多挡自动变速器制造技术

一款自动变速器，两个轴系平行布置，三个行星排，第一行星排和第二行星排布置在第一轴系上，第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮布置在两个轴系上，主动圆柱齿轮布置在第一轴系，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件，将传动机构部件之间接合或分离，第一换挡元件为制动器，布置在第一轴系上，可以将旋转件制动在壳体上，第二、第三和第五换挡元件为离合器，布置在第一轴系上，第四换挡元件为离合器，布置在第二轴系上；另外还有十一个互联部件，将传动机构部件之间刚性连接在一起，构成一个四自由度的多档位动力换挡传动机构。

【技术实现步骤摘要】
多挡自动变速器
本专利技术涉及一种汽车自动变速器的传动机构布置方案。
技术介绍
自动变速器按照动力传动系统布置形式分为纵置和横置两种形式，按照齿轮传动机构分为圆柱齿轮传动和行星齿轮传动，一般大多数机构采用的是行星齿轮传动系统；按照轴系数量分为单轴和多轴传动系统，一般单轴传动系统采用行星齿轮系，轴向长度比较长，适合于布置在纵置后驱的汽车动力舱内；而多轴传动系统采用圆柱齿轮与行星齿轮混合传动系统，轴向长度短，适合于布置在横置的汽车动力舱内。随着变速器挡位不断增加，特别是进入到8挡自动变速器时代，需要更多的行星排和换挡元件，若采用单轴传动系统，轴向长度很长，很难布置在横置的动力舱内，所以，双轴圆柱齿轮和行星齿轮混合方案布置的变速器开始出现。中国专利申请号为200810084676.8和200810238563.9两个专利，可动力换挡多挡变速器，采用了双轴圆柱齿轮和行星齿轮混合传动系统。在第一轴系上布置了第一行星排和两个离合器，在第二轴系上布置了第二和第三行星排，以及两个离合器。该布置方案第二轴零部件过多，过长，造成壳体外部凸出，容易与车身纵梁干涉，不易于布置在汽车较为狭小的动力舱内，需要减少第二轴零部件数量，以及缩小第二轴顶部突出部位；另外，该方案中，有一对圆柱齿轮，其被动大齿轮尺寸过大，位置正好处于传动轴头部位置，致使该大齿轮易于与传动轴头部干涉，限制了该对圆柱齿轮传动比变动和调整；再有，该方案中，往往有一对圆柱齿轮位于中间部位，壳体必须有一个中间支撑墙固定轴承支撑这对圆柱齿轮，致使壳体轴向长度增加，成本增大，重量增加。中国专利申请号200810170012.3、200810168018.7 和 200810168016.8 三个专利，带有外驱动齿轮组的多级变速器，与上述的两个专利相似，存在同样的问题。中国专利申请号200810168017.2专利，带有外驱动齿轮组的多级变速器，与上述几种专利不同，将第一和第二行星排与两个离合器、一个制动器布置在第一轴系，第二轴系仅仅留有第三行星排和两个离合器，减少了第二轴系的零部件数量。但是，由于三对圆柱齿轮布置在一侧，正好是处于与车身纵梁干涉的部位，即使第二轴系零件减少了，仍然无法减少与纵梁干涉部位的零件；另外，三对圆柱齿轮在一侧，套轴太多，很难实现轴承支撑，而且工艺性差。
技术实现思路
为了克服现有双轴行星传动变速器存在的问题，本专利技术提供了一种变速器的方案，减少第二轴上的零部件，缩小易于干涉的顶部突出部位，使壳体与车身纵梁间隙增大，可以适应各种车辆动力舱布置；将第二轴上的大圆柱齿轮位置变更，使大圆柱齿轮部位外部壳体与传动轴头部不会产生干涉；将布置在中间部位的一对圆柱齿轮改到一侧，依靠壳体支撑，不需要壳体增加一个中间支撑墙，轴向长度缩短，壳体重量减少，成本降低。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是:一款双轴行星传动可动力换挡变速器，两个轴系平行布置，三个行星排，第一行星排和第二行星排布置在第一轴系上，第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮布置在两个轴系上，主动圆柱齿轮布置在第一轴系，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件，将传动机构部件之间接合或分离，第一换挡元件为制动器，布置在第一轴系上，可以将旋转件制动在壳体上，第二、第三和第五换挡元件为离合器，布置在第一轴系上，第四换挡元件为离合器，布置在第二轴系上；另外还有十一个互联部件，将传动机构部件之间刚性连接在一起，构成一个四自由度的多档位动力换挡传动机构。该专利技术的一个实施例原理是一款自动换挡变速器，第一和第二行星排置于第一轴系，第三行星排置于第二轴系，三对圆柱齿轮的主动圆柱齿轮置于第一轴系，被动圆柱齿轮置于第二轴系；三组行星排的太阳轮、齿圈和框架9个部件，三对圆柱齿轮的主、被动齿轮6个部件，以及输入、输出轴2个部件，这些部件被5个换挡部件有选择的接合和分离，以及被11个互联部件刚性连接；若以11个互联部件转速Ii1至nn为变量可以得到下面9个方程，可以描述出该自动变速器工作原理和部件之间的相互关系: 第一行星排数学关系式是r^+kii^-G^+DneO，其中Ic1为第一齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第二行星排数学关系式是n5+k2n7-(k2+l)n6=0，其中k2为第二齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第三行星排数学关系式是n8+k3n1(l-(k3+l)nn=0，其中k3为第三齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第一对圆柱齿轮数学关系式是114/111(|= iei，其中iei为第一被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第二对圆柱齿轮数学关系式是116/119= ie2，其中ie2为第二被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第三对圆柱齿轮数学关系式是117/118= ie3，其中ie3为第三被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第一换挡元件Cl将第三互联部件3与壳体2分离或接合，接合时数学关系式是n3=0 ；第二换挡元件C2将第三互联部件与第四互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n3= n4 ； 第三换挡元件C3将第一互联部件与第七互联部件分离或接合，接合时数学关系式是ni= n7 ； 第四换挡元件C4将第九互联部件与第十互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n9— nIO ? 第五换挡元件C5将第五互联部件与第七互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n5= n7 ； 整个传动机构按照规定的换挡逻辑，在五个换挡元件中，每接合三个换挡元件可以得到一个挡位，构成9个速度变量方程，解得该挡位输入和输出传动比为A1Ai11=L,其中ij是第j挡输入与输出传动比，该实施例可以得到至少8个前进挡，I个倒档。该专利技术的另一个实施例原理是一款自动换挡变速器，其第五换挡元件C5与第二行星排齿圈R2连接改为与第二行星排框架CA2连接，其方程更改如下: 第一行星排数学关系式是r^+kii^-G^+DneO，其中Ic1为第一齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第二行星排数学关系式是n5+k2n7-(k2+l)n6=0，其中k2为第二齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第三行星排数学关系式是n8+k3n1(l-(k3+l)nn=0，其中k3为第三齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第一对圆柱 齿轮数学关系式是114/111(|= iei，其中iei为第一被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第二对圆柱齿轮数学关系式是116/119= ie2，其中ie2为第二被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第三对圆柱齿轮数学关系式是117/118= ie3，其中ie3为第三被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第一换挡元件Cl将第三互联部件3与壳体2分离或接合，接合时数学关系式是n3=0 ；第二换挡元件C2将第三互联部件与第四互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n3= n4 ； 第三换挡元件C3将第一互联部件与第七互联部件分离或接合，接合时数学关系式是ni= n7 ； 第四换挡元件C4将第九互联部件与第十互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n9— nIO ? 第五换挡元件C5将第五互联部件与第六互联部件分离或接合，接合时数学关系式是n5— n6 ; 整个传动机构按照规定的换挡逻辑，在五个换挡元件中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一款自动换挡变速器，其特征是第一和第二行星排置于第一轴系，第三行星排置于第二轴系，三对圆柱齿轮的主动圆柱齿轮置于第一轴系，被动圆柱齿轮置于第二轴系；三组行星排的太阳轮、齿圈和框架九个部件，三对圆柱齿轮的主、被动齿轮六个部件，以及输入、输出轴二个部件，这些部件被五个换挡部件有选择的接合和分离，以及被十一个互联部件刚性连接；若以十一个互联部件转速[n1]至[n11]为变量可以得到下面九个方程，可以描述出该自动变速器工作原理和部件之间的相互关系：第一行星排数学关系式是[n3+k1n5‑(k1+1)n1=0]，其中[k1]为第一齿圈齿数与太阳轮齿数比值；第二行星排数学关系式是[n5+k2n7‑(k2+1)n6=0]，其中[k2]为第二齿圈齿数与太阳轮齿数比值；第三行星排数学关系式是[n8+k3n10‑(k3+1)n11=0]，其中[k3]为第三齿圈齿数与太阳轮齿数比值；第一对圆柱齿轮数学关系式是[n4/n10= iG1]，其中[iG1]为第一被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值；第二对圆柱齿轮数学关系式是[n6/n9= iG2]，其中[iG2]为第二被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值；第三对圆柱齿轮数学关系式是[n7/n8= iG3]，其中[iG3]为第三被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值；第一换挡元件[C1] 将第三互联部件[3]与壳体[2]分离或接合，接合时数学关系式是[n3=0]；第二换挡元件[C2] 将第三互联部件[3]与第四互联部件[4]分离或接合，接合时数学关系式是[n3= n4]；第三换挡元件[C3]将第一互联部件[1]与第七互联部件[7]分离或接合，接合时数学关系式是[n1= n7]；第四换挡元件[C4]将第九互联部件[9]与第十互联部件[10]分离或接合，接合时数学关系式是[n9= n10]；第五换挡元件[C5]将第五互联部件[5]与第七互联部件[7]分离或接合，接合时数学关系式是[n5= n7]；整个传动机构按照规定的换挡逻辑，在五个换挡元件中，每接合三个换挡元件可以得到一个挡位， 构成九个速度变量方程，解得该挡位输入和输出传动比为：[n1/n11=ij]，其中[ij]是第[j]挡输入与输出传动比，该实施例可以得到至少八个前进挡，一个倒档。...

【技术特征摘要】
1.一款自动换挡变速器，其特征是第一和第二行星排置于第一轴系，第三行星排置于第二轴系，三对圆柱齿轮的主动圆柱齿轮置于第一轴系，被动圆柱齿轮置于第二轴系；三组行星排的太阳轮、齿圈和框架九个部件，三对圆柱齿轮的主、被动齿轮六个部件，以及输入、输出轴二个部件，这些部件被五个换挡部件有选择的接合和分离，以及被十一个互联部件刚性连接；若以十一个互联部件转速[nj至[ηη]为变量可以得到下面九个方程，可以描述出该自动变速器工作原理和部件之间的相互关系: 第一行星排数学关系式是[HJk1Ii5-(h+1)Ii1=O],其中[kj为第一齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第二行星排数学关系式是[n5+k2n7-(k2+l)n6=0]，其中[k2]为第二齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第三行星排数学关系式是[n8+ k3n1Q-(k3+l)nn=0]，其中[k3]为第三齿圈齿数与太阳轮齿数比值； 第一对圆柱齿轮数学关系式是[n4/n1(l= iei]，其中[iei]为第一被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第二对圆柱齿轮数学关系式是[n6/n9= ie2]，其中[ie2]为第二被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第三对圆柱齿轮数学关系式是[n7/n8= ie3]，其中[ie3]为第三被动圆柱齿轮齿数与主动圆柱齿轮齿数比值； 第一换挡元件[Cl]将第三互联部件[3]与壳体[2]分离或接合，接合时数学关系式是[n3=0]； 第二换挡元件[C2]将第三互联部件[3]与第四互联部件[4]分离或接合，接合时数学关系式是[n3= n4]； 第三换挡元件[C3]将第一互联部件[I]与第七互联部件[7]分离或接合，接合时数学关系式是Di1= n7]； 第四换挡元件[C4]将第九互联部件[9]与第十互联部件[10]分离或接合，接合时数学关系式是[n9= n10]； 第五换挡元件[C5]将第五互联部件[5]与第七互联部件[7]分离或接合，接合时数学关系式是[n5= n7]； 整个传动机构按照规定的换挡逻辑，在五个换挡元件中，每接合三个换挡元件可以得到一个挡位，构成九个速度变量方程，解得该挡位输入和输出传动比为Jn1Ai11=L],其中[ij]是第[j]挡输入与输出传动比，该实施例可以得到至少八个前进挡，一个倒档。2.根据权利要求1所述的一种自动变速器，其特征是:所述的两组平行轴系，在轴系上旋转的部件有三组行星排和三对圆柱齿轮传动机构，五个换挡元件，十一个互联部件；第一互联部件[I]是输入轴，是动力源与第一行星排框架[CA1]、第三换挡元件[C3]之间的互联部件；第二互联部件[2]是壳体；第三互联部件[3]是第一行星排太阳轮[SI]与第一换挡元件[Cl]、第二换挡元件[C2]之间的互联部件；第四互联部件[4]是第一主动圆柱齿轮[GA1]与第二换挡元件[C2]之间的互联部件；第五互联部件[5]是第一行星排齿圈[R1]与第二行星排太阳轮[S2]、第五换挡元件[C5]之间的互联部件；第六互联部件[6]是第二主动圆柱齿轮[GA2]与第二行星排框架[CA2]之间的互联部件；第七互联部件[7]是第三换挡元件[C3]与第三主动圆柱齿轮[GA3]、第五换挡元件[C5]、第二行星排齿圈[R2]之间的互联部件；第八互联部件[8]是第三被动圆柱齿轮[GD3]与第三行星排太阳轮[S3]之间的互联部件；第九互联部件[9]是第二被动圆柱齿轮[GD2]与第四换挡元件[C4]之间的互联部件；第十互联部件[10]是第一被动圆柱齿轮[GDI]与第三行星排齿圈[R3]、第四换挡元件[C4]之间的互联部件，第十一互联部件[11]是第三行星排框架[CA3]与输出齿轮或者输出轴之间的互联部件；第一换挡元件[Cl][可以有选择的将第一行星排太阳轮[SI]、第二换挡元件[C2]与壳体[2]分离或接合，第二换挡元件[C2]可以有选择的将第一行星排太阳轮[SI]、第一换挡元件[Cl]与第一主动圆柱齿轮[GA1]分离或接合；第三换挡元件[C3]可以有选择的将输入轴[I]、第一行星排框架[CA1]与第三主动圆柱齿轮[GA3]、第二行星排齿圈[R2]、第五换挡元件[C5]分离或接合；第四换挡元件[C4]可以有选择的将第一被动圆柱齿轮[GDI]、第三行星排齿圈[R3]与第二被动圆柱齿轮[GD2]分离或接合;第五换挡元件[C5]可以有选择的将第一行星排齿圈[R1]、第二行星排太阳轮[S2]与第三主动圆柱齿轮[GA3]、第二行星排齿圈[R2]分离或接合；五个换挡元件中，每次接合三个换挡元件构成一个档位，在输入轴和输出轴之间建立起至少八个前进挡、一个倒档的传动比。3.根据权利要求1所述的一款自动换挡变速器，其变化特征是第五换挡元件[C5]与第二行星排齿圈[R2]连接改为与第二行星排框架[CA2]连接，所述的第一和第二行星排置于第一轴系，第三行星排置于第二轴系，三对圆柱齿轮的主动圆柱齿轮置于第一轴系，被动圆柱齿轮置于第二轴系；三组行星排的太阳轮、齿圈和框架九个部件，三对圆柱齿轮的主、被动齿轮六个部件，以及输入、输出轴二个部件，这些部件被五个换挡部件有选择的接合和分离，以及被十一个互联部件刚性连接；若以十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玫，
申请(专利权)人：王玫，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23