自動變速裝置的制造方法
【專利摘要】自動變速裝置，用在汽車上，殼體上裝有動力輸入軸、動力輸出軸、電機軸，動力輸入軸上裝有前進檔齒輪、同步器和倒退檔齒輪，前進檔齒輪和倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接；動力輸出軸上裝有轉動連接的行星架和鍵連接的第一齒輪、太陽輪，第一齒輪與倒退檔齒輪為嚙合連接，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聯接，各行星輪的外側裝有與其嚙合聯接的齒圈，齒圈與前進檔齒輪嚙合聯接或通過第二齒輪與前進檔齒輪嚙合聯接，行星架與電機軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒輪與電機軸鍵連接，齒輪副中的被動齒輪與行星架同軸、與行星架固連，本實用新型結構簡單、重量輕。
【專利說明】
自動變速裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及汽車部件，具體是提供一種自動變速裝置。
【背景技術】
[0002] 原有主流的自動變速裝置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，該自動變速裝置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。原有的自動變速裝置的檔位在前進檔和倒退檔時不踩 剎車和油口也會行駛，問題產生的原因是使用了液力變扭器的強行變換，操作上具有一定 隱患。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的是提供一種自動變速裝置，該變速器與汽車其它部件組合使 用，與原有技術自動變速裝置相比，本實用新型的變速器結構簡單、重量輕、操作安全。
[0004] 本實用新型的技術方案是：自動變速裝置，其特征在于:殼體上裝有轉動連接的動 力輸入軸、動力輸出軸、電機軸，在動力輸入軸上依次裝有前進檔齒輪、同步器和倒退檔齒 輪，其中前進檔齒輪和倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸 向滑動式鍵連接;動力輸出軸上裝有鍵連接的第一齒輪、鍵連接的太陽輪和轉動連接的行 星架，其中第一齒輪與倒退檔齒輪為曬合連接，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，齒圈與前進檔齒輪 曬合連接或通過第二齒輪與前進檔齒輪曬合連接，行星架與電機軸之間裝有齒輪副，齒輪 副中的主動齒輪與電機軸鍵連接，齒輪副中的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] 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 距大于30毫米。
[0006] 所述的殼體上裝有輔助電機軸和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪與輔助電 機軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準 雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0007] 本實用新型的工作原理是:倒退時，其輸出路徑為:動力輸入一動力輸入軸一同步 器一倒退檔齒輪一第一齒輪一動力輸出軸一動力輸出。前進時，其輸出路徑為:動力輸入一 動力輸入軸一同步器一前進檔齒輪一第二齒輪一齒圈一行星輪一太陽輪一動力輸出軸一 動力輸出，或，動力輸入一動力輸入軸一同步器一前進檔齒輪一齒圈一行星輪一太陽輪一 動力輸出軸一動力輸出，期間，用電機驅動電機軸行星齒輪組中的行星架與齒圈順向轉動， 利用行星齒輪組工作原理，能降低或增加動力輸出軸的轉速，具體為：當動力從齒圈輸入， 從太陽輪輸出，行星架鎖死時，前進檔齒輪的轉速按各級齒輪比等比例輸出給動力輸出軸； 當動力從齒圈輸入，從太陽輪輸出，行星架與齒圈順向旋轉時，前進檔齒輪的轉速按各級齒 輪比等比例降速輸出給動力輸出軸;從而實現無級的自動變速功能。
[000引假設各級齒輪比為等比，動力輸入軸為lOOORPM(轉/分鐘），當電機軸轉速為 1000RPM，動力輸出軸的轉速為0RPM(此時相當于起步檔或1檔）；當電機軸轉速為800RPM，動 力輸出軸的轉速為200RPM(此時相當于低速檔或2檔）；當電機軸轉速為600RPM，動力輸出軸 的轉速為400RPM(此時相當于中低速檔或3檔）；當電機軸轉速為300RPM，動力輸出軸的轉速 為700RPM(此時相當于中高速檔或4檔）；電機軸轉速為0RPM，動力輸出軸的轉速為1000RPM (此時相當于高速檔或5檔）。
[0009] 下表是動力輸入軸與電機軸的轉速關系表：
[0010]
[0011] 其中驅動電機軸的電機的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 動變速裝置可通過電動同步器推動同步器，衍生出電控的手動擋位，增加駕駛樂趣。
[0012] 本實用新型的優點是:通過電機驅動電機軸控制行星輪繞太陽輪轉的轉速，從而 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裝置相比， 本實用新型自動變速裝置可W按需要調解檔位，變速時沖擊力W及發動機旋轉的變動較 小，可實現無級變速，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，在不踩剎車和油口時，電機驅動電機軸使行星輪與齒圈同步轉動， 可保持車輛靜止不動，操作安全;與原有變速箱相比，本實用新型自動變速裝置是連續的變 速，操控舒適，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。
[0013] 在齒輪副是準雙曲面齒輪副的結構中，限定的齒輪副中的主動齒輪與被動齒輪的 偏置間距，能進一步保證本變速器有效工作;通過輔助電機驅動輔助電機軸帶動輔助齒輪 副牽制動力輸出軸的轉速，在剎車或減速時能起到輔助制動的作用，原理是:減速時或剎車 時，輔助電機驅動輔助電機軸W低于動力輸出軸的轉速轉動，并逐漸降低轉速，從而起到輔 助制動的作用(牽制動力輸出軸的轉速）。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型自動變速裝置的結構示意圖；
[0015] 圖2是基于圖1結構自動變速裝置中行星齒輪組的連接結構示意圖；
[0016] 圖3是本實用新型自動變速裝置的第二種結構示意圖；
[0017] 圖4是本實用新型自動變速裝置的第Ξ種結構示意圖；
[0018] 圖5是基于圖4結構自動變速裝置中行星齒輪組的連接結構示意圖；
[0019] 圖6是本實用新型自動變速裝置的第四種結構示意圖；
[0020] 圖7是準雙曲面齒輪副的連接結構示意圖；
[0021 ]圖8是蝸輪蝸桿齒輪副的連接結構示意圖。
[0022] 圖中1動力輸入軸、2倒退檔齒輪、3同步器、4變速手柄、5前進檔齒輪、6殼體、7齒 圈、8第二齒輪、9行星輪、10行星架、11齒輪副中的被動齒輪、12離合器、13動力裝置、14齒輪 副中的主動齒輪、15電機、16電機軸、17太陽輪、18動力輸出軸、19導動輪、20第一齒輪、21齒 圈的外曬合齒牙、22偏置間距、23輔助齒輪副中的被動齒輪、24輔助電機、25輔助電機軸、26 輔助齒輪副中的主動齒輪。
【具體實施方式】
[0023] 自動變速裝置（自動變速器），包括殼體，殼體6上裝有轉動連接的動力輸入軸1、動 力輸出軸18、電機軸16,與動力輸入軸連接的動力源是燃油發動機、電發動機等動力裝置 13,動力裝置與動力輸入軸之間可安裝離合器12,電機軸的延伸端與電機15的動力輸出端 固連，在動力輸入軸上依次裝有前進檔齒輪5、同步器3和倒退檔齒輪2,其中前進檔齒輪和 倒退檔齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接;動力 輸出軸上裝有鍵連接的第一齒輪20、鍵連接的太陽輪17和轉動連接的行星架10,其中第一 齒輪與倒退檔齒輪為曬合連接，行星架上裝有若干個活動連接的行星輪9，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,齒圈與前進檔齒輪曬合連接或通 過第二齒輪8與前進檔齒輪曬合連接，行星架與電機軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒 輪14與電機軸鍵連接，齒輪副中的被動齒輪11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。
[0024] 所述的殼體上裝有輔助電機軸25和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪26與輔 助電機軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪23與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪 副是準雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副，輔助電機軸的延伸端與輔助電機24的動力輸出端 固連。
[0025] 所述的行星齒輪組，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曬合齒牙曬合連接、另 一圓周端與太陽輪的外曬合齒牙曬合連接。
[0026] 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。
[0027] 所述的同步器為現有成熟技術部件，用于將動力輸入軸的動力選擇性輸送給前進 檔齒輪或倒退檔齒輪
[0028] 所述的前進檔齒輪、同步器、倒退檔齒輪組成換擋機構，其中的同步器可W由變速 手柄4推動，也可由電子控制機構推動，當同步器向前進檔齒輪方向滑動至止點時與前進檔 齒輪動力傳遞連接，當同步器向倒退檔齒輪方向滑動至止點時與倒退檔齒輪動力傳遞連 接。
[0029] 圖1至圖6展示了四種不同結構的第二齒輪與齒圈的曬合方式，圖1、圖2中，第二齒 輪一側固連有導動輪19,第二齒輪通過導動輪與前進檔齒輪動力連接，第二齒輪與齒圈的 內曬合齒牙曬合連接，第二齒輪和導動輪的輪軸安裝在殼體上，用于將前進檔齒輪的動力 傳遞給齒圈；圖3中第二齒輪的外曬合齒牙與前進檔齒輪曬合，第二齒輪套在齒圈的外圓面 延伸端上并與齒圈固連，第二齒輪、齒圈、動力輸出軸的軸線共軸，用于將前進檔齒輪的動 力傳遞給齒圈；圖4、圖5中，前進檔齒輪直接與齒圈的外曬合齒牙21曬合連接，優點是結構 緊湊，重量輕，圖6中，第二齒輪套裝在齒圈的延伸部上，并與齒圈的延伸部通過鍵槽和鍵固 連，用于將前進檔齒輪的動力傳遞給齒圈，所述的殼體上裝有輔助電機軸和輔助齒輪副，輔 助齒輪副中的主動齒輪與輔助電機軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒輪與齒圈同軸、并與 齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
[0030] 本實用新型自動變速裝置利用行星齒輪和變換動力源來實現多樣的前進轉換和 倒退轉換，倒退轉換也可W像前進轉換的方式操控。動力輸出軸也可W用多種附加裝置來 實現多樣的動力。
[0031] 本實用新型自動變速裝置可W不用離合器和其它的制動裝置，利用變速動力源實 現變速和制動，結構簡單價格便宜。從高檔位向低檔位轉換時，動力從變速動力源傳動到行 星齒輪組，微小的動力源也可W實現變速，即變速動力源用小的旋轉力也可W實現變速;每 次換擋時不會對車輛和駕駛者產生沖擊；
[0032] 本實施例中行星齒輪組由中間的太陽齒輪、兩側連接的多個行星齒輪、最外圈的 齒圈組成，可根據某個齒輪的固定和轉動，可W實現減速和加速，前進和倒退。不需要多個 級別的檔位，只設置前進檔和倒退檔即可，操作簡單。
[0033] 當駕駛者想要加大輸出軸扭矩，減少轉速的時候，通過電機驅動電機軸帶動準雙 曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副使行星架(CARRIER)向齒圈的同方向旋轉，通過加大行星架 的轉速，達到減少轉速的目的。
[0034] 行星輪和齒圈曬合，在齒圈內繞曬合的太陽輪旋轉，從齒圈輸入的扭矩傳動到與 輸出軸鍵連接的太陽輪上，根據行星架(CARRIER)的旋轉、行星輪和齒圈的旋轉，運時動力 輸出軸的扭矩增加，獲得低轉速的動力特性。
[0035] 當駕駛者想要減少輸出軸扭矩，增加轉速的時候，通過電機驅動電機軸帶動準雙 曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副使行星架(CARRIER)向齒圈的同方向旋轉，通過減少行星架 的轉速，達到增加轉速的目的。
[0036] 行星輪和齒圈曬合，在齒圈內繞曬合的太陽輪旋轉，從齒圈輸入的扭矩傳動到與 輸出軸鍵連接的太陽輪上，根據行星架(CARRIER)的旋轉、行星輪和齒圈的旋轉，運時動力 輸出軸的扭矩減少，獲得高轉速的動力特性。
[0037] 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22大于30毫米。
[0038] 電機和輔助電機是AC電機、DC電機、油壓電機等減速電機中的一種。
[0039] 本實用新型自動變速裝置的擴展功能：
[0040] 1、適合當做汽車的變速器使用，將汽車發動機的動力輸出給動力輸入軸即可。
[0041 ] 2、整合在老式汽車變速機構中時，同步器由電子控制機構操作。
[0042] 3、利用汽車動力傳遞裝置(CAR RIIER)內部的主動齒輪的空轉及自轉同步驅動產 生變速比來區分變速制動裝置是機械式變速制動或是根據自動變速箱控制單元(TCU)的變 速制動裝置。在電控手、自動擋中，每個檔位的變速要求都要由自動變速箱控制單元傳送電 子信號，而汽車上所有電控設備操作的實施或信息都要先存儲到車載電腦巧CU)內，自動變 速箱控制單元通過電子控制單元化lectronic Control Unit)與變速器控制單元 (Transmission Control化it)進行信息連接，從而利用車載電腦化CU)內預設的程序，設 定、控制及調整自動變速的時機。
[0043] 行星齒輪是當今社會中被廣泛使用在工業及汽車領域中的旋轉力轉換裝置。行星 齒輪通過動力源傳動的旋轉力和旋轉速傳達到輸出軸，根據改變傳動比，滿足不同條件對 牽引力的需要，滿足可能的行駛速度要求。本次提交的行星齒輪方案比現有動力傳動方式 更高效、簡單、實用。
[0044] 行星齒輪組由太陽輪、行星輪(又稱衛星輪）、行星架和齒圈組成。行星輪通過齒圈 輸入行星輪輸出或行星輪輸入齒圈輸出，根據齒圈、可W實現輸入軸與輸出軸脫離剛性傳 動關系、輸入與輸出軸傳動比變化，3至6個行星齒輪組合和變速離合器組合可W實現多樣 齒輪比和旋轉方向。
[0045] 本實用新型特別是在汽車變速器和電動汽車上使用，比現有的變速裝置體積相應 變小，旋轉力加大因此有很大的提高和效率，具有降低車輛的總體重量和價格上的優勢。
【主權項】
1. 自動變速裝置，其特征在于:殼體上裝有轉動連接的動力輸入軸、動力輸出軸、電機 軸，在動力輸入軸上依次裝有前進檔齒輪、同步器和倒退檔齒輪，其中前進檔齒輪和倒退檔 齒輪與動力輸入軸為活動連接，同步器在動力輸入軸上為軸向滑動式鍵連接;動力輸出軸 上裝有鍵連接的第一齒輪、鍵連接的太陽輪和轉動連接的行星架，其中第一齒輪與倒退檔 齒輪為嚙合連接，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，齒圈與前進檔齒輪嚙合連接或通過第二齒輪與前 進檔齒輪嚙合連接，行星架與電機軸之間裝有齒輪副，齒輪副中的主動齒輪與電機軸鍵連 接，齒輪副中的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所述的自動變速裝置，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大于30毫米。3. 根據權利要求1或2所述的自動變速裝置，其特征在于:所述的殼體上裝有輔助電機 軸和輔助齒輪副，輔助齒輪副中的主動齒輪與輔助電機軸鍵連接，輔助齒輪副中的被動齒 輪與齒圈同軸、并與齒圈固連，所述的輔助齒輪副是準雙曲面齒輪副或蝸輪蝸桿齒輪副。
【文檔編號】F16H3/30GK205429972SQ201620106471
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】李振魯
【申請人】李振魯