CN110043613B - 一种基于杠杆分析法的单级行星齿轮式自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于杠杆分析法的单级行星齿轮式自动变速器，包括动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴的输出端分别与离合器C₁、离合器C₂和离合器C₃的鼓连接；还包括由前排太阳轮、前排行星齿轮、前排行星架和前排齿圈构成的前排单级式行星齿轮机构；由后排太阳轮、后排行星齿轮、后排行星架和后排齿圈构成的后排单级式行星齿轮机构。本发明的自动变速器具有结构简单紧凑、挡位多、加工零件类型少、成本低、执行元件少、换挡时执行元件变换少的特点。

Description

一种基于杠杆分析法的单级行星齿轮式自动变速器

技术领域

本发明涉及一种基于杠杆分析法的单级行星齿轮式自动变速器。

背景技术

现代轿车自动变速器大多采用行星齿轮机构形式，由多排行星齿轮机构及相关执行元件组成。单排行星齿轮机构由太阳轮、齿圈、行星架组成，行星架上有行星齿轮，太阳轮与齿圈之间由一级行星齿轮传递动力的为单级行星齿轮机构，太阳轮与齿圈之间由二级行星齿轮传递动力的为双级行星齿轮机构。执行元件主要有离合器、制动器，通过离合器、制动器等执行元件对太阳轮、齿圈、行星架进行不同的约束就可形成不同的挡位。其存在的问题是，结构复杂、挡位少、加工零件类型多、成本较高、执行元件较多、换挡时执行元件变换多。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于杠杆分析法的单级行星齿轮式自动变速器。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于杠杆分析法的单级式行星齿轮式自动变速器，包括动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴的输出端分别与离合器C₁、离合器C₂和离合器C₃的毂连接；还包括由前排太阳轮、前排行星齿轮、前排行星架和前排齿圈构成的前排单级式行星齿轮机构；由后排太阳轮、后排行星齿轮、后排行星架和后排齿圈构成的后排单级式行星齿轮机构；其中，所述离合器C₁的毂分别与制动器B₁的毂和前排太阳轮连成一体；所述前排齿圈分别与制动器B₂的毂、离合器C₂的毂、后排行星架连成一体；所述离合器C₃的毂分别与制动器B₃的毂和后排太阳轮连成一体；所述动力输出轴分别与前排行星架、后排齿圈连成一体。

本发明的有益效果：本发明的自动变速器具有结构简单紧凑、挡位多、加工零件类型少、成本低、执行元件少、换挡时执行元件变换少的特点。

附图说明

图1为本发明的传动原理图；

图2为本发明1挡杠杆图；

图3为本发明2挡杠杆图；

图4为本发明3挡杠杆图；

图5为本发明4挡杠杆图；

图6为本发明5挡杠杆图；

图7为本发明R挡杠杆图。

具体实施方式

如图1所示，该自动变速器由二排单级式行星齿轮机构、离合器、制动器组成，离合器、制动器均为片式结构，主要元件有：动力输入轴1、离合器C₁2、制动器B₁3、前排太阳轮4、前排行星齿轮5、前排行星架6、前排齿圈7、制动器B₂8、离合器C₂9、离合器C₃10、制动器B₃11、后排行星架12、后排太阳轮13、后排行星齿轮14、后排齿圈15、动力输出轴16。动力输入轴1与离合器C₁2的毂、离合器C₂9的毂、离合器C₃10的毂连成一体；离合器C₁2的毂、制动器B₁3的毂、前排太阳轮4连成一体；离合器C₃10的毂、制动器B₃11的毂、后排太阳轮13连成一体；前排齿圈7、制动器B₂8的毂、离合器C₂9的毂、后排行星架12连成一体；动力输出轴16与前排行星架6、后排齿圈15连成一体。

该自动变速器的前排与后排行星齿轮机构的太阳轮与齿圈的各参数完全相同，其参数合理配置可形成5个传动比合理分布的前进挡。该自动变速器具有结构简单紧凑、加工零件类型少、成本低、挡位多、执行元件少、换挡时执行元件变换少的特点。

假设太阳轮齿数为Z₁，齿圈齿数为Z₂，则可令α＝Z₂/Z₁，且动力输入轴1的转速为某一固定值。空挡时所有执行元件都不工作，无动力输出。以下为各挡的执行元件、传动比及杠杆图，各挡位的传动比根据运动关系方程式计算，杠杆图的横坐标表示各元件的相对位置关系、纵坐标表示各元件的转速大小及方向。

1挡：离合器C₁2、制动器B₂8工作，1挡传动比i₁＝1+α，杠杆图如图2所示。

2挡：离合器C₁2、制动器B₃11工作，2挡传动比i₂＝1+α/(1+α)，杠杆图如图3所示。

3挡：制动器B₁3、离合器C₂9工，3挡传动比i₃＝1+1/α，杠杆图如图4所示。

4挡：离合器C₁2、离合器C₂9工作，4挡传动比i₄＝1，杠杆图如图5所示。

5挡：离合器C₂9、制动器B₃11工作，5挡传动比i₅＝α/(1+α)，杠杆图如图6所示。

倒挡[R挡]：制动器B₂8、离合器C₃10工作，倒挡传动比i_R＝-α，杠杆图如图7所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种自动变速器，由二排单级式行星齿轮机构、离合器、制动器组成，离合器、制动器均为片式结构，主要元件有：动力输入轴、离合器C₁制动器B₁、前排太阳轮、前排行星齿轮、前排行星架、前排齿圈、制动器B₂、离合器C₂、离合器C₃、制动器B₃、后排行星架、后排太阳轮、后排行星齿轮、后排齿圈、动力输出轴；动力输入轴与离合器C₁的毂、离合器C₂的毂、离合器C₃的毂连成一体；离合器C₁的毂、制动器B₁的毂、前排太阳轮连成一体；离合器C₃的毂、制动器B₃的毂、后排太阳轮连成一体；前排齿圈、制动器B₂的毂、离合器C₂的毂、后排行星架连成一体；动力输出轴与前排行星架、后排齿圈连成一体；

该自动变速器的前排与后排行星齿轮机构的太阳轮与齿圈的各参数完全相同，其参数合理配置可形成5个传动比合理分布的前进挡；假设太阳轮齿数为Z1，齿圈齿数为Z2，则可令α＝Z2/Z1，且动力输入轴的转速为某一固定值；空挡时所有执行元件都不工作，无动力输出；

1挡：离合器C₁、制动器B₂工作，1挡传动比i1＝1+α；

2挡：离合器C₁、制动器B₃工作，2挡传动比i2＝1+α/(1+α)；

3挡：制动器B₁、离合器C₂工作，3挡传动比i3＝1+1/α；

4挡：离合器C₁、离合器C₂工作，4挡传动比i4＝1；

5挡：离合器C₂、制动器B₃工作，5挡传动比i5＝α/(1+α)；

倒挡[R挡]：制动器B₂、离合器C₃工作，倒挡传动比iR＝-α。