CN107023615A - 一种行星齿轮变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是用于机动车的行星齿轮变速器，包括两个旋转方向相反的动力输入端，齿圈动力输入端,行星架动力输入端，齿圈动力输入端通过齿圈离合器驱动齿圈，行星架动力输入端通过行星架离合器驱动行星架，齿圈与行星齿轮驱动太阳轮输出动力。根据本发明，分别控制行星架、齿圈的旋转或静止，以改变太阳轮的转速及旋转方向，较现有的行星齿轮变速器结构简单。

Description

一种行星齿轮变速器
技术领域
本发明涉及变速器，特别涉及一种用于机动车的行星齿轮变速器。
背景技术
在现有技术中，变速器广泛用于机床、车辆和其他需要变速的机器上。变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置；又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，传动机构大多采用普通齿轮传动，也有用行星齿轮传动；行星齿轮传动变速可用自动器控制变速。传统的行星齿轮变速器使用的是辛普森式行星齿轮变速器或拉维奈尔赫式行星齿轮变速器，而上述两种行星齿轮变速器结构较为复杂，体积大，质量大，一旦出现故障修复难度大，且其制造成本较高。平行轴自动变速器，需要多个离合器，每一个档位需要一个离合器，以四速变速器加一个倒档为例，即需要多达五个离合器。
因此，需要提供一种相对于上述行星齿轮变速器体积更小、结构简单的行星齿轮变速器从而降低行星齿轮变速器的制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有行星齿轮变速器存在的不足，提供了一种行星齿轮变速器，其结构简单、体积小、制造成本低。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案在于：
一种行星齿轮变速器，其特征在于：包括齿圈1、行星架2、至少一个太阳轮3、至少一组行星齿轮5、齿圈动力输入端111、行星架动力输入端211、动力输出轴6，动力源8驱动齿圈动力输入端111、行星架动力输入端211，两动力输入端旋转方向相反，动力通过所述太阳轮3带动动力输出轴6输出。
进一步的，所述齿圈1通过所述齿圈离合器11与所述齿圈动力输入端111连接，齿圈动力输入端111驱动齿圈1，所述齿圈1通过齿圈可控超越离合器12与所述变速器壳体9相连，所述行星架2通过所述行星架离合器21与所述行星架动力输入端211连接，行星架动力输入端211驱动行星架2，所述行星架2通过所述行星架可控超越离合器22与所述变速器壳体9相连，所述太阳轮3安装在行星架2上的中轴线上，与行星齿轮5啮合。
进一步的，还包括齿圈与行星架之间超越离合器4，所述行星架2通过所述齿圈与行星架之间超越离合器4与所述齿圈1连接。
进一步的，所述行星齿轮5通过行星齿轮与行星架之间超越离合器41与行星架2连接。
进一步的，所述行星齿轮变速器，还包括行星齿轮制动器7和制动销71，所述行星齿轮5上设有制动槽51，所述制动销71通过行星齿轮制动器7***所述制动槽51中时，所述行星齿轮5相对于所述行星架2固定，行星齿轮机构自锁。
进一步的，所述的一种行星齿轮变速器，齿圈1与两组齿数不同、大小不同，安装在一个行星架2上的的行星齿轮啮合，两组行星齿轮分别啮合两个齿数不同、大小不同的太阳轮，小行星齿轮52啮合大太阳轮32，大行星齿轮53啮合小太阳轮33，大太阳轮32通过输出轴超越离合器62与输出轴(6)连接，小太阳轮(33)通过输出轴离合器(63)与输出轴(6)连接。
本发明的优点在于：
1.本发明通过简化行星齿轮变速器的结构，达到减小行星齿轮变速器的体积，减轻重量，降低制造成本的效果；
2.本发明结构简单，零部件少，减小了变速器发生故障的概率，大大降低维修成本；
3.本发明操作简单，既可以手动操作档位的切换，也可以配合电子***实现自动变速。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图中：
图1为优选实施例仅有一个太阳轮的行星变速器动力传动机构示意图；
图2为优选实施例有两个太阳轮的行星变速器动力传动机构示意简图；
图3为优选实施例仅有一个太阳轮的行星变速器的立体分解图；
图4为行星齿轮制动器立体图；
图5为动力输入端与输出轴垂直布置时的动力输入端立体图；
图6为动力输入端与输出轴水平布置时的动力输入端立体图；
图7为优选实施例有两组行星齿轮变速器的右视图；
图8为优选实施例有两组行星齿轮变速器中太阳轮的立体分解图；
图9为优选实施例有两组行星齿轮变速器中行星架及行星齿轮的立体分解图。
图中：
1：齿圈 2：行星架 3：太阳轮
4：齿圈与行星架之间超越离合器 41：行星齿轮与行星架之间超越离合器
5：行星齿轮 6：动力输出轴 7：行星齿轮制动器 8：动力源
11：齿圈离合器 12：齿圈可控超越离合器 21：行星架离合器
22：行星架可控超越离合器 51：制动槽 71：制动销
81：惰齿轮 9：变速箱壳体 52：小行星齿轮 53：大行星齿轮
111：齿圈动力输入端 211：行星架动力输入端 32：大太阳轮
33：小太阳轮 62：输出轴超越离合器 63：输出轴离合器
具体实施方式
为进一步阐述本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
优选实施例一：
本实施例，用以实现前进四挡，倒退一挡的变速箱结构。
请参见图1、图3、图4、图5，以行星齿轮变速器有一个太阳轮3、动力输源8与动力输出轴6垂直布置为例，动力源8同时驱动齿圈动力输入端111和行星架动力输入端211，两个动力输入端旋转方向相反。齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1连接，行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2连接，动力输出轴6与太阳轮3连接输出动力，太阳轮3与行星齿轮5啮合，输出动力。若定义行星架2的旋转方向为正向，齿圈1的旋转方向为反向。
行星架2通过一个行星架可控超越离合器22与变速器壳体9连接，行星架可控超越离合器22与行星架2结合时，行星架2可以正向旋转，不能反向旋转，行星架可控超越离合器22分离时，行星架2可以正反向自由旋转。
齿圈1通过一个齿圈可控超越离合器12与变速器壳体9连接，齿圈可控超越离合器12结合时，齿圈1可以反向旋转，不可正向旋转，齿圈可控超越离合器12分离时，齿圈可以正反向自由旋转。
行星架2与齿圈1之间设有一个齿圈与行星架之间超越离合器4，齿圈1可以相对行星架2反向旋转，但齿圈1不能相对行星架2正向旋转。或将行星齿轮与行星架之间超越离合器41设置在行星齿轮5与行星架2之间，行星齿轮只能单向旋转。
行星架2上安装一个行星齿轮制动器7，行星齿轮制动器7与行星齿轮5结合时，行星齿轮5与行星架2相对固定，行星齿轮5不能旋转，行星齿轮制动器7与行星齿轮5分离时，行星齿轮5可以自由旋转，亦可以使用离合器控制行星齿轮的旋转与固定。
若定义齿圈1的齿数为Z1，太阳轮3的齿数为Z2。
当行星架离合器21、齿圈离合器11分别与行星架2及齿圈1分离，太阳轮3无动力输出，可以自由转动，此时行星齿轮变速器处于空档。
当行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2结合，齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1分离，齿圈可控超越离合器12与齿圈1分离，动力通过行星架2输入，此时行星架2正向旋转，太阳轮3有负载的情况下，趋向于静止，齿圈1趋向于正向旋转，且齿圈1转速趋向大于行星架2的转速，由于齿圈与行星架之间超越离合器4的作用，齿圈1正向旋转速度无法大于行星架2，故齿圈1同步于行星架2正向旋转，齿圈1与行星架2同步时，整个行星齿轮机构自锁。如不安装齿圈与行星架之间超越离合器4，则安装行星齿轮与行星架之间超越离合器41，使行星齿轮5相对行星架2可以反向旋转，不可正向旋转。当齿圈1相对行星架2趋向于正向旋转时，行星齿轮5相对行星架2趋向于正向旋转，由于行星齿轮与行星架之间超越离合器41的作用，齿圈1正向旋转速度无法大于行星架2，整个行星齿轮机构自锁。以上情况下，行星架2、齿圈1、太阳轮3同步正向旋转，此时动力输入端与动力输出端传动比为1:1，此时行星齿轮变速器为一档。
当行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2分离，齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1结合，行星架可控超越离合器22与行星架2结合，行星架2只能正向旋转，但行星架2上没有动力输入，趋向于静止，动力通过齿圈1输入，齿圈1反向旋转，齿圈1旋转驱动行星齿轮5，行星齿轮5驱动太阳轮3正向旋转输出动力，此时动力输入端与动力输出端传动比为Z1：Z2，此时行星齿轮变速器为二档。
当行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2结合，齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1分离，齿圈可控超越离合器12与齿圈1结合，齿圈1只能反向旋转，但齿圈1没有动力输入，趋向于静止，动力通过行星架2输入，行星架2正向旋转，行星齿轮5自转，行星架2通过带动行星齿轮5公转驱动太阳轮正向旋转，此时动力输入端与动力输出端传动比为(Z1+Z2)：Z2，此时行星齿轮变速器为三档。
当行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2结合，齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1结合，行星架2正向旋转，齿圈1反向旋转，齿圈1旋转驱动行星齿轮5，同时行星架2旋转驱动行星齿轮5进行公转，行星齿轮5驱动太阳轮3正向旋转，此时动力输入端与动力输出端传动比为(Z1+Z1+Z2)：Z2，此时行星齿轮变速器为四档。
当行星架动力输入端211通过行星架离合器21与行星架2分离，齿圈动力输入端111通过齿圈离合器11与齿圈1结合，行星架可控超越离合器22与行星架2分离，行星架2可以正向反向自由旋转，此时制动销71通过行星齿轮制动器7***制动槽51中，行星齿轮5相对于行星架2固定，整个行星齿轮变速器自锁，齿圈1驱动行星架2及太阳轮3反向旋转，太阳轮3反向输出动力，此时动力输入端与动力输出端传动比为1:1，此时行星齿轮变速器为倒档。
齿圈1、行星架2及太阳轮3三者中，任何两者的相对固定，即导致整个行星齿轮结构的自锁。
优选实施例二：
请参见图6，以行星齿轮变速器有一个太阳轮3、动力源8与动力输出轴6平行布置为例，动力通过动力源8同时驱动齿圈动力输入端111及惰齿轮81，惰齿轮81与行星架动力输入端211啮合，此时行星架动力输入端211与齿圈动力输入端111的旋转方向相反，空档、一档、二档、三档、四档及倒档的操作方式与优选实施例一的方式相同。
优选实施例三：
本实施例，用以实现前进七挡，倒退一挡的变速箱结构。
请参见图2、图7及图8，优选行星齿轮变速器设有齿数较多的大太阳轮32及齿数较少的小太阳轮33，且在行星架2上分别间隔安装一组小行星齿轮52及一组大行星齿轮53，大行星齿轮53与小太阳轮33啮合，小行星齿轮52与大太阳轮32啮合，大太阳轮32通过输出轴超越离合器62与动力输出轴6连接，小太阳轮33通过输出轴离合器63与动力输出轴6连接。通过切换输出轴离合器63的结合与分离，在变速箱分别处于基础二档，三档，四档的情况下各切换出两档变速。实现前进七档，倒退一档。同时可以省略齿圈与行星架之间超越离合器4、行星齿轮与行星架之间超越离合器41。当变速器处于一挡时，行星架离合器21结合，正向旋转。输出轴离合器63结合，小太阳轮33与动力6输出轴固定，小太阳轮33相对大太阳轮32不能反向旋转，此时整个行星齿轮自锁，动力输出轴6与行星架2同步旋转。
当变速器处于基础二，三，四挡时，大太阳轮32，与小太阳轮33的转速不同，小太阳轮33转速较大太阳轮32高。当输出轴离合器63分离时，小太阳轮33空转，大太阳轮32通过输出轴超越离合器62带动动力输出轴6，输出转速较低。当输出轴离合器63结合时，大太阳轮32空转，小太阳轮33通过输出轴离合器63带动动力输出轴6，输出转速较高。当变速器处于二挡时，输出轴离合器63分离，变速器档位为二-1档。输出轴离合器63结合，变速器档位为二-2档，二-2挡的速度略高于二-1挡。同样的，在三挡、四挡位置，通过切换输出轴变速器63的分离与结合，可以切换出三-1挡、三-2挡、四-1挡、四-2挡。以此实现前进七档。
与优选实施例一相同的，切换倒挡时，制动大行星齿轮53，同时输出轴变速器63结合，整个行星齿轮自锁，小太阳轮33随齿圈1反向旋转，动力输出轴反向旋转。
太阳轮3中直接安装差速器。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种行星齿轮变速器，其特征在于：包括齿圈(1)、行星架(2)、至少一个太阳轮(3)、至少一组行星齿轮(5)、齿圈动力输入端(111)、行星架动力输入端(211)、动力输出轴(6)，动力源(8)驱动齿圈动力输入端(111)、行星架动力输入端(211)，两动力输入端旋转方向相反，动力通过所述太阳轮(3)带动动力输出轴(6)输出。
2.根据权利要求1所述的一种行星齿轮变速器，其特征在于：所述齿圈(1)通过所述齿圈离合器(11)与所述齿圈动力输入端(111)连接，齿圈动力输入端(111)驱动齿圈(1)，所述齿圈(1)通过齿圈可控超越离合器(12)与所述变速器壳体(9)相连，所述行星架(2)通过所述行星架离合器(21)与所述行星架动力输入端(211)连接，行星架动力输入端(211)驱动行星架(2)，所述行星架(2)通过所述行星架可控超越离合器(22)与所述变速器壳体(9)相连，所述太阳轮(3)安装在行星架(2)上的中轴线上，与行星齿轮(5)啮合。
3.根据权利要求2所述的一种行星齿轮变速器，其特征在于：还包括齿圈与行星架之间超越离合器(4)，所述行星架(2)通过所述齿圈与行星架之间超越离合器(4)与所述齿圈(1)连接。
4.根据权利要求2所述的一种行星齿轮变速器，其特征在于：所述行星齿轮(5)通过行星齿轮与行星架之间超越离合器(41)与行星架(2)连接。
5.根据权利要求2所述的一种行星齿轮变速器，其特征在于：还包括行星齿轮制动器(7)和制动销(71)，所述行星齿轮(5)上设有制动槽(51)，所述制动销(71)通过行星齿轮制动器(7)***所述制动槽(51)中时，所述行星齿轮(5)相对于所述行星架(2)固定，行星齿轮机构自锁。
6.根据权利要求1或2所述的一种行星齿轮变速器，其特征在于：齿圈(1)与两组齿数不同、大小不同，安装在一个行星架(2)上的的行星齿轮啮合，两组行星齿轮分别啮合两个齿数不同、大小不同的太阳轮，小行星齿轮(52)啮合大太阳轮(32)，大行星齿轮(53)啮合小太阳轮(33)，大太阳轮(32)通过输出轴超越离合器(62)与输出轴(6)连接，小太阳轮(33)通过输出轴离合器(63)与输出轴(6)连接。
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