CN113803423B - 多级变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，提供一种多级变速箱，包括外壳和锥齿变速机构，锥齿变速机构包括变速动力输入轴、动力输出轴以及连接于变速动力输入轴和动力输出轴之间的至少一个变速级组，变速级组包括：动力输入轮，动力输入轮上设有输入锥齿圈；动力输出轮，动力输出轮上设有输出锥齿圈；中继轴和锥齿轮，中继轴转动连接在外壳上；同步器，各同步器设于相应的中继轴上。与现有技术相比，本发明解决了目前无级变速器传动效率低、相对径向尺寸大、扭矩传递受限、多级自动齿轮变速控制系统过于复杂、技术要求高、故障率高、可靠性较差等技术问题，传动比范围更宽，传动力矩更大，传动比个数更多，同时以简单的制动器替代了传统的液力变矩器。

Description

多级变速箱
技术领域
本发明属于汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种多级变速箱。
背景技术
齿轮传动系统(或称平行轴齿轮传动系统)借助不同齿数的齿轮组合改变传动系统输入、输出端的转速比，进而获得负载端所需要的转速和扭矩，是机械工程领域中的一项古老且十分成熟的技术。随着传递功率变化范围的拓宽、对传动的平顺性和经济性要求的不断提高，传动系统的复杂程度、体积和自重也日益增加，这对于汽车、飞机等类型的移动机械而言是一个不可忽略的问题。
上世纪八十年代，荷兰人，范·多尼斯(Van Doom's)发明了一种无级变速箱(Continuously Variable Transmission),简称：CVT)，采用两个可变半径V形槽轮和柔性材料带进行连续可变速比的传动，优点是省去了复杂而笨重' 的齿轮组合变速机构且实现了传动比的连续变化，缺点是完全依靠可变半径的 V形槽轮与柔性带状材料间的摩擦力传递扭矩，传送能力受到很大限制；同时，两组带V形槽轮只能安装在同一平面上，可变摩擦半径方向的尺寸大小又限定了其变速范围；从而这种CVT变速箱难以获得广泛应用。
本世纪八十年代初，日本日产汽车制造商(NISSAN)在原CVT技术的基础上作了进一步改进，将柔性传动带改用抗拉力更好的钢带，在钢带上还安装了具高摩擦力的摩擦片，使传递动力明显增加。在电控和液压技术的配合，让V 形槽的带轮可变半径的变化更加准确可靠，目前在小型轿车上已应用较多，延续了体积小重量轻的优势，但变速范围(传动比＞7.1)和较大扭矩(＞250NM) 的传递仍然受到限制——在传动效率和扭矩上，显然还是不及齿轮传动的效果。
二十一世纪以来由于工业革命不断转型及升级，以至逐步减轻对石油能源的过分依赖；同时人们的生存环境对汽车排放标准要求的迅速提高，新能源和小排量及低油耗的燃料汽车已经成为当今发展的主流方向。二零一零年之后，以丰田、本田、大众、奔驰、福特、通用等世界汽车制造巨商经反复理论研究和长期测试，对于有级变速箱变速比个数越多和宽变速范围的是提高汽车的动力性经济性的不争事实。
但是目前的变速箱结构中，变速箱变速比个数越多，其结构越加复杂且越不可靠，占用空间大。特别是对于无级变速箱中，传动效率不高，相对径向尺寸和扭矩传递受限，平行轴多级自动齿轮变速箱结构复杂、轴向尺寸大、变速比个数受限于整体尺寸，而当前最新的9AT、10AT多级自动齿轮变速箱(采用四个行星齿轮系统串联)前进挡位虽多、结构紧凑、体积小，但控制系统过于复杂、技术要求高(三个电控液压多片离合器和三个制动器等组成)，具有故障率较高、可靠性较差等问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多级变速箱，解决了目前无级变速器控制系统过于复杂、技术要求高、传动力矩受限的技术问题，传动比范围更宽，传动力矩更大，传动比个数更多，同时以简单的制动器替代了传统的液力变矩器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种多级变速箱，包括外壳和锥齿变速机构，所述锥齿变速机构包括变速动力输入轴、动力输出轴以及连接于所述变速动力输入轴和所述动力输出轴之间的至少一个变速级组，当所述变速级组为多个时，各所述变速级组依次连接，所述变速级组包括：动力输入轮，所述动力输入轮上设有直径不一的若干输入锥齿圈，各所述输入锥齿圈按直径大小同轴设于所述动力输入轮上；动力输出轮，所述动力输出轮上设有直径不一的若干输出锥齿圈，各所述输出锥齿圈按直径大小同轴设于所述动力输出轮上；至少一个中继轴和若干个锥齿轮，所述中继轴转动连接在所述外壳上，当中继轴为一个时，各所述锥齿轮转动设置在所述中继轴上，当中继轴为多个时，各所述中继轴之间传动连接，各所述锥齿轮转动连接在相应的所述中继轴上，其中，至少一个所述中继轴上的所述锥齿轮与所述动力输入轮上的各所述输入锥齿圈一一对应连接，至少一个所述中继轴上的所述锥齿轮与所述动力输出轮上的各所述输入锥齿圈一一对应连接；若干同步器，各所述同步器设于相应的所述中继轴上，用于使各所述锥齿轮与对应的所述中继轴同步连接。
可选地，所述多级变速箱还包括行星减速机构，所述行星减速机构包括减速动力输入轴、太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈，所述减速动力输入轴转动连接在所述外壳上，所述太阳轮设置在所述减速动力输入轴上，所述外齿圈转动连接在所述减速动力输入轴上，所述行星轮啮合于所述外齿圈和所述太阳轮之间，所述行星架转动连接在所述外壳上并连接所述行星轮，且所述行星架与所述太阳轮同轴设置，所述变速动力输入轴与所述行星架或所述外齿圈相连接。
可选地，所述行星减速机构还包括设置在所述外壳上的制动器，当所述变速动力输入轴连接所述行星架时，所述制动器制动所述外齿圈；当所述变速动力输入轴连接所述外齿圈时，所述制动器制动所述行星架。
可选地，所述锥齿变速机构还包括倒挡轴和倒挡轮，所述倒挡轴转动连接在所述外壳上，所述倒挡轮转动连接在所述倒挡轴上并与所述动力输出轴传动连接，其一所述同步器设置在所述倒挡轴上并能够使所述倒挡轴和所述倒挡轮同步连接，其上所述锥齿轮与所述动力输出轮相连接的所述中继轴与所述倒挡轴传动连接。
可选地，各所述中继轴之间通过齿轮连接，所述倒挡轴与所述动力输出轴之间通过齿轮连接。
可选地，所述同步器为单向同步器，每一所述同步器对应结合一个锥齿轮，或者，所述同步器为双向同步器，每一所述同步器设于两个同轴且相邻的两个所述锥齿轮之间，并对应结合两个所述锥齿轮中的一个。
可选地，所述动力输入轮的输入锥齿圈数以及所述动力输出轮的输出锥齿圈数均小于或等于4。
可选地，包括至少两个所述变速级组，相邻两个所述变速级组之间设有中间轮，前一所述变速级组的各所述输出锥齿圈设置在所述中间轮的一侧，后一所述变速级组的各所述输入锥齿圈设置在所述中间轮的另一侧。
可选地，各所述变速级组中，所述动力输入轮的各所述输入锥齿圈的齿数与所述动力输出轮的所述输出锥齿圈的齿数交替有序递增。
可选地，所述动力输入轮和所述动力输出轮上分别设有三个所述输入锥齿圈和三个所述输出锥齿圈，所述动力输入轴与所述行星减速机构相连接，所述锥齿变速机构包括五个中继轴，第一中继轴上设有第一锥齿轮和第三锥齿轮，第二中继轴上设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮分别与所述动力输入轮上的三个所述输入锥齿圈相连接，第三中继轴上设有第四锥齿轮和第六锥齿轮，第四中继轴上设有第五锥齿轮，所述第四锥齿轮、第五锥齿轮和第六锥齿轮分别与所述动力输出轮上的三个所述输出锥齿圈相连接，所述第一中继轴、所述第二中继轴通过第五中继轴与所述第三中继轴和第四中继轴传动连接。
根据本发明提供的多级变速箱,至少具有如下有益效果：
一、在整体结构尺寸一定的条件下，获得了尽可能多的单组变速器传动比个数，采用多个锥齿圈集成于同一转动体上(动力输入轮或动力输出轮)，每一组内的动力输入轮上的各同轴锥齿圈与动力输出轮上的各同轴锥齿圈，经中继轴及中继轴上的锥齿轮作为中间的变速传动结构分别组合，两两依次配对，组合出的传动比个数可达到最多；
二、采用了单组或多组减速器相互串联的形式获得最多传动比个数方式，尽管轴向尺寸有所增加，但对于需求多传动比个数时，相比传统的齿轮变速器单依靠增加齿轮个数的唯一方式，本发明增加传动比个数时明显要快得多。
三、简化了系统构成及控制策略，采用制动器、同步器(倒档除外)及二级变速机构相互串联的方式就可实现更多个挡位的变化(倒挡除外)，提高了本发明质量的可靠性；
四、经自带制动器的行星减速机构的降速后，极大改善了后续行星变速机构的工作条件，使之从传统的高速、高温、高磨檫、高动平衡工况，转为在低速、低温、低磨檫的工况下工作，其运行的可靠性大为提高，制动器可选择安装于外齿圈外径上或外齿圈侧面，其构成也较为简单，可以是干式制动、湿式制动、嵌入式或多片式等结构，摆脱了结构复杂、成本昂贵、对防液体泄漏技术要求高的液力变矩器的长期依赖；
五、本发明技术线路清晰、简捷，涵盖面广，通用性强，整体结构简单，制造成本低，用于中、小型车辆时，多级变速箱重量可减轻20％-30％，体积可减少25％-35％，用于中大型车辆时，多级变速箱重量减轻30％-40％，体积可减少 40％-50％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的“2*2”的多级变速箱的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的“2*3”的多级变速箱的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的“3*2”的多级变速箱的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的“3*3”的多级变速箱的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的“(2*2)*(2*2)”的多级变速箱的结构示意图。
需要说明的是，图1至图4中均为含一个变速级组的多级变速箱，图5为二个变速级组串联的多级变速箱，一个变速级组内的结构方式为“输入锥齿圈的圈数n1*输出锥齿圈的圈数n2”，二个变速级组串联时的结构方式为“(前级输入锥齿圈的圈数n1*前级输出锥齿圈的圈数n2)*(后级输入锥齿圈的圈数 n3*后级输出锥齿圈的圈数n4)”。
其中，图中各附图标记：
外壳100；
行星减速机构200、减速动力输入轴210、太阳轮220、行星轮230、行星架240、外齿圈250、制动器260；
锥齿变速机构300、变速动力输入轴310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、倒挡轴350、中间轮360。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
现结合附图对本发明实施例提供的多级变速箱进行说明。
请参阅图1至图5，一种多级变速箱，包括外壳100以及锥齿变速机构300，其中，锥齿变速机构300包括变速动力输入轴310、动力输出轴330、以及连接于变速动力输入轴310和动力输出轴330之间的至少一个变速级组，当变速级组为多个时，各变速级组之间依次顺序连接，串联在一起。变速动力输入轴310 用于接收行星减速机构200所传递的动力，转动连接在外壳100上，动力输出轴330用于将动力输送至传动系统上，以驱使汽车运动。
其中，变速级组包括动力输入轮320、动力输出轮340、若干同步器以及设于动力输入轮320和动力输出轮340之间的至少一个中继轴和若干锥齿轮，动力输入轮320上设有直径不一的若干输入锥齿圈，各输入锥齿圈按直径大小同轴设于动力输入轮320上，用于形成不同的传动比；动力输出轮340上设有直径不一的若干输出锥齿圈，各输出锥齿圈按直径大小同轴设于动力输出轮340 上，同样用于形成不同的传动比。动力输入轮320上的输入锥齿圈与动力输出轮340上的输出锥齿圈为有多个锥齿形成的齿圈结构，同轴设于动力输入轮320/动力输出轮340的一侧，可以与相应规格锥齿轮上的锥齿相啮合。
各中继轴均转动连接在外壳100上，各锥齿轮转动连接在相应的中继轴上，以下对锥齿变速机构内只含有一个变速级组的情况进行介绍。
当中继轴为一个时，各锥齿轮转动设置在中继轴上，中继轴上的各锥齿轮分别与动力输入轮320的各输入锥齿圈、动力输出轮340的各输出锥齿圈一一对应啮合连接，动力输入轮320、中继轴和动力输出轮340之间形成二级减速机构；当中继轴为多个时，各中继轴之间传动连接，各锥齿轮转动连接在相应的中继轴上，当动力输入至其一中继轴上后，与之传动连接的其它中继轴同时转动。其中，至少一个中继轴作为输入中继轴，输入中继轴上设有与变速动力输入轴310上的各输入锥齿圈一一对应连接的锥齿轮，该锥齿轮为输入锥齿轮；至少一个中继轴作为输出中继轴，输出中继轴上设有与动力输出轴330上的各输出锥齿圈一一对应的锥齿轮，该锥齿轮为输出锥齿轮。各中继轴之间可相互组合形成多级减速机构，相应的锥齿轮作为啮合传动结构，使动力在锥齿变速机构300上传递。
同步器用于锥齿轮与对应中继轴的同步对接，各同步器设于相应的中继轴上，用于使各锥齿轮与对应的中继轴同步连接，使锥齿轮接收的动力传递至中继轴上，或令中继轴的转动扭矩通过锥齿轮传递至下一级中继轴或动力输出轴 330上。
本多级变速箱的运作过程如下：动力传递至变速动力输入轴310上，变速动力输入轴310带动动力输出轮340转动，在相应同步器没有接合的情况下，动力输出轮340通过各输入锥齿圈带动输入中继轴上的输入锥齿轮空转，此时同步器对应啮合相应中继轴上的锥齿轮，使动力通过其一锥齿圈以及与其啮合的锥齿轮传递至输入中继轴上，此为一级传动i1；在同步器作用下，输入中继轴通过相啮合的另一锥齿轮将动力传递至下一级的中继轴上，此为二级传动i2；以此类推，经过多级传动i3，i4，...直至动力传递至输出中继轴上，输出锥齿轮通过同步器所选择接合的锥齿轮，最终将动力传递至动力输出轮340上，经动力输出轴330输出，此为最终级传递in。由此所得多级变速器的总传动比是 I总＝i1*i2*i3┈in(i1、i2、i3┈in分别表示变速级组内的传动级数)。
当变速级组为多个时，各个变速级组相应的传动比数为I1，I2，I3，...In，由于各个变速级组相串联，整个多级变速箱的总传动比I总＝I1*I2*I3┈In(I1、I2、 I3┈In分别表示所串联的多个变速级组的传动比个数)。
实施例1
参照图1，为本发明的其中一个优选实施例，锥齿变速机构300为“2*2”结构，包括变速动力输入轴310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第一同步器T1和第二同步器T2，第一中继轴Z1上设有第一锥齿轮1和第二锥齿轮2，第二中继轴Z2上设有第三锥齿轮3和第四锥齿轮4，第一中继轴Z1和第二中继轴Z2之间通过齿轮副ZF1 传动连接，动力输入轮320上设有第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2，动力输出轮340上设有第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2，其中，第一锥齿轮1和第二锥齿轮2分别与第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2相啮合，第三锥齿轮3和第四锥齿轮4分别与第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2相啮合，第一同步器T1设于第一中继轴Z1上并位于第一锥齿轮1和第二锥齿轮2之间，第二同步器T2设于第二中继轴Z2上并位于第三锥齿轮3和第四锥齿轮4之间。本锥齿变速机构300的档位如下：
档位1：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位2：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位3：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位4：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出。
实施例2
另一个优选实施例中，参照图2，选用其中一个中继轴作为中间中继轴，输出中继轴设有两个，锥齿变速机构300为“2*3”结构，包括变速动力输入轴 310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第三中继轴Z3、第四中继轴Z4、第一同步器T1、第二同步器 T2和第三同步器Z3，第一中继轴Z1作为输入中继轴，设有第一锥齿轮1和第二锥齿轮2，第二中继轴Z2和第三中继轴Z3作为输出中继轴，第二中继轴Z3上设有第四锥齿轮4，第三中继轴Z3设有第三锥齿轮3和第五锥齿轮5，第四中继轴Z4作为中间中继轴，第四中继轴Z4通过第一齿轮副ZF1、第二齿轮副 ZF2和第三齿轮副ZF3分别与第一中继轴Z1、第二中继轴Z2和第三中继轴Z3 传动连接，动力输入轮320上设有第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2，动力输出轮340上设有第一输出锥齿圈B1、第二输出锥齿圈B2和第三输入锥齿圈B3，其中，第一锥齿轮1和第二锥齿轮2分别与第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2相啮合，第三锥齿轮3、第四锥齿轮4和第五锥齿轮5分别与第一输出锥齿圈B1、第二输出锥齿圈B2和第三输出锥齿圈B3相啮合，第一同步器T1设于第一中继轴Z1上并位于第一锥齿轮1和第二锥齿轮2之间，第二同步器T2设于第二中继轴Z2上，第三同步器T3设于第三中继轴Z3上并位于第三锥齿轮3和第五锥齿轮5之间。本锥齿变速机构300的档位如下：
档位1：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位2：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第三锥齿轮3接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位3：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3不接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位4：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3不接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位5：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位6：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出。
实施例3
同理，参照图3，选用其中一个中继轴作为中间中继轴，输入中继轴设有两个，锥齿变速机构300为“3*2”结构，包括变速动力输入轴310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第三中继轴Z3、第四中继轴Z4、第一同步器T1、第二同步器T2和第三同步器Z3，第一中继轴Z1和第二中继轴Z2作为输入中继轴，第一中继轴Z1设有第一锥齿轮1和第三锥齿轮3，第二中继轴Z2设有第二锥齿轮2，第三中继轴 Z3作为输出中继轴，设有第四锥齿轮4和第五锥齿轮5，第四中继轴Z4作为中间中继轴，第四中继轴Z4通过第一齿轮副ZF1、第二齿轮副ZF2和第三齿轮副ZF3分别与第一中继轴Z1、第二中继轴Z2和第三中继轴Z3传动连接，动力输入轮320上设有第一输入锥齿圈A1、第二输入锥齿圈A2和第三输入锥齿圈A3，动力输出轮340上设有第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2，其中，第一锥齿轮1、第二锥齿轮2和第三锥齿轮3分别与第一输入锥齿圈A1、第二输入锥齿圈A2和第三输入锥齿圈A3相啮合，第四锥齿轮4和第五锥齿轮 5分别与第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2相啮合，第一同步器T1设于第一中继轴Z1上并位于第一锥齿轮1和第三锥齿轮3之间，第二同步器T2 设于第二中继轴Z2上，第三同步器T3设于第三中继轴Z3上并位于第四锥齿轮4和第五锥齿轮5之间。本锥齿变速机构300的档位如下：
档位1：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位2：第一同步器T1不接合，第二同步器T2与第二锥齿轮2接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位3：第一同步器T1与第三锥齿轮3接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，动力经动力输入轮320、第三锥齿轮3、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位4：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位5：第一同步器T1不接合，第二同步器T2与第二锥齿轮2接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位6：第一同步器T1与第三锥齿轮3接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮320、第三锥齿轮3、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出。
在以上各实施例中，可以应用于中小型汽车上，当然，也可以应用在大型客车上。
在本发明的一个实施例中，多级变速箱还包括行星减速机构200，行星减速机构200与锥齿变速机构300相连接，用于将发动机的动力传递至锥齿变速机构300上。行星减速机构200包括减速动力输入轴210、太阳轮220、行星轮 230、行星架240和外齿圈250，减速动力输入轴210转动连接在外壳100上，太阳轮220设置在减速动力输入轴210上，减速动力输入轴210直接驱动太阳轮220转动，外齿圈250转动连接在减速动力输入轴210上，行星轮230啮合于外齿圈250和太阳轮220之间，与外齿圈250和太阳轮220形成行星齿系，行星架240转动连接在外壳100上并连接行星轮230，与行星轮230连接并与太阳轮220同轴设置，当外齿圈250固定时，行星齿轮绕着太阳轮220的旋转轴线公转，进而驱动行星架240转动；当外齿圈250不固定时，行星齿轮带动外齿圈250在减速动力输入轴210上空转，动力不再输出，行星齿轮绕着太阳轮220轴线的转动速度变小或不公转。本实施例中，参照图4，变速动力输入轴310与行星架240相连接，行星减速机构200通过行星架240将动力输入至锥齿变速机构300上。
具体地，行星减速机构200还包括制动器260，制动器260设置在外壳100 上并能够制动外齿圈250。在初始状态下，制动器260固定外齿圈250，外齿圈 250与外壳100连成一体，外齿圈250不转，动力经太阳轮220、行星轮230 及行星架240传递至锥齿变速机构300的变速动力输入轴310上，此时相当于离合器的结合状态；当制动器260解除与外齿圈250的接触，行星轮230带动外齿圈250减速反转，外齿圈250可在减速动力输入轴210上空转，动力不再输出。
在另一实施例中，参照图3，变速动力输入轴310与外齿圈250相连接，行星减速机构200通过外齿圈250将动力输入至锥齿变速机构300上。本实施例中，制动器260设置在外壳100上并能够制动行星架240，在初始状态下，制动器260固定行星架240，行星架240与外壳100连成一体，外齿圈250不转，动力经外齿圈250传递至锥齿变速机构300的变速动力输入轴310上，此时相当于离合器的结合状态；当制动器260解除与外齿圈250的接触，行星轮230带动外齿圈250减速反转，行星轮230、太阳轮220在减速动力输入轴210 上空转，动力不再输出。
用于制动外齿圈250的制动器260可以为干式制动、湿式制动、嵌入式制动或多片式制动，极大改善后续变速机构的工作条件。本实施例中，行星减速机构200相当于一个离合机构，可以控制动力的输入和输出，此外，本多级变速箱的变速机构还可以通过湿式离合器、干式离合器、多片式离合器等离合机构实现动力输入和输出。
需要说明的是，行星减速机构200可以设置一个或多个，在相应的变速级组前可设置一个或若干个行星减速机构200，以达到一级或多级减速目的，此外，各行星减速机构200之间还可以相互串联，以形成多级减速结构。
在本发明另一个实施例中，锥齿变速机构300还包括倒挡轴350和倒挡轮L，倒挡轴350转动连接在外壳100上，倒挡轮L转动连接在倒挡轴350上，并与动力输出轮340传动连接，其一同步器设置在倒挡轴350上，用于使倒挡轴 350与倒挡轮L同步连接，与动力输出轮340连接的中继轴即输出中继轴上具有与倒挡轮相啮合传动的齿轮，当动力从输出中继轴上经倒挡轴350中转传递至动力输出轮340上时，此时动力输出轮340上的转动方向相反，从而实现汽车倒挡，其中使倒挡轮与倒挡轴350相啮合的同步器为倒挡同步器。
具体地，中继轴上设有连接齿轮，各中继轴通过连接齿轮传动连接，倒挡轴350与动力输出轴330之间通过齿轮连接。连接齿轮可以是直齿轮、锥齿轮或斜齿轮，均能够达到传动效果。
实施例4,
参照图4，选用其中一个中继轴作为中间中继轴，输入中继轴和输出中继轴均设有两个，并设置有倒挡结构。锥齿变速机构300为“3*3”结构，包括变速动力输入轴310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第三中继轴Z3、第四中继轴Z4、第五中继轴Z5、第一同步器T1、第二同步器T2、第三同步器T3、第四同步器T4、倒挡轴350 和倒挡轮L，第一中继轴Z1和第二中继轴Z2作为输入中继轴，第一中继轴Z1 设有第一锥齿轮1和第三锥齿轮3，第二中继轴Z2设有第二锥齿轮2，第三中继轴Z3和第四中继轴Z4作为输出中继轴，第三中继轴Z3设有第四锥齿轮4 和第六锥齿轮6，第四中继轴Z4设有第五锥齿轮Z5，第五中继轴Z5作为中间中继轴，第五中继轴Z5通过第一齿轮副ZF1、第二齿轮副ZF2、第三齿轮副 ZF3、第四齿轮副ZF4、第五齿轮副ZF5、第六齿轮副ZF6与第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第三中继轴Z3和第四中继轴Z4传动连接，动力输入轮320 上设有第一输入锥齿圈A1、第二输入锥齿圈A2和第三输入锥齿圈A3，动力输出轮340上设有第一输出锥齿圈B1、第二输出锥齿圈B2和第三输出锥齿圈 B3，其中，第一锥齿轮1、第二锥齿轮2和第三锥齿轮3分别与第一输入锥齿圈A1、第二输入锥齿圈A2和第三输入锥齿圈A3相啮合，第四锥齿轮4、第五锥齿轮5和第六锥齿轮6分别与第一输出锥齿圈B1、第二输出锥齿圈B2和第三输出锥齿圈B3相啮合，第一同步器T1设于第一中继轴Z1上并位于第一锥齿轮1和第三锥齿轮3之间，第二同步器T2设于第二中继轴Z2上，第三同步器T3设于第三中继轴Z3上并位于第四锥齿轮4和第六锥齿轮6之间，第四同步器T4设于第四中继轴上，第五同步器T5设于倒挡轴350上。本锥齿变速机构300的档位如下：
档位1：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位2：第一同步器T1不接合，第二同步器T2与第二锥齿轮2接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位3：第一同步器T1与第三锥齿轮3接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第四锥齿轮4接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第三锥齿轮3、第四锥齿轮4传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位4：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3不接合，第四同步器T4与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮 320、第一锥齿轮1、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位5：第一同步器T1不接合，第二同步器T2与第二锥齿轮2接合，第三同步器T3不接合，第四同步器T4与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮 320、第二锥齿轮2、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位6：第一同步器T1与第三锥齿轮3接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3不接合，第四同步器T4与第五锥齿轮5接合，动力经动力输入轮 320、第三锥齿轮3、第五锥齿轮5传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位7：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第一锥齿轮1、第六锥齿轮6传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位8：第一同步器T1不接合，第二同步器T2与第二锥齿轮2接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第二锥齿轮2、第六锥齿轮6传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出；
档位9：第一同步器T1与第三锥齿轮3接合，第二同步器T2不接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器T4不接合，动力经动力输入轮 320、第三锥齿轮3、第六锥齿轮6传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴 330输出。
倒挡：第五同步器T5与倒挡轮L接合，其余同步器可根据档位进行相应接合，动力经各级档位中继轴及倒挡轴L传递至动力输出轮340上，经动力输出轴330输出。
在本发明另一个实施例中，同步器为双向同步器或单向同步器，同步器包括锁环和设置在中继轴上的花键毂，锁环可以沿着中继轴轴向移动，可扣合在花键毂和锥齿轮上，花键毂随着中继轴同步移动。当同步器为单向同步器时，每一同步器对应结合一个锥齿轮，锁环与该锥齿轮上的花键相配对，通过花键毂实现中继轴与锥齿轮的同步结合；当同步器为双向同步器时，锁环设于两个同轴且相邻的两个锥齿轮之间，能够独立与其中一个锥齿轮相结合，可以减少同步器的设置数量。
在本发明另一个实施例中，当变速级组为多个串联时，相邻两个变速级组之间设有中间轮360，前一变速级组的各输出锥齿圈设置在中间轮360的一侧，后一变速级组的各输入锥齿圈设置在中间轮360的另一侧，即中间轮360相当于前一变速级组的动力输出轮340以及后一变速级组的动力输入轮320。
进一步地，当变速级组为至少两个时，锥齿变速机构300还包括至少一个中间轮360，中间轮360的设置数量与变速组的设置数量相对应，若变速组的数量为N，则相应的中间轮360的数量为N-2。由于中间轮360的两侧均设有同轴设置的锥齿圈，其中一侧的锥齿圈为前一变速级组的输出锥齿圈，另一侧的锥齿圈为后一变速级组的输入锥齿圈，为方便对本发明中的实施例进行理解，以下将中间轮360用于前一变速级组的输出锥齿圈定义为中间锥齿圈，中间轮360用于后一变速级级组的输入锥齿圈定义为过渡锥齿圈。
具体地，中间轮360设有直径不一的若干中间锥齿圈以及直径不一的若干过渡锥齿圈，各中间锥齿圈按直径大小同轴设于中间轮360的一侧，各过渡锥齿圈则按直径大小设于中间轮360的另一侧，各中间锥齿圈和各过渡锥齿圈同轴设置，且轴线与中间轮360的旋转轴心重合。当中间轮360设置数量为1时，变速级组个数为2，此实施例中的中继轴的设置位置被中间轮360划分为两部分，一部分中继轴传动连接于中间轮360与动力输入轮320之间，形成一级减速组，一级减速组中的至少一个中继轴上的锥齿轮与各中间锥齿圈对应连接，另一部分中继轴传动连接与中间轮360与动力输出轮340之间，形成二级减速组，二级减速组中的至少一个中继轴上的锥齿轮与各过渡锥齿圈对应连接。在以上结构中，中间轮360使本多级变速器分割成两个变速组，每一变速组相当于一个变速机构，在此条件下，动力输入轮320提供一级传动级数，中间轮360 提供二级传动级数，动力输出轮340提供三级传动级数。。
实施例5
参照图5，为本发明的其中一个优选实施例，设置一个输入中继轴、一个输出中继轴以及一个中间轮360，使锥齿变速机构300为“(2*2)*(2*2)”结构，并设置有倒挡结构。锥齿变速机构300包括变速动力输入轴310、动力输入轮320、动力输出轴330、动力输出轮340、第一中继轴Z1、第二中继轴Z2、第3中继轴Z3、第4中继轴Z4、第一同步器T1、第二同步器T2、第三同步器T3、第四同步器T4、第五同步器T5、倒挡轴350和倒挡轮L，第一中继轴Z1上设有第一锥齿轮1和第二锥齿轮2，第二中继轴Z2作为输入中继轴且设有第三锥齿轮3和第四锥齿轮4，第三中继轴Z3上设有第五锥齿轮5和第六锥齿轮6，第四中继轴Z4作为输出中继轴且设有第七锥齿轮7和第八锥齿轮8，第一中继轴Z1和第二中继轴Z2之间通过齿轮副ZF1传动连接，第三中继轴 Z3和第四中继轴Z4之间通过齿轮副ZF2传动连接，动力输入轮320上设有第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2，中间轮360上设有第一中间锥齿圈b1、第二中间锥齿圈b2、第一过渡锥齿圈a1和第二过渡锥齿圈a2，动力输出轮340 上设有第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2，其中，第一锥齿轮1和第二锥齿轮2分别与第一输入锥齿圈A1和第二输入锥齿圈A2相啮合，第三锥齿轮 3和第四锥齿轮4分别与第一中间锥齿圈b1和第二中间锥齿圈b2相啮合，第五锥齿轮5和第六锥齿轮6分别与第一过渡锥齿圈a1和第二过渡锥齿圈a2相啮合，第七锥齿轮7和第八锥齿轮8分别与第一输出锥齿圈B1和第二输出锥齿圈B2相啮合，第一同步器T1设于第一中继轴Z1上并位于第一锥齿轮1和第二锥齿轮2之间，第二同步器T2设于第二中继轴Z2上并位于第三锥齿轮3 和第四锥齿轮4之间，第三同步器T3设于第三中继轴Z3上并位于第五锥齿轮 5和第六锥齿轮6之间，第四同步器T4设于第四中继轴Z4上并位于第七锥齿轮7和第八锥齿轮8之间，第五同步器T5设于倒挡轴350上。本锥齿变速机构300的档位如下：
档位1：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3、中间轮360、第五锥齿轮5和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位2：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3、中间轮360、第五锥齿轮5和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位3：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4、中间轮360、第五锥齿轮5和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位4：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4、中间轮360、第五锥齿轮5和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位5：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3、中间轮360、第六锥齿轮6和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位6：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3、中间轮360、第六锥齿轮6和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位7：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4、中间轮360、第六锥齿轮6和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位8：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第七锥齿轮7 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4、中间轮360、第六锥齿轮6和第七锥齿轮7传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位9：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3、中间轮360、第五锥齿轮5和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位10：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3、中间轮360、第五锥齿轮5和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位11：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4、中间轮360、第五锥齿轮5和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位12：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第五锥齿轮5接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4、中间轮360、第五锥齿轮5和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位13：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第三锥齿轮3、中间轮360、第六锥齿轮6和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位14：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第三锥齿轮3接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第三锥齿轮3、中间轮360、第六锥齿轮6和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位15：第一同步器T1与第一锥齿轮1接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第一锥齿轮1、第四锥齿轮4、中间轮360、第六锥齿轮6和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
档位16：第一同步器T1与第二锥齿轮2接合，第二同步器T2与第四锥齿轮4接合，第三同步器T3与第六锥齿轮6接合，第四同步器4与第八锥齿轮8 接合，动力经动力输入轮320、第二锥齿轮2、第四锥齿轮4、中间轮360、第六锥齿轮6和第八锥齿轮8传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出；
倒挡：第五同步器T5与倒挡轮L接合，其余同步器可根据档位进行相应接合，动力经各级档位中继轴及倒挡轴L传递至动力输出轮340上，并经动力输出轴330输出。
在实施例5中，可以选用其中的多个挡作为前进挡，如其中10个挡、12 个挡、14个挡，或者根据需要选择其他数量档位作为前进挡，而实施例1至4 同理。
此外，在本发明另一个实施例中，锥齿变速机构300还包括至少两个中间轮360，各中继轴和各锥齿轮组成多个变速级组，各变速级组对应设于动力输入轮320与中间轮360、相邻两个中间轮360以及中间轮360与动力输出轮340 之间，中间轮360相当于前一变速级组的动力输出轮340及后一变速级组的动力输入轮320，各锥齿轮与相应的输入锥齿圈和输出锥齿圈一一对应连接，使锥齿变速机构300变为“(n*n)*(n*n)...*(n*n)”的多级变速级组相串联的传动比结构。
实施例1至4中均只含有一个变速级组，而实施例5中含有两个变速级组 (一个行星减速机构200、两个变速级组串联)，设计灵活，此外还可以根据需要选择更多的变速级组串联，以达到更多的传动比组合。
另外，各变速级组之间还可以通过传动轴即传动轮的结合等其他方式连接在一起，亦能够达到本发明中串联的技术效果。
优选地，动力输入轮320的输入齿圈数、动力输出轮340的输出齿圈数、中间轮360的中间锥齿圈数以及中间360的过渡锥齿圈数均小于或等于4，采用较低的级数比，能够降低对动力输入轮320、动力输出轮340以及中间轮360 的负担，以提高锥齿变速机构300的整体结构可靠性。
需要说明的是，本实施例中所有同步器的动作，均由变速器系统控制单元(Transmission Control Unit,TCU)控制，有协作、不重复、不遗漏。在实施例 1至实施例5中，所有同步器通过TCU控制拨动，使本多级变速箱具备自动换挡功能，变更为多级自动变速箱。当需要接合相应的锥齿轮及中继轴时，使拨杆推动同步器锁紧该位置上的同步器，在不需要使用时，通过拨杆或其他结构使同步器脱离。
在本发明另一个实施例中，每一变速级组所在的两个轮之间的锥齿圈的齿数交替有序递增。
参照实施例1至实施例4，当变速级组为一个时，动力输入轮320的各输入锥齿圈的齿数与动力输出轮340的输出锥齿圈的齿数交替有序递增，动力输入轮320上的各输入锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为SA1， SA2，SA3...SAn，动力输出锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为 SB1，SB2，SB3...SBn，各锥齿圈齿数的大小排列顺序如下：
SA1≤SB1≤SA2≤SB2≤SA3≤SB3...≤SAn≤SBn。
参照实施例5，当所述变速级组为两个时，所述动力输入轮320的各所述输入锥齿圈的齿数与相邻所述中间轮360之间的所述中间锥齿圈的齿数交替有序递增，所述中间轮360的所述过渡锥齿圈的齿数与同一变速级组所连接的所述动力输出轮340的所述输出锥齿圈的齿数交替有序递增，动力输入轮320上的各输入锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为SA1，SA2， SA3...SAn，动力输出锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为SB1， SB2，SB3...SBn，中间轮360上的各中间锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为Sb1，Sb2，Sb3...Sbn，中间轮360上的各过渡锥齿圈按直径从小到大同轴排列，其相应的齿数为Sa1，Sa2，Sa3...San，各锥齿圈齿数的大小排列顺序如下：
SA1≤Sb1≤SA2≤Sb2≤SA3≤Sb3...≤SAn≤Sbn，
Sa1≤SB1≤Sa2≤SB2≤Sa3≤SB3...≤San≤SBn。
当所述变速级组为至少三个时，与以上两种结构类似，所述动力输入轮320 的各所述输入锥齿圈的齿数与相邻所述中间轮360之间的所述中间锥齿圈的齿数交替有序递增，所述中间轮360的所述过渡锥齿圈的齿数与同一变速级组所连接的另一所述中间轮360的所述中间锥齿圈的齿数交替有序递增，所述中间轮360的所述过渡锥齿圈的齿数与同一变速级组所连接的所述动力输出轮340 的所述输出锥齿圈的齿数交替有序递增。
通过以上交替有序递增的锥齿变速机构300，能够实现各个传动比之间的有序排列，提高多级变速箱的结构可靠性，使变速过程更加平顺。
上述多级自动变速器中，一个级组或多于一个级组设置的锥齿轮集成变速机构，其每一组内的动力输入轮上的各同轴锥齿圈与动力输出轮上的各同轴锥齿圈分别组合时，依次完成配对，既不重复、也不遗漏；可组合出的传动比个数I可达到最多的全组合数：
I＝n×N(n、N分别为动力输入和动力输出轮上各集成的同轴锥齿圈数)，当n＝N时，I＝n2或I＝N2；
从上述组合中，可遴选出与车型匹配度最佳的多组传动比，实现可用传动比组数的最大化，还可同时满足轻载、高速、节能行驶工况对多个超速档的需求。
在以上各实施例中，上述换挡过程是按序续进的，就道路多变特点，尽可发挥整车动力单元最佳的动力性和经济性，TCU识别系统为策略控制提供一次最多可跨换四个挡位的加档或减挡的功能，显彰出在同一基本结构的变速箱中只要改变各零件承载强度，同样只需一个制动器260、四个同步器相互配合工作，便可满足不同车型所用变速箱的要求优势。制造成本低，制造技术路线单一，为可靠性提供了保障。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级变速箱，其特征在于,包括外壳和锥齿变速机构，所述锥齿变速机构包括变速动力输入轴、动力输出轴以及连接于所述变速动力输入轴和所述动力输出轴之间的至少一个变速级组，所述变速动力输入轴和所述动力输出轴均沿横向布置，各所述变速级组之间依次连接，所述变速级组包括：
动力输入轮，所述动力输入轮上设有直径不一的若干输入锥齿圈，各所述输入锥齿圈按直径大小同轴设于所述动力输入轮的一侧上，所述动力输入轮的另一侧固定连接所述变速动力输入轴；
动力输出轮，所述动力输出轮上设有直径不一的若干输出锥齿圈，各所述输出锥齿圈按直径大小同轴设于所述动力输出轮的一侧上，所述动力输出轮的另一侧固定连接所述动力输出轴；
至少一个中继轴和若干个锥齿轮，所述中继轴转动连接在所述外壳上，所述中继轴沿纵向布置，当中继轴为一个时，各所述锥齿轮转动设置在所述中继轴上，当中继轴为多个时，各所述中继轴之间传动连接，各所述锥齿轮转动连接在相应的所述中继轴上，
其中，至少一个所述中继轴上的所述锥齿轮与所述动力输入轮上的各所述输入锥齿圈一一对应连接，至少一个所述中继轴上的所述锥齿轮与所述动力输出轮上的各所述输出锥齿圈一一对应连接；
若干同步器，各所述同步器设于相应的所述中继轴上，用于使各所述锥齿轮与对应的所述中继轴同步连接。
2.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，所述多级变速箱还包括行星减速机构，所述行星减速机构包括减速动力输入轴、太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈，所述减速动力输入轴转动连接在所述外壳上，所述太阳轮设置在所述减速动力输入轴上，所述外齿圈转动连接在所述减速动力输入轴上，所述行星轮啮合于所述外齿圈和所述太阳轮之间，所述行星架转动连接在所述外壳上并连接所述行星轮，且所述行星架与所述太阳轮同轴设置，所述变速动力输入轴与所述行星架或所述外齿圈相连接。
3.如权利要求2所述的多级变速箱，其特征在于，所述行星减速机构还包括设置在所述外壳上的制动器，当所述变速动力输入轴连接所述行星架时，所述制动器制动所述外齿圈；当所述变速动力输入轴连接所述外齿圈时，所述制动器制动所述行星架。
4.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，所述锥齿变速机构还包括倒挡轴和倒挡轮，所述倒挡轴转动连接在所述外壳上，所述倒挡轮转动连接在所述倒挡轴上并与所述动力输出轴传动连接，一倒挡同步器设置在所述倒挡轴上并能够使所述倒挡轴和所述倒挡轮同步连接，其上所述锥齿轮与所述动力输出轮相连接的所述中继轴与所述倒挡轴传动连接。
5.如权利要求4所述的多级变速箱，其特征在于，各所述中继轴之间通过齿轮连接，所述倒挡轴与所述动力输出轴之间通过齿轮连接。
6.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，所述同步器为单向同步器，每一所述同步器对应结合一个锥齿轮，或者，所述同步器为双向同步器，每一所述同步器设于两个同轴且相邻的两个所述锥齿轮之间，并对应结合两个所述锥齿轮中的一个。
7.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，所述动力输入轮的输入锥齿圈数以及所述动力输出轮的输出锥齿圈数均小于或等于4。
8.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，包括至少两个所述变速级组，相邻两个所述变速级组之间设有中间轮，前一所述变速级组的各所述输出锥齿圈设置在所述中间轮的一侧，后一所述变速级组的各所述输入锥齿圈设置在所述中间轮的另一侧。
9.如权利要求8所述的多级变速箱，其特征在于，各所述变速级组中，所述动力输入轮的各所述输入锥齿圈的齿数与所述动力输出轮的所述输出锥齿圈的齿数交替有序递增。
10.如权利要求1所述的多级变速箱，其特征在于，所述动力输入轮和所述动力输出轮上分别设有三个所述输入锥齿圈和三个所述输出锥齿圈，所述锥齿变速机构包括五个中继轴，第一中继轴上设有第一锥齿轮和第三锥齿轮，第二中继轴上设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮分别与所述动力输入轮上的三个所述输入锥齿圈相连接，第三中继轴上设有第四锥齿轮和第六锥齿轮，第四中继轴上设有第五锥齿轮，所述第四锥齿轮、第五锥齿轮和第六锥齿轮分别与所述动力输出轮上的三个所述输出锥齿圈相连接，所述第一中继轴、所述第二中继轴通过第五中继轴与所述第三中继轴和第四中继轴传动连接。
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