CN108240423A - 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、输入构件、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、倒挡齿轮传动副、第三选换挡装置、第四选换挡装置，通过第三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，通过第四换挡装置选择倒挡齿轮传动副传递运动和扭矩或不传递运动和扭矩。

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传动副以实现多个传动比、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。

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，太阳轮可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，齿圈可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，行星架可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、倒挡齿轮传动副、第三选换挡装置、第四选换挡装置，通过第三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，通过第四换挡装置选择倒挡齿轮传动副传递运动和扭矩或不传递运动和扭矩，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，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、及倒挡齿轮传动副的输入齿轮布置在输入轴上，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、及倒挡齿轮传动副的输出齿轮布置在三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮组输入构件上。

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传递扭矩，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传递扭矩，第三选换挡装置包含与输入轴（或输出轴、或行星齿轮组输入构件、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的输入齿轮或输出齿轮连接的第一变速齿轮传动副选换挡件、与第二变速齿轮传动副的输入齿轮或输出齿轮连接的第二变速齿轮传动副选换挡件，第三选换挡装置的连轴件可与第一变速齿轮传动副选换挡件或第二变速齿轮传动副选换挡件联结传递扭矩，操纵第四选换挡装置可使倒挡齿轮副各齿轮两两啮合传递运动和扭矩、或使各齿轮至少断开一处啮合不传递运动和扭矩。

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传动副选换挡件联结也不与第二变速齿轮传动副选换挡件联结。

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，所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，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。

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组输出构件。

本发明所述行星齿轮组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，行星齿轮组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六速比变速机构可至少获得以下有益效果之一或全部：

具有结构紧凑、重量轻、传动效率高、运行可靠、寿命长等优点；

具有多种结构变体，可满足多种布置需求，可适应多种应用场合；

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、及具有多种结构变体能适应多种布置需求的特点，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之一的六速比变速机构

图2是根据本发明优选实施例之二的六速比变速机构

附图标记说明

001、根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构；

002、根据本发明优选实施例之二的六速比变速机构；

01、三速比行星齿轮变速机构；

02、两速比变速机构；

10、机架；

11、输入轴；

12、行星齿轮组输入构件；

13、行星齿轮组输出构件；

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、第一变速齿轮传动副选换挡件；

52、第二变速齿轮传动副选换挡件；

53、第三选换挡装置连轴件；

60、倒挡齿轮传动副；

61、倒挡齿轮传动副的输入齿轮；

62、倒挡齿轮传动副的输出齿轮；

63、倒挡齿轮传动副的反向齿轮；

65、第四选换挡装置；

70、第一变速齿轮传动副；

71、第一变速齿轮传动副的输入齿轮；

72、第一变速齿轮传动副的输出齿轮；

80、第二变速齿轮传动副；

81、第二变速齿轮传动副的输入齿轮；

82、第二变速齿轮传动副的输出齿轮；

91、行星齿轮组输出构件齿轮。

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之一的六速比变速机构001，包括：一个三速比行星齿轮变速机构01、一个两速比变速机构02、机架10，三速比行星齿轮变速机构01包含行星齿轮组20、行星齿轮组输入构件12、行星齿轮组输出构件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可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可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可与行星齿轮组输出构件13连接或合并为同一构件，两速比变速机构02包含第一变速齿轮传动副70、第二变速齿轮传动副80、倒挡齿轮传动副60、第三选换挡装置50、第四选换挡装置65，通过第三换挡装置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，通过第四换挡装置65选择倒挡齿轮传动副60传递运动和扭矩或不传递运动和扭矩，三速比行星齿轮变速机构01与两速比变速机构02串联传递运动和扭矩。

其中，所述六速比变速机构001还包括输入轴11，两速比变速机构02的第一变速齿轮传动副的输入齿轮71和第二变速齿轮传动副的输入齿轮81、及倒挡齿轮传动副的输入齿轮61布置在输入轴11上，两速比变速机构02的第一变速齿轮传动副的输出齿轮72和第二变速齿轮传动副的输出齿轮82、及倒挡齿轮传动副的输出齿轮62布置在三速比行星齿轮变速机构01的行星齿轮组输入构件12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联结传递扭矩，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联结传递扭矩，第三选换挡装置50包含与行星齿轮组输入构件12（或输入轴11）连接的第三选换挡连轴件53、与第一变速齿轮传动副的输出齿轮72（或输入齿轮71）连接的第一变速齿轮传动副选换挡件51、与第二变速齿轮传动副的输出齿轮82（或输入齿轮81）连接的第二变速齿轮传动副选换挡件52，第三选换挡装置的连轴件53可与第一变速齿轮传动副选换挡件51或第二变速齿轮传动副选换挡件52联结传递扭矩，可操纵第四选换挡装置65使倒挡齿轮传动副的反向齿轮63前后滑动从而使倒挡齿轮传动副的反向齿轮63与倒挡齿轮传动副的输入齿轮61啮合的同时与倒挡齿轮传动副的输出齿轮62啮合，或使倒挡齿轮传动副的反向齿轮63与倒挡齿轮传动副的输入齿轮61脱离啮合（或与倒挡齿轮传动副的输出齿轮62脱离啮合，或同时与输入齿轮61、输出齿轮62脱离啮合）不传递运动和扭矩。

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41可既不与第二选换挡主动件42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。

为更好地理解根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001，下面对该实施例中六个前进变速比和三个后退变速比的运动和扭矩的传递情况进行详细说明：

两速比变速机构02第一个前进变速比的运动和扭矩传递：

使第三选换挡装置的连轴件53与第一变速齿轮传动副选换挡件51联结，倒挡齿轮传动副的反向齿轮63至少与输入齿轮61和输出齿轮62中一个脱离啮合。

运动和扭矩由输入轴11输入，经第一变速齿轮传动副70的输入齿轮71传递至输出齿轮72，再经第一变速齿轮传动副选换挡件51传递至第三选换挡装置的连轴件53，运动和扭矩传递至三速比行星齿轮变速机构01的行星齿轮组输入构件12。

两速比变速机构02第二个前进变速比的运动和扭矩传递：

使第三选换挡装置的连轴件53与第二变速齿轮传动副选换挡件52联结，倒挡齿轮传动副的反向齿轮63至少与输入齿轮61和输出齿轮62中一个脱离啮合。

运动和扭矩由输入轴11输入，经第二变速齿轮传动副80的输入齿轮81传递至输出齿轮82，再经第二变速齿轮传动副选换挡件52传递至第三选换挡装置的连轴件53，运动和扭矩传递至三速比行星齿轮变速机构01的行星齿轮组输入构件12。

两速比变速机构02后退变速比的运动和扭矩传递：

使倒挡齿轮传动副的反向齿轮63同时与倒挡齿轮传动副的输入齿轮61、输出齿轮62啮合，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。

运动和扭矩由输入轴11输入，经倒挡齿轮传动副60的输入齿轮61、反向齿轮63、输出齿轮62传递至三速比行星齿轮变速机构01的行星齿轮组输入构件12。

三速比行星齿轮变速机构01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。

运动和扭矩由行星齿轮组输入构件12输入，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输出至行星齿轮组输出构件13。

三速比行星齿轮变速机构01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。

运动和扭矩由行星齿轮组输入构件12输入，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输出至行星齿轮组输出构件13。

三速比行星齿轮变速机构01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。

运动和扭矩由行星齿轮组输入构件12输入，运动和扭矩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输出至行星齿轮组输出构件13。

不难理解，因两速比变速机构02和三速比行星齿轮变速机构01前后串联传递运动和扭矩，因此两速比变速机构02的两个前进速比、一个后退变速比和三速比行星齿轮变速机构01的三个速比可组合出二乘三个前进变速比和一乘三个后退变速比，的六速比变速机构001共可获得六个前进变速比、三个后退变速比。

应该注意到三速比行星齿轮变速机构01在以下情况时不能传递运动和扭矩：

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33联结时：太阳轮21处于自由状态，输入构件12与输出构件13之间无法传递扭矩。

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：齿圈22处于自由状态，输入构件12与输出构件13之间无法传递扭矩。

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01不能传递运动和扭矩，即是三速比行星齿轮变速机构01处于空挡状态。

也应该注意到两速比变速机构02在以下情况时不能传递运动和扭矩：

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，且倒挡齿轮传动副的反向齿轮63至少与输入齿轮61和输出齿轮62中一个脱离啮合时：输入轴11与输入构件12之间无法传递扭矩，此时两速比变速机构02处于空挡状态。

当三速比行星齿轮变速机构01和两速比变速机构02任一处于空挡状态时，输入轴11与输出构件13之间不能传递扭矩和运动，根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001获得空挡状态。

还应该注意到，三速比行星齿轮变速机构01还可在以下情况时输出构件13被锁住，不能转动：当第一选换挡从动件32与第一选换挡止锁件33联结，且第二选换挡从动件42与第二选换挡止锁件43联结时：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，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，行星架23不能转动，又因输出构件13与行星架连接或合并为同一构件，故有与输出构件13被锁住不能转动，根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001获得泊车挡。

不难理解，在根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001中，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。

如图2所示，根据本发明优选实施例之二的六速比变速机构002，六速比变速机构002是根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001的另一种布置形式，另外六速比变速机构002还可通过行星齿轮组输出构件齿轮91传递运动和扭矩。参考根据本发明优选实施例之一的六速比变速机构001不难理解根据本发明优选实施例之二的六速比变速机构002，故不再赘述。

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前进变速比，还可获得三个后退变速比，且还具有多种结构和布置形式，能满足多种应用需求；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（或离合器等）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，太阳轮可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，齿圈可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，行星架可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、倒挡齿轮传动副、第三选换挡装置、第四选换挡装置，通过选第三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，通过选第四换挡装置选择倒挡齿轮传动副传递运动和扭矩或不传递运动和扭矩，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，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、及倒挡齿轮传动副的输入齿轮布置在输入轴上，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、及倒挡齿轮传动副的输出齿轮布置在三速比行星齿轮变速机构的行星齿轮组输入构件上。

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传递扭矩，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传递扭矩，第三选换挡装置包含与输入轴（或输出轴、或行星齿轮组输入构件、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传动副选换挡件、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传动副选换挡件，第三选换挡装置的连轴件可与第一变速齿轮传动副选换挡件或第二变速齿轮传动副选换挡件联结传递扭矩，操纵第四选换挡装置可使倒挡齿轮副各齿轮两两啮合传递运动和扭矩、或使各齿轮至少断开一处啮合不传递运动和扭矩。

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传动副选换挡件联结也不与第二变速齿轮传动副选换挡件联结。

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。