專利名稱：多檔位差動(dòng)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種多檔位齒輪變速器，可廣泛用于汽車等各種需要變換傳動(dòng)比的系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種多檔變速器在換檔過(guò)程中都存在動(dòng)力間斷，需要切斷離合器的問(wèn)題。 現(xiàn)有的多檔位齒輪變速器在實(shí)現(xiàn)多檔位時(shí)存在變速器體積大、齒輪多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明是一種多檔位齒輪變速器，在換檔過(guò)程中不用切斷離合器，不間斷動(dòng)力。同 時(shí)，變速器的體積大大縮小，長(zhǎng)度只有現(xiàn)有變速器的四分之一，在實(shí)現(xiàn)多檔位時(shí)不需要復(fù)雜 的組合式變速器，只用單級(jí)就可以。可廣泛用于汽車等各種需要變換傳動(dòng)比的系統(tǒng)。( 二 )技術(shù)方案本發(fā)明是一種多檔位的齒輪差動(dòng)變速器，包括變速器殼體(8)、兩組差動(dòng)輪系 (3)、和兩組定軸多檔齒輪變速系統(tǒng)(1) (2)構(gòu)成，兩組定軸輪系齒輪變速系統(tǒng)是兩軸式多 檔變速系統(tǒng)，其中一組是奇數(shù)檔(1)，另一組是偶數(shù)檔(2)，兩組差動(dòng)輪系一組是輸入差動(dòng) 輪系另一組是輸出差動(dòng)輪系，奇數(shù)檔的輸入軸與輸入差動(dòng)輪系的一個(gè)太陽(yáng)輪軸共軸，偶數(shù) 檔的輸入軸與輸入差動(dòng)輪系的另一個(gè)太陽(yáng)輪共軸，奇數(shù)檔的輸出軸與輸出差動(dòng)輪系的一個(gè) 太陽(yáng)輪軸共軸，偶數(shù)檔的輸出軸與輸出差動(dòng)輪系的另一個(gè)太陽(yáng)輪共軸；動(dòng)力由一個(gè)差動(dòng)輪 系的行星架輸入，由另一個(gè)差動(dòng)輪系的行星架輸出；倆組差動(dòng)輪系或者其中一組差動(dòng)輪系 的倆太陽(yáng)輪軸分別與變速器殼體之間接有制動(dòng)器(4) (5)，倆組差動(dòng)輪系或者其中一組差動(dòng) 輪系的倆太陽(yáng)輪軸與各自的行星架之間接有制動(dòng)器(6) (7)。當(dāng)偶數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，奇數(shù) 檔變速器輸入軸和輸出軸與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)偶數(shù)檔變速器停止 工作，動(dòng)力由奇數(shù)檔傳遞，當(dāng)奇數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸與變速器殼體之間的制動(dòng)器處 于制動(dòng)狀態(tài)，偶數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)， 奇數(shù)檔變速器停止工作，動(dòng)力由偶數(shù)檔傳遞，當(dāng)偶數(shù)檔和奇數(shù)檔與變速器殼體之間的制動(dòng) 器全都處于分離狀態(tài)，一組差動(dòng)輪系的倆個(gè)太陽(yáng)輪軸與行星架主間的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，動(dòng)力由奇數(shù)檔和偶數(shù)檔同時(shí)傳遞，其變速比介于奇數(shù)檔和偶數(shù)檔之間，閉合不同的差動(dòng) 輪系的倆太陽(yáng)輪軸與其行星架之間的制動(dòng)器，傳動(dòng)比會(huì)略有不同。動(dòng)力由奇數(shù)檔變速器傳遞動(dòng)力時(shí)，偶數(shù)檔處于鎖定狀態(tài)，這時(shí)可以在奇數(shù)檔傳遞 動(dòng)力的同時(shí)預(yù)先選定將要換入的偶數(shù)檔的檔位，動(dòng)力由偶數(shù)檔變速器傳遞動(dòng)力時(shí)，奇數(shù)檔 處于鎖定狀態(tài)，這時(shí)可以在偶數(shù)檔傳遞動(dòng)力的同時(shí)預(yù)先選定將要換入的奇數(shù)檔的檔位，因 為在選擇將要換入的檔位時(shí)所選檔位的齒輪轉(zhuǎn)速為零，所以不需要同步器。對(duì)于一個(gè)有η個(gè)奇數(shù)檔和m個(gè)偶數(shù)檔的多檔位差動(dòng)變速器，除了有η個(gè)奇數(shù)檔和m個(gè)偶數(shù)檔之外，在每個(gè)奇數(shù)檔和偶數(shù)檔之間還有兩個(gè)中間檔位，共有2XnXm個(gè)中間檔位， 加在一起共有2XnXm+n+m個(gè)檔位，其中最符合檔位傳動(dòng)比規(guī)律的是每一個(gè)奇數(shù)檔和偶數(shù) 檔及相鄰奇數(shù)檔和偶數(shù)檔之間的中間檔，總數(shù)共有2XnXm-l個(gè)，其它各檔可在特殊情況 如急加速急減收時(shí)使用。奇數(shù)檔和偶數(shù)檔齒輪所受力之有行星架的一半，所以齒輪的軸向 尺寸可以減半，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)相同檔位數(shù)的情況下，齒輪的個(gè)數(shù)減少一半，不用同步器各檔齒 輪可緊密排列，綜合結(jié)果，變速器的軸向尺寸可縮短到原普通手動(dòng)變速器的四分之一。為了實(shí)現(xiàn)換檔過(guò)程中動(dòng)力不間斷，奇數(shù)檔和偶數(shù)檔與變速器殼體之間的制動(dòng)器
(11)(12)并接一個(gè)超越離合器(13) (14)其功能是，當(dāng)制動(dòng)器(11) (12)鎖止時(shí)，變速器傳 動(dòng)軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)器(11) (12)打開(kāi)時(shí)，變速器傳動(dòng)軸只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用 具有相同功能的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)替代制動(dòng)器和超越離合器的并接，只要能實(shí)現(xiàn)相同的功能即 可；差動(dòng)輪系的倆太陽(yáng)輪軸與各自的行星架之間的制動(dòng)器(9) (10)串接一個(gè)超越離合器 (15) (16)，其功能是，當(dāng)制動(dòng)器(9) (10)鎖止時(shí)，變速器傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速只能大于等于行星架 的轉(zhuǎn)速，制動(dòng)器(9) (10)打開(kāi)時(shí)變速器傳動(dòng)軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用具有相同功能的其它 機(jī)械結(jié)構(gòu)替代制動(dòng)器和超越離合器的串接，只要能實(shí)現(xiàn)相同的功能即可。由于有超越離合 器的作用，在換檔過(guò)程中打開(kāi)相應(yīng)的制動(dòng)器和鎖止相應(yīng)的制動(dòng)器的中間間隔時(shí)間內(nèi)動(dòng)力仍 然可以通過(guò)變速器傳動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力間斷。為了使換檔過(guò)程平順減少換檔時(shí)的沖擊，可以用離合器替代制動(dòng)器，在換檔過(guò)程 中利用離合器的滑動(dòng)來(lái)減少換檔沖擊；還可以在制動(dòng)器的適當(dāng)位置接入扭轉(zhuǎn)減震器或者具 有相同功能的其它結(jié)構(gòu)，利用扭轉(zhuǎn)減震器的彈性減少換檔沖擊；還可以利用原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 變化和自動(dòng)鎖止聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊換檔，升檔時(shí)先打開(kāi)相應(yīng)的制動(dòng)器，之后降低原動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速，因相應(yīng)的制動(dòng)器是打開(kāi)的，變速器的傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)下降，當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到與 要升入的檔位相匹配時(shí)，由于超越離合器的作用，傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)被鎖定在要升入的檔位上， 這時(shí)可通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)的機(jī)械自鎖聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或電子及氣動(dòng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖定相應(yīng)的制動(dòng)器，完成 升檔操作。降檔時(shí)先打開(kāi)相應(yīng)的制動(dòng)器之后升高原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因相應(yīng)的制動(dòng)器是打開(kāi)的， 變速器的傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)上升，當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到與要降的檔位相匹配時(shí)，由于超越離 合器的作用，傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)被鎖定在要降入的檔位上，這時(shí)可通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)的機(jī)械自鎖聯(lián) 動(dòng)機(jī)構(gòu)，或電子及氣動(dòng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖定相應(yīng)的制動(dòng)器，完成降檔操作，以上三種方法可以綜合 應(yīng)用以達(dá)到更好的效果。在升檔和降檔的過(guò)程中，在相應(yīng)的制動(dòng)器打開(kāi)后，而相應(yīng)的應(yīng)該鎖 止的制動(dòng)器沒(méi)有鎖止之前，原動(dòng)機(jī)加速時(shí)，變速器的變速比自動(dòng)變?yōu)榈蜋n，原動(dòng)機(jī)減速時(shí)， 變速器的變速比自動(dòng)變?yōu)楦邫n，利用變速器的這種功能可以實(shí)現(xiàn)低檔加速高檔滑行的特殊 功能，用在汽車上可以改善汽車的性能。


圖1是多檔差動(dòng)齒輪變速器的原理圖，
圖2是一個(gè)七前進(jìn)檔，一倒檔的多檔差動(dòng)齒輪變速器實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖1是一個(gè)具體的實(shí)施方案，這是一個(gè)有七個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的變速器，動(dòng)力 由輸入軸(17)輸入由輸出軸(18)輸出，輸入差動(dòng)輪系的倆太陽(yáng)軸與變速器殼體之間并接有超越離合器(13) (14)，制動(dòng)器(11) (12)，與行星架間串接超越離合器(15) (16)和制動(dòng)器 (9) (10)，一檔齒輪制動(dòng)器(20)，二檔齒輪制動(dòng)器(21)，三檔齒輪制動(dòng)器(19)，倒檔齒輪制 動(dòng)器(22)。變速器處于不同檔位時(shí)各制動(dòng)器狀態(tài)如下表表中V表示制動(dòng)器打開(kāi)，X表示制動(dòng)器制動(dòng)，·表示制動(dòng)器即可以打開(kāi)又可以鎖 定
檔位狀態(tài)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)器器器器器器器器(9)(10)(11)(12)(19)(20)(21)(22)空檔VVVVVVVV一檔 VVXVXXX一檔加速，一二中間檔滑行XVVVVXXV一檔、二檔中間檔XXVVVXXV一二中間檔加速，二檔滑行VXVVVXXV二檔V XVXXXV一檔加速，二檔滑行VVVVVXXV二檔加速，二三中間檔滑行VXVVXVXV二檔、三檔中間檔，XXVVXVXV二三中間檔加速，三檔滑行XVVVXVXV三檔 VVVXVXX檔位狀態(tài)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)器器器器器器器器(9)(10)(11)(12)(19)(20)(21)(22)二檔加速，三檔滑行VVVVXVXV空檔2VVVVXVVX三檔、倒檔中間檔XXVVXVVX倒檔V XVXXVX空檔3VVVVVXVX一檔、倒檔中間檔XXVVVXVX當(dāng)變速器處在低檔加速高檔滑行的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使變速器的變 速比自動(dòng)處于低檔位或高檔位狀態(tài)，之后再利用自動(dòng)觸發(fā)聯(lián)動(dòng)自鎖機(jī)械機(jī)構(gòu)或電子及氣動(dòng) 機(jī)構(gòu)鎖定相應(yīng)的制動(dòng)器，這樣就完成了由低檔位到高檔位或高檔位動(dòng)低檔位換檔的操作， 這種換檔的方法可以消除換檔時(shí)的沖擊。本變速器中的所有制動(dòng)器都可以部分或全部用離合器替代，這樣換檔方式更加靈 活多樣，功能更多，比如把制動(dòng)器換成離合器在一檔和倒檔之間或者三檔和倒檔之間可以 實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力間斷平滑的無(wú)縫過(guò)度。
權(quán)利要求
1.一種多檔位的齒輪差動(dòng)變速器，包括變速器殼體(8)、兩組差動(dòng)輪系(3)、和兩組定 軸多檔齒輪變速系統(tǒng)(1) (2)構(gòu)成，其特征是兩組定軸輪系齒輪變速系統(tǒng)是兩軸式多檔變 速系統(tǒng)，其中一組是奇數(shù)檔(1)，另一組是偶數(shù)檔(2)，兩組差動(dòng)輪系一組是輸入差動(dòng)輪系 另一組是輸出差動(dòng)輪系，奇數(shù)檔的輸入軸與輸入差動(dòng)輪系的一個(gè)太陽(yáng)輪軸共軸，偶數(shù)檔的 輸入軸與輸入差動(dòng)輪系的另一個(gè)太陽(yáng)輪共軸，奇數(shù)檔的輸出軸與輸出差動(dòng)輪系的一個(gè)太陽(yáng) 輪軸共軸，偶數(shù)檔的輸出軸與輸出差動(dòng)輪系的另一個(gè)太陽(yáng)輪共軸；動(dòng)力由一個(gè)差動(dòng)輪系的 行星架輸入，由另一個(gè)差動(dòng)輪系的行星架輸出；倆組差動(dòng)輪系或者其中一組差動(dòng)輪系的倆 太陽(yáng)輪軸分別與變速器殼體之間接有制動(dòng)器(4) (5)，倆組差動(dòng)輪系或者其中一組差動(dòng)輪系 的倆太陽(yáng)輪軸與各自的行星架之間接有制動(dòng)器(6) (7)；當(dāng)偶數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸 與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，奇數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸與變速器殼體之 間的制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)偶數(shù)檔變速器停止工作，動(dòng)力由奇數(shù)檔傳遞，當(dāng)奇數(shù)檔變速器 輸入軸和輸出軸與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，偶數(shù)檔變速器輸入軸和輸出軸 與變速器殼體之間的制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，奇數(shù)檔變速器停止工作，動(dòng)力由偶數(shù)檔傳遞， 當(dāng)偶數(shù)檔和奇數(shù)檔與變速器殼體之間的制動(dòng)器全都處于分離狀態(tài)，一組差動(dòng)輪系的倆個(gè)太 陽(yáng)輪軸與行星架之間的制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力由奇數(shù)檔和偶數(shù)檔同時(shí)傳遞，其變速 比介于奇數(shù)檔和偶數(shù)檔之間，閉合不同的差動(dòng)輪系的倆太陽(yáng)輪軸與其行星架之間的制動(dòng) 器，傳動(dòng)比會(huì)略有不同；動(dòng)力由奇數(shù)檔變速器傳遞動(dòng)力時(shí)，偶數(shù)檔處于鎖定狀態(tài)，這時(shí)可以 在奇數(shù)檔傳遞動(dòng)力的同時(shí)預(yù)先選定將要換入的偶數(shù)檔的檔位，動(dòng)力由偶數(shù)檔變速器傳遞動(dòng) 力時(shí)，奇數(shù)檔處于鎖定狀態(tài)，這時(shí)可以在偶數(shù)檔傳遞動(dòng)力的同時(shí)預(yù)先選定將要換入的奇數(shù) 檔的檔位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多檔位的齒輪差動(dòng)變速器，其特征是奇數(shù)檔和偶數(shù)檔與變 速器殼體之間的制動(dòng)器(11) (12)并接一個(gè)超越離合器(13) (14)其功能是，當(dāng)制動(dòng)器(11) (12)鎖止時(shí)，變速器傳動(dòng)軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)器(11) (12)打開(kāi)時(shí)，變速器傳動(dòng)軸只能向一 個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用具有相同功能的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)替代制動(dòng)器和超越離合器的并接，只 要能實(shí)現(xiàn)相同的功能即可；差動(dòng)輪系的倆太陽(yáng)輪軸與各自的行星架之間的制動(dòng)器(9) (10) 串接一個(gè)超越離合器(15) (16)，其功能是，當(dāng)制動(dòng)器(9) (10)鎖止時(shí)，變速器傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 只能大于等于行星架的轉(zhuǎn)速，制動(dòng)器(9) (10)打開(kāi)時(shí)變速器傳動(dòng)軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用 具有相同功能的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)替代制動(dòng)器和超越離合器的串接，只要能實(shí)現(xiàn)相同的功能即 可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的多檔位齒輪變速器，其特征是可以用離合 器替代制動(dòng)器，在換檔過(guò)程中利用離合器的滑動(dòng)來(lái)減少換檔沖擊；還可以在制動(dòng)器的適當(dāng) 位置接入扭轉(zhuǎn)減震器或者具有相同功能的其它結(jié)構(gòu)，利用扭轉(zhuǎn)減震器的彈性減少換檔沖 擊；還可以利用原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化和自動(dòng)鎖止聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊換檔，升檔時(shí)先打開(kāi)相 應(yīng)的制動(dòng)器，之后降低原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因相應(yīng)的制動(dòng)器是打開(kāi)的，變速器的傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)下 降，當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到與要升入的檔位相匹配時(shí)，由于超越離合器的作用，傳動(dòng)比會(huì)自 動(dòng)被鎖定在要升入的檔位上，這時(shí)可通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)的機(jī)械自鎖聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)或電子及氣動(dòng)自動(dòng) 機(jī)構(gòu)鎖定相應(yīng)的制動(dòng)器，完成升檔操作；降檔時(shí)先打開(kāi)相應(yīng)的制動(dòng)器之后升高原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速，因相應(yīng)的制動(dòng)器是打開(kāi)的，變速器的傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)上升，當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到與要降 的檔位相匹配時(shí)，由于超越離合器的作用，傳動(dòng)比會(huì)自動(dòng)被鎖定在要降入的檔位上，這時(shí)可通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)的機(jī)械自鎖聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，或電子及氣動(dòng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖定相應(yīng)的制動(dòng)器，完成降檔 操作；以上三種方法可以綜合應(yīng)用以達(dá)到更好的效果；在升檔和降檔的過(guò)程中，在相應(yīng)的 制動(dòng)器打開(kāi)后，而相應(yīng)的應(yīng)該鎖止的制動(dòng)器沒(méi)有鎖止之前，原動(dòng)機(jī)加速時(shí)，變速器的變速比 自動(dòng)變?yōu)榈蜋n，原動(dòng)機(jī)減速時(shí)，變速器的變速比自動(dòng)變?yōu)楦邫n，利用變速器的這種功能可以 實(shí)現(xiàn)低檔加速高檔滑行的特殊功能。
全文摘要
本發(fā)明是一種多檔位差動(dòng)齒輪變速器，在換檔過(guò)程中不用切斷離合器，不間斷動(dòng)力。同時(shí)，變速器的體積大大縮小，長(zhǎng)度只有現(xiàn)有變速器的四分之一，在實(shí)現(xiàn)多檔位時(shí)不需要復(fù)雜的組合式變速器，只用單級(jí)就可以。可廣泛用于汽車等各種需要變換傳動(dòng)比的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F16H61/684GK102109028SQ20091021540
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者李相前 申請(qǐng)人:李相前