車用自動變速器的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及車用自動變速器，特別是涉及一種包含多個行星齒輪組和多個轉矩傳遞機構，具有多檔的自動變速器。更具體的說涉及一種輸入軸和輸出軸可轉動地被軸支承于變速箱內；在上述二軸之間并與該二軸具有共同軸線，包含多個旋轉元件的單式行星齒輪和復式行星齒輪；多個可選擇性地接合使所述旋轉元件的旋轉停止，或使這些旋轉元件之間，以及使旋轉元件與輸入軸或輸出軸之間成為聯接狀態的多個轉矩傳遞機構；該轉矩傳遞機構能基于指令變速級來切換聯接或釋放狀態，傳遞或切斷驅動力源的動力，并經由多個功率傳遞路線將輸入軸的旋轉進行多檔的變速后從輸出軸輸出。
【背景技術】
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[0002]本部分的陳述僅提供與本公開的內容相關的背景資料，并且可構成或可不構成現有技術。
[0003]常見的多檔自動變速器通過轉矩傳遞機構、行星齒輪裝置以及相互聯接的組合來獲得多個傳動比。而轉矩傳遞機構、行星齒輪組的數量和實際結構，通常又局限于組件工裝、成本、尺寸和重量以及所期望的傳動比數。盡管現有變速器實現了預期的效用，但盡可能多的傳動比則意味著有更多的優點:其功效性和經濟性越好。因此，需要對變速器的構造、性能進行持續的改進，尤其是在效率，響應度和平順性等方面的改善，以期獲得尺寸小、重量輕、變速多，體現為具有較高的性價比且結構緊湊的多檔自動變速器。例如，日本專利說明書JP4636026B2就披露了這樣一種自動變速器。該自動變速器由單式行星齒輪、拉維尼克斯復式行星齒輪及多個離合器和制動器等組成。通過指令使離合器和制動器選擇性地動作，聯接或釋放齒輪組的相關元件，并經由多個功率傳遞路線將輸入軸的旋轉進行多檔的變速后從輸出軸輸出，最終可獲得六個前進檔和一個倒檔。
[0004]1990年01月10日公告的中國發明專利申請說明書CN86104406C描述了圓柱-平面齒輪傳動裝置及其加工方法。該裝置有一個由多個同心的齒輪構成的齒輪盤，一根與齒輪盤的軸線呈夾角、并制有花鍵槽的軸和一個圓柱齒輪。該圓柱齒輪可在鍵槽上滑動，使之可選擇性地與不同輪徑的齒輪嚙合。在齒輪盤轉速不變的情況下，可由制有花鍵槽的軸向外輸出可變的轉矩。該圓柱-平面齒輪傳動裝置具有結構、裝配簡單的特點。
[0005]中國發明專利申請說明書CNl515436A于2004年07月28日公開了一種汽車自動變速器的齒輪變速裝置，該發明的齒輪變速裝置包括分別與輸入軸和輸出軸固定連接且輪徑相同的主動齒輪和從動齒輪，位于上述兩齒輪間并與該二者的旋轉軸線重合的架輪。該架輪軸的兩端與主動齒輪和從動齒輪的端部活動聯接。架輪上有三根由五個不同輪徑的錐齒輪一體制成的，兩端活裝于輪轂和輪輞上的系桿。在該架輪的兩側除上述主動齒輪和從動齒輪外，還另有四個不同輪徑、共軸旋轉的錐齒輪，其中一個位于主動齒輪側，三個位于從動齒輪側，它們分別與系桿上相對應的齒輪嚙合，并且可選擇性地被聯接在變速箱體上。該裝置通過對不同錐齒輪或架輪的固定，可從輸出軸獲得四個前進檔。
[0006]日本專利說明書JP4636026B2記載的自動變速器，囿于行星齒輪系本身的結構特性，在沒有較多的行星齒輪組和轉矩傳遞機構參與的情況下，難以獲得更多的傳動比。從而使該變速器的尺寸、重量和成本上升，且工裝愈加復雜。為了解決上述問題，中國發明專利申請說明書CN86104406C描述的齒輪傳動裝置采用圓柱-平面齒輪結構。雖然齒輪傳動裝置結構簡單，但為獲得較大范圍的傳動比，需增加更多的同心齒輪，由此造成輪盤直徑、結構尺寸和重量的增大，惡化圓柱齒輪與不同輪徑齒輪嚙合時的沖擊，加速機件磨損，并產生動力間斷現象。同樣是為了解決上述問題，中國專利說明CN1515436A針對上述兩種變速器齒輪裝置的不足，進行了技術和結構的改進。但改進結果并未有效克服上述兩種變速裝置的既有問題，且獲得的檔位也不多。
[0007]此背景部分所披露的上述信息僅僅是為了增加對本實用新型背景的理解，因此它可能包含有尚未形成為本領域普通技術人員公知的現有技術信息。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有較多傳動比且結構緊湊的車用自動變速器。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型的車用自動變速器包括可轉動地被軸支承于變速箱內的輸入軸和輸出軸；設置在該二軸之間、與該二軸具有共同軸線，包含多個旋轉元件的單式行星齒輪和復式行星齒輪；多個可選擇性地接合使上述旋轉元件的旋轉停止，或使這些旋轉元件之間，以及旋轉元件與輸入軸或輸出軸之間成為聯接狀態的多個轉矩傳遞機構；該轉矩傳遞機構能基于指令變速級來切換聯接或釋放狀態，傳遞或切斷驅動力源的動力，并經由多個功率傳遞路線將輸入軸的旋轉進行多檔的變速后從輸出軸輸出。其中，復式行星齒輪是由可選擇性地與輸入軸或輸出中間軸的一端聯接或釋放，或相對于變速箱體旋轉或固定的，具有至少四個旋轉元件的圓柱-端面齒輪系構成。通過采用這種結構，尤其是采用可選擇性地與輸入軸或輸出中間軸聯接或釋放，或相對于變速箱體旋轉或固定的，具有至少四個旋轉元件的圓柱-端面齒輪系構成的這種結構，可以在不改變齒輪嚙合狀態的情況下進行變速。從而避免了換檔時的齒輪沖擊，減少了機件損耗；變速器的結構更加緊湊，齒輪變速裝置功率傳輸路線靈活多變；傳動平穩，承載能力強，單級傳動比明顯增大，可不必裝備大容量的離合器和制動器；而且重合度好，機件磨耗小，對安裝誤差不太敏感，便于結構空間位置布局的安排。從而能夠實現自動變速器的小型化、輕量化和低成本化。
[0010]作為本實用新型的一種優選結構，圓柱-端面齒輪系由五個旋轉元件構成，包括四個端面齒輪以及一個與之共軸旋轉的行星架。該行星架呈輪狀具有輪轂、輪輞、輪輻和一根穿過輪轂的行星架軸。所述圓柱齒輪即為該行星架上的行星輪，它在行星架上與輪輻相間，兩端可轉動地裝在輪轂和輪輞上的安裝座孔中，其旋轉軸線與行星架的轉軸線垂直相交。該行星架經由輪輞外圓周，通過轉矩傳遞機構可選擇性地與變速箱體聯接。所述端面齒輪中至少有三個的齒數是彼此相異的，它們在與有齒端相對應的背面端固定連接有沿周向和軸向延伸成類似中空圓柱體狀結構的轉矩傳遞機構部件。它們兩個為一組，有齒數差的齒輪之間可任意組合，按輪徑以及齒背面端的轉矩傳遞機構部件直徑大小，以套合的方式，有齒端隔行星輪相對，分置于行星架垂直于軸線的兩端面側，并共同嚙合與之具有相同齒輪模數的行星輪。而行星架軸的兩端，則分別納入該行星架兩端面側輪徑較小的兩個端面齒輪的轉矩傳遞機構部件內圓周中，形成活動聯接并可作相對轉動。通過采用這種結構，尤其是將四個端面齒輪，兩個為一組，分置在行星架兩端面側，并共用一組行星輪，其所構成的復式行星輪系，可以使齒輪變速機構的結構尺寸更為緊湊。同時，也可在變速齒輪間形成多重的組合，有利于建立較多的功率傳輸路線，從而獲得所希望的、盡可能多的傳動比。
[0011]作為本實用新型的另一種優選結構，轉矩傳遞機構選用了離合器和制動器。離合器是多片式離合器和單向離合器；制動器是多片式制動器，或是帶式制動器。通過采用這種結構，尤其是多片式離合器和制動器能以較小的容量承受較大的負載；而帶式制動器和滾子或楔塊式單向離合器則具有結構簡單，安裝空間小等優點，為自動變速器的小型化、輕量化和低成本化創了造條件。
[0012]作為本實用新型的又一種優選結構，將一端可選擇性地與復式行星齒輪聯接或釋放的輸入軸和輸出中間軸，分別置于圓柱-端面齒輪系軸向的兩端。該二軸共軸線旋轉，并制有液壓油通道。它們在臨近圓柱-端面齒輪系的軸端，分別納入行星架兩端面側輪徑較小的兩個端面齒輪的轉矩傳遞機構部件內圓周中，形成活動聯接且可作相對轉動。并且，在軸端附近固定連接有多用組合式的轉矩傳遞機構及部件。通過采用這種結構，尤其是在軸上設置具有組合式部件的轉矩傳遞機構，使輸入軸和輸出中間軸可以靈活、選擇性地聯接圓柱-端面齒輪系和單式行星齒輪的旋轉元件，提高了整個齒輪變速裝置的變速能力。
[0013]作為本實用新型的再一種優選結構，可選擇性地與輸入軸和輸出中間軸的一端聯接或釋放的圓柱-端面齒輪系，其所包含的端面齒輪，通過齒背面端的轉矩傳遞機構部件，分別和與之抵近的輸入軸和輸出中間軸上的轉矩傳遞機構及部件選擇性地聯接。其中，臨近輸入軸的兩個端面齒輪，其輪徑較小的端面齒輪的轉矩傳遞機構部件外圓周，為單向離合器的安裝座，經由單向離合器，與輸入軸上轉矩傳遞機構的部件內圓周、單向離合器的安裝座聯接。而輪徑較大的端面齒輪的轉矩傳遞機構部件外圓周，為多片或帶式制動器的轂或鼓，經由制動片或帶，與變速箱體上的多片或帶式制動器選擇性地聯接；內圓周則作為多片式離合器的鼓，經由離合器片，與輸入軸的同一端上述轉矩傳遞機構的部件外圓周、多片式離合器的轂聯接。所述輸入軸上單向離合器的安裝座和多片式離合器的轂為一體制成，分別為該輸入軸上轉矩傳遞機構的部件內和外圓周。相應的，臨近輸出中間軸的兩個端面齒輪，其輪徑較小的端面齒輪的轉矩傳遞機構部件外圓周，為多片式離合器的轂，經由離合器片與輸出中間軸上轉矩傳遞機構的部件內圓周、多片式離合器的鼓聯接。而輪徑較大的端面齒輪的轉矩傳遞機構部件外圓周，為多片或帶式制動器的轂或鼓，經由制動片或帶與變速箱體上的多片或帶式制動器選擇性地聯接；內圓周則作為單向離合器的安裝座，經由單向離合器，與輸出中間軸的同一端上述轉矩傳遞機構的部件外圓周、單向離合器的安裝座聯接。同樣，所述輸出中間軸上多片式離合器的鼓和單向離合器的安裝座也為一體制成，分別為輸出中間軸上轉矩傳遞機構的部件內和外圓周。通過采用這種結構，可以方便、靈活地使輸入軸和輸出中間軸在圓柱-端面齒輪系元件之間進行選擇性地聯接，以提高圓柱-端面齒輪系元件利用率和變速能力，實現創建更多功率傳輸路徑的目的。尤其是將行星架兩側，較大的兩個端面齒輪的轉矩傳遞機構部件的內和外圓周，以及輸入軸、輸出中間軸上轉矩傳遞機構的部件內和外圓周，設計為一體制成的離合器或制動器的鼓和轂，不僅提高了轉矩傳遞機構的集成度，減少了結構重量，節省了安裝空間，而且使齒輪變速裝置整體得以簡化，并降低了材料成本。
[0014]作為對本實用新型的進一步優選結構，將單式行星齒輪設置在輸出中間軸與輸出軸之間。該單式行星齒輪的行星架和內齒圈，在垂直于旋轉軸線的端面側，固定連接有沿周向和軸向延伸成類似中空圓柱體狀結構的轉矩傳遞機構部件。在臨近輸出中間軸的一側，該單式行星齒輪的太陽輪與輸出中間軸遠離端面齒輪的一端固定連接。而行星架的轉矩傳遞機構部件外圓周，為多片或帶式制動器的轂或鼓，經由制動器片或帶，與變速箱體上的多片或帶式制動器選擇性地聯接。在該單式