在運動中切換檔位的機電變速箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變速箱(21、330)及組裝方法，包括輸入軸(15)和輸出軸(14、16)、模式離合器(30)、模式切換機構(gòu)(56、380、480)、行星齒輪組件(20)、檔位切換機構(gòu)(50、360、460)以及同步器(40、340)，該模式離合器用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間進行切換，該行星齒輪組件用于提供在輸入軸(15)和輸出軸(14)之間的不同傳動比，而該同步器用于在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間進行切換之前進行速度同步。固定的環(huán)形齒輪(24)可在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間連接到行星齒輪組件(20)。模式切換機構(gòu)(56)和檔位切換機構(gòu)(50)可由可逆轉(zhuǎn)動的致動齒輪(348、448)以機電方式致動，該可逆轉(zhuǎn)動的致動齒輪插入在可擴展的離合器致動器(388、488)和轉(zhuǎn)動的圓筒凸輪(359、459)之間。
【專利說明】在運動中切換檔位的機電變速箱
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是2014年12月5日提交的申請?zhí)枮?4/561，740的美國專利的部分繼續(xù)申請，要求2013年12月1日提交的申請?zhí)枮?1 /914，161的期滿美國臨時專利的優(yōu)先權(quán)，并且還要求2014年6月16日提交的申請?zhí)枮?2/012,443的美國臨時專利和2014年11月11日提交的申請?zhí)枮?2/077,957的美國臨時專利的優(yōu)先權(quán)，它們都通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于具有機電致動的四輪驅(qū)動機動車輛變速箱的檔位切換同步器。
【背景技術(shù)】
[0004]期望提供一種具有模式切換機構(gòu)、離合器組件以及同步器的機電致動變速箱，以便選擇性地和更有效地直接驅(qū)動從動力系到車輛的車輪的扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服目前技術(shù)的限制，四輪驅(qū)動車輛的變速箱可包括簡單的行星齒輪組件。輸出軸可在高檔位驅(qū)動模式期間由恒星齒輪驅(qū)動，并在低檔位驅(qū)動模式期間由行星齒輪架驅(qū)動，從而消除在高檔位驅(qū)動模式中通過行星齒輪驅(qū)動輸出軸。該變速箱可以包括在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間相對于行星齒輪組件而非轉(zhuǎn)動地安裝并且固定的環(huán)形齒輪。該變速箱可以包括安裝在輸出軸并且鄰近于行星齒輪組件而不是在行星齒輪組件內(nèi)的同步器，從而使較多數(shù)量的摩擦表面和/或更大的摩擦表面面積可行，用于在變速箱內(nèi)轉(zhuǎn)動組件的更快速同步。四輪驅(qū)動車輛還可以包括機電變速箱(該變速箱具有電動馬達)、行星齒輪組件、模塊化致動和駕駛時使駕駛員可在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換的外錐體同步器。
[0006]用于四輪驅(qū)動車輛的變速箱可以包括由發(fā)動機轉(zhuǎn)動地驅(qū)動并且沿著縱向軸線定位的輸入軸，和提供動力傳遞到前傳動系和后傳動系的第一和第二輸出軸。第一輸出軸通?？梢韵鄬τ谳斎胼S的縱向軸線共軸定位。變速箱可以包括行星齒輪組件，該行星齒輪組件可操作用于提供在輸入軸與第一輸出軸之間不同的傳動比，且包括固定于輸入軸的恒星齒輪、靜止環(huán)形齒輪以及行星齒輪架，該行星齒輪架支承行星齒輪，用于恒星齒輪與環(huán)形齒輪之間相互嚙合的轉(zhuǎn)動。變速箱可以包括沿著縱向軸線定位的模式離合器，用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間的切換。
[0007]該變速箱可以包括檔位切換機構(gòu)，可操作地用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換變速箱。第一輸出軸可以在高檔位驅(qū)動模式期間由恒星齒輪驅(qū)動并在低檔位驅(qū)動模式期間由行星齒輪架驅(qū)動。在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間，環(huán)形齒輪可以固定在相對于行星齒輪組件的靜止位置。變速箱可包括連接到第一輸出軸且沿縱向軸線鄰近于行星齒輪組件定位的同步器。同步器可操作地用于在高檔位驅(qū)動模式期間選擇性地連接第一輸出軸與恒星齒輪、在低檔位驅(qū)動模式期間選擇性地連接第一輸出軸與行星齒輪架連接之前的輸入和輸出組件的轉(zhuǎn)動速度同步。變速箱可包括模式切換機構(gòu)，該模式切換機構(gòu)沿縱向軸線鄰近于檔位切換機構(gòu)定位，且軸向地運動用于接合和脫開模式離合器。
[0008]變速箱可包括可操作地與軸向地插入在檔位切換機構(gòu)和模式換擋機構(gòu)之間的致動齒輪相互作用的離合器致動器，以及響應(yīng)于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動而連接的圓筒凸輪。圓筒凸輪響應(yīng)于由致動齒輪通過預(yù)定角弧的圓筒凸輪的可逆角轉(zhuǎn)動，選擇性地操作離合器致動器、同步器和檔位切換機構(gòu)。離合器致動器可以在擴展位置和收縮位置之間可運動，用于響應(yīng)于在檔位切換機構(gòu)的運動的縱向端部處通過預(yù)定角弧的圓筒凸輪的可逆角轉(zhuǎn)動，脫開和接合模式離合器。致動齒輪可以可逆地轉(zhuǎn)過預(yù)定的角向運動弧，用于在收縮位置和擴展位置之間操作離合器致動器，用于在接合位置和脫開位置之間致動模式離合器，以及用于當(dāng)模式離合器處于脫開位置時在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間切換檔位切換機構(gòu)。圓筒凸輪可以限定凸輪表面溝槽，該凸輪表面溝槽位于內(nèi)周表面上，該內(nèi)部圓周表面具有周向延伸的縱向端部，以及在凸輪表面溝槽的端部部分之間沿縱向和圓周向延伸的中間部分。每個端部部分可以對應(yīng)于低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式中的一個模式，并在處于低檔位驅(qū)動模式和高檔位的驅(qū)動模式中的一個模式時允許離合器致動器的致動。中間部分可以對應(yīng)于在模式離合器脫開時在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間的切換，包括同步器的操作。
[0009]可以提供一種用于組裝變速箱的方法，其中該變速箱可以包括輸入軸，該輸入軸由發(fā)動機轉(zhuǎn)動地驅(qū)動并沿縱向軸線定位；以及第一輸出軸和第二輸出軸，用于傳遞功率到前傳動系和后傳動系。變速箱可以包括行星齒輪組件，該行星齒輪組件提供在輸入軸與第一輸出軸之間不同的傳動比，且包括固定于輸入軸的恒星齒輪、靜止環(huán)形齒輪以及行星齒輪架，該行星齒輪架支承多個行星齒輪，用于在恒星齒輪與環(huán)形齒輪之間相互嚙合的轉(zhuǎn)動。變速箱可以包括模式離合器，該模式離合器沿著縱向軸線定位，用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間的切換。該方法可以包括插入檔位切換機構(gòu)，用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間的變速箱切換。第一輸出軸可在高檔位驅(qū)動模式期間由恒星齒輪驅(qū)動，而在低檔位驅(qū)動模式期間由行星齒輪架驅(qū)動。該方法可包括相對于行星齒輪組件固定地、或接地而非轉(zhuǎn)動地安裝環(huán)形齒輪。環(huán)形齒輪可在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間固定在靜止位置中。該方法可包括安裝同步器到第一輸出軸，并且沿縱向軸線鄰近于行星齒輪組件。在高檔位驅(qū)動模式期間驅(qū)動連接第一輸出軸與恒星齒輪，并在低檔位模式期間驅(qū)動連接第一輸出軸與行星齒輪架之前，同步器可以可操作地用于輸入和輸出組件的速度同步。該方法可包括沿縱向軸線鄰近于檔位切換機構(gòu)插入模式切換機構(gòu)。該模式切換機構(gòu)可以軸向地運動，用于接合和脫開模式離合器。
[0010]該組裝的方法可以包括在圓筒凸輪上形成凸輪表面溝槽。凸輪表面溝槽位于內(nèi)周面并且具有沿圓周方向延伸的縱向端部部分，以及在凸輪表面溝槽的縱向端部部分之間沿縱向和圓周向延伸的中間部分。凸輪表面溝槽的每個端部部分可以對應(yīng)于低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式中的一個模式，并在處于低檔位驅(qū)動模式和高檔位的驅(qū)動模式中的一個模式時允許離合器致動器的致動。凸輪表面溝槽的中間部分可以對應(yīng)于在模式離合器脫開時在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間切換，包括同步器的操作。圓筒凸輪響應(yīng)于由致動齒輪通過預(yù)定角度弧的圓筒凸輪的可逆角轉(zhuǎn)動，選擇性地操作離合器致動器、同步器和檔位切換機構(gòu)。致動齒輪可以由可逆電動馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)動。致動齒輪可轉(zhuǎn)過預(yù)定的角運動弧，用于轉(zhuǎn)動圓筒凸輪，以在收縮位置和擴展位置之間操作離合器致動器，用于在接合位置和脫開位置之間致動模式離合器，以及用于當(dāng)模式離合器處于脫開位置時在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間切換檔位切換機構(gòu)，包括同步器的操作。
[0011]當(dāng)用于實施本發(fā)明所考慮的最佳模式的以下說明結(jié)合附圖閱讀時，本發(fā)明的其他應(yīng)用對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0012]本文的描述參考了附圖，其中相同的數(shù)字標(biāo)號指貫穿若干附圖的相同部件，且其中:
[0013]圖1是示出相鄰定位在變速箱的輸出軸上的同步器和行星齒輪組件的示意圖；
[0014]圖2是圖1的變速箱的剖視圖；
[0015]圖3是圖1的變速箱的同步檔位切換機構(gòu)的分解圖；
[0016]圖4A是圖3的同步檔位切換機構(gòu)的詳細(xì)視圖，示出了第一同步器組件和行星齒輪組件；
[0017]圖4B是圖3的同步檔位切換機構(gòu)的詳細(xì)視圖，示出了第二同步器組件和模式切換機構(gòu)；
[0018]圖5是機電變速箱的剖視圖，該變速箱包括同步檔位切換機構(gòu)和模塊化致動裝置，該模塊化致動裝置具有插入在檔位切換機構(gòu)和模式切換機構(gòu)之間的致動齒輪、可擴展的離合器致動器以及響應(yīng)于致動齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動連接的圓筒凸輪；
[0019]圖6是圖5的模塊化致動裝置的剖視圖；
[0020]圖7是圖5的模塊化致動裝置的透視圖；
[0021]圖8是檔位切換機構(gòu)的分解圖，該檔位切換機構(gòu)具有在圓筒凸輪和致動齒輪之間可接合的扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧，用于偏置圓筒凸輪以跟隨致動齒輪的可逆轉(zhuǎn)動運動；
[0022]圖9是離合器致動器的分解詳圖，該離合器致動器具有靜止保持器部分和轉(zhuǎn)動的離合器致動凸輪部分；
[0023]圖10是檔位切換機構(gòu)的分解圖，該檔位切換機構(gòu)具有在圓筒凸輪與致動齒輪之間可接合的多個彈簧，用于偏置圓筒凸輪以跟隨致動齒輪的轉(zhuǎn)動；以及多個凸輪凸片，該凸輪凸片位于與由致動齒輪限定的多個槽可接合的圓筒凸輪上；
[0024]圖11是模式切換機構(gòu)的分解圖，示出了離合器致動器，該離合器致動器具有與由致動齒輪限定的相應(yīng)多個細(xì)長弧形囊狀槽可接合的多個離合器致動凸片；
[0025]圖12是模塊化致動裝置的放大圖，示出了具有凸輪表面溝槽的圓筒凸輪，用于在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間切換的換擋叉的行進。
[0026]圖13A是示出致動齒輪的致動側(cè)的檔位切換機構(gòu)的示意圖；以及
[0027]圖13B是示出致動齒輪的模式切換機構(gòu)的致動側(cè)的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]參考圖1至圖13B，四輪驅(qū)動車輛可包括動力傳動系統(tǒng)，用于選擇性地通過變速器從動力源諸如發(fā)動機傳遞動力。該動力傳動系統(tǒng)可以包括前傳動系、后傳動系以及被設(shè)置成從變速器傳遞驅(qū)動扭矩到前傳動系和后傳動系的變速箱21、310。前傳動系可包括由具有聯(lián)接到前驅(qū)動軸的一端的前差速器的前軸組件鄰接的一對前輪。前驅(qū)動軸的相對端可聯(lián)接到第一輸出軸14和變速箱21、310的第二輸出軸16中的一個。后傳動系可包括由具有聯(lián)接到后驅(qū)動軸的一端的后差速器的后軸組件鄰接的一對后輪。后驅(qū)動軸的相對端可聯(lián)接到變速箱21、310的第一和第二輸出軸14、16中的一個。
[0029]特別參考圖2至圖4B，變速箱21可包括具有由多個螺紋螺栓48彼此互連的第一外殼部分62和第二外殼部分64的外殼組件60。第一外殼部分62可以接納用花鍵連接附接到用于變速箱21的輸入軸15的變速器輸出軸，以使得變速器輸出軸和輸入軸15可以通過由變速器建立的齒輪比處的發(fā)動機來轉(zhuǎn)動地驅(qū)動。輸入軸15可以預(yù)定速度比圍繞縱向軸線轉(zhuǎn)動并且轉(zhuǎn)動地驅(qū)動齒輪減速單元或者行星齒輪組件20。如在圖1至圖2中最優(yōu)示出的，行星齒輪組件20可以驅(qū)動第一輸出軸14，以使得第一輸出軸14可與輸入軸15聯(lián)接轉(zhuǎn)動或與行星齒輪組件20驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0030]如圖1至圖4B所示，變速箱21可包括檔位切換機構(gòu)50，其用行星齒輪組件20可以操作，用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間進行切換。如在圖1至圖2中最優(yōu)示出的，行星齒輪組件20可以包括一體地固定于輸入軸15的恒星齒輪22，非轉(zhuǎn)動地固定在第一外殼部分62的環(huán)形齒輪24，以及支承在恒星齒輪22和環(huán)形齒輪24之間相互嚙合的多個行星齒輪28的行星齒輪架26。多個行星齒輪28中的每一個轉(zhuǎn)動地支承在連接到行星齒輪架26的小齒輪軸上?？ōh(huán)72可以保持環(huán)形齒輪24免于軸向運動。如果需要，行星齒輪組件20可以包括斜齒輪。在高檔位驅(qū)動模式中，恒星齒輪22可以以相對于輸入軸15的直接速度比來轉(zhuǎn)動地驅(qū)動第一輸出軸14。在低檔位驅(qū)動模式中，行星齒輪架26可以以相對于輸入軸15的降低速度比來轉(zhuǎn)動地驅(qū)動第一輸出軸14?？梢灶A(yù)期的是，檔位切換機構(gòu)50可另外切換到空檔非驅(qū)動模式。在空檔模式中，在輸入軸15與第一輸出軸14之間的驅(qū)動連接被中斷。如圖2所示，模式離合器30可以位于第一輸出軸14上。模式離合器30可以可操作地用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間選擇性地切換。模式離合器30可以是可操作的，用于防止在檔位切換期間可發(fā)生的不良的齒輪碰撞或切換阻擋。如在圖2中最優(yōu)示出的，第一輸出軸14可轉(zhuǎn)動地支承在外殼組件60中，并沿輸入軸15的縱向軸線共軸對準(zhǔn)。
[0031]如圖2至圖4A所示，第一外殼部分62可以接納行星齒輪組件20和同步器40。同步器40可以沿縱向軸線固定到第一輸出軸14并且與行星齒輪組件20鄰近定位。在高檔位驅(qū)動模式期間將第一輸出軸14與恒星齒輪22驅(qū)動連接以及在低檔位驅(qū)動模式期間與行星齒輪架26驅(qū)動連接之前，同步器40可以插入在行星齒輪組件20和模式離合器30之間并且可以可操作用于轉(zhuǎn)動輸入和轉(zhuǎn)動輸出組件的速度同步。當(dāng)?shù)谝惠敵鲚S14在高檔驅(qū)動模式下連接到恒星齒輪22時，同步器40可以提供第一輸出軸14與輸入軸15和恒星齒輪22的速度同步。當(dāng)?shù)谝惠敵鲚S14在低檔位驅(qū)動模式期間連接到行星齒輪架26時，同步器40還可以提供第一輸出軸14與行星齒輪架26的速度同步。同步器40可以包括同步器轂70和檔位切換機構(gòu)50。檔位切換機構(gòu)50可以包括換擋套筒52和換擋叉58。換擋套筒52可以具有比同步器轂70的直徑更大的直徑，并且可以在同步器轂70上軸向地可滑動。同步器轂70可以聯(lián)接到第一輸出軸14。換擋套筒52可以具有內(nèi)花鍵表面118，用于與位于同步器轂70上的外花鍵表面120聯(lián)接。如在圖3至圖4A最優(yōu)示出的，同步器轂70可以包括圍繞同步器轂70等間距共軸地布置的多個凹槽122。多個凹槽122可以接納相應(yīng)的多個支柱84，所述支柱通常由多個偏置構(gòu)件從縱向軸線徑向地向外偏置。多個支柱84可以在換擋套筒52的軸向運動期間接納在多個凹槽122中，其中換擋套筒可以在同步器轂70上軸向地可滑動。多個支柱84可以包括鍵接表面128，用于與換擋套筒52的內(nèi)花鍵表面118接合。偏置構(gòu)件可以包括球124和壓縮彈簧126組件。換擋套筒52可以包括用于在內(nèi)花鍵表面118內(nèi)接納球124的多個棘爪116，以使得壓縮彈簧126組件可以朝著縱向軸線徑向向內(nèi)地偏置多個支柱84，并且徑向向外地偏置球124緊靠多個棘爪116。球124將多個支柱84鎖定到換擋套筒52，以使得同步器轂70被鎖定并且換擋套筒52被防止軸向切換。壓縮彈簧126可以具有位于凹槽122內(nèi)的至少一個固定端部部分。換擋套筒52可以被軸向地固定在空檔驅(qū)動模式中，用于保持高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式。當(dāng)壓縮彈簧126被壓縮時，多個凹槽122可以接納多個支柱84以使得同步器轂70的外花鍵表面120和在多個支柱84上的花鍵表面128可以與換擋套筒52的內(nèi)花鍵表面118形成嚙合表面，并且換擋套筒52可以橫跨同步器轂70軸向地切換，用于在高檔位驅(qū)動模式與低檔位驅(qū)動模式之間的切換。當(dāng)多個棘爪116響應(yīng)于壓縮彈簧126的偏置力捕獲球124時，多個支柱84和同步器轂70可以提供與換擋套筒52的內(nèi)花鍵表面118的聯(lián)接，以使得多個支柱84、同步器轂70以及換擋套筒52可以同時轉(zhuǎn)動。
[0032]如在圖3中最優(yōu)示出的，同步器40可以包括第一同步器組件66和第二同步器組件68，其分別包括相應(yīng)的第一定位環(huán)90和第二定位環(huán)290，用于防止換擋變化，直到第一輸出軸14與恒星齒輪22或行星齒輪架26的速度同步為止。第一定位環(huán)90可以防止恒星齒輪22和第一輸出軸14之間的驅(qū)動連接，直到第一輸出軸14和輸入軸15以公共速度轉(zhuǎn)動為止。第一定位環(huán)90可以包括徑向凸緣部分90a，該徑向凸緣部分90a具有適于通過換擋套筒52的內(nèi)花鍵表面118接合的外齒90b，以響應(yīng)在高檔位驅(qū)動模式下的速度同步。同步器40可以包括第一同步器組件66，第一同步器組件66具有錐型體92、外錐環(huán)96和內(nèi)錐環(huán)94。第一同步器組件66可以是三錐型并且可以包括三個錐面和用于檢測速度同步的三個配合摩擦阻擋面。錐體92可以具有第一錐面92a。內(nèi)錐環(huán)94可以在其內(nèi)表面上具有第二錐面100。第一定位環(huán)90可以具有第三錐面102。外錐環(huán)96可以在與第一錐面92a可接合的內(nèi)表面上具有第一阻擋面104。外錐環(huán)96可以在與第二錐面100可接合的外表面上具有第二阻擋面106。內(nèi)錐環(huán)94可以在與第三錐面102可接合的外表面上具有第三阻擋面108。多個錐面和阻擋面的使用可以為轉(zhuǎn)動組件提供更快的速度同步。在組件中，內(nèi)錐環(huán)94可以包括朝行星齒輪組件20軸向地延伸并且在內(nèi)錐環(huán)94的周邊均勻間隔的多個錐形凸片110。多個錐形凸片110可以延伸穿過位于第一定位環(huán)90上的多個槽146并且穿過由第一構(gòu)件114限定的多個窗口 112。第一構(gòu)件114可以是板114。外錐環(huán)96可以包括用來與相應(yīng)的多個凹口 144接合的多個第二錐形凸片142。多個凹口 144可以位于同步器轂70的面上并且可操作用于接納多個第二錐形凸片142。當(dāng)速度同步發(fā)生時，換擋套筒52可以軸向滑動穿過外齒90b并與位于第一板114外周上的板齒98進行嚙合。第一板114可以包括用花鍵連接到恒星齒輪22的內(nèi)部直徑。第一板114可以包括用于與布置在恒星齒輪22上的相應(yīng)齒輪齒進行接合的內(nèi)板花鍵158，以使得換擋套筒52可以響應(yīng)于速度同步穿過第一定位環(huán)90，并軸向地接合第一板114。然后換擋套筒52和第一板114可以可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接到恒星齒輪22，用于以直接驅(qū)動比轉(zhuǎn)動聯(lián)接到第一輸出軸14的同步器轂70。
[0033]如在圖4b中最優(yōu)示出的，第二同步器組件68可以包括第二定位環(huán)290。第二定位環(huán)290可以防止行星齒輪架26和第一輸出軸14之間的驅(qū)動連接，直到行星齒輪架26以與第一輸出軸14的公共速度通過行星齒輪組件20轉(zhuǎn)動，用于建立低檔位驅(qū)動模式。第二定位環(huán)290可以包括徑向凸緣部分290a，其具有適于通過換擋套筒252的內(nèi)花鍵表面218接合的外齒290b，以響應(yīng)在高檔位驅(qū)動模式下的速度同步。第二同步器組件68可以具有錐型體292、外錐環(huán)296和內(nèi)錐環(huán)294。第二同步器組件68可以是三錐型并且可以包括三個錐面和用于檢測速度同步的三個配合摩擦阻擋面。錐體292可以具有第一錐面292a。內(nèi)錐環(huán)294可以在其內(nèi)表面上具有第二錐面200。第二定位環(huán)290可以具有第三錐面202。外錐環(huán)296可以在與第一錐面292a可接合的內(nèi)表面上具有第一阻擋面204。外錐環(huán)296可以在與第二錐面200可接合的外表面上具有第二阻擋面206。內(nèi)錐環(huán)294可以在與第三錐面202可接合的外表面上具有第三阻擋面208。多個錐面和阻擋面的使用可以提供轉(zhuǎn)動組件的更快的速度同步。在組件中，內(nèi)錐環(huán)294可以包括遠(yuǎn)離行星齒輪組件20軸向地延伸并且在內(nèi)錐環(huán)294的周邊均勻間隔的多個錐形凸片210。多個錐形凸片210可以延伸穿過位于第二定位環(huán)290上的多個槽246并且穿過由第二構(gòu)件214限定的多個窗口 212。第二構(gòu)件可以是板214。第二外錐環(huán)296可以包括多個第二錐形凸片242，用于與位于同步器轂70的面上的相應(yīng)多個凹口接合，且可操作的用于接納多個第二錐形凸片242。多個第二凹口可以位于同步器轂70與多個凹口 144相對的面上。當(dāng)速度同步發(fā)生時，換擋套筒52可以軸向滑動穿過外齒290b并與位于第二板214外周上的板齒298進行嚙合。第二板214可花鍵連接到行星齒輪架26。第二板214可包括位于第二板214內(nèi)部直徑上的內(nèi)板花鍵258，用于與布置在行星齒輪架26上的相應(yīng)齒輪齒接合，以使得換擋套筒52可以響應(yīng)于速度同步而穿過第二定位環(huán)290，且與第二板214軸向接合。換擋套筒52和第二板214然后可以轉(zhuǎn)動地聯(lián)接到行星齒輪軸支架26，用于轉(zhuǎn)動聯(lián)接到第一輸出軸14的同步器轂70。
[0034]如圖3所示，換擋叉58可以連接到換擋致動器74，并且可以轉(zhuǎn)動地接合換擋套筒52。換擋致動器74可以運動換擋套筒52，用于建立各種驅(qū)動模式，包括兩輪高檔位驅(qū)動模式、兩輪低檔位驅(qū)動模式、空檔模式、四輪高檔位驅(qū)動模式，以及四輪低檔位驅(qū)動模式?？紤]將任何合適的換擋致動器與變速箱21—起使用。通過示例和非限制的方式，換擋致動器74可以包括液壓致動組件、電動致動組件，或機械致動組件。響應(yīng)于換擋致動器74，換擋叉58可以軸向地滑動換擋套筒52，用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換。換擋套筒52可以包括多個插腳134，該插腳具有從換擋套筒52徑向向外延伸的插腳臂136，以支承具有環(huán)形槽的外環(huán)132。換擋叉58可以包括在外環(huán)132的環(huán)形槽內(nèi)可接合的多個連接器130，用于將換擋叉58與換擋套筒52的軸向運動互鎖，同時允許換擋套筒52相對于換擋叉58的轉(zhuǎn)動運動。換擋叉58可以在外環(huán)132的環(huán)形槽內(nèi)滑動地接合，以將換擋叉58和換擋套筒52的軸向運動互鎖，允許同步器朝向行星齒輪組件20以及在遠(yuǎn)離行星齒輪組件20的相反方向中的軸向換擋運動。如在圖3至圖4A中最優(yōu)示出的，換擋叉58可以可操作地在外環(huán)132的環(huán)形槽內(nèi)接合，用于軸向運動位于外殼138內(nèi)的換擋套筒52。外殼138可以相對于靜止地永久接地的環(huán)形齒輪24轉(zhuǎn)動。同步器轂70和第一輸出軸14可以被連接以協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動。同步器40和行星齒輪組件20可以接納于外殼138內(nèi)，并通過C形夾具154和外殼板148保持于外殼138內(nèi)，外殼板148具有與外殼138限定的狹縫152相接合的板凸片150。多個插腳134可以延伸穿過在外殼138內(nèi)的狹縫152，用于支承外殼外面的外環(huán)132，以使得外殼138、外環(huán)132、插腳134以及換擋套筒52可以作為單個單元而協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動，同時通過換擋叉50的連接器130與外環(huán)132的環(huán)形溝槽的相互作用而允許換擋套筒52的軸向位移，以使得當(dāng)換擋套筒52以任一方向軸向驅(qū)動時，插腳134在外殼138的狹縫152內(nèi)軸向滑動。當(dāng)換擋套筒52朝向行星齒輪組件20切換時，內(nèi)花鍵表面118將與位于第一定位環(huán)90上的外齒90b接合。當(dāng)換擋叉58進入高檔位驅(qū)動模式時，換擋套筒52可以軸向運動，以將第一輸出軸14與恒星齒輪22聯(lián)接，用于直接驅(qū)動配置。如在低檔位驅(qū)動模式中，環(huán)形齒輪24可以接地，以使得環(huán)形齒輪24相對于行星齒輪組件20不可轉(zhuǎn)動，避免在高檔位驅(qū)動模式中第一輸出軸14通過多個行星齒輪28驅(qū)動的不期望配置。當(dāng)換擋叉58運動進入低檔位驅(qū)動模式時，換擋套筒52可以軸向運動，以將第一輸出軸14與行星齒輪架26聯(lián)接，用于提供在輸入軸15和第一輸出軸14之間的不同傳動比。當(dāng)車輛處于四輪驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式中時，輸入軸15可以提供不同的傳動比給第一輸出軸14和第二輸出軸16。如在圖1至圖2中最優(yōu)示出的，恒星齒輪22可以連接到輸入軸15并被其驅(qū)動。多個行星齒輪28可以在恒星齒輪22周圍可轉(zhuǎn)動。多個行星齒輪28可由行星齒輪架26支承。在恒星齒輪22和多個行星齒輪28之間的齒輪比可以是減速比，與輸入軸15的轉(zhuǎn)動速度相比，以不同的速度轉(zhuǎn)動第一輸出軸14。通過示例和非限制的方式，減速比可以在3:1到10:1(包括)的范圍中提供。通過示例和非限制的方式，可以提供的減速比大約為6:1。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在變速箱21中可以采用除了如圖所述以外的其他不同的組件設(shè)計。
[0035]如圖2至圖3和圖4B所示，變速箱21可包括模式切換機構(gòu)56，該模式切換機構(gòu)沿著縱向軸線鄰近檔位切換機構(gòu)50定位，允許車輛駕駛員在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間選擇性地切換。檔位切換機構(gòu)50可獨立于模式切換機構(gòu)56被致動，以使得在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間的檔位切換可在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式期間發(fā)生，并且在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間的模式切換可在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間發(fā)生。如在圖3中最優(yōu)不出的，第二外殼部分64可接納模式離合器30和模式切換機構(gòu)56。模式切換機構(gòu)56可在第一輸出軸14上軸向地滑動并且可由離合器致動器76致動，該離合器致動器76與聯(lián)接到第一輸出軸14的模式轂42接合。離合器致動器76可與液壓致動組件、電磁致動組件或可被本領(lǐng)域技術(shù)人員合理設(shè)想的任何其它致動組件一起使用。模式切換機構(gòu)56可包括模式轂42和內(nèi)部模式套筒54 ο內(nèi)部模式套筒54可開花鍵，以使得內(nèi)部模式套筒54可軸向運動，用于與由離合器外殼82限定的花鍵156接合。車輛駕駛員可向離合器致動器76選擇性地發(fā)送信號來改變驅(qū)動模式。如圖1所示，可設(shè)想的是，模式切換機構(gòu)56可響應(yīng)于從用于感測牽引道路狀況的控制系統(tǒng)接收信號，在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間自動地切換模式離合器30。
[0036]離合器致動器76可致使內(nèi)部模式套筒54進行軸向運動用于接合模式離合器30。模式離合器30可包括離合器組件78，該離合器組件接納在離合器外殼82中并且具有壓力板80和本領(lǐng)域公知的摩擦盤的布置。動力傳遞構(gòu)件36可以轉(zhuǎn)動地支承在第一輸出軸14上。動力傳遞構(gòu)件36可具有聯(lián)接到第一輸出軸14的主動齒輪38和用于將轉(zhuǎn)動動力傳遞到聯(lián)接到第二輸出軸16的從動鏈輪44的鏈條。當(dāng)處于兩輪驅(qū)動模式中時，主動齒輪38和模式轂42可在高檔位驅(qū)動模式或低檔位驅(qū)動模式中與第一輸出軸14 一致地轉(zhuǎn)動。當(dāng)從兩輪驅(qū)動模式切換到四輪驅(qū)動模式時，內(nèi)部模式套筒54可沿著縱向軸線切換，用于通過模式轂42、主動齒輪38和離合器外殼82中的花鍵156接合模式離合器30。當(dāng)模式離合器30被接合時，離合器組件78可軸向地切換到這樣的位置，在該位置處離合器外殼82通過主動齒輪38將轉(zhuǎn)動動力傳遞到動力傳遞構(gòu)件36，并且通過動力傳遞構(gòu)件36傳遞到連接到第二輸出軸16的從動鏈輪44。在模式離合器30被接合的情形下，第一輸出軸14和第二輸出軸16可被驅(qū)動而一致轉(zhuǎn)動。當(dāng)從四輪驅(qū)動模式切換到兩輪驅(qū)動模式時，內(nèi)部模式套筒54可切換與模式離合器30脫開接合，斷開將轉(zhuǎn)動動力向動力傳遞構(gòu)件36和第二輸出軸16的傳遞。
[0037]現(xiàn)在參考圖5至圖13B，車輛可包括具有同步檔位切換機構(gòu)的機電變速箱310，該同步檔位切換機構(gòu)可通過可逆電動馬達344操作，該可逆電動馬達響應(yīng)于從一個或多個車輛傳感器323和/或模式選擇機構(gòu)325接收的信號，根據(jù)存儲在發(fā)動機控制單元(ECU)321內(nèi)的存儲器中的控制程序而受控制。變速箱310可配備有同步器340、檔位切換機構(gòu)360、460、模式切換機構(gòu)380、480以及致動齒輪348、448，該致動齒輪用于致動檔位切換機構(gòu)360、460的檔位切換功能并且致動模式切換機構(gòu)380、480的模式切換功能。模式切換機構(gòu)380、480可包括離合器致動器388、488，該離合器致動器可在收縮位置和擴展位置之間運動，用于在處于擴展位置中時接合模式離合器3(LECU 321可控制可逆電動馬達344的致動用于驅(qū)動致動齒輪348、448。如在圖5至圖8中最優(yōu)示出的，控制系統(tǒng)可包括至少一個感測元件323，用于檢測致動齒輪348、448的位置。發(fā)動機控制單元321可在自動控制可逆電動馬達344的自動模式中操作，或者可允許駕駛員通過模式選擇機構(gòu)325而在手動操作模式中選擇可用的驅(qū)動模式和檔位中的一個。在任一情況下，控制系統(tǒng)321可提供發(fā)送給變速箱310的控制信號，以使變速箱310可響應(yīng)于至少一個感測元件323和/或致動齒輪348、448的感測位置來致動檔位切換機構(gòu)360、460和/或模式切換機構(gòu)380、480。
[0038]如圖5所示，輸入軸15可以相對于縱向軸線轉(zhuǎn)動。檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480可以沿著縱向軸線定位并且彼此鄰近縱向定位。該配置在執(zhí)行檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480的切換功能時，提供更少的軸外組件的使用。致動齒輪348、448可以縱向軸線共軸定位，并且插入在檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480之間，以使得在圍繞公共主軸線的一部分角轉(zhuǎn)動期間，致動齒輪348、448操作性地接合并且操作檔位切換機構(gòu)360、460，同時在圍繞公共主軸線的另一部分角轉(zhuǎn)動期間，致動齒輪348，448操作性地致動模式切換機構(gòu)380、480?？赡骐妱玉R達344可相對于公共主軸線偏離軸線定位，用于驅(qū)動致動齒輪348、448圍繞公共主軸線轉(zhuǎn)動。致動齒輪348、448可以配置用于通過小于360度的角弧圍繞公共主軸線的可逆轉(zhuǎn)動。如在圖8和圖11至圖12中最優(yōu)示出的，齒輪系346可以將驅(qū)動扭矩從電動馬達344傳遞到檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480。齒輪系346可以包括多個齒輪并且可以由電動馬達344可逆地驅(qū)動。所述多個齒輪中的一個可以是致動齒輪348，448，其分別圍繞公共主軸線可逆地轉(zhuǎn)動并位于檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480之間。
[0039]現(xiàn)在參考圖6至圖8，致動齒輪348可以操作地接合檔位切換機構(gòu)360的圓筒凸輪359，用于在圍繞主軸線的一部分角轉(zhuǎn)動期間致動檔位切換機構(gòu)360。致動齒輪348可以包括軸向延伸的軸套347，軸套347具有位于檔位切換機構(gòu)360對面的移除的凹口，用于支承離合器致動機構(gòu)。離合器致動器388可以包括保持器388a和響應(yīng)于致動齒輪348的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的離合器致動凸輪388b ο離合器致動凸輪388b可以朝向模式離合器30軸向運動，以在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換檔位切換機構(gòu)360之前，在致動齒輪348的轉(zhuǎn)動期間使模式離合器30脫開。換句話說，離合器致動凸輪388b可以運動以使模式離合器30脫開，同時將檔位切換機構(gòu)360保持在高檔位驅(qū)動模式或低檔位驅(qū)動模式中。致動齒輪348可以軸向地鄰近圓筒凸輪359定位，其中推力襯套361a和環(huán)形構(gòu)件365a，365b插入在圓筒凸輪359和致動齒輪348之間。推力襯套361b可以插入在圓筒凸輪359和換擋軸套370之間。響應(yīng)于致動齒輪348通過扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362的轉(zhuǎn)動，圓筒凸輪359可以間接地連接用于轉(zhuǎn)動。如圖5至圖7最優(yōu)示出的，圓筒凸輪359可以插入在推力襯套361a、361b之間，并且可以包括朝向致動齒輪348軸向延伸的圓筒凸片359a。致動齒輪348可以包括朝向檔位切換機構(gòu)360軸向延伸并與圓筒凸輪359徑向間隔開的致動齒輪凸片348a。致動齒輪凸片348a可以以任一轉(zhuǎn)動方向相對于圓筒凸片359a成角度地運動。圓筒凸片359a和致動齒輪凸片348a可以彼此相對獨立地轉(zhuǎn)動運動，以使得驅(qū)動力通過致動齒輪凸片348a在任一轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)動運動被載入扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362，并且轉(zhuǎn)動驅(qū)動力通過扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362被傳遞到圓筒凸片359a，以推動圓筒凸輪359跟隨致動齒輪348的轉(zhuǎn)動運動方向進行轉(zhuǎn)動。
[0040]如圖6至圖8中最優(yōu)示出的，圓筒凸輪359可包括凸輪表面溝槽357，該凸輪表面溝槽沿著圓筒凸輪359的內(nèi)表面圓周向地和軸向地延伸。凸輪表面溝槽357的軸向延伸部分可限定響應(yīng)于圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動的軸向檔位切換運動。在凸輪表面溝槽357的軸向延伸部分的任一端處的圓周向延伸部分可限定響應(yīng)于圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動的離合器致動運動。檔位切換機構(gòu)360可包括圍繞圓筒凸輪359的外周邊延伸的扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362，用于偏置圓筒凸輪359來跟隨致動齒輪348的轉(zhuǎn)動運動，允許如果在軸向運動期間由于未嚙合的齒輪齒接合而暫時阻擋則完成檔位切換運動。在完成轉(zhuǎn)動驅(qū)動運動之后，卷繞彈簧362可保持圓筒凸片359a和致動齒輪凸片348a彼此徑向?qū)?zhǔn)。卷繞彈簧362被約束以跟隨致動齒輪348的運動并且可用在致動齒輪348的任一轉(zhuǎn)動方向中的力加載。扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362的加載力推動圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動運動以跟隨致動齒輪348的轉(zhuǎn)動運動。當(dāng)用力加載時，卷繞彈簧362在所期望的運動方向中持續(xù)地偏置圓筒凸輪359，直到完成檔位切換運動或離合器致動運動為止。換擋叉368可響應(yīng)于致動齒輪348的圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動而被驅(qū)動沿軸向方向中的凸輪表面溝槽357的受引導(dǎo)行進來運動，以致動在操作的低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間的檔位切換功能。換擋叉368可通過換擋軸套370操作地與圓筒凸輪359可接合。即使換擋叉的軸向運動被暫時阻擋，圓筒凸輪359可以由卷繞彈簧362朝向所期望的轉(zhuǎn)動運動而轉(zhuǎn)動地偏置，同時致動齒輪348繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)換擋軸套370的軸向運動在圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動期間被阻擋時，卷繞彈簧362可被加載有轉(zhuǎn)動能量以偏置圓筒凸輪359，以在被阻擋狀況停止時沿期望的方向進行轉(zhuǎn)動運動。卷繞彈簧362可將能量存儲在電動馬達344和換擋叉368之間，直到完成期望的檔位模式切換為止。
[0041]致動齒輪348可通過位于面向檔位切換機構(gòu)360的側(cè)面上的致動齒輪凸片348a的轉(zhuǎn)動運動來致動檔位切換機構(gòu)360。如在圖8中最優(yōu)示出的，齒輪系346可包括由電動馬達344驅(qū)動的輸入齒輪350。齒輪系346可進一步包括中間輸出齒輪352。齒輪系346可以由可逆電動馬達344可逆地驅(qū)動。輸入齒輪350可轉(zhuǎn)動中間輸出齒輪352。中間輸出齒輪352可轉(zhuǎn)動致動齒輪348。檔位切換機構(gòu)360可包括具有凸輪表面溝槽357的圓筒凸輪359，該凸輪表面溝槽沿著圓筒凸輪359的內(nèi)表面圓周向地和軸向地延伸，以限定響應(yīng)于圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動的軸向檔位切換運動。換擋叉368可沿著凸輪表面溝槽357行進，以在低檔位驅(qū)動模式的位置和高檔位驅(qū)動模式的位置之間切換檔位切換機構(gòu)360。圓筒凸輪359可響應(yīng)于在任一轉(zhuǎn)動方向中致動齒輪348的轉(zhuǎn)動，圍繞公共主軸線可轉(zhuǎn)過小于360度的弧。如圖6和8最優(yōu)示出的，檔位切換機構(gòu)360可進一步包括具有軸向溝槽371的換擋軸套370，允許換擋叉368的凸輪從動件部分368a徑向地通行到接合到圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357內(nèi)，用于響應(yīng)于圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動換擋叉368的軸向行進。當(dāng)圓筒凸輪359在任一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動時，換擋叉368可用作在圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357內(nèi)行進的凸輪從動件。換擋叉368、圓筒凸輪359和換擋軸套370可圍繞軸向地運動和轉(zhuǎn)動的檔位套筒363。檔位套筒363可包括與換擋叉368的內(nèi)表面369可接合的溝槽363a，允許檔位套筒363相對于換擋叉368轉(zhuǎn)動。如在圖6中最優(yōu)示出的，換擋軸套370是通過軸向溝槽371連接到換擋叉368的圓柱形元件，允許換擋叉368的受引導(dǎo)軸向運動，同時防止換擋叉368的轉(zhuǎn)動運動。換擋軸套370允許換擋叉368在軸向方向中滑動，以響應(yīng)于在低檔位角向位置和高檔位角向位置之間的圓筒凸輪359的切換轉(zhuǎn)動運動而驅(qū)動檔位套筒363。換擋叉368支承檔位套筒363，用于通過檔位套筒363的溝槽363a內(nèi)的換擋叉368的內(nèi)部脊部表面369的接合進行轉(zhuǎn)動和軸向運動。檔位套筒363在檔位切換機構(gòu)360和行星齒輪組件20之間可接合。在由同步器340同步之后，檔位套筒363通過花鍵連接傳遞從行星齒輪組件20到第一輸出軸14的轉(zhuǎn)動，允許檔位套筒363相對于輸出軸14進行軸向運動。如前所述，行星齒輪組件20可改變在輸入軸15和輸出軸14、16之間的驅(qū)動動力。
[0042]當(dāng)控制系統(tǒng)321將車輛切換成高檔位驅(qū)動模式時，控制系統(tǒng)321可以向機電變速箱310發(fā)送控制信號?？梢酝ㄟ^變速箱310內(nèi)的電動馬達344使致動齒輪348轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動致動齒輪凸片348a將偏置力載入扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362。響應(yīng)于由扭轉(zhuǎn)卷繞彈簧362施加到圓筒凸片359a的偏置力，圓筒凸輪359可轉(zhuǎn)動。響應(yīng)于圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動，換擋叉368可被驅(qū)動以在跟隨圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357的軸向方向中行進。凸輪表面溝槽357包括第一端部部分、第二端部部分，以及延伸于第一端部部分和第二端部部分之間的中間部分。第一端部部分可以具有預(yù)定的圓周弧形長度并可以位于垂直于主轉(zhuǎn)動軸線的第一平面中。第二端部部分可以具有預(yù)定的圓周弧形長度并可以位于垂直于與第一平面軸向間隔開的主轉(zhuǎn)動軸線的第二平面中。凸輪表面溝槽357的中間部分可以在第一端部部分和第二端部部分之間弧形地并軸向延伸，以限定在低檔位操作模式和高檔位操作模式之間的換擋叉368的軸向切換運動。第一端部部分和第二端部部分限定了在圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357的第一端部部分和第二端部部分的停留期。凸輪表面溝槽357的每個端部部分可以允許在換擋叉368的開始軸向切換運動之前的離合器致動器388的致動，以使得換擋叉368可以在凸輪表面溝槽357的每個端部部分處保持軸向靜止，而離合器致動器388在收縮位置和擴展位置之間操作。換擋叉368在高檔位驅(qū)動模式、空檔位置和低檔位驅(qū)動模式之間軸向滑動檔位切換機構(gòu)360的檔位套筒363。當(dāng)換擋叉368運動進入在圓筒凸輪359的第一端部部分的停留期時，換擋叉368在形成于換擋軸套370中的軸向溝槽371內(nèi)保持軸向靜止，而在凸輪表面溝槽357內(nèi)沿外周滑動以致動離合器致動器388。當(dāng)換擋叉368處于在圓筒凸輪359的第一端部部分的停留期時，換擋叉368從第一位置朝第二位置在朝向輸入軸15的方向上軸向運動，該第二位置位于軸向遠(yuǎn)離致動齒輪348的位置。在圓筒凸輪359的第一端部部分的停留期可以限定離合器致動器388的高檔位驅(qū)動模式和第一致動區(qū)域。當(dāng)控制系統(tǒng)321將車輛切換成低檔位驅(qū)動模式時，可以通過致動齒輪348使圓筒凸輪359轉(zhuǎn)動，以使得換擋叉368朝向位于圓筒凸輪359的第二端部的停留期運動并進入位于圓筒凸輪359的第二端部的停留期，位于圓筒凸輪359的第二端部部分的停留期限定了離合器致動器388的低檔位操作模式和第二致動區(qū)域。當(dāng)換擋叉368朝凸輪表面溝槽357的操作部分的低檔位模式運動時，換擋叉368沿著形成于換擋軸套370中的軸向溝槽371滑動，而驅(qū)動檔位套筒363通過同步器340。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，任合合適的同步器都可以用于將檔位切換機構(gòu)360、460和行星齒輪組件20同步化。通過示例而非限制的方式，可以設(shè)想到，如美國專利N0.8，863，928(已轉(zhuǎn)讓至Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH)中所公開的同步器將會適用于本發(fā)明。同步器的結(jié)構(gòu)、功能及操作的完整描述可以在美國專利N0.8,863,928中找到，該專利的所有內(nèi)容通過引用并入本文。
[0043]如圖5中最優(yōu)示出的，檔位套筒363可包括相對于縱向軸線徑向向外延伸的凸緣364。凸緣364可限定軸向運動的發(fā)射器。同步器340可包括具有可軸向運動的外部鍵接表面342a、342b的發(fā)射器，用于在低檔位驅(qū)動模式中通過行星齒輪架26、而在高檔位驅(qū)動模式中通過恒星齒輪22將扭矩從輸入軸15傳遞到第一輸出軸14。同步器340可包括第一齒輪345a，該第一齒輪沿著縱向軸線并且鄰近于發(fā)射器安裝。第一齒輪345a可連接到行星齒輪架26并且可具有可與發(fā)射器的外部花鍵表面342a接合的內(nèi)部鍵接表面，用于建立低檔位驅(qū)動模式來提供小于1:1的傳動比。同步器340可包括第二齒輪345b，該第二齒輪安裝到縱向軸線并且鄰近于發(fā)射器的外部鍵接表面342b。第二齒輪345b可定位與第一齒輪345b相對，以使得發(fā)射器插入在第一齒輪345a和第二齒輪345b之間。如果傳動比需要被改變，則發(fā)射器可由檔位套筒363軸向地切換，直到外部鍵接表面342a、342b與第一齒輪345a或第二齒輪345b的內(nèi)部花鍵接合為止。同步器340可包括第一同步器環(huán)349a，該第一同步器環(huán)插入在發(fā)射器和第一齒輪345a之間。第一同步器環(huán)349a可包括可與發(fā)射器的外部鍵接表面342a接合的內(nèi)部鍵接表面，用于防止在發(fā)射器和第一齒輪345a之間的驅(qū)動連接，直到發(fā)射器和第一齒輪345a在低檔位驅(qū)動模式中以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止。同步器340可包括第二同步器環(huán)349b，該第二同步器環(huán)插入在發(fā)射器和第二齒輪345b之間。第二同步器環(huán)349b可包括可與發(fā)射器的外部鍵接表面342b接合的內(nèi)部鍵接表面，用于防止發(fā)射器和第二齒輪345b之間的驅(qū)動連接，直到發(fā)射器和第二齒輪345b在高檔位驅(qū)動模式中以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止。同步器環(huán)349a、349b可包括環(huán)形摩擦體。每個摩擦體可包括相對于發(fā)射器略向外的圓錐形椎體。同步器環(huán)349a、349b可通過正鎖定連接彼此連接，如在美國專利8.863，928中描述的。
[0044]當(dāng)檔位切換機構(gòu)360處于低檔位驅(qū)動模式中時，輸入軸15可將與高檔位驅(qū)動模式相比較低的傳動比提供給第一輸出軸14和第二輸出軸16。當(dāng)處于高檔位操作模式中時，圓筒凸輪359使換擋叉368沿著形成在換擋軸套370中的軸向溝槽371滑動，以驅(qū)動檔位套筒363與行星齒輪組件20的恒星齒輪22接合用于直接驅(qū)動配置。當(dāng)換擋叉368被驅(qū)動到凸輪表面溝槽357的低檔位驅(qū)動模式中時，檔位套筒363可軸向地運動來將輸出軸14與行星齒輪架26聯(lián)接。當(dāng)換擋叉368被驅(qū)動到凸輪表面溝槽357的高檔位驅(qū)動模式部分中時，檔位套筒363可軸向地運動來將輸出軸14與恒星齒輪22聯(lián)接。檔位套筒363的齒輪齒可與同恒星齒輪22相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部齒接合。恒星齒輪22可由輸入軸15驅(qū)動。多個行星齒輪28可圍繞恒星齒輪22轉(zhuǎn)動。行星齒輪組件20可以包括行星齒輪架26。取決于所期望的傳動比，驅(qū)動扭矩可從恒星齒輪22直接地或者通過行星齒輪架26間接地傳遞到輸出軸14。在恒星齒輪22和多個行星齒輪28之間的傳動比可以是減速比，以與輸入軸15的轉(zhuǎn)動速度相比不同的較低速度來轉(zhuǎn)動第一輸出軸14。任何如下檔位切換機構(gòu)360均被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍內(nèi):該檔位切換機構(gòu)具有由在檔位切換機構(gòu)360和模式離合器30之間共軸插入的同心齒輪驅(qū)動的軸向運動構(gòu)件，以建立第一和第二傳動比連接，并包括離合器致動器388來致動模式離合器30。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，在變速箱310中可采用除了所說明設(shè)計以外的其他不同的組件設(shè)計，而不會偏離本發(fā)明的精神或者范圍。
[0045]現(xiàn)在參考圖8至圖9，致動齒輪348還可以通過與檔位切換機構(gòu)360相對的面與模式離合器30接合。齒輪系346可以包括由變速箱310內(nèi)的可逆電動馬達344驅(qū)動的輸入齒輪350。齒輪系346可以進一步包括中間輸出齒輪352。輸入齒輪350可以轉(zhuǎn)動中間輸出齒輪352，該中間輸出齒輪352可以接合輸入齒輪350和致動齒輪348。中間輸出齒輪352可以通過角形弧可逆地轉(zhuǎn)動致動齒輪348。通過示例且非限制的方式，致動齒輪348轉(zhuǎn)動的角形弧可以小于360度。響應(yīng)于致動齒輪348的轉(zhuǎn)動，離合器致動器388可以在軸向擴展位置和軸向收縮位置之間運動。如圖8至圖9最優(yōu)可見的，離合器致動器388可以包括保持器388a和響應(yīng)于動致齒輪348的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的離合器致動凸輪388b。保持器388a可以包括凸片389，該凸片389聯(lián)接到互補溝槽內(nèi)的換擋軸套370，用于防止相對于致動齒輪348的轉(zhuǎn)動。離合器致動凸輪388b可響應(yīng)于銷396和軸套347的凹口部分353之間的相互作用而由致動齒輪348轉(zhuǎn)動驅(qū)動，用于朝向模式離合器30軸向地驅(qū)動離合器致動凸輪388b以接合模式離合器30。離合器致動凸輪388b可響應(yīng)于滾動構(gòu)件392的運動而被軸向地驅(qū)動，滾動部件392的運動相對于與每個細(xì)長弧形溝槽390的外端部394相鄰的傾斜的斜面部分，每個細(xì)長弧形溝槽390在離合器致動凸輪388b和保持器388a之間彼此面對的表面中形成。
[0046]圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357可以包括在凸輪表面溝槽357內(nèi)的換擋叉368的軸向行進任一端上的停留期。當(dāng)換擋叉368處于高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式中的一個模式期間的停留期時，充當(dāng)凸輪從動件的換擋叉368是軸向靜止的，同時可以轉(zhuǎn)動致動齒輪348。響應(yīng)于致動齒輪348朝向軸向擴展位置的轉(zhuǎn)動，可以相對于保持器388a轉(zhuǎn)動離合器致動凸輪388b，允許模式離合器30的接合。當(dāng)換擋叉368在凸輪表面溝槽357的檔位切換部分中時，模式離合器30可以脫開。響應(yīng)于致動齒輪348與離合器接合位置的逆向轉(zhuǎn)動，可以可逆地轉(zhuǎn)動致動齒輪348并且可以設(shè)置離合器復(fù)位彈簧以將離合器致動凸輪388b推向軸向收縮位置。
[0047]當(dāng)換擋叉368處于凸輪表面溝槽357的檔位切換部分中且圓筒凸輪359的轉(zhuǎn)動由于檔位套筒363的軸向運動被阻擋而阻擋、直到實現(xiàn)合適的相互嚙合齒對準(zhǔn)來完成所要求的檔位模式切換時，卷繞彈簧362可用作接納載荷，允許致動齒輪348繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)致動齒輪348由可逆電動馬達344轉(zhuǎn)動時，離合器致動凸輪388b可由致動齒輪348相對于靜止的保持器388a轉(zhuǎn)動。保持器388a可相對于離合器致動凸輪388b共軸地定位并且軸向地鄰近于離合器致動凸輪388b。保持器388a可由凸片389支承，該凸片接合在形成于換擋軸套370中的互補凹槽內(nèi)，用于防止相對于致動齒輪348轉(zhuǎn)動。保持器388a和離合器致動凸輪388b能限定多個細(xì)長弧形凹槽390，其中，每個凹槽具有在外端394處漸縮成較淺深部的深中央部分。多個細(xì)長弧形凹槽390可接納相應(yīng)的多個滾動構(gòu)件392，其中每個凹槽390—個滾動構(gòu)件392。離合器致動凸輪388b可定位成捕獲多個滾動構(gòu)件392，該多個滾動構(gòu)件插入在保持器388a和離合器致動凸輪388b之間。多個滾動構(gòu)件392可位于相應(yīng)的細(xì)長弧形凹槽內(nèi)，用于與離合器致動凸輪388b可操作地接合。離合器致動凸輪388b可響應(yīng)于致動齒輪348的轉(zhuǎn)動而相對于保持器388a成角度地轉(zhuǎn)動。如圖6至圖7和圖9中最優(yōu)示出的，離合器致動凸輪388b可包括支承在離合器致動凸輪388b的表面398上的多個銷396，用于通過與形成在軸套347中的切口凹口 353相互作用來通過致動齒輪348賦予離合器致動凸輪388b相對于保持器388a的角向轉(zhuǎn)動。多個銷396可允許離合器致動凸輪388b相對于保持器388a的軸向運動，同時在離合器致動凸輪388b和致動齒輪348之間提供自由浮動運動。多個銷396可經(jīng)由螺釘396a螺接于表面398。保持器388a也可包括與離合器致動凸輪388b的表面398鄰近的表面398a。保持器388a的表面398可通過凸片389由換擋軸套370支承，該凸片接合在形成于換擋軸套370中的相應(yīng)凹槽內(nèi)。致動齒輪348的軸向延伸軸套347可限定至少一個弧形凹口353。至少一個弧形凹口 353可在數(shù)量上對應(yīng)于多個銷396，其中一個弧形凹口 353接納一個相應(yīng)的銷396，用于允許離合器致動凸輪388b響應(yīng)于致動齒輪348的角向轉(zhuǎn)動而進行角向驅(qū)動轉(zhuǎn)動和相應(yīng)的軸向運動。銷396可接合在弧形凹口353內(nèi)，以在離合器致動凸輪388b和致動齒輪348之間提供自由浮動運動。換句話說，銷396和凹口 353的組合產(chǎn)生空程機構(gòu)，該空程機構(gòu)在致動齒輪348的轉(zhuǎn)動方向反向期間在角向運動區(qū)域中可操作，用于在角向驅(qū)動力由凹口 353的端壁傳遞到銷396之前，在每個行進端部極限處提供預(yù)定角度的角向運動。保持板384可與致動齒輪348的軸向延伸軸套347接合，用于封閉保持器388a和離合器致動凸輪388b并且限制離合器致動凸輪388b的軸向行進。保持板384可用多個螺栓385連接到致動齒輪348的軸向延伸軸套347。
[0048]離合器致動凸輪388b可響應(yīng)于滾動構(gòu)件392沿著相應(yīng)細(xì)長弧形凹槽朝向錐形外端中的一個的運動，沿著公共主軸線朝向模式離合器30軸向地運動，使保持器388a和離合器致動凸輪388b之間的距離增大。響應(yīng)于致動齒輪348的轉(zhuǎn)動運動，多個滾動構(gòu)件392的每個滾動構(gòu)件滑動或滾動到相應(yīng)細(xì)長弧形凹槽390的外部較淺端部部分，使離合器致動凸輪388b遠(yuǎn)離保持器388a并且朝向模式離合器30進行軸向運動。取決于模式離合器的設(shè)計，離合器致動凸輪388b可操作以在第一和第二軸向位置之間驅(qū)動作用板383，以在滾動構(gòu)件392在凹槽390的較深中央部分和凹槽390的外部錐形較淺端部部分之間運動時施加和接合離合器。當(dāng)檔位切換機構(gòu)360處于低檔位驅(qū)動模式或高檔位驅(qū)動模式并且期望接合模式離合器30時，可逆電動馬達344可驅(qū)動致動齒輪348在任一方向中轉(zhuǎn)動保持器388a，允許多個滾動構(gòu)件392從保持器388a的較深中央部分朝向凹槽390的較淺端部部分394中的一個運動。位于模式離合器30中的偏置構(gòu)件諸如彈簧或液壓力可使模式離合器30偏置抵靠于作用板83，以迫使致動凸輪388b回向保持器388a，允許在檔位切換期間脫開模式離合器30。
[0049]模式離合器30可以在在高檔驅(qū)動模式與低檔驅(qū)動模式間的檔位切換機構(gòu)360切換之前脫開，以防止轉(zhuǎn)動扭矩通過模式離合器30到第二輸出軸16的傳遞，如果需要，則實質(zhì)上在高檔驅(qū)動模式或低檔驅(qū)動模式中提供用于兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式的容量。換句話說，模式離合器30可以在檔位切換機構(gòu)360處于高檔驅(qū)動模式或低檔驅(qū)動模式時脫開以建立兩輪驅(qū)動模式。當(dāng)檔位切換機構(gòu)360處于高檔驅(qū)動模式和低檔驅(qū)動模式中的一個模式時，如果致動齒輪348的進一步轉(zhuǎn)動停止，其中換擋叉368仍被定位于圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357的停止區(qū)域中的一個區(qū)域內(nèi)，則致動齒輪348可被轉(zhuǎn)動以致動離合器致動凸輪388b并且接合模式離合器30，以在高檔驅(qū)動模式或低檔驅(qū)動模式期間建立兩輪驅(qū)動模式。在高檔驅(qū)動模式或低檔驅(qū)動模式期間并且在模式離合器30驅(qū)動之后，圓筒凸輪359可以響應(yīng)于致動齒輪348的進一步轉(zhuǎn)動而進一步轉(zhuǎn)動，使換擋叉368行進超出圓筒凸輪的凸輪表面溝槽357的停止區(qū)域中的相應(yīng)一個區(qū)域，以開始檔位切換機構(gòu)360的致動。換句話說，換擋叉368可以在模式切換機構(gòu)380、480的驅(qū)動期間被保持軸向地靜止，同時換擋叉368的凸輪從動件部分與圓筒凸輪359的凸輪表面溝槽357的停止區(qū)域中的一個區(qū)域接合。
[0050]如圖5至圖7中最優(yōu)示出的，模式離合器30可以進一步包括作用板383、多個離合器盤386、離合器外殼82、主動齒輪38以及磨損墊391a、391b。當(dāng)模式離合器30被接合以建立全輪驅(qū)動模式時，主動齒輪38可以相對于主軸線轉(zhuǎn)動并且可以通過動力傳遞構(gòu)件36驅(qū)動第二輸出軸16。作用板383可以由離合器致動凸輪388b軸向地驅(qū)動以接合沿著公共主軸線定位的多個離合器盤386。作用板383可以在第一離合器位置與第二離合器位置之間軸向地運動。當(dāng)致動齒輪348靜止并且多個滾動構(gòu)件393位于保持器388a的凹槽390的較深中央部分和離合器致動凸輪388b內(nèi)時，作用板383可以位于軸向遠(yuǎn)離多個離合器盤386的第一位置中，其中模式離合器30脫開，防止驅(qū)動力矩通過模式離合器30傳遞到第二輸出軸16。當(dāng)致動齒輪348轉(zhuǎn)動并且多個滾動構(gòu)件392轉(zhuǎn)動到錐體凹槽390的升高的較淺外端部分中的一個部分以使離合器致動凸輪388b朝著模式離合器30軸向運動時，離合器致動凸輪388b軸向地向作用板383施加力以運動作用板383到第二離合器位置來接合多個離合器盤386，以使得驅(qū)動扭矩通過模式離合器30傳遞。在第二位置中，最大離合器接合力可以被施加到模式離合器30以使得第一輸出軸14與第二輸出軸16聯(lián)接用于一致轉(zhuǎn)動，以建立非分化型驅(qū)動模式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，組裝包括離合器摩擦盤的多個盤式模式離合器中的變化被認(rèn)為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。具有由同心齒輪(該同心齒輪通過離合器致動器388共軸地插入在檔位切換機構(gòu)360與模式離合器30之間以建立第一輸出軸14與第二輸出軸16之間的動力傳遞)軸向驅(qū)動的軸向運動作用板的任何離合器致動器組件被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。[0051 ]現(xiàn)在參考圖10至圖13B，機電變速箱310可包括致動齒輪448，該致動齒輪與公共主軸線共軸定位并且插入在檔位切換機構(gòu)460和模式切換機構(gòu)480之間，以使得在圍繞公共主軸線進行一部分角向轉(zhuǎn)動期間致動齒輪448的一個面可操作地接合和操作檔位切換機構(gòu)460，而在圍繞公共主軸線進行相互不相容部分的角向轉(zhuǎn)動期間使致動齒輪448的相對表面可操作地接合并且操作模式切換機構(gòu)480。如在圖12至圖13A中最優(yōu)示出的，致動齒輪448可限定多個細(xì)長的圓筒凸輪接合的弧形槽449，用于與位于圓筒凸輪459上的多個凸輪凸片458接合。致動齒輪448可進一步限定彈簧凹槽464，該彈簧凹槽位于多個槽449的每個之間用于接納多個彈簧462。如在圖10中最優(yōu)示出的，多個彈簧462可與圓筒凸輪459可接合，用于檔位切換機構(gòu)460的致動。如在圖12中最優(yōu)示出的，圓筒凸輪459可包括凸輪表面溝槽457和多個軸向延伸的凸輪凸片458，該凸輪表面溝槽沿著圓筒凸輪459的內(nèi)表面圓周向地且軸向地延伸，以限定響應(yīng)于圓筒凸輪459的轉(zhuǎn)動的軸向檔位切換運動，而多個軸向延伸的凸輪凸片可操作地與由致動齒輪448限定的相應(yīng)的多個細(xì)長的圓筒凸輪接合的弧形槽448接合。致動齒輪448可包括多個弧形彈簧462，該多個弧形彈簧沿著致動齒輪448的角向部分延伸并且可接合在圓筒凸輪459的凸輪凸片458和致動齒輪448之間，用于如果檔位切換運動的完成由于在軸向運動期間未嚙合的齒輪齒接合而被暫時阻擋的話、偏置圓筒凸輪459來跟隨致動齒輪448的轉(zhuǎn)動運動。多個弧形彈簧462被約束以跟隨致動齒輪448的運動，并且可響應(yīng)于圓筒凸輪459的失效而在致動齒輪448的任一轉(zhuǎn)動方向中壓縮以跟隨致動齒輪448的轉(zhuǎn)動運動。當(dāng)被壓縮時，多個弧形彈簧462在期望的運動方向中持續(xù)地偏置圓筒凸輪459，直到完成檔位切換運動為止。換擋叉368可被驅(qū)動以響應(yīng)于圓筒凸輪459通過致動齒輪448的圓筒凸輪459的轉(zhuǎn)動而沿著在軸向方向中的凸輪表面溝槽的受引導(dǎo)行進中運動，以致動在操作的低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間的檔位切換功能。換擋叉368可通過換擋軸套370操作地與圓筒凸輪459可接合。換句話說，當(dāng)多個凸輪凸片458接合在多個接合圓筒凸輪的槽449內(nèi)時，圓筒凸輪459可固定于致動齒輪448。即使軸向運動被暫時阻擋，圓筒凸輪459可由多個彈簧462轉(zhuǎn)動地偏置，同時致動齒輪448繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓筒凸輪459在轉(zhuǎn)動期間被軸向地阻擋時，多個彈簧462可加載有轉(zhuǎn)動能量以偏置圓筒凸輪459來運動到期望的取向。多個彈簧462可提供在致動齒輪448和圓筒凸輪459之間的聯(lián)接。多個彈簧462可將能量存儲在電動馬達344和換擋叉368之間，直到完成期望的檔位模式切換為止。
[0052]如在圖10中示出，致動齒輪448可通過致動齒輪448面向檔位切換機構(gòu)460的面來致動檔位切換機構(gòu)460。中間輸出齒輪352可轉(zhuǎn)動致動齒輪448。致動裝置32可包括圓筒凸輪459，該圓筒凸輪459具有凸輪表面溝槽457和多個軸向延伸的凸輪凸片458，該凸輪表面溝槽沿著圓筒凸輪459的內(nèi)表面圓周向地且軸向地延伸，以限定響應(yīng)于圓筒凸輪459的轉(zhuǎn)動的軸向檔位切換運動，而多個軸向延伸的凸輪凸片可操作地與由致動齒輪448限定的相應(yīng)的多個細(xì)長的圓筒凸輪接合的弧形槽449接合。換擋叉368可沿著凸輪表面溝槽457行進，以在低檔位驅(qū)動模式的位置和高檔位驅(qū)動模式的位置之間切換檔位切換機構(gòu)460。圓筒凸輪459可響應(yīng)于致動齒輪448的轉(zhuǎn)動而圍繞公共主軸線轉(zhuǎn)動。在換擋叉368在圓筒凸輪459的凸輪表面溝槽457內(nèi)行進期間，換擋軸套370可與換擋叉368接合。換擋叉368可用作凸輪從動件，該凸輪從動件在圓筒凸輪459的凸輪表面溝槽457內(nèi)行進。換擋叉368、圓筒凸輪459以及換擋軸套370可圍繞軸向運動的檔位套筒363。換擋軸套370是可聯(lián)接到換擋叉368的圓柱形元件，以允許換擋叉368的軸向運動，同時防止換擋叉368的轉(zhuǎn)動運動。換擋軸套370允許換擋叉368在軸向方向中滑動，以響應(yīng)于在低檔位角向位置和高檔位角向位置之間的圓筒凸輪459的換擋轉(zhuǎn)動運動而驅(qū)動檔位套筒363。如前所述，檔位套筒363可通過同步器與行星齒輪組件20接合，用于通過花鍵連接將轉(zhuǎn)動從行星齒輪組件20傳遞到第一輸出軸14，允許檔位套筒363相對于第一輸出軸14的軸向運動。
[0053]如圖11所示，致動齒輪448還可以通過與檔位切換機構(gòu)460相對的致動齒輪448的面來致動模式切換機構(gòu)480。輸入齒輪350可以轉(zhuǎn)動中間輸出齒輪352，該中間輸出齒輪352可接合輸入齒輪350和致動齒輪448 ο中間輸出齒輪352可以轉(zhuǎn)動致動齒輪448。如圖13B最優(yōu)示出的，致動齒輪448可以通過由致動齒輪448限定的多個細(xì)長弧形囊狀槽461來致動模式切換機構(gòu)480。如對比圖13A-圖13B最優(yōu)可見的，多個細(xì)長弧形囊狀槽461可在致動齒輪448的相對側(cè)上定位鄰近多個細(xì)長的圓筒-凸輪-接合的弧形槽449，并且其與該弧形槽449徑向向內(nèi)間隔開同時相對于該弧形槽449成角度地重疊。多個細(xì)長弧形囊狀槽461可位于與多個彈簧462接合的面相對的致動齒輪448的面上。多個細(xì)長弧形囊狀槽461可在致動齒輪448的相對面上定位鄰近彈簧凹槽464，并且其與該彈簧凹槽464徑向向內(nèi)間隔開同時相對于該彈簧凹槽464成角度重疊。如圖7最優(yōu)可見的，圓筒凸輪459的凸輪表面溝槽457可包括在凸輪表面溝槽457內(nèi)的換擋叉368軸向行進的任一端上的停留期457a、457b。當(dāng)換擋叉368處于停留期時，即使圓筒凸輪459可響應(yīng)于致動齒輪448的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，但充當(dāng)凸輪從動件的換擋叉368仍軸向靜止。當(dāng)換擋叉368處于凸輪表面溝槽457的換擋部分457c中并且圓筒凸輪459的轉(zhuǎn)動由于檔位套筒363的軸向運動阻擋而阻擋、直到實現(xiàn)適當(dāng)?shù)南嗷Ш淆X對準(zhǔn)以完成請求的檔位模式切換時，多個彈簧462可以用于接納載荷，允許致動齒輪448繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)換擋叉368處于停留期457a、457b時，可以通過多個細(xì)長弧形囊狀槽461來致動模式切換機構(gòu)480，當(dāng)換擋叉368處于凸輪表面溝槽457的停留期457a、457b時，所述多個細(xì)長弧形囊狀槽461僅可操作模式切換機構(gòu)480。
[0054]模式切換機構(gòu)480可包括離合器致動器488，該離合器致動器488位于與檔位切換機構(gòu)460相對的致動齒輪448的一側(cè)上。離合器致動器488可包括多個離合器致動凸片489，用于在多個細(xì)長弧形囊狀槽461內(nèi)的接合。當(dāng)換擋叉368處于凸輪表面溝槽457的停留期457a、457b時，在高檔位驅(qū)動模式或低檔位驅(qū)動模式中時，多個離合器致動凸片489可在多個細(xì)長弧形囊狀槽461內(nèi)接合，用于響應(yīng)于致動齒輪448的轉(zhuǎn)動運動而致動模式切換機構(gòu)480的組件。離合器致動器488可以徑向并軸向地位于環(huán)形脊部或環(huán)形環(huán)454內(nèi)。環(huán)形脊部或環(huán)形環(huán)454限定了環(huán)形外殼，該環(huán)形外殼用于支承并封閉在致動齒輪448相對面上的多個彈簧462。離合器致動器488可以限定多個細(xì)長弧形凹槽490，該細(xì)長弧形凹槽490具有漸縮為淺外端494的深中央部分。多個細(xì)長弧形凹槽490可以接納相應(yīng)的多個滾動構(gòu)件492，其中每個凹槽490具有一個滾動構(gòu)件492。軸向運動的中間板478可定位為捕獲插入在離合器致動器488和中間板478之間的多個滾動構(gòu)件492。中間板478可以響應(yīng)于滾動構(gòu)件492沿相應(yīng)的細(xì)長弧形凹槽朝錐形外端的一個外端的運動而沿著公共主軸線軸向運動，使在離合器致動器488和中間板478之間的距離增大。中間板478可以在第一軸向離合器位置和第二軸向離合器位置之間切換模式離合器30。中間板478可以包括位于中間板478的外周表面部分498上的多個銷496。多個銷496可以在致動齒輪448的環(huán)形脊部或環(huán)形環(huán)454內(nèi)相接合以允許中間板478相對于致動齒輪448的軸向切換運動，并且為中間板478提供自由浮動支承，同時防止從同心齒輪到中間板478的轉(zhuǎn)動運動的傳遞。模式切換機構(gòu)480還可以包括要被接納在離合器致動器488的細(xì)長弧形凹槽490內(nèi)的多個滾動構(gòu)件492。多個滾動構(gòu)件492可以位于相應(yīng)的細(xì)長弧形凹槽內(nèi)用于與中間板478的可操作接合。響應(yīng)于致動齒輪448的轉(zhuǎn)動運動，多個滾動構(gòu)件492中的每個滾動構(gòu)件492滑動或滾動到相應(yīng)的細(xì)長弧形凹槽490的外部較淺端部分，使中間板478遠(yuǎn)離致動齒輪448并朝驅(qū)動齒輪38軸向運動。當(dāng)檔位切換機構(gòu)460處于高檔位驅(qū)動模式或低檔位驅(qū)動模式且致動模式切換機構(gòu)480時，致動齒輪448可轉(zhuǎn)動以使得多個滾動構(gòu)件492可以在離合器致動器488的錐形凹槽490內(nèi)運動以致動模式切換機構(gòu)480。取決于離合器組件的設(shè)計，離合器致動器可以操作為驅(qū)動在第一軸向位置和第二軸向位置之間的壓力板484，以在滾動構(gòu)件492在凹槽490的更深中央部分和凹槽490的外部錐形較淺端部部分之間運動時施加并釋放離合器。
[0055]如在圖11中最優(yōu)示出的，檔位切換機構(gòu)480可進一步包括環(huán)形構(gòu)件483、壓力板484、膜片彈簧485、離合器摩擦盤486、離合器外殼82以及主動齒輪38。主動齒輪38可圍繞主軸線轉(zhuǎn)動并且可驅(qū)動第二輸出軸16。壓力板484可沿著公共主軸線定位以相對于主動齒輪38的轉(zhuǎn)動而固定，同時可相對于主動齒輪38軸向地運動。壓力板483可以在第一離合器位置與第二離合器位置之間軸向地運動。當(dāng)多個滾動構(gòu)件492位于離合器致動器488的凹槽490的較深中央部分內(nèi)時，壓力板484可位于第二位置或釋放位置以脫開主動齒輪38，使不會有驅(qū)動扭矩通過模式切換機構(gòu)480傳遞到第二輸出軸16。當(dāng)多個滾動構(gòu)件492定位在錐形溝槽490的升高較淺外端部分494時，中間板478軸向地運動以將力施加在環(huán)形構(gòu)件483上，該環(huán)形構(gòu)件可與離合器摩擦盤486接合并迫使壓力板484進入第一軸向位置或鎖定位置，以便將驅(qū)動扭矩傳遞到第二輸出軸16。在第一位置中，最大離合器接合力可被施加到模式切換機構(gòu)480，以使得第一輸出軸14與第二輸出軸16聯(lián)接用于一致轉(zhuǎn)動，以建立無差別的驅(qū)動模式。膜片彈簧485和離合器摩擦盤486可沿著公共主軸線定位，用于響應(yīng)于壓力板484的軸向運動進行軸向運動。
[0056]變速箱21、310可組裝用于四輪驅(qū)動車輛，該變速箱具有輸入軸15、第一輸出軸14以及第二輸出軸16，該輸入軸可由發(fā)動機轉(zhuǎn)動地驅(qū)動并且沿著縱向軸線定位，而第二輸出軸與前傳動系和后傳動系相對應(yīng)。第一輸出軸14可沿著縱向軸線定位。變速箱21、310可包括行星齒輪組件20和模式離合器30，該行星齒輪組件用于改變在輸入軸15和第一輸出軸14之間的傳動比，而該模式離合器沿著縱向軸線定位用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間選擇性地切換，行星齒輪組件20可具有固定到輸入軸15的恒星齒輪、環(huán)形齒輪24以及行星齒輪架26，該行星齒輪架支承在恒星齒輪22和環(huán)形齒輪24之間相互嚙合的多個行星齒輪28ο該組裝方法可包括插入檔位切換機構(gòu)50、360,460，固定地安裝環(huán)形齒輪24，安裝同步器40、340以及插入模式切換機構(gòu)56、380、480。檔位切換機構(gòu)50可在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換變速箱21，以使得第一輸出軸14在高檔位驅(qū)動模式期間可由恒星齒輪22驅(qū)動而在低檔位驅(qū)動模式期間由行星齒輪架26驅(qū)動。環(huán)形齒輪24可相對于行星齒輪組件20安裝在固定的靜止位置，以使得環(huán)形齒輪24在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式期間固定。同步器40、340可安裝到第一輸出軸14以及沿著縱向軸線鄰近于行星齒輪組件20，用于在高檔位驅(qū)動模式期間使第一輸出軸14與恒星齒輪22驅(qū)動地連接、而在低檔位驅(qū)動模式期間與行星齒輪架26驅(qū)動地連接之前提供轉(zhuǎn)動輸入和轉(zhuǎn)動輸出組件的速度同步。模式切換機構(gòu)56、380、480可鄰近于檔位切換機構(gòu)50、360、460定位，并且可軸向地運動用于接合和脫開模式離合器30 ο該方法可進一步包括插入離合器致動器388、488，該離合器致動器可在擴展位置和收縮位置之間運動并且與模式離合器30可接合。該方法可進一步包括連接致動齒輪348、448，該致動齒輪軸向地插入在檔位切換機構(gòu)360、460和模式切換機構(gòu)380、480之間。致動齒輪348、448可以可逆地轉(zhuǎn)過預(yù)定的角向運動弧，用于在收縮位置和擴展位置之間操作離合器致動器388、488，用于在接合位置和脫開位置之間致動模式離合器30，以及用于當(dāng)模式離合器30處于脫開位置時在低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式之間切換檔位切換機構(gòu)360、460。該方法可進一步包括連接圓筒凸輪359、459，用于響應(yīng)于致動齒輪348、448的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并限定凸輪表面溝槽357、457。該凸輪表面溝槽可具有端部部分以及在所述端部部分之間延伸的中間部分，以使得每個端部部分與低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式中的一個模式相對應(yīng)，并且允許在處于低檔位驅(qū)動模式和高檔位驅(qū)動模式中的一個模式的同時致動離合器致動器388、488。
[0057]雖然已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為最可實現(xiàn)和優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不受公開實施例的限制，相反，本發(fā)明旨在覆蓋在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)包括的各種變化及等同布置，本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍將按最廣義的解釋，以便涵蓋法律所允許的所有這種變化及等同結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項】
1.在一種用于四輪驅(qū)動車輛的變速箱(21、310)中，所述變速箱具有沿公共縱向軸線定位的輸入軸(15)和第一輸出軸(14)、第二輸出軸(16)、模式離合器(30)以及行星齒輪組件(20)，所述模式離合器沿著所述縱向軸線定位用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間進行選擇性地切換，所述行星齒輪組件用于提供所述輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)之間的不同傳動比，所述行星齒輪組件(20)具有恒星齒輪(22)、環(huán)形齒輪(24)以及行星齒輪架(26)，所述恒星齒輪固定于所述輸入軸(15)，所述行星齒輪架支承在所述恒星齒輪(22)和所述環(huán)形齒輪(24)之間相互嚙合的多個行星齒輪(28)，所述改進包括: 檔位切換機構(gòu)(50、360、460)用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換，所述第一輸出軸(14)在所述高檔位驅(qū)動模式期間由所述恒星齒輪(22)驅(qū)動而在所述低檔位驅(qū)動模式期間由所述行星齒輪架(26)驅(qū)動，所述環(huán)形齒輪(24)在所述高檔位驅(qū)動模式和所述低檔位驅(qū)動模式期間接地以免轉(zhuǎn)動；以及 模式切換機構(gòu)(56、380、480)沿著所述縱向軸線鄰近所述檔位切換機構(gòu)(50、360、460)定位，并且軸向地運動用于接合和脫離所述模式離合器(30)，所述模式切換機構(gòu)(56)包括模式轂(42)、內(nèi)部模式套筒(54)、動力傳遞構(gòu)件(36)以及離合器致動器(76)，所述模式轂聯(lián)接到所述第一輸出軸(14)，所述內(nèi)部模式套筒軸向地運動并且開花鍵用于通過離合器外殼(82)與所述模式離合器(30)接合，所述動力傳遞構(gòu)件具有聯(lián)接到所述第一輸出軸(14)的主動齒輪(38)，用于將轉(zhuǎn)動動力傳遞到聯(lián)接到所述第二輸出軸(16)的從動鏈輪(44)，并且所述離合器致動器與所述模式轂(42)接合用于使所述內(nèi)部模式套筒(54)運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進，進一步包括: 同步器(40、340)連接到所述第一輸出軸(14)并且沿著所述縱向軸線鄰近所述行星齒輪組件(20)定位，所述同步器(40、340)用于在所述高檔位驅(qū)動模式期間使所述第一輸出軸(14)與所述恒星齒輪(22)驅(qū)動地連接、而在所述低檔位驅(qū)動模式期間與所述行星齒輪架(26)驅(qū)動地連接之前使所述輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)的速度同步。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進，所述同步器(40)進一步包括: 第一同步器組件(66)，所述第一同步器組件具有第一定位環(huán)(90)，用于在所述高檔位驅(qū)動模式期間防止在連接到所述恒星齒輪(22)的第一構(gòu)件(114)和所述第一輸出軸(14)之間的驅(qū)動連接，直到所述恒星齒輪(22)和所述第一輸出軸(14)以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止；以及 第二同步器組件(68)，所述第二同步器組件具有第二定位環(huán)(290)，用于在所述低檔位驅(qū)動模式期間防止在連接到所述行星齒輪架(26)的第二構(gòu)件(214)和所述第一輸出軸(14)之間的驅(qū)動連接，直到所述行星齒輪架(26)和所述第一輸出軸(14)以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進，所述第一和第二同步器組件(66、68)中的每個進一步包括: 錐形體(92、292)，所述錐形體具有第一錐面(92a、292a)； 內(nèi)錐環(huán)(94、294)，所述內(nèi)錐環(huán)具有第二錐面(100、200); 外錐環(huán)(96、296)，所述外錐環(huán)具有與所述第一錐面(92&、292&)接合的第一阻擋表面(104、204)以及與第二錐面(100、200)接合的第二阻擋表面(106、206);以及 所述第一和第二定位環(huán)(90、290)中的每個均具有第三錐面(102、202)，所述內(nèi)錐環(huán)(94、294)具有與所述第三錐面(102、202)接合的第三阻擋表面(108、208)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進，其中所述檔位切換機構(gòu)(50)進一步包括: 同步器轂(70)，所述同步器轂插入在所述第一和第二同步器組件(66、68)之間，所述同步器轂(70)聯(lián)接到所述第一輸出軸(14)并且具有外部花鍵表面(120); 換擋套筒(52)，所述換擋套筒沿著所述縱向軸線運動，與所述第一和第二同步器組件(66、68)接合，所述換擋套筒(52)具有比所述同步器轂(70)更大直徑的直徑以及內(nèi)部花鍵表面(118)，所述內(nèi)部花鍵表面與所述外部花鍵表面(120)以及位于所述第一和第二定位環(huán)(90、290)上的外部齒(90b、290b)接合； 換擋叉(58)，所述換擋叉用于使所述換擋套筒(52)沿著所述縱向軸線運動，所述換擋套筒與所述第一和第二同步器組件(66、68)接合；以及 換擋致動器(74)，所述換擋致動器用于致動所述換擋叉(58)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進，所述同步器轂(70)進一步包括: 同步器轂(70)，所述同步器轂具有圍繞所述同步器轂(70)共軸地等距隔開的多個凹槽(122);以及 多個支柱(84)，所述多個支柱接納在形成于所述同步器轂(70)中的所述相應(yīng)多個凹槽(122)內(nèi)，所述多個支柱(84)具有鍵接表面(128)，所述鍵接表面與所述換擋套筒(52)的內(nèi)部花鍵表面(118)接合并且通常朝向所述縱向軸線徑向向內(nèi)偏置，在所述換擋套筒(52)的軸向運動期間，所述多個支柱(84)在所述多個凹槽(122)內(nèi)徑向地切換。7.在一種用于四輪驅(qū)動車輛的變速箱(21、310)中，所述變速箱具有沿公共縱向軸線定位的輸入軸(15)和第一輸出軸(14)、第二輸出軸(16)、模式離合器(30)以及行星齒輪組件(20)，所述模式離合器沿著所述縱向軸線定位用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間進行選擇性地切換，所述行星齒輪組件用于提供所述在輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)之間的不同傳動比，所述行星齒輪組件(20)具有恒星齒輪(22)、環(huán)形齒輪(24)以及行星齒輪架(26)，所述恒星齒輪固定于所述輸入軸(15)，所述行星齒輪架支承在所述恒星齒輪(22)和所述環(huán)形齒輪(24)之間相互嚙合的多個行星齒輪(28)，所述改進包括: 檔位切換機構(gòu)(50、360、460)用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間切換，所述第一輸出軸(14)在所述高檔位驅(qū)動模式期間由所述恒星齒輪(22)驅(qū)動，在所述低檔位驅(qū)動模式期間由所述行星齒輪架(26)驅(qū)動，所述環(huán)形齒輪(24)在所述高檔位驅(qū)動模式和所述低檔位驅(qū)動模式期間接地以免轉(zhuǎn)動； 模式切換機構(gòu)(56、380、480)沿著所述縱向軸線鄰近于所述檔位切換機構(gòu)(50、360、460)定位，并且軸向地運動用于接合和脫離所述模式離合器(30); 離合器致動器(388、488)在擴展位置和收縮位置之間運動并且與所述模式離合器(30)接合； 致動齒輪(348、448)軸向地插入在所述檔位切換機構(gòu)(360、460)和所述模式切換機構(gòu)(380、480)之間，所述致動齒輪(348、448)可逆地轉(zhuǎn)過預(yù)定角度的運動弧，用于在所述收縮位置和所述擴展位置之間操作所述離合器致動器(388、488)，從而在脫離位置和接合位置之間致動所述模式離合器(30)，并且用于在所述模式離合器(30)處于所述脫離位置時在所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式之間切換所述檔位切換機構(gòu)(360、460);以及 圓筒凸輪(359、459)連接用于響應(yīng)于所述致動齒輪(348、448)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，所述圓筒凸輪(359、459)限定凸輪表面溝槽(357、457)，所述凸輪表面溝槽具有端部部分以及在所述端部部分之間延伸的中間部分，每個端部部分與所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式中的一個模式相對應(yīng)，并且允許在處于所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式中的一個模式時致動所述離合器致動器(388,488) ο8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進，進一步包括: 同步器(40、340)連接到所述第一輸出軸(14)以及沿著所述縱向軸線鄰近于所述行星齒輪組件(20)定位，所述同步器(40、340)用于在所述高檔位驅(qū)動模式期間使所述第一輸出軸(14)與所述恒星齒輪(22)驅(qū)動地連接、而在所述低檔位驅(qū)動模式期間與所述行星齒輪架(26)驅(qū)動地連接之前使所述輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)的速度同步。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進，所述檔位切換機構(gòu)(360、460)進一步包括: 至少一個彈簧(362、462)，所述至少一個彈簧在所述圓筒凸輪(359、459)和所述致動齒輪(348、448)之間接合，用于偏置所述圓筒凸輪(359、459)以跟隨所述致動齒輪(348、448)的可逆轉(zhuǎn)動運動； 換擋叉(368)，所述換擋叉用于通過所述致動齒輪(348、448)響應(yīng)于所述圓筒凸輪(359、459)的轉(zhuǎn)動而沿著所述圓筒凸輪(359、459)的凸輪表面溝槽(357、457)進行引導(dǎo)地行進，以在所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式之間切換； 換擋軸套(370)，所述換擋軸套限定軸向溝槽(371)并且用于支承所述換擋叉(368)，以在限制所述換擋叉(368)的轉(zhuǎn)動的同時允許所述換擋叉(368)的軸向運動；以及 檔位套筒(363)，所述檔位套筒受支承用于在響應(yīng)于所述換擋叉(368)相對于所述換擋軸套(370)的軸向運動受軸向運動驅(qū)動的同時相對于所述換擋叉(368)的轉(zhuǎn)動，且所述換擋叉(368)相對于所述換擋軸套(370)的軸向運動響應(yīng)于所述圓筒凸輪(359、459)相對于所述換擋軸套(370)的轉(zhuǎn)動，所述檔位套筒(363)連接用于通過所述同步器(340)驅(qū)動所述第一輸出軸(14)的轉(zhuǎn)動。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改進，其中所述同步器(340)進一步包括: 發(fā)射器，所述發(fā)射器連接到相對于所述縱向軸線徑向向外延伸的所述檔位套筒(363)的凸緣(364)，所述發(fā)射器具有外部鍵接表面(342a、342b)并且軸向地運動，用于在所述低檔位驅(qū)動模式下通過所述行星齒輪架(26)、而在所述高檔位驅(qū)動模式下通過所述恒星齒輪(22)將扭矩從所述輸入軸(15)傳遞到所述第一輸出軸(14); 第一齒輪(345a)，所述第一齒輪安裝于所述縱向軸線并且鄰近所述發(fā)射器，所述第一齒輪(345a)連接到所述行星齒輪架(26)并且具有內(nèi)部鍵接表面，所述內(nèi)部鍵接表面與所述發(fā)射器的外部鍵接表面(342a)接合用于建立所述低檔位驅(qū)動模式； 第二齒輪(345b)，所述第二齒輪安裝于所述縱向軸線并且鄰近所述發(fā)射器，所述發(fā)射器插入在所述第一齒輪(345a)和所述第二齒輪(345b)之間，所述第二齒輪(345b)連接到所述恒星齒輪(22)并且具有內(nèi)部鍵接表面，所述內(nèi)部鍵接表面與所述發(fā)射器的外部鍵接表面(342b)接合用于建立所述高檔位驅(qū)動模式； 第一同步器環(huán)(349a)，所述第一同步器環(huán)插入在所述發(fā)射器和所述第一齒輪(345a)之間，所述第一同步器環(huán)(349a)具有與所述發(fā)射器外部鍵接表面(342a)接合的內(nèi)部鍵接表面，用于防止所述發(fā)射器和所述第一齒輪(345a)之間的驅(qū)動連接，直到所述發(fā)射器和所述第一齒輪(345a)在所述低檔位驅(qū)動模式下以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止;以及 第二同步器環(huán)(349b)，所述第二同步器環(huán)插入在所述發(fā)射器和所述第二齒輪(345b)之間，且所述第二同步器環(huán)(34%)具有與所述發(fā)射器外部鍵接表面(342b)接合的內(nèi)部鍵接表面，用于防止所述發(fā)射器和所述第二齒輪(345b)之間的驅(qū)動連接，直到所述發(fā)射器和所述第二齒輪(345b)在所述高檔位驅(qū)動模式下以近似公共速度轉(zhuǎn)動為止。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進，其中所述離合器致動器(488)進一步包括: 離合器致動器(488)，所述離合器致動器與所述致動齒輪(448)與所述檔位切換機構(gòu)(460)相對的表面接合，所述離合器致動器(488)包括多個離合器致動凸片(489)，所述多個離合器致動器凸片與由所述致動齒輪(448)限定的相應(yīng)的多個細(xì)長弧形囊狀槽(461)接合，所述離合器致動器(488)限定多個細(xì)長弧形凹槽(490)，所述多個細(xì)長弧形凹槽具有在外端(494)處漸縮成淺深度的深中央部分； 相應(yīng)的多個滾動構(gòu)件(492)，所述滾動構(gòu)件(492)被接納在所述多個細(xì)長弧形凹槽(490)的每個凹槽內(nèi)，用于沿著在所述凹槽(490)的較深中央部分和所述凹槽(490)的較淺外端(494)之間的所述細(xì)長弧形凹槽(490)運動；以及 軸向運動的中間板(478)，所述軸向運動的中間板捕獲所述多個滾動構(gòu)件(492)，所述多個滾動構(gòu)件插入在所述中間板(478)和所述離合器致動器(488)之間，所述中間板(478)用于響應(yīng)于所述滾動構(gòu)件從所述凹槽(490)的較深中央部分向所述凹槽(490)的較淺外端(494)的運動、在第一軸向離合器位置和第二軸向離合器位置之間切換所述模式離合器。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進，所述離合器致動器(388)進一步包括: 離合器致動凸輪(388b)，所述離合器致動凸輪響應(yīng)于所述致動齒輪(348)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并且朝向所述模式離合器(30)軸向地運動用于接合所述模式離合器(30); 保持器(388a)，所述保持器受支承用于防止隨著所述致動齒輪(348)轉(zhuǎn)動，并且軸向地插入在所述檔位切換機構(gòu)(360)和所述離合器致動凸輪(388b)之間，所述保持器(388a)限定多個細(xì)長弧形凹槽(390)，所述細(xì)長弧形凹槽具有在外端(394)處漸縮成較淺深度的深中央部分； 相應(yīng)的多個滾動構(gòu)件(392)，所述滾動構(gòu)件(392)接納在所述多個細(xì)長弧形凹槽(390)的每個凹槽內(nèi)，用于沿著在所述凹槽的深中央部分和每個凹槽的外端(394)處的淺深度之間的所述細(xì)長弧形凹槽(390)運動，所述離合器致動凸輪(388b)捕獲插入在所述保持器(388a)和所述離合器致動凸輪(388b)之間的多個滾動構(gòu)件(392)，響應(yīng)于所述滾動構(gòu)件(392)的運動從所述凹槽(390)的深中央部分向所述凹槽的外端(394)處的淺深度的運動，所述離合器致動凸輪(388b)相對于所述保持器(388a)角向地轉(zhuǎn)動并且朝向所述模式離合器(30)軸向地運動用于接合所述模式離合器(30);以及 多個銷(396)，所述多個銷位于所述離合器致動凸輪(388b)的表面(398)上，用于通過所述致動齒輪(348)相對于所述保持器(388a)將角向轉(zhuǎn)動傳動至所述離合器致動凸輪(388b)，同時允許所述離合器致動凸輪(388b)相對于所述保持器(388a)進行軸向運動，在所述離合器致動凸輪(388b)和所述致動齒輪(348)之間提供自由浮動運動。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進，進一步包括: 可逆電動馬達(344)相對于所述縱向軸線偏軸定位；以及 齒輪系(346)由所述電動馬達(344)可逆地驅(qū)動用于驅(qū)動所述致動齒輪(348、448)轉(zhuǎn)動。14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進，進一步包括: 至少一個感測元件(323)位于所述致動齒輪(348)的外周表面上，用于檢測所述致動齒輪(348)的位置；以及 發(fā)動機控制單元(321)用于響應(yīng)于所述致動齒輪(348)由所述至少一個感測元件(323)所檢測的位置來致動所述檔位切換機構(gòu)(360)和所述模式切換機構(gòu)(380)。15.—種用于組裝用于四輪驅(qū)動車輛的變速箱(21、310)的方法，所述變速箱具有輸入軸(15)、第一輸出軸(14)和第二輸出軸(16)、行星齒輪組件(20)以及模式離合器(30)，所述輸入軸由發(fā)動機轉(zhuǎn)動地驅(qū)動并且沿著縱向軸線定位，所述第一輸出軸和所述第二輸出軸與前傳動系和后傳動系相對應(yīng)，所述第一輸出軸(14)沿著所述縱向軸線定位，所述行星齒輪組件用于改變在所述輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)之間的傳動比，所述模式離合器沿著所述縱向軸線定位用于在兩輪驅(qū)動模式和四輪驅(qū)動模式之間進行選擇性地切換，所述行星齒輪組件(20)具有恒星齒輪(22)、環(huán)形齒輪(24)以及行星齒輪架(26)，所述恒星齒輪固定于所述輸入軸(15)，所述行星齒輪架支承在所述恒星齒輪(22)和所述環(huán)形齒輪(24)之間相互嚙合的多個行星齒輪(28)，所述方法包括: 沿著所述縱向軸線插入檔位切換機構(gòu)(50、360、460)，用于在高檔位驅(qū)動模式和低檔位驅(qū)動模式之間進行切換，其中，所述第一輸出軸(14)在所述高檔位驅(qū)動模式期間由所述恒星齒輪(22)驅(qū)動，而在所述低檔位驅(qū)動模式期間由所述行星齒輪架(26)驅(qū)動； 將所述環(huán)形齒輪(24)相對于所述行星齒輪組件(20)安裝在固定的靜止位置，且所述環(huán)形齒輪(24)在所述高檔位驅(qū)動模式和所述低檔位驅(qū)動模式期間固定； 將同步器(40、340)安裝于所述第一輸出軸(14)以及沿著所述縱向軸線安裝于所述行星齒輪組件(20)附近，所述同步器(40、340)用于在所述高檔位驅(qū)動模式期間使所述第一輸出軸(14)與所述恒星齒輪(22)驅(qū)動地連接、而在所述低檔位驅(qū)動模式期間與所述行星齒輪架(26)驅(qū)動地連接之前使所述輸入軸(15)和所述第一輸出軸(14)的速度同步；以及 沿著所述縱向軸線將鄰近所述檔位切換機構(gòu)(50、360、460)的模式切換機構(gòu)(56、380、480)插入，所述模式切換機構(gòu)(56、380、480)軸向地運動用于接合和脫離所述模式離合器(30)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括: 插入離合器致動器(388、488)，所述離合器致動器在擴展位置和收縮位置之間運動并且與所述模式離合器(30)接合； 連接致動齒輪(348、448)，所述致動齒輪軸向地插入在所述檔位切換機構(gòu)(360、460)和所述模式切換機構(gòu)(380、480)之間，所述致動齒輪(348、448)可逆地轉(zhuǎn)過預(yù)定角度的運動弧，用于在所述收縮位置和所述擴展位置之間操作所述離合器致動器(388、488)，用于在脫離位置和接合位置之間致動所述模式離合器(30)，并且用于在所述模式離合器(30)處于所述脫離位置時在所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式之間切換所述檔位切換機構(gòu)(360、460);以及 連接圓筒凸輪(359、459)，用于響應(yīng)于所述致動齒輪(348、448)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，所述圓筒凸輪(359、459)限定凸輪表面溝槽(357、457)，所述凸輪表面溝槽具有端部部分以及在所述端部部分之間延伸的中間部分，每個端部部分與所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式中的一個模式相對應(yīng)，并且允許在處于所述低檔位驅(qū)動模式和所述高檔位驅(qū)動模式中的一個模式時致動所述離合器致動器(388、488)。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述模式切換機構(gòu)(56)包括模式轂(42)、內(nèi)部模式套筒(54)、動力傳遞構(gòu)件(36)以及離合器致動器(76)，所述模式轂聯(lián)接到所述第一輸出軸(14)，所述內(nèi)部模式套筒軸向地運動并且開花鍵用于通過離合器外殼(82)與所述模式離合器(30)接合，所述動力傳遞構(gòu)件具有聯(lián)接到所述第一輸出軸(14)的主動齒輪(38)，用于將轉(zhuǎn)動動力傳遞到聯(lián)接到所述第二輸出軸(16)的從動鏈輪(44)，并且所述離合器致動器與所述模式轂(42)接合用于使所述內(nèi)部模式套筒(54)運動。
【文檔編號】F16H59/02GK105889481SQ201510854578
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】J·D·馬斯迪, L·A·普里查德, D·揚, D·尼費尼格, C·庫馬尼亞克
【申請人】博格華納公司