具有減速行星齒輪組的多速變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了具有減速行星齒輪組的多速變速器。提供一種變速器，具有輸入構(gòu)件，輸出構(gòu)件，其中一個是選擇性減速齒輪組的兩個行星齒輪組，可以堆疊或嵌套以形成行星齒輪組組件的另外兩個行星齒輪組，多個聯(lián)接構(gòu)件，以及多個扭矩傳輸裝置。行星齒輪組的每一個包括第一、第二和第三構(gòu)件。堆疊或嵌套的行星齒輪組組件具有用于可旋轉(zhuǎn)地支撐第一多個小齒輪和第二多個小齒輪的齒輪架齒輪、環(huán)形齒輪以及共用齒輪構(gòu)件。扭矩傳輸裝置包括離合器和制動器。
【專利說明】
具有減速行星齒輪組的多速變速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總地涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳輸裝置的多速變速器，并且更具體地涉及的變速器具有十二個或更多速度，其之一是選擇性減速齒輪組的兩個行星齒輪組，可堆疊的另外兩個行星齒輪組和多個扭矩傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在這個部分中的陳述僅提供涉及當前公開的背景信息并且可以構(gòu)成或不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]典型的多速變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置以及固定互連的組合以實現(xiàn)多個齒輪比。行星齒輪組的數(shù)目和物理設(shè)置一般由封裝、成本和所希望速度比規(guī)定。此外，分動箱通常與變速器組合使用以為四輪或全輪驅(qū)動應(yīng)用提供額外的功率輸出(power take-offs)。分動箱在一些應(yīng)用中將具有低檔齒輪組以提供低速度比和高扭矩性能。為了提供這個低檔性能，分動箱通常采用使用爪式離合器可選擇的減速齒輪組。
[0004]盡管現(xiàn)在的變速器和分動箱實現(xiàn)了它們預(yù)期的目的，但是對于展現(xiàn)改進性能的新式和改進的變速器配置的需求基本上是恒定的，尤其是從效率、響應(yīng)性、和平滑度以及改進的封裝(主要是減小尺寸和重量)的觀點看。因此，需要具有提供分動箱可選擇低檔功能的能力的一種改進的、成本有效的、小型化變速器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種多速變速器被提供，具有輸入構(gòu)件，輸出構(gòu)件，兩個行星齒輪組，可堆疊以形成堆疊的或嵌套的行星齒輪組組件的另外兩個行星齒輪組，多個聯(lián)接構(gòu)件，以及多個扭矩傳輸裝置。兩個行星齒輪組的每一個包括第一、第二和第三構(gòu)件。行星齒輪組的一個配置為選擇性減速齒輪組。堆疊或嵌套的行星齒輪組組件具有太陽齒輪，用于可旋轉(zhuǎn)地支撐第一多個小齒輪和第二多個小齒輪的齒輪架構(gòu)件，共用構(gòu)件，以及環(huán)形齒輪。共用構(gòu)件是整體地形成作為單一構(gòu)件的環(huán)和太陽齒輪，或者由剛性固定連接(即軸或軸轂)結(jié)合的環(huán)和太陽齒輪。扭矩傳輸裝置例如是離合器和制動器。
[0006]在當前發(fā)明的另一實施例中，一種變速器被提供，具有輸入軸;輸出軸;具有第一構(gòu)件、第二構(gòu)件、第三構(gòu)件和第四構(gòu)件的行星齒輪組組件;具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一行星齒輪組；以及具有第一、第二和第三構(gòu)件并且配置成相對于齒輪組的輸入速度而選擇性減小輸出速度的第二行星齒輪組。
[0007]在當前發(fā)明的又一實施例中，第一互連構(gòu)件將行星齒輪組組件的環(huán)形齒輪與第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪連續(xù)地互連。
[0008]在當前發(fā)明的又一實施例中，第二互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與第二行星齒輪組的太陽齒輪連續(xù)地互連，并且第二行星齒輪組配置成相對于第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度選擇性地減小輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度。
[0009]在當前發(fā)明的又一實施例中，第一扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與第一行星齒輪組的太陽齒輪以及輸入構(gòu)件互連。
[0010]在當前發(fā)明的又一實施例中，第二扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的共用齒輪與第一行星齒輪組的太陽齒輪以及輸入構(gòu)件互連。
[0011]在當前發(fā)明的又一實施例中，第三扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的共用齒輪與第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及第二行星齒輪組的太陽齒輪互連。
[0012]在當前發(fā)明的又一實施例中，第四扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及第二行星齒輪組的太陽構(gòu)件與輸出軸互連。
[0013]在當前發(fā)明的又一實施例中，第五扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將第二行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與輸出軸互連以相對于第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。
[0014]在當前發(fā)明的又一實施例中，第六扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與固定構(gòu)件互連。
[0015]在當前發(fā)明的又一實施例中，第七扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的太陽齒輪與固定構(gòu)件互連。
[0016]在當前發(fā)明的又一實施例中，扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0017]在當前發(fā)明的又一實施例中，一種多速變速器被提供，具有輸入軸;輸出軸;具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪、齒輪架構(gòu)件和共用齒輪構(gòu)件的行星齒輪組組件;具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪和齒輪架構(gòu)件的第一行星齒輪組;具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪和齒輪架構(gòu)件的第二行星齒輪組，其中，環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)地固定至變速器外殼。第一互連構(gòu)件將行星齒輪組組件的環(huán)形齒輪與第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪連續(xù)地互連。第二互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與第二行星齒輪組的太陽構(gòu)件連續(xù)地互連。第一扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與第一行星齒輪組的太陽齒輪以及輸入構(gòu)件互連。第二扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的共用齒輪與第一行星齒輪組的太陽齒輪以及輸入構(gòu)件互連。第三扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的共用齒輪與第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及第二行星齒輪組的太陽齒輪互連。第四扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及第二行星齒輪組的太陽齒輪與第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪互連。第五扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪與固定構(gòu)件互連以相對于第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。第六扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與固定構(gòu)件互連。第七扭矩傳輸機構(gòu)選擇性地可接合以將行星齒輪組組件的太陽齒輪與固定構(gòu)件互連。扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0018]方案1.一種變速器，包括:
輸入構(gòu)件；
輸出構(gòu)件；
行星齒輪組組件，具有第一構(gòu)件、第二構(gòu)件、第三構(gòu)件以及第四構(gòu)件；
第一行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件；
第一互連構(gòu)件，將所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件連續(xù)地互連；
第二行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件；
第二互連構(gòu)件，將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件連續(xù)地互連，以及其中，所述第二行星齒輪組配置成相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度而選擇性地減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；以及七個扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的至少一個構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個構(gòu)件與所述行星齒輪組組件的至少一個其他構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個其他構(gòu)件、所述輸入構(gòu)件、所述輸出構(gòu)件以及固定構(gòu)件互連，以及其中，扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在所述輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0019]方案2.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，七個扭矩傳輸機構(gòu)的第一個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。
[0020]方案3.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第二個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。
[0021 ]方案4.根據(jù)方案3所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第三個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四個構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件互連。
[0022]方案5.根據(jù)方案4所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第四個選擇性地可接合以將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述輸出構(gòu)件互連。
[0023]方案6.根據(jù)方案5所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第五個選擇性地可接合以將所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述輸出構(gòu)件互連以相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度。
[0024]方案7.根據(jù)方案6所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第六個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。
[0025]方案8.根據(jù)方案7所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第七個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。
[0026]方案9.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件是太陽齒輪，所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件是環(huán)形齒輪，所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件是共用齒輪，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件是太陽齒輪，以及第一和第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是環(huán)形齒輪。
[0027]方案10.根據(jù)方案9所述的變速器，其中，所述共用構(gòu)件形成作為具有外表面和內(nèi)表面的單一齒輪構(gòu)件，其中，所述外表面具有多個齒輪齒，以及所述內(nèi)表面具有多個齒輪齒O
[0028]方案11.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，所述單一齒輪構(gòu)件與由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第一多個小齒輪、以及由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第二多個小齒輪嚙合。
[0029]方案12.—種變速器，包括:
輸入構(gòu)件；
輸出構(gòu)件；
行星齒輪組組件，具有第一構(gòu)件、第二構(gòu)件、第三構(gòu)件以及第四構(gòu)件；
第一行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件；
第二行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件，其中，所述第二行星齒輪組是減速齒輪組；
第一互連構(gòu)件，將所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件連續(xù)地互連；
第二互連構(gòu)件，將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件連續(xù)地互連，以及其中，所述第二行星齒輪組配置成相對于第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度而選擇性地減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；以及七個扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的至少一個構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個構(gòu)件與所述行星齒輪組組件的至少一個其他構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個其他構(gòu)件、所述輸入構(gòu)件、所述輸出構(gòu)件以及固定構(gòu)件互連，以及其中，扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在所述輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0030]方案13.根據(jù)方案12所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第一個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。
[0031]方案14.根據(jù)方案13所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第二個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。
[0032]方案15.根據(jù)方案14所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第三個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件互連。
[0033]方案16.根據(jù)方案15所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第四個選擇性地可接合以將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的第一構(gòu)件互連。
[0034]方案17.根據(jù)方案16所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第五個選擇性地可接合以將所述第二行星齒輪組的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連以相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度而減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度。
[0035]方案18.根據(jù)方案17所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第六個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。
[0036]方案19.根據(jù)方案18所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第七個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。
[0037]方案20.根據(jù)方案12所述的變速器，其中，所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件是太陽齒輪，所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件是環(huán)形齒輪，所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件是共用齒輪，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，所述第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件是太陽齒輪，以及所述第一和第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是環(huán)形齒輪。
[0038]方案21.根據(jù)方案20所述的變速器，其中，所述共用構(gòu)件形成作為具有外表面和內(nèi)表面的單一齒輪構(gòu)件，其中，所述外表面具有多個齒輪齒并且所述內(nèi)表面具有多個齒輪齒。
[0039]方案22.根據(jù)方案21所述的變速器，其中，所述單一齒輪構(gòu)件與由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第一多個小齒輪、以及由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第二多個小齒輪嚙合。
[0040]方案23.—種變速器，包括:
輸入軸；
輸出軸；
行星齒輪組組件，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪、齒輪架構(gòu)件以及共用齒輪構(gòu)件；
第一行星齒輪組，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪以及齒輪架構(gòu)件；
第二行星齒輪組，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪以及齒輪架構(gòu)件；
第一互連構(gòu)件，將所述行星齒輪組組件的環(huán)形齒輪與所述第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪連續(xù)地互連；
第二互連構(gòu)件，將所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的太陽齒輪連續(xù)地互連；
第一扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的太陽齒輪以及所述輸入構(gòu)件互連；
第二扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的共用齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽齒輪以及所述輸入構(gòu)件互連；
第三扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的共用齒輪與所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的太陽齒輪互連；
第四扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的太陽齒輪與所述輸出軸互連；
第五扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述第二行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與所述輸出軸互連以相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；
第六扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連；
第七扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的太陽齒輪與所述固定構(gòu)件互連，以及
其中，所述扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在所述輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0041 ] 方案24.—種變速器，包括:
輸入軸；
輸出軸；
行星齒輪組組件，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪、齒輪架構(gòu)件以及共用齒輪構(gòu)件；
第一行星齒輪組，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪以及齒輪架構(gòu)件； 第二行星齒輪組，具有太陽齒輪、環(huán)形齒輪以及齒輪架構(gòu)件，其中，環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)地固定至變速器外殼；
第一互連構(gòu)件，將所述行星齒輪組組件的環(huán)形齒輪與所述第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪連續(xù)地互連；
第二互連構(gòu)件，將所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的太陽齒輪連續(xù)地互連；
第一扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的太陽齒輪以及所述輸入構(gòu)件互連；
第二扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的共用齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽齒輪以及所述輸入構(gòu)件互連；
第三扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的共用齒輪與所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的太陽齒輪互連；
第四扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述第一行星齒輪組的齒輪架構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的太陽齒輪與所述第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪互連；
第五扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述固定構(gòu)件互連以相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；
第六扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連；
第七扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的太陽齒輪與所述固定構(gòu)件互連，以及
其中，所述扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在所述輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。
[0042]通過參考以下說明書和附圖，當前發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得明顯，其中，相同的附圖標記指代相同的部件、元件或特征。
【附圖說明】
[0043]在此描述的附圖僅為了說明目的并且沒有意圖在以任何方式限制當前公開的范圍。
[0044]圖1是根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器的實施例的桿圖；
圖2是根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器的實施例的圖解圖；
圖3是根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器的另一實施例的圖解圖；
圖4是根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器的另一實施例的圖解圖；以及圖5是展示了圖1至圖4中所示變速器的可用正向和反向速度或齒輪比中的每一個中的不同扭矩傳輸元件的接合狀態(tài)的真值表。
【具體實施方式】
[0045]以下說明書本質(zhì)上僅是示例性的并且沒有意圖限制當前公開、應(yīng)用或用途。
[0046]現(xiàn)在參照圖1，以桿圖格式示出了十二速變速器10的實施例。桿圖是諸如自動變速器的機械裝置的部件的示意代表圖。每個個體桿表示行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本機械部件每個由節(jié)點表示。因此，單個桿包含三個節(jié)點:一個用于太陽齒輪，一個用于行星齒輪齒輪架，以及一個用于環(huán)形齒輪。在一些情形中，兩個桿可以組合成為具有多于三個節(jié)點(通常四個節(jié)點)的單個桿。例如，如果在兩個不同桿上的兩個節(jié)點通過固定連接而互連，它們可以表示作為在單個桿上的單個節(jié)點。每個桿的節(jié)點之間的相對長度能夠用于表示每個相應(yīng)齒輪組的環(huán)形齒輪對太陽齒輪的比。這些桿比進而用于改變變速器的齒輪比以便實現(xiàn)合適的比和比級數(shù)(rat1 progress1n)。在不同行星齒輪組的節(jié)點之間的機械聯(lián)接或互連由細的水平線示出，并且諸如離合器和制動器的扭矩傳輸裝置表示作為交叉指部。在由Benford和Leising做出的SAE論文810102“The Lever Analogy:A New Tool inTransmiss1n Analysis”中能夠找到桿圖的格式、目的和使用的進一步解釋，在此通過引用全部結(jié)合到本文。
[0047]變速器10包括輸入軸或構(gòu)件12，第一行星齒輪組14，第二行星齒輪組16，第三行星齒輪組18，第四行星齒輪組20，以及輸出軸或構(gòu)件22。在圖1的桿圖中，用于第一行星齒輪組14和第二行星齒輪組16的桿已經(jīng)組合成為單個的四節(jié)點桿，具有:第一節(jié)點14A，第二節(jié)點16A，第三節(jié)點14B、16B，以及第四節(jié)點17。因此，第一和第二行星齒輪組共用由節(jié)點17表示的共用構(gòu)件，并且第一行星齒輪組的第二構(gòu)件14B聯(lián)接至由第三節(jié)點14B、16B表示的第二行星齒輪組的第二構(gòu)件16B。用于第三行星齒輪組18的桿具有:第一節(jié)點18A，第二節(jié)點18B，以及第三節(jié)點18C。用于第四行星齒輪組20的桿具有:第一節(jié)點20A，第二節(jié)點20B，以及第三節(jié)點20C。輸入構(gòu)件12聯(lián)接至第三節(jié)點18C。此外，第二節(jié)點16A機械地聯(lián)接至第一節(jié)點18A，并且第二節(jié)點18B機械地聯(lián)接至第三節(jié)點20C。此外，第四行星齒輪組20的第一節(jié)點20A機械地聯(lián)接至地面或者變速器外殼以阻止第一節(jié)點20A的旋轉(zhuǎn)。
[0048]變速器10進一步包括多個離合器26、28、30、32、34以及制動器36和38。第一離合器26選擇性地將第一和第二行星齒輪組14、16的組合桿的第三節(jié)點14B、16B與輸入構(gòu)件或軸12以及第三行星齒輪組18的第三節(jié)點18C連接。第二離合器28選擇性地將第一和第二行星齒輪組14、16的組合桿的第四節(jié)點17與輸入構(gòu)件或軸12以及第三行星齒輪組18的第三節(jié)點18C連接。第三離合器30選擇性地將第一和第二行星齒輪組14、16的組合桿的第四節(jié)點17與第三行星齒輪組18的第二節(jié)點18B以及第四行星齒輪組20的第三節(jié)點20C連接。第四離合器32選擇性地將第四行星齒輪組20的第三節(jié)點20C以及第三行星齒輪組18的第二節(jié)點18B與輸出構(gòu)件22連接。第五離合器34選擇性地將第四行星齒輪組20的第二節(jié)點20B與輸出構(gòu)件22連接。第一制動器36將第一和第二行星齒輪組14、16的組合桿的第三節(jié)點14B、16B與固定構(gòu)件或變速器外殼50選擇性地連接。第二制動器38將第一和第二行星齒輪組14、16的組合桿的第一節(jié)點14A與固定構(gòu)件或變速器外殼50選擇性地連接。
[0049]現(xiàn)在參照圖2，棍圖展示了根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器10的實施例的示意布局。在圖2中，來自圖1的桿圖的編號方式被持續(xù)下去。對應(yīng)地展示了離合器和聯(lián)接，盡管行星齒輪組的節(jié)點現(xiàn)在出現(xiàn)作為行星齒輪組的部件，諸如太陽齒輪、環(huán)形齒輪、行星齒輪以及行星齒輪齒輪架。
[0050]變速器10包括行星齒輪組組件19。行星齒輪組組件19由組合兩個行星齒輪組14和16形成。行星齒輪組14的環(huán)形齒輪與行星齒輪組16的太陽齒輪形成作為單個或共用部件或構(gòu)件17。因此，關(guān)于行星齒輪組14，部件或齒輪17用作環(huán)形齒輪，并且關(guān)于行星齒輪組16，部件或齒輪17用作太陽齒輪。共享的部件或共用部件17使第一和第二行星齒輪組14和16能夠徑向地堆疊或設(shè)置，其中，第二行星齒輪組16徑向地位于第一行星齒輪組14的外側(cè)(如圖2中所示)。因此，共享部件或共用部件17是具有外表面和內(nèi)表面的齒輪。共用構(gòu)件或齒輪17的外表面具有使共用構(gòu)件能夠用作太陽齒輪的多個齒輪齒。共用構(gòu)件17的內(nèi)表面具有使共用構(gòu)件能夠用作環(huán)形齒輪的多個齒輪齒。此外，行星齒輪組14和16的齒輪架構(gòu)件互連以形成共用或共享的齒輪架構(gòu)件14B、16B。行星齒輪組14也包括太陽齒輪構(gòu)件14A。太陽齒輪構(gòu)件14A連接用于與第一軸或互連構(gòu)件42共同旋轉(zhuǎn)。共用構(gòu)件17連接用于與第二軸或互連構(gòu)件44共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪架構(gòu)件14B、16B連接用于與第三軸或互連構(gòu)件46共同旋轉(zhuǎn)。支撐用于由行星齒輪架構(gòu)件14B、16B旋轉(zhuǎn)的行星齒輪14D每個配置成與太陽齒輪構(gòu)件14A以及共用構(gòu)件17相互接合。此外，行星齒輪組16包括環(huán)形齒輪構(gòu)件16A。環(huán)形齒輪構(gòu)件16A連接用于與第四軸或互連構(gòu)件48共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪架構(gòu)件14B、16B連接用于與第三軸或互連構(gòu)件46共同旋轉(zhuǎn)。支撐用于由行星齒輪架構(gòu)件14B、16B旋轉(zhuǎn)的行星齒輪16D每個配置成與環(huán)形齒輪構(gòu)件16A和共用構(gòu)件17相互接合。
[0051]行星齒輪組18包括太陽齒輪構(gòu)件18C，環(huán)形齒輪構(gòu)件18A，以及旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪18D(僅示出其一個)的行星齒輪齒輪架構(gòu)件18B。太陽齒輪構(gòu)件18C連接用于與輸入軸或構(gòu)件12共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪構(gòu)件18A連接用于與第四軸或互連構(gòu)件48共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪架構(gòu)件18B連接用于與第五軸或互連構(gòu)件52以及第六軸或互連構(gòu)件54共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪18D每個配置成與太陽齒輪構(gòu)件18C和環(huán)形齒輪構(gòu)件18A相互接合。
[0052]行星齒輪組20包括環(huán)形齒輪構(gòu)件20A，太陽齒輪構(gòu)件20C，以及旋轉(zhuǎn)地支撐了一組行星齒輪20D(僅示出其一個)的行星齒輪齒輪架構(gòu)件20B。太陽齒輪構(gòu)件20C連接用于與第六軸或互連構(gòu)件54并且與第七軸或互連構(gòu)件56共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪構(gòu)件20A固定地連接至變速器外殼50并且因此旋轉(zhuǎn)地固定。行星齒輪架構(gòu)件20B連接用于與第八軸或互連構(gòu)件58共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪20D每個配置成與太陽齒輪構(gòu)件20C和環(huán)形齒輪構(gòu)件20A相互接合。
[0053]變速器10進一步包括扭矩傳輸機構(gòu)或離合器26、28、30、32和34;允許軸或互連構(gòu)件、行星齒輪組的構(gòu)件以及外殼的選擇性互連的第一制動器36和第二制動器38。例如，第一離合器26選擇性地可接合以將輸入軸或構(gòu)件12與第三軸或互連構(gòu)件46連接。第二離合器28選擇性地可接合以將輸入軸或構(gòu)件12與第二軸或互連構(gòu)件44連接。第三離合器30選擇性地可接合以將第二軸或互連構(gòu)件44與第五軸或互連構(gòu)件52連接。第四離合器32選擇性地可接合以將第七軸或互連構(gòu)件56與輸出軸或互連構(gòu)件22連接。第五離合器34選擇性地可接合以將第八軸或互連構(gòu)件58與輸出軸或互連構(gòu)件22連接。第一制動器36選擇性地可接合以將第三軸或互連構(gòu)件46與固定元件或變速器外殼50連接以便于限制構(gòu)件46相對于變速器外殼50的旋轉(zhuǎn)。第二制動器38選擇性地可接合以將第一軸或互連構(gòu)件42與固定元件或變速器外殼50連接以便于限$1」構(gòu)件42相對于變速器外殼50的旋轉(zhuǎn)。
[0054]此外，行星齒輪組20配置成選擇性地相對于中間軸54提供輸出構(gòu)件22的速度減小和扭矩增大。更具體的，環(huán)形齒輪構(gòu)件20Α保持固定，太陽齒輪構(gòu)件20C從中間軸54接收旋轉(zhuǎn)輸入速度，并且齒輪架構(gòu)件20Β通過接合離合器34而連接至輸出軸22。有利地，當前發(fā)明的變速器通過使用減速行星齒輪組20而在變速器中提供了可選擇的低檔功能。因此，消除了對分動箱中的提供低檔功能的額外減速齒輪組的需求。
[0055]現(xiàn)在參照圖3，以桿圖形式示出了十二速變速器100的另一實施例。變速器100類似于圖1中所示和如上所述的變速器10，如由參照相同部件的相同附圖標記所標示的。然而，已經(jīng)移除了離合器32并且替代的離合器32’現(xiàn)在將節(jié)點18B和20C與節(jié)點20A連接。此外，離合器34已經(jīng)移除并且替代的制動器34’現(xiàn)在將節(jié)點20A與地面或變速器外殼50連接。
[0056]現(xiàn)在參照圖4，棍圖展示了根據(jù)當前發(fā)明的十二速變速器100的實施例的示意性布局。在圖4中，來自圖3的桿圖的編號方式被持續(xù)下去。對應(yīng)地展示了離合器和聯(lián)接，盡管行星齒輪組的節(jié)點現(xiàn)在出現(xiàn)作為行星齒輪組的部件，諸如太陽齒輪、環(huán)形齒輪、行星齒輪以及行星齒輪齒輪架。圖4的變速器100類似于圖2中所示和如上所述的變速器10，如由參照相同部件的相同附圖標記所標示的。然而，離合器32已經(jīng)移除并且替代的離合器32’現(xiàn)在通過替代的軸54’將齒輪架構(gòu)件18B和太陽齒輪20C與環(huán)形齒輪20A通過替代56’連接。此外，離合器34已經(jīng)移除，并且替代的制動器34’現(xiàn)在將環(huán)形齒輪20A與地面或變速器外殼50連接。
[0057]在當前發(fā)明中，行星齒輪組20配置成選擇性地相對于中間軸54’提供輸出構(gòu)件22的速度減小和扭矩增大。更具體的，環(huán)形齒輪構(gòu)件20A通過離合器34’的接合而保持固定，太陽齒輪構(gòu)件20C從中間軸54’接收旋轉(zhuǎn)輸入速度，并且齒輪架構(gòu)件20B連接至輸出軸22。有利地，當前實施例的變速器通過使用減速行星齒輪組20而在變速器中提供了可選擇的低檔功能。因此，消除了對分動箱中的提供低檔功能的額外減速齒輪組的需求。
[0058]現(xiàn)在參照圖1至圖5，將描述十二速變速器10和100的實施例的操作。將知曉的是，變速器10和100能夠?qū)⑴ぞ貜妮斎胼S或構(gòu)件12以至少十二個正向速度或扭矩比以及至少一個反向速度或扭矩比傳輸至輸出軸或構(gòu)件22。每個正向或反向速度或扭矩比由一個或多個扭矩傳輸機構(gòu)的接合而獲得，如以下將解釋的。圖5是展示了被致動或接合以實現(xiàn)各種齒輪狀態(tài)的扭矩傳輸機構(gòu)的各種組合的真值表。表格中“X”意味著接合特定的離合器或制動器以實現(xiàn)想要的齒輪狀態(tài)。也展示了各種齒輪狀態(tài)的實際數(shù)值齒輪比，盡管應(yīng)該知曉的是這些數(shù)值僅是示例性的并且它們可以在相當大范圍上調(diào)整以適用于各種應(yīng)用和操作準則。當然，取決于齒輪直徑、齒輪齒數(shù)以及所選擇的齒輪配置，可以獲得其他齒輪比。
[0059]關(guān)于變速器10，通過致動第二離合器28、第五離合器34以及第一制動器36而建立了反向齒輪比。第二離合器28將輸入軸或構(gòu)件12與第二軸或互連構(gòu)件44連接。第五離合器34將第八軸或互連構(gòu)件58與輸出軸或互連構(gòu)件22連接。第一制動器36將第三軸或互連構(gòu)件46與固定元件或變速器外殼50連接以便于限制構(gòu)件46相對于變速器外殼50的旋轉(zhuǎn)。同樣地，通過離合器和制動器接合的不同組合而實現(xiàn)了十二個正向比，如圖5中所示。
[0060]關(guān)于變速器100，通過如圖5中所示致動離合器和制動器而建立了齒輪比。更具體的，通過圖5中所示的接合替代的離合器32’以及制動器和離合器的組合而致動了第4、第6、以及第9至第12齒輪比。類似的，相反地，通過如圖5中所示的接合替代的離合器34’以及制動器和離合器的組合而致動了第1、第2、第3、第5、第7和第8齒輪比。同樣地，通過如圖5中所示離合器和制動器接合的不同組合而實現(xiàn)了剩余的正向比。
[0061]將知曉的是十二速變速器10和100的操作和齒輪狀態(tài)的前述說明首先假設(shè)，在給定齒輪狀態(tài)中，沒有具體提及的所有離合器是不起作用的或分離的，并且其次，在至少相鄰齒輪狀態(tài)之間的換擋(即齒輪狀態(tài)的變化)期間，在齒輪狀態(tài)中接合或致動的離合器均將保持接合或致動。
[0062]此外，當前發(fā)明的變速器10和100具有額外有利的特征。例如，變速器10和100具有如圖5中所示的兩個反向齒輪比。此外，反向齒速的比步幅(rat1 step)精確地匹配第一兩個正向速度的比步幅。此外，當前發(fā)明設(shè)計了替代的離合器和制動器接合或致動組合以建立第8和第12齒速，如圖5中所示。
[0063]本發(fā)明的說明書本質(zhì)上僅是示例性的，并且并未脫離本發(fā)明要旨的變形例意在落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變形例不要視作脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種變速器，包括: 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件； 行星齒輪組組件，具有第一構(gòu)件、第二構(gòu)件、第三構(gòu)件以及第四構(gòu)件； 第一行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件； 第一互連構(gòu)件，將所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件連續(xù)地互連； 第二行星齒輪組，具有第一、第二和第三構(gòu)件； 第二互連構(gòu)件，將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件連續(xù)地互連，以及其中，所述第二行星齒輪組配置成相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度而選擇性地減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；以及 七個扭矩傳輸機構(gòu)，選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的至少一個構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個構(gòu)件與所述行星齒輪組組件的至少一個其他構(gòu)件、所述第一和第二行星齒輪組的一個其他構(gòu)件、所述輸入構(gòu)件、所述輸出構(gòu)件以及固定構(gòu)件互連，以及 其中，扭矩傳輸機構(gòu)以至少三個的組合選擇性地可接合以在所述輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立多個正向速度比以及至少一個反向速度比。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，七個扭矩傳輸機構(gòu)的第一個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第二個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及所述輸入構(gòu)件互連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第三個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第四個構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件互連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第四個選擇性地可接合以將所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件以及所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述輸出構(gòu)件互連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第五個選擇性地可接合以將所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述輸出構(gòu)件互連以相對于所述第二互連構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度減小所述輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第六個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構(gòu)的第七個選擇性地可接合以將所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述行星齒輪組組件的第一構(gòu)件是太陽齒輪，所述行星齒輪組組件的第二構(gòu)件是環(huán)形齒輪，所述行星齒輪組組件的第三構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，所述行星齒輪組組件的第四構(gòu)件是共用齒輪，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是齒輪架構(gòu)件，第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件是太陽齒輪，以及第一和第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是環(huán)形齒輪。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，其中，所述共用構(gòu)件形成作為具有外表面和內(nèi)表面的單一齒輪構(gòu)件，其中，所述外表面具有多個齒輪齒，以及所述內(nèi)表面具有多個齒輪齒；以及 其中，所述單一齒輪構(gòu)件與由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第一多個小齒輪、以及由所述行星齒輪組組件的齒輪架構(gòu)件所旋轉(zhuǎn)支撐的第二多個小齒輪嚙合。
【文檔編號】F16H3/46GK105909735SQ201610092555
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】J.M.哈特
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司