CN114017475A - 一种变速装置、变速器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速装置、变速器及车辆，涉及变速装置技术领域。该变速装置包括输入轴、行星齿轮机构、同步机构和输出机构。行星齿轮机构包括行星齿圈、行星架、太阳齿轮和行星轮，行星齿圈的内齿与行星轮啮合，行星轮转动连接于行星架，行星轮与太阳齿轮啮合，输入轴轴向连接于太阳齿轮。同步机构设在行星齿圈接近输入轴的一侧，同步机构位于第一同步位置时，太阳齿轮与行星架联动，同步机构位于第二同步位置时，行星架保持固定，同步机构位于第三同步位置时，行星齿圈保持固定。输出机构设在行星齿圈背离输入轴的一侧，输出机构可选择地与行星架或行星齿圈联动。该变速装置能够实现多种挡位变速效果，提高变速装置的紧凑性。

Description

一种变速装置、变速器及车辆

技术领域

本发明涉及变速装置技术领域，尤其涉及一种变速装置、变速器及车辆。

背景技术

现有的变速器通常会采用行星减速机构实现变速，以实现在高挡和低挡的变速切换，但是现有的行星减速机构往往存在换挡不平顺的问题，可靠性较低。同时现有的行星减速机构往往难以实现倒挡效果，通常需要在变速器内或外额外设置倒挡齿轮结构，其容易导致变速器的尺寸较大，适用范围较小。

因此，亟需一种变速装置、变速器及车辆，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种变速装置、变速器及车辆，能够实现多种挡位变速效果，提高变速装置的紧凑性。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种变速装置，包括：输入轴；行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括行星齿圈、行星架、太阳齿轮和行星轮，所述行星齿圈的内齿与所述行星轮啮合，所述行星轮转动连接于所述行星架，所述行星轮与所述太阳齿轮啮合，所述输入轴轴向连接于所述太阳齿轮；同步机构，所述同步机构设在所述行星齿圈接近所述输入轴的一侧，所述同步机构具有第一同步位置、第二同步位置和第三同步位置，所述同步机构位于所述第一同步位置时，所述太阳齿轮与所述行星架联动，所述同步机构位于所述第二同步位置时，所述行星架保持固定，所述同步机构位于所述第三同步位置时，所述行星齿圈保持固定；输出机构，所述输出机构设在所述行星齿圈背离所述输入轴的一侧，所述输出机构可选择地与所述行星架或所述行星齿圈联动。

进一步地，所述同步机构包括：固定组件，所述固定组件保持固定设置；第一同步组件，所述第一同步组件设在所述固定组件背离所述行星齿轮机构的一端，所述述第一同步组件分别与所述行星架和所述太阳齿轮连接，所述第一同步组件具有第一结合位置和第二结合位置，所述第一同步组件位于所述第一结合位置时，所述同步机构进入所述第一同步位置，所述第一同步组件位于所述第二结合位置时，所述同步机构进入所述第二同步位置；第二同步组件，所述第二同步组件设在所述固定组件接近所述行星齿轮机构的一端，所述第二同步组件的一端与所述行星齿圈的内齿啮合，所述第二同步组件具有第三结合位置，所述第二同步组件位于所述第三结合位置时，所述同步机构进入所述第三同步位置。

进一步地，所述第一同步组件包括：第一齿座，所述第一齿座与所述行星架连接；第一结合齿，所述第一结合齿设在所述第一齿座背离所述固定组件的一端，所述第一结合齿与所述太阳齿轮连接，所述第一结合齿与所述第一齿座联动时，所述第一同步组件位于所述第一结合位置，所述第一齿座与所述固定组件接合时，所述第一同步组件位于所述第二结合位置。

进一步地，所述第二同步组件包括第二齿座，所述第二齿座的一端与所述行星齿圈连接，所述第二齿座的另一端与所述固定组件接合时，所述第二同步组件位于所述第三结合位置。

进一步地，所述固定组件包括：双向结合齿；固定件，所述固定件与所述双向结合齿连接，所述固定件与装置壳体连接，所述固定件用于固定所述双向结合齿。

进一步地，所述行星齿圈的内壁的两端还分别设有第一过渡齿和第二过渡齿，所述第一过渡齿能够与所述同步机构联动，所述第二过渡齿能够与所述输出机构联动。

进一步地，所述输出机构包括：输出轴；连接组件，所述连接组件的一端与所述输出轴连接；切换组件，所述切换组件与所述连接组件连接，所述切换组件能够使所述行星齿圈与所述输出轴联动或者使所述行星架与所述输出轴联动。

进一步地，所述连接组件具有第一接合端、第二接合端、第三接合端和第四接合端，所述第一接合端常接于所述行星架，所述第二接合端能够与所述行星齿圈接合，所述第三接合端能够与所述输出轴接合，所述第四接合端常接于所述输出轴；其中：所述第三接合端与所述输出轴接合时，所述第二接合端与所述行星齿圈间隔设置；所述第二接合端与所述行星齿圈接合时，所述第三接合端与所述输出轴间隔设置，所述切换组件能够驱动所述连接组件沿所述输出轴的轴向方向运动，以使所述第三接合端与所述输出轴接合或者使所述第二接合端与所述行星齿圈接合。

进一步地，所述连接组件包括：连接轴，所述连接轴的两端分别设有所述第一接合端和所述第三接合端；连接套，所述连接套套设在所述连接轴上，所述连接套的两端分别设有所述第二接合端和所述第四接合端。

进一步地，所述切换组件的一端套设在所述连接套上，所述连接组件还包括限位结构，所述连接轴和所述连接套之间设有所述限位结构，所述连接套与所述切换组件的连接处设有所述限位结构，所述限位结构用于限制所述连接套与所述连接轴之间的轴向相对位移，并用于限制所述连接套与所述切换组件之间的轴向相对位移。

进一步地，所述第三接合端刚好完全脱离所述输出轴时，所述第二接合端与所述行星齿圈开始接合。

进一步地，所述输出轴的端部开设有接合槽，所述第三接合端能够与所述接合槽的内壁接合，所述第四接合端能够与所述输出轴的外周壁接合。

进一步地，所述切换组件包括：切换主体，所述切换主体限定出环形活塞腔，所述切换主体上开设有两个输入口，两个所述输入口与所述环形活塞腔连通，两个所述输入口在所述输出轴的轴向方向上间隔设置，两个所述输入口分别用于向所述环形活塞腔内通入驱动介质；切换件，所述切换件的一端配合在所述环形活塞腔内，另一端套设于所述连接组件。

进一步地，所述驱动介质包括气体或液压油。

进一步地，所述切换组件包括：壳体；轴承座，所述轴承座穿设在所述壳体中并与所述壳体限定出所述环形活塞腔，所述轴承座用于承载所述输出轴。

一种变速器，包括前文所述的变速装置。

一种车辆，包括前文所述的变速器。

本发明的有益效果为：输入轴与太阳齿轮轴向连接，使得输入轴能够将动力输入值太阳齿轮，进而带动整个行星齿轮机构转动，同步机构又能实现行星齿轮机构形成为不同的变速效果，输出机构又能可选择地与行星架或行星齿圈连接，从而使得由输入轴的动力经过行星齿轮机构变化后由输出机构输出。当同步机构切换至第三同步位置时，行星齿圈保持固定，输出机构切换至与行星架连接，输入轴将动力传递至太阳齿轮，太阳齿轮再将动力传递至行星轮，行星轮再将动力传递至行星架，行星架将动力传递至输出机构，实现低挡变速效果，使得变速装置处于低挡状态。当同步机构切换至第一同步位置时，太阳齿轮与行星架连接，此时输出机构切换至与行星架连接，输入轴将动力传递至太阳齿轮和行星架，再由输出机构输出，实现高挡变速效果，使得变速装置处于高挡状态。当同步机构切换至第二同步位置，行星架保持固定，输出机构切换至与行星齿圈连接，输入轴将动力传递至太阳齿轮，此时行星轮在行星架的固定位置上自转，而不会相对太阳轮转动，使得行星轮形成为倒挡惰轮，并会带动行星齿圈的转动方向与太阳轮的转动方向相反，从而使得输入轴的转动方向和输出机构的转动方向相反，实现倒挡变速效果，使得变速装置处于倒挡状态。由此，根据本发明的变速装置能够较好地实现高挡、低挡和倒挡三种挡位的输出，且由于能够将行星轮作为倒挡惰轮实现倒挡效果，无须再额外设置倒挡齿轮副等倒挡结构，从而能够减小输入轴、同步机构、行星齿轮机构以及输出机构的齿轮轴的长度，提高了变速装置的适用范围，并能提高行星齿轮机构的利用率。同时，同步机构和输出机构分别设置于行星齿轮机构的两端，也能进一步降低变速装置的轴向尺寸，提高变速装置的结构紧凑性。且由于在倒挡状态时，变速装置仅是输入轴的输入动力改变了方向实现倒挡，从而能够根据实际需求获得较多的倒挡挡位，有利于车辆应对多种不同的路况，提高变速装置的适用范围。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的变速装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的变速装置的局部结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的输出机构的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的变速装置处于低挡状态的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的变速装置处于高挡状态的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的变速装置处于倒挡状态的结构示意图。

附图标记

1、输入轴；

2、行星齿轮机构；21、行星齿圈；211、第一过渡齿；212、第二过渡齿；22、行星架；23、太阳齿轮；24、行星轮；

3、同步机构；31、固定组件；311、双向结合齿；312、固定件；32、第一同步组件；322、第一齿座；321、第一结合齿；33、第二同步组件；331、第二齿座；

4、输出机构；41、输出轴；411、接合槽；42、连接组件；421、连接轴；4211、第一接合端；4212、第三接合端；422、连接套；4221、第二接合端；4222、第四接合端；423、限位结构；4231、限位轴承；4232、卡环；43、切换组件；431、切换主体；4311、环形活塞腔；4312、输入口；4313、壳体；4314、轴承座；432、切换件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面参考图1-图6描述本发明实施例的变速装置的具体结构。

如图1-图6所示，图1公开了一种变速装置，其包括输入轴1、行星齿轮机构2、同步机构3和输出机构4。行星齿轮机构2包括行星齿圈21、行星架22、太阳齿轮23和行星轮24，行星齿圈21的内齿与行星轮24啮合，行星轮24转动连接于行星架22，行星轮24与太阳齿轮23啮合，输入轴1轴向连接于太阳齿轮23。同步机构3设在行星齿圈21接近输入轴1的一侧，同步机构3具有第一同步位置、第二同步位置和第三同步位置，同步机构3位于第一同步位置时，太阳齿轮23与行星架22联动，同步机构3位于第二同步位置时，行星架22保持固定，同步机构3位于第三同步位置时，行星齿圈21保持固定。输出机构4设在行星齿圈21背离输入轴1的一侧，输出机构4可选择地与行星架22或行星齿圈21联动。

可以理解的是，输入轴1与太阳齿轮23轴向连接，使得输入轴1能够将动力输入值太阳齿轮23，进而带动整个行星齿轮机构2转动，同步机构3又能实现行星齿轮机构2形成为不同的变速效果，输出机构4又能可选择地与行星架22或行星齿圈21连接，从而使得由输入轴1的动力经过行星齿轮机构2变化后由输出机构4输出。

具体地，如图4所示，当同步机构3切换至第三同步位置时，行星齿圈21保持固定，输出机构4切换至与行星架22连接，输入轴1将动力传递至太阳齿轮23，太阳齿轮23再将动力传递至行星轮24，行星轮24再将动力传递至行星架22，行星架22将动力传递至输出机构4，实现低挡变速效果，使得变速装置处于低挡状态。

如图5所示，当同步机构3切换至第一同步位置时，太阳齿轮23与行星架22联动，此时输出机构4切换至与行星架22连接，输入轴1将动力传递至太阳齿轮23和行星架22，再由输出机构4输出，实现高挡变速效果，使得变速装置处于高挡状态。

如图6所示，当同步机构3切换至第二同步位置，行星架22保持固定，输出机构4切换至与行星齿圈21连接，输入轴1将动力传递至太阳齿轮23，此时行星轮24在行星架22的固定位置上自转，而不会相对太阳轮转动，使得行星轮24形成为倒挡惰轮，并会带动行星齿圈21的转动方向与太阳轮的转动方向相反，从而使得输入轴1的转动方向和输出机构4的转动方向相反，实现倒挡变速效果，使得变速装置处于倒挡状态。

由此，根据本实施例的变速装置能够较好地实现高挡、低挡和倒挡三种挡位的输出，且由于能够将行星轮24作为倒挡惰轮实现倒挡效果，无须再额外设置倒挡齿轮副等倒挡结构，从而能够减小输入轴1、同步机构3、行星齿轮机构2以及输出机构4的齿轮轴的长度，提高了变速装置的适用范围，并能提高行星齿轮机构2的利用率。同时，同步机构3和输出机构4分别设置于行星齿轮机构2的两端，也能进一步降低变速装置的轴向尺寸，提高变速装置的结构紧凑性。且由于在倒挡状态时，变速装置仅是输入轴1的输入动力改变了方向实现倒挡，从而能够根据实际需求获得较多的倒挡挡位，有利于车辆应对多种不同的路况，提高变速装置的适用范围。

在一些具体的实施例中，如图1和图2所示，输入轴1和太阳轮为一体成型结构，其能进一步缩短变速装置的轴向尺寸，且保证输入轴1和太阳轮之间的动力传递可靠性，提高变速装置的变速可靠性。

在一些实施例中，如图1和图2所示，同步机构3包括固定组件31、第一同步组件32和第二同步组件33。固定组件31保持固定设置。第一同步组件32设在固定组件31背离行星齿轮机构2的一端，述第一同步组件32分别与行星架22和太阳齿轮23连接，第一同步组件32具有第一结合位置和第二结合位置，第一同步组件32位于第一结合位置时，同步机构3进入第一同步位置，第一同步组件32位于第二结合位置时，同步机构3进入第二同步位置。第二同步组件33设在固定组件31接近行星齿轮机构2的一端，第二同步组件33的一端与行星齿圈21的内齿接合，第二同步组件33具有第三结合位置，第二同步组件33位于第三结合位置时，同步机构3进入第三同步位置。

可以理解的是，当第一同步组件32沿输入轴1的轴向方向运动时即能够在第一结合位置和第二结合位置之间切换，当第二同步组件33沿沿输入轴1的轴向方向运动时即能进入第三结合位置或离开第三结合位置，从而较好地便于通过调整第一同步组件32和第二同步组件33的位置而实现调整同步机构3的位置，达到变速装置的调挡效果。具体地，由于固定组件31保持固定设置，使得第一同步组件32在第二结合位置时能够实现将行星架22和固定组件31同步而实现行星架22的固定，第二同步组件33在第三结合位置时能够实现将行星齿圈21和固定组件31同步而实现行星齿圈21的固定。

在一些实施例中，如图1、图2、图5和图6所示，第一同步组件32包括第一齿座322和第一结合齿321。第一齿座322与行星架22连接。第一结合齿321设在第一齿座322背离固定组件31的一端，第一结合齿321与太阳齿轮23连接，第一结合齿321与第一齿座322联动时，第一同步组件32位于第一结合位置，第一齿座322与固定组件31联动时，第一同步组件32位于第二结合位置。

可以理解的是，由于第一齿座322与行星架22连接，第一结合齿321与太阳齿轮23连接，当第一结合齿321和第一齿座322联动时，即可实现行星架22与太阳齿圈的同步，从而实现同步机构3进入第一同步位置，以便于实现太阳轮、行星架22和行星齿圈21的联动，以实现变速装置进入高挡状态；当第一齿座322同步于固定组件31时，使得第一齿座322保持固定，进而使得连接于第一齿座322的行星架22保持固定，使得太阳轮、行星轮24和行星齿圈21之间仅存在相对运动，并使行星轮24形成为倒挡惰轮，行星齿圈21的转动方向与太阳轮的转动方向相反，从而使得变速装置进入倒挡状态。

由此，通过第一齿座322和第一结合齿321的设置，能够进一步缩短第一同步组件32轴向尺寸，并实现高挡和倒挡效果。

在一些实施例中，如图1、图2和图4所示，第二同步组件33包括第二齿座331，第二齿座331与行星齿圈21接合，第二齿座331与固定组件31联动时，第二同步组件33位于第三结合位置。

可以理解的是，由于第二齿座331在运动时均能与行星齿圈21接合，从而使得第二齿座331始终与行星齿圈21联接，当第二齿座331与固定组件31联动时，由于固定组件31保持固定设置，从而使得第二齿座331保持固定，进而实现了行星齿圈21的固定，也就实现了动力由太阳轮、行星轮24和行星架22输出值输出机构4，使得变速装置进入低挡状态。

在一些实施例中，如图1和图2所示，固定组件31包括双向结合齿311和固定件312。双向结合齿311与固定件312的内圈接合。固定件312与装置壳体相接，固定件312用于固定双向结合齿311。

可以理解的是，双向结合齿311能够较为便利地与第一同步组件32和第二同步组件33联动，从而提高换挡可靠性，固定件312则能够较为可靠地将双向结合齿311固定在装置壳体上，以实现固定组件31保持固定设置。

在一些实施例中，如图1和图2所示，行星齿圈21的内壁的两端还分别设有第一过渡齿211和第二过渡齿212，第一过渡齿211能够与同步机构3联动，第二过渡齿212能够与输出机构4联动。

可以理解的是，第一过渡齿211和第二过渡齿212能够分别与同步机构3和输出机构4适配，从而较好地保证变速装置的变速可靠性。

具体地，第一过渡齿211和第二过渡齿212既可以根据实际需求加工，也能够直接设置为行星齿圈21的内齿，其具体结构可以根据实际需求确定，无须进行具体限定。

在一些实施例中，如图1和图3-图6所示，输出机构4包括输出轴41、连接组件42和切换组件43。连接组件42的一端与输出轴41连接。切换组件43与连接组件42连接，切换组件43能够使行星齿圈21与输出轴41联动或者使行星架22与输出轴41联动。

可以理解的是，通过上述结构设置，实现了输出轴41通过行星架22或行星齿圈21接收由输入轴1传递的动力，进而便于输出机构4输出不同动力，使得变速装置具有多种变速挡位。

在一些实施例中，如图1-图3所示，连接组件42具有第一接合端4211、第二接合端4221、第三接合端4212和第四接合端4222，第一接合端4211常接于行星架22，第二接合端4221能够与行星齿圈21接合，第三接合端4212能够与输出轴41接合，第四接合端4222常接于输出轴41。其中，第三接合端4212与输出轴41接合时，第二接合端4221与行星齿圈21间隔设置；第二接合端4221与行星齿圈21接合时，第三接合端4212与输出轴41间隔设置，切换组件43能够驱动连接组件42沿输出轴41的轴向方向运动，以使第三接合端4212与输出轴41接合或者使第二接合端4221与行星齿圈21接合。

可以理解的是，由于切换组件43能够驱动连接组件42运动，从而使得第三接合端4212、第二接合端4221分别与输出轴41、行星齿圈21接合，通过连接组件42与行星齿轮机构2和输出轴41的各种不同接合状态，即可实现多种不同的动力传递效果，进而实现变速装置在不同挡位的切换。

具体地，第四接合端4222能够保持与输出轴41接合，从而避免第四接合端4222与输出轴41对位时的错位风险，进一步提高连接组件42与输出轴41接合的可靠性。

在一些实施例中，如图1和图3所示，连接组件42包括连接轴421和连接套422。连接轴421的两端分别设有第一接合端4211和第三接合端4212。连接套422套设在连接轴421上，连接套422的两端分别设有第二接合端4221和第四接合端4222。

可以理解的是，连接轴421和连接套422的设置能够在有限的轴向尺寸的结构上设置第一接合端4211、第二接合端4221、第三接合端4212和第四接合端4222，也能通过连接轴421和连接套422的相对轴向移动而实现第三接合端4212和第二接合端4221分别与输出轴41和行星齿圈21接合，防止第三接合端4212和第二接合端4221在配合过程中出现干涉问题，进而也防止在输出动力时出现干涉问题，确保了变速装置在不同挡位状态的可靠性。

在一些实施例中，如图1和图3所示，切换组件43的一端与连接套422连接，连接组件42还包括限位结构423，连接轴421和连接套422之间设有限位结构423，连接套422与切换组件43的连接处设有限位结构423，限位结构423用于限制连接套422与连接轴421之间的轴向相对位移，并用于限制连接套422与切换组件43之间的轴向相对位移，且不限制连接轴421与连接套422的相对旋转以及连接套422与切换组件43之间的相对旋转。

可以理解的是，限位结构423能确保连接轴421、连接套422和切换组件43之间的稳固连接和轴向相对运动的限制效果，使得切换组件43能够可靠地驱动连接轴421和连接套422移动，较好地实现换挡功能，且也能便于连接轴421、连接套422和切换组件43的装配，降低其加工难度和装配难度。

当然，在本发明的其他实施例中，连接套422、连接轴421以及切换组件43的一部分能够形成为一体成型结构，也能较好地保证换挡的可靠性。

在一些具体的实施例中，如图3所示，限位结构423包括限位轴承4231和卡环4232，连接轴421和连接套422上均套设有限位轴承4231，限位轴承4231的两端分别设有卡环4232，其即可实现较好的限位效果，同时实现连接轴421与连接套422的相对旋转以及连接套422与切换组件43之间的可相对旋转性。在一些实施例中，如图1和图3所示，第三接合端4212刚好完全脱离输出轴41时，第二接合端4221还未与行星架22相接。

可以理解的是，通过上述结构设置，能够有效防止输出轴41与行星架22联动时输出轴41与行星齿圈21联动，确保不会出现第三接合端4212与输出轴41接合时第二接合端4221与行星齿圈21接合的情况，从而确保在低挡状态的动力传输可靠性。

在一些实施例中，如图1和图3所示，输出轴41的端部开设有接合槽411，第三接合端4212能够与接合槽411的内壁接合，第四接合端4222能够与输出轴41的外周壁接合。

可以理解的是，接合槽411的设置能够防止第三接合端4212和第四接合端4222与输出轴41接合时出现干涉问题，从而能较好地保证第三接合端4212、第四接合端4222和输出轴41的配合紧密性以及紧凑性，降低变速装置的轴向尺寸和径向尺寸，提高变速装置的适用范围。

在一些实施例中，如图1和图3所示，切换组件43包括切换主体431和切换件432。切换主体431限定出环形活塞腔4311，切换主体431上开设有两个输入口4312，两个输入口4312与环形活塞腔4311连通，两个输入口4312在输出轴41的轴向方向上间隔设置，两个输入口4312分别用于向环形活塞腔4311内通入驱动介质。切换件432的一端配合在环形活塞腔4311内，另一端套设于连接组件42。

可以理解的是，切换主体431和切换件432即可形成为活塞结构，通过活塞结构驱动连接组件42移动，其具有较高的驱动速度，从而能够降低变速装置的换挡时间，有利于实现变速装置的自动化和智能化。此外，环形活塞腔4311也能直接套设在输出轴41和连接组件42上，以进一步降低变速装置的径向尺寸和轴向尺寸，提高变速装置的紧凑性。具体地，通过在不同的输入口4312通入驱动介质，即可实现驱动切换件432在输出轴41的轴向方向运动，进而实现连接组件42在输出轴41的轴向方向的运动，较好地实现了对连接组件42的切换效果。

在一些实施例中，驱动介质包括气体或液压油。

可以理解的是，当驱动介质为气体时，即可实现通过气动方式完成换挡，当驱动介质为液压油时，即可实现通过液压方式完成换挡，且为液压油时能够将车辆的其他液压油路引入变速装置，提高变速装置的适用范围。当然，在本发明的其他实施例中，驱动介质可以根据实际需求确定，无须进行具体限定。

在一些实施例中，如图1和图3所示，切换主体431包括壳体4313和轴承座4314。轴承座4314穿设在壳体4313中并与壳体4313限定出环形活塞腔4311，轴承座4314用于承载输出轴41。

可以理解的是，轴承座4314能够对输出轴41提供稳定的支撑，从而使得输出轴41能够稳定可靠地输出动力，壳体4313和轴承座4314之间限定出环形活塞腔4311，使得壳体4313能够作为变速装置的壳体4313，以提高变速装置的壳体4313的利用率，并提高变速装置的紧凑性。

本发明还公开了一种变速器，包括前文所述的变速装置。

根据本发明实施例的变速器，由于具有前文所述的变速装置，能够提高变速器的紧凑性，提高变速器的适用范围，提高行星齿轮机构2的利用率，保证实现多种挡位状态。

本发明还公开了一种车辆，包括前文所述的变速装置。

根据本发明实施例的车辆，由于具有前文所述的变速装置，具有较多的挡位状态，并具有较多的倒挡挡位，能够适用于多种不同路况，具有较好的适用范围。

实施例：

下面参考图1-图6描述本发明一个具体实施例的变速装置。

本实施例的变速装置包括输入轴1、行星齿轮机构2、同步机构3和输出机构4。行星齿轮机构2包括行星齿圈21、行星架22、太阳齿轮23和行星轮24，行星齿圈21的内齿与行星轮24啮合，行星轮24转动连接于行星架22，行星轮24与太阳齿轮23啮合，输入轴1轴向连接于太阳齿轮23。同步机构3设在行星齿圈21接近输入轴1的一侧，同步机构3具有第一同步位置、第二同步位置和第三同步位置，同步机构3位于第一同步位置时，太阳齿轮23与行星架22联动，同步机构3位于第二同步位置时，行星架22保持固定，同步机构3位于第三同步位置时，行星齿圈21保持固定。输出机构4设在行星齿圈21背离输入轴1的一侧，输出机构4可选择地与行星架22或行星齿圈21联动。

同步机构3包括固定组件31、第一同步组件32和第二同步组件33。固定组件31保持固定设置。第一同步组件32设在固定组件31背离行星齿轮机构2的一端，述第一同步组件32分别与行星架22和太阳齿轮23连接，第一同步组件32具有第一结合位置和第二结合位置，第一同步组件32位于第一结合位置时，同步机构3进入第一同步位置，第一同步组件32位于第二结合位置时，同步机构3进入第二同步位置。第二同步组件33设在固定组件31接近行星齿轮机构2的一端，第二同步组件33的一端与行星齿圈21的内齿接合，第二同步组件33具有第三结合位置，第二同步组件33位于第三结合位置时，同步机构3进入第三同步位置。第一同步组件32包括第一齿座322和第一结合齿321。第一齿座322与行星架22连接。第一结合齿321设在第一齿座322背离固定组件31的一端，第一结合齿321与太阳齿轮23连接，第一结合齿321与第一齿座322联动时，第一同步组件32位于第一结合位置，第一齿座322与固定组件31联动时，第一同步组件32位于第二结合位置。第二同步组件33包括第二齿座331，第二齿座331与行星齿圈21接合，第二齿座331与固定组件31联动时，第二同步组件33位于第三结合位置。固定组件31包括双向结合齿311和固定件312。双向结合齿311与固定件312的内圈接合。固定件312与装置壳体相接，固定件312用于固定双向结合齿311。

行星齿圈21的内壁的两端还分别设有第一过渡齿211和第二过渡齿212，第一过渡齿211能够与同步机构3联动，第二过渡齿212能够与输出机构4联动。

输出机构4包括输出轴41、连接组件42和切换组件43。连接组件42的一端与输出轴41连接。切换组件43与连接组件42连接，切换组件43能够使行星齿圈21与输出轴41联动或者使行星架22与输出轴41联动。连接组件42具有第一接合端4211、第二接合端4221、第三接合端4212和第四接合端4222，第一接合端4211常接于行星架22，第二接合端4221能够与行星齿圈21接合，第三接合端4212能够与输出轴41接合，第四接合端4222常接于输出轴41。其中，第三接合端4212与输出轴41接合时，第二接合端4221与行星齿圈21间隔设置；第二接合端4221与行星齿圈21接合时，第三接合端4212与输出轴41间隔设置，切换组件43能够驱动连接组件42沿输出轴41的轴向方向运动，以使第三接合端4212与输出轴41接合或者使第二接合端4221与行星齿圈21接合。连接组件42包括连接轴421和连接套422。连接轴421的两端分别设有第一接合端4211和第三接合端4212。连接套422套设在连接轴421上，连接套422的两端分别设有第二接合端4221和第四接合端4222。切换组件43的一端与连接套422连接，连接组件42还包括限位结构423，连接轴421和连接套422之间设有限位结构423，连接套422与切换组件43的连接处设有限位结构423，限位结构423用于限制连接套422与连接轴421之间的轴向相对位移，并用于限制连接套422与切换组件43之间的轴向相对位移，且不限制连接轴421与连接套422的相对旋转以及连接套422与切换组件43之间的相对旋转。限位结构423包括限位轴承4231和卡环4232，连接轴421和连接套422上均套设有限位轴承4231，限位轴承4231的两端分别设有卡环4232。

输出轴41的端部开设有接合槽411，第三接合端4212能够与接合槽411的内壁接合，第四接合端4222能够与输出轴41的外周壁接合。切换组件43包括切换主体431和切换件432。切换主体431限定出环形活塞腔4311，切换主体431上开设有两个输入口4312，两个输入口4312与环形活塞腔4311连通，两个输入口4312在输出轴41的轴向方向上间隔设置，两个输入口4312分别用于向环形活塞腔4311内通入驱动介质。切换件432的一端配合在环形活塞腔4311内，另一端套设于连接组件42。驱动介质包括气体或液压油。切换主体431包括壳体4313和轴承座4314。轴承座4314穿设在壳体4313中并与壳体4313限定出环形活塞腔4311，轴承座4314用于承载输出轴41。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

1.一种变速装置，其特征在于，包括：

输入轴(1)；

行星齿轮机构(2)，所述行星齿轮机构(2)包括行星齿圈(21)、行星架(22)、太阳齿轮(23)和行星轮(24)，所述行星齿圈(21)的内齿与所述行星轮(24)啮合，所述行星轮(24)转动连接于所述行星架(22)，所述行星轮(24)与所述太阳齿轮(23)啮合，所述输入轴(1)轴向连接于所述太阳齿轮(23)；

同步机构(3)，所述同步机构(3)设在所述行星齿圈(21)接近所述输入轴(1)的一侧，所述同步机构(3)具有第一同步位置、第二同步位置和第三同步位置，所述同步机构(3)位于所述第一同步位置时，所述太阳齿轮(23)与所述行星架(22)联动，所述同步机构(3)位于所述第二同步位置时，所述行星架(22)保持固定，所述同步机构(3)位于所述第三同步位置时，所述行星齿圈(21)保持固定；

输出机构(4)，所述输出机构(4)设在所述行星齿圈(21)背离所述输入轴(1)的一侧，所述输出机构(4)可选择地与所述行星架(22)或所述行星齿圈(21)联动。

2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述同步机构(3)包括：

固定组件(31)，所述固定组件(31)保持固定设置；

第一同步组件(32)，所述第一同步组件(32)设在所述固定组件(31)背离所述行星齿轮机构(2)的一端，所述述第一同步组件(32)分别与所述行星架(22)和所述太阳齿轮(23)连接，所述第一同步组件(32)具有第一结合位置和第二结合位置，所述第一同步组件(32)位于所述第一结合位置时，所述同步机构(3)进入所述第一同步位置，所述第一同步组件(32)位于所述第二结合位置时，所述同步机构(3)进入所述第二同步位置；

第二同步组件(33)，所述第二同步组件(33)设在所述固定组件(31)接近所述行星齿轮机构(2)的一端，所述第二同步组件(33)的一端与所述行星齿圈(21)的内齿啮合，所述第二同步组件(33)具有第三结合位置，所述第二同步组件(33)位于所述第三结合位置时，所述同步机构(3)进入所述第三同步位置。

3.根据权利要求2所述的变速装置，其特征在于，所述第一同步组件(32)包括：

第一齿座(322)，所述第一齿座(322)与所述行星架(22)连接；

第一结合齿(321)，所述第一结合齿(321)设在所述第一齿座(322)背离所述固定组件(31)的一端，所述第一结合齿(321)与所述太阳齿轮(23)连接，所述第一结合齿(321)与所述第一齿座(322)接合联动时，所述第一同步组件(32)位于所述第一结合位置，所述第一齿座(322)与所述固定组件(31)接合时，所述第一同步组件(32)位于所述第二结合位置。

4.根据权利要求2所述的变速装置，其特征在于，所述第二同步组件(33)包括第二齿座(331)，所述第二齿座(331)与所述行星齿圈(21)连接，所述第二齿座(331)与所述固定组件(31)联动时，所述第二同步组件(33)位于所述第三结合位置。

5.根据权利要求2所述的变速装置，其特征在于，所述固定组件(31)包括：

双向结合齿(311)；

固定件(312)，所述固定件(312)与所述双向结合齿(311)连接，所述固定件(312)与装置壳体连接，所述固定件(312)用于固定所述双向结合齿(311)。

6.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述行星齿圈(21)的内壁的两端还分别设有第一过渡齿(211)和第二过渡齿(212)，所述第一过渡齿(211)能够与所述同步机构(3)联动，所述第二过渡齿(212)能够与所述输出机构(4)联动。

7.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述输出机构(4)包括：

输出轴(41)；

连接组件(42)，所述连接组件(42)的一端与所述输出轴(41)连接；

切换组件(43)，所述切换组件(43)与所述连接组件(42)连接，所述切换组件(43)能够使所述行星齿圈(21)与所述输出轴(41)联动或者使所述行星架(22)与所述输出轴(41)联动。

8.根据权利要求7所述的变速装置，其特征在于，所述连接组件(42)具有第一接合端(4211)、第二接合端(4221)、第三接合端(4212)和第四接合端(4222)，所述第一接合端(4211)常接于所述行星架(22)，所述第二接合端(4221)能够与所述行星齿圈(21)接合，所述第三接合端(4212)能够与所述输出轴(41)接合，所述第四接合端(4222)常接于所述输出轴(41)；其中：

所述第三接合端(4212)与所述输出轴(41)接合时，所述第二接合端(4221)与所述行星齿圈(21)间隔设置；

所述第二接合端(4221)与所述行星齿圈(21)接合时，所述第三接合端(4212)与所述输出轴(41)间隔设置，所述切换组件(43)能够驱动所述连接组件(42)沿所述输出轴(41)的轴向方向运动，以使所述第三接合端(4212)与所述输出轴(41)接合或者使所述第二接合端(4221)与所述行星齿圈(21)接合。

9.根据权利要求8所述的变速装置，其特征在于，所述连接组件(42)包括：

连接轴(421)，所述连接轴(421)的两端分别设有所述第一接合端(4211)和所述第三接合端(4212)；

连接套(422)，所述连接套(422)套设在所述连接轴(421)上，所述连接套(422)的两端分别设有所述第二接合端(4221)和所述第四接合端(4222)。

10.根据权利要求9所述的变速装置，其特征在于，所述切换组件(43)的一端套设在所述连接套(422)上，所述连接组件(42)还包括限位结构(423)，所述连接轴(421)和所述连接套(422)之间设有所述限位结构(423)，所述连接套(422)与所述切换组件(43)的连接处设有所述限位结构(423)，所述限位结构(423)用于限制所述连接套(422)与所述连接轴(421)之间的轴向相对位移，并用于限制所述连接套(422)与所述切换组件(43)之间的轴向相对位移。

11.根据权利要求8所述的变速装置，其特征在于，所述第三接合端(4212)刚好完全脱离所述输出轴(41)时，所述第二接合端(4221)与所述行星齿圈(21)开始接合。

12.根据权利要求8所述的变速装置，其特征在于，所述输出轴(41)的端部开设有接合槽(411)，所述第三接合端(4212)能够与所述接合槽(411)的内壁接合，所述第四接合端(4222)能够与所述输出轴(41)的外壁接合。

13.根据权利要求7所述的变速装置，其特征在于，所述切换组件(43)包括：

切换主体(431)，所述切换主体(431)限定出环形活塞腔(4311)，所述切换主体(431)上开设有两个输入口(4312)，两个所述输入口(4312)与所述环形活塞腔(4311)连通，两个所述输入口(4312)在所述输出轴(41)的轴向方向上间隔设置，两个所述输入口(4312)分别用于向所述环形活塞腔(4311)内通入驱动介质；

切换件(432)，所述切换件(432)的一端配合在所述环形活塞腔(4311)内，另一端套设于所述连接组件(42)。

14.根据权利要求13所述的变速装置，其特征在于，所述驱动介质包括气体或液压油。

15.根据权利要求13所述的变速装置，其特征在于，所述切换主体(431)包括：

壳体(4313)；

轴承座(4314)，所述轴承座(4314)穿设在所述壳体(4313)中并与所述壳体(4313)限定出所述环形活塞腔(4311)，所述轴承座(4314)用于承载所述输出轴(41)。

16.一种变速器，其特征在于，包括权利要求1-15中任一项所述的变速装置。

17.一种车辆，其特征在于，包括权利要求16所述的变速器。

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