[發明專利]齒輪式變速器

無效

• 申請號: 201310158703.2
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN103335073A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 袁輝
• 申請（專利權）人: 袁輝
• 主分類號: F16H3/44
• 分類號: F16H3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種齒輪式變速器裝置，特別是一種有級的行星齒輪式多擋位變速器裝置。?

當前有級的齒輪式多擋位變速器，按齒輪分布結構形式可以分為以下兩種。?

1）定軸式：兩個互相嚙合的齒輪為一組，其中一個為主動輪，另一個為從動輪。多擋變速時，將多個齒輪組布置在兩根平行的軸上，各個齒輪組變速比不等。通過一系列離合機構，選擇其中一組齒輪作為動力傳遞路徑，以獲得多擋位變速傳動。這種結構的變速器，齒輪軸均安裝在變速器體上，所有軸的軸心位置都是固定的。?

定軸式結構簡單，傳動效率高，但擋位越多，安裝齒輪的軸越長，且需要加裝多段軸承，內部空間利用率低，尺寸大，重量重。?

2）行星齒輪式：采用單行星輪內嚙合行星齒輪系，單排行星齒輪系包括太陽輪、內齒圈、行星架和行星輪。太陽輪、內齒圈、行星架構成傳動基本三元素，該三元素變速比關系為：?

n_s?+?a?*?n_r?=?(1?+?a)?*?n_f

其中：

n_s?=?太陽輪轉速

n_r?=?內齒圈轉速

n_f=?行星架轉速

??。

任意固定基本三元素中某一元素，剩余二元素之間即可獲得一擋固定的變速比。多擋變速時，需要多排這樣的行星齒輪系，通過一系列的離合器和制動器，選擇不同的動力傳遞路徑組合，以獲得多擋位變速傳動。?

行星齒輪式單排空間利用率高，結構緊湊，多個行星輪均勻分擔動力傳遞負載，齒輪受力均勻，但從變速比關系式看出，行星輪功能僅為惰輪，對變速比數值沒有影響。一排行星齒輪系往往需要5~6個齒輪，可利用的速比卻只有1~2個，齒輪利用率不高。擋位較多時，行星齒輪系排數增加，結構非常復雜，擋位越多復雜程度越高，失去了結構緊湊的優勢，反而尺寸更大，重量更重，成本高昂。而且不論處于哪個擋位，幾乎所有的齒輪都需要參與動力傳遞，傳動損失大。?

另外，變速器實際應用中有空擋（動力傳遞被間斷）運行工況，換擋時也需要在空擋下完成，切入新的擋位后，由于動力源與動力輸入軸之間有轉速差，需要一個逐漸結合的過程，以避免轉速突變造成的沖擊。當前背景技術中通常采用的方法是，在動力源與變速器動力輸入軸之間增加一個額外的液力變扭器或離合器，占用空間大，增加成本較高。?

本發明提供一種有級的齒輪式多擋位變速器裝置，該裝置結構簡單而空間利用率高，尺寸小、重量輕，傳動效率高，且成本低廉。擋位越多，相對當前背景技術優勢越明顯。?

本發明實現上述目的的技術方案是：采用雙排同軸并列布置的行星輪，構建一種新型內嚙合行星齒輪系，使用這種雙排同軸行星輪式內嚙合行星齒輪系，實現多擋位變速，具體實現方法如下。?

主體結構包括太陽輪、內齒圈、行星架、中間軸、太陽行星輪和齒圈行星輪，太陽輪和行星輪為外齒輪，內齒圈為內齒輪，太陽輪、內齒圈和行星架同軸旋轉，中間軸安裝在行星架上。?

太陽行星輪和齒圈行星輪并列同軸安裝在中間軸，呈雙排同軸并列狀；太陽輪與內齒圈錯開為并列的兩排，太陽行星輪與太陽輪同處一排并互相嚙合，齒圈行星輪與內齒圈同處一排并互相嚙合，構成一副雙排同軸行星輪式內嚙合行星齒輪系結構。?

太陽行星輪和同一中間軸上的齒圈行星輪齒數之和，等于對應的內齒圈與太陽輪齒數之差。?

太陽輪、內齒圈和行星架三元素之間的變速比關系為：?

n_s?+?k?*?n_r?=?(1?+?k)?*?n_f

其中：

n_s?=?太陽輪轉速

n_r?=?內齒圈轉速

n_f=?行星架轉速

????。

從以上變速比關系式看出，行星輪齒數對變速比有影響。行星架上圍繞旋轉中心安裝有多根中間軸，每根中間軸對應太陽輪和內齒圈設置有數量相等的太陽行星輪和齒圈行星輪，這些中間軸距離行星架旋轉中心的軸距各不相等，對應的太陽行星輪齒數也不相等，對應的齒圈行星輪齒數也各不相等。因此變速比關系式中的速比系數k就不相同，變速比關系也就不相同。?

在內齒圈與太陽輪齒數不變的情況下，太陽行星輪齒數增加或減少，將使齒圈行星輪得到相同齒數的減少或增加，可以得到較為顯著的速比系數k變化，較少的齒數變化即可獲得較大范圍的速比變化。?