一種多擋自動(dòng)變速器的制造方法
【專利摘要】一種多擋自動(dòng)變速器，兩個(gè)軸系平行布置，三個(gè)行星排，第一行星排布置在第一軸系上，第二行星排和第三行星排布置在第二軸系上；三對(duì)圓柱齒輪布置在兩個(gè)軸系上，主動(dòng)圓柱齒輪布置在第一軸系，被動(dòng)齒輪布置在第二軸系上；五個(gè)換擋元件，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件之間接合或分離，第一換擋元件為制動(dòng)器，布置在第一軸系上，可以將旋轉(zhuǎn)件制動(dòng)在殼體上，第二換擋元件、第三換擋元件和第五換擋元件為離合器，布置在第一軸系上，第四換擋元件為離合器，布置在第二軸系上；另外還有十一個(gè)互聯(lián)部件，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件之間剛性連接在一起，構(gòu)成一個(gè)四自由度的多檔位動(dòng)力換擋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】一種多擋自動(dòng)變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車自動(dòng)變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)變速器按照動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式分為縱置和橫置兩種形式，按照齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為圓柱齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)，一般大多數(shù)機(jī)構(gòu)采用的是行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；按照軸系數(shù)量分為單軸和多軸傳動(dòng)系統(tǒng)，一般單軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用行星齒輪系，軸向長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，適合于布置在縱置后驅(qū)的汽車動(dòng)力艙內(nèi)；而多軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓柱齒輪與行星齒輪混合傳動(dòng)系統(tǒng)，軸向長(zhǎng)度短，適合于布置在橫置的汽車動(dòng)力艙內(nèi)。隨著變速器擋位不斷增加，特別是進(jìn)入到8擋自動(dòng)變速器時(shí)代，需要更多的行星排和換擋元件，若采用單軸傳動(dòng)系統(tǒng)，軸向長(zhǎng)度很長(zhǎng)，很難布置在橫置的動(dòng)力艙內(nèi)，所以，雙軸圓柱齒輪和行星齒輪混合方案布置的變速器開(kāi)始出現(xiàn)。
[0003]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810084676.8和200810238563.9兩個(gè)專利，可動(dòng)力換擋多
擋變速器，采用了雙軸圓柱齒輪和行星齒輪混合傳動(dòng)系統(tǒng)。在第一軸系上布置了第一行星排和兩個(gè)離合器，在第二軸系上布置了第二和第三行星排，以及兩個(gè)離合器。該布置方案中與第三行星排齒圈連接的一對(duì)圓柱齒輪，其被動(dòng)大齒輪尺寸過(guò)大，位置正好處于輸出軸傳動(dòng)軸頭部位置，致使該大齒輪易于與傳動(dòng)軸頭部干涉，限制了該對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)比變動(dòng)和調(diào)整；再有，該方案中，往往有一對(duì)圓柱齒輪位于中間部位,殼體必須有一個(gè)中間支撐墻固定軸承支撐這對(duì)圓柱齒輪，致使殼體軸向長(zhǎng)度增加，成本增大，重量增加；第二行星排框架與第三行星排框架連接，致使擋間傳動(dòng)比分配不合理。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810170012.3、200810168018.7 和 200810168016.8 三個(gè)專利，
帶有外驅(qū)動(dòng)齒輪組的多級(jí)變速器，其中，第二對(duì)圓柱齒輪位于中間位置，很難獲得支撐。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810168017.2專利，帶有外驅(qū)動(dòng)齒輪組的多級(jí)變速器，與上述幾種專利不同，將第一和第二行星排與兩個(gè)離合器、一個(gè)制動(dòng)器布置在第一軸系，第二軸系僅僅留有第三行星排和兩個(gè)離合器，減少了第二軸系的零部件數(shù)量。但是，由于三對(duì)圓柱齒輪布置在一側(cè)，正好是處于與車身縱梁干涉的部位，即使第二軸系零件減少了，仍然無(wú)法減少與縱梁干涉部位的零件；另外，三對(duì)圓柱齒輪在一側(cè)，套軸太多，很難實(shí)現(xiàn)軸承支撐，而且工藝性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有雙軸行星傳動(dòng)變速器存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變速器的方案，將第二行星排的框架與第三行星排齒圈之間用離合器連接；第二行星排齒圈與第三行星排太陽(yáng)輪剛性連接；第二軸上的大圓柱齒輪位置變更，使大圓柱齒輪部位外部殼體與傳動(dòng)軸頭部不會(huì)產(chǎn)生干涉；將布置在中間部位的一對(duì)圓柱齒輪改到一側(cè)，依靠殼體支撐，不需要?dú)んw增加一個(gè)中間支撐墻，軸向長(zhǎng)度縮短，殼體重量減少，成本降低。[0007]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種多擋自動(dòng)變速器，兩個(gè)軸系平行布置，三個(gè)行星排，第一行星排布置在第一軸系上，第二行星排和第三行星排布置在第二軸系上；三對(duì)圓柱齒輪布置在兩個(gè)軸系上，主動(dòng)圓柱齒輪布置在第一軸系，被動(dòng)齒輪布置在第二軸系上；五個(gè)換擋元件，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件之間接合或分離，第一換擋元件為制動(dòng)器，布置在第一軸系上，可以將旋轉(zhuǎn)件制動(dòng)在殼體上，第二換擋元件、第三換擋元件和第五換擋元件為離合器，布置在第一軸系上，第四換擋元件為離合器，布置在第二軸系上；另外還有十一個(gè)互聯(lián)部件，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件之間剛性連接在一起，構(gòu)成一個(gè)四自由度的多檔位動(dòng)力換擋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0008]該發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例原理是一款多檔位自動(dòng)變速器，三組行星排的太陽(yáng)輪、齒圈和框架9個(gè)部件，三對(duì)圓柱齒輪的主、被動(dòng)齒輪6個(gè)部件，這些部件被5個(gè)換擋部件有選擇的接合和分離，以及被6個(gè)互聯(lián)部件剛性連接，其所述的部件之間的連接關(guān)系符合如下數(shù)學(xué)關(guān)系式:
第一行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是r^+kA^-G^+l)!^=。，其中第一行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nsl、齒圈轉(zhuǎn)速nK1和框架轉(zhuǎn)速na，Ic1為第一齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第二行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是nS2+k2nK2-(k2+l)r^2=0，其中第二行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nS2、齒圈轉(zhuǎn)速nK2和框架轉(zhuǎn)速ne2，k2為第二齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第三行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是nS3+k3nK3-(k3+l)nra=0，其中第三行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nS3、齒圈轉(zhuǎn)速nK3和框架轉(zhuǎn)速nC3，k3為第三齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第一對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是neA1/n(；D1= iei,其中第一主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA1、nGD1,iG1為第一被動(dòng)圓柱齒輪 齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第二對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是I^2Aieil2= ie2，其中第二主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA2、nGD2,iG2為第二被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第三對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是η^/η.= ie3，其中第三主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA3、nGD3,iG3為第三被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第一換擋元件Cl將第一行星排太陽(yáng)輪SI與殼體2分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是nSi=0 ;
第二換擋元件C2將第一行星排太陽(yáng)輪SI與第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是nsl= nGA1；
第三換擋元件C3將第一行星排框架CAl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是ηαι= nGA3；
第四換擋元件C4將第三行星排齒圈R3與第二行星排框架CA2分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是nK3= nCA2 ；
第五換擋元件C5將第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是neA2= nGA3；
第一互聯(lián)部件I將動(dòng)力源與第一行星排框架CAl剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是Ii1= ηαι，其中Ii1是輸入軸轉(zhuǎn)速；
第五互聯(lián)部件5將第一行星排齒圈Rl與第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式
是 nRl- nGA2 ;
第七互聯(lián)部件7將第二行星排齒圈R2與第三被動(dòng)圓柱齒輪⑶3，以及第三行星排太陽(yáng)輪S3剛性連接,數(shù)學(xué)關(guān)系式是nK2= nGD3= nS3 ；
第八互聯(lián)部件8將第二行星排太陽(yáng)輪S2與第二被動(dòng)圓柱齒輪GD2剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式疋 Hs2- nGD2 ；
第十互聯(lián)部件10將第三行星排齒圈R3與第一被動(dòng)圓柱齒輪GDl剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系
式疋 nR3_ nGDl ;
第十一互聯(lián)部件11將主減速齒輪或其它輸出軸與第三行星排框架CA3剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是nn= neA3，其中nn是輸出軸轉(zhuǎn)速；
整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的換擋邏輯，在五個(gè)換擋元件中，每接合三個(gè)換擋元件可以得到一個(gè)擋位，解得該擋位輸入和輸出傳動(dòng)比為:ni/n12=ip其中L是第j擋輸入與輸出傳動(dòng)t匕。該實(shí)施例可以得到至少8個(gè)前進(jìn)擋，I個(gè)倒檔。
[0009]該發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例原理是一款多檔位自動(dòng)變速器，其第一換擋元件Cl位置變更至第一主動(dòng)圓柱齒輪與第一行星排之間；第二換擋元件C2位置變更至第二軸系上，第一被動(dòng)圓柱齒輪與第三行星排之間；三組行星排的太陽(yáng)輪、齒圈和框架9個(gè)部件，三對(duì)圓柱齒輪的主、被動(dòng)齒輪6個(gè)部件，這些部件被5個(gè)換擋部件有選擇的接合和分離，以及被7個(gè)互聯(lián)部件剛性連接，其所述的部件之間的連接關(guān)系符合如下數(shù)學(xué)關(guān)系式:
第一行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是r^+kA^-G^+l)!^=。，其中第一行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nsl、齒圈轉(zhuǎn)速nK1和框架轉(zhuǎn)速na，Ic1為第一齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第二行星排數(shù)學(xué)關(guān) 系式是nS2+k2nK2-(k2+l)r^2=0，其中第二行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nS2、齒圈轉(zhuǎn)速nK2和框架轉(zhuǎn)速ne2，k2為第二齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第三行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是nS3+k3nK3-(k3+l)nra=0，其中第三行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速nS3、齒圈轉(zhuǎn)速nK3和框架轉(zhuǎn)速nC3，k3為第三齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值；
第一對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是neA1/n(；D1= iei,其中第一主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA1、nGD1,iG1為第一被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第二對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是I^2Aieil2= ie2，其中第二主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA2、nGD2,iG2為第二被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第三對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是η^/η.= ie3，其中第三主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速neA3、nGD3,iG3為第三被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；
第一換擋元件Cl將第一行星排太陽(yáng)輪SI與殼體2分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是nSi=0 ;
第二換擋元件C2將第第一被動(dòng)圓柱齒輪GDl與第三行星排齒圈R3分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是neD1= nE3；
第三換擋元件C3將第一行星排框架CAl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是ηαι= nGA3；
第四換擋元件C4將第三行星排齒圈R3與第二行星排框架CA2分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是nK3= nCA2 ；
第五換擋元件C5將第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是neA2= nGA3；
第一互聯(lián)部件I將動(dòng)力源與第一行星排框架CAl剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是Ii1= ηαι，其中Ii1是輸入軸轉(zhuǎn)速； 第三互聯(lián)部件3將第第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl與第一行星排太陽(yáng)輪SI剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式疋nGA1- nsl ；
第五互聯(lián)部件5將第一行星排齒圈Rl與第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式
是 nRl- nGA2 ;
第七互聯(lián)部件7將第二行星排齒圈R2與第三被動(dòng)圓柱齒輪⑶3，以及第三行星排太陽(yáng)輪S3剛性連接,數(shù)學(xué)關(guān)系式是nK2= nGD3= nS3 ；
第八互聯(lián)部件8將第二行星排太陽(yáng)輪S2與第二被動(dòng)圓柱齒輪GD2剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式疋 Hs2- nGD2 ；
第十一互聯(lián)部件11將主減速齒輪或其它輸出軸與第三行星排框架CA3剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是nn= neA3，其中nn是輸出軸轉(zhuǎn)速；
整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的換擋邏輯，在五個(gè)換擋元件中，每接合三個(gè)換擋元件可以得到一個(gè)擋位，解得該擋位輸入和輸出傳動(dòng)比為:ni/n12=ip其中L是第j擋輸入與輸出傳動(dòng)t匕。該實(shí)施例可以得到至少8個(gè)前進(jìn)擋，I個(gè)倒檔。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，輸入軸I可以有選擇的分別布置在左側(cè)或者右側(cè)；輸出軸11可以有選擇的布置在左側(cè)或者右側(cè)，也可以兩側(cè)輸出，以適應(yīng)動(dòng)力總成在整車中的布置。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)方面中，三組行星排、三對(duì)圓柱齒輪和五個(gè)換擋元件的位置因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)布置需要，會(huì)適當(dāng)調(diào)整位置，能夠產(chǎn)生出多種變化方案。在這些方案中，凡是采用本發(fā)明權(quán)利要求的部件之間的連接方式或部件連接關(guān)系符合本發(fā)明所述數(shù)學(xué)關(guān)系式的方案均在本發(fā)明權(quán)利主張內(nèi)。
[0012]本發(fā)明的另一方面中，第一軸系和第二軸系之間傳遞扭矩的三對(duì)相互嚙合的圓柱齒輪可以有選擇的更換成鏈輪和鏈條傳動(dòng)或其它傳動(dòng)方式，其兩個(gè)軸系之間的三對(duì)傳動(dòng)比關(guān)系不變。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，減小了殼體外形尺寸，易于布置在狹小的動(dòng)力艙，適應(yīng)多種車型；中間沒(méi)有支撐墻，縮短了軸向尺寸，降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施方案I中的變速器結(jié)構(gòu)原理圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施方案2中的變速器結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施方案中的變速器換擋邏輯圖。
[0018]圖中SCl是第一軸系中心線，SC2是第二軸系中心線，RUCAl和SI分別是第一行星排太陽(yáng)輪、齒圈和框架，R2、CA2和S2分別是第二行星排太陽(yáng)輪、齒圈和框架，R3、CA3和S3分別是第三行星排太陽(yáng)輪、齒圈和框架，GAl和GDl是第一主動(dòng)圓柱齒輪和被動(dòng)圓柱齒輪，GA2和⑶21是第二主動(dòng)圓柱齒輪和被動(dòng)圓柱齒輪，GA3和⑶3是第三主動(dòng)圓柱齒輪和被動(dòng)圓柱齒輪，Cl、C2、C3、C4和C5分別是第一、二、三、四和五換擋元件，1.為輸入軸，是動(dòng)力源與第一行星排框架CA1、第三換擋元件C3的互聯(lián)部件，2.為殼體，3.在圖1中是第一換擋元件Cl、第二換擋元件C2與太陽(yáng)輪SI之間的互聯(lián)部件，在圖2中是第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl與離合器Cl、第一行星排太陽(yáng)輪SI的互聯(lián)部件，4.在圖1中是換擋元件C2與圓柱齒輪GAl之間的互聯(lián)部件，在圖2中是第二換擋元件C2與第三行星排齒圈R3、第四換擋元件C4的互聯(lián)部件，5.為第一行星排齒圈R1、第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2與第五換擋元件C5之間的互聯(lián)部件，6.為第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3與第三換擋元件C3、第五換擋元件C5之間的互聯(lián)部件，7.為第三被動(dòng)圓柱齒輪GD3與第二行星排齒圈、第三行星排太陽(yáng)輪S3之間的互聯(lián)部件，8.為第二被動(dòng)圓柱齒輪⑶2與第二行星排太陽(yáng)輪S2之間的互聯(lián)部件，9.為第二行星排框架CA2與第四換擋元件C4之間的互聯(lián)部件，10.在圖1中是換擋元件C4與齒圈R3和圓柱齒輪GDl之間的互聯(lián)部件，在圖2中是換擋元件C4與齒圈R3和第二換擋元件C2之間的互聯(lián)部件，11.輸出軸，是主減速齒輪或輸出機(jī)構(gòu)與第三行星排框架CA3的互聯(lián)部件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1是一種多擋自動(dòng)變速器實(shí)施例1，包括兩組平行軸系，在軸系上旋轉(zhuǎn)的部件有三組行星排和三對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，五個(gè)換擋元件，十一個(gè)互聯(lián)部件；第一行星排置于第一軸系中心上，第二行星排和第三行星排置于第二軸系中心，三對(duì)圓柱齒輪主動(dòng)齒輪置于第一軸系中心上，被動(dòng)齒輪置于第二軸系中心上。第一互聯(lián)部件1，將動(dòng)力源與第一行星排框架CA1、第三換擋元件C3連接在一起；第二互聯(lián)部件2，將第一換擋元件Cl與殼體連接在一起；第三互聯(lián)部件3，將第一換擋元件Cl、第二換擋元件C2和第一行星排太陽(yáng)輪SI連接在一起；第四互聯(lián)部件4，將第二換擋元件C2與第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl連接在一起；第五互聯(lián)部件5，將第一行星排齒圈Rl與第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2、第五換擋元件C5連接在一起；第六互聯(lián)部件6，將第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3與第三換擋元件C3、第五換擋元件C5連接在一起；第七互聯(lián)部件7，將第三被動(dòng)圓柱齒輪⑶3與第二行星排齒圈R2、第三行星排太陽(yáng)輪S3連接在一起；第八互聯(lián)部件8，將第二被動(dòng)圓柱齒輪⑶2與第二行星排太陽(yáng)輪S2連接在一起；第九互聯(lián)部件9，將第二行星排框架CA2與第四換擋元件C4連接在一起；第十互聯(lián)部件10，將第三行星排齒圈R3與第一被動(dòng)圓柱齒輪⑶1、第四換擋元件C4連接在一起；第十一互聯(lián)部件11，將第三行星排框架CA3與輸出軸、或者輸出齒輪連接在一起。第一換擋元件Cl可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪S1、第二換擋元件C2與殼體2分離或接合，第二換擋元件C2可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪S1、第一換擋元件Cl與第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl分離或接合；第三換擋元件C3可以有選擇的將輸入軸1、第一行星排框架CAl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3、第五換擋元件C5分離或接合；第四換擋元件C4可以有選擇的將第一被動(dòng)圓柱齒輪⑶1、第三行星排齒圈R3與第二行星排齒圈R2分離或接合；第五換擋元件C5可以有選擇的將第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2、第一行星排齒圈Rl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3、第三換擋元件C3分離或接合。五個(gè)換擋元件中，每次接合三個(gè)換擋元件構(gòu)成一個(gè)檔位，在輸入軸和輸出軸之間建立起至少八個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)倒檔的傳動(dòng)比。
[0020]圖2是另一種多擋自動(dòng)變速器實(shí)施例2，包括兩組平行軸系，在軸系上旋轉(zhuǎn)的部件有三組行星排和三對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，五個(gè)換擋元件，十一個(gè)互聯(lián)部件；第一行星排置于第一軸系中心上，第二行星排和第三行星排置于第二軸系中心，三對(duì)圓柱齒輪主動(dòng)齒輪置于第一軸系中心上，被動(dòng)齒輪置于第二軸系中心上。第一互聯(lián)部件1，將動(dòng)力源與第一行星排框架CAl和第三換擋元件C3連接在一起；第二互聯(lián)部件2，將第一換擋元件Cl與殼體連接在一起；第三互聯(lián)部件3，將第一換擋元件Cl、第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl和第一行星排太陽(yáng)輪SI連接在一起；第四互聯(lián)部件4，將第二換擋元件C2與第三行星排齒圈R3、第四換擋元件C4連接在一起；第五互聯(lián)部件5，將第一行星排齒圈Rl與第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2、第五換擋元件C5連接在一起；第六互聯(lián)部件6，將第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3與第三換擋元件C3、第五換擋元件C5連接在一起；第七互聯(lián)部件7，將第三被動(dòng)圓柱齒輪⑶3與第二行星排齒圈R2、第三行星排太陽(yáng)輪S3連接在一起；第八互聯(lián)部件8，將第二被動(dòng)圓柱齒輪⑶2與第二行星排太陽(yáng)輪S2連接在一起；第九互聯(lián)部件9，將第二行星排框架CA2與第四換擋元件C4連接在一起；第十互聯(lián)部件10，將第一被動(dòng)圓柱齒輪GDl與第二換擋元件C2連接在一起；第十一互聯(lián)部件11，將第三行星排框架CA3與輸出軸、或者輸出齒輪連接在一起。第一換擋元件Cl可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪S1、第一主動(dòng)圓柱齒輪GAl與殼體2分離或接合，第二換擋元件C2可以有選擇的將第一被動(dòng)圓柱齒輪GDl與第三行星排齒圈R3、第四換擋元件C4分離或接合；第三換擋元件C3可以有選擇的將輸入軸1、第一行星排框架CAl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合；第四換擋元件C4可以有選擇的將第二換擋元件C2、第三行星排齒圈R3與第二行星排齒圈R2分離或接合；第五換擋元件C5可以有選擇的將第二主動(dòng)圓柱齒輪GA2、第一行星排齒圈Rl與第三主動(dòng)圓柱齒輪GA3分離或接合。五個(gè)換擋元件中，每次接合三個(gè)換擋元件構(gòu)成一個(gè)檔位，在輸入軸和輸出軸之間建立起至少八個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)倒檔的傳動(dòng)比。
[0021]所述的實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3均按照?qǐng)D4的換擋邏輯表?yè)Q擋，其中的“O”表示換擋元件接合。
【權(quán)利要求】
1.一種多擋自動(dòng)變速器，包括兩組平行軸系，在軸系上旋轉(zhuǎn)的部件有三組行星排和三對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，五個(gè)換擋元件，十一個(gè)互聯(lián)部件；第一行星排置于第一軸系中心上，第二行星排和第三行星排置于第二軸系中心，三對(duì)圓柱齒輪主動(dòng)齒輪置于第一軸系中心上，被動(dòng)齒輪置于第二軸系中心上；第一互聯(lián)部件[I]，將動(dòng)力源與第一行星排框架[CA1]、第三換擋元件[C3]連接在一起；第二互聯(lián)部件[2]，將第一換擋元件[Cl]與殼體連接在一起；第三互聯(lián)部件[3]，將第一換擋元件[Cl]、第二換擋元件[C2]和第一行星排太陽(yáng)輪[SI]連接在一起；第四互聯(lián)部件[4]，將第二換擋元件[C2]與第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]連接在一起；第五互聯(lián)部件[5]，將第一行星排齒圈[R1]與第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]、第五換擋元件[C5]連接在一起；第六互聯(lián)部件[6]，將第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]與第三換擋元件[C3]、第五換擋元件[C5]連接在一起；第七互聯(lián)部件[7]，將第三被動(dòng)圓柱齒輪[GD3]與第二行星排齒圈[R2]、第三行星排太陽(yáng)輪[S3]連接在一起；第八互聯(lián)部件[8]，將第二被動(dòng)圓柱齒輪[GD2]與第二行星排太陽(yáng)輪[S2]連接在一起；第九互聯(lián)部件[9]，將第二行星排框架[CA2]與第四換擋元件[C4]連接在一起；第十互聯(lián)部件[10]，將第三行星排齒圈[R3]與第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]、第四換擋元件[C4]連接在一起；第十一互聯(lián)部件[11]，將第三行星排框架[CA3]與輸出軸、或者輸出齒輪連接在一起；第一換擋元件[Cl]可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]、第二換擋元件[C2]與殼體[2]分離或接合，第二換擋元件[C2]可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]、第一換擋元件[Cl]與第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]分離或接合；第三換擋元件[C3]可以有選擇的將輸入軸[I]、第一行星排框架[CA1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]、第五換擋元件[C5]分離或接合；第四換擋元件[C4]可以有選擇的將第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]、第三行星排齒圈[R3]與第二行星排齒圈[R2]分離或接合；第五換擋元件[C5]可以有選擇的將第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]、第一行星排齒圈[R1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]、第三換擋元件[C3]分離或接合；五個(gè)換擋元件中，每次接合三個(gè)換擋元件構(gòu)成一個(gè)檔位，在輸入軸和輸出軸之間建立起至少八個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)倒檔的傳動(dòng)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多擋自動(dòng)變速器，其數(shù)學(xué)模型特征是:三組行星排的太陽(yáng)輪、齒圈和框架九個(gè)部件，三對(duì)圓柱齒輪的主、被動(dòng)齒輪六個(gè)部件，這些部件被五個(gè)換擋部件有選擇的接合和分離，以及被六個(gè)互聯(lián)部件剛性連接，其所述的部件之間的連接關(guān)系符合如下數(shù)學(xué)關(guān)系式: 第一行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[r^+k^-G^+DnfO]，其中第一行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nsl]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK1]和框架轉(zhuǎn)速[na]，[kj為第一齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第二行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS2+k2nK2-(k2+l)nC2=0]，其中第二行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nS2]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK2]和框架轉(zhuǎn)速[nK]，[k2]為第二齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第三行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS3+k3nK3-(k3+l)nC3=0]，其中第三行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nS3]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK3]和框架轉(zhuǎn)速[nC3]，[k3]為第三齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第一對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是[IimAlan= iei]，其中第一主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[ηωι]、[nGD1], [iG1]為第一被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值； 第二對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是Km2Aleil2= ie2]，其中第二主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[neA2]、[nGD2], [iG2]為第二被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值； 第三對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是[ηω3/ηα)3= ie3]，其中第三主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[ηω3]、[nGD3], [iG3]為第三被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值；第一換擋元件[Cl]將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]與殼體[2]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nsl=0]； 第二換擋元件[C2 ]將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]與第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nsl= nGA1]； 第三換擋元件[C3]將第一行星排框架[CA1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nm= nGA3]； 第四換擋元件[C4]將第三行星排齒圈[R3]與第二行星排框架[CA2]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nK3= n CA2]； 第五換擋元件[C5]將第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[neA2= nGA3]； 第一互聯(lián)部件[I]將動(dòng)力源與第一行星排框架[CA1]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[Ii1=nCA1]，其中[nj是輸入軸轉(zhuǎn)速； 第五互聯(lián)部件[5]將第一行星排齒圈[R1]與第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式疋[nE1— Iiga2]; 第七互聯(lián)部件[7]將第二行星排齒圈[R2]與第三被動(dòng)圓柱齒輪[GD3]，以及第三行星排太陽(yáng)輪[S3]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nK2= nGD3= nS3]； 第八互聯(lián)部件[8]將第二行星排太陽(yáng)輪[S2]與第二被動(dòng)圓柱齒輪[GD2]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS2= nGD2]； 第十互聯(lián)部件[10]將第三行星排齒圈[R3]與第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nK3= nGD1]； 第十一互聯(lián)部件[11]將主減速齒輪或其它輸出軸與第三行星排框架[CA3]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[ηη= ηα3]，其中[ηη]是輸出軸轉(zhuǎn)速； 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的換擋邏輯，在五個(gè)換擋元件中，每接合三個(gè)換擋元件可以得到一個(gè)擋位，解得該擋位輸入和輸出傳動(dòng)比為:[ni/n12=i山其中[ij是第[j]擋輸入與輸出傳動(dòng)比；該實(shí)施例可以得到至少八個(gè)前進(jìn)擋，一個(gè)倒檔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多擋自動(dòng)變速器，其變化特征是:包括兩組平行軸系，在軸系上旋轉(zhuǎn)的部件有三組行星排和三對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，五個(gè)換擋元件，十一個(gè)互聯(lián)部件；第一行星排置于第一軸系中心上，第二行星排和第三行星排置于第二軸系中心，三對(duì)圓柱齒輪主動(dòng)齒輪置于第一軸系中心上，被動(dòng)齒輪置于第二軸系中心上；第一互聯(lián)部件[I]，將動(dòng)力源與第一行星排框架[CA1]、第三換擋元件[C3]連接在一起；第二互聯(lián)部件[2]，將第一換擋元件[Cl]與殼體連接在一起；第三互聯(lián)部件[3]，將第一換擋元件[Cl]、第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]和第一行星排太陽(yáng)輪[SI]連接在一起；第四互聯(lián)部件[4]，將第二換擋元件[C2]與第三行星排齒圈[R3]、第四換擋元件[C4]連接在一起；第五互聯(lián)部件[5]，將第一行星排齒圈[R1]與第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]、第五換擋元件[C5]連接在一起；第六互聯(lián)部件[6]，將第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]與第三換擋元件[C3]、第五換擋元件[C5]連接在一起；第七互聯(lián)部件[7]，將第三被動(dòng)圓柱齒輪[GD3]與第二行星排齒圈[R2]、第三行星排太陽(yáng)輪[S3]連接在一起；第八互聯(lián)部件[8]，將第二被動(dòng)圓柱齒輪[GD2]與第二行星排太陽(yáng)輪[S2]連接在一起；第九互聯(lián)部件[9]，將第二行星排框架[CA2]與第四換擋元件[C4]連接在一起；第十互聯(lián)部件[10]，將第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]與第二換擋元件[C2]連接在一起；第十一互聯(lián)部件[11]，將第三行星排框架[CA3]與輸出軸、或者輸出齒輪連接在一起；第一換擋元件[Cl]可以有選擇的將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]、第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]與殼體[2]分離或接合，第二換擋元件[C2]可以有選擇的將第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]與第三行星排齒圈[R3]、第四換擋元件[C4]分離或接合；第三換擋元件[C3]可以有選擇的將輸入軸[I]、第一行星排框架[CA1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]、第五換擋元件[C5]分離或接合；第四換擋元件[C4]可以有選擇的將第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]、第三行星排齒圈[R3]與第二行星排齒圈[R2]分離或接合；第五換擋元件[C5]可以有選擇的將第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]、第一行星排齒圈[R1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]、第三換擋元件[C3]分離或接合；五個(gè)換擋元件中，每次接合三個(gè)換擋元件構(gòu)成一個(gè)檔位，在輸入軸和輸出軸之間建立起至少八個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)倒檔的傳動(dòng)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多擋自動(dòng)變速器，其數(shù)學(xué)模型特征變化是:三組行星排的太陽(yáng)輪、齒圈和框架九個(gè)部件，三對(duì)圓柱齒輪的主、被動(dòng)齒輪六個(gè)部件，這些部件被五個(gè)換擋部件有選擇的接合和分離，以及被六個(gè)互聯(lián)部件剛性連接，其所述的部件之間的連接關(guān)系符合如下數(shù)學(xué)關(guān)系式: 第一行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[r^+k^-G^+DnfO]，其中第一行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nsl]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK1]和框架轉(zhuǎn)速[na]，[kj為第一齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第二行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS2+k2nK2-(k2+l)nC2=0]，其中第二行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nS2]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK2]和框架轉(zhuǎn)速[nK]，[k2]為第二齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第三行星排數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS3+k3nK3-(k3+l)nC3=0]，其中第三行星排太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速[nS3]、齒圈轉(zhuǎn)速[nK3]和框架轉(zhuǎn)速[nC3]，[k3]為第三齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)比值； 第一對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是[IimAlan= iei]，其中第一主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[ηωι]、[nGD1], [iG1]為第一被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值； 第二對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是Km2Aleil2= ie2]，其中第二主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[neA2]、[nGD2], [iG2]為第二被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值； 第三對(duì)圓柱齒輪數(shù)學(xué)關(guān)系式是[ηω3/ηα)3= ie3]，其中第三主、被動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)速[ηω3]、[nGD3], [iG3]為第三被動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)與主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)比值； 第一換擋元件[Cl]將第一行星排太陽(yáng)輪[SI]與殼體[2]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nsl=0]； 第二換擋元件[C2]將第第一被動(dòng)圓柱齒輪[GDI]與第三行星排齒圈[R3]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[%u= nE3]； 第三換擋元件[C3]將第一行星排框架[CA1]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nm= nGA3]； 第四換擋元件[C4]將第三行星排齒圈[R3]與第二行星排框架[CA2]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nK3= nCA2]； 第五換擋元件[C5]將第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]與第三主動(dòng)圓柱齒輪[GA3]分離或接合，接合時(shí)數(shù)學(xué)關(guān)系式是[neA2= nGA3]； 第一互聯(lián)部件[I]將動(dòng)力源與第一行星排框架[CA1]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[Ii1=nCA1]，其中[nj是輸入軸轉(zhuǎn)速； 第三互聯(lián)部件[3]將第第一主動(dòng)圓柱齒輪[GA1]與第一行星排太陽(yáng)輪[SI]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[neA1= nsl]; 第五互聯(lián)部件[5]將第一行星排齒圈[R1]與第二主動(dòng)圓柱齒輪[GA2]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式疋[nE1— Iiga2]; 第七互聯(lián)部件[7]將第二行星排齒圈[R2]與第三被動(dòng)圓柱齒輪[GD3]，以及第三行星排太陽(yáng)輪[S3]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nK2= nGD3= nS3]； 第八互聯(lián)部件[8]將第二行星排太陽(yáng)輪[S2]與第二被動(dòng)圓柱齒輪[GD2]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[nS2= nGD2]； 第十一互聯(lián)部件[11]將主減速齒輪或其它輸出軸與第三行星排框架[CA3]剛性連接，數(shù)學(xué)關(guān)系式是[ηη= ηα3]，其中[ηη]是輸出軸轉(zhuǎn)速； 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的換擋邏輯，在五個(gè)換擋元件中，每接合三個(gè)換擋元件可以得到一個(gè)擋位，解得該擋位輸入和輸出傳動(dòng)比為:[ni/n12=i山其中[ij是第[j]擋輸入與輸出傳動(dòng)比；該實(shí)施例可以得到至少八個(gè)前進(jìn)擋，一個(gè)倒檔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)力要求3所述的一種多擋自動(dòng)變速器，其特征是:三對(duì)圓柱齒輪也可以有選擇的采用如鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式，其數(shù)學(xué)關(guān)系式不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)力要求3所述的多擋自動(dòng)變速器，其特征是:三個(gè)行星排、三對(duì)圓柱齒輪、五個(gè)換擋元件、多個(gè)互聯(lián)部件，其相互位置和布置可以變更，數(shù)學(xué)關(guān)系不變更。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)力要求3所述的一種多擋自動(dòng)變速器，其特征是:五個(gè)換擋元件換擋邏輯為: 倒檔:[C1]、[C2]、[C4]接合； 一擋:[Cl]、[C2]、[C3]接合； 二擋:[Cl]、[C2]、[C5]接合； 三擋:[C5]、[C2]、[C3]接合； 四擋:[C5]、[C2]、[C4]接合； 五擋:[C3]、[C2]、[C4]接合； 六擋:[C3]、[C5]、[C4]接合； 七擋:[C3] 、[C1]、[C4]接合； 八擋:[C5]、[C1]、[C4]接合。
【文檔編號(hào)】F16H3/62GK104006120SQ201310056180
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】王玫 申請(qǐng)人:王玫