CN109654180B

CN109654180B - 行星与定轴复合变速机构

Info

Publication number: CN109654180B
Application number: CN201910117774.5A
Authority: CN
Inventors: 汤久望
Original assignee: Individual
Current assignee: Tang Jiuwang
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: CN109654180A

Abstract

本申请揭示了一种行星与定轴复合变速机构，包括第一变速轴和第二变速轴；第一变速轴上设有固定连接的第一齿轮和通过离合器连接的第二齿轮，第二变速轴上对应设有通过惰轮与第一齿轮和第二齿轮啮合的第三齿轮和第四齿轮；第三齿轮和第四齿轮之间设有由三个行星排串联的行星传动机构，在行星传动机构外围同轴设有三个制动器；第三齿轮与第一行星排太阳轮连接，并通过离合器与第二行星排和第三行星排的太阳轮连接；第三行星排的齿圈与第四齿轮连接，其行星架与第二变速轴连接；通过控制所述两个离合器和三个制动器的不同结合和分离组合实现换挡变速。

Description

行星与定轴复合变速机构

技术领域

本发明属于履带底盘传动技术领域，涉及一种行星与定轴复合变速机构。

背景技术

变速机构是变速箱的基础机构，目前，绝大部分变速箱采用的主要有定轴式变速机构和行星式变速机构两类。

定轴式变速机构结构简单，便于灵活布置，且各齿轮及离合器均支撑在轴上，结构稳固，离合器液压油道设置方便；但是，定轴式变速机构为齿轮单点啮合，在载荷传递和运转平顺性方面，特别是高速重载应用场合不及行星式变速机构。

行星式变速机构具有传递扭矩大、运转平顺等优点，目前被越来越广泛的用于各类车辆和机械的变速装置上，如汽车、工程机械等。然而，行星式变速机构在一些特定的应用场合对比定轴式变速机构还存在一些不足，主要是轴向尺寸相对大，特别是当具有多个离合器都需要从中心轴上配置液压油道时，进油套将进一步增加轴向尺寸。

以履带式推土机为例，受车体宽度的限制，其行星变速箱只能沿车体纵向布置，并经一对锥齿轮进行动力换向后再分别驱动两侧终传动。这对设置在变速箱输出端的锥齿轮由于需要承受各个档位的扭矩和转速，传递扭矩大、相对转速高，传动效率和平顺性低。而若该行星变速箱能够与终传动同轴横向布置，锥齿轮传动由变速箱输出端变到输入端，则行星变速的优势可得到更好的发挥，有效提高传动效率和平顺性。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种行星与定轴复合变速机构，具有轴向尺寸小，布置灵活的特点。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种行星与定轴复合变速机构，包括第一变速轴和第二变速轴，第一变速轴上设有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮固定在第一变速轴上，第二齿轮通过轴承支撑在第一变速轴上，第二齿轮还通过同轴的第一离合器实现与第一变速轴的结合与分离；第二变速轴上设有第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮和第四齿轮均通过轴承支撑在第二变速轴上，第三齿轮和第四齿轮之间同轴设置有第一行星排、第二行星排和第三行星排以及对应的第一制动器、第二制动器和第三制动器。

可选的，第一行星排的第一太阳齿轮与第三齿轮固定连接，第二行星排的第二太阳齿轮与第三行星排的第三太阳齿轮固定连接并通过第二离合器实现与第三齿轮的结合和分离，第一行星排的第一行星架与第二行星排的第二齿圈固定连接，第三行星排的第三齿圈与第二行星排的第二行星架固定连接并与第四齿轮固定连接，第三行星排的第三行星架与第二变速轴固定连接。

可选的，第一制动器设置在第一行星排的外围并对第一行星排的第一齿圈实施制动和分离，第二制动器设置在第二行星排的外围并对第二行星排的第二齿圈实施制动和分离，第三制动器设置在第三行星排的外围并对第三行星排的第三齿圈实施制动和分离。

可选的，第一齿轮和第三齿轮之间设置有第一惰轮，第一惰轮分别与第一齿轮和第三齿轮啮合；

第二齿轮和第四齿轮之间设置有第二惰轮，第二惰轮分别与第二齿轮和第四齿轮啮合。

可选的，行星与定轴复合变速机构还包括第一锥齿轮，第一锥齿轮固定于第一变速轴上，用于动力输入以及输入传动转向。

可选的，行星与定轴复合变速机构还包括第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮传动连接，将输入的动力经第一锥齿轮传递至第一变速轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置第一变速轴和第二变速轴实现将传统行星式变速机构中的部分离合器以及动力输入和传动换向转移到平行轴上，可以减小行星变速机构的轴向尺寸，便于横向布置。

本发明通过设置第一齿轮和第三齿轮、第二齿轮和第四齿轮两组齿轮传动实现动力分两路传递给行星变速机构，减小了单对变速齿轮的工作时间，有利于提高整个变速机构的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例中提供的行星与定轴复合变速机构的轴向剖面示意图；

图2是本申请一个实施例中提供的行星与定轴复合变速机构的传动原理图。

其中，附图标记如下：

1、第一变速轴；2、第二变速轴；3、第一齿轮；4、第二齿轮；5、第一离合器；6、第三齿轮；7、第四齿轮；8、第一行星排；801、第一太阳齿轮；802、第一行星架；803、第一齿圈；9、第二行星排；901、第二太阳齿轮；902、第二行星架；903、第二齿圈；10、第三行星排；1001、第三太阳齿轮；1002、第三行星架；1003、第三齿圈；11、第一制动器；12、第二制动器；13、第三制动器；14、第二离合器；15、第一惰轮；16、第二惰轮；17、第一锥齿轮；18、第二锥齿轮。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例中提供的行星与定轴复合变速机构的轴向剖面示意图，图2是本申请一个实施例中提供的传动原理图，下面结合图1和图2对本申请提供的行星与定轴复合变速机构进行解释说明。

本申请提供的行星与定轴复合变速机构至少可以包括：第一变速轴1、第二变速轴2、第一齿轮3、第二齿轮4、第一离合器5、第三齿轮6和第四齿轮7。上述各部件的安装关系如下：

第一变速轴1上设有第一齿轮3和第二齿轮4，第一齿轮3固定在第一变速轴1上，第二齿轮4通过轴承支撑在第一变速轴1上，第二齿轮4还通过同轴的第一离合器5实现与第一变速轴1的结合与分离；第二变速轴2上设有第三齿轮6和第四齿轮7，第三齿轮6和第四齿轮7均通过轴承支撑在第二变速轴2上。

另外，第三齿轮6和第四齿轮7之间同轴设置有第一行星排8、第二行星排9和第三行星排10以及对应的第一制动器11、第二制动器12和第三制动器13。

在一种可能的实现方式中，第一行星排8的第一太阳齿轮801与第三齿轮6固定连接，第二行星排9的第二太阳齿轮901与第三行星排10的第三太阳齿轮1001固定连接并通过第二离合器14实现与第三齿轮6的结合和分离，第一行星排8的第一行星架802与第二行星排9的第二齿圈903固定连接，第三行星排10的第三齿圈1003与第二行星排9的第二行星架902固定连接并与第四齿轮7固定连接，第三行星排10的第三行星架1002与第二变速轴2固定连接。

为了实现对第一行星排8、第二行星排9和第三行星排10的制动，第一制动器11设置在第一行星排8的外围并对第一行星排8的第一齿圈803实施制动和分离，第二制动器12设置在第二行星排9的外围并对第二行星排9的第二齿圈903实施制动和分离，第三制动器13设置在第三行星排10的外围并对第三行星排10的第三齿圈1003实施制动和分离。

可选的，第一齿轮3和第三齿轮6之间可以设置有第一惰轮15，第一惰轮15分别与第一齿轮3和第三齿轮6啮合。

另外，第二齿轮4和第四齿轮7之间可以设置有第二惰轮16，第二惰轮16分别与第二齿轮4和第四齿轮7啮合。

为了实现外部动力的输入，本申请提供的行星与定轴复合变速机构还可以包括第一锥齿轮17，第一锥齿轮17固定于第一变速轴1上，用于动力输入以及输入传动转向。

可选的，本申请提供的行星与定轴复合变速机构还可以包括第二锥齿轮18，第二锥齿轮18与第一锥齿轮17传动连接，将输入的动力经第一锥齿轮17传递至第一变速轴1上。

本申请中的第一离合器5、第二离合器14、第一制动器11、第二制动器12、第三制动器13均为已经公开的广泛运用的已知技术，离合器是实现两个旋转部件结合和分离的装置，制动器是实现对一个旋转部件进行制动和分离的装置，离合器和制动器一般由离合器缸套、活塞、内齿套、内齿摩擦片、外齿摩擦片等组成。

本申请提供的行星与定轴复合变速机构的工作原理及使用流程如下：

本申请提供的行星与定轴复合变速机构在使用时，动力由第二锥齿轮18输入，经第一锥齿轮17传递到第一变速轴1上，然后，通过第一离合器5、第二离合器14、第一制动器11、第二制动器12、第三制动器13不同的分离和结合组合，实现不同的变速档位并将动力传递到第二变速轴2上，由第二变速轴2向两侧输出，各档位离合器与制动器分离和结合情况如下表1。

表1

综上所述，本申请提供的行星与定轴复合变速机构，通过设置第一变速轴和第二变速轴实现将传统行星式变速机构中的部分离合器以及动力输入和传动换向转移到平行轴上，可以减小行星变速机构的轴向尺寸，便于横向布置。

另外，通过设置第一齿轮和第三齿轮、第二齿轮和第四齿轮两组齿轮传动实现动力分两路传递给行星变速机构，减小了单对变速齿轮的工作时间，有利于提高整个变速机构的使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种行星与定轴复合变速机构，其特征在于，所述行星与定轴复合变速机构包括第一变速轴和第二变速轴，所述第一变速轴上设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定在所述第一变速轴上，所述第二齿轮通过轴承支撑在所述第一变速轴上，所述第二齿轮还通过同轴的第一离合器实现与所述第一变速轴的结合与分离；所述第二变速轴上设有第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮和所述第四齿轮均通过轴承支撑在所述第二变速轴上，所述第三齿轮和所述第四齿轮之间同轴设置有第一行星排、第二行星排和第三行星排以及对应的第一制动器、第二制动器和第三制动器；所述第一行星排的第一太阳齿轮与所述第三齿轮固定连接，所述第二行星排的第二太阳齿轮与所述第三行星排的第三太阳齿轮固定连接并通过第二离合器实现与所述第三齿轮的结合和分离，所述第一行星排的第一行星架与所述第二行星排的第二齿圈固定连接，所述第三行星排的第三齿圈与第二行星排的第二行星架固定连接并与所述第四齿轮固定连接，所述第三行星排的第三行星架与所述第二变速轴固定连接；所述第一制动器设置在所述第一行星排的外围并对所述第一行星排的第一齿圈实施制动和分离，所述第二制动器设置在所述第二行星排的外围并对所述第二行星排的第二齿圈实施制动和分离，所述第三制动器设置在所述第三行星排的外围并对所述第三行星排的第三齿圈实施制动和分离；所述第一齿轮和所述第三齿轮之间设置有第一惰轮，所述第一惰轮分别与所述第一齿轮和所述第三齿轮啮合；所述第二齿轮和所述第四齿轮之间设置有第二惰轮，所述第二惰轮分别与所述第二齿轮和所述第四齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的行星与定轴复合变速机构，其特征在于，所述行星与定轴复合变速机构还包括第一锥齿轮，所述第一锥齿轮固定于所述第一变速轴上，用于动力输入以及输入传动转向。

3.根据权利要求2所述的行星与定轴复合变速机构，其特征在于，所述行星与定轴复合变速机构还包括第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮传动连接，将输入的动力经所述第一锥齿轮传递至所述第一变速轴上。