CN110529570A - 变速装置及变速模块 - Google Patents

变速装置及变速模块 Download PDF

Info

Publication number
CN110529570A
CN110529570A CN201910937582.9A CN201910937582A CN110529570A CN 110529570 A CN110529570 A CN 110529570A CN 201910937582 A CN201910937582 A CN 201910937582A CN 110529570 A CN110529570 A CN 110529570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sun gear
gear
input
speed
clutch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910937582.9A
Other languages
English (en)
Inventor
韩文明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Beilun Xutai Auto Parts Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Beilun Xutai Auto Parts Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Beilun Xutai Auto Parts Co Ltd filed Critical Ningbo Beilun Xutai Auto Parts Co Ltd
Priority to CN201910937582.9A priority Critical patent/CN110529570A/zh
Publication of CN110529570A publication Critical patent/CN110529570A/zh
Priority to PCT/CN2020/118363 priority patent/WO2021063306A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/70Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0043Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0047Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising five forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0056Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising seven forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0078Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratio comprising twelve or more forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明提供一种变速模块,具有变速器机架,包括扭矩输入端、传动单元和扭矩输出端,传动单元中,行星架可旋转地设置于变速器机架,太阳轮组包括两个以上输入太阳轮和一个以上输出太阳轮,太阳轮组内的各太阳轮与行星架共轴线设置且彼此之间可相对旋转,每个行星轮总成包括与输入太阳轮分别对应啮合的输入行星轮,以及与输出太阳轮分别对应啮合的输出行星轮,输入行星轮和输出行星轮同轴地固连,行星轮总成可旋转地设置于行星架。至少一个输入太阳轮配置有制动器,并且各输入太阳轮分别通过离合器与扭矩输入端可离合地连接,行星架也配置有制动器。本发明还提供包括上述变速模块的变速装置。采用上述变速模块可以提供较多速比。

Description

变速装置及变速模块
技术领域
本发明涉及一种变速模块,还涉及一种包括该变速模块的变速装置。
背景技术
在实际应用中,齿轮变速器有两种类型:定轴式传动和行星齿轮式传动,其中行星机构带有齿圈。例如,车辆上应用的手动变速器(MT)和双离合器自动变速器(DCT)属于定轴式传动,而车辆上应用的液力变矩器型自动变速器(AT)大多数属于带有齿圈的行星齿轮式传动。
在发明人以前的专利中,中国发明专利CN102155521B公开了一种行星齿轮机构和包括该行星齿轮机构的机械变速器,中国发明专利CN106594192A公开了一种模块化组合变速器,中国发明专利CN108286591A公开了单输入三挡动力总成系统。
发明人在此基础上继续研究发现,前述三种变速装置的共同特点是:一个变速模块只有一个输入太阳轮;一个变速模块只有一个输出太阳轮;一个行星齿轮总成包括两个连接在一起、同轴同步旋转的行星齿轮;一个变速模块最多提供三个速比;若要实现更多挡位,需要将多个变速模块串联,将导致轴向尺寸较大;变速模块无齿圈,齿轮啮合方式均为外啮合齿轮;兼有定轴式和行星齿轮式两种传动模式:在保持架(或称之为行星架)固定不动时,前述三种变速装置为定轴式传动,而当输入或输出中心太阳轮固定不动时,前述三种变速装置为行星齿轮式传动,因此,以前述三种变速装置为代表的此类变速装置的传动模式为混合传动模式;结构简单、制造容易、成本低、性价比高。
而发明人期望提供一种改进型的行星齿轮机构,它可以继续保留前述专利中行星齿轮机构中没有齿圈、结构简单和制造容易等优点,在继续采用独特的混合传动模式(定轴式传动和行星齿轮式传动兼而有之)的基础上提供更多的速比。
发明内容
本发明的目的是提供一种变速模块,可以提供更多的速比。
本发明提供一种变速模块,具有变速器机架,包括扭矩输入端、传动单元和扭矩输出端,扭矩输入端的扭矩经由传动单元传递至扭矩输出端,传动单元包括行星架、太阳轮组以及至少一个行星轮总成。行星架可旋转地设置于变速器机架。太阳轮组包括m个输入太阳轮和k个输出太阳轮,太阳轮组内的各太阳轮与行星架共轴线设置且彼此之间可相对旋转,其中,m≥2,k≥1。每个行星轮总成包括与m个输入太阳轮分别对应啮合的m个输入行星轮,以及与k个输出太阳轮分别对应啮合的k个输出行星轮,输入行星轮和输出行星轮同轴地固连,行星轮总成可旋转地设置于行星架。至少一个输入太阳轮配置有制动器,并且各输入太阳轮分别通过离合器与扭矩输入端可离合地连接,行星架也配置有制动器。变速模块配置成从m个输入太阳轮和行星架所组成的m+1个元件中选定两个元件,使得两个元件中的一个元件的离合器处于接合状态而另一元件的制动器处于制动状态,或者,使得两个元件的离合器处于接合状态,借此形成变速模块的一个动力传动路线。
在一个实施方式中,行星架还通过离合器与扭矩输入端可离合地连接。
在一个实施方式中,每一个输入太阳轮皆配置有制动器。
在一个实施方式中,扭矩输入端包括扭矩输入轴,每个离合器包括可离合地连接的内毂和外鼓;所述扭矩输入轴和所述m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮分别连接对应离合器的内毂和外鼓中的一方和另一方。
在一个实施方式中,m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮连接有第一转接齿轮,第一转接齿轮与第二转接齿轮啮合传动。扭矩输入端包括扭矩输入轴,扭矩输入轴设置有输入转接齿轮,输入转接齿轮与第三转接齿轮啮合传动。第二转接齿轮与第三转接齿轮之间设置有离合器,至少部分输入太阳轮依次通过第一转接齿轮、第二转接齿轮、离合器、第三转接齿轮以及输入转接齿轮而可离合地连接到扭矩输入轴。
在一个实施方式中,变速模块包括两个以上行星轮总成,两个以上行星轮总成沿着太阳轮组的圆周方向均匀分布。
在一个实施方式中,太阳轮组中的至少部分太阳轮通过相互套合的管筒对而保持成共轴线且彼此之间可相对旋转。
在一个实施方式中,变速器机架包括共轴线且并排布置的前轴孔和后轴孔;行星架可旋转地支撑于前轴孔和后轴孔之间,扭矩输入端位于前轴孔的前侧,扭矩输出端位于后轴孔的后侧。
在一个实施方式中,m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮配置的制动器位于后轴孔的后侧。
本发明还提供一种变速装置,包括上述的两个以上变速模块,两个以上变速模块中的前一变速模块的扭矩输出端与后一变速模块的扭矩输入端传动连接。
上述变速模块提供改进型的行星齿轮机构,其中的行星齿轮机构具有没有齿圈、结构简单和制造容易等优点,在采用独特的混合传动模式(定轴式传动和行星齿轮式传动兼而有之)的基础上,可以提供很多速比。
本发明的变速模块中,一个变速模块至少有二个输入太阳轮;一个变速模块不限于只有一个输出太阳轮,可以有两个以上的输出太阳轮;一个行星齿轮总成所包括的行星齿轮数量不少于三个。本发明的一个变速模块最少能产生四个速比,并且为产生更多速比提供可能。对于速比数量相同的变速器,本发明所需的变速模块显著减少,体积更小、重量更轻、成本更低。
附图说明
本发明的上述及其他特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显,其中:
图1是具有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮的四速变速模块的原理示意图。
图2是具有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮的五速变速模块的原理示意图。
图3是由两个图1的变速模块串联而成的变速装置的示意图。
图4是由图3的变速模块和图1的变速模块串联而成的变速装置的示意图。
图5是具有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮的七速变速模块的原理示意图。
图6是具有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮的七速变速模块的另一布置示意图。
图7是具有三个输入太阳轮和一个输出太阳轮的十三速变速模块的原理示意图。
图8是具有三个输入太阳轮和一个输出太阳轮的十三速变速模块的另一布置示意图。
图9是具有两个输入太阳轮和两个输出太阳轮的十三速变速模块的原理示意图。
图10是具有三个输入太阳轮和两个输出太阳轮的二十五速变速模块的原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明,但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。
例如,在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成,可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式,也可以包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式,从而第一和第二特征之间可以不直接联系。进一步,当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的,该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式,也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。另外,文中有关“N个以上”、“不少于N个”或者“至少N个”的表述皆包括N个本身,例如,“两个以上”包括“两个”本身。
第一实施例(m=2,k=1)
参见图1,图1示出了根据第一实施例的变速模块10。变速模块10具有变速器机架BOX。变速器机架BOX可以是变速器壳体,对后面将会描述的行星架9、扭矩输入轴S0等等提供支撑。
变速模块10包括扭矩输入端IP、传动单元20和扭矩输出端OP,扭矩输入端IP的扭矩经由传动单元20传递至扭矩输出端OP。
传动单元20包括行星架9、太阳轮组30和至少一个行星轮总成8。
行星架9可旋转地设置于变速器机架BOX。图1中,变速器机架BOX包括共轴线(图1中,旋转轴线X0)且并排布置的前轴孔H1和后轴孔H2。行星架9可旋转地支撑于前轴孔H1和后轴孔H2之间,例如,通过旋转轴承。扭矩输入端IP位于前轴孔H1的前侧,扭矩输出端OP位于后轴孔H2的后侧。为了方便描述,图1以及后续附图中示出了前后方向。
太阳轮组30包括m个输入太阳轮(如,图1中的)和k个输出太阳轮,其中,m≥2,k≥1。图1中,m=2,k=1,m个输入太阳轮也即输入太阳轮1、2,k个输出太阳轮也即输出太阳轮7。太阳轮组30内的各太阳轮(包括输入太阳轮1、2和输出太阳轮7)与行星架9共轴线(图1中,旋转轴线X0)设置且彼此之间可相对旋转。换言之,k个输出太阳轮彼此之间(如果k>1)可相对旋转,m个输入太阳轮彼此之间可相对旋转,并且输出太阳轮与输入太阳轮彼此之间可相对旋转。
每个行星轮总成8包括m个输入行星轮(如,图1中的输入行星轮81、82)和k个输出行星轮(如图1中的输出行星轮87)。m个输入行星轮与m个输入太阳轮分别对应啮合,例如,图1中,输入行星轮81与输入太阳轮1啮合,而输入行星轮82与输入太阳轮2啮合。k个输出行星轮分别与k个输出太阳轮对应啮合,例如,图1中,输出行星轮87与输出太阳轮7啮合。每个行星轮总成8包括的行星轮的数量为输入太阳轮和输出太阳轮的数量总和,也即,输入太阳轮数量m+输出太阳轮数量k。
输入行星轮81、82和输出行星轮87同轴地固连,行星轮总成8(图1中,绕着轴线X1)可旋转地设置于行星架9。变速模块10可以包括两个以上(例如,二、三、四或更多)行星轮总成8,两个以上行星轮总成8沿着太阳轮组30的圆周方向均匀分布。图1中,变速模块10包括两个行星轮总成8,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1、2或者输出太阳轮7的旋转轴线X0呈180°均布。替代地,行星轮总成8相对于行星架9的旋转轴线X0周向布置,例如可以,相对于行星架9的旋转轴线周向X0均布。
m个输入太阳轮中,至少一个输入太阳轮配置有制动器Bx,图1以及后续附图中的Bx表示制动器,x可以是任意正整数如1、2、3或9等。行星架9也配置有制动器B9。图1中,位于最靠近扭矩输入端IP(图1中,最前侧)的输入太阳轮2配置有制动器B2。例如,参见图1,制动器Bx可以分为可转动部分BR和非转动部分BS,以制动器B2为例,制动器B2的非转动部分BS可以与变速器机架Box直接或间接建立连接,制动器B2的可转动部分BR与输入太阳轮2直接或间接建立连接。当制动器Bx处于制动状态(或者表述为,制动器Bx接合)时,配置有制动器Bx的相应输入太阳轮2或者行星架9被阻止旋转,而当制动器Bx未起动(或者表述为,制动器Bx分离)时,配置有制动器Bx的相应输入太阳轮2或者行星架9被允许旋转。
而且,各输入太阳轮1、2(也即,m个输入太阳轮的每一个)分别通过离合器Cx与扭矩输入端IP可离合地连接。图1以及后续附图中的Cx表示离合器,x可以是任意正整数如1、2、3或9等。图1中,位于最靠近扭矩输入端IP(图1中,最前侧)的输入太阳轮2配置有制动器B2。例如,参见图1,离合器Cx可以分为主动部分CA和从动部分CI,以离合器C2为例,离合器C2的主动部分CA与扭矩输入端IP直接或间接建立连接,离合器C2的从动部分CI与输入太阳轮2直接或间接建立连接。后面的其他实施方式中,行星架9也可以配置有离合器C9,换言之,行星架9还通过离合器C9与扭矩输入端IP可离合地连接。当离合器Cx处于接合状态(或者表述为,离合器Cx接合)时,扭矩从扭矩输入端IP传递到配置有离合器Cx的相应输入太阳轮1、2或行星架9,而当离合器Cx未起动(或者表述为,离合器Cx分离)时,到配置有制动器Bx的相应输入太阳轮2或者行星架9的扭矩传递中断。离合器Cx和制动器Bx可以构成换挡执行机构。离合器Cx例如可以是多片湿式离合器,制动器B2例如可以采用与离合器Cx类似的构造。
变速模块10配置成从m个输入太阳轮1、2和行星架9所组成的m+1(图1中,三)个元件中选定两个元件,使得两个元件中的一个元件的离合器Cx处于接合状态而另一元件的制动器Bx处于制动状态,或者,使得两个元件的离合器Cx处于接合状态,借此形成变速模块的一个动力传动路线。
图1中,扭矩输入端IP包括扭矩输入轴S0。每个离合器Cx包括可离合地连接的内毂和外鼓。以采用多片湿式离合器的离合器C2为例,离合器C2的主动部分CA包括具有外花键的内毂(图1中,由管筒S01构成),还包括具有内花键的第一摩擦元件,第一摩擦元件可以通过内花键和外花键的配合而传动连接到内毂S01;离合器C2的从动部分CI包括具有内花键的外鼓(图1中,由管筒21构成),还包括具有外花键的第二摩擦元件,第二摩擦元件可以通过外花键和内花键的配合而传动连接到外鼓21;内毂S01和外鼓21为同轴的管筒对的形式,具有内花键的第一摩擦元件与具有外花键的第二摩擦元件布置于内毂S01和外鼓21之间,摩擦元件受到压力而相互贴合传递扭矩。以这种方式,离合器C2的内毂S01和外鼓21可离合地连接。
输入太阳轮1、2和扭矩输入轴S0分别连接对应离合器的内毂和外鼓中的一方和另一方,也即,对于一个离合器而言,可以是,输入太阳轮连接离合器的内毂而扭矩输入轴S0连接离合器的外鼓,也可以是,输入太阳轮连接离合器的内毂而扭矩输入轴S0连接离合器的内毂。以这种方式,输入太阳轮1、2通过离合器C1、C2而可离合地连接扭矩输入轴S0。图1中,输入太阳轮1和扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1。图1中,扭矩输入轴S0具有沿着旋转轴线X0的管状轴或者管筒S01,管筒S01连接或者构成离合器C1的外鼓,而输入太阳轮1具有沿着旋转轴线X0延伸的管筒11,管筒11连接或者构成离合器C1的内毂,离合器C1由扭矩输入轴S0的管筒S01和输入太阳轮1的管筒11组成,管筒S01外套于管筒11。对于离合器C1而言,输入太阳轮1连接离合器C1的内毂,而扭矩输入轴S0连接离合器C1的外鼓。类似地,如图1所示,输入太阳轮2和扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2,在离合器C2中,输入太阳轮2的管筒21外套于扭矩输入轴S0的管筒S01。管筒21连接或构成离合器C2的外鼓,管筒S01连接或构成离合器C2的内毂。对于离合器C2而言,输入太阳轮2连接离合器C2的外鼓,而扭矩输入轴S0连接离合器C1的内毂。需要理解,构成离合器内毂或外鼓的管筒并不受限于空心筒,例如,管筒11可以并非如图1所示的空心筒而可以是实心轴。
图1中,太阳轮组30中,输入太阳轮1和输入太阳轮2通过相互套合的管筒对S12而保持成共轴线(旋转轴线X0)且彼此之间可相对旋转。输入太阳轮1具有沿旋转轴线X0延伸的实心轴形状的管筒12,输入太阳轮2具有沿旋转轴线X0延伸的管筒22,输入太阳轮2的管筒22外套于输入太阳轮1的管筒12,例如,还可以在管筒22和管筒12之间设置旋转轴承。这样,输入太阳轮1和输入太阳轮2保持成共轴线且彼此之间可相对旋转。输入太阳轮1和输出太阳轮3也通过相互套合的管筒对S17而保持成共轴(旋转轴线X0)且彼此之间可相对旋转。输出太阳轮3具有沿着旋转轴线X0向后侧延伸的管筒71,管筒71后侧连接有实心轴状的管筒72。输入太阳轮1的管筒12的前端穿过输入太阳轮2的管筒22再与管筒11连接,而输入太阳轮1的管筒12的后端又插入输出太阳轮3的管筒71,与之形成管筒对S17。下文,为了更加清楚地描述,图中示出为实心轴状的管筒(例如,管筒12、管筒72等)皆称之为相应太阳轮(例如,输入太阳轮1、输出太阳轮7等)的连接轴,图中示出为空心筒状的管筒(例如,管筒22,管筒71等)皆称之为相应太阳轮(例如,输入太阳轮2、输出太阳轮7)的管状轴。可以是,太阳轮组30中的部分太阳轮通过这种相互套合的管筒对而保持成共轴线且彼此之间可相对旋转。
图1示出的是m=2、k=1且仅一个输入太阳轮2配置有制动器B2的四速变速模块的原理示意图。
图1的变速模块10中,每个行星轮总成8包括三个行星齿轮81、82和87,行星轮81、82和87固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2与输出太阳轮7并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间。输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴。输入太阳轮1、2的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮一侧的方向探出行星架9的中心孔93。输出太阳轮7的连接轴向远离输入太阳轮1的一侧探出行星架9的中心孔94。输入太阳轮1、2之间,输出太阳轮7与输入太阳轮1或2之间,以及输入太阳轮1、2或输出太阳轮7与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2。输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
图1的变速模块挡位数计算如下:
C1、B9接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C2、B9接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C1、B2接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C1、C2接合形成一个动力传递路线,传动比为1,为1个挡;
总计挡位数:
n=4
太阳轮与相应行星轮的啮合点称为节点。特别地,图1示出的实施方式中,输入太阳轮1与行星轮81形成的齿轮副的节圆半径为R1,输入太阳轮2与行星轮82形成的齿轮副的节圆半径为R2,输出太阳轮7与行星轮87形成的齿轮副的节圆半径为R7,节圆半径=中心距*齿数/齿数和。可以设置R1<R2<R7,此时,输入太阳轮1的离合器C1接合,而输入太阳轮2的制动器B2接合,可以形成倒挡。
第二实施例(m=2,k=1)
如前所述,m个输入太阳轮中,至少一个输入太阳轮配置有制动器Bx。在第一实施例中,只有一个输入太阳轮2配置有制动器B2。然而,m个输入太阳轮中的每一个输入太阳轮皆可以配置有制动器Bx。例如,在第二实施例中,输入太阳轮1也配置有制动器B1。
图2示出的是m=2、k=1且输入太阳轮1、2均配置有制动器的五速变速模块10a的原理示意图。本实施例及后续实施例皆沿用其前述实施例的元件标号与部分内容,其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件,并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照其前述实施例,本实施例及后续实施例不再重复赘述。
图2的变速模块10a中,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1或2的旋转轴线X0呈180°均布,每个行星轮总成8包括三个行星齿轮81、82和87。行星轮81、82和87固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2与输出太阳轮7并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间。输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴。输入太阳轮1、2的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮一侧的方向探出行星架9的中心孔93,输出太阳轮7的连接轴向远离输入太阳轮1的一侧探出行星架9的中心孔94。输入太阳轮1、2之间,输出太阳轮7与输入太阳轮1或2之间,以及输入太阳轮1、2或输出太阳轮7与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2。输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
图2中,制动器B1位于后轴孔H2的后侧。输入太阳轮1向输出太阳轮7的方向有一延伸轴13,输出太阳轮7通过其管状轴套装于输入太阳轮1的延伸轴13,输入太阳轮1与输出太阳轮7可相对转动,输出太阳轮7通过其管状轴向外输出扭矩。在输入太阳轮1的延伸轴13与变速器机架Box之间设置有制动器B1,这样可以方便输入太阳轮1与变速器机架Box之间布置制动器B1。当制动器B1接合时,输入太阳轮1被制动,阻止其旋转;当制动器B1分离时,输入太阳轮1与变速器机架Box之间则可以相对转动。可以根据布置需要,使得m个输入太阳轮中的部分输入太阳轮或者全部输入太阳轮配置的制动器位于后轴孔H2的后侧。
图2的变速模块挡位数计算如下:
C1、B9接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C2、B9接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C1、B2接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C2、B1接合形成一个动力传递路线,为1个挡;
C1、C2接合形成一个动力传递路线,传动比为1,为1个挡;
总计挡位数:
n=5
特别地,图2示出的实施方式中,输入太阳轮1与行星轮81形成的齿轮副的节圆半径为R1,输入太阳轮2与行星轮82形成的齿轮副的节圆半径为R2,输出太阳轮7与行星轮87形成的齿轮副的节圆半径为R7。可以设置R1<R2<R7。此时,C1、B2接合时,形成倒挡;而C2、B1接合时,形成超速挡。
图3示出的是两个图1的四速变速模块10串联而成的变速装置100。变速装置100中,前一变速模块10的扭矩输出端OP1与后一变速模块的扭矩输入端IP2传动连接。图3中,变速模块10的扭矩输入端IP1、IP2是扭矩输入轴,扭矩输出端OP1、OP2是从输出太阳轮7的中心向后侧延伸的扭矩输出轴,前一变速模块10的扭矩输出轴与后一变速模块的扭矩输入轴连接。
图3示出的变速装置100挡位数的计算如下:
n=4×4=16
虽然图3中示出的是两个变速模块10串联的情况,然而,变速装置可以包括两个以上变速模块,变速装置的挡位数是其中包括的变速模块的挡位数的乘积。
变速装置还可以包括不同的变速模块。图4示出的是图1的四速变速模块10和图2的五速变速模块10a串联而成的变速装置100a。
图4中,前一变速模块10a的输出太阳轮的管状轴(或者,五速变速模块10a的扭矩输出端OPa)连接有转接齿轮D4,通过转接齿轮D4向外传递扭矩,后一变速模块10的扭矩输入轴(或者,四速变速模块10的扭矩输入端IP2)连接有转接齿轮D1。还设置有转接中间轴SI,转接中间轴SI与两个变速模块的扭矩输入轴平行,转接中间轴SI固定连接两个转接齿轮D2和D3,转接齿轮D1与转接齿轮D2啮合,转接齿轮D3与转接齿轮D4啮合。特别是对于制动器B1设置于后轴孔H2的后侧的情况,这种布置可以方便绕开制动器B1。
图4示出的变速装置100a的挡位数计算如下:
n=5×4=20
第三实施例(m=2,k=1)
如前面提及的,行星架9也可以配置有离合器。在第三实施例中,与第二实施例的不同至少有,行星架9配置有离合器C9。
图5示出的是m=2、k=1且输入太阳轮1、2以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10b的原理示意图。
图5的变速模块10b中,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1或2的旋转轴线X0呈180°均布,每个行星轮总成8包括三个行星齿轮81、82和87。行星轮81、82和87固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2与输出太阳轮7并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间。输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴。输入太阳轮1、2的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮一侧的方向探出行星架9的中心孔93。输出太阳轮7的连接轴向远离输入太阳轮1的一侧探出行星架9的中心孔94。输入太阳轮1、2之间,输出太阳轮7与输入太阳轮1或2之间,以及输入太阳轮1、2或输出太阳轮7与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2,行星架9与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C9。输入太阳轮1与变速器机架Box之间设置有制动器B1,输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
图5中,输入太阳轮1、输入太阳轮2和行星架9的制动器B1、B2、B9都位于前轴孔H1的前侧。
行星架9和扭矩输入轴S0之间设置有离合器C9。图5中,扭矩输入轴S0包括设置于管筒S01外围并且与之同轴的管筒S02,管筒S02是离合器C9的内毂,行星架9具有沿着旋转轴线X0延伸的管筒91,管筒91是离合器C9的外鼓,离合器C9由扭矩输入轴S0的管筒S02和行星架9的管筒91以及两者之间的摩擦元件组成,管筒91外套于管筒S02,具有内花键的摩擦元件与管筒S02的外花键配合,具有外花键的摩擦元件与管筒91的内花键配合。具有内花键的摩擦元件与具有外花键的摩擦元件布置于管筒S02和管筒91之间,摩擦元件受到压力而相互贴合传递扭矩。
行星架9和输入太阳轮2通过相互套合的管筒对S29而保持成共轴线(旋转轴线X0)且彼此之间可相对旋转。行星架9具有沿旋转轴线X0延伸的管筒92,行星架9的管筒92外套于输入太阳轮2的管筒22,例如,还可以在管筒92和管筒22之间设置旋转轴承。这样,行星架9和输入太阳轮2因而与输入太阳轮1一起保持成共轴线且彼此之间可相对旋转。行星架9的管筒92穿出前轴孔H1,与管筒91连接。
第四实施例(m=2,k=1)
图6示出的也是m=2、k=1且输入太阳轮1、2以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10c的原理示意图。图6示出的第四实施例与图5的第三实施例的不同至少有,第四实施例中,从扭矩输入轴S0到行星架9的动力传递路径不同。
行星架9连接有第一转接齿轮T91,第一转接齿轮T91与第二转接齿轮T92啮合传动。扭矩输入轴S0设置有输入转接齿轮T0,输入转接齿轮T0与第三转接齿轮T93啮合传动。
第二转接齿轮T92与第三转接齿轮T93之间设置有离合器C9。第二转接齿轮T92具有沿着其旋转轴线X2延伸的管筒S92,管筒S92连接或构成离合器C9的外鼓,第三转接齿轮T93具有沿着其旋转轴线X2延伸的管筒S93,管筒S93连接或构成离合器C9的内毂,管筒S92外套于管筒S93。例如,具有内花键的第一摩擦元件与管筒S93构成的内毂的外花键配合,具有外花键的第二摩擦元件与管筒S92构成的外鼓的内花键配合。具有内花键的第一摩擦元件与具有外花键的第二摩擦元件布置于管筒S93构成的内毂和管筒S92构成的外鼓之间,摩擦元件受到压力而相互贴合传递扭矩。
行星架9依次通过第一转接齿轮T91、第二转接齿轮T92、离合器C9、第三转接齿轮T93以及输入转接齿轮T0而可离合地连接到扭矩输入轴S0。
图6的变速模块10c中,与扭矩输入轴S0平行地设置有行星架转接轴SX2。在行星架转接轴SX2上分别安装有转接齿轮T92、T93。转接齿轮T93与转接齿轮T0啮合,转接齿轮T92与连接行星架9的转接齿轮T91啮合。离合器C9设置在转接齿轮T92和转接齿轮T93之间。当离合器C9接合时,转接齿轮T93和转接齿轮T92之间可以传递扭矩;当离合器C9分离时,转接齿轮T93和转接齿轮T92之间可以相对转动。
在转接齿轮T92和变速器机架Box之间设置有制动器B9,管筒S92连接或构成制动器B9的内毂,制动器B9的外鼓连接于变速器机架Box。当制动器B9接合时,转接齿轮T92被制动,阻止其旋转,与转接齿轮T92相啮合的转接齿轮T91也被阻止旋转,与转接齿轮T91连接的行星架9也被阻止旋转;当制动器B9分离时,被阻止旋转的零件与变速器机架Box之间可以相对转动。
还有,第四实施例中,输入太阳轮2和行星架9的制动器B2、B9位于前轴孔H1的前侧,而输入太阳轮1的制动器B1位于后轴孔H2的后侧。
图6中,输入太阳轮1向输出太阳轮7的一侧的方向有一延伸轴,输出太阳轮7通过其管状轴套装于输入太阳轮1的延伸轴,输入太阳轮1与输出太阳轮7可以相对转动。输出太阳轮7通过其管状轴向外输出扭矩。在输入太阳轮1的延伸轴与变速器机架Box之间设置有制动器B1。当制动器B1接合时,输入太阳轮1被制动,阻止其旋转;当制动器B1分离时,输入太阳轮1与变速器机架Box之间可以相对转动。
图6的构造可以方便离合器Cx和制动器Bx的布置。
第五实施例(m=3,k=1)
图7示出的是m=3、k=1且输入太阳轮1、2、3以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10d的原理示意图。
图7的变速模块10d中,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1、2或3的旋转轴线X0呈180°均布,每个行星轮总成8包括四个行星齿轮81、82、83和87。行星轮81、82、83和87固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2、3与输出太阳轮7并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间,输入太阳轮3布置于远离输出太阳轮7的输入太阳轮2的一侧。输入太阳轮3通过其管状轴套装于输入太阳轮2的管状轴,输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴,其中,最远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输出太阳轮的输入太阳轮的管状轴(或连接轴)。输入太阳轮1、2、3的管状轴(或连接轴)均向输入太阳轮3一侧的方向探出行星架9的中心孔93。输出太阳轮7的连接轴向远离输入太阳轮3的一侧探出行星架9的中心孔94。输入太阳轮1、2、3之间,输出太阳轮7与输入太阳轮1、2或3之间,以及输入太阳轮1、2、3或输出太阳轮7与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,输入太阳轮3与行星轮83啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2,输入太阳轮3与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C3,行星架9与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C9。输入太阳轮1与变速器机架Box之间设置有制动器B1,输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,输入太阳轮3与变速器机架Box之间设置有制动器B3,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
图7中,输入太阳轮1、2、3和行星架9的制动器B1、B2、B3、B9都位于前轴孔H1的前侧。
图7中,输入太阳轮1、2、3和行星架9分别与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1、C2、C3和C9,从而可离合地连接到扭矩输入轴S0。
第六实施例(m=3,k=1)
图8示出的也是m=3、k=1且输入太阳轮1、2、3以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10e的原理示意图。图8示出的第六实施例与图7的第五实施例的不同至少有,第六实施例中,从扭矩输入轴S0到行星架9以及输入太阳轮3的动力传递路径不同。
图8中的行星架9的动力传递路径与图6中的类似。图8中,行星架9连接有第一转接齿轮T91,第一转接齿轮T91与第二转接齿轮T92啮合传动。扭矩输入轴S0设置有输入转接齿轮T0,输入转接齿轮T0与第三转接齿轮T93啮合传动。第二转接齿轮T92与第三转接齿轮T93之间设置有离合器C9。行星架9依次通过第一转接齿轮T91、第二转接齿轮T92、离合器C9、第三转接齿轮T93以及输入转接齿轮T0而可离合地连接到扭矩输入轴S0。
图8中,输入太阳轮3连接有第一转接齿轮T31,第一转接齿轮T31与第二转接齿轮T32啮合传动。扭矩输入轴S0设置有输入转接齿轮T0,输入转接齿轮T0与第三转接齿轮T33啮合传动。
第二转接齿轮T32与第三转接齿轮T33之间设置有离合器C3。第二转接齿轮T32具有沿着其旋转轴线X3延伸的管筒S32,管筒S32连接或构成离合器C3的外鼓,第三转接齿轮T33具有沿着其旋转轴线X3延伸的管筒S33,管筒S33连接或构成离合器C3的内毂,管筒S32外套于管筒S33。例如,具有内花键的第一摩擦元件与构成离合器C3的内毂的管筒S33的外花键配合,具有外花键的第二摩擦元件与构成离合器C3的外鼓的管筒S32的内花键配合。具有内花键的第一摩擦元件与具有外花键的第二摩擦元件布置于管筒S33和管筒S32之间,摩擦元件受到压力而相互贴合传递扭矩。
输入太阳轮3依次通过第一转接齿轮T31、第二转接齿轮T32、离合器C3、第三转接齿轮T33以及输入转接齿轮T0而可离合地连接到扭矩输入轴S0。
图8中,其他输入太阳轮1、2并未连接转接齿轮。也即,图8中,三个太阳轮中的一个输入太阳轮3连接有第一转接齿轮T31,通过转接齿轮形成动力传递路径。可以是,m个输入太阳轮中的部分输入太阳轮连接有第一转接齿轮,如图8所示。也可以是,m个输入太阳轮中的所有输入太阳轮连接有第一转接齿轮。还可以是,m个输入太阳轮中的全部输入太阳轮都不通过转接齿轮来接收动力,例如,如图1、图2和图5所示。
图8的变速模块10e中,与扭矩输入轴S0平行地设置有行星架转接轴SX2。在行星架转接轴SX2上分别安装有转接齿轮T92和T93。转接齿轮T93与转接齿轮T0啮合,转接齿轮T92与连接行星架9的转接齿轮T91啮合。离合器C9设置在转接齿轮T92和转接齿轮T93之间。当离合器C9接合时,转接齿轮T93和转接齿轮T92之间可以传递扭矩;当离合器C9分离时,转接齿轮T93和转接齿轮T92之间可以相对转动。在转接齿轮T92和变速器机架Box之间设置有制动器B9。当制动器B9接合时,转接齿轮T92被制动,阻止其旋转,与转接齿轮T92相啮合的转接齿轮T91也被阻止旋转,与转接齿轮T91连接的行星架9也被阻止旋转;当制动器B9分离时,被阻止旋转的零件与变速器机架Box之间可以相对转动。
与扭矩输入轴S0平行地设置有输入太阳轮转接轴SX3,在输入太阳轮转接轴SX3上分别安装有转接齿轮T32和转接齿轮T33。转接齿轮T33与转接齿轮T0啮合,转接齿轮T32与连接输入太阳轮3的转接齿轮T31啮合,转接齿轮T33和T32之间设置有离合器C3,当离合器C3接合时,转接齿轮T33和T32之间可以传递扭矩,当离合器C3分离时,转接齿轮T33和转接齿轮T32之间可以相对转动,在转接齿轮T32和变速器机架Box之间设置有制动器B3,当制动器B3接合时,转接齿轮T32被制动,阻止其旋转,与转接齿轮T32相啮合的转接齿轮T31也被阻止旋转,与转接齿轮T31连接的输入太阳轮3也被阻止旋转;当制动器B3分离时,被阻止旋转的零件与变速器机架Box之间可以相对转动。
还有,第六实施例中,输入太阳轮2、3和行星架9的制动器B2、B3、B9位于前轴孔H1的前侧,而输入太阳轮1的制动器B1位于后轴孔H2的后侧。
图8中,输入太阳轮1向输出太阳轮7的一侧的方向有一延伸轴,输出太阳轮7通过其管状轴套装于输入太阳轮1的延伸轴,输入太阳轮1与输出太阳轮7可以相对转动,其中,输入太阳轮1是最靠近输出太阳轮7的输入太阳轮。输出太阳轮7通过其管状轴向外输出扭矩。在输入太阳轮1的延伸轴与变速器机架Box之间设置有制动器B1。当制动器B1接合时,输入太阳轮1被制动,阻止其旋转;当制动器B1分离时,输入太阳轮1与变速器机架Box之间可以相对转动。
图8的构造可以方便离合器Cx和制动器Bx的布置。
第七实施例(m=2,k=2)
图9示出的是m=2、k=2且输入太阳轮1、2以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10f的原理示意图。图9的第七实施例中,两个输出太阳轮6、7通过互相套合的管筒对S67而保持成共轴线(旋转轴线X0)且彼此之间可相对旋转。
图9的变速模块10f中,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1或2的旋转轴线X0呈180°均布,每个行星轮总成8包括四个行星齿轮81、82、87和86。行星轮81、82、87和86固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2与输出太阳轮7、6并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间。输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴。输入太阳轮1、2的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮2一侧的方向探出行星架9的中心孔93。输出太阳轮6布置在输出太阳轮7的另一侧(输出太阳轮7的一侧为输入太阳轮1)。输出太阳轮6通过其管状轴套装于输出太阳轮7的连接轴。换言之,远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输出太阳轮的输入太阳轮的连接轴,而远离输入太阳轮的输出太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输入太阳轮的输出太阳轮的连接轴。输出太阳轮7、6的连接轴(或管状轴)向远离输入太阳轮1的一侧探出行星架9的中心孔94,分别形成两个扭矩输出轴SP7、SP6。输出太阳轮的数量与扭矩输出轴的数量相同。输入太阳轮1、2之间,输出太阳轮7、6与输入太阳轮1或2之间,以及输入太阳轮1、2、输出太阳轮7、6与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合,行星轮86与输出太阳轮6啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2,行星架9与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C9。输入太阳轮1与变速器机架Box之间设置有制动器B1,输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
第八实施例(m=3,k=2)
图10示出的是m=3、k=2且输入太阳轮1、2、3以及行星架9皆配置有制动器和离合器的变速模块10g的原理示意图。
图10的变速模块10g中,两个行星轮总成8相对于输入太阳轮1、2或3的旋转轴线X0呈180°均布,每个行星轮总成8包括五个行星齿轮81、82、83、87和86。行星轮81、82、83、87和86固连为一体,同轴、同步旋转,通过行星轴89可旋转地安装于行星架9。
输入太阳轮1、2、3与输出太阳轮7、6并排布置且与行星架9具有相同的旋转轴线X0,其中,输入太阳轮1布置于输入太阳轮2和输出太阳轮7之间,输入太阳轮3布置在输入太阳轮2的另一侧(输入太阳轮2的一侧为输入太阳轮1)。输入太阳轮3通过其管状轴套装于输入太阳轮2的管状轴,输入太阳轮2通过其管状轴套装于输入太阳轮1的连接轴。输入太阳轮1、2、3的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮3一侧的方向探出行星架9的中心孔93。输出太阳轮6布置在输出太阳轮7的另一侧(输出太阳轮7的一侧为输入太阳轮1),输出太阳轮6通过其管状轴套装于输出太阳轮7的连接轴。换言之,远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输出太阳轮的输入太阳轮的连接轴,远离输入太阳轮的输出太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输入太阳轮的输出太阳轮的连接轴。输出太阳轮7、6的连接轴(或管状轴)向远离输入太阳轮1的一侧探出行星架9的中心孔94,分别形成两个扭矩输出轴SP7、SP6。输入太阳轮1、2、3之间,输出太阳轮7、6之间,输入太阳轮1、2、3、输出太阳轮7、6与行星架9之间可以相对转动。输入太阳轮1与行星轮81啮合,输入太阳轮2与行星轮82啮合,输入太阳轮3与行星轮83啮合,行星轮87与输出太阳轮7啮合,行星轮86与输出太阳轮6啮合。输入太阳轮1与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C1,输入太阳轮2与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C2,输入太阳轮3与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C3,行星架9与扭矩输入轴S0之间设置有离合器C9。输入太阳轮1与变速器机架Box之间设置有制动器B1,输入太阳轮2与变速器机架Box之间设置有制动器B2,输入太阳轮3与变速器机架Box之间设置有制动器B3,行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。
根据本发明的图5至图10的变速模块中,每个输入太阳轮或行星架皆连接有离合器Cx和制动器Bx,其中,输出太阳轮数为k,输入太阳轮数为m。m个输入太阳轮和行星架构成可选取的m+1个元件。图5至图10的变速模块的挡位形成情况如下:
因为每个输入太阳轮或行星架皆配置有离合器Cx和制动器Bx,所以,离合器Cx或制动器Bx的个数分别为:m+1
针对某一个输出太阳轮的挡位数计算如下:任意选取前述m+1个元件中的一个元件(输入太阳轮或行星架)所连接的离合器Cx接合(有个可能的选择),同时选取除此前述一个元件之外的另一元件所连接的制动器Bx接合(同一元件所连接的离合器Cx和制动器Bx不可以同时接合,因此,有个可能的选择)。按照上述要求,一个Cx和一个Bx接合,形成一个动力传动路线,即为一个挡位。根据实际需要,可以使得不同的Cx或不同的Bx接合所形成的动力传动路线的传动比不同。
针对输出太阳轮的选择数为个。
在所有的输入太阳轮或行星架所连接的离合器Cx中,任意选取两个接合,均形成传动比1。
因此,图5至图10的变速模块的总挡位数可以用下式计算:
图5或图6的变速模块(其中,m=2,k=1)的挡位数计算如下:
图7或图8的变速模块(其中,m=3,k=1)的挡位数计算如下:
图9的变速模块(其中,m=2,k=2)的挡位数计算如下:
图10的变速模块(其中,m=3,k=2)的挡位数计算如下:
因此,对于一个六速变速器,只需采用图5或图6的实施例即可获得六个前进挡速比和一个倒挡速比。对于一个十速变速器,只需采用图7或图8的实施例即可获得10个前进挡速比,3个倒挡速比。
因此,采用本发明的变速模块或者变速装置可以使得多挡位的变速器轴向尺寸大大缩短。而且,结构更简单、重量更轻。还避免了传统行星排与行星排相关组件之间复杂的嵌套,由此消除了行星齿轮机构相关组件的复杂结构与加工困难的缺点。
本发明的变速装置也可以称之为多速、无齿圈的行星齿轮变速装置,可以应用于车辆等。
上述实施例中,所有输入太阳轮和所有输出太阳轮并排布置且与行星架具有相同的旋转轴线,输入太阳轮和输出太阳轮相邻。扭矩输入轴与输入太阳轮及行星架具有相同的旋转轴线。远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输出太阳轮的输入太阳轮的连接轴(或管状轴),所有输入太阳轮的连接轴(或管状轴)均向输入太阳轮一侧探出行星架的中心孔。
输出太阳轮多于一个时,远离输入太阳轮的输出太阳轮通过其管状轴套装于相邻的靠近输入太阳轮的输出太阳轮的连接轴(或管状轴),所有输出太阳轮的连接轴(或管状轴)均向输出太阳轮一侧探出行星架的中心孔。
所有输入太阳轮、所有输出太阳轮与所有行星轮一一啮合。每个输入太阳轮与扭矩输入轴S0之间设置有离合器Cx,在最靠近扭矩输入轴S0的输入太阳轮与变速器机架Box之间设置有制动器Bx。行星架9与变速器机架Box之间设置有制动器B9。根据在输入太阳轮上增设制动器Bx的不同以及在行星架上增设离合器Cx与否,可以形成不同的实施例。
离合器Cx包括主动部分和从动部分,离合器Cx的主动部分与扭矩输入轴S0直接或间接建立连接,离合器Cx的从动部分与输入太阳轮或行星架直接或间接建立连接。当某个离合器Cx接合时,扭矩就从扭矩输入轴S0传递到对应的输入太阳轮或行星架上;反之,当某个离合器Cx分离时,扭矩就中断传递。每个输入太阳轮、行星架与变速器机架Box之间或设置有制动器Bx。
制动器Bx包括可转动部分和非转动部分,制动器Bx的非转动部分与变速器机架Box直接或间接建立连接,制动器Bx的可转动部分与输入太阳轮或行星架直接或间接建立连接。当某个制动器Bx接合时,对应的的输入太阳轮或行星架被阻止旋转;反之,当某个制动器Bx分离时,对应的输入太阳轮或行星架被允许旋转。
图3中,变速装置包括两个变速模块,前一变速模块的扭矩输出轴与后一变速模块的扭矩输入轴相连,每个变速模块速比设置的个数是相同的,速比的具体数值可以是不同的。每个变速模块皆设置有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮,远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于另一输入太阳轮的连接轴。同时每个变速模块设置有两个行星轮总成,两个行星轮总成相对于输入太阳轮的旋转轴线呈180°均布,每个行星轮总成设置有三个行星轮,分别与两个输入太阳轮和一个输出太阳轮一一啮合。在靠近扭矩输入轴S0的输入太阳轮上设置离合器Cx和制动器Bx,另一输入太阳轮上设置离合器Cx,行星架上设置制动器Bx。
图4中,变速装置包括两个变速模块,两个变速模块的扭矩输入轴平行或重合布置,每个变速模块的速比设置是不同的。每个变速模块皆设置有两个输入太阳轮和一个输出太阳轮,远离输出太阳轮的输入太阳轮通过其管状轴套装于另一输入太阳轮的连接轴。同时,每个变速模块设置有两个行星轮总成,两个行星轮总成相对于输入太阳轮旋转轴线呈180°均布,每个行星轮总成设置有三个行星轮,分别与两个输入太阳轮和一个输出太阳轮一一啮合。前一变速模块的两个输入太阳轮均设置离合器Cx和制动器Bx,行星架上设置制动器Bx。靠近输出太阳轮的输入太阳轮向输出太阳轮的方向有一延伸轴,输出太阳轮通过其管状轴套装于输入太阳轮的延伸轴,输入太阳轮与输出太阳轮可以相对转动,在输入太阳轮的延伸轴上布置制动器,这样可以方便在输入太阳轮上布置制动器。输出太阳轮的管状轴上连接有转接齿轮D4,通过转接齿轮D4向后传递扭矩。后一变速模块与前一变速模块的差别在于:靠近输出太阳轮的输入太阳轮上没有设置制动器Bx,因此该输入太阳轮向输出太阳轮的方向无需延伸轴,输出太阳轮无需设置管状轴。其余的结构设置与前一变速模块类似。设置有一转接中间轴,转接中间轴与两个变速模块的扭矩输入轴平行,转接中间轴上固定连接有两个转接齿轮D3和D2,后一变速模块的扭矩输入轴S0上连接有转接齿轮D1,转接齿轮D4与转接齿轮D3啮合,转接齿轮D2与转接齿轮D1啮合,这样可以避开输入太阳轮延伸轴上的制动器。
实际上,每个变速模块可以前后颠倒使用,由多个变速模块组合的大变速装置也可以前后颠倒使用。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改。例如,上述各种不同实施例下的变换方式可以进行适当组合。
凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰,均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速模块,具有变速器机架,包括扭矩输入端、传动单元和扭矩输出端,所述扭矩输入端的扭矩经由所述传动单元传递至所述扭矩输出端,其特征在于,所述传动单元包括:
行星架,可旋转地设置于所述变速器机架;
太阳轮组,包括m个输入太阳轮和k个输出太阳轮,所述太阳轮组内的各太阳轮与所述行星架共轴线设置且彼此之间可相对旋转,其中,m≥2,k≥1;以及
至少一个行星轮总成,每个所述行星轮总成包括与所述m个输入太阳轮分别对应啮合的m个输入行星轮,以及与所述k个输出太阳轮分别对应啮合的k个输出行星轮,所述输入行星轮和所述输出行星轮同轴地固连,所述行星轮总成可旋转地设置于所述行星架;
至少一个所述输入太阳轮配置有制动器,并且各所述输入太阳轮分别通过离合器与所述扭矩输入端可离合地连接,所述行星架也配置有制动器;
所述变速模块配置成从所述m个输入太阳轮和所述行星架所组成的m+1个元件中选定两个元件,使得所述两个元件中的一个元件的离合器处于接合状态而另一元件的制动器处于制动状态,或者,使得所述两个元件的离合器处于接合状态,借此形成所述变速模块的一个动力传动路线。
2.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述行星架还通过离合器与所述扭矩输入端可离合地连接。
3.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
每一个所述输入太阳轮皆配置有制动器。
4.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述扭矩输入端包括扭矩输入轴,每个离合器包括可离合地连接的内毂和外鼓;
所述扭矩输入轴和所述m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮分别连接对应离合器的内毂和外鼓中的一方和另一方。
5.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮连接有第一转接齿轮,所述第一转接齿轮与第二转接齿轮啮合传动;
所述扭矩输入端包括扭矩输入轴,所述扭矩输入轴设置有输入转接齿轮,所述输入转接齿轮与第三转接齿轮啮合传动;
所述第二转接齿轮与所述第三转接齿轮之间设置有离合器,所述至少部分输入太阳轮依次通过第一转接齿轮、第二转接齿轮、离合器、第三转接齿轮以及输入转接齿轮而可离合地连接到所述扭矩输入轴。
6.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述变速模块包括两个以上行星轮总成,所述两个以上行星轮总成沿着所述太阳轮组的圆周方向均匀分布。
7.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述太阳轮组中的至少部分太阳轮通过相互套合的管筒对而保持成共轴线且彼此之间可相对旋转。
8.如权利要求1所述的变速模块,其特征在于,
所述变速器机架包括共轴线且并排布置的前轴孔和后轴孔;
所述行星架可旋转地支撑于所述前轴孔和所述后轴孔之间,所述扭矩输入端位于所述前轴孔的前侧,所述扭矩输出端位于所述后轴孔的后侧。
9.如权利要求8所述的变速模块,其特征在于,
所述m个输入太阳轮中的至少部分输入太阳轮配置的制动器位于所述后轴孔的后侧。
10.一种变速装置,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的两个以上变速模块,所述两个以上变速模块中的前一变速模块的扭矩输出端与后一变速模块的扭矩输入端传动连接。
CN201910937582.9A 2019-09-30 2019-09-30 变速装置及变速模块 Pending CN110529570A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910937582.9A CN110529570A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 变速装置及变速模块
PCT/CN2020/118363 WO2021063306A1 (zh) 2019-09-30 2020-09-28 变速装置及变速模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910937582.9A CN110529570A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 变速装置及变速模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110529570A true CN110529570A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68671242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910937582.9A Pending CN110529570A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 变速装置及变速模块

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110529570A (zh)
WO (1) WO2021063306A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111207189A (zh) * 2020-02-20 2020-05-29 福洛德(上海)传动技术有限公司 变速装置及变速模块
CN111976861A (zh) * 2020-08-28 2020-11-24 东北林业大学 一种车轮和机械腿关节复用电机传动系统及驱动方法
WO2021063306A1 (zh) * 2019-09-30 2021-04-08 宁波市北仑旭泰汽车零部件有限公司 变速装置及变速模块

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB924061A (en) * 1960-08-01 1963-04-24 Caterpillar Tractor Co Wide range change-speed planetary transmission
GB1490965A (en) * 1975-05-22 1977-11-09 Ford Motor Co Multiple ratio hydrokinetic transmission mechanism
CN101680518A (zh) * 2007-05-19 2010-03-24 维美德公司 变速器模块及变速器组装方法
CN101769365A (zh) * 2009-10-23 2010-07-07 陈国庆 一种可直接换挡的行星齿轮变速箱
EP2267334A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-29 Valtra Oy Ab Vehicle transmissions
CN102155521A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 宁波宏协离合器有限公司 行星齿轮机构和包括该行星齿轮机构的机械变速器
CN110199140A (zh) * 2017-01-27 2019-09-03 伦克股份有限公司 传动装置、具有传动装置的驱动装置和用于操作驱动装置的方法
CN211039559U (zh) * 2019-09-30 2020-07-17 宁波市北仑旭泰汽车零部件有限公司 变速装置及变速模块

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203651469U (zh) * 2013-12-10 2014-06-18 郑州宇通客车股份有限公司 电动车辆变速装置及使用该装置的驱动系统和电动车辆
CN110529570A (zh) * 2019-09-30 2019-12-03 宁波市北仑旭泰汽车零部件有限公司 变速装置及变速模块

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB924061A (en) * 1960-08-01 1963-04-24 Caterpillar Tractor Co Wide range change-speed planetary transmission
GB1490965A (en) * 1975-05-22 1977-11-09 Ford Motor Co Multiple ratio hydrokinetic transmission mechanism
CN101680518A (zh) * 2007-05-19 2010-03-24 维美德公司 变速器模块及变速器组装方法
EP2267334A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-29 Valtra Oy Ab Vehicle transmissions
CN101769365A (zh) * 2009-10-23 2010-07-07 陈国庆 一种可直接换挡的行星齿轮变速箱
CN102155521A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 宁波宏协离合器有限公司 行星齿轮机构和包括该行星齿轮机构的机械变速器
CN110199140A (zh) * 2017-01-27 2019-09-03 伦克股份有限公司 传动装置、具有传动装置的驱动装置和用于操作驱动装置的方法
CN211039559U (zh) * 2019-09-30 2020-07-17 宁波市北仑旭泰汽车零部件有限公司 变速装置及变速模块

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021063306A1 (zh) * 2019-09-30 2021-04-08 宁波市北仑旭泰汽车零部件有限公司 变速装置及变速模块
CN111207189A (zh) * 2020-02-20 2020-05-29 福洛德(上海)传动技术有限公司 变速装置及变速模块
CN111976861A (zh) * 2020-08-28 2020-11-24 东北林业大学 一种车轮和机械腿关节复用电机传动系统及驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021063306A1 (zh) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101592368B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101234667B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
CN110529570A (zh) 变速装置及变速模块
CN103807379A (zh) 四离合器多速变速器
CN105026794B (zh) 行星结构式多级变速器
KR20180123927A (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
JPH0788879B2 (ja) 多速パワートランスミッション
CA3011944A1 (en) Automatic transmission
KR101234666B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR20190075478A (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR20130000173A (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101283595B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR20190075476A (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
CN110500390A (zh) 一种七挡行星自动变速器
KR102417352B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
CN110486426A (zh) 一种九挡行星自动变速器
CN211039559U (zh) 变速装置及变速模块
CN109538719A (zh) 一种七挡行星自动变速器
CN105008767A (zh) 行星结构式多级变速器
KR20190043816A (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
CN103453088A (zh) 多挡变速器
KR102417349B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
CN110500389A (zh) 一种九挡行星自动变速器
CN105026793A (zh) 行星结构式多级变速器
CN110608270A (zh) 一种液力自动变速器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination