專利名稱：多級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多級(jí)變速器，特別是具有多個(gè)前進(jìn)檔的車載多級(jí)自動(dòng)變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的具有六個(gè)前進(jìn)檔的自動(dòng)變速器大多包括三個(gè)或三個(gè)以上的行星齒輪 組和五個(gè)或五個(gè)以上換檔元件(離合器和制動(dòng)器)。例如美國專利No. 6，071，208、 No. 6，422，968、中國專利CN200410103185. 5等所提出的六檔自動(dòng)變速器，其中有的包括四 個(gè)行星齒輪組，有的包括五個(gè)或六個(gè)換檔元件。美國專利No. 6，623，397提出的七檔自動(dòng)變 速器，包括五個(gè)離合器和一個(gè)制動(dòng)器。而具有八個(gè)或更多前進(jìn)檔的自動(dòng)變速器則大多包括 四個(gè)或四個(gè)以上的行星齒輪組和六個(gè)或六個(gè)以上換檔元件；有些多級(jí)變速器在相鄰的檔位 之間切換時(shí)需要接合和分離超過兩個(gè)的換檔元件，容易產(chǎn)生換檔沖擊，為減小這種沖擊需 要精密而復(fù)雜的控制系統(tǒng)。由于現(xiàn)有的六檔以上的自動(dòng)變速器大多具有較多行星齒輪組、 結(jié)構(gòu)不夠緊湊、換檔元件多，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量大，制造成本高，因此，很少搭載 在普及型車輛上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多級(jí)變速器，它具有等價(jià)于三組的行星齒輪 組、四個(gè)離合器換檔元件和一個(gè)制動(dòng)器換檔元件可實(shí)現(xiàn)8級(jí)前進(jìn)檔和1級(jí)倒車檔的變速；在 此基礎(chǔ)上再增加一個(gè)制動(dòng)器換檔元件，變速級(jí)數(shù)可擴(kuò)展到10級(jí)前進(jìn)、1級(jí)倒車檔；進(jìn)一步， 在上述基礎(chǔ)上再增加一個(gè)離合器換檔元件，變速級(jí)數(shù)可擴(kuò)展到12級(jí)前進(jìn)、1級(jí)倒車檔；在上 述各方案基礎(chǔ)上再增加一個(gè)制動(dòng)器換檔元件，則倒車檔的級(jí)數(shù)可擴(kuò)展到2級(jí)；變速器具有 較大的總變速比，同時(shí)各相鄰檔位之間的切換僅需要接合和分離兩個(gè)換檔元件，換檔沖擊 小。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種多級(jí)變速器，包括輸入部件、前置變速部分、主變 速部分、輸出部件以及至少四個(gè)離合器換檔元件和至少一個(gè)制動(dòng)器換檔元件，其特征在于 所述前置變速部分與輸入部件連接、并具有旋轉(zhuǎn)的第一中間旋轉(zhuǎn)部件和第二中間旋轉(zhuǎn)部 件，第一中間旋轉(zhuǎn)部件與第二中間旋轉(zhuǎn)部件之間有固定的、且大于一的轉(zhuǎn)速比；所述主變 速部分由至少具有五個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的組合式行星齒輪組構(gòu)成，該四個(gè)旋轉(zhuǎn)部件按照在轉(zhuǎn)速共 線圖中表示分別為按順序排列的第一旋轉(zhuǎn)部件、第二旋轉(zhuǎn)部件、第三旋轉(zhuǎn)部件、第四旋轉(zhuǎn)部 件、第五旋轉(zhuǎn)部件；第二旋轉(zhuǎn)部件與輸出部件固定連接，第一離合器換檔元件可選擇地將第 一旋轉(zhuǎn)部件與第一中間旋轉(zhuǎn)部件相連接，第二離合器換檔元件可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件與第二中間旋轉(zhuǎn)部件相連接，第三離合器換檔元件可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件與第一中間旋轉(zhuǎn) 部件相連接；第一制動(dòng)器換檔元件可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件與變速器殼體相連接；所述第 四旋轉(zhuǎn)部件通過第五離合器換檔元件與第二中間旋轉(zhuǎn)部件相連接。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的多級(jí)變速器還包括可選擇地將所述第五旋轉(zhuǎn)部件 與變速器殼體相連接的第三制動(dòng)器換檔元件。通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件和第五離 合器換檔元件而建立第一檔位；通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件和第三離合器換檔元件 而建立第二檔位；通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件和第二離合器換檔元件而建立第三檔 位；通過接合所述第二離合器換檔元件和第三離合器換檔元件而建立第四檔位；通過接合 所述第二離合器換檔元件和第五離合器換檔元件而建立第五檔位；通過接合所述第二離合 器換檔元件和第三制動(dòng)器換檔元件而建立第六檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件和 第二離合器換檔元件而建立第七檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件和第三制動(dòng)器換 檔元件而建立第八檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件和第五離合器換檔元件而建立 第九檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件和第三離合器換檔元件而建立第十檔位；通 過接合所述第三離合器換檔元件和第五離合器換檔元件而建立倒車檔位。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的多級(jí)變速器還包括可選擇地將所述第三旋轉(zhuǎn)部件 與變速器殼體相連接的第二制動(dòng)器換檔元件?；蛘?，本發(fā)明的多級(jí)變速器還包括將所述第 五旋轉(zhuǎn)部件與所述第二中間旋轉(zhuǎn)部件相連接的第四離合器換檔元件；通過接合所述第五或 四離合器換檔元件和第二制動(dòng)器換檔元件而建立第一倒車檔位；通過接合所述第三離合器 換檔元件和所述第二制動(dòng)器換檔元件而建立第二倒車檔位。本發(fā)明技術(shù)方案所構(gòu)造的多級(jí)變速器僅需要等價(jià)于三組的行星齒輪組，僅需5 8個(gè)換檔元件便可實(shí)現(xiàn)8 12級(jí)的變速，從而減小了變速器的復(fù)雜度及制造成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的多級(jí)變速器作進(jìn)一步的說明；圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的轉(zhuǎn)速共線圖；圖2是實(shí)施例1的構(gòu)造圖；圖3是實(shí)施例1的檔位切換、變速比表；圖4是實(shí)施例2的構(gòu)造圖；圖5是實(shí)施例2的檔位切換、變速比表；圖6是實(shí)施例3的構(gòu)造圖；圖7是實(shí)施例3的檔位切換、變速比表；圖8是實(shí)施例4的構(gòu)造圖；圖9是實(shí)施例4的檔位切換、變速比表；圖10是實(shí)施例5不包括制動(dòng)器換檔元件B3的轉(zhuǎn)速共線圖；圖11是實(shí)施例5的包括制動(dòng)器換檔元件B3的轉(zhuǎn)速共線圖；圖12是實(shí)施例5的構(gòu)造圖；圖13是實(shí)施例5、實(shí)施例5的檔位切換、變速比表；圖14是實(shí)施例6的構(gòu)造圖；圖15是實(shí)施例6的檔位切換、變速比表；
圖16是實(shí)施例7的構(gòu)造圖；圖17是實(shí)施例7的檔位切換、變速比表；圖18是實(shí)施例8的轉(zhuǎn)速共線圖；圖19是實(shí)施例8的構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式圖1、圖10、圖11、圖18的共線圖表示各旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)速、檔位切換關(guān)系，各豎直線 分別標(biāo)識(shí)各個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)速，圖中的“2”表示前置變速部分2的共線圖，圖中的“3”表示 主變速部分3的轉(zhuǎn)速共線圖，最下的水平線表示轉(zhuǎn)速為“0”，中間的水平線表示第二中間旋 轉(zhuǎn)部件PW2的轉(zhuǎn)速，最上的水平線表示第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl的轉(zhuǎn)速。實(shí)施例1 如附圖1 圖3所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒車檔。如 附圖2所示，它的具體組成包括輸入部件1、雙小齒輪型(Ravigneaux型)第一行星齒輪 組PG1、兩個(gè)均為單小齒輪型(Simpson型)的第二、第三行星齒輪組PG2、PG3、輸出部件4、 第一至第四離合器換檔元件Cl、C2、C3、C4和第一至第三制動(dòng)器換檔元件Bi、B2、B3。第一行星齒輪組PGl構(gòu)成前置變速部分2。第一行星齒輪組PGl的太陽齒輪Sl與 輸入部件1固定連接，它的行星齒輪架CAl與變速器殼體5固定地連接；它的太陽齒輪Sl 構(gòu)成所述第一中間旋轉(zhuǎn)部件PW1，它的齒圈Rl構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2。第二、第三行星齒輪組PG2、PG3組合構(gòu)成主變速部分3。第三行星齒輪組PG3的 齒圈R3構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)部件RMl，第二行星齒輪組PG2的齒圈R2與第三行星齒輪組PG3的 行星齒輪架CA3固定地連接、并構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)部件RM2，第二行星齒輪組PG2的行星齒輪架 CA2構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件RM3，第二行星齒輪組PG2的太陽齒輪S2與第三行星齒輪組PG3的 太陽齒輪S3固定地連接、并構(gòu)成第五旋轉(zhuǎn)部件RM5。行星齒輪組PG2的齒圈R2(即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連接，第一 離合器換檔元件Cl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連接，第二離 合器換檔元件C2可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件RM3與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連接，第三離合 器換檔元件C3可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連接，第一制動(dòng)器 換檔元件Bl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與變速器殼體5相連接，第二制動(dòng)器檔元件B2 可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)3與變速器殼體5相連接；第三制動(dòng)器換檔元件B3連接在第一 行星齒輪組PGl的行星齒輪架CAl上、并通過行星齒輪架CAl橋接于變速器殼體5、并可選 擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)5與變速器殼體5相連接；為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))=0. 5， P 2 = (S2齒數(shù)/R2齒數(shù))和ρ 3 = (S3齒數(shù)/R3齒數(shù))均為0. 23左右，所得到的檔位切 換、變速比表如附圖3所示。接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第四離合器換檔元件C4可建立第一檔位；接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第三離合器換檔元件C3可建立第二檔位；接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第二離合器換檔元件C2可建立第三檔位；接合第二離合器換檔元件C2和第三離合器換檔元件C可建立第四檔位；接合第二離合器換檔元件C2和第四離合器換檔元件C4可建立第五檔位；
接合第二離合器換檔元件C2和第三制動(dòng)器換檔元件B3可建立第六檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第二離合器換檔元件C2可建立第七檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第三制動(dòng)器換檔元件B3可建立第八檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第四離合器換檔元件C4可建立第九檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第三離合器換檔元件C3可建立第十檔位；接合第四離合器換檔元件C4和第二制動(dòng)器換檔元件B2可建立第一倒車檔位；接合第三離合器換檔元件C3和第二制動(dòng)器換檔元件B2可建立第二倒車檔位。如果在上述實(shí)施例中減少第四離合器換檔元件C4，僅使用6個(gè)換檔元件以及3個(gè) 齒輪組，根據(jù)附圖3可以得出，該多級(jí)變速器將減少第一檔、第五檔、第九檔以及第一倒車 檔，從而具有7個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)后退檔。如果在上述實(shí)施例中減少第三離合器換檔元件B3，僅使用6個(gè)換檔元件以及3個(gè) 齒輪組，根據(jù)附圖3可以得出，該多級(jí)變速器將減少第六檔、第八檔，從而具有8個(gè)前進(jìn)檔和 2個(gè)后退檔。如果在上述實(shí)施例中同時(shí)減少第四離合器換檔元件C4和第三離合器換檔元件 B3，僅使用5個(gè)換檔元件以及3個(gè)齒輪組，根據(jù)附圖3可以得出，該多級(jí)變速器將減少第一 檔、第五檔、第六檔、第八檔、第九檔以及第一倒車檔，從而具有5個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)后退檔。在 此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減少第二離合器換檔元件B2，僅使用4個(gè)換檔元件以及3個(gè)齒輪組，則可 獲得第二檔、第三檔、第四檔、第七檔和第十檔共計(jì)5個(gè)前進(jìn)檔。實(shí)施例2 如附圖4、圖5所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒車檔。它與 實(shí)施例1的主要區(qū)別在于主變速部分3的連接關(guān)系不同。在本實(shí)施例中，由均為單小齒輪型 的第四行星齒輪組PG4和第五形星齒輪組PG5組合構(gòu)成主變速部分3 ；第四行星齒輪組PG4 的齒圈R4與第五行星齒輪組PG5的太陽齒輪S5固定地連接、并構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)部件RM1，第 五行星齒輪組PG5的行星齒輪架CA5構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)部件RM2，第四行星齒輪組PG4的行星齒 輪架CA4與第五行星齒輪組PG5的齒圈R5固定地連接、并構(gòu)成所述第三旋轉(zhuǎn)部件RM3，第四 行星齒輪組PG4的太陽齒輪S4構(gòu)成第五旋轉(zhuǎn)部件RM5。第五行星齒輪組PG5的行星齒輪架CA5 (即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定 地連接；第一至第四離合器換檔元件Cl、C2、C3、C4和第一至第三制動(dòng)器換檔元件Bi、B2、 B3的連接方式與實(shí)施例1相同。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))、P 4 = (S4齒數(shù)/R4齒數(shù))禾Π ρ 5 = (S5齒數(shù)/R5齒數(shù))均為0. 5左右，所得到的檔位切換、變速 比表如附圖5所示。實(shí)施例3 如附圖6、圖7所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒車檔。它與 實(shí)施例1的主要區(qū)別在于主變速部分3的連接關(guān)系不同。在本實(shí)施例中，由單小齒輪型的 第六行星齒輪組PG6和雙小齒輪型的第七形星齒輪組PG7組合構(gòu)成主變速部分3 ；第六行 星齒輪組PG6的齒圈R6與第七行星齒輪組PG7的行星齒輪架CA7固定地連接、并構(gòu)成第一 旋轉(zhuǎn)部件RMl，第七行星齒輪組PG7的齒圈R7構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)部件RM2，第六行星齒輪組PG6 的行星齒輪架CA6與第七行星齒輪組PG7的太陽齒輪S7固定地連接、并構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件
8冊(cè)3，第六行星齒輪組PG6的太陽齒輪S6構(gòu)成所述第五旋轉(zhuǎn)部件RM5 ；第七行星齒輪組PG7的齒圈R7(即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連接； 第一至第四離合器換檔元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制動(dòng)器換檔元件B1、B2、B3的連接 方式與實(shí)施例1相同。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))、P 6 = (S6齒數(shù)/R6齒數(shù))禾Π ρ 7 = (S7齒數(shù)/R7齒數(shù))均為0. 5左右，所得到的檔位切換、變速 比表如附圖7所示。實(shí)施例4 如附圖8、圖9所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒車檔。如附 圖8所示，它的具體組成包括輸入部件1、前、后二級(jí)圓柱變速齒輪組STa、STb、均為單小齒 輪型(Simpson型)的第八行星齒輪組PG8和第九行星齒輪組PG9、輸出部件4、第一至第四 離合器換檔元件Cl、C2、C3、C4和第一至第三制動(dòng)器換檔元件B 1、B2、B3。前、后二級(jí)圓柱減速齒輪組STa、STb構(gòu)成前置變速部分2。前級(jí)圓柱齒輪組STa的 從動(dòng)齒輪Sa2與后級(jí)圓柱齒輪組STb的主動(dòng)齒輪Sbl固定地連接；輸入部件1與后級(jí)圓柱 齒輪組STb的主動(dòng)齒輪Sbl固定地連接；前級(jí)圓柱齒輪組STa的主動(dòng)齒輪Sal構(gòu)成第一中 間旋轉(zhuǎn)部件PWl ；后級(jí)圓柱齒輪組STb的從動(dòng)齒輪Sb2構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2。第八行星齒輪組PG8和第九行星齒輪組PG9組合構(gòu)成主變速部分3。第九行星齒 輪組PG9的齒圈R9構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)部件RM1，第八行星齒輪組PG8的齒圈R8構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn) 部件RM2，第八行星齒輪組PG8的行星齒輪架CA8與第九行星齒輪組PG9的行星齒輪架CA9 固定地連接、并構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)3，第八行星齒輪組PG8的太陽齒輪S8與第九行星齒輪 組PG9的太陽齒輪S9固定地連接、并構(gòu)成第五旋轉(zhuǎn)部件RM5。第八行星齒輪組PG8的齒圈R8 (即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連接； 第一至第四離合器換檔元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制動(dòng)器換檔元件B1、B2、B3的連接 方式與實(shí)施例1相同。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Sal齒數(shù)XSbl齒數(shù))/(Sa2 齒數(shù)X Sb2齒數(shù))=0. 5，Sal齒數(shù)=Sbl齒數(shù)，Sa2齒數(shù)=Sb2齒數(shù)，P 8 = S8齒數(shù)/R8齒 數(shù)=ο. 25，P 9 = S9齒數(shù)/R9齒數(shù)=0. 5，所得到的檔位切換、變速比表如附圖9所示。實(shí)施例5 如附圖11、圖12、圖13所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車 檔。它與實(shí)施例1相比的主要區(qū)別在于主變速部分3多一個(gè)第四旋轉(zhuǎn)部件RM4，少采用了第 二制動(dòng)器換檔元件B2。它的具體組成包括輸入部件1、雙小齒輪型的第一行星齒輪組PG1、 均為單小齒輪型的第十、第十一、第十二行星齒輪組？610、？611、？612、輸出部件4、第一、第 二、第三、第五離合器換檔元件Cl、C2、C3、C5和第一、第三制動(dòng)器換檔元件Bi、B3。第十、第i^一、第十二行星齒輪組PG10、PG11、PG12組合構(gòu)成主變速部分3。三者有 共用的行星齒輪架CA10，其中第十、第十一行星齒輪組PG10、PG11有共用太陽齒輪S10，第 i^一、第十二行星齒輪組PG11、PG12有共用的塔式行星齒輪11(臺(tái)階式stepped pinion), 該塔式行星齒輪11具有小直徑部分Pll和大直徑部分P12，小直徑部分Pll與共用太陽齒 輪SlO相齒合，大直徑部分P12與第十二行星齒輪組PG12的太陽齒輪S12、齒圈R12相齒 合；第十二行星齒輪組PG12的齒圈R12構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)部件RM1，第十行星齒輪組PGlO的齒圈RlO構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)部件RM2，共用的行星齒輪架CAlO構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件RM3，共用太陽齒 輪SlO構(gòu)成第四旋轉(zhuǎn)部件RM4，第十二行星齒輪組PG12的太陽齒輪S12構(gòu)成第五旋轉(zhuǎn)部件 RM5 ；第十行星齒輪組PGlO的行星齒輪PlO與塔式行星齒輪11的小直徑部分Pll沿共用太 陽齒輪SlO的外圓周交錯(cuò)地布置，從而第十、第十一行星齒輪組PG10、PG11共同占用一個(gè)行 星齒輪組的空間。第十行星齒輪組PGlO的齒圈RlO (即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連 接，第一離合器換檔元件Cl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連 接，第二離合器換檔元件C2可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件RM3與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連 接，第五離合器換檔元件C5可選擇地將第四旋轉(zhuǎn)部件RM4與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連 接，第三離合器換檔元件C3可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連 接，第三制動(dòng)器換檔元件B3連接在第一行星齒輪組PGl的行星齒輪架CAl上、并通過該行 星齒輪架CAl橋接于變速器殼體5、并可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與變速器殼體5相連 接，第一制動(dòng)器換檔元件Bl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與變速器殼體5相連接。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))=0. 5、 P 10 = (S10 齒數(shù) /RlO 齒數(shù))=0. 5、P 11 = (Sll 齒數(shù) /Rll 齒數(shù))=0. 5、Zll = (Pll 半徑/P12半徑)=0. 6，所得到的檔位切換、變速比表如附圖13所示。以上實(shí)施例具有10個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔，如果去除第8檔，直接由第7檔跳到 第9檔，則形成如圖15所示的具有9個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔的檔位切換。在上述的實(shí)施例 中，通過接合第三制動(dòng)器換檔元件B3和第五離合器換檔元件C5還可建立一個(gè)比第10檔變 速比更小的超速檔。如附圖10所示的轉(zhuǎn)速共線圖中，比上述實(shí)施例少采用了一個(gè)第三制動(dòng)器換檔元 件B3，因此具有8個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔的檔位切換。如果在上述實(shí)施例中增加一個(gè)第二制動(dòng)器換檔元件B2，第二制動(dòng)器換檔元件B2 可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件RM3與變速器殼體5相連接，可具有10個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒車檔。 前進(jìn)檔位的接合方式不變，并且通過接合第五離合器換檔元件C5和第二制動(dòng)器換檔元件 B2建立第一倒車檔位；通過接合第三離合器換檔元件C3和第二制動(dòng)器換檔元件B2建立第 二倒車檔位。實(shí)施例6 如附圖14、附圖15所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有10個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔。 實(shí)施例6與實(shí)施例5的區(qū)別在于第一行星齒輪組PGl的齒圈Rl與輸入部件1固定地連接， 以及主變速部分3的連接關(guān)系不同。第一行星齒輪組PGl構(gòu)成前置變速部分2。第一行星齒輪組PGl的齒圈Rl與輸入 部件1固定地連接，它的行星齒輪架CAl與變速器殼體5固定地連接，它的太陽齒輪Sl構(gòu) 成第一中間旋轉(zhuǎn)部件PW1，它的齒圈Rl構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2。在本實(shí)施例中，由均為單小齒輪型(Simpson型)的第十三、第十四、第十五行星齒 輪組PG13、PG14、PG15組合構(gòu)成主變速部分3。第十三、第十四、第十五行星齒輪組PG13、 PG14、PG15有共用的行星齒輪架CA13，第十四、第十五行星齒輪組PG14、PG15有共用的齒 圈R15，第十三、第十四行星齒輪組PG13、PG14有共用的塔式行星齒輪13 (臺(tái)階式stepped pinion)，該塔式行星齒輪13具有大直徑部分P13和小直徑部分P14，大直徑部分P13與第十三行星齒輪組PG13的太陽齒輪S13、齒圈R13相齒合，小直徑部分P14與共用的齒圈R15 相齒合；第十三行星齒輪組PG13的齒圈R13構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)部件RM1，共用的齒圈R15構(gòu)成 第二旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)2，共用的行星齒輪架CA13構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件RM3，所述行星齒輪組PG15 的太陽齒輪S15構(gòu)成所述第四旋轉(zhuǎn)部件RM4，第十五行星齒輪組PG13的太陽齒輪S13構(gòu)成 第五旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)5 ；第十五行星齒輪組PG15的行星齒輪P15與塔式行星齒輪13的小直徑 部分P14沿共用的齒圈R15的內(nèi)圓周交錯(cuò)地布置，使第十四、第十五行星齒輪組PG14、PG15 共同占用一個(gè)行星齒輪組的空間。共用的齒圈R15(即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與所述輸出部件4固定地連接；第一、第 二、第三、第五離合器換檔元件C1、C2、C3、C5和第一、第三制動(dòng)器換檔元件B1、B3的連接方 式與實(shí)施例5相同。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P1= (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))=0.5、 P 13 = (S13 齒數(shù) /R13 齒數(shù))=0. 5、P 15 = (S15 齒數(shù) /R15 齒數(shù))=0. 5、Z13 = (P14 半 徑/P13半徑)=0.43，所得到的檔位切換、變速比表如附圖13所示。本實(shí)施方式具有10個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔，如果去除圖13中的第8檔，直接由第 7檔跳到第9檔，則形成如圖15所示的具有9個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔的檔位切換。本實(shí)施 方式中通過接合第三制動(dòng)器換檔元件B3和第五離合器換檔元件C5還可建立一個(gè)比第10 檔變速比更小的超速檔。實(shí)施例7 如附圖16、附圖17所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有8個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔。 它的具體結(jié)構(gòu)包括輸入部件1、雙小齒輪型的第一行星齒輪組PG1、雙小齒輪型的第十六 行星齒輪組PG16、單小齒輪型的第十七行星齒輪組PG17、輸出部件4、第一、第二、第三、第 五離合器換檔元件Cl、C2、C3、C4和第一制動(dòng)器換檔元件Bi。第一行星齒輪組PGl構(gòu)成前置變速部分2。第一行星齒輪組PGl的行星齒輪架CAl 與輸入部件ι固定地連接、并構(gòu)成所述第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl ；第一行星齒輪組PGl的太陽 齒輪Sl與變速器殼體5固定地連接；第一行星齒輪組PGl的齒圈Rl構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部 件 PW2。第十六、第十七行星齒輪組PG16、PG17組合構(gòu)成主變速部分3。第十六、第十七 行星齒輪組PG16、PG17有共用的行星齒輪架CA16和共用的塔式行星齒輪16 (臺(tái)階式 stepped pinion)，該塔式行星齒輪16具有小直徑部分P16和大直徑部分P17，小直徑部分 P16與第十六行星齒輪組PG16的太陽齒輪S16相齒合，大直徑部分P17與第十七行星齒輪 組PG17的太陽齒輪S17、齒圈R17相齒合；第十七行星齒輪組PG17的齒圈R17構(gòu)成第一旋 轉(zhuǎn)部件RMl，共用的行星齒輪架CA16構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)部件RM2，第十六行星齒輪組PG16的齒 圈R16構(gòu)成第三旋轉(zhuǎn)部件冊(cè)3，第十六行星齒輪組PG16的太陽齒輪S16構(gòu)成第四旋轉(zhuǎn)部件 冊(cè)4，第十七行星齒輪組PG17的太陽齒輪S17構(gòu)成第五旋轉(zhuǎn)部件RM5。共用的行星齒輪架CA16 (即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連接，第一離 合器換檔元件Cl連接在第十六行星齒輪組PGl的行星齒輪架CAl上、并通過該行星齒輪架 CAl橋接于輸入部件1 (即第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl)、并可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與第一 中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連接；第二、第三、第五離合器換檔元件C2、C3、C5和第一制動(dòng)器換檔 元件Bl的連接方式與實(shí)施例5相同。
本實(shí)施方式只需五個(gè)換檔元件、三個(gè)行星齒輪組而實(shí)現(xiàn)具有8個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒 車檔；還可以增加第三制動(dòng)器換檔元件B3可選擇地將第十七行星齒輪組PG17的太陽齒輪 S17 (即第五旋轉(zhuǎn)部件RM5)與變速器殼體5相連接，從而形成如圖11所示的具有10個(gè)前進(jìn) 檔和1個(gè)倒車檔變速器。為獲得較好的變速比特性并容易制造，可以取P 1 = (Si齒數(shù)/Rl齒數(shù))=0. 5、 P 16 = (S16 齒數(shù) /R16 齒數(shù))=0. 33、P 17 = (S17 齒數(shù) /R17 齒數(shù))=0. 25、Z16 = (P16 半徑/P17半徑)=0. 79，所得到的檔位切換、變速比表如附圖17所示。實(shí)施例8 如附圖18、圖19所示，本實(shí)施例的多級(jí)變速器具有12個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒車檔。它 與實(shí)施例5相比的主要區(qū)別在于增加了一個(gè)第四離合器換檔元件C4。它的具體組成包括 輸入部件1、雙小齒輪型的第一行星齒輪組PG1、均為單小齒輪型的第十、第十一、第十二行 星齒輪組PG10、PG11、PG12、輸出部件4、第一、第二、第三、第四、第五離合器換檔元件Cl、 C2、C3、C4、C5和第一、第三制動(dòng)器換檔元件Bi、B3。第一行星齒輪組PGl構(gòu)成前置變速部分2，第十、第十一、第十二行星齒輪組PG10、 PG1UPG12組合構(gòu)成主變速部分3，它們的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5相同。第十行星齒輪組PGlO的齒圈RlO (即第二旋轉(zhuǎn)部件RM2)與輸出部件4固定地連 接，第一離合器換檔元件Cl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連 接，第二離合器換檔元件C2可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件RM3與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連 接，第五離合器換檔元件C5可選擇地將第四旋轉(zhuǎn)部件RM4與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連 接，第三離合器換檔元件C3可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與第一中間旋轉(zhuǎn)部件PWl相連 接，第四離合器換檔元件C4可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與第二中間旋轉(zhuǎn)部件PW2相連 接，第三制動(dòng)器換檔元件B3連接在第一行星齒輪組PGl的行星齒輪架CAl上、并通過該行 星齒輪架CAl橋接于變速器殼體5、并可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件RM5與變速器殼體5相連 接，第一制動(dòng)器換檔元件Bl可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件RMl與變速器殼體5相連接。接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第四離合器換檔元件C4可建立第一檔位；接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第五離合器換檔元件C5可建立第二檔位；接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第三離合器換檔元件C3可建立第三檔位；接合第一制動(dòng)器換檔元件Bl和第二離合器換檔元件C2可建立第四檔位；接合第二離合器換檔元件C2和第三離合器換檔元件C3可建立第五檔位；接合第二離合器換檔元件C2和第五離合器換檔元件C5可建立第六檔位；接合第二離合器換檔元件C2和第三制動(dòng)器換檔元件B3可建立第七檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第二離合器換檔元件C2可建立第八檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第三制動(dòng)器換檔元件B3可建立第九檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第五離合器換檔元件C5可建立第十檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第四離合器換檔元件C4可建立第十一檔位；接合第一離合器換檔元件Cl和第三離合器換檔元件C3可建立第十二檔位。
權(quán)利要求
一種多級(jí)變速器，包括輸入部件(1)、前置變速部分(2)、主變速部分(3)、輸出部件(4)以及至少三個(gè)離合器換檔元件(C1、C2、C3)和至少一個(gè)制動(dòng)器換檔元件(B1)，其特征在于所述前置變速部分(2)有與輸入部件(1)連接的旋轉(zhuǎn)部件、并具有第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PW1)和第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)，第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PW1)與第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)之間有固定的、且大于一的轉(zhuǎn)速比；所述主變速部分(3)由具有五個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的組合式行星齒輪組構(gòu)成，按它們?cè)谵D(zhuǎn)速共線圖上的順序排列關(guān)系分別為第一旋轉(zhuǎn)部件(RM1)、第二旋轉(zhuǎn)部件(RM2)、第三旋轉(zhuǎn)部件(RM3)、第四旋轉(zhuǎn)部件(RM4)、第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5)；所述第二旋轉(zhuǎn)部件(RM2)與所述輸出部件(4)固定連接，所述第一離合器換檔元件(C1)可選擇地將第一旋轉(zhuǎn)部件(RM1)與第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PW1)相連接，所述第二離合器換檔元件(C2)可選擇地將第三旋轉(zhuǎn)部件(RM3)與第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)相連接，所述第三離合器換檔元件(C3)可選擇地將第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5)與第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PW1)相連接；所述第一制動(dòng)器換檔元件(B1)可選擇地將所述第一旋轉(zhuǎn)部件(RM1)與變速器殼體(5)相連接；所述第四旋轉(zhuǎn)部件(RM4)通過第五離合器換檔元件(C5)與第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)變速器，其特征在于還包括可選擇地將所述第五旋轉(zhuǎn) 部件(RM5)與變速器殼體(5)相連接的第三制動(dòng)器換檔元件(B3)；通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件(Bi)和第五離合器換檔元件(C5)而建立第一檔位；通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件(Bi)和第三離合器換檔元件(C3)而建立第二檔位；通過接合所述第一制動(dòng)器換檔元件(Bi)和第二離合器換檔元件(C2)而建立第三檔位；通過接合所述第二離合器換檔元件(C2)和第三離合器換檔元件(C3)而建立第四檔位；通過接合所述第二離合器換檔元件(C2)和第五離合器換檔元件(C5)而建立第五檔位；通過接合所述第二離合器換檔元件(C2)和第三制動(dòng)器換檔元件(B3)而建立第六檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件(Cl)和第二離合器換檔元件(C2)而建立第七檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件(Cl)和第三制動(dòng)器換檔元件(B3)而建立第八檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件(Cl)和第五離合器換檔元件(C5)而建立第九檔位；通過接合所述第一離合器換檔元件(Cl)和第三離合器換檔元件(C3)而建立第十檔位；通過接合所述第三離合器換檔元件(C3)和第五離合器換檔元件(C5)而建立倒車檔位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)變速器，其特征在于還包括可選擇地將所述第三 旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)3)與變速器殼體(5)相連接的第二制動(dòng)器換檔元件(B2)；通過接合所述第五離合器換檔元件(C5)和第二制動(dòng)器換檔元件(B2)而建立第一倒車 檔位；通過接合所述第三離合器換檔元件(C3)和所述第二制動(dòng)器換檔元件(B2)而建立第二 倒車檔位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)變速器，其特征在于還包括將所述第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5) 與所述第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)相連接的第四離合器換檔元件(C4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述前置變速部分(2) 由雙小齒輪型的第一行星齒輪組(PGl)構(gòu)成；第一行星齒輪組(PGl)的太陽齒輪(Si)或者 齒圈(Rl)與所述輸入部件(1)固定地連接，第一行星齒輪組(PGl)的行星齒輪架(CAl)與 變速器殼體(5)固定地連接，所述太陽齒輪(Si)構(gòu)成第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PWl)，所述齒圈 (Rl)構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述前置變速部分(2) 由雙小齒輪型的第一行星齒輪組(PGl)構(gòu)成；第一行星齒輪組(PGl)的太陽齒輪(Si)與 變速器殼體(5)固定地連接；第一行星齒輪組(PGl)的行星齒輪架(CAl)與所述輸入部件 (1)固定地連接、并構(gòu)成所述第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PWl)，第一行星齒輪組(PGl)的齒圈(Rl) 構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述前置變速部分(2) 由前、后二級(jí)圓柱變速齒輪組(STa、STb)構(gòu)成；前級(jí)圓柱齒輪組(STa)的從動(dòng)齒輪(Sa2) 與后級(jí)圓柱齒輪組(STb)的主動(dòng)齒輪(Sbl)固定連接；前級(jí)圓柱齒輪組(STa)的主動(dòng)齒輪 (Sal)與后級(jí)圓柱齒輪組(STb)的從動(dòng)齒輪(Sb2)之間的轉(zhuǎn)速比大于一；所述輸入部件(1) 與前級(jí)圓柱齒輪組(STa)或者后級(jí)圓柱齒輪組(STb)的主動(dòng)齒輪(Sal或Sbl)固定地連接； 前級(jí)圓柱齒輪組(STa)的主動(dòng)齒輪(Sal)構(gòu)成第一中間旋轉(zhuǎn)部件(PWl)；后級(jí)圓柱齒輪組 (STb)的從動(dòng)齒輪(Sb2)構(gòu)成第二中間旋轉(zhuǎn)部件(PW2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述主變速部分(3)由 均為單小齒輪型的第十、第十一、第十二行星齒輪組(PG10、PGlU PG12)組合構(gòu)成；所述第 十、第十一、第十二行星齒輪組(PG10、PG11、PG12)共用行星齒輪架(CAlO)，所述第十、第 十一行星齒輪組(PG10、PG11)共用太陽齒輪(SlO)，所述第十一、第十二行星齒輪組(PG11、 PG12)共用塔式行星齒輪(11)，所述塔式行星齒輪(11)具有小直徑部分(Pll)和大直徑 部分(P12)，所述小直徑部分(Pll)與所述共用太陽齒輪(SlO)相齒合，所述大直徑部分 (P12)與所述第十二行星齒輪組(PG12)的太陽齒輪(S12)、齒圈(R12)相齒合；所述第 十二行星齒輪組(PG12)的齒圈(R12)構(gòu)成所述第一旋轉(zhuǎn)部件(RMl)，所述第十行星齒輪組 (PGlO)的齒圈(RlO)構(gòu)成所述第二旋轉(zhuǎn)部件(RM2)，所述共用行星齒輪架(CAlO)構(gòu)成所述 第三旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)3)，所述共用太陽齒輪(SlO)構(gòu)成所述第四旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)4)，所述第十二 行星齒輪組(PG12)的太陽齒輪(S12)構(gòu)成所述第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述主變速部分(3)由 均為單小齒輪型第十三、第十四、第十五行星齒輪組(PG13、PG14、PG15)組合構(gòu)成；所述第 十三、第十四、第十五行星齒輪組(PG13、PG14、PG15)共用行星齒輪架(CA13)，所述第十四、 第十五行星齒輪組(PG14、PG15)共用齒圈(R15)，所述第十三、第十四行星齒輪組(PG13、 PG14)共用塔式行星齒輪(13)，所述塔式行星齒輪(13)具有大直徑部分(P13)和小直徑部分(P14)，所述大直徑部分(P13)與所述第十三行星齒輪組(PG13)的太陽齒輪(S13)、齒圈 (R13)相齒合，所述小直徑部分(P14)與所述共用齒圈(R15)相齒合；所述第十三行星齒輪 組(PG13)的齒圈(R13)構(gòu)成所述第一旋轉(zhuǎn)部件(RMl)，所述共用齒圈(R15)構(gòu)成所述第二 旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)2)，所述共用行星齒輪架(CA13)構(gòu)成所述第三旋轉(zhuǎn)部件(RM3)，所述第十五行 星齒輪組(PG15)的太陽齒輪(S15)構(gòu)成所述第四旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)4)，所述第十三行星齒輪組 (PG13)的太陽齒輪(S13)構(gòu)成所述第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多級(jí)變速器，其特征在于所述主變速部分(3)由雙小齒 輪型的第十六行星齒輪組(PG16)和單小齒輪型的第十七行星齒輪組(PG17)構(gòu)成；所述第 十六、第十七行星齒輪組(PG16、PG17)共用行星齒輪架(CA16)和塔式行星齒輪(16)，所述 塔式行星齒輪(16)具有小直徑部分(P16)和大直徑部分(P17)，所述小直徑部分(P16)與 所述第十六行星齒輪組(PG16)的太陽齒輪(S16)相齒合，所述大直徑部分(P17)與所述 第十七行星齒輪組(PG17)的太陽齒輪(S17)、齒圈(R17)相齒合；所述第十七行星齒輪組 (PG17)的齒圈(R17)構(gòu)成所述第一旋轉(zhuǎn)部件(RMl)，所述共用行星齒輪架(CA16)構(gòu)成所述 第二旋轉(zhuǎn)部件(冊(cè)2)，所述第十六行星齒輪組(PG16)的齒圈(R16)構(gòu)成所述第三旋轉(zhuǎn)部件 (RM3)，所述第十六行星齒輪組(PG16)的太陽齒輪(S16)構(gòu)成所述第四旋轉(zhuǎn)部件(RM4)，所 述第十七行星齒輪組(PG17)的太陽齒輪(S17)構(gòu)成所述第五旋轉(zhuǎn)部件(RM5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級(jí)變速器，它包括與輸入部件連接的具有兩個(gè)中間旋轉(zhuǎn)部件的前置變速部分，具有五個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的主變速部分，第一旋轉(zhuǎn)部件由第一離合器換檔元件連接到第一中間旋轉(zhuǎn)部件、并由第一制動(dòng)器換檔元件連接到變速器殼體，第二旋轉(zhuǎn)部件連接到輸出部件，第三旋轉(zhuǎn)部件由第二離合器換檔元件連接到第二中間旋轉(zhuǎn)部件，第四旋轉(zhuǎn)部件由第五離合器換檔元件連接到第二中間旋轉(zhuǎn)部件，第五旋轉(zhuǎn)部件由第三離合器換檔元件連接到第一中間旋轉(zhuǎn)部件，實(shí)現(xiàn)8級(jí)前進(jìn)、1級(jí)倒車；增加連接第二中間旋轉(zhuǎn)部件與第五旋轉(zhuǎn)部件的第四離合器換檔元件或(和)增加連接殼體與第五旋轉(zhuǎn)部件的第三制動(dòng)器換檔元件或(和)增加連接殼體與第三旋轉(zhuǎn)部件的第二制動(dòng)器換檔元件，最多可實(shí)現(xiàn)12級(jí)前進(jìn)、2級(jí)倒車。
文檔編號(hào)F16H3/62GK101936370SQ20101023404
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者黃慶培 申請(qǐng)人:黃慶培