改变。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1)结构紧凑，采用螺旋曲面构件与两个螺旋导轨的组合，并与两个制动器一起协同工作，有效简化了扭矩传递控制装置系统的结构复杂性；2)取消了同步器，简化了扭矩传递控制过程中要考虑的同步器造成的冲击现象。
附图说明
图1为本发明的扭矩传递控制装置结构原理图；
图2为本发明的扭矩传递控制装置结构示意图。
其中：1-轴线；2-行星轮架一；3-制动器片组一；4-制动器片组二；5-壳体；6-螺旋曲面导轨一；7-螺旋曲面构件；8-蜗杆轴；9-螺旋曲面导轨二；10-制动器片组三；11-制动器片组四；12-行星轮架二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种扭矩传递控制装置。
如图1和图2所示，该装置中，壳体5位于整个装置外部，螺旋曲面构件7的齿轮结构与蜗杆轴8的螺旋齿啮合，螺旋曲面导轨一6和螺旋曲面导轨二9分别位于螺旋曲面构件7两侧，螺旋曲面构件7与螺旋曲面导轨一6和螺旋曲面导轨二9配合为螺旋副；
每一套制动器由两组制动器片组成，制动器片组一3和制动器片组二4组成第一套制动器，制动器片组三10和制动器片组四11组成第二套制动器，制动器片组二4与螺旋曲面导轨一6的内侧表面组合在一起，制动器片组三10与螺旋曲面导轨二9的内侧表面组合在一起，制动器片组一3固定于行星轮架一2上，制动器片组四11固定于行星轮架二12上。
螺旋曲面构件7能够选择性绕轴线1旋转，螺旋曲面构件7为带齿轮结构。
螺旋曲面构件7选择性绕轴线1旋转时，与螺旋曲面构件7配合的一侧的螺旋导轨对螺旋曲面构件7施加反作用力，推动螺旋曲面构件7沿轴向运动；当螺旋曲面构件7反向旋转时，将受到另一侧螺旋导轨的反作用力，推动螺旋曲面构件7沿轴向的另一个方向运动。
制动器片组与螺旋曲面导轨的组合方式约束了制动器片组的径向和周向自由度，没有约束制动器片组沿轴线1的轴向自由度。
螺旋曲面构件7在向某一个轴向旋进运动时，将推动旋进方向的制动器片组二4或者制动器片组三10做轴向运动，使制动器片与行星轮架上的制动器片压紧，行星轮架被制动。
该装置还包括电动机，电动机连接到蜗杆轴8上，并可以向蜗杆轴8选择性的施加扭矩。
在使用过程中，通过调整电动机的转速方向，改变螺旋曲面构件7的轴向运动方向，控制制动器的脱开与结合，实现转矩传递路线的改变。
行星轮架一2和行星轮架二10的制动或者旋转状态，将改变与本发明相连接的后续齿轮系统的扭矩传递方式。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种扭矩传递控制装置，其特征在于：包括蜗杆轴(8)、螺旋曲面构件(7)、螺旋曲面导轨一(6)、螺旋曲面导轨二(9)、两套制动器、壳体(5)、行星轮架一(2)和行星轮架二(12)；
其中，壳体(5)位于整个装置外部，螺旋曲面构件(7)的齿轮结构与蜗杆轴(8)的螺旋齿啮合，螺旋曲面导轨一(6)和螺旋曲面导轨二(9)分别位于螺旋曲面构件(7)两侧，螺旋曲面构件(7)与螺旋曲面导轨一(6)和螺旋曲面导轨二(9)配合为螺旋副；
每一套制动器由两组制动器片组成，制动器片组一(3)和制动器片组二(4)组成第一套制动器，制动器片组三(10)和制动器片组四(11)组成第二套制动器，制动器片组二(4)与螺旋曲面导轨一(6)的内侧表面组合在一起，制动器片组三(10)与螺旋曲面导轨二(9)的内侧表面组合在一起，制动器片组一(3)固定于行星轮架一(2)上，制动器片组四(11)固定于行星轮架二(12)上。
2.根据权利要求1所述的扭矩传递控制装置，其特征在于：所述螺旋曲面构件(7)能够选择性绕轴线(1)旋转，螺旋曲面构件(7)为带齿轮结构。
3.根据权利要求1所述的扭矩传递控制装置，其特征在于：所述螺旋曲面构件(7)选择性绕轴线(1)旋转时，与螺旋曲面构件(7)配合的一侧的螺旋导轨对螺旋曲面构件(7)施加反作用力，推动螺旋曲面构件(7)沿轴向运动；当螺旋曲面构件(7)反向旋转时，将受到另一侧螺旋导轨的反作用力，推动螺旋曲面构件(7)沿轴向的另一个方向运动。
4.根据权利要求1所述的扭矩传递控制装置，其特征在于：所述制动器片组与螺旋曲面导轨的组合方式约束了制动器片组的径向和周向自由度，没有约束制动器片组沿轴线(1)的轴向自由度。
5.根据权利要求1所述的扭矩传递控制装置，其特征在于：所述螺旋曲面构件(7)在向某一个轴向旋进运动时，将推动旋进方向的制动器片组二(4)或者制动器片组三(10)做轴向运动，使制动器片与行星轮架上的制动器片压紧，行星轮架被制动。
6.根据权利要求1所述的扭矩传递控制装置，其特征在于：该装置包括电动机，电动机连接到蜗杆轴(8)上，并可以向蜗杆轴(8)选择性的施加扭矩。
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