CN108223708A - 一种三速比行星齿轮变速机构 - Google Patents

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Abstract

提供一种结构紧凑、重量轻、传动效率高的三速比行星齿轮变速机构，包括机架、输入轴、输出轴、行星齿轮组、第一选换挡装置、第二选换挡装置，太阳轮与机架连接，输入轴通过第一选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩，输出轴通过第二选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩，共可获得三个变速比。

Description

一种三速比行星齿轮变速机构
技术领域
本发明涉及机动车辆变速器技术领域，特别涉及一种三速比行星齿轮变速机构。
背景技术
在某些应用场合，需要动力系统提供宽泛的转速和扭矩输出，如行驶工况复杂的机动车辆，为满足起步、加速、爬坡等多种行驶工况需要驱动轮有宽泛的转速和扭矩范围，而发动机通常能较经济地提供动力输出的转速区间相对狭窄，且扭矩范围有限，采用具有多个传动比的变速器可扩展输出转速和扭矩范围以满足机动车辆复杂多变的行驶工况对转速和扭矩差异巨大的需求。
电动机有更宽泛的转速和高效率区间，比汽油机或柴油机更适合用于动力需求复杂多变的机动车辆，目前不少电动机动车辆采用只有一个减速比的减速齿轮箱传动，但这仅能满足较低动力性能的驱动要求，还远不能满足对动力性能和行驶经济性更高的需求。采用具有多个速比的变速器不但能显著提升电动机动车辆动力性能，还能提高电动机动力输出效率从而延长电动机动车辆续航里程。
虽然已有多种适合汽油机或柴油机的机动车辆变速器，且这些变速器技术成熟可靠，但其具有体积大、重量大、结构复杂等问题，蓬勃发展的电动机动车辆市场需要能与电动机动力输出特性相适应，且结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠的多速比变速器。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠的三速比行星齿轮变速机构。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种三速比行星齿轮变速机构，包括机架、输入轴、输出轴，所述三速比行星齿轮变速机构还包括行星齿轮组、第一选换挡装置、第二选换挡装置，行星齿轮组包含一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架、若干行星轮，太阳轮与机架连接，输入轴通过第一选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩，输出轴通过第二选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩。
在一些实施方式中，第一选换挡装置包含与输入轴连接的第一选换挡连轴件、与齿圈连接的第一选换挡齿圈连接件、与行星架连接的第一选换挡行星架连接件，第一选换挡连轴件可分别与第一选换挡齿圈连接件或第一选换挡行星架连接件联结传递扭矩，第二选换挡装置包含与输出轴连接的第二选换挡连轴件、与齿圈连接的第二选换挡齿圈连接件、与行星架连接的第二选换挡行星架连接件，第二选换挡连轴件可分别与第二选换挡齿圈连接件或第二选换挡行星架连接件联结传递扭矩。
在一些实施方式中，第一选换挡连轴件还可既不与第一选换挡齿圈连接件联结也不与第一选换挡行星架连接件联结，第二选换挡连轴件还可既不与第二选换挡齿圈连接件联结也不与第二选换挡行星架连接件联结。
在一些实施方式中，所述三速比行星齿轮变速机构可用作具有三个变速比的三速变速器。
在一些实施方式中，所述三速比行星齿轮变速机构可与其他变速机构组合成具有更多速比的多速比变速器。
本发明所述机架是指变速器壳体或机构的支架、支座等构件。
本发明所述选换挡装置是指可使传动零部件根据传动联结关系需求两两联结的机构或装置，如同步器、离合器等。
有益效果
通过前述技术方案的描述，不难理解本发明提供的三速比行星齿轮变速机构可至少获得以下有益效果或全部：
具有结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠、寿命长等优点；
具有三种不同的速比，扩展了输出转速和扭矩范围从而能满足更宽泛的应用需求；
因结构紧凑、重量轻的特点，使得根据本发明的三速比行星齿轮变速机构不仅可用于三速比变速器，还较容易与其它机构组合从而拓展为具有更多变速比的变速器满足更多应用需求。
附图说明
本文所述的附图仅用于示意目的，应该理解的是，说明和具体示例仅意图用于示意目的，而不是意图限制本发明公开的范围。
在附图中，相同标号一致地表示相同的元件、构件或特征。
图1是根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构。
图2是根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构的第一个速比的运动和扭矩传递路线。
图3是根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构的第二个速比的第一种运动和扭矩传递路线。
图4是根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构的第二个速比的第二种运动和扭矩传递路线。
图5是根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构的第三个速比的运动和扭矩传递路线。
附图标记说明
001、根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构；
10、机架；
11、输入轴；
11、输出轴；
20、行星齿轮组；
21、太阳轮；
22、齿圈；
23、行星架；
24、行星轮；
30、第一选换挡装置；
31、第一选换挡连轴件；
32、第一选换挡齿圈连接件；
33、第一选换挡行星架连接件；
40、第二选换挡装置；
41、第二选换挡连轴件；
42、第二选换挡齿圈连接件；
43、第二选换挡行星架连接件。
具体实施方式
为使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及优选实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，以下描述的具体实施例仅用以示意、解释本发明，本质上仅仅是示范性的，而不是用于限制本发明的公开、应用或用途。
如图1所示，根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构001，包括：机架10、输入轴11、输出轴12，所述三速比行星齿轮变速机构001还包括行星齿轮组20、第一选换挡装置30、第二选换挡装置40，行星齿轮组20包含一个太阳轮21、一个齿圈22、一个行星架23、若干行星轮24，太阳轮21与机架10连接，输入轴11通过第一选换挡装置30选择与齿圈22或行星架23联结传递扭矩，输出轴12通过第二选换挡装置40选择与齿圈22或行星架23联结传递扭矩。
其中，第一选换挡装置30包含与输入轴11连接的第一选换挡连轴件31、与齿圈22连接的第一选换挡齿圈连接件32、与行星架23连接的第一选换挡行星架连接件33，第一选换挡连轴件31可分别与第一选换挡齿圈连接件32或第一选换挡行星架连接件33联结传递扭矩，第二选换挡装置40包含与输出轴12连接的第二选换挡连轴件41、与齿圈22连接的第二选换挡齿圈连接件42、与行星架23连接的第二选换挡行星架连接件43，第二选换挡连轴件41可分别与第二选换挡齿圈42连接件或第二选换挡行星架连接件43联结传递扭矩。
另外，第一选换挡连轴件31还可既不与第一选换挡齿圈连接件32联结也不与第一选换挡行星架连接件33联结，第二选换挡连轴件41还可既不与第二选换挡齿圈连接件42联结也不与第二选换挡行星架连接件43联结。
为更好地理解根据本发明优选实施例的三速比行星齿轮变速机构001，下面对该实施例中三个速比的运动和扭矩的传递情况进行详细说明：
三速比行星齿轮变速机构001的第一个速比的运动和扭矩传递：
使第一选换挡连轴件31与第一选换挡齿圈连接件32联结，使第二选换挡连轴件41与第二选换挡行星架连接件43联结。
运动和扭矩由输入轴11输入，经第一选换挡连轴件31、第一选换挡齿圈连接件32传递至齿圈22，与机架10连接的太阳轮21被机架10锁住，运动和扭矩由齿圈22输入行星齿轮组20减速后由行星架23输出，再经第二选换挡行星架连接件43、第二选换挡连轴件41传递至输出轴12。运动和扭矩的传递路径及反作用扭矩传递路径见图2。
三速比行星齿轮变速机构001的第二个速比的第一种运动和扭矩传递：
使第一选换挡连轴件31与第一选换挡行星架连接件33联结，使第二选换挡连轴件41与第二选换挡行星架连接件43联结。
运动和扭矩由输入轴11输入，经第一选换挡连轴件31、第一选换挡行星架连接件33传递至行星架23，与机架10连接的太阳轮21被机架10锁住、齿圈22为自由状态，运动和扭矩经行星架23传递至第二选换挡行星架连接件43，再经第二选换挡连轴件41传递至输出轴12。运动和扭矩的传递路径及反作用扭矩传递路径见图3。
三速比行星齿轮变速机构001的第二个速比的第二种运动和扭矩传递：
使第一选换挡连轴件31与第一选换挡齿圈连接件32联结，使第二选换挡连轴件41与第二选换挡齿圈连接件42联结。
运动和扭矩由输入轴11输入，经第一选换挡连轴件31、第一选换挡齿圈连接件32传递至齿圈22，与机架10连接的太阳轮21被机架10锁住、行星架23为自由状态，运动和扭矩经齿圈22传递至第二选换挡齿圈连接件42，再经第二选换挡连轴件41传递至输出轴12。运动和扭矩的传递路径及反作用扭矩传递路径见图4。
三速比行星齿轮变速机构001的第三个速比的运动和扭矩传递：
使第一选换挡连轴件31与第一选换挡行星架连接件33联结，使第二选换挡连轴件41与第二选换挡齿圈连接件42联结。
运动和扭矩由输入轴11输入，经第一选换挡连轴件31、第一选换挡行星架连接件33传递至行星架23，与机架10连接的太阳轮21被机架10锁住，运动和扭矩由行星架23输入行星齿轮组20增速后由齿圈22输出，再经第二选换挡齿圈连接件42、第二选换挡连轴件41传递至输出轴12。运动和扭矩的传递路径及反作用扭矩传递路径见图5。
应当注意到，三速比行星齿轮变速机构001还可在以下情况时不能传递运动和扭矩：
当第一选换挡连轴件31既不与第一选换挡齿圈连接件32联结也不与第一选换挡行星架连接件33联结时：输入轴11与输出轴12之间因传动路径中断无法传递运动和扭矩。
当第二选换挡连轴件41既不与第二选换挡齿圈连接件42联结也不与第二选换挡行星架连接件43联结时：输入轴11与输出轴12之间因传动路径中断无法传递运动和扭矩。
当满足以上两种状况中的任意一种或两种状况同时满足时，三速比行星齿轮变速机构001不能传递运动和扭矩，即是三速比行星齿轮变速机构001处于空挡状态。
据前述内容，不难理解，根据本发明的三速比行星齿轮变速机构可采用同步器、离合器等作为选换挡装置，且采用的行星齿轮组结构简单，是一种结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠、易于制造的变速机构，故本发明完成了提供一种结构紧凑、结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠的三速比行星齿轮变速机构的任务。
另外，也不难理解，根据本发明的三速比行星齿轮变速机构不仅可用作具有三个变速比的三速变速器，还因结构紧凑的特点，也具有与其它变速机构组合成具有更多变速比的多速比变速器的拓展能力。
该了解的是，本发明以上的描述仅仅是示范性的，并且未偏离本发明本质的变体也属于本发明的范围内，这种变体不应被视为脱离了本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种三速比行星齿轮变速机构，包括机架、输入轴、输出轴，其特征在于，所述三速比行星齿轮变速机构还包括行星齿轮组、第一选换挡装置、第二选换挡装置，行星齿轮组包含一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架、若干行星轮，太阳轮与机架连接，输入轴通过第一选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩，输出轴通过第二选换挡装置选择与齿圈或行星架联结传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的三速比行星齿轮变速机构，其特征在于，第一选换挡装置包含与输入轴连接的第一选换挡连轴件、与齿圈连接的第一选换挡齿圈连接件、与行星架连接的第一选换挡行星架连接件，第一选换挡连轴件可分别与第一选换挡齿圈连接件或第一选换挡行星架连接件联结传递扭矩，第二选换挡装置包含与输出轴连接的第二选换挡连轴件、与齿圈连接的第二选换挡齿圈连接件、与行星架连接的第二选换挡行星架连接件，第二选换挡连轴件可分别与第二选换挡齿圈连接件或第二选换挡行星架连接件联结传递扭矩。
3.根据权利要求1至2中任一所述的三速比行星齿轮变速机构，其特征在于，第一选换挡连轴件还可既不与第一选换挡齿圈连接件联结也不与第一选换挡行星架连接件联结，第二选换挡连轴件还可既不与第二选换挡齿圈连接件联结也不与第二选换挡行星架连接件联结。
4.根据权利要求1至3中任一所述的三速比行星齿轮变速机构，其特征在于，所述三速比行星齿轮变速机构可用作具有三个变速比的三速变速器。
5.根据权利要求1至4中任一所述的三速比行星齿轮变速机构，其特征在于，所述三速比行星齿轮变速机构可与其他变速机构组合成具有更多速比的多速比变速器。
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