CN110985620B - 一种双行星齿轮多级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双行星齿轮多级变速器，包括发动机输入轴、第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴、第一制动器、第二制动器、输出轴，所述发动机输入轴的输入齿轮与第一行星结合器、第二行星结合器外齿圈的外齿牙啮合连接，第一行星结合器的太阳轮与第一扭矩传递轴连接，第二行星结合器的太阳轮与第二扭矩传递轴连接，所述输出轴的末端连接差速器，该变速器设七个前进档位和一个倒挡，使得变速器档位变换间速度平稳，且本变速器未设置离合器系统，能保证档位之间顺利切换，使得司机变速操作简单便利。

Description

一种双行星齿轮多级变速器
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种双行星齿轮多级变速器。
背景技术
目前，随着生活水平的提高，车辆在日常生活中成为了必不可少的交通工具，汽车的动力主要源于发动机，当汽车启动时发动机开始工作，在行驶时通过换挡的操作来提升和减少转速，从而控制车的行驶速度，变速器内的换挡是通过齿轮来实现的，但变速器的档位往往很少，档位过少的变速会导致档位间速度差距较大，最终会导致车身整体的损耗增大，同时换挡的时候需要离合器的配合，才能实现档位的平顺转换，且离合器有具有复杂的结构，使得整个变速器结构复杂，换挡过程复杂。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种双行星齿轮多级变速器，该变速器实现了七个前进档位和一个倒挡，使得变速器档位变换间速度平稳，且本变速器未设置离合器系统，能保证档位之间顺利切换，使得司机变速操作简单便利。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种双行星齿轮多级变速器，包括发动机输入轴、第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴、第一制动器、第二制动器、输出轴，所述发动机输入轴的输入齿轮与第一行星结合器、第二行星结合器外齿圈的外齿牙啮合连接，第一制动器的制动盘通过第一行星齿轮制动轴连接第一行星结合器的行星齿轮架，第二制动器的制动盘通过第二行星齿轮制动轴连接第二行星结合器的行星齿轮架，第一行星结合器的太阳轮与第一扭矩传递轴连接，第二行星结合器的太阳轮与第二扭矩传递轴连接，所述第一扭矩传递轴上设有四个档位主动齿轮，第二扭矩传递轴上设有三个档位主动齿轮及一个倒挡主动齿轮，所述输出轴上设有与第一扭矩传递轴和第二扭矩传递轴上主动齿轮相啮合连接的从动齿轮，所述输出轴的末端连接差速器。
进一步的，所述第一扭矩传递轴上依次连接五档主动齿轮、七档主动齿轮、三档主动齿轮和一档主动齿轮，第二扭矩传递轴上依次连接二档主动齿轮、四档主动齿轮、倒挡主动齿轮和六档主动齿轮，所述输出轴上依次通过轴承连接五档从动齿轮、二档从动齿轮、四档从动齿轮、七档从动齿轮、三档从动齿轮、倒挡从动齿轮、六档从动齿轮、一档从动齿轮，所述一档主动齿轮啮合连接一档从动齿轮，二档主动齿轮啮合连接二档从动齿轮，三档主动齿轮啮合连接三档从动齿轮，四档主动齿轮啮合连接四档从动齿轮，五档主动齿轮啮合连接五档从动齿轮，六档主动齿轮啮合连接六档从动齿轮，七档主动齿轮啮合连接七档从动齿轮，倒挡主动齿轮与倒挡从动齿轮之间通过倒挡间轮啮合连接。
进一步的，所述变速器还包括四个双向同步器，包括包括第一同步器、第二同步器、第三同步器、第四同步器；所述第一同步器选择性接连一档从动齿轮和六档从动齿轮，第二同步器选择性接连三档从动齿轮和倒挡从动齿轮，第三同步器选择性接连四档从动齿轮和七档从动齿轮，第四同步器选择性接连五档从动齿轮和二档从动齿轮。
进一步的，所述四个双向同步器分别由四个换挡电机控制连接。
进一步的，所述第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴均设置于壳体内，第一制动器和第二制动器设置于壳体外。制动器设置于壳体外部，以便于更换制动器，进行维护保养，使得壳体内的部件不受制动器摩擦片的污染，便于维护。
进一步的，所述第一制动器和第二制动器为干式摩擦制动器或湿式摩擦制动器。
进一步的，所述变速器可运用于手动变速器和自动变速器中。
本发明的有益效果：本发明变速器的行星结合器替代了传统变速箱的离合器和液力变矩器进行动力组合，发动机动力输入到第一、第二行星结合器的外齿圈，通过制动器对行星齿轮架进行制动，以禁止行星齿轮架公转，第一、第二行星结合器的太阳轮与第一、第二扭矩传递轴共同旋转，将动力通过啮合的齿轮传输至输出轴；四个同步器，七个前进档位的齿轮组及一个的倒挡齿轮组，形成七个速度传动比和倒档传动比；当输出轴需静止时，发动机动力输出至第一、第二行星结合器的外齿圈，第一、第二行星结合器的的内齿将动力转给行星齿轮，行星齿轮架带动行星齿轮制动轴与制动器的制动盘旋转，此时行星齿轮在自传并与行星齿轮架进行公转，此时，行星结合器的太阳轮与扭矩传递轴为静止状态。
本行星齿轮多级变速器没有传统变速器复杂的离合器系统，在动力结合时更容易控制，，使得发动机变速操作轻巧灵活，变速器重量变轻，体积变小，结构更加简单，便于更换摩擦部件，成本低，有效节省了保养费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种双行星齿轮多级变速器，包括发动机输入轴1、第一行星结合器2、第二行星结合器3、第一扭矩传递轴4、第二扭矩传递轴5、第一制动器6、第二制动器7、输出轴8，所述发动机输入轴1的输入齿轮与第一行星结合器2、第二行星结合器3外齿圈的外齿牙啮合连接，第一制动器6的制动盘通过第一行星齿轮制动轴连接第一行星结合器的行星齿轮架9，第二制动器7的制动盘通过第二行星齿轮制动轴连接第二行星结合器的行星齿轮架10，第一行星结合器2的太阳轮与第一扭矩传递轴4连接，第二行星结合器3的太阳轮与第二扭矩传递轴5连接，所述第一扭矩传递轴4上依次连接五档主动齿轮15、七档主动齿轮17、三档主动齿轮13和一档主动齿轮11，第二扭矩传递轴上依次连接二档主动齿轮12、四档主动齿轮14、倒挡主动齿轮18和六档主动齿轮16，所述输出轴上依次通过轴承连接五档从动齿轮25、二档从动齿轮22、四档从动齿轮24、七档从动齿轮27、三档从动齿轮23、倒挡从动齿轮28、六档从动齿轮26、一档从动齿轮21，所述一档主动齿轮11啮合连接一档从动齿轮21，二档主动齿轮12啮合连接二档从动齿轮22，三档主动齿轮13啮合连接三档从动齿轮23，四档主动齿轮14啮合连接四档从动齿轮24，五档主动齿轮15啮合连接五档从动齿轮25，六档主动齿轮16啮合连接六档从动齿轮26，七档主动齿轮17啮合连接七档从动齿轮27，倒挡主动齿轮18与倒挡从动齿轮28之间通过倒挡间轮19啮合连接。所述输出轴8的末端连接差速器。
进一步的，所述变速器还包括四个双向同步器，包括包括第一同步器31、第二同步器32、第三同步器33、第四同步器34；所述四个双向同步器分别由四个换挡电机20控制连接，
所述第一同步器31选择性接连一档从动齿轮21和六档从动齿轮26，第二同步器32选择性接连三档从动齿轮23和倒挡从动齿轮28，第三同步器33选择性接连四档从动齿轮24和七档从动齿轮27，第四同步器34选择性接连五档从动齿轮25和二档从动齿轮22。
进一步的，所述第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴均设置于壳体内，第一制动器和第二制动器设置于壳体外。制动器设置于壳体外部，以便于更换制动器，进行维护保养，使得壳体内的部件不受制动器摩擦片的污染，便于维护，所述第一制动器和第二制动器为干式摩擦制动器或湿式摩擦制动器；所述变速器可运用于手动变速器和自动变速器中。
具体使用时，两个行星结合器可以选择性的结合，以所述对应的扭矩传递轴主动齿轮与输出轴从动齿轮接合，换挡电机控制第一同步器选择结合输出轴一档从动齿轮后，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴一档主动齿轮与输出轴一档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成一档变速比；当检测到需要更高变速比时，换挡电机控制第四同步器选择接合输出轴二档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的二档主动齿轮与输出轴二档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成二档变速比；当检测到需要更高变速比时，换档电机控制第二同步器选择接合输出轴三档从动齿轮，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，取消对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴三档主动齿轮与输出轴三档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成三档变速比；当检测到需要更高变速比时，换挡电机控制第三同步器选择输出轴四档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的四档主动齿轮与输出轴四档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成四档变速比；当检测到需要更高变速比时，换档电机控制第四同步器选择接合输出轴五档从动齿轮，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，取消对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴五档主动齿轮与输出轴五档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成五档变速比；当检测到需要更高变速比时，换挡电机控制第一同步器选择输出轴六档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的六档主动齿轮与输出轴六档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成六档变速比；当检测到需要更高变速比时，换档电机控制第三同步器选择接合输出轴七档从动齿轮，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，取消对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴七档主动齿轮与输出轴七档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成七档变速比。
当检测到需要降低变速比时，换挡电机控制第一同步器选择输出轴六档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的六档主动齿轮与输出轴六档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成六档变速比；当检测到需要再降低变速比时，换档电机控制第四同步器选择接合输出轴五档从动齿轮，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，取消对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴五档主动齿轮与输出轴五档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成五档变速比；当检测到需要再降低变速比时，换挡电机控制第三同步器选择输出轴四档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的四档主动齿轮与输出轴四档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成四档变速比；当检测到需要再降低变速比时，换档电机控制第二同步器选择接合输出轴三档从动齿轮，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，取消对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴三档主动齿轮与输出轴三档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成三档变速比；当检测到需要再降低变速比时，换挡电机控制第四同步器选择接合输出轴二档从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴的二档主动齿轮与输出轴二档从动齿轮啮合，第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成二档变速比；当检测到还需要再降低变速比时，换挡电机控制第一同步器选择结合输出轴一档从动齿轮后，对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第一扭矩传递轴一档主动齿轮与输出轴一档从动齿轮啮合，第一扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成一档变速比；当需要倒挡变速比时，换挡电机控制第二同步器选择接合输出轴倒挡从动齿轮，对第二行星结合器的行星齿轮架进行制动的同时，取消对第一行星结合器的行星齿轮架进行制动，第二扭矩传递轴主动齿轮，倒挡间轮与输出轴倒挡变速齿轮相互啮合，所述第二扭矩传递轴与输出轴共同旋转，以形成倒挡变速比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (4)

1.一种双行星齿轮多级变速器，其特征在于，包括发动机输入轴、第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴、第一制动器、第二制动器、输出轴，所述发动机输入轴的输入齿轮与第一行星结合器、第二行星结合器外齿圈的外齿牙啮合连接，第一制动器的制动盘通过第一行星齿轮制动轴连接第一行星结合器的行星齿轮架，第二制动器的制动盘通过第二行星齿轮制动轴连接第二行星结合器的行星齿轮架，第一行星结合器的太阳轮与第一扭矩传递轴连接，第二行星结合器的太阳轮与第二扭矩传递轴连接，所述第一扭矩传递轴上设有四个档位主动齿轮，第二扭矩传递轴上设有三个档位主动齿轮及一个倒挡主动齿轮，所述输出轴上设有与第一扭矩传递轴和第二扭矩传递轴上主动齿轮相啮合连接的从动齿轮，所述输出轴的末端连接差速器；
所述第一扭矩传递轴上依次连接五档主动齿轮、七档主动齿轮、三档主动齿轮和一档主动齿轮，第二扭矩传递轴上依次连接二档主动齿轮、四档主动齿轮、倒挡主动齿轮和六档主动齿轮，所述输出轴上依次通过轴承连接五档从动齿轮、二档从动齿轮、四档从动齿轮、七档从动齿轮、三档从动齿轮、倒挡从动齿轮、六档从动齿轮、一档从动齿轮，所述一档主动齿轮啮合连接一档从动齿轮，二档主动齿轮啮合连接二档从动齿轮，三档主动齿轮啮合连接三档从动齿轮，四档主动齿轮啮合连接四档从动齿轮，五档主动齿轮啮合连接五档从动齿轮，六档主动齿轮啮合连接六档从动齿轮，七档主动齿轮啮合连接七档从动齿轮，倒挡主动齿轮与倒挡从动齿轮之间通过倒挡间轮啮合连接；
所述变速器还包括四个双向同步器，包括第一同步器、第二同步器、第三同步器、第四同步器；所述第一同步器选择性接连一档从动齿轮和六档从动齿轮，第二同步器选择性接连三档从动齿轮和倒挡从动齿轮，第三同步器选择性接连四档从动齿轮和七档从动齿轮，第四同步器选择性接连五档从动齿轮和二档从动齿轮；所述四个双向同步器分别由四个换挡电机控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种双行星齿轮多级变速器，其特征在于，所述第一行星结合器、第二行星结合器、第一扭矩传递轴、第二扭矩传递轴均设置于壳体内，第一制动器和第二制动器设置于壳体外。
3.根据权利要求1所述的一种双行星齿轮多级变速器，其特征在于，所述第一制动器和第二制动器为干式摩擦制动器或湿式摩擦制动器。
4.根据权利要求1所述的一种双行星齿轮多级变速器，其特征在于，所述变速器可运用于手动变速器和自动变速器中。
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