專利名稱：用于自動變速箱的六前三倒行星變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種用于自動變速箱中的行星變速器，具體是一種具有六個前進(jìn)檔和 三個倒檔的行星變速器。
背景技術(shù)：
自動變速箱的變速機構(gòu)改變液力變矩器輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩，將改變后的轉(zhuǎn)速和扭 矩通過輸出軸輸出。眾所周知，對于手動變速箱來說，檔位過多會導(dǎo)致駕駛員疲于頻繁換 檔，但是自動變速箱的換檔不需要駕駛員手動操作，因此，自動變速箱的檔位越多，傳動比 系列越易被優(yōu)化，其動力性能和燃油經(jīng)濟性越好，所以，盡量利用投資費用實現(xiàn)較多的檔 位。當(dāng)確定了傳動比系列時，選擇好的傳動簡圖是一項很重要的工作，這是因為變速 器的效率、尺寸和可靠性在很大程度上取決于傳動簡圖。目前四個前進(jìn)檔和五個前進(jìn)檔的行星變速器已經(jīng)被運用于車輛之中，最近國內(nèi)外 科技工作者正在研究六個前進(jìn)檔的行星變速器，例如美國2006年3月23日發(fā)布的專利 US2006/0063635A1。此專利中的行星變速器結(jié)合C3和Bl實現(xiàn)1檔，結(jié)合C3和B2實現(xiàn)2 檔，結(jié)合C3和Cl實現(xiàn)3檔，結(jié)合C3和C2實現(xiàn)4檔，結(jié)合Cl和C2實現(xiàn)5檔，結(jié)合C2和B2 實現(xiàn)6檔，結(jié)合Cl和Bl實現(xiàn)倒檔；合計使用了 4個行星排和6個操縱件；其缺點是行星 排數(shù)量較多，使得變速器整體尺寸大，耗油，并且機械效率低；同時行星輪相對轉(zhuǎn)速較高，使 得對結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料的要求高，價格較貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，能夠利用較少 的行星排來實現(xiàn)六個前進(jìn)擋，并且使行星輪相對轉(zhuǎn)速較低。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，其中，所述的 變速器由兩個簡單行星排和一個復(fù)合行星排組成，具有6個操縱件；第一個簡單行星排由一排齒圈R1、一排行星架PC1、一排太陽輪Sl和一排行星輪 Pl組成，一排行星輪Pl同時和一排齒圈R1、一排太陽輪Sl嚙合，一排行星架PCl支撐一排 行星輪Pl ；第二個簡單行星排由二排齒圈R2、二排行星架PC2、二排太陽輪S2和二排行星輪 P2組成，二排行星輪P2同時和二排齒圈R2、二排太陽輪S2嚙合，二排行星架PC2支撐二排 行星輪P2;復(fù)合排由復(fù)合排太陽輪S3、復(fù)合排行星架PC3、復(fù)合排小齒圈R3、復(fù)合排大齒圈 R4、復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4組成，行星架PC3支撐行星輪P3和行星輪P4， 行星輪P3和行星輪P4相互嚙合；輸入軸①用1個軸承支撐在變速器殼體上，一排行星架PC 1和二排行星架PC2都 采用2個軸承支撐在輸入軸①上，輸入軸①還與一排太陽輪Si、二排太陽輪S2和離合器CH的外榖緊固連接；離合器CH的內(nèi)榖同時與制動器CR的內(nèi)榖以及一排行星架PCl連接，制動器CR的 外榖固定安裝在變速器殼體上；一排行星輪Pl安裝在一排行星架PCl之中，一排太陽輪Sl和一排行星輪Pl相嚙 合，一排行星輪Pl與一排大齒圈Rl嚙合，一排大齒圈Rl與二排行星架PC2固定連接，二排行星輪P2安裝在二排行星架PC2之中，二排太陽輪S2和二排行星輪P2相嚙 合，二排行星輪P2與二排大齒圈R2嚙合，二排大齒圈R2與制動器CL的內(nèi)榖為一體，制動 器CL的外榖固定安裝在變速器殼體上；二排行星架PC2通過傳動盤和復(fù)合排小齒圈R3固定連接，傳動盤采用兩個花鍵連 接來實現(xiàn)，連接在變速器殼體上的支撐臂對傳動盤實現(xiàn)支撐；復(fù)合排小齒圈R3和復(fù)合排長行星輪P3嚙合；復(fù)合排大齒圈R4和復(fù)合排短行星輪 P4嚙合，復(fù)合排大齒圈R4和制動器Cl的內(nèi)榖固定連接，復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星 輪P4安裝在復(fù)合排行星架PC3之中，復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排長行星輪P3相嚙合，復(fù)合排太陽輪S3和離合器C3的 外榖固連，并且通過軸承支撐在殼體上；復(fù)合排行星架PC3與離合器C3的內(nèi)榖固連，并且通 過軸承支撐在殼體上，制動器C2的外榖與殼體固連，制動器C2的內(nèi)榖與離合器C3的外榖為一體；輸出軸②和復(fù)合排行星架PC3緊固連接。如上所述的一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，其中，各個行星排的內(nèi)傳動比，即相嚙合的齒輪的齒數(shù)比分別為復(fù)合排大齒圈R4與復(fù)合排小齒圈R3 :ZE4/ZE3 = 1. 065，復(fù)合排小齒圈R3與復(fù)合排太陽輪S3 :ZE3/ZS3 = 2. 265，二排齒圈R2與二排太陽輪S2 :Z^S2 =2-111一排齒圈 Rl 與二排太陽輪 Sl :ZE1/ZS1 = 2. 852。本發(fā)明的優(yōu)點簡化了傳動簡圖，減少了自動變速箱的尺寸，減輕了變速箱的重量， 降低了制造費用。本發(fā)明能夠以3個行星排實現(xiàn)六個前進(jìn)檔和三個倒檔。此行星變速器由兩個簡單 排和一個復(fù)合排組成，用六個操縱件(兩個離合器、四個制動器)將每個排的基本構(gòu)件(齒 圈、行星架和太陽輪)與輸入輸出軸(或箱體)直接或間接連接。同時，前進(jìn)擋Dl到前進(jìn)擋D2、前進(jìn)擋D2到前進(jìn)擋D3、前進(jìn)擋D4到前進(jìn)擋D5、前進(jìn) 擋D5到前進(jìn)擋D6的切換只需要動作一個操縱件，易于設(shè)計換檔控制器。本發(fā)明所提供的變速器行星輪相對轉(zhuǎn)速較低，易于結(jié)構(gòu)設(shè)計。


圖1為用于自動變速箱的行星變速器的簡圖；圖2為行星變速器中各基本構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)速平面圖；圖3為一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器的實際結(jié)構(gòu)圖。其中，Rl —排齒圈、PCl —排行星架、Sl —排太陽輪、Pl —排行星輪、R2 二排齒圈、PC2 二排行星架、S2 二排太陽輪、P2 二排行星輪、S3復(fù)合排太陽輪、PC3復(fù)合排行星架、R3 復(fù)合排小齒圈、R4復(fù)合排大齒圈、P3復(fù)合排長行星輪、P4復(fù)合排短行星輪、操縱件CL、Cl、 C2和CR為制動器，操縱件CH和C3為離合器；①輸入軸，②輸出軸，③二排齒圈R2和制動器CL，④一排行星架PCl和制動器CR， ⑤復(fù)合排太陽輪S3，⑥復(fù)合排大齒圈R4和制動器Cl，⑦復(fù)合排小齒圈R3與二排行星架 PC2，⑧離合器CH，⑨離合器C3 ；圖3中的1、2、4、8即圖1中的①、②、④、⑧。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明如圖1所示，此圖描述了行星變速器的具體方案，它由兩個簡單行星排和一個復(fù) 合行星排組成，具有6個操縱件，此行星變速器可以實現(xiàn)6個前進(jìn)檔和3個倒檔。第一個簡單行星排由一排齒圈R1、一排行星架PC1、一排太陽輪Sl和一排行星輪 Pl組成，一排行星輪Pl同時和一排齒圈R1、一排太陽輪Sl嚙合，一排行星架PCl支撐一排 行星輪Pl。第二個簡單行星排由二排齒圈R2、二排行星架PC2、二排太陽輪S2和二排行星輪 P2組成，二排行星輪P2同時和二排齒圈R2、二排太陽輪S2嚙合，二排行星架PC2支撐二排 行星輪P2。復(fù)合排由復(fù)合排太陽輪S3、復(fù)合排行星架PC3、復(fù)合排小齒圈R3、復(fù)合排大齒圈 R4、復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4組成，行星架PC3支撐行星輪P3和行星輪P4， 行星輪P3和行星輪P4相互嚙合。在此行星變速器中，操縱件CL、Cl、C2和CR為制動器，操縱件CH和C3為離合器；為了方便說明，將轉(zhuǎn)動部件依次定義為輸入軸①，輸出軸②，二排齒圈R2和制動 器CL③，一排行星架PCl和制動器CR④，復(fù)合排太陽輪S3⑤，復(fù)合排大齒圈R3和制動器 Cl⑥，復(fù)合排小齒圈R4與二排行星架PC2⑦，離合器CH⑧，離合器C3⑨。輸入軸①用1個軸承支撐在變速器殼體上，一排行星架PC 1和二排行星架PC2都 采用2個軸承支撐在輸入軸①上，輸入軸①還與一排太陽輪Si、二排太陽輪S2和離合器CH 的外榖緊固連接；離合器CH的內(nèi)榖同時與制動器CR的內(nèi)榖以及一排行星架PCl連接，制動器CR的 外榖固定安裝在變速器殼體上；一排行星輪Pl安裝在一排行星架PCl之中，一排太陽輪Sl和一排行星輪Pl相嚙 合，一排行星輪Pl與一排大齒圈Rl嚙合，一排大齒圈Rl與二排行星架PC2固定連接，二排行星輪P2安裝在二排行星架PC2之中，二排太陽輪S2和二排行星輪P2相嚙 合，二排行星輪P2與二排大齒圈R2嚙合，二排大齒圈R2與制動器CL的內(nèi)榖為一體，制動 器CL的外榖固定安裝在變速器殼體上；二排行星架PC2通過傳動盤和復(fù)合排小齒圈R3固定連接，傳動盤采用兩個花鍵連 接來實現(xiàn)，連接在變速器殼體上的支撐臂對傳動盤實現(xiàn)支撐；復(fù)合排小齒圈R3和復(fù)合排長行星輪P3嚙合；復(fù)合排大齒圈R4和復(fù)合排短行星輪 P4嚙合，復(fù)合排大齒圈R4和制動器Cl的內(nèi)榖固定連接，復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4安裝在復(fù)合排行星架PC3之中，復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排長行星輪P3相嚙合，復(fù)合排太陽輪S3和離合器C3的 外榖固連，并且通過軸承支撐在殼體上；復(fù)合排行星架PC3與離合器C3的內(nèi)榖固連，并且通 過軸承支撐在殼體上，制動器C2的外榖與殼體固連，制動器C2的內(nèi)榖與離合器C3的外榖為一體；輸出軸②和復(fù)合排行星架PC3緊固連接，圖1中各個行星排的內(nèi)傳動比，即相嚙合的齒輪的齒數(shù)比分別為復(fù)合排大齒圈R4與復(fù)合排小齒圈R3 :ZE4/ZE3 = 1. 065，復(fù)合排小齒圈R3與復(fù)合排太陽輪S3 :ZE3/ZS3 = 2. 265，二排齒圈R2與二排太陽輪S2=2-111一排齒圈 Rl 與二排太陽輪 Sl :ZE1/ZS1 = 2. 852。以下是各個檔位實現(xiàn)的說明，Dl D6為前進(jìn)檔，Rl R3為后退檔(1)結(jié)合操縱件制動器CL和制動器Cl實現(xiàn)Dl檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過二排太陽輪S2將動力傳送給二排行星架PC2， 二排行星架PC2和復(fù)合排小齒圈R3為一體；復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到復(fù)合排短行星 輪P4和復(fù)合排行星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；(2)結(jié)合操縱件制動器CL和制動器C2實現(xiàn)D2檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過二排太陽輪S2將動力傳送給二排行星架PC2， 二排行星架PC2和復(fù)合排小齒圈R3為一體；復(fù)合排小齒圈R3將動力依次傳送到復(fù)合排長 行星輪P3和復(fù)合排行星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；此時，在制動器C2的作用下，復(fù) 合排太陽輪S3固定，不旋轉(zhuǎn)；(3)結(jié)合操縱件制動器CL和離合器C3實現(xiàn)D3檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過二排太陽輪S2將動力傳送給二排行星架PC2， 二排行星架PC2和復(fù)合排小齒圈R3為一體，此時離合器C3將復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排 行星架PC3連接為一體，復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排行星架 PC3，最后由輸出軸②輸出動力；(4)結(jié)合操縱件離合器CH和制動器Cl實現(xiàn)D4檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星架PC1，此時離合器CH 將Sl和PCl連接為一體，動力由一排行星架PCl傳送到一排行星輪P1、一排齒圈R1、二排 行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到復(fù)合排短行星輪P4和復(fù)合排 行星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；(5)結(jié)合操縱件離合器CH和制動器C2實現(xiàn)D5檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星架PC1，此時離合器CH 將一排太陽輪Si和一排行星架PCl連接為一體，動力由一排行星架PCl傳送到一排行星輪 P1、一排齒圈R1、二排行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，復(fù)合排小齒圈R3將動力依次傳送到復(fù) 合排長行星輪P3和復(fù)合排行星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；此時，在制動器C2的作 用下，復(fù)合排太陽輪S3固定，不旋轉(zhuǎn)；(6)結(jié)合操縱件CH和C3實現(xiàn)D6檔，
動力通過輸入軸①輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星架PC1，此時離合器CH 將一排太陽輪Si和一排行星架PCl連接為一體，動力由一排行星架PCl傳送到一排行星輪 P1、一排齒圈R1、二排行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，此時離合器C3將復(fù)合排太陽輪S3和復(fù) 合排行星架PC3連接為一體，復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排行 星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；(7)結(jié)合操縱件制動器CR和制動器Cl實現(xiàn)Rl檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星輪P1、一排齒圈R1、二 排行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，制動器CR將一排行星架PCl和變速器殼體固定連接，Rl的 旋轉(zhuǎn)方向改變，實現(xiàn)倒檔；復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到P4和行星架PC3，最后由輸出軸 ②輸出動力；(8)結(jié)合操縱件制動器CR和制動器C2實現(xiàn)R2檔，動力通過輸入軸①輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星輪P1、一排齒圈R1、二 排行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，復(fù)合排小齒圈R3將動力依次傳送到復(fù)合排長行星輪P3和 復(fù)合排行星架PC3，最后由輸出軸②輸出動力；此時，復(fù)合排太陽輪S3固定，不旋轉(zhuǎn)；(9)結(jié)合操縱件制動器CR和離合器C3實現(xiàn)R3檔。動力通過輸入軸輸入，然后通過一排太陽輪Si、一排行星輪P1、一排齒圈R1、二排 行星架PC2、復(fù)合排小齒圈R3，此時離合器C3將復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排行星架PC3連接 為一體，復(fù)合排小齒圈R3將動力傳送到復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排行星架PC3，最后由輸出 軸②輸出動力；如上所述的設(shè)計方案可以得到圖2所示的行星變速器中各基本構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)速 平面圖，圖2中可以直觀的得到各個構(gòu)件在各檔位中的相對轉(zhuǎn)速，圖2根據(jù)圖1所示的方案 以及上述內(nèi)傳動比即可以得到，此為本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識；并且可以直接設(shè)計出具有如表1所示的性能的變速器，同時，在達(dá)到此性能的情 況下，設(shè)計出來的變速器如表2和表3所示，具有較低的相對轉(zhuǎn)速和較小的相對力矩。檔位 R3在實際使用時較少應(yīng)用，所以沒有給出數(shù)據(jù)。表1為行星變速器檔位和傳動比，此圖描述了實現(xiàn)各個檔位所需要結(jié)合的操縱 件，同時給出了檔位之間的階比。表2為行星變速器相對轉(zhuǎn)速，此圖描述了構(gòu)件在各個檔位時的相對轉(zhuǎn)速。表3為行星變速器相對力矩，此圖描述了構(gòu)件在各個檔位時的相對力矩。表1行星變速器檔位及傳動比
權(quán)利要求
一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，其特征在于所述的變速器由兩個簡單行星排和一個復(fù)合行星排組成，具有6個操縱件；第一個簡單行星排由一排齒圈R1、一排行星架PC1、一排太陽輪S1和一排行星輪P1組成，一排行星輪P1同時和一排齒圈R1、一排太陽輪S1嚙合，一排行星架PC1支撐一排行星輪P1；第二個簡單行星排由二排齒圈R2、二排行星架PC2、二排太陽輪S2和二排行星輪P2組成，二排行星輪P2同時和二排齒圈R2、二排太陽輪S2嚙合，二排行星架PC2支撐二排行星輪P2；復(fù)合排由復(fù)合排太陽輪S3、復(fù)合排行星架PC3、復(fù)合排小齒圈R3、復(fù)合排大齒圈R4、復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4組成，行星架PC3支撐行星輪P3和行星輪P4，行星輪P3和行星輪P4相互嚙合；輸入軸①用1個軸承支撐在變速器殼體上，一排行星架PC1和二排行星架PC2都采用2個軸承支撐在輸入軸①上，輸入軸①還與一排太陽輪S1、二排太陽輪S2和離合器CH的外榖緊固連接；離合器CH的內(nèi)榖同時與制動器CR的內(nèi)榖以及一排行星架PC1連接，制動器CR的外榖固定安裝在變速器殼體上；一排行星輪P1安裝在一排行星架PC1之中，一排太陽輪S1和一排行星輪P1相嚙合，一排行星輪P1與一排大齒圈R1嚙合，一排大齒圈R1與二排行星架PC2固定連接，二排行星輪P2安裝在二排行星架PC2之中，二排太陽輪S2和二排行星輪P2相嚙合，二排行星輪P2與二排大齒圈R2嚙合，二排大齒圈R2與制動器CL的內(nèi)榖為一體，制動器CL的外榖固定安裝在變速器殼體上；二排行星架PC2通過傳動盤和復(fù)合排小齒圈R3固定連接，傳動盤采用兩個花鍵連接來實現(xiàn)，連接在變速器殼體上的支撐臂對傳動盤實現(xiàn)支撐；復(fù)合排小齒圈R3和復(fù)合排長行星輪P3嚙合；復(fù)合排大齒圈R4和復(fù)合排短行星輪P4嚙合，復(fù)合排大齒圈R4和制動器C1的內(nèi)榖固定連接，復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4安裝在復(fù)合排行星架PC3之中，復(fù)合排太陽輪S3和復(fù)合排長行星輪P3相嚙合，復(fù)合排太陽輪S3和離合器C3的外榖固連，并且通過軸承支撐在殼體上；復(fù)合排行星架PC3與離合器C3的內(nèi)榖固連，并且通過軸承支撐在殼體上，制動器C2的外榖與殼體固連，制動器C2的內(nèi)榖與離合器C3的外榖為一體；輸出軸②和復(fù)合排行星架PC3緊固連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，其特征在于 各個行星排的內(nèi)傳動比，即相嚙合的齒輪的齒數(shù)比分別為復(fù)合排大齒圈R4與復(fù)合排小齒圈R3 :ZE4/ZE3 = 1. 065， 復(fù)合排小齒圈R3與復(fù)合排太陽輪S3 :ZE3/ZS3 = 2. 265，二排齒圈R2與二排太陽輪S2 :Zr2/z^ =2.111，一排齒圈Rl與二排太陽輪Sl :ZE1/ZS1 = 2. 852。全文摘要
本發(fā)明屬于一種行星變速器，具體是一種用于自動變速箱的六前三倒行星變速器，目的是利用較少的行星排來實現(xiàn)六個前進(jìn)擋。其中，所述的變速器由兩個簡單行星排和一個復(fù)合行星排組成，具有6個操縱件；第一個簡單行星排由一排齒圈R1、一排行星架PC1、一排太陽輪S1和一排行星輪P1組成；第二個簡單行星排由二排齒圈R2、二排行星架PC2、二排太陽輪S2和二排行星輪P2組成；復(fù)合排由復(fù)合排太陽輪S3、復(fù)合排行星架PC3、復(fù)合排小齒圈R3、復(fù)合排大齒圈R4、復(fù)合排長行星輪P3、復(fù)合排短行星輪P4組成。本發(fā)明優(yōu)點是3個行星排實現(xiàn)六個前進(jìn)檔和三個倒檔，檔位之間的切換只需要動作一個操縱件，變速器行星輪相對轉(zhuǎn)速較低。
文檔編號F16H3/62GK101956793SQ200910161319
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者劉寶鐸, 周廣明, 尹華兵, 張鶴, 李洪武, 潛波, 王明成, 程燕, 許晉, 趙欣源 申請人:中國北方車輛研究所