[發(fā)明專(zhuān)利]多級(jí)變速器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280061256.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103987995B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·諾克斯;J·萊斯;L·卡彭特;B·奧勒森;K·梅耶;P·霍吉斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16H3/44
• 分類(lèi)號(hào): F16H3/44;F16H3/66
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 王茂華,王冬

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及用在車(chē)輛和機(jī)器中的變速器，更具體地涉及多級(jí)行星式變速器。

背景技術(shù)

機(jī)器比如例如卡車(chē)、建筑設(shè)備、采礦機(jī)器等用來(lái)執(zhí)行許多任務(wù)。為了有效地執(zhí)行這些任務(wù)，這些機(jī)器需要一種向變速器提供足夠功率的電源。這個(gè)電源可以是被操作以生成功率輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)，比如例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。該變速器可以提供大范圍的傳動(dòng)，以使得機(jī)器能夠以若干不同的速度來(lái)工作，同時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)在期望的工作范圍內(nèi)。通常，該機(jī)器包括多級(jí)變速器，該多級(jí)變速器通常包括一系列齒輪并且通過(guò)轉(zhuǎn)矩變換器連接至發(fā)動(dòng)機(jī)。該轉(zhuǎn)矩變換器可以幫助初始啟動(dòng)并且還可以提供較寬的轉(zhuǎn)矩傳遞范圍。

Wittkopp等人的U.S.專(zhuān)利7,828,690公開(kāi)了一種多級(jí)變速器，該多級(jí)變速器在圖2a至圖2c中具有四個(gè)行星齒輪組、三個(gè)離合器和三個(gè)制動(dòng)器以提供十個(gè)正向速度比和一個(gè)反向速度比。該變速器的輸入持續(xù)性地連接至第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪，并且輸出持續(xù)性地連接至第四行星齒輪組的行星架。與本公開(kāi)內(nèi)容的變速器相比，由Wittkopp等人所公開(kāi)的變速器提供了較小的總齒輪比和較大的最大步長(zhǎng)比。

Phillips等人的U.S.專(zhuān)利7,909,726公開(kāi)了一種多級(jí)變速器，該多級(jí)變速器具有四個(gè)行星齒輪組、四個(gè)離合器和兩個(gè)制動(dòng)器以提供十個(gè)正向速度比和一個(gè)反向速度比。變速器的輸入持續(xù)性地連接至第一行星齒輪組的行星架，并且輸出持續(xù)性地連接至第四行星齒輪組的行星架。該變速器包括在相鄰的行星齒輪組之間的持續(xù)性的機(jī)械鏈接(即，第一行星齒輪組的元件持續(xù)性地鏈接至第二行星齒輪組的元件，第二行星齒輪組的元件持續(xù)性地鏈接至第三行星齒輪組的元件，并且第三行星齒輪組的元件持續(xù)性地鏈接至第四行星齒輪組的元件)。與本公開(kāi)內(nèi)容的變速器相比，Phillips等人所公開(kāi)的變速器提供了較小的總齒輪比和較大的最大步長(zhǎng)比。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式中，一種多級(jí)變速器可以包括布置在外殼中的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件。該外殼內(nèi)可以布置有第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，每個(gè)行星齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、行星架和環(huán)形齒輪。六個(gè)控制元件可以被操作地耦合至行星齒輪組中的每個(gè)行星齒輪組，并且可選擇性地嚙合以在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間產(chǎn)生不同齒輪比的集合。不同齒輪比的集合可以包括至少十個(gè)正向齒輪比和至少一個(gè)反向齒輪比。輸入構(gòu)件可以持續(xù)性地連接至第一行星齒輪組的太陽(yáng)齒輪。

在本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，一種多級(jí)變速器可以包括布置在外殼中的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件。外殼內(nèi)可以布置有第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，每個(gè)行星齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、行星架和環(huán)形齒輪。六個(gè)控制元件可以可操作地耦合至行星齒輪組中的每個(gè)行星齒輪組，并且可選擇性地嚙合以產(chǎn)生不同齒輪比的集合，該不同齒輪比的集合包括至少十個(gè)正向齒輪比和至少一個(gè)反向齒輪比。輸出構(gòu)件可以持續(xù)性地連接至第四行星齒輪組的環(huán)形齒輪。

在本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方式中，一種多級(jí)變速器可以包括布置在外殼中的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件。該外殼內(nèi)可以布置有第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，并且每個(gè)行星齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、行星架和環(huán)形齒輪。該多級(jí)變速器可以包括不多于六個(gè)控制元件，其中至少一個(gè)控制元件可操作地耦合至行星齒輪組中的每個(gè)行星齒輪組。該控制元件可選擇性地嚙合以產(chǎn)生不同齒輪比的集合，該不同齒輪比的集合包括至少十個(gè)正向齒輪比和至少一個(gè)反向齒輪比。輸入構(gòu)件可以持續(xù)性地連接至第一行星齒輪組的太陽(yáng)齒輪，并且輸出構(gòu)件可以持續(xù)性地連接至第四行星齒輪組的環(huán)形齒輪。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一種實(shí)施方式的包括多級(jí)變速器的機(jī)器的示意圖。

圖2A是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第一實(shí)施方式的變速器的示意圖。

圖2B是標(biāo)識(shí)由圖2A的變速器所提供的每個(gè)齒輪的嚙合的控制元件、比率減小和步長(zhǎng)比的真值表。

圖3A是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第二實(shí)施方式的變速器的示意圖。

圖3B是標(biāo)識(shí)由圖3A的變速器所提供的每個(gè)齒輪的嚙合的控制元件、比率減小和步長(zhǎng)比的真值表。

圖4A是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第三實(shí)施方式的變速器的示意圖。

圖4B是標(biāo)識(shí)由圖4A的變速器所提供的每個(gè)齒輪的嚙合的控制元件、比率減小和步長(zhǎng)比的真值表。

圖5A是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第四實(shí)施方式的變速器的示意圖。

圖5B是標(biāo)識(shí)由圖5A的變速器所提供的每個(gè)齒輪的嚙合的控制元件、比率減小和步長(zhǎng)比的真值表。