自動變速器的制造方法
【專利摘要】自動變速器，用在交通工具上，殼體上裝有轉動連接的動力源輸入軸、變速電機軸、第一動力輸出軸，動力源輸入軸上裝有動力源輸入齒輪，第一動力輸出軸上裝有固連的太陽輪和轉動連接的行星架，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，各行星輪的外側裝有與其嚙合連接的齒圈，齒圈與動力源輸入齒輪嚙合連接或通過齒輪傳動機構與動力源輸入齒輪嚙合連接，行星架通過齒輪副與變速電機軸動力聯接，該齒輪副是準雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副，與原有技術的自動變速器相比，本實用新型自動變速器結構簡單、重量輕、節省油耗、操作簡單，能節省離合機構，降低成本。
【專利說明】
自動變速器
技術領域
[0001 ]本實用新型提供一種自動變速器。
【背景技術】
[0002] 原有應用在車輛上的自動變速器大多是由液力變扭器，通過液力傳遞和齒輪組合 的方式來實現自動變速動作，通過動力源傳達的動力，按照駕駛者的實際操作和駕駛條件 轉換驅動橋的旋轉傳動到輸出軸的驅動裝置。自動變速器內裝有很多套行星齒輪相曬合來 增加檔位，缺點是變速器的機構復雜，重量大，增加了油耗。原有的自動變速器與動力裝置 之間需要安裝離合機構才能實現前進檔和后退檔的換擋操作，其結構復雜，成本高。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的是提供一種自動變速器，與原有技術的自動變速器相比，本實 用新型的變速器結構簡單、重量輕、節省油耗、操作簡單，能節省離合機構，降低成本。
[0004] 本實用新型的技術方案一是：自動變速器，其特征在于:殼體上裝有轉動連接的動 力源輸入軸、變速電機軸、第一動力輸出軸，動力源輸入軸上裝有動力源輸入齒輪，第一動 力輸出軸上裝有固連的太陽輪和轉動連接的行星架，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，各行星輪的外側裝有與其曬合連接的齒圈，齒圈與動力源 輸入齒輪曬合連接或通過齒輪傳動機構與動力源輸入齒輪曬合連接，行星架與變速電機軸 之間裝有齒輪副，齒輪副由曬合連接的主動齒輪和被動齒輪組成，其中主動齒輪與變速電 機軸固連，被動齒輪與行星架同軸、并與行星架固連，所述的齒輪副是準雙曲面齒輪副或蝸 輪蝸桿齒輪副。
[0005] 本實用新型的技術方案二是:基于技術方案一的結構，所述的殼體上裝有轉動連 接的第一支撐軸、第二支撐軸、第二動力輸出軸，第一支撐軸上固裝有第一傳遞齒輪、第二 傳遞齒輪，第二支撐軸上固裝有第=傳遞齒輪，第=傳遞齒輪與第二傳遞齒輪曬合，第二動 力輸出軸一端與第一動力輸出軸的一端活動套接，第二動力輸出軸上固裝有前進檔連接 盤、第四傳遞齒輪，第四傳遞齒輪與第=傳遞齒輪曬合，第一動力輸出軸上裝有同步器、倒 退檔動力源輸入齒輪，倒退檔動力源輸入齒輪與第一動力輸出軸活動連接，同步器在第一 動力輸出軸上為軸向滑動式鍵連接，同步器滑動至一側止點時其端面與前進檔連接盤的對 應端面咬合，同步器滑動至另一側止點時另一端面與倒退檔動力源輸入齒輪的對應端面咬 厶 1=1 O
[0006] 本實用新型的技術方案=是:基于技術方案一的結構，在齒輪副是準雙曲面齒輪 副的結構中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間距尺寸大于被動齒輪直徑尺寸的 30%。
[0007] 本實用新型的工作原理:基于技術方案一:本方案應用于可輸出正、反旋向動力源 的動力裝置上(例如：電動機），根據動力裝置輸出的動力源旋向來確定車輛的前進或倒退 狀態，在前進或倒退時，其動力輸出路徑為:動力輸入、動力源輸入軸、動力源輸入齒輪、齒 圈、行星輪、太陽輪、第一動力輸出軸、動力輸出，或，動力輸入、動力源輸入軸、動力源輸入 齒輪、齒輪傳動機構、齒圈、行星輪、太陽輪、第一動力輸出軸、動力輸出。期間，變速電機通 過變速電機軸、齒輪副驅動行星齒輪組中的行星架與齒圈同方向或反方向轉動，利用行星 齒輪組的工作原理，能降低或增加動力輸出軸的轉速，具體為:行星架與齒圈同方向旋轉， 增加行星架的轉速，能降低第一輸出軸的轉速，減少行星架的轉速，能提高第一輸出軸的轉 速;行星架與齒圈反方向旋轉，增加行星架的轉速，能提高第一輸出軸的轉速，減少行星架 的轉速，能降低第一輸出軸的轉速。從而實現無級的自動變速功能，不需離合機構。
[0008] 基于技術方案二:本方案應用于僅能輸單旋向動力源的動力裝置上，該方案自動 變速器前進時的動力輸出路徑為：動力輸入、動力源輸入軸、動力源輸入齒輪、齒圈、行星 輪、太陽輪、第一動力輸出軸、同步器、前進檔連接盤、第二動力輸出軸、動力輸出，或，動力 輸入、動力源輸入軸、動力源輸入齒輪、齒輪傳動機構、齒圈、行星輪、太陽輪、第一動力輸出 軸、同步器、前進檔連接盤、第二動力輸出軸、動力輸出。后退時的動力輸出路徑為:動力輸 入、動力源輸入軸、動力源輸入齒輪、齒圈、行星輪、太陽輪、第一動力輸出軸、同步器、倒退 檔動力源輸入齒輪、第一傳遞齒輪、第一支撐軸、第二傳遞齒輪、第=傳遞齒輪、第四傳遞齒 輪、第二動力輸出軸、動力輸出，或，動力輸入、動力源輸入軸、動力源輸入齒輪、齒輪傳動機 構、齒圈、行星輪、太陽輪、第一動力輸出軸、同步器、倒退檔動力源輸入齒輪、第一傳遞齒 輪、第一支撐軸、第二傳遞齒輪、第=傳遞齒輪、第四傳遞齒輪、第二動力輸出軸、動力輸出。 其中第一、第二、第=、第四傳遞齒輪的作用是將第一動力輸出軸的旋向改變成反向輸入給 第二動力輸出軸輸，實現出車輛的倒退操作。該方案的自動變速器還可安裝在使用內燃機 的汽車上，并且，由于變速電機能夠控制第一動力輸出軸的轉速，當第一動力輸出軸的轉速 控制為零時，可在不切斷動力的情況下進行檔位切換，實現無離合換擋，節省離合機構。
[0009] 本實用新型的優點是:通過電機驅動變速電機軸控制行星架增加或降低動力輸出 軸的轉速，實現自動控制的加減變速，與原有技術自動變速器相比，本實用新型自動變速器 可W隨屯、調解需要的檔位，變速時沖擊力W及發動機旋轉的變動微乎其微，可實現無限變 速，因此減少油耗；由于只使用一套行星齒輪組，其結構簡單、重量輕，降低重量后可W降低 油耗，與原有變速箱相比，本實用新型自動變速器是連續的變速，操控簡單、舒適，沒有動力 消耗及摩擦，同步化的機構不產生熱量，機械壽命長，進一步的優點是可節省車輛傳動系統 中的離合機構，本實用新型自動變速器安裝在電動車上使用，能節省電動車的電量。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型自動變速器的結構示意圖；
[0011] 圖2是基于圖1結構的自動變速器中行星齒輪組的結構示意圖；
[0012] 圖3是本實用新型自動變速器的第二種結構示意圖；
[0013] 圖4是基于圖3結構的自動變速器中行星齒輪組的結構示意圖；
[0014] 圖5是本實用新型自動變速器的第S種結構示意圖；
[0015] 圖6是基于圖5結構的自動變速器中行星齒輪組的結構示意圖；
[0016] 圖7是本實用新型自動變速器的第四種結構示意圖；
[0017] 圖8是本實用新型自動變速器的第五種結構示意圖；
[0018] 圖9是本實用新型自動變速器的第六種結構示意圖；
[0019] 圖10是本實用新型自動變速器中準雙曲面齒輪副的結構示意圖；
[0020] 圖11是本實用新型自動變速器中蝸輪蝸桿齒輪副的結構示意圖。
[0021] 圖中1動力源輸入軸、2動力源輸入齒輪、3殼體、4齒輪傳動機構中的主動齒輪、5齒 輪傳動機構中的齒輪軸、6齒輪傳動機構中的從動齒輪、7齒圈、8行星輪、9行星架、10齒輪副 中的被動齒輪、11動力裝置、12齒輪副中的主動齒輪、13變速電機、14變速電機軸、15第二支 撐軸、16太陽輪、17第一動力輸出軸、18倒退檔動力源輸入齒輪、19換擋桿、20同步器、21前 進檔連接盤、22第四傳遞齒輪、23第二動力輸出軸、24第=傳遞齒輪、25第二傳遞齒輪、26第 一支撐軸、27第一傳遞齒輪、28偏置間距。
【具體實施方式】
[0022] 自動變速器，殼體3上裝有轉動連接的動力源輸入軸1、變速電機軸14、第一動力輸 出軸17,動力源輸入軸上裝有動力源輸入齒輪2,第一動力輸出軸上裝有固連的太陽輪16和 轉動連接的行星架9,行星架上裝有若干個活動連接的行星輪8,各行星輪與太陽輪曬合連 接，各行星輪的外側裝有與其曬合連接的齒圈7,齒圈與動力源輸入齒輪曬合連接或通過齒 輪傳動機構與動力源輸入齒輪曬合連接，行星架與變速電機軸之間裝有齒輪副，齒輪副由 曬合連接的主動齒輪和被動齒輪組成，其中齒輪副中的主動齒輪12與變速電機軸固連，齒 輪副中的被動齒輪10與行星架同軸、并與行星架固連，所述的齒輪副是準雙曲面齒輪副或 蝸輪蝸桿齒輪副;所述的動力源輸入軸與動力裝置11的動力源輸出端動力連接，變速電機 軸與變速電機13的動力輸出端動力連接。
[0023] 殼體上裝有轉動連接的第一支撐軸26、第二支撐軸15、第二動力輸出軸23,第一支 撐軸上固裝有第一傳遞齒輪27、第二傳遞齒輪25,第二支撐軸上固裝有第=傳遞齒輪24,第 =傳遞齒輪與第二傳遞齒輪曬合，第二動力輸出軸一端與第一動力輸出軸的一端活動套 接，第一動力輸出軸與第二動力輸出軸間裝有滾針式支撐軸承，第二動力輸出軸上固裝有 前進檔連接盤21、第四傳遞齒輪22,第四傳遞齒輪與第=傳遞齒輪曬合，第一動力輸出軸上 裝有同步器20、倒退檔動力源輸入齒輪18,倒退檔動力源輸入齒輪與第一動力輸出軸活動 連接，同步器在第一動力輸出軸上為軸向滑動式鍵連接，同步器滑動至一側止點時其端面 與前進檔連接盤的對應端面咬合，同步器滑動至另一側止點時另一端面與倒退檔動力源輸 入齒輪的對應端面咬合。
[0024] 在齒輪副是準雙曲面齒輪副的結構中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間 距28尺寸大于被動齒輪直徑尺寸的30%。限定的齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間 距值，能進一步提高本變速器工作效率。
[0025] 驅動變速電機軸的變速電機器其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、車速等）， 控制電機的啟、停、轉動方向及轉速，實現加速、減速、傳遞發動機的牽引制動力，由此，本技 術的自動變速器可采用電控的同步器，能節省撥叉和換擋桿。
[0026] 所述的行星齒輪組，由齒圈、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，行星架上設有與各行星輪對應的輪軸，各行星輪與對應的輪軸轉動連接，各輪 軸與行星架對應的一端與行星架固連，各行星輪一圓周端與齒圈的內環齒曬合連接、另一 圓周端與太陽輪曬合連接。
[0027]圖I至圖6展示了S種不同結構的自動變速器，主要區別在于，動力源輸入齒輪與 齒圈的連接方式，圖1至圖2中，動力源輸入齒輪通過齒輪傳動機構與齒圈的內環齒動力連 接，該齒輪傳動機構由齒輪傳動機構中的主動齒輪4、齒輪傳動機構中的齒輪軸5、齒輪傳動 機構中的從動齒輪6組成，其中齒輪傳動機構中的齒輪軸與殼體轉動連接，齒輪傳動機構中 的主動齒輪和從動齒輪與齒輪軸固定連接，齒輪傳動機構中的主動齒輪與動力源輸入齒輪 曬合，齒輪傳動機構中的從動齒輪與齒圈的齒牙曬合，動力源輸入齒輪通過該齒輪傳動機 構實現與齒圈的動力連接。圖3至圖4中，動力源輸入齒輪與齒圈上外環齒直接曬合。圖5中， 齒圈上設有延伸部，該延伸部上設有外環齒，所述的動力源輸入齒輪與齒圈上的外環齒曬 合。圖7至圖9展示了基于上述=種結構增加有換擋操作機構的自動變速器。
[00%]本實用新型自動變速器中傳動部件的轉速關系：
[0029] 例1:假設齒圈與行星架同方向旋轉時，動力源及動力源輸入齒輪1000PRM(轉速） 旋轉時:動力源輸入齒輪和齒圈的齒數比為20:100,齒圈與太陽輪的齒數比為100:20。變速 電機3000PRM旋轉時，齒輪副中被動齒輪與主動齒輪的齒輪數比15:1。其轉速關系如下表：
[0030]
[Uuou 反議兇圓與MT生朱僅乃問朋f年專口'J，巧JAH厥戊巧JAH厥相J/V兇半H-iUUUrKM、年專邸J 旋轉時:動力源輸入齒輪和齒圈的齒數比為20:100,齒圈與太陽輪的齒數比為100:20。變速 電機3000PRM旋轉時，齒輪副中被動齒輪與主動齒輪的齒輪數比15:1。其轉速關系如下表：
[0032]
[0033] 注：W上齒輪副中的被動齒輪的RPM根據動力源的種類，電機和發動機有所不同； 動力源輸入軸和第一輸出軸的轉速根據各齒輪的齒輪比不同有所不同；W上標注的檔位只 是為了表明本實用新型自動變速器與傳統手動擋變速所對應的虛擬檔位，本實用新型自動 變速器為無級變速器。
[0034] 所述的主動齒輪和被動齒輪組成一組曬合的齒輪副，所述的齒輪副是準雙曲面齒 輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。所述的同步器為現有成熟技術部件，用于將動力源輸入軸的動力 選擇性輸送給前進檔連接盤或倒退檔動力源輸入齒輪，相應的，同步器上裝有撥叉及與撥 叉驅動連接的換擋桿19或所述的同步器為電控驅動的同步器。
【主權項】
1. 自動變速器，其特征在于:殼體上裝有轉動連接的動力源輸入軸、變速電機軸、第一 動力輸出軸，動力源輸入軸上裝有動力源輸入齒輪，第一動力輸出軸上裝有固連的太陽輪 和轉動連接的行星架，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，各行星輪的外側裝有與其嚙合連接的齒圈，齒圈與動力源輸入齒輪嚙合連接或通過齒 輪傳動機構與動力源輸入齒輪嚙合連接，行星架與變速電機軸之間裝有齒輪副，齒輪副由 嚙合連接的主動齒輪和被動齒輪組成，其中主動齒輪與變速電機軸固連，被動齒輪與行星 架同軸、并與行星架固連，所述的齒輪副是準雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。2. 根據權利要求1所述的自動變速器，其特征在于：殼體上裝有轉動連接的第一支撐 軸、第二支撐軸、第二動力輸出軸，第一支撐軸上固裝有第一傳遞齒輪、第二傳遞齒輪，第二 支撐軸上固裝有第三傳遞齒輪，第三傳遞齒輪與第二傳遞齒輪嚙合，第二動力輸出軸一端 與第一動力輸出軸的一端活動套接，第二動力輸出軸上固裝有前進檔連接盤、第四傳遞齒 輪，第四傳遞齒輪與第三傳遞齒輪嚙合，第一動力輸出軸上裝有同步器、倒退檔動力源輸入 齒輪，倒退檔動力源輸入齒輪與第一動力輸出軸活動連接，同步器在第一動力輸出軸上為 軸向滑動式鍵連接，同步器滑動至一側止點時其端面與前進檔連接盤的對應端面咬合，同 步器滑動至另一側止點時另一端面與倒退檔動力源輸入齒輪的對應端面咬合。3. 根據權利要求1所述的自動變速器，其特征在于:在齒輪副是準雙曲面齒輪副的結構 中，齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的偏置間距尺寸大于被動齒輪直徑尺寸的30%。
【文檔編號】F16H3/44GK205534053SQ201620319290
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月16日
【發明人】李振魯
【申請人】李振魯