CN1153014C

CN1153014C - 自动变速器

Info

Publication number: CN1153014C
Application number: CNB02113359XA
Authority: CN
Inventors: 申冀川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: CN1363786A

Abstract

一种鼠笼行星式变速器，包括有输入轴、输出轴套右端盖、左端盖和壳体，以及多级的档位中心齿轮、档位行星齿轮和档位内齿轮，其特征在于：直接或通过配比传动机构与输出轴套连接的鼠笼行星架通过轴承与输入轴连接，多个相异的多级档位行星齿轮由左至右依次设置于鼠笼行星架内，同级档位上，在鼠笼行星架的同一横截面上呈对称设置成两个以上的相同档位行星齿轮。本发明具有结构简单、传动效率高、传动平稳、功耗低、装配方便和操作简单等优点，它可以使得各齿轮设计制造非常简便，加工成本低，而且便于大规模批量生产。

Description

鼠笼行星式变速器

(一)、所属技术领域

本发明涉及一种变换动力传动速度的装置，特别是一种变换旋转动力的快慢及方向的鼠笼行星式变速器。

(二)、技术背景

现有的变速器一般是由复式传动箱体结构和同步器组成，例如汽车的变速箱，它的同步器是通过增加齿轮之间的啮合频率来实现换档功能的，这种方式的啮合并非百次百中，会造成齿轮之间的损伤，甚至完全毁坏，而且操作者操作这类既需要离合器又需要同步器的变速器很不方便，它不能实现自动控制变速换档。在CN2379343A中公开了一种名称为“多级行星齿轮变速器”，它主要是在输入轴上依次设有左一直齿锥齿轮、左一行星齿轮轴和左二直齿轮锥齿在输出轴上依次设有中心行星齿轮轴，右一直齿锥齿轮、右一行星齿轮轴、右二直齿锥齿轮和右三直齿锥齿轮，构成四级行星齿轮组，还没有抱闸装置。它虽然不需要离合器、同步器就可以实现变速换挡，并且具有传动平稳和操作方便等优点，但却不能实现自动控制变速换档，而且该变速器存在着加工不便、制造成本高和装配复杂等不足。在CN1110770A中公开了一种名称为“带负荷齿轮变速器”的发明专利，在其图2中所述的变速器主要由输入轴21、输出轴27、中心齿轮(22、23、24)、内齿轮(36、37、38)、行星齿轮(30、31、32、33、34、35)、行星轴(28、29)和制动装置(39、40、41)构成，中心齿轮(22、23、24)由输入轴21驱动，行星齿轮(30、31、32)经轴承套装于行星轴28上，行星齿轮(33、34、35)经轴承套装于行星轴29上，行星轴(28、29)固装于输出轴27上，成为转臂。这种变速器存在着如下的不足：由于行星齿轮(30、31、32)和(33、34、35)分别套装于行星轴(28、29)上，使得各组行星齿轮的中心必须在一条轴线上，而随着各个档位配速关系的不同，各个档位上的行星齿轮、中心齿轮、内齿轮的模数、齿数、大小均不相同，要实现行星齿轮的中心在一条轴线上是非常困难的，除非改变行星齿轮的模数或采用变位齿轮，模数的改变、变位齿轮在设计上、加工制造上都是十分繁琐的，极不利于标准化批量生产，而且均会增大制造成本。

(三)、发明内容

本发明的目的就是提供一种装配方便和操作方便的鼠笼行星式变速器，它可以使得各齿轮设计制造非常简便，加工成本低，而且便于大规模批量生产。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，包括有输入轴、输出轴套右端盖、左端盖和壳体，以及多级的档位中心齿轮、档位行星齿轮和档位内齿轮，受输入轴驱动的多个相异的档位中心齿轮分别与相对应的各级档位行星齿轮(10)相啮合，各级档位行星齿轮分别与相对应的且活动的各级档位内齿轮相啮合，与各个档位内齿轮相对应的位置上设置有内齿轮制动装置，输入轴左端套有通过轴承与输入轴连接的输出轴套，输入轴、输出轴套通过轴承分别与右端盖、左端盖连接，右端盖、左端盖均与壳体固连，其特征在于：直接或通过配比传动机构与输出轴套连接的鼠笼行星架通过轴承与输入轴连接，多个相异的多级档位行星齿轮由左至右依次设置于鼠笼行星架内，同级档位上，在鼠笼行星架的同一横截面上呈对称设置成两个以上的相同档位行星齿轮。

本发明的发明点就在于使用了鼠笼行星架，将行星齿轮设置于鼠笼行星架上，各级档位之间相对应的档位行星齿轮的中心可以不必在同一轴线上，这样一来，档位行星齿轮可以采用标准齿轮进行制造，例如：各档位均采用同一种档位内齿轮，各档位上可以通过改变档位中心齿轮或档位行星齿轮齿数的多少来配比相应的速度比，这使得设计制造非常简便，加工成本低，而且便于大规模批量生产。

上述的内齿轮制动装置只能处于制动或非制动两种状态，它主要控制本发明中其中一个档位内齿轮处于活动或制动的状态。当内齿轮制动装置处于非制动状态时，所有档位内齿轮均处于活动状态；当内齿轮制动装置处于制动状态时，操作者可根据需要只能使其中一个档位内齿轮处于制动状态，而其余档位内齿轮仍处于活动状态，也就是说，所有档位内齿轮最多只能有一个处于制动状态。

本发明的工作原理是这样的：

1.空档状态：内齿轮制动装置处于非制动状态，所有档位内齿轮处于活动状态，外来动力经输入轴、各个档位中心齿轮带动各个档位行星齿轮转动，各个档位行星齿轮带动各自活动的档位内齿轮以各自配比的速度作不确定的空运转，此时，鼠笼行星架因受到驱动力极小而无法带动带有负荷的输出轴套转动，从而实现空档功能。

2.档位状态：内齿轮制动装置处于制动状态，操作者根据需要使其中某一档位内齿轮处于制动状态，而其余档位内齿轮仍处于活动状态，外来的动力经输入轴、各个档位中心齿轮带动各个档位行星齿轮转动，处于制动状态下的档位内齿轮使得该档位上的档位中心齿轮、档位行星齿轮将外来动力以该档位传动比的速度传递给鼠笼行星架，使鼠笼行星架以该速度绕输入轴转动，而其余档位的档位行星齿轮、档位内齿轮作空运转，受到很大驱动力而绕输入轴转动的鼠笼行星架直接或通过配比传动机构带动输出轴套转动，将动力传递出去，从而实现通过档位来变速的目的。

内齿轮制动装置除可以采用按键操作方式外，还可以采用控制电路控制，这就可以实现自动控制变速换档。

由于采用了上述技术方案，本发明具有结构简单、传动效率高、传动平稳、功耗低、装配方便和操作简单等优点，它可以使得各齿轮设计制造非常简便，加工成本低，而且便于大规模批量生产。

(四)、附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为本发明第二种实施例的结构示意图；

图3为本发明第三种实施例的结构示意图；

图4为图1中A-A剖视图；

图5为图2中B-B剖视图。

图中：1.输入轴；2.轴承；3.输出轴套；4.轴承；5.右端盖；6.左端盖；7.壳体；8.鼠笼行星架；9.轴承；10.档位行星齿轮；11.档位内齿轮；12.档位中心齿轮；13.差速级行星齿轮；14.差速级内齿轮；15.差速级中心齿轮；16.配速级行星架；17.配速级行星齿轮；18.配速级中心齿轮；19.轴承；20.配速级内齿轮；21.开口槽；22.制动件；23.外环槽；24.制动带；25.棘爪；26.过渡齿轮。

(五)、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、2、3所示，本发明包括有输入轴1、输出轴套3右端盖5、左端盖6和壳体7，以及多级的档位中心齿轮12、档位行星齿轮10和档位内齿轮11，受输入轴1驱动的多个相异的档位中心齿轮12分别与相对应的各级档位行星齿轮(10)相啮合，各级档位行星齿轮10分别与相对应的且活动的各级档位内齿轮相啮合，与各个档位内齿轮相对应的位置上设置有内齿轮制动装置，输入轴(1)的左端套有通过轴承2与输入轴1连接的输出轴套3，输入轴1、输出轴套3通过轴承4分别与右端盖5、左端盖6连接，右端盖5、左端盖6均与壳体7固连，其特征在于：直接或通过配比传动机构与输出轴套3连接的鼠笼行星架8通过轴承9与输入轴1连接，多个相异的多级档位行星齿轮10由左至右依次设置于鼠笼行星架8内，同级档位上，在鼠笼行星架8的同一横截面上呈对称设置成两个以上的相同档位行星齿轮10。

本发明的工作原理是这样的：

1.空档状态：内齿轮制动装置处于非制动状态，所有档位内齿轮11处于活动状态，外来动力经输入轴1、各个档位中心齿轮12带动各个档位行星齿轮10转动，各个档位行星齿轮10带动各自活动的档位内齿轮11以各自配比的速度作不确定的空运转，此时，鼠笼行星架8因受到驱动力极小而无法带动带有负荷的输出轴套3转动，从而实现空档功能。

2.档位状态：内齿轮制动装置处于制动状态，操作者根据需要使其中某一档位内齿轮11处于制动状态，而其余档位内齿轮11仍处于活动状态，外来的动力经输入轴1、各个档位中心齿轮12带动各个档位行星齿轮10转动，处于制动状态下的档位内齿轮11使得该档位上的档位中心齿轮12、档位行星齿轮10将外来动力以该档位传动比的速度传递给鼠笼行星架8，使鼠笼行星架8以该速度绕输入轴1转动，而其余档位的档位行星齿轮10、档位内齿轮11作空运转，受到很大驱动力而绕输入轴1转动的鼠笼行星架8直接或通过配比传动机构带动输出轴套3转动，将动力传递出去，从而实现通过档位来变速的目的。

如图2所示，配比传动机构可以是由差速级行星齿轮13、差速级内齿轮14、差速级中心齿轮15、配速级行星架16、配速级行星齿轮17、配速级中心齿轮18和配速级内齿轮20组成，在鼠笼行星架8左侧的横截面上呈对称设置的两个以上的差速级行星齿轮13均与活动的差速级内齿轮14和设置于输入轴1上的差速级中心齿轮15相啮合，右端通过轴承19与输入轴1连接的配速级行星架16的右侧外齿与差速级内齿轮14相啮合，设置于配速级行星架16内的并呈对称设置的两个以上配速级行星齿轮17均与设置于输出轴套3上的配速级中心齿轮18和跟壳体7固定的配速级内齿轮20相啮合。配比传动机构是这样工作的：在空档状态下，由于所有档位内齿轮11均处于活动状态，即使外来动力也经输入轴1、差速级中心齿轮15带动差速级行星齿轮13转动，也无法将动力经差速级内齿轮14传递出去，因而输出轴套3处于静止状态。在档位状态下，被制动的档位内齿轮11使得外来驱动力只能通过档位行星齿轮10、鼠笼行星架8带动差速级内齿轮14转动，转动的差速级内齿轮14带动配速级行星架16转动，并通过配速级行星齿轮17、配速级中心齿轮18带动输出轴套3转动，从而实现通过档位变速的目的。

如图3所示，配比传动机构也可以是由差速级行星齿轮13、差速级内齿轮14、差速级中心齿轮(15)和过渡齿轮26组成，在鼠笼行星架8左侧的横截面上呈对称设置的两个以上的差速级行星齿轮13均与活动的差速级内齿轮14和设置于输入轴1上的差速级中心齿轮(15)相啮合，套固于输出轴套上的过渡齿轮26的右端通过轴承(19)与输入轴连接，过渡齿轮26的右侧外齿与差速级内齿轮14相啮合。该配比传动机构的工作方式大致与上述的配比传动机构相同，只是通过过渡齿轮26将动力传递给输出轴套3上。

如图1、2所示，内齿轮制动装置是由控制电路和机械制动机构构成，机械制动机构是在壳体7与档位内齿轮11相对应的位置上设置有开口槽21，各个开口槽21上对应的设置有受控制电路控制并与档位内齿轮11相对应的制动件22。控制电路可以通过测速传感器测得速度大小经过处理来确定是否发出对相应的档位内齿轮进行制动的指令，以实现自动换档变速的目的。结合图4可知，制动件22可以是环抱在档位内齿轮11外环槽23上的制动带24；结合图5可知，制动件22也可以是与档位内齿轮11的外圆周棘齿相对应的棘爪25；还可以是其它摩擦片式、电磁铁轴销方式、液压方式等形式来实现。

差速级中心齿轮15、各个档位中心齿轮12与输入轴1之间呈花键连接。鼠笼行星架8与输出轴套3之间呈花键连接。

Claims

1.一种鼠笼行星式变速器，包括有输入轴(1)、输出轴套(3)右端盖(5)、左端盖(6)和壳体(7)，以及多级的档位中心齿轮(12)、档位行星齿轮(10)和档位内齿轮(11)，受输入轴(1)驱动的多个相异的档位中心齿轮(12)分别与相对应的各级档位行星齿轮(10)相啮合，各级档位行星齿轮(10)分别与相对应的且活动的各级档位内齿轮相啮合，与各个档位内齿轮相对应的位置上设置有内齿轮制动装置，输入轴(1)的左端套有通过轴承(2)与输入轴(1)连接的输出轴套(3)，输入轴(1)、输出轴套(3)通过轴承(4)分别与右端盖(5)、左端盖(6)连接，右端盖(5)、左端盖(6)均与壳体(7)固连，其特征在于：直接或通过配比传动机构与输出轴套(3)连接的鼠笼行星架(8)通过轴承(9)与输入轴(1)连接，多个相异的多级档位行星齿轮(10)由左至右依次设置于鼠笼行星架(8)内，同级档位上，在鼠笼行星架(8)的同一横截面上呈对称设置成两个以上的相同档位行星齿轮(10)。