自動變速裝置的制造方法
【專利摘要】自動變速裝置，用在汽車上，殼體上裝有動力輸入軸、動力輸出軸、電機(jī)軸，動力輸入軸上裝有前進(jìn)檔齒輪、同步器和倒退檔齒輪，前進(jìn)檔齒輪和倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接；動力輸出軸上裝有轉(zhuǎn)動連接的行星架和鍵連接的第一齒輪、太陽輪，第一齒輪與倒退檔齒輪為嚙合連接，行星架上裝有若干個活動連接的行星輪，各行星輪與太陽輪嚙合聯(lián)接，各行星輪的外側(cè)裝有與其嚙合聯(lián)接的齒圈，齒圈與前進(jìn)檔齒輪嚙合聯(lián)接或通過第二齒輪與前進(jìn)檔齒輪嚙合聯(lián)接，行星架與電機(jī)軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒輪與電機(jī)軸鍵連接，齒輪副中的被動齒輪與行星架同軸、與行星架固連，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、重量輕。
【專利說明】
自動變速裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及汽車部件，具體是提供一種自動變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 原有主流的自動變速裝置是由液力變扭器通過液力傳遞和齒輪組合的方式來實(shí) 現(xiàn)自動變速動作，該自動變速裝置內(nèi)裝有很多套行星齒輪相曬合來增加檔位，缺點(diǎn)是變速 器的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，重量大，增加了油耗。原有的自動變速裝置的檔位在前進(jìn)檔和倒退檔時不踩 剎車和油口也會行駛，問題產(chǎn)生的原因是使用了液力變扭器的強(qiáng)行變換，操作上具有一定 隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種自動變速裝置，該變速器與汽車其它部件組合使 用，與原有技術(shù)自動變速裝置相比，本實(shí)用新型的變速器結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、操作安全。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：自動變速裝置，其特征在于:殼體上裝有轉(zhuǎn)動連接的動 力輸入軸、動力輸出軸、電機(jī)軸，在動力輸入軸上依次裝有前進(jìn)檔齒輪、同步器和倒退檔齒 輪，其中前進(jìn)檔齒輪和倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸 向滑動式鍵連接;動力輸出軸上裝有鍵連接的第一齒輪、鍵連接的太陽輪和轉(zhuǎn)動連接的行 星架，其中第一齒輪與倒退檔齒輪為曬合連接，行星架上裝有若干個活動連接的行星輪，各 行星輪與太陽輪曬合連接，各行星輪的外側(cè)裝有與其曬合連接的齒圈，齒圈與前進(jìn)檔齒輪 曬合連接或通過第二齒輪與前進(jìn)檔齒輪曬合連接，行星架與電機(jī)軸之間裝有齒輪副，齒輪 副中的主動齒輪與電機(jī)軸鍵連接，齒輪副中的被動齒輪與行星架同軸、并與行星架固連，所 述的齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0005] 在齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副的結(jié)構(gòu)中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間 距大于30毫米。
[0006] 所述的殼體上裝有輔助電機(jī)軸和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪與輔助電 機(jī)軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準(zhǔn) 雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0007] 本實(shí)用新型的工作原理是:倒退時，其輸出路徑為:動力輸入一動力輸入軸一同步 器一倒退檔齒輪一第一齒輪一動力輸出軸一動力輸出。前進(jìn)時，其輸出路徑為:動力輸入一 動力輸入軸一同步器一前進(jìn)檔齒輪一第二齒輪一齒圈一行星輪一太陽輪一動力輸出軸一 動力輸出，或，動力輸入一動力輸入軸一同步器一前進(jìn)檔齒輪一齒圈一行星輪一太陽輪一 動力輸出軸一動力輸出，期間，用電機(jī)驅(qū)動電機(jī)軸行星齒輪組中的行星架與齒圈順向轉(zhuǎn)動， 利用行星齒輪組工作原理，能降低或增加動力輸出軸的轉(zhuǎn)速，具體為：當(dāng)動力從齒圈輸入， 從太陽輪輸出，行星架鎖死時，前進(jìn)檔齒輪的轉(zhuǎn)速按各級齒輪比等比例輸出給動力輸出軸； 當(dāng)動力從齒圈輸入，從太陽輪輸出，行星架與齒圈順向旋轉(zhuǎn)時，前進(jìn)檔齒輪的轉(zhuǎn)速按各級齒 輪比等比例降速輸出給動力輸出軸;從而實(shí)現(xiàn)無級的自動變速功能。
[000引假設(shè)各級齒輪比為等比，動力輸入軸為lOOORPM(轉(zhuǎn)/分鐘），當(dāng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為 1000RPM，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速為0RPM(此時相當(dāng)于起步檔或1檔）；當(dāng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為800RPM，動 力輸出軸的轉(zhuǎn)速為200RPM(此時相當(dāng)于低速檔或2檔）；當(dāng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為600RPM，動力輸出軸 的轉(zhuǎn)速為400RPM(此時相當(dāng)于中低速檔或3檔）；當(dāng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為300RPM，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速 為700RPM(此時相當(dāng)于中高速檔或4檔）；電機(jī)軸轉(zhuǎn)速為0RPM，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速為1000RPM (此時相當(dāng)于高速檔或5檔）。
[0009] 下表是動力輸入軸與電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速關(guān)系表：
[0010]
[0011] 其中驅(qū)動電機(jī)軸的電機(jī)的控制單元硬件及控制程序軟件由車載電腦集成，車載電 腦收集車輛信息和駕駛者的操作信號(例如變速桿的檔位、各踏板的狀態(tài)、車速等），控制電 機(jī)的啟、停、轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)加速、減速、傳遞發(fā)動機(jī)的牽引制動力，由此，本技術(shù)的自 動變速裝置可通過電動同步器推動同步器，衍生出電控的手動擋位，增加駕駛樂趣。
[0012] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:通過電機(jī)驅(qū)動電機(jī)軸控制行星輪繞太陽輪轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，從而 增加或降低動力輸出軸的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自動控制的加減變速，與原有技術(shù)自動變速裝置相比， 本實(shí)用新型自動變速裝置可W按需要調(diào)解檔位，變速時沖擊力W及發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的變動較 小，可實(shí)現(xiàn)無級變速，因此減少油耗；由于只使用一套行星齒輪組，其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，降 低重量后可W降低油耗，在不踩剎車和油口時，電機(jī)驅(qū)動電機(jī)軸使行星輪與齒圈同步轉(zhuǎn)動， 可保持車輛靜止不動，操作安全;與原有變速箱相比，本實(shí)用新型自動變速裝置是連續(xù)的變 速，操控舒適，沒有動力消耗及摩擦，同步化的機(jī)構(gòu)不產(chǎn)生熱量，機(jī)械壽命長。
[0013] 在齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副的結(jié)構(gòu)中，限定的齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的 偏置間距，能進(jìn)一步保證本變速器有效工作;通過輔助電機(jī)驅(qū)動輔助電機(jī)軸帶動輔助齒輪 副牽制動力輸出軸的轉(zhuǎn)速，在剎車或減速時能起到輔助制動的作用，原理是:減速時或剎車 時，輔助電機(jī)驅(qū)動輔助電機(jī)軸W低于動力輸出軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并逐漸降低轉(zhuǎn)速，從而起到輔 助制動的作用(牽制動力輸出軸的轉(zhuǎn)速）。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型自動變速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是基于圖1結(jié)構(gòu)自動變速裝置中行星齒輪組的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3是本實(shí)用新型自動變速裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4是本實(shí)用新型自動變速裝置的第Ξ種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖5是基于圖4結(jié)構(gòu)自動變速裝置中行星齒輪組的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖6是本實(shí)用新型自動變速裝置的第四種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖7是準(zhǔn)雙曲面齒輪副的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖8是蝸輪蝸桿齒輪副的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中1動力輸入軸、2倒退檔齒輪、3同步器、4變速手柄、5前進(jìn)檔齒輪、6殼體、7齒 圈、8第二齒輪、9行星輪、10行星架、11齒輪副中的被動齒輪、12離合器、13動力裝置、14齒輪 副中的主動齒輪、15電機(jī)、16電機(jī)軸、17太陽輪、18動力輸出軸、19導(dǎo)動輪、20第一齒輪、21齒 圈的外曬合齒牙、22偏置間距、23輔助齒輪副中的被動齒輪、24輔助電機(jī)、25輔助電機(jī)軸、26 輔助齒輪副中的主動齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 自動變速裝置（自動變速器），包括殼體，殼體6上裝有轉(zhuǎn)動連接的動力輸入軸1、動 力輸出軸18、電機(jī)軸16,與動力輸入軸連接的動力源是燃油發(fā)動機(jī)、電發(fā)動機(jī)等動力裝置 13,動力裝置與動力輸入軸之間可安裝離合器12,電機(jī)軸的延伸端與電機(jī)15的動力輸出端 固連，在動力輸入軸上依次裝有前進(jìn)檔齒輪5、同步器3和倒退檔齒輪2,其中前進(jìn)檔齒輪和 倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接;動力 輸出軸上裝有鍵連接的第一齒輪20、鍵連接的太陽輪17和轉(zhuǎn)動連接的行星架10,其中第一 齒輪與倒退檔齒輪為曬合連接，行星架上裝有若干個活動連接的行星輪9，各行星輪與太陽 輪曬合連接，各行星輪的外側(cè)裝有與其曬合連接的齒圈7,齒圈與前進(jìn)檔齒輪曬合連接或通 過第二齒輪8與前進(jìn)檔齒輪曬合連接，行星架與電機(jī)軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒 輪14與電機(jī)軸鍵連接，齒輪副中的被動齒輪11與行星架同軸、并與行星架固連，所述的齒輪 副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0024] 所述的殼體上裝有輔助電機(jī)軸25和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪26與輔 助電機(jī)軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪23與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪 副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副，輔助電機(jī)軸的延伸端與輔助電機(jī)24的動力輸出端 固連。
[0025] 所述的行星齒輪組，齒圈、太陽輪、行星架和若干個行星輪組成，其中，各行星輪沿 圓周均布，行星架上設(shè)有與各行星輪對應(yīng)的輪軸，各行星輪與對應(yīng)的輪軸轉(zhuǎn)動連接，各輪軸 與行星架對應(yīng)的一端與行星架固連，各行星輪一圓周端與齒圈的內(nèi)曬合齒牙曬合連接、另 一圓周端與太陽輪的外曬合齒牙曬合連接。
[0026] 所述的主動齒輪和被動齒輪組成一組曬合的齒輪副，所述的齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒 輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0027] 所述的同步器為現(xiàn)有成熟技術(shù)部件，用于將動力輸入軸的動力選擇性輸送給前進(jìn) 檔齒輪或倒退檔齒輪
[0028] 所述的前進(jìn)檔齒輪、同步器、倒退檔齒輪組成換擋機(jī)構(gòu)，其中的同步器可W由變速 手柄4推動，也可由電子控制機(jī)構(gòu)推動，當(dāng)同步器向前進(jìn)檔齒輪方向滑動至止點(diǎn)時與前進(jìn)檔 齒輪動力傳遞連接，當(dāng)同步器向倒退檔齒輪方向滑動至止點(diǎn)時與倒退檔齒輪動力傳遞連 接。
[0029] 圖1至圖6展示了四種不同結(jié)構(gòu)的第二齒輪與齒圈的曬合方式，圖1、圖2中，第二齒 輪一側(cè)固連有導(dǎo)動輪19,第二齒輪通過導(dǎo)動輪與前進(jìn)檔齒輪動力連接，第二齒輪與齒圈的 內(nèi)曬合齒牙曬合連接，第二齒輪和導(dǎo)動輪的輪軸安裝在殼體上，用于將前進(jìn)檔齒輪的動力 傳遞給齒圈；圖3中第二齒輪的外曬合齒牙與前進(jìn)檔齒輪曬合，第二齒輪套在齒圈的外圓面 延伸端上并與齒圈固連，第二齒輪、齒圈、動力輸出軸的軸線共軸，用于將前進(jìn)檔齒輪的動 力傳遞給齒圈；圖4、圖5中，前進(jìn)檔齒輪直接與齒圈的外曬合齒牙21曬合連接，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 緊湊，重量輕，圖6中，第二齒輪套裝在齒圈的延伸部上，并與齒圈的延伸部通過鍵槽和鍵固 連，用于將前進(jìn)檔齒輪的動力傳遞給齒圈，所述的殼體上裝有輔助電機(jī)軸和輔助齒輪副，輔 助齒輪副中的主動齒輪與輔助電機(jī)軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪與齒圈同軸、并與 齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0030] 本實(shí)用新型自動變速裝置利用行星齒輪和變換動力源來實(shí)現(xiàn)多樣的前進(jìn)轉(zhuǎn)換和 倒退轉(zhuǎn)換，倒退轉(zhuǎn)換也可W像前進(jìn)轉(zhuǎn)換的方式操控。動力輸出軸也可W用多種附加裝置來 實(shí)現(xiàn)多樣的動力。
[0031] 本實(shí)用新型自動變速裝置可W不用離合器和其它的制動裝置，利用變速動力源實(shí) 現(xiàn)變速和制動，結(jié)構(gòu)簡單價格便宜。從高檔位向低檔位轉(zhuǎn)換時，動力從變速動力源傳動到行 星齒輪組，微小的動力源也可W實(shí)現(xiàn)變速，即變速動力源用小的旋轉(zhuǎn)力也可W實(shí)現(xiàn)變速;每 次換擋時不會對車輛和駕駛者產(chǎn)生沖擊；
[0032] 本實(shí)施例中行星齒輪組由中間的太陽齒輪、兩側(cè)連接的多個行星齒輪、最外圈的 齒圈組成，可根據(jù)某個齒輪的固定和轉(zhuǎn)動，可W實(shí)現(xiàn)減速和加速，前進(jìn)和倒退。不需要多個 級別的檔位，只設(shè)置前進(jìn)檔和倒退檔即可，操作簡單。
[0033] 當(dāng)駕駛者想要加大輸出軸扭矩，減少轉(zhuǎn)速的時候，通過電機(jī)驅(qū)動電機(jī)軸帶動準(zhǔn)雙 曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副使行星架(CARRIER)向齒圈的同方向旋轉(zhuǎn)，通過加大行星架 的轉(zhuǎn)速，達(dá)到減少轉(zhuǎn)速的目的。
[0034] 行星輪和齒圈曬合，在齒圈內(nèi)繞曬合的太陽輪旋轉(zhuǎn)，從齒圈輸入的扭矩傳動到與 輸出軸鍵連接的太陽輪上，根據(jù)行星架(CARRIER)的旋轉(zhuǎn)、行星輪和齒圈的旋轉(zhuǎn)，運(yùn)時動力 輸出軸的扭矩增加，獲得低轉(zhuǎn)速的動力特性。
[0035] 當(dāng)駕駛者想要減少輸出軸扭矩，增加轉(zhuǎn)速的時候，通過電機(jī)驅(qū)動電機(jī)軸帶動準(zhǔn)雙 曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副使行星架(CARRIER)向齒圈的同方向旋轉(zhuǎn)，通過減少行星架 的轉(zhuǎn)速，達(dá)到增加轉(zhuǎn)速的目的。
[0036] 行星輪和齒圈曬合，在齒圈內(nèi)繞曬合的太陽輪旋轉(zhuǎn)，從齒圈輸入的扭矩傳動到與 輸出軸鍵連接的太陽輪上，根據(jù)行星架(CARRIER)的旋轉(zhuǎn)、行星輪和齒圈的旋轉(zhuǎn)，運(yùn)時動力 輸出軸的扭矩減少，獲得高轉(zhuǎn)速的動力特性。
[0037] 在齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副的結(jié)構(gòu)中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間 距22大于30毫米。
[0038] 電機(jī)和輔助電機(jī)是AC電機(jī)、DC電機(jī)、油壓電機(jī)等減速電機(jī)中的一種。
[0039] 本實(shí)用新型自動變速裝置的擴(kuò)展功能：
[0040] 1、適合當(dāng)做汽車的變速器使用，將汽車發(fā)動機(jī)的動力輸出給動力輸入軸即可。
[0041 ] 2、整合在老式汽車變速機(jī)構(gòu)中時，同步器由電子控制機(jī)構(gòu)操作。
[0042] 3、利用汽車動力傳遞裝置(CAR RIIER)內(nèi)部的主動齒輪的空轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)同步驅(qū)動產(chǎn) 生變速比來區(qū)分變速制動裝置是機(jī)械式變速制動或是根據(jù)自動變速箱控制單元(TCU)的變 速制動裝置。在電控手、自動擋中，每個檔位的變速要求都要由自動變速箱控制單元傳送電 子信號，而汽車上所有電控設(shè)備操作的實(shí)施或信息都要先存儲到車載電腦巧CU)內(nèi)，自動變 速箱控制單元通過電子控制單元化lectronic Control Unit)與變速器控制單元 (Transmission Control化it)進(jìn)行信息連接，從而利用車載電腦化CU)內(nèi)預(yù)設(shè)的程序，設(shè) 定、控制及調(diào)整自動變速的時機(jī)。
[0043] 行星齒輪是當(dāng)今社會中被廣泛使用在工業(yè)及汽車領(lǐng)域中的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換裝置。行星 齒輪通過動力源傳動的旋轉(zhuǎn)力和旋轉(zhuǎn)速傳達(dá)到輸出軸，根據(jù)改變傳動比，滿足不同條件對 牽引力的需要，滿足可能的行駛速度要求。本次提交的行星齒輪方案比現(xiàn)有動力傳動方式 更高效、簡單、實(shí)用。
[0044] 行星齒輪組由太陽輪、行星輪(又稱衛(wèi)星輪）、行星架和齒圈組成。行星輪通過齒圈 輸入行星輪輸出或行星輪輸入齒圈輸出，根據(jù)齒圈、可W實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸脫離剛性傳 動關(guān)系、輸入與輸出軸傳動比變化，3至6個行星齒輪組合和變速離合器組合可W實(shí)現(xiàn)多樣 齒輪比和旋轉(zhuǎn)方向。
[0045] 本實(shí)用新型特別是在汽車變速器和電動汽車上使用，比現(xiàn)有的變速裝置體積相應(yīng) 變小，旋轉(zhuǎn)力加大因此有很大的提高和效率，具有降低車輛的總體重量和價格上的優(yōu)勢。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 自動變速裝置，其特征在于:殼體上裝有轉(zhuǎn)動連接的動力輸入軸、動力輸出軸、電機(jī) 軸，在動力輸入軸上依次裝有前進(jìn)檔齒輪、同步器和倒退檔齒輪，其中前進(jìn)檔齒輪和倒退檔 齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接;動力輸出軸 上裝有鍵連接的第一齒輪、鍵連接的太陽輪和轉(zhuǎn)動連接的行星架，其中第一齒輪與倒退檔 齒輪為嚙合連接，行星架上裝有若干個活動連接的行星輪，各行星輪與太陽輪嚙合連接，各 行星輪的外側(cè)裝有與其嚙合連接的齒圈，齒圈與前進(jìn)檔齒輪嚙合連接或通過第二齒輪與前 進(jìn)檔齒輪嚙合連接，行星架與電機(jī)軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒輪與電機(jī)軸鍵連 接，齒輪副中的被動齒輪與行星架同軸、并與行星架固連，所述的齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副 或蝸輪蝸桿齒輪副。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變速裝置，其特征在于:在齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副的結(jié) 構(gòu)中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間距大于30毫米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動變速裝置，其特征在于:所述的殼體上裝有輔助電機(jī) 軸和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪與輔助電機(jī)軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒 輪與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準(zhǔn)雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
【文檔編號】F16H3/30GK205429972SQ201620106471
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】李振魯
【申請人】李振魯