CN108223713A - 一种六速比变速机构 - Google Patents

Abstract

提供一种六速比变速机构，包括一个三速比行星齿轮变速机构、一个两速比变速机构、机架，三速比行星齿轮变速机构包含行星齿轮组、行星齿轮组输入构件、行星齿轮输出构件、第一选换挡装置、第二选换挡装置，太阳轮通过第一选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，齿圈通过第二选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，两速比变速机构包含第一变速齿轮传动副、第二变速齿轮传动副、第三选换挡装置，通过第三选换挡装置选择第一变速齿轮传动副或第二变速齿轮传动副传递运动和扭矩，三速比行星齿轮变速机构与两速比变速机构串联传递运动和扭矩。

Description

一种六速比变速机构

技术领域

本发明涉及汽车变速器技术领域，特别涉及一种六速比变速机构。

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，如行驶工况复杂的汽车，为满足起步、加速、爬坡、高速行驶等多种行驶工况需要驱动轮有宽泛的转速和扭矩范围，而汽车发动机通常只能在较狭窄的转速区间提供有限范围的扭矩输出，采用具有多个传动比的变速器扩展输出转速和扭矩范围可以满足汽车复杂多变的行驶工况对转速和扭矩差异巨大的动力需求。

汽车变速器作为重要的汽车部件，需要具有结构紧凑、传动效率高、运行可靠寿命长等特点，已有多种为以汽油机或柴油机为发动机的汽车开发的汽车变速器，有的采用多组行星齿轮排和液力变矩器实现多个传动比、有的采用多种不同齿数比的齿轮副实现多个传动比、有的采用改输入轴带轮和输出轴带轮工作半径获得可在某个传动比区间变化的传动比等，这些变速器对改善汽车动力性能和提高燃油经济性贡献卓越，但这些变速器为满足越来越高的用户需求，结构越来越复杂，制造难度大、成本高昂。

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汽车，目前不少电动汽车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汽车动力性能，还能提高电动机动力输出效率从而延长电动汽车续航里程。

蓬勃发展的电动汽车市场及混合动力汽车市场需要能与电动机动力输出特性相适应，且结构紧凑、传动效率高的汽车变速器。

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、寿命长，采用行星齿轮组传动且具有六个速比的六速比变速机构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种六速比变速机构，其中，所述六速比变速机构包括一个三速比行星齿轮变速机构、一个两速比变速机构、机架，三速比行星齿轮变速机构包含行星齿轮组、行星齿轮组输入构件、行星齿轮输出构件、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，太阳轮通过第一选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，齿圈通过第二选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，行星架与行星齿轮输出构件连接或合并为同一构件，两速比变速机构包含第一变速齿轮传动副、第二变速齿轮传动副、第三选换挡装置，通过第三选换挡装置选择第一变速齿轮传动副或第二变速齿轮传动副传递运动和扭矩，三速比行星齿轮变速机构与两速比变速机构串联传递运动和扭矩。

在一些实施方式中，所述六速比变速机构还包括输入轴、输出轴，输入轴与三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮组输入构件通过齿轮传动副传递运动和扭矩，两速比变速机构的第一变速齿轮传动副的输入齿轮和第二变速齿轮传动副的输入齿轮布置在三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮输出构件上，两速比变速机构的第一变速齿轮传动副的输出齿轮和第二变速齿轮传动副的输出齿轮布置在输出轴上。

在一些实施方式中，第一选换挡装置包含与行星齿轮组输入构件连接的第一选换挡主动件、与太阳轮连接的第一选换挡从动件、与机架连接的第一选换挡止锁件，第一选换挡从动件可与第一选换挡主动件或第一选换挡止锁件联结，第二选换挡装置包含与行星齿轮组输入构件连接的第二选换挡主动件、与齿圈连接的第二选换挡从动件、与机架连接的第二选换挡止锁件，第二选换挡从动件可与第二选换挡主动件或第二选换挡止锁件联结，第三选换挡装置包含与输出轴（或行星齿轮输出构件）连接的第三选换挡连轴件、与第一变速齿轮传动副输入齿轮或输出齿轮连接的第一变速齿轮副选换挡件、与第二变速齿轮传动副输入齿轮或输出齿轮连接的第二变速齿轮副选换挡件，第三选换挡装置的连轴件可与第一变速齿轮副选换挡件或第二变速齿轮副选换挡件联结。

在一些实施方式中，第一选换挡从动件可既不与第一选换挡主动件联结也不与第一选换挡止锁件联结，第二选换挡从动件可既不与第二选换挡主动件联结也不与第二选换挡止锁件联结，第三选换挡装置的连轴件可既不与第一变速齿轮副选换挡件联结也不与第二变速齿轮副选换挡件联结。

在一些实施方式中，部分或全部齿轮副可换成链传动副或带传动副。

在一些实施方式中，前述六速比变速机构用作具有六个变速比的六速变速器。

在一些实施方式中，前述六速比变速机构与其他变速机构组合成具有更多变速比的多速比变速器。

本发明所述行星齿轮组输入构件一般是指运动和扭矩输入的构件，但在某些用途或工况，行星齿轮组输入构件也可用作运动和扭矩的行星齿轮输出构件。

本发明所述行星齿轮输出构件一般是指运动和扭矩输出的构件，但在某些用途或工况，行星齿轮输出构件也可用作运动和扭矩的行星齿轮组输入构件。

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。

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六速比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；

具有六种不同的速比，不仅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，还能改善动力性能、提高发动机的输出效率；

还因结构紧凑、重量轻的特点，使得根据本发明的六速比变速机构不仅可用于六速比变速机构，还可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六速比变速机构。

附图标记说明

01、根据本发明优选实施例的六速比变速机构；

10、机架；

11、输入轴；

12、行星齿轮组输入构件；

13、行星齿轮输出构件；

14、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、第一选换挡主动件；

32、第一选换挡从动件；

33、第一选换挡止锁件；

40、第二选换挡装置；

41、第二选换挡主动件；

42、第二选换挡从动件；

43、第二选换挡止锁件；

50、第三选换挡装置；

51、第一变速齿轮（或链轮、或带轮）副选换挡件；

52、第二变速齿轮（或链轮、或带轮）副选换挡件；

53、第三选换挡装置连轴件；

60、输入轴与行星齿轮组输入构件齿轮（或链轮、或带轮）传动副；

61、输入轴齿轮（或链轮、或带轮）；

62、行星齿轮组输入构件齿轮（或链轮、或带轮）；

70、第一变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副；

71、第一变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副输入齿轮（或链轮、或带轮）；

72、第一变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副输出齿轮（或链轮、或带轮）；

80、第二变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副；

81、第二变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副输入齿轮（或链轮、或带轮）；

82、第二变速齿轮（或链轮、或带轮）传动副输出齿轮（或链轮、或带轮）；

100、三速比行星齿轮变速机构；

200、两速比变速机构。

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六速比变速机构01，包括一个三速比行星齿轮变速机构100、一个两速比变速机构200、机架10，三速比行星齿轮变速机构100包含行星齿轮组20、行星齿轮组输入构件12、行星齿轮输出构件13、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通过第一选换挡装置30选择与行星齿轮组输入构件12或机架10联结传递运动和扭矩，齿圈22通过第二选换挡装置40选择与行星齿轮组输入构件12或机架10联结传递运动和扭矩，行星架23与行星齿轮输出构件13连接或合并为同一构件，两速比变速机构200包含第一变速齿轮传动副70、第二变速齿轮传动副80、第三选换挡装置50，通过第三选换挡装置50选择第一变速齿轮传动副70或第二变速齿轮传动副80传递运动和扭矩，三速比行星齿轮变速机构100与两速比变速机构200串联传递运动和扭矩。

其中，所述六速比变速机构01还包括输入轴11、输出轴14，输入轴11与三速比行星齿轮变速机构100的行星齿轮组输入构件12通过齿轮传动副60传递运动和扭矩，两速比变速机构200的第一变速齿轮传动副70的输入齿轮71和第二变速齿轮传动副80的输入齿轮81布置在三速比行星齿轮变速机构100的行星齿轮输出构件13上，两速比变速机构200的第一变速齿轮传动副70的输出齿轮72和第二变速齿轮传动副80的输出齿轮82布置在输出轴14上。

另外，第一选换挡装置30包含与行星齿轮组输入构件12连接的第一选换挡主动件31、与太阳轮21连接的第一选换挡从动件32、与机架10连接的第一选换挡止锁件33，第一选换挡从动件32可与第一选换挡主动件31或第一选换挡止锁件33联结，第二选换挡装置40包含与行星齿轮组输入构件12连接的第二选换挡主动件41、与齿圈22连接的第二选换挡从动件42、与机架10连接的第二选换挡止锁件43，第二选换挡从动件42可与第二选换挡主动件41或第二选换挡止锁件43联结，第三选换挡装置50包含与输出轴14（或行星齿轮输出构件13）连接的第三选换挡连轴件53、与第一变速齿轮传动副输入齿轮71或输出齿轮72连接的第一变速齿轮副选换挡件51、与第二变速齿轮传动副输入齿轮81或输出齿轮82连接的第二变速齿轮副选换挡件52，第三选换挡装置的连轴件53可与第一变速齿轮副选换挡件51或第二变速齿轮副选换挡件52联结。

此外，第一选换挡从动件32可既不与第一选换挡主动件31联结也不与第一选换挡止锁件33联结，第二选换挡从动件42可既不与第二选换挡主动件41联结也不与第二选换挡止锁件43联结，第三选换挡装置的连轴件53可既不与第一变速齿轮副选换挡件51联结也不与第二变速齿轮副选换挡件52联结。

为更好地理解根据本发明优选实施例的六速比变速机构01，下面对该实施例中六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100第一个速比的运动和扭矩传递：

使第一选换挡从动件32与第一选换挡主动件31联结，使第二选换挡从动件42与第二选换挡止锁件43联结。

运动和扭矩由经输入轴11输入，经输入轴与行星齿轮组输入构件齿轮传动副60的输入轴齿轮61、行星齿轮组输入构件齿轮62传递至行星齿轮组输入构件12，再经第一选换挡主动件31、第一选换挡从动件32传递至太阳轮21，与第二选换挡从动件42连接的齿圈22被与机架10连接第二选换挡止锁件43锁住，运动和扭矩由太阳轮21输入行星齿轮组20减速后由行星架23输出至行星齿轮输出构件13。

三速比行星齿轮变速机构100第二个速比的运动和扭矩传递：

使第一选换挡从动件32与第一选换挡止锁件33联结，使第二选换挡从动件42与第二选换挡主动件41联结。

运动和扭矩由经输入轴11输入，经输入轴与行星齿轮组输入构件齿轮传动副60的输入轴齿轮61、行星齿轮组输入构件齿轮62传递至行星齿轮组输入构件12，再经第二选换挡主动件41、第二选换挡从动件42传递至齿圈22，与第一选换挡从动件32联结的太阳轮21被与机架10连接第一选换挡止锁件33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输出至行星齿轮输出构件13。

三速比行星齿轮变速机构100第三个速比的运动和扭矩传递：

使第一选换挡从动件32与第一选换挡主动件31联结，使第二选换挡从动件42与第二选换挡主动件41联结。

运动和扭矩由经输入轴11输入，经输入轴与行星齿轮组输入构件齿轮传动副60的输入轴齿轮61、行星齿轮组输入构件齿轮62传递至行星齿轮组输入构件12，运动和扭矩分别：经第一选换挡主动件31、第一选换挡从动件32传递至太阳轮21；经第二选换挡主动件41、第二选换挡从动件42传递至齿圈22，运动和扭矩由太阳轮21、齿圈22输入行星齿轮组20后由行星架23输出至行星齿轮输出构件13。

两速比变速机构200第一个速比的运动和扭矩传递：

使第三选换挡装置的连轴件53与第一变速齿轮副选换挡件51联结。

运动和扭矩由行星齿轮输出构件13输入，经第三选换挡装置的连轴件53、第一变速齿轮副选换挡件51传递至第一变速齿轮传动副70的输入齿轮71，再经输出齿轮72传递至输出轴14。

两速比变速机构200第二个速比的运动和扭矩传递：

使第三选换挡装置的连轴件53与第二变速齿轮副选换挡件52联结。

运动和扭矩由行星齿轮输出构件13输入，经第三选换挡装置的连轴件53、第二变速齿轮副选换挡件52传递至第二变速齿轮传动副80的输入齿轮81，再经输出齿轮82传递至输出轴14。

不难理解，因三速比行星齿轮变速机构100和两速比变速机构200前后串联传递运动和扭矩，因此两速比变速机构200的两个速比和三速比行星齿轮变速机构100的三个速比可组合出二乘三个变速比，共可获得六个变速比。

此外，六速比变速机构01还可在以下几种情况下获得空挡状态：

当第一选换挡从动件32既不与第一选换挡主动件31联结也不与第一选换挡止锁件32联结时：行星齿轮组20的太阳轮21处于自由状态，行星齿轮组输入构件12与行星齿轮输出构件13之间无法传递扭矩，此时三速比行星齿轮变速机构100处于空挡状态。

当第二选换挡从动件42既不与第二选换挡主动件41联结也不与第二选换挡止锁件43联结时：行星齿轮组20的齿圈22处于自由状态，行星齿轮组输入构件12与行星齿轮输出构件13之间无法传递扭矩，此时三速比行星齿轮变速机构100处于空挡状态。

当第三选换挡装置的连轴件53既不与第一变速齿轮传动副选换挡件51联结也不与第二变速齿轮传动副选换挡件52联结时：输入轴11与行星齿轮组输入构件12之间无法传递扭矩，此时两速比变速机构200处于空挡状态。

不难理解，当出现以上几种情况中任意一种或几种时，六速比变速机构01均不能传递运动和扭矩，六速比变速机构01可获得空挡。

也不难理解，在根据本发明优选实施例的六速比变速机构01中，输入轴与行星齿轮组输入构件齿轮传动副60、第一变速齿轮传动副70和第二变速齿轮传动副80均可采用链传动或带传动替换。

综上所述，不难理解根据本发明的六速比变速机构不仅可以获得六个传动比，也不难理解根据本发明的六速比变速机构即可用作具有六个速比的六速变速器，也可与其他变速机构组合成具有更多变速比的多速比变速器。

此外，也不难理解根据本发明的六速比变速机构因采用行星齿轮传动、采用同步器（或离合器）作为选换挡装置的根据本发明的六速比变速机构是一种具有结构紧凑、重量轻、承载能力强、传动效率高、运行可靠、寿命长等优点的变速机构。

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 (7)

1.一种六速比变速机构，其特征在于，所述六速比变速机构包括一个三速比行星齿轮变速机构、一个两速比变速机构、机架，三速比行星齿轮变速机构包含行星齿轮组、行星齿轮组输入构件、行星齿轮组输出构件、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，太阳轮通过第一选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，齿圈通过第二选换挡装置选择与行星齿轮组输入构件或机架联结传递运动和扭矩，行星架与行星齿轮组输出构件连接或合并为同一构件，两速比变速机构包含第一变速齿轮传动副、第二变速齿轮传动副、第三选换挡装置，通过第三选换挡装置选择第一变速齿轮传动副或第二变速齿轮传动副传递运动和扭矩，三速比行星齿轮变速机构与两速比变速机构串联传递运动和扭矩。

2.根据权利要求1所述的六速比变速机构，其特征在于，所述六速比变速机构还包括输入轴、输出轴，输入轴与三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮组输入构件通过齿轮传动副传递运动和扭矩，两速比变速机构的第一变速齿轮传动副的输入齿轮和第二变速齿轮传动副的输入齿轮布置在三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮组输出构件上，两速比变速机构的第一变速齿轮传动副的输出齿轮和第二变速齿轮传动副的输出齿轮布置在输出轴上。

3.根据权利要求1至2中任一所述的六速比变速机构，其特征在于，第一选换挡装置包含与行星齿轮组输入构件连接的第一选换挡主动件、与太阳轮连接的第一选换挡从动件、与机架连接的第一选换挡止锁件，第一选换挡从动件可与第一选换挡主动件或第一选换挡止锁件联结，第二选换挡装置包含与行星齿轮组输入构件连接的第二选换挡主动件、与齿圈连接的第二选换挡从动件、与机架连接的第二选换挡止锁件，第二选换挡从动件可与第二选换挡主动件或第二选换挡止锁件联结，第三选换挡装置包含与输出轴（或行星齿轮组输出构件）连接的第三选换挡连轴件、与第一变速齿轮传动副输入齿轮或输出齿轮连接的第一变速齿轮副选换挡件、与第二变速齿轮传动副输入齿轮或输出齿轮连接的第二变速齿轮副选换挡件，第三选换挡装置的连轴件可与第一变速齿轮副选换挡件或第二变速齿轮副选换挡件联结。

4.根据权利要求1至3中任一所述的六速比变速机构，其特征在于，第一选换挡从动件可既不与第一选换挡主动件联结也不与第一选换挡止锁件联结，第二选换挡从动件可既不与第二选换挡主动件联结也不与第二选换挡止锁件联结，第三选换挡装置的连轴件可既不与第一变速齿轮副选换挡件联结也不与第二变速齿轮副选换挡件联结。

5.根据权利要求1至4中任一所述的六速比变速机构，其特征在于，部分或全部齿轮副可换成链传动副或带传动副。

6.根据权利要求1至5中任一所述的六速比变速机构，其特征在于，所述六速比变速机构用作具有六个变速比的六速变速器。

7.根据权利要求1至6中任一所述的六速比变速机构，其特征在于，所述六速比变速机构与其他变速机构组合成具有更多变速比的多速比变速器。