[發(fā)明專利]行星摩擦輪變速器以及變速和差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380025371.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104285077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.彼得森;J.莫克爾;A.盧茨;S.漢克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號(hào): F16H13/06
• 分類號(hào): F16H13/06;F16H13/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 侯宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種行星摩擦輪變速器，包括

-殼體，

-太陽(yáng)軸，其具有安置于其上的第一和第二太陽(yáng)輪，它們分別被設(shè)計(jì)為摩擦滾輪并且能夠沿軸向相對(duì)移動(dòng)并且其中至少一個(gè)抗扭地與所述太陽(yáng)軸相連接，

-行星輪支架，其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承有多個(gè)設(shè)計(jì)為摩擦滾輪的、分級(jí)的行星輪，所述行星輪分別具有一對(duì)直徑較小的接觸面和一對(duì)直徑較大的接觸面，和

-與所述殼體抗扭連接的、被設(shè)計(jì)為摩擦環(huán)的第一空心輪，

其中，所述行星輪分別借助它們的一對(duì)接觸面在所述太陽(yáng)輪上滾動(dòng)并且借助它們的另一對(duì)接觸面中的至少一個(gè)接觸面在所述第一空心輪上滾動(dòng)，

并且其中，通過(guò)與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的第一軸向位移裝置借助太陽(yáng)輪中的至少一個(gè)太陽(yáng)輪的與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的軸向移動(dòng)，能夠控制在所述太陽(yáng)輪和行星輪的對(duì)應(yīng)的接觸面之間的接觸壓力。

本發(fā)明還涉及一種變速和差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括輸入級(jí)、負(fù)載級(jí)以及差速級(jí)，它們分別被設(shè)計(jì)為行星輪級(jí)并且相互同軸地布置，本發(fā)明尤其涉及一種用于電驅(qū)動(dòng)車輛的變速和差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有殼體、變速器輸入軸和兩個(gè)與所述變速器輸入軸同軸布置的變速器輸出軸，所述變速和差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：

-設(shè)計(jì)為行星輪組的輸入級(jí)，所述輸入級(jí)的起到輸入級(jí)輸入軸作用的太陽(yáng)軸作為變速器輸入軸能夠與電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出軸同軸地連接，并且所述輸入級(jí)的行星輪支架軸起到輸入級(jí)輸出軸的作用，

-設(shè)計(jì)為行星輪組的負(fù)載級(jí)，所述負(fù)載級(jí)的太陽(yáng)軸作為負(fù)載級(jí)輸入軸與所述輸入級(jí)輸出軸同軸地連接，所述負(fù)載級(jí)的空心輪與殼體固定地被固定，并且所述負(fù)載級(jí)的行星輪支架軸起到負(fù)載級(jí)輸出軸的作用，

-設(shè)計(jì)為雙行星輪組的差速級(jí)，所述差速級(jí)具有差速輸入軸和兩個(gè)差速輸出軸，所述差速輸出軸作為變速器輸出軸能夠與車輛的驅(qū)動(dòng)輪相連。

現(xiàn)有技術(shù)

這樣構(gòu)造的摩擦輪變速器由US?3,475,993已知。這樣構(gòu)造的變速和差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在US?6,401,850中已知。以同軸構(gòu)造形式的變速器裝置和尤其以同軸的發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器單元對(duì)于電驅(qū)動(dòng)車輛由于其結(jié)構(gòu)空間、力傳遞和效率優(yōu)點(diǎn)被證實(shí)是有利的。

電力驅(qū)動(dòng)單元、即電機(jī)具有另外的改善潛力。在此有利的是，為了非常高效的和高功率的驅(qū)動(dòng)而在動(dòng)力機(jī)器結(jié)構(gòu)中使用電機(jī)。其特點(diǎn)此外在于非常高的額定轉(zhuǎn)速，例如高于30,000轉(zhuǎn)/分鐘。在電驅(qū)動(dòng)車輛中使用這種高轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速機(jī)器時(shí)需要高傳動(dòng)比的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、例如具有傳動(dòng)比i＝25-40。當(dāng)前已知的同軸方式的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)此具有明顯過(guò)小的傳動(dòng)比范圍。齒數(shù)和/或變速器級(jí)數(shù)的粗糙的適配不適合解決這種問(wèn)題。由于非常高的、尤其在這種變速器裝置的輸入級(jí)中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速，嚙合的齒輪必須以這樣的精度制造，即隨之而來(lái)的成本將導(dǎo)致這種解決方案的不經(jīng)濟(jì)性。此外，過(guò)高的轉(zhuǎn)速降導(dǎo)致明顯的噪音負(fù)擔(dān)，其在現(xiàn)代車輛的舒適要求方面是不合理的。

取代嚙合式變速器，已知的摩擦滾輪變速器的使用在這方面同樣不能提供幫助。尤其這樣構(gòu)造的行星摩擦輪變速器不適于所出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速并且由于很高的傳動(dòng)比在輸入軸和輸出軸之間非常大的轉(zhuǎn)矩差不適于所述的使用目的。已知的牽引變速器(在本申請(qǐng)范疇中等同于摩擦輪變速器)設(shè)計(jì)為具有雙太陽(yáng)輪、對(duì)稱的多級(jí)行星輪和各個(gè)與殼體固定的空心輪的行星輪變速器。太陽(yáng)軸用作變速器輸入軸；行星輪支架軸用作變速器輸出軸。設(shè)置在太陽(yáng)軸上的太陽(yáng)輪設(shè)計(jì)為截錐形、以它們較小的端側(cè)相互朝向的摩擦輪。第一太陽(yáng)輪借助齒部抗扭地、但是可軸向滑移地支承在太陽(yáng)軸上。第二太陽(yáng)輪活動(dòng)地支承在太陽(yáng)軸上。兩個(gè)太陽(yáng)輪通過(guò)它們的截錐殼形接觸面與設(shè)計(jì)為摩擦輪的行星輪的成對(duì)的相應(yīng)成型的接觸面相接觸。每個(gè)行星輪具有兩側(cè)斜切的環(huán)形槽，其接觸面對(duì)的各個(gè)面相互分開(kāi)。這種槽的側(cè)壁與設(shè)計(jì)成摩擦環(huán)的、殼體固定的空心輪的相應(yīng)成型的側(cè)壁相接觸。在這種變速器中已知措施是，輸入軸向輸出軸的轉(zhuǎn)矩通過(guò)在不同的摩擦體之間的牽引來(lái)傳遞。幾何的傳動(dòng)比與嚙合變速器相似通過(guò)參與的接觸面的直徑計(jì)算，其中在旋轉(zhuǎn)軸線和在摩擦體表面上的實(shí)際接觸點(diǎn)之間的間距被視作直徑。因此在已知的牽引變速器中，行星輪接觸面相對(duì)太陽(yáng)輪的直徑大于行星輪接觸面相對(duì)空心輪的直徑。因此行星輪用作多級(jí)行星輪。

借助牽引實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩傳遞的效率主要取決于相互作用的接觸面的接觸壓力，其中其最優(yōu)效果非常強(qiáng)烈地依賴接觸面幾何形狀以及參與的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。