多擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種十擋變速器，該變速器包括輸入構(gòu)件，輸出構(gòu)件，四個行星齒輪排，三個離合器、三個制動器和四個連接構(gòu)件。各個行星齒輪排包括太陽輪，行星架和齒圈。使用該變速器的行星排連接形式和結(jié)合元件布置方式可實現(xiàn)10個前進擋和1個倒擋，總傳動比為8.84，四個行星排的K值均在1.80-2.72范圍內(nèi)，且每個行星排均為單行星輪行星排。
【專利說明】多擋變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛(汽車、特種車輛、工程機械)傳動【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種十擋變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]為改善車輛的性能(動力性能、燃料經(jīng)濟性、換擋性能)，轎車擋位數(shù)正向六擋以上發(fā)展，自卸車也要求六擋以上，為此要尋找擋位更多，同時行星排與結(jié)合元件更少的傳動方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種車輛用十擋行星自動變速器，使用較少的行星排和結(jié)合元件使變速器實現(xiàn)更多的擋位。
[0004]本發(fā)明提出的多擋變速器，包括行星排、輸入構(gòu)件23、輸出構(gòu)件(24)、連接構(gòu)件、離合器和制動器，所述行星排有四個，且為單行星輪行星排，第一行星排25包括第一齒圈1、第一行星架2、第一太陽輪3，第二行星排26包括第二齒圈4、第二行星架5、第二太陽輪6，第三行星排27包括第三齒圈7、第三行星架8、第三太陽輪9，第四行星排28包括第四齒圈10、第四行星架11、第四太陽輪12 ;所述連接構(gòu)件有四個，分別為第一連接構(gòu)件19、第二連接構(gòu)件20、第三連接構(gòu)件21和第四連接構(gòu)件22 ;所述離合器有三個，分別為第一離合器13、第二離合器14和第三離合器15 ;所述制動器有三個，分別為第一制動器16、第二制動器17和第三制動器18 ；
所述第一連接構(gòu)件19將所述第一行星架2、所述第二齒圈4與所述第三齒圈7固定地互連起來；
所述第二連接構(gòu)件20將所述第一齒圈I與所述第二行星架5固定地互連起來；
所述第三連接構(gòu)件21將所述第三行星架8與所述第四齒圈10固定地互連起來；
所述第四連接構(gòu)件22將所述第三太陽輪9與所述第四太陽輪12固定地互連起來；
所述第一離合器13將所述輸入構(gòu)件23與所述第四連接構(gòu)件22互連起來；
所述第二離合器14將所述輸入構(gòu)件23與所述第二太陽輪6互連起來；
所述第三離合器15將所述第二太陽輪6與所述第三連接構(gòu)件21互連起來；
所述第一制動器16將所述第二連接構(gòu)件20與固定構(gòu)件互連起來；
所述第二制動器17將所述第一太陽輪3與固定構(gòu)件互連起來；
所述第三制動器18將所述第三連接構(gòu)件21與固定構(gòu)件互連起來。
[0005]本發(fā)明中，所述輸出構(gòu)件與所述第四行星架11固定地互連。
[0006]本發(fā)明中，述固定構(gòu)件是變速器殼體。
[0007]本發(fā)明中，所述變速器建立至少十個前進速比和一個倒擋速比，具體為:
當?shù)诙x合器14、第二制動器17、第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6
共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)倒擋； 當?shù)诙x合器14、第一制動器16和第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)第一擋；
當?shù)谝浑x合器13和第一制動器16和第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)第二擋；
當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第一制動器16結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6及第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第三擋；
當?shù)谝浑x合器13、第三離合器15和第一制動器16結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第四擋；
當?shù)谝浑x合器13和第一制動器16和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第五擋；
當?shù)谝浑x合器13、第三離合器15和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第六擋；
當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6及第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第七擋；
當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第三離合器15結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6、第四連接構(gòu)件22以及第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)第八擋；
當?shù)诙x合器14、第三離合器15和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第九擋；當?shù)诙x合器14、第三離合器15和第一制動器16結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第十擋。
[0008]本發(fā)明使用四個單行星輪行星排，六個結(jié)合元件包括三個離合器和三個制動器，結(jié)合其中三個，實現(xiàn)十個前進擋和一個倒擋。擋位間速比間隔在1.10至1.50之間，符合車輛的速比分配要求，并且結(jié)構(gòu)簡單，空轉(zhuǎn)元件少，擋位間相互轉(zhuǎn)換可能性大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的十擋變速器各構(gòu)件的布置及連接示意圖。
[0010]圖2是間隔擋位間的轉(zhuǎn)換圖。
[0011]圖中標號:1為第一齒圈，2為第一行星架,3為第一太陽輪,4為第二齒圈,5為第二行星架，6為第二太陽輪，7為第三齒圈，8為第三行星架，9為第三太陽輪，10為第四齒圈，11為第四行星架，12為第四太陽輪，13為第一離合器，14為第二離合器，15為第三離合器，16為第一制動器，17為第二制動器，18為第三制動器，19為第一連接構(gòu)件，20為第二連接構(gòu)件，21為第三連接構(gòu)件，22為第四連接構(gòu)件，23為輸入構(gòu)件，24為輸出構(gòu)件，25為第一行星排，26為第二行星排，27為第三行星排，28為第四行星排。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。[0013]實施例1:
1.構(gòu)件連接及結(jié)合元件 行星排之間的構(gòu)件連接:
參看圖1:第一行星排25包括第一太陽輪3、第一行星架2、第一齒圈I ;第一太陽輪3與第二制動器17相連接；第一行星架2與第一連接構(gòu)件19相連；第一齒圈I與第二連接構(gòu)件20及第一制動器16相連。
[0014]第二行星排26包括第二太陽輪6、第二行星架5、第二齒圈4 ;第二太陽輪6與第二離合器14及第三離合器15相連接；第二行星架5與第二連接構(gòu)件20及第一制動器16相連；第二齒圈4與第一連接構(gòu)件19相連。
[0015]第三行星排27包括第三太陽輪9、第三行星架8、第三齒圈7;第三太陽輪9與第四連接構(gòu)件22及第一離合器13相連接；第三行星架8與第三連接構(gòu)件21及第三離合器15相連；第三齒圈7與第一連接構(gòu)件19相連。
[0016]第四行星排28包括第四太陽輪12、第四行星架11、第四齒圈10 ;第四太陽輪12與第四連接構(gòu)件22相連接；第四行星架11與輸出構(gòu)件相連；第四齒圈7與第三連接構(gòu)件21及第三制動器18相連。
[0017]結(jié)合元件的布置:
第一離合器13可有選擇地結(jié)合，以便將輸入構(gòu)件23與第四連接構(gòu)件22連接起來。第二離合器14可有選擇地結(jié)合，以便將輸入構(gòu)件23與第二太陽輪6連接起來。第三離合器
15可有選擇地結(jié)合，以便將第二太陽輪6與第三連接構(gòu)件21連接起來。第一制動器16可有選擇地結(jié)合，以便將第二連接構(gòu)件20與殼體連接起來。第二制動器17可有選擇地結(jié)合，以便將第一太陽輪3與殼體連接起來。第三制動器18可有選擇地結(jié)合，以便將第三連接構(gòu)件21與殼體連接起來。
[0018]2.各擋位的實現(xiàn)方法
參看圖1和表1，以十擋變速器的操作為例說明，表2中的九擋變速器擋位實現(xiàn)方法與十擋類似。
[0019]通過結(jié)合六個結(jié)合元件中的三個，能夠獲得包括2個超速擋在內(nèi)的10個前進擋和I個倒退擋。圖1是代表在各個擋位時的結(jié)合元件的結(jié)合狀態(tài)表，其中“.”代表結(jié)合元件處于結(jié)合狀態(tài)。表中還有各個擋位的速比及兩個相鄰擋位間的速比間隔。但需要注意，這些數(shù)字只是示例性的，而且可在極大范圍內(nèi)調(diào)整這些數(shù)值。所述速比是指輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之比，行星排K值是指行星排的齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比。
[0020]表I十擋變速器速比，速比間隔和結(jié)合元件結(jié)合狀態(tài)表 kl=2.72; k2=2.70; k3=l.80; k4=2.43; i=8.84
當?shù)诙x合器14、第二制動器17、第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)倒擋。
[0021]當?shù)诙x合器14、第一制動器16和第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)第一擋。
[0022]當?shù)谝浑x合器13和第一制動器16和第三制動器18結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第三連接構(gòu)件21制動，實現(xiàn)第二擋。
[0023]當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第一制動器16結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6及第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第三擋。
[0024]當?shù)谝浑x合器13、第三離合器15和第一制動器16結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第四擋。
[0025]當?shù)谝浑x合器13和第一制動器16和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20和第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第五擋。
[0026]當?shù)谝浑x合器13、第三離合器15和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第六擋。
[0027]當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6及第四連接構(gòu)件22共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第七擋。
[0028]當?shù)谝浑x合器13、第二離合器14和第三離合器15結(jié)合時，輸入構(gòu)件23同時和第二太陽輪6、第四連接構(gòu)件22以及第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)第八擋。
[0029]當?shù)诙x合器14、第三離合器15和第二制動器17結(jié)合時，輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪3制動，實現(xiàn)第九擋。
[0030]當?shù)诙x合器14、第三離合器15和第一制動器16結(jié)合時,輸入構(gòu)件23和第二太陽輪6共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪6和第三連接構(gòu)件21共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件20制動，實現(xiàn)第十擋。
[0031]3.低于十擋的變速器方案
參看圖2，不相鄰的擋位之間也可轉(zhuǎn)換。例如第一擋可以直接換擋到第三擋，同時滿足oneshift要求(只改變兩個結(jié)合元件的結(jié)合狀態(tài))。在一定條件下可以實現(xiàn)擋位間的跳躍，跳過一些不需要的擋位，因此本發(fā)明也可作為十擋以下變速器使用。參看表2為十擋變速器去除一個擋位后得到的九擋變速器方案。
[0032]表2九擋變速器速比，速比間隔和結(jié)合元件結(jié)合狀態(tài)表 kl=2.72; k2=2.70; k3=l.80; k4=2.43; i=8.84
在本實施例中，kl=2.72;k2=2.70;k3=l.80;k4=2.43;總傳動比范圍為8.84。
[0033]但本發(fā)明的描述在性質(zhì)上僅僅是示例性的，通過調(diào)整K值取值可大幅改變各擋速比和速比間隔，因而在不脫離本發(fā)明要點前提下的變形和改進將處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多擋變速器，包括行星排、輸入構(gòu)件(23)、輸出構(gòu)件(24)、連接構(gòu)件、離合器和制動器，其特征在于:所述行星排有四個，且為單行星輪行星排，第一行星排(25)包括第一齒圈(I)、第一行星架(2)、第一太陽輪(3)，第二行星排(26)包括第二齒圈(4)、第二行星架(5)、第二太陽輪(6)，第三行星排(27)包括第三齒圈(7)、第三行星架(8)、第三太陽輪(9)，第四行星排(28)包括第四齒圈(10)、第四行星架(11)、第四太陽輪(12);所述連接構(gòu)件有四個，分別為第一連接構(gòu)件(19)、第二連接構(gòu)件(20)、第三連接構(gòu)件(21)和第四連接構(gòu)件(22);所述離合器有三個，分別為第一離合器(13)、第二離合器(14)和第三離合器(15);所述制動器有三個，分別為第一制動器(16)、第二制動器(17)和第三制動器(18)； 所述第一連接構(gòu)件(19)將所述第一行星架(2)、所述第二齒圈(4)與所述第三齒圈(7)固定地互連起來； 所述第二連接構(gòu)件(20)將所述第一齒圈(I)與所述第二行星架(5)固定地互連起來； 所述第三連接構(gòu)件(21)將所述第三行星架(8 )與所述第四齒圈(10 )固定地互連起來； 所述第四連接構(gòu)件(22)將所述第三太陽輪(9)與所述第四太陽輪(12)固定地互連起來； 所述第一離合器(13)將所述輸入構(gòu)件(23)與所述第四連接構(gòu)件(22)互連起來； 所述第二離合器(14)將所述輸入構(gòu)件(23)與所述第二太陽輪(6)互連起來； 所述第三離合器(15)將 所述第二太陽輪(6)與所述第三連接構(gòu)件(21)互連起來； 所述第一制動器(16)將所述第二連接構(gòu)件(20)與固定構(gòu)件互連起來； 所述第二制動器(17)將所述第一太陽輪(3)與固定構(gòu)件互連起來； 所述第三制動器(18)將所述第三連接構(gòu)件(21)與固定構(gòu)件互連起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述輸出構(gòu)件與所述第四行星架(11)固定地互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述固定構(gòu)件是變速器殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述變速器建立至少十個前進速比和一個倒擋速比，具體為: 當?shù)诙x合器(14)、第二制動器(17)、第三制動器(18)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪(3)和第三連接構(gòu)件(21)制動，實現(xiàn)倒擋； 當?shù)诙x合器(14)、第一制動器(16)和第三制動器(18)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)和第三連接構(gòu)件(21)制動，實現(xiàn)第一擋；當?shù)谝浑x合器(13)和第一制動器(16)和第三制動器(18)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)和第三連接構(gòu)件(21)制動，實現(xiàn)第二擋；當?shù)谝浑x合器(13)、第二離合器(14)和第一制動器(16)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)同時和第二太陽輪(6)及第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)制動，實現(xiàn)第三擋；當?shù)谝浑x合器(13)、第三離合器(15)和第一制動器(16)結(jié)合時,輸入構(gòu)件(23)和第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪(6)和第三連接構(gòu)件(21)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)制動，實現(xiàn)第四擋； 當?shù)谝浑x合器(13)和第一制動器(16)和第二制動器(17)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)和第一太陽輪(3)制動，實現(xiàn)第五擋； 當?shù)谝浑x合器(13)、第三離合器15和第二制動器(17)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪(6)和第三連接構(gòu)件(21)共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪(3)制動，實現(xiàn)第六擋； 當?shù)谝浑x合器(13)、第二離合器(14)和第二制動器(17)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)同時和第二太陽輪(6)及第四連接構(gòu)件(22)共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪(3)制動，實現(xiàn)第七擋； 當?shù)谝浑x合器(13)、第二離合器(14)和第三離合器(15)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)同時和第二太陽輪6、第四連接構(gòu)件(22)以及第三連接構(gòu)件(21)共同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)第八擋； 當?shù)诙x合器(14)、第三離合器15和第二制動器(17)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪(6)和第三連接構(gòu)件(21)共同旋轉(zhuǎn)，第一太陽輪(3)制動，實現(xiàn)第九擋； 當?shù)诙x合器(14)、第三離合器(15)和第一制動器(16)結(jié)合時，輸入構(gòu)件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉(zhuǎn)，第二太陽輪(6)和第三連接構(gòu)件(21)共同旋轉(zhuǎn)，第二連接構(gòu)件(20)制動，實現(xiàn)第十 擋。
【文檔編號】F16H3/66GK104033550SQ201410256012
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】賈王歡, 黃宗益, 李興華, 鄭雷 申請人:同濟大學