專利名稱：多級變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有多個行星齒輪組和扭矩傳遞裝置的多級變速 器(或多速傳動裝置)，扭矩傳遞裝置可選擇性地接合以實現(xiàn)多個傳動 比。
背景技術：
典型的多級變速器采用摩擦離合器和行星齒輪裝置的組合，以實 現(xiàn)多個傳動比， 一般而言，行星齒輪組的數(shù)量和布置是由封裝、成本 和所希望的速比來支配的。盡管傳統(tǒng)的變速器實現(xiàn)了它們的預期目的，但隨著更輕并且更緊 湊的車輛的設計，仍舊需要新的和改進的變速器(或傳動裝置)構形。因而，需要節(jié)省成本的、緊湊的多級變速器。 發(fā)明內容本發(fā)明提供一種變速器，它具有輸入件、輸出件、多個行星齒輪 組、多個互連部件和多個扭矩傳遞機構。所述多個行星齒輪組具有第 一、第二和第三部件。所述輸入件與第二行星齒輪組的第二部件持續(xù) 地互相連接。所述輸出件與第四行星齒輪組的第二部件持續(xù)地互相連 接。第一互連部件持續(xù)地使第一行星齒輪組的第一部件與第二行星齒 輪組的第一部件互相連接。第二互連部件持續(xù)地使第一行星齒輪組的 第二部件與第四行星齒輪組的第三部件互相連接。第三互連部件持續(xù) 地使第二行星齒輪組的第三部件與第三行星齒輪組的第一部件互相連 接。第四互連部件持續(xù)地使第三行星齒輪組的第二部件與第四行星齒 輪組的第二部件互相連接。第一扭矩傳遞機構選擇性地使第一行星齒 輪組的第一部件與固定部件互相連接。第二扭矩傳遞機構選擇性地使第 一行星齒輪組的第三部件與固定部件互相連接。第三扭矩傳遞機構 選擇性地使第二行星齒輪組的第二部件與第四行星齒輪組的笫一部件 互相連接。第四扭矩傳遞機構選擇性地使第三行星齒輪組的笫一部件 與第四行星齒輪組的第一部件互相連接。第五扭矩傳遞機構選擇性地 使第三行星齒輪組的第三部件與第四行星齒輪組的第一部件互相連 接。扭矩傳遞機構可以至少三個的組合嚙合，以在輸入件和輸出件之 間建立至少/\個前進檔速比和至少 一個倒檔速比。在本發(fā)明的另一方面，第一部件是太陽齒輪。在本發(fā)明的又一方面，第二部件是托架部件。在本發(fā)明的又一方面，第三部件是齒圈。在本發(fā)明的又一方面，輸入件與第二行星齒輪組的托架部件持續(xù) 地相連。在本發(fā)明的又一方面，輸出件與第四行星齒輪組的托架部件持續(xù) 地相連。在本發(fā)明的又一方面，第三扭矩傳遞機構選擇性地使第二行星齒 輪組的托架部件與第四行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第三扭矩傳遞機構選擇性地使輸入件與第 四行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第四扭矩傳遞機構選擇性地使第三行星齒 輪組的太陽齒輪與第四行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又 一方面，第四扭矩傳遞機構選擇性地使第四行星齒 輪組的太陽齒輪與第三行星齒輪組的太陽齒輪和第二行星齒輪組的齒 圈互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第五扭矩傳遞機構選擇性地使第三行星齒 輪組的齒圈與第四行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第一互連部件持續(xù)地使第一行星齒輪組的 太陽齒輪與第二行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又 一 方面，第二互連部件持續(xù)地使第 一行星齒輪組的 托架部件與第四行星齒輪組的齒圈互相連接。在本發(fā)明的又 一 方面，第三互連部件持續(xù)地使第二行星齒輪組的 齒圈與第三行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第四互連部件持續(xù)地使第三行星齒輪組的托架部件與第四行星齒輪組的托架部件互相連接。在本發(fā)明的又 一 方面，第 一扭矩傳遞才幾構選擇性地〗吏第 一行星齒 輪組的太陽齒輪與固定部件互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第 一扭矩傳遞^4勾選擇性地使第 一行星齒 輪組的太陽齒輪和第二行星齒輪組的太陽齒輪與固定部件互相連接。在本發(fā)明的又一方面，第二扭矩傳遞^f幾構選擇性地^使第一行星齒 輪組的齒圈與固定部件互相連接。在本發(fā)明的再一方面，通過第一、第二和第五扭矩傳遞^L構建立 的選擇性互連產生倒檔傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第一、第二和第三扭矩傳遞機構建立 的選擇性互連產生第一傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第一、第二和笫四扭矩傳遞才幾構建立 的選擇性互連產生第二傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第二、第三和第四扭矩傳遞^4勾建立 的選擇性互連產生第三傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第二、第四和第五扭矩傳遞^U勾建立 的選擇性互連產生第四傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第二、第三和第五扭矩傳遞機構建立 的選擇性互連產生第五傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第三、笫四和第五扭矩傳遞才幾構建立 的選擇性互連產生第六傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第一、第三和第五扭矩傳遞機構建立 的選擇性互連產生第七傳動比。在本發(fā)明的再一方面，通過第一、第四和第五扭矩傳遞才幾構建立 的選擇性互連產生第八傳動比。從下面結合附圖對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施方式所進行的詳細描 述，容易理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點。


圖l是本發(fā)明變速器的一實施例的示意圖； 圖2是真值表，列出了由圖l所示的變速器實現(xiàn)的選定扭矩比的 嚙合的扭矩傳遞才幾構；和圖3是本發(fā)明的圖1所示的變速器的杠桿圖，表示從輸入端通過齒輪組到輸出端的能流(或動力流)。
具體實施方式
參考附圖，其中同樣的附圖標記表示同樣的部件，在圖1中示出了多級變速器IO,變速器10包括輸入件12和輸出件14。在本實施例 中，輸入件12和輸出件14是軸，并且在后面將會這樣稱呼它。本領 域技術人員將會理解，輸入和輸出件12、 14可以是除軸之外的部件。 輸入軸12持續(xù)地與發(fā)動機(未示出)或轉矩變換器的渦輪(未示出) 相連，輸出軸14持續(xù)地與最終傳動單元(或驅動裝置)或分動箱(未 示出)相連。變速器10包括四個4亍星齒4侖組16、 18、 20和22，行星齒4侖組16、 18、 20和22連接在輸入軸12和輸出軸14之間。在本發(fā)明的優(yōu)選實施 例中，行星齒輪組16是包括太陽齒輪部件24、齒圈部件26和托架部 件28的簡單的行星齒輪組，托架部件28可旋轉地支撐一組小齒輪30 (僅僅示出了一個)。太陽齒輪部件24連接成用以與第一外軸32和第 一中間軸34共同轉動。齒圈部件26連接成用以與第二外軸36共同轉 動。小齒輪30構形成與太陽齒輪部件24和齒圈部件26互相嚙合。托 架部件28連接成用以與第二中間軸38共同轉動。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，行星齒輪組18是一簡單的行星齒輪組。 更具體地說，行星齒輪組18包括太陽齒輪部件42、齒圏部件44和可 旋轉地支撐一組小齒輪48 (僅僅示出了一個)的托架部件46。太陽齒 輪部件42連接成用以與第一中間軸34共同轉動。齒圈部件44連接成 用以與第三中間軸50共同轉動。托架部件46連接成用以與MT入軸l2 共同轉動。小齒輪48構形成與太陽齒輪部件42和齒圈部件44互相嚙 合。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，行星齒輪組2 0是一簡單的行星齒輪組， 其包括太陽齒輪部件52、齒圈部件54和可旋轉地支撐一組小齒輪58 (仫J又示出了一個)的托架部件56。太陽齒4侖部件52連接成用以與第 三中間軸50共同轉動。齒圈部件54連接成用以與第四中間軸60共同 轉動。托架部件56連接成用以與第五中間軸62共同轉動。小齒輪58 構形成與太陽齒輪部件52和齒圈部件54互相嚙合。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，行星齒輪組22是一簡單的行星齒輪組， 其包括太陽齒輪部件72、齒圏部件74和可旋轉地支撐一組小齒輪78 (僅僅示出了一個)的托架部件76。太陽齒輪部件72連接成用以與第 六中間軸64和第七中間軸66共同轉動。齒圈部件74連接成用以與第 二中間軸38共同轉動。托架部件76連接成用以與輸出軸14共同轉動。 小齒輪78構形成與太陽齒輪部件72和齒圈部件74互相嚙合。變速器10包括各種扭矩傳遞機構或裝置，它們包括第一中間離合 器80、第二中間離合器82、第三中間離合器84、第一制動器90和第 二制動器92。第一中間離合器80可選擇性地嚙合以使第七中間軸66 與托架部件46和輸入軸12相連。第二中間離合器82可選擇性地嚙合 以使第六中間軸64與太陽齒輪部件52相連。第三中間離合器84可選 擇性地嚙合以使第四中間軸60與第六中間軸64相連。制動器90可選 擇性地嚙合以使外軸32與變速器殼體100相連，以便限制外軸32相 對于殼體100的旋轉。制動器92可選擇性地嚙合以使外軸36與殼體 100相連，以便限制外軸36相對于殼體100的旋轉。變速器10能以至少八個前進檔扭矩比和一個倒檔扭矩比將扭矩從 輸入軸12傳遞到輸出軸14,如圖2的真值表中所示的。通過一個或多 個扭矩傳遞機構(即第一中間離合器80、第二中間離合器82、第三中 間離合器84、制動器90和制動器92)的嚙合得到前進檔扭矩比中的 每一個扭矩比和倒檔扭矩比。本領域技術人員容易理解的是，不同的 速比與每個扭矩比相關聯(lián)。因而，可以通過變速器10獲得至少/乂個前 進檔速比和至少一個倒檔速比。在圖2中也示出了可以用本發(fā)明的實 施例獲得的傳動比的示例。當然，可以依據(jù)所選的齒輪直徑、齒輪齒 數(shù)和齒輪構形獲得其他傳動比。在圖3中示出了杠桿圖10A,其代表圖1的變速器10以及用于離 合器80、 82、 84和制動器90、 92的連接。杠桿圖10A的節(jié)點24A、 26A、 28A、 42A、 44A、 46A、 52A、 54A、 56A、 72A、 74A和76A4氣表圖1中的 齒輪部件24、 26、 28、 42、 44、 46、 52、 54、 56、 72、 74和76,以^f吏 用外加后綴A的相同附圖標記標識相應的節(jié)點。例如，圖3中所示的 節(jié)點24A和42A分別代表圖1中所示的太陽齒輪24和42,圖3的其他 部件具有與圖1中的相對應部件相同的編號規(guī)范。此外，現(xiàn)在將連續(xù) 參考圖1、 2和3描述離合器80、 82、 84和制動器90、 92建立各種前進檔和倒檔速度的操作或嚙合。為了建立倒檔扭矩比(Rev),如圖2的表中所闡明的那樣選擇扭 矩傳遞機構或離合器。如圖2中所示，第一和第二制動器90、"與第 三中間離合器84嚙合以獲得倒檔扭矩比(Rev )。在空檔中，沒有離合器或制動器傳送扭矩。如圖2中表明的，在 該檔位狀態(tài)，第一和第二制動器90和92嚙合但不傳送扭矩。通過嚙合第一和第二制動器90和"以及第一中間離合器80來獲 得第一前進檔扭矩比(在圖2的真值表中被列為第一 (或第一檔))。 在圖2中提供有箭頭，當經由空檔從倒檔轉變到第一檔時，該箭頭從 被釋放的第三中間離合器84發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合器80)。通過第一和第二制動器90、 92以及第二中間離合器82的嚙合建 立在圖2中被標識為笫二 (或第二檔)的隨后的前進檔扭矩比。從第 一檔向第二檔的轉換按如下發(fā)生在保持制動器90、 92嚙合的同時釋 放第一中間離合器80并嚙合第二中間離合器82。在圖2中提供有箭頭， 其從被釋放的離合器(離合器80)發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合 器82)。通過第二制動器92、第一和第二中間離合器80和82的嚙合建立 在圖2的真值表中被標識為第三(或第三檔)的隨后的扭矩比。從第 二檔向第三檔的轉換按如下發(fā)生離合器82和制動器92保持嚙合， 釋放制動器90并嚙合離合器80。在圖2中提供有箭頭，其從被釋放的 制動器(制動器90)發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合器80)。通過第二制動器92、第二和第三中間離合器84的嚙合建立在 圖2的真值表中被標識為第四(或第四檔)的下一個隨后的前進檔扭 矩比。從第三檔向第四檔的轉換按如下實現(xiàn)保持離合器M和制動器 92的嚙合，釋放離合器80并嚙合離合器84。在圖2中提供有箭頭， 其從被釋放的離合器(離合器80)發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合 器84)。通過第二制動器92、第一和第三中間離合器80和84的嚙合建立 在圖2中被標識為第五(或第五檔)的隨后的前進檔扭矩比。從第四 檔向第五檔的轉換按如下發(fā)生保持離合器84和第二制動器92的嚙 合，釋放離合器82并嚙合離合器80。在圖2中提供有箭頭，其從被釋 放的離合器(離合器82 )發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合器80)。通過第一、笫二和第三中間離合器80、 82和84的嚙合建立在圖2 的真值表中被標識為第六(或第六檔)的隨后的前進檔扭矩比。從第 五檔向第六檔的轉換按如下發(fā)生保持離合器80和84的嚙合，釋放 制動器92并嚙合離合器82。在圖2中提供有箭頭，其從被釋放的制動 器(制動器92)發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合器82)。通過制動器90和第一與第三中間離合器80、 M的嚙合建立在圖2 的真值表中被標識為第七(或第七檔)的下一個隨后的扭矩比。從第 六檔向第七檔的轉換按如下發(fā)生保持離合器80和84的嚙合，釋放 離合器82并嚙合制動器90。在圖2中提供有箭頭，其從被釋放的離合 器(離合器82)發(fā)出并指向被嚙合的制動器(制動器90)。通過制動器90和第二與第三中間離合器82、 84的嚙合建立在圖2 的真值表中被標識為第八(或第八檔)的下一個隨后的扭矩比。從第 七檔向第八檔的轉換按如下發(fā)生保持離合器84和制動器90的嚙合， 釋放離合器80并嚙合離合器82。在圖2中提供有箭頭，其從被釋放的 離合器(離合器80)發(fā)出并指向被嚙合的離合器(離合器82)。本發(fā)明設想降檔遵循相對應的升檔(如上所述)的相反順序，并 且?guī)讉€開動發(fā)動機的跳檔是可能的(例如從第一到第三)，其中所述跳 檔是單次轉變。雖然已經詳細描述了用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施方式，但本發(fā)明 所屬技術領域的技術人員將會認識到用于實施處于所附權利要求范圍 內的本發(fā)明的各種替換設計和實施例。
權利要求
1.一種變速器，它包括輸入件；輸出件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具有第一、第二和第三部件，其中所述輸入件與所述第二行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互相連接，并且所述輸出件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互相連接；第一互連部件，所述第一互連部件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述第二行星齒輪組的所述第一部件互相連接；第二互連部件，所述第二互連部件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互相連接；第三互連部件，所述第三互連部件持續(xù)地使所述第二行星齒輪組的所述第三部件與所述第三行星齒輪組的所述第一部件互相連接；第四互連部件，所述第四互連部件持續(xù)地使所述第三行星齒輪組的所述第二部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件互相連接；第一扭矩傳遞機構，所述第一扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第一行星齒輪組的所述第一部件與固定部件互相連接；第二扭矩傳遞機構，所述第二扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件互相連接；第三扭矩傳遞機構，所述第三扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第四行星齒輪組的所述第一部件互相連接；第四扭矩傳遞機構，所述第四扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第三行星齒輪組的所述第一部件與所述第四行星齒輪組的所述第一部件互相連接；第五扭矩傳遞機構，所述第五扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第三行星齒輪組的所述第三部件與所述第四行星齒輪組的所述第一部件互相連接；和其中所述扭矩傳遞機構可以至少三個的組合選擇性地嚙合以在所述輸入件和所述輸出件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
2. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一部件是 太陽齒4侖。
3. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第二部件是 托架部件。
4. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第三部件是 齒圈。
5. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述輸入件與所 述第二行星齒輪組的托架部件持續(xù)地相連。
6. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述輸出件與所 述第四行星齒輪組的托架部件持續(xù)地相連。
7. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第三扭矩傳 遞機構選擇性地使所述第二行星齒輪組的托架部件與所述第四行星齒 輪組的大陽齒輪互相連接。
8. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第三扭矩傳 遞機構選擇性地使輸入件和所述第二行星齒輪組的托架部件與所述第 四行星齒輪組的太陽齒輪互相連接。
9. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第四扭矩傳 遞機構選擇性地使所述第三行星齒輪組的太陽齒輪與所述第四行星齒 輪組的太陽齒輪互相連接。
10. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第四扭矩傳 遞機構選擇性地使所述第四行星齒輪組的太陽齒輪與所述第三行星齒 輪組的太陽齒輪和所述第二行星齒輪組的齒圏互相連接。
11. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第五扭矩傳 遞機構選擇性地使所述第三行星齒輪組的齒圏與所述第四行星齒輪組 的太陽齒輪互相連接。
12. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第四互連部 件持續(xù)地使所述第三行星齒輪組的托架部件與所述第四行星齒輪組的 托架部件互相連接。
13. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一互連部 件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組的太陽齒輪與所述第二行星齒輪組的 太陽齒4侖互相連接。
14. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第二互連部件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組的托架部件與所迷第四行星齒輪組的 齒圈互相連接。
15.如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第三互連部 件持續(xù)地使所迷第二行星齒輪組的齒圈與所述第三行星齒輪組的太陽 齒輪互相連接。
16.如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一扭矩傳 遞機構選擇性地使所迷第一行星齒輪組的太陽齒輪與所述固定部件互 相連接。
17. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一扭矩傳 遞機構選擇性地使所述第一行星齒輪組的太陽齒輪和第二行星齒輪組 的太陽齒輪與所述固定部件互相連接。
18. 如權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第二扭矩傳 遞機構選擇性地使所迷第 一行星齒輪組的齒圏與所述固定部件互相連 接。
19. 一種變速器，它包括 輸入件；輸出件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具 有太陽齒輪、行星齒輪托架和齒圈，其中所迷輸入件與所述第二行星 齒輪組的行星托架持續(xù)地互相連接，并且所述輸出件與所述第四行星 齒輪組的行星托架持續(xù)地互相連接；第一互連部件，所述第一互連部件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組 的所述太陽齒輪與所述第二行星齒輪組的所述太陽齒輪互相連接；第二互連部件，所述第二互連部件持續(xù)地使所述第一行星齒輪組 的所述行星齒輪托架與所述第四行星齒輪組的所迷齒圈互相連接；第三互連部件，所速第三互連部件持續(xù)地使所述第二行星齒輪組 的所述齒圈與所述第三行星齒輪組的所述太陽齒輪互相連接；第四互連部件，所述第四互連部件持續(xù)地使所述第三行星齒輪組 的所述行星齒輪托架與所述第四行星齒輪組的所述行星齒輪托架互相 連接；第一扭矩傳遞機構，所迷第一扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使 所述第一和第二行星齒輪組的所述太陽齒輪與固定部件互相連接；第二扭矩傳遞機構，所述第二扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使所述第一行星齒輪組的所述齒圏與所述固定部件互相連接；第三4丑矩傳遞機構，所述第三扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以4吏 所述第二行星齒輪組的所述行星齒輪托架與所述第四行星齒輪組的所述太陽齒輪互相連接；第四扭矩傳遞機構，所述第四扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使 所述第三行星齒輪組的所述太陽齒輪與所述第四行星齒輪組的所述太陽齒輪互相連接；第五扭矩傳遞機構，所述第五扭矩傳遞機構可選擇性地嚙合以使 所述第三行星齒輪組的所述齒圈與所述第四行星齒輪組的所述太陽齒 輪互相連接；和其中所述扭矩傳遞機構可以至少三個的組合選擇性地嚙合以在所 述輸入件和所述輸出件之間建立至少八個前進檔速比和至少 一個倒檔 速比。
全文摘要
本發(fā)明提出一種變速器，它具有輸入件、輸出件、多個行星齒輪組、多個互連部件和多個扭矩傳遞機構，多個行星齒輪組具有第一、第二和第三部件，其中，輸入件與行星齒輪組的一部件持續(xù)地互相連接，而輸出件與行星齒輪組的另一個部件持續(xù)地互相連接，通過五個扭矩傳遞機構的選擇性的嚙合而產生至少八個前進檔速度和至少一個倒檔速度。
文檔編號F16H3/44GK101230900SQ200810008858
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權日2007年1月25日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·B·博爾格森, J·M·哈特, M·拉哈文, S·H·維特科普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司