扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的制造方法
【專利摘要】扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。本發(fā)明采用兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器：這兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系各三個(gè)元件間，各取其一作為輸入與輸出端后，一個(gè)輪系其余的兩個(gè)元件與另一個(gè)輪系其余的兩個(gè)元件按扭矩匹配自鎖的方式相互錯(cuò)位對(duì)接。本發(fā)明的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器為常嚙合的齒輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定傳動(dòng)時(shí)，表現(xiàn)為一個(gè)剛體，內(nèi)部不存在相互轉(zhuǎn)動(dòng)；而受沖擊時(shí)，內(nèi)部發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以起到緩沖減震作用。相對(duì)于液力耦合器和液力變矩器有更好的效率和加工工藝性。
【專利說明】扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器

【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。本發(fā)明系統(tǒng)地涉及一種由兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系 按照"扭矩匹配自鎖"、"錯(cuò)位對(duì)接"方式構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在傳遞扭矩時(shí)具有柔性傳動(dòng)特 征--比如運(yùn)用于汽車技術(shù)，當(dāng)輸出端因車輛下坡超速時(shí)，表現(xiàn)出與輸入端運(yùn)動(dòng)關(guān)系脫開 的超越離合器的功能；或者相反，當(dāng)油門不足而無法爬坡或車輛制停時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸出端逐漸停 止轉(zhuǎn)動(dòng)、輸入端自行運(yùn)轉(zhuǎn)的過載保護(hù)。本說明書稱之為扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦 合器。用以取代液力耦合器和液力變矩器有更好的工作效率和制造工藝性。

【背景技術(shù)】 [0002] 車輛在行駛中切換檔位時(shí)對(duì)動(dòng)力切斷后恢復(fù)過程中的平順性要求最 高。目前車輛技術(shù)中關(guān)于動(dòng)力傳遞中斷與恢復(fù)主要有兩種方案：自動(dòng)變速器（AT)的多片摩 擦離合器和手動(dòng)變速器（MT)的單片摩擦離合器。單片離合器通過操作脫開實(shí)現(xiàn)分離時(shí)動(dòng) 力切斷，但它的平順恢復(fù)需要操作熟練度，在城市工況等頻繁操作時(shí)容易造成駕駛疲勞；液 力變矩器的柔性傳動(dòng)被用以改善自動(dòng)變速器中的多片摩擦離合器中斷與恢復(fù)動(dòng)力過程的 平順性。目前所有避開液力變矩器的自動(dòng)化變速器如自動(dòng)的手動(dòng)變速器AMT、雙離合器變速 器DCT(或稱直接換檔齒輪箱DSG)都遇到了現(xiàn)實(shí)的問題：?jiǎn)纹蚨嗥Σ岭x合器的長(zhǎng)期使 用磨損都會(huì)造成自動(dòng)控制的標(biāo)定參數(shù)發(fā)生漂移，導(dǎo)致接合時(shí)反復(fù)沖擊聳車與自我保護(hù)；即 便在顯著的使用磨損發(fā)生前，也因?yàn)樵谀撤N工況比如低速跟車中反復(fù)脫開與結(jié)合，產(chǎn)生高 溫，致使變速器總成進(jìn)入自我保護(hù)模式而停止工作。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 液力變矩器的柔性傳動(dòng)對(duì)于變速器的自動(dòng)化很重要，但液力變矩器存 在效率不高（其前身液力耦合器效率更差已無實(shí)用意義）、制造工藝獨(dú)特等主要不足。本發(fā) 明針對(duì)液力傳動(dòng)的這些不足，采用兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系按照"扭矩匹配自鎖" "錯(cuò)位對(duì)接"的原則 構(gòu)成一種新型的柔性聯(lián)軸節(jié)，本說明書稱之為扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器。
[0004] 較好的是，兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系各三個(gè)元件間，一個(gè)輪系的兩個(gè)元件與另一個(gè)輪系的兩 個(gè)元件之間按扭矩匹配自鎖的方式相互錯(cuò)位對(duì)接，各自另一個(gè)元件分別作為輸入輸出端。
[0005] 較好的是，兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是差速器，這兩個(gè)差速器各以自己的一個(gè)中心輪通過 自帶的過渡齒輪與對(duì)方的保持架齒輪嚙合傳動(dòng)，各自另一個(gè)中心輪分別作為輸入輸出端。
[0006] 較好的是，兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是單行星排周轉(zhuǎn)輪系，一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系在半徑方向套在 另一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系的外圍，其內(nèi)中心輪與另一個(gè)輪系的外中心輪對(duì)接，兩者的保持架對(duì)接，其 余的一個(gè)外中心輪與一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
[0007] 較好的是，兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是雙行星排周轉(zhuǎn)輪系，一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系在半徑方向套在 另一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系的外圍，其內(nèi)中心輪與另一個(gè)輪系的外中心輪對(duì)接，兩者的保持架對(duì)接，其 余的一個(gè)外中心輪與一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
[0008] 較好的是，兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系一個(gè)是單行星排周轉(zhuǎn)輪系，另一個(gè)是雙行星排周轉(zhuǎn)輪系， 一個(gè)輪系的兩個(gè)元件與另一個(gè)輪系的兩個(gè)元件之間按扭矩匹配自鎖的方式相互錯(cuò)位對(duì)接， 各自另一個(gè)元件分別作為輸入輸出端。
[0009] 較好的是，單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi) 中心輪與外中心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)內(nèi)中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
[0010] 較好的是，單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的保 持架與外中心輪對(duì)接，兩者其余的各一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
[0011] 較好的是，單行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的保 持架與外中心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)外中心輪與內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
[0012] 較好的是，單行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi) 中心輪與外中心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)外中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
[0013] 較好的是，單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與內(nèi)中心輪各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的 保持架與內(nèi)中心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)保持架與外中心輪分別作為輸入輸出端。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0014] 首先說明，本發(fā)明的說明書附圖均為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，省略了所有軸承、潤(rùn)滑 方式、機(jī)體、密封件、放油口等 申請(qǐng)人:認(rèn)為與說明技術(shù)方案無關(guān)的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；采用齒輪 的側(cè)面視圖，將每個(gè)齒輪的輻板簡(jiǎn)化為線段、輪齒簡(jiǎn)化為輻板兩端的短線段，進(jìn)而以輪齒的 靠近相對(duì)表示嚙合；當(dāng)齒輪空套在軸上時(shí)，以代表軸的線段穿過兩平行短線段表示。
[0015] 圖1為兩個(gè)差速器構(gòu)成扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為兩個(gè)單行星排周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的各 種結(jié)構(gòu)方式分析所用示意圖；
[0017] 圖3為單/雙行星排周轉(zhuǎn)輪系分別采用內(nèi)中心輪/保持架作為輸入輸出端構(gòu)成扭 矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4為單/雙行星排周轉(zhuǎn)輪系分別采用內(nèi)中心輪/內(nèi)中心輪作為輸入輸出端構(gòu)成 扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖5為單/雙行星排周轉(zhuǎn)輪系分別采用外中心輪/內(nèi)中心輪作為輸入輸出端構(gòu)成 扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖6為單/雙行星排周轉(zhuǎn)輪系分別采用外中心輪/保持架作為輸入輸出端構(gòu)成扭 矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖7為單/雙行星排周轉(zhuǎn)輪系分別采用保持架/外中心輪作為輸入輸出端構(gòu)成扭 矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖8為兩個(gè)單行星排周轉(zhuǎn)輪系采用外中心輪/內(nèi)中心輪作為輸入輸出端構(gòu)成扭矩 匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖9為兩個(gè)雙行星排周轉(zhuǎn)輪系采用外中心輪/內(nèi)中心輪作為輸入輸出端構(gòu)成扭矩 匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 為進(jìn)一步說明本發(fā)明的齒輪式耦合器的結(jié)構(gòu)、效果及其優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖在具 體實(shí)施方式中加以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 本說明書所有附圖涉及兩種類型的周轉(zhuǎn)輪系（也簡(jiǎn)稱為輪系）、及一個(gè)特例：附圖 2中，外中心輪（內(nèi)齒圈）3或12與內(nèi)中心輪21或22通過保持架5或10上安裝的行星齒 輪4與7 (可以沿圓周均布更多）或8與11單個(gè)齒輪構(gòu)成嚙合傳動(dòng)關(guān)系，稱為單行星排周 轉(zhuǎn)輪系；附圖3中，外中心輪31與內(nèi)中心輪34通過安裝在保持架35上的兩個(gè)相互嚙合的 行星齒輪32、33 (可以沿圓周在保持架上均布多對(duì)）構(gòu)成嚙合傳動(dòng)關(guān)系，稱為雙行星排周轉(zhuǎn) 輪系；附圖1則是單行星排周轉(zhuǎn)輪系的一個(gè)特例，52或55為保持架齒輪，其上帶有行星齒 輪65/60或57/59,左右兩個(gè)中心輪53/64或56/58都是相同的，所以每個(gè)輪系都稱為對(duì)稱 式周轉(zhuǎn)輪系，在車輛技術(shù)中也直接稱為差速器（另有不能獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的過渡齒輪54、61作為 必要連接零件介于兩個(gè)對(duì)接差速器之間構(gòu)成齒輪式耦合器）。
[0026] 本說明書所有附圖中，除在附圖3至7中將右側(cè)的中心輪編列序號(hào)為23而不是21 或22、附圖9部分序號(hào)另行說明外，其它零件名稱與序號(hào)均已解釋說明，以下關(guān)于各附圖不 再說明，而著重分析左右兩個(gè)輪系的連接關(guān)系與效果。
[0027] 當(dāng)R-轉(zhuǎn)速，Z-齒數(shù)，T-扭矩；a-外中心輪，b-內(nèi)中心輪，e-保持架，則
[0028] 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)關(guān)系與扭矩關(guān)系為：
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，包括： 兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其特征在于， 這兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系各三個(gè)元件間，一個(gè)輪系的兩個(gè)元件與另一個(gè)輪系的兩個(gè)元件之間按 扭矩匹配自鎖的方式相互錯(cuò)位對(duì)接，各自另一個(gè)元件分別作為輸入輸出端。
2. 如權(quán)利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 所述兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是差速器，這兩個(gè)差速器各以自己的一個(gè)中心輪通過自帶的過渡 齒輪與對(duì)方的保持架齒輪哨合傳動(dòng)，各自另一個(gè)中心輪分別作為輸入輸出端。
3. 如權(quán)利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 所述兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是單行星排周轉(zhuǎn)輪系，一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系在半徑方向套在另一個(gè)周轉(zhuǎn) 輪系的外圍，其內(nèi)中心輪與另一個(gè)輪系的外中心輪對(duì)接，兩者的保持架對(duì)接，其余的一個(gè)外 中心輪與一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
4. 如權(quán)利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 所述兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系都是雙行星排周轉(zhuǎn)輪系，一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系在半徑方向套在另一個(gè)周轉(zhuǎn) 輪系的外圍，其內(nèi)中心輪與另一個(gè)輪系的外中心輪對(duì)接，兩者的保持架對(duì)接，其余的一個(gè)外 中心輪與一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
5. 如權(quán)利要求1所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 所述兩個(gè)周轉(zhuǎn)輪系一個(gè)是單行星排周轉(zhuǎn)輪系，另一個(gè)是雙行星排周轉(zhuǎn)輪系。
6. 如權(quán)利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與外中 心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)內(nèi)中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
7. 如權(quán)利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的保持架與外中心 輪對(duì)接，兩者其余的各一個(gè)內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
8. 如權(quán)利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的保持架與外中心 輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)外中心輪與內(nèi)中心輪分別作為輸入輸出端。
9. 如權(quán)利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與保持架各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的內(nèi)中心輪與外中 心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)外中心輪與保持架分別作為輸入輸出端。
10. 如權(quán)利要求5所述的扭矩匹配自鎖錯(cuò)位對(duì)接的齒輪式耦合器，其特征在于， 單行星排周轉(zhuǎn)輪系的外中心輪與內(nèi)中心輪各自與雙行星排周轉(zhuǎn)輪系的保持架與內(nèi)中 心輪對(duì)接，兩者其余的一個(gè)保持架與外中心輪分別作為輸入輸出端。
【文檔編號(hào)】F16H1/36GK104100682SQ201310129570
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】孟良吉 申請(qǐng)人:孟良吉