專利名稱：帶有差速齒輪組和副軸齒輪系的多速傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有差速齒輪組和副軸嚙合裝置兩者的多速傳動裝置。
背景技術：
一個典型的多速雙離合器傳動裝置使用兩個摩擦離合器和若干個爪形離合器/同步器的組合來在實際進行動態(tài)換檔之前在這些同步器“被預選”為下一個速度比的情況下，通過一個摩擦離合器和另一個摩擦離合器之間的交替而獲得“接通動力的”或動態(tài)換檔?！敖油▌恿Φ摹睋Q檔意味著在進行換檔之前不需要中斷來自發(fā)動機的轉矩流通。這概念通常來用帶一不同的專用齒輪對或組的一些副軸齒輪來獲得每個向前速度比(除了能夠在后輪驅動的用途中獲得一個直接的驅動比以外)。因此，在該典型的設計中所需的齒輪總數是向前速度數目的兩倍加上三個用于反向的。這需要大量所需的齒輪對，特別是在具有較大量的向前速度比的傳動裝置中。
發(fā)明概要提供一種具有帶三個輸入的轉矩傳送機構如摩擦離合器的差速齒輪組的傳動裝置，以便利用接通動力的軸來獲得通過該差速齒輪組而通到一個副軸嚙合裝置的轉矩流通。與一種傳統(tǒng)的雙離合器傳動裝置比較，增加了輸入的轉矩傳送機構之一和該差速齒輪組。通過利用該差速齒輪組的轉矩比，與提供同樣數目的轉矩比的雙離合器傳動裝置相比，可以使用具有良好的小檔系列的附加的轉矩比，減少了所需的副軸齒輪組和同步器的數目。從而獲得一個較短的軸向長度。
具體地說，提供一個包括一輸入部件和一輸出部件的傳動裝置。一個差速齒輪組具有第一、第二、第三部件，而第一、第二、第三轉矩傳送機構每個可以選擇地嚙合而使該輸入部件與該差速齒輪組部件中的相應的不同的一個進行連接。一個副軸嚙合裝置在操作上連接在該差速齒輪組上。該副軸嚙合裝置包括多個共平面的相互嚙合的齒輪組、多個沿軸向的軸和多個同步器，這些同步器可以選擇地嚙合而將轉矩沿這些軸和共平面的相互嚙合的齒輪從該差速齒輪組傳遞到該輸出部件。
通過提供三個轉矩傳送機構，相對于雙離合器傳動裝置，獲得了附加的轉矩比。具體地說，該第一轉矩傳送機構與第一同步器可以選擇地嚙合而在該輸入部件和輸出部件之間形成一個第一轉矩比。該第二轉矩傳送機構與第二同步器可以選擇地嚙合而在該輸入部件和輸出部件之間形成一個第二轉矩比。該第三轉矩傳送機構與第一和第二同步器兩者可以選擇地嚙合而在該輸入部件和輸出部件之間形成該第三轉矩比。該第三轉矩比的數值小于該第一轉矩比而大于該第二轉矩比。該第三轉矩比是一個由該差速齒輪組的轉矩比以及共平面的相互嚙合的齒輪的有效組的轉矩比來確定的組合比。但是，第一和第二轉矩比是僅僅根據共平面的相互嚙合的齒輪的有效組的轉矩比而確定的。因此，當第三轉矩傳送機構被嚙合而提供不同的第三轉矩比時，在第一或第二轉矩傳送機構的嚙合期間，重新使用通過它們而載帶轉矩的共平面的相互嚙合的齒輪組。換句話說，該差速的齒輪組的轉矩比不影響第一和第二比，但允許在第一和第二轉矩比之間的一個轉矩比(即第三轉矩比)。
在本發(fā)明的范圍內，該差速齒輪組可以是一個錐齒輪組、一個簡單的小齒輪或一個雙小齒輪行星齒輪組。
該副軸嚙合裝置可以是一種只有一根副軸的雙軸線設計、或一種有兩個偏離的副軸的三軸線設計。
在本發(fā)明的另一方面，利用一個專用的共平面的相互嚙合的齒輪組，可以獲得一個倒車轉矩比。但是，在另一實施例中，通過增加一同步器而獲得一個倒車轉矩比，該同步器將該差速齒輪組的部件之一選擇地連接在一個靜止部件上，以獲得一倒車轉矩比，從而不需要一個專用的相互嚙合的齒輪組。最好是，在后一個實施例中，該差速齒輪組是一個雙小齒輪行星齒輪組，而該附加的同步器將該環(huán)狀齒輪部件接地到一個靜止部件如傳動裝置外殼上。
當聯系附圖閱讀下列實施本發(fā)明的最佳方案的詳細描述時，將容易地理解本發(fā)明的上述特點和優(yōu)點及其它特點和優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的一種傳動裝置的第一實施例的示意圖；圖2是列舉用于由圖1的傳動裝置獲得的選定的轉矩比的嚙合的轉矩傳送機構和同步器的真值表；圖3是對應于圖2的真值表的由圖1的傳動裝置獲得的轉矩比和步距比的列表；圖4是按照本發(fā)明的一種傳動裝置的第二實施例的示意圖；圖5是按照本發(fā)明的一種傳動裝置的第三實施例的示意圖；圖6是列舉用于圖5的傳動裝置的選定的轉矩比的嚙合的轉矩傳送機構和同步器的真值表；圖7是對應于圖6的真值表的列舉由圖5的傳動裝置獲得的轉矩比和比步距的比圖表；以及圖8是按照本發(fā)明的一種傳動裝置的第四實施例的示意圖。
優(yōu)選實施例描述參考附圖，其中相同的標號表示相同的部件，在圖1中，表示一種多速傳動裝置10，它包括輸入部件12和輸出部件14。在該實施例中輸入部件12和輸出部件14是軸，并將這樣表示。該技術的專業(yè)人員將理解，輸入和輸出部件12和14除了軸以外，還可以是其它部件。輸入軸12與發(fā)動機(未示出)連續(xù)地連接。輸出軸14與最末驅動裝置(未示出)連續(xù)地連接。傳動裝置10包括一個輻軸齒輪裝置17，該裝置包括中間軸、副軸、共平面的相互嚙合的齒輪組和將在此處描述的可選擇地嚙合的同步器。例如，副軸齒輪裝置17包括一根中間軸16和一根中間軸18，后者是與中間軸16同心的套筒軸。中間軸18和16在權利要求書中分別稱為第一和第二中間軸。副軸齒輪裝置17還包括輻軸20和輻軸22。在權利要求書中輻軸20被稱為第二輻軸而副軸22被稱為第一輻軸。副軸20、22兩者互相間隔并與輸入軸12、輸出軸14和中間軸16、18平行。
差速齒輪組30是一種簡單的行星齒輪組，它連接在輸入軸12和輸出軸14之間。差速齒輪組30包括太陽齒輪部件32(標注S)、環(huán)狀齒輪部件34(標注R)和承載器部件37，部件32被連接而與中間軸16共同轉動，部件34被連接而用于與中間軸18共同轉動，部件37可轉動地支承一組小齒輪39(標注P)，它們與太陽齒輪部件32和環(huán)狀齒輪部件34相互嚙合。
副軸齒輪17還包括共平面的相互嚙合的齒輪組40、50、60、70、80。齒輪組40包括齒輪42、44、46、48。齒輪42被連接而與中間軸18共同轉動并與齒輪44相互嚙合，齒輪44可以圍繞副軸22轉動并可以與副軸22選擇地連接。齒輪46可以圍繞副軸20轉動并可以與副軸20選擇地連接。一個空轉齒輪48圍繞空轉輪軸線I轉動并與齒輪42和齒輪46兩者相互嚙合。(圖示齒輪48僅與齒輪46相互嚙合，但該技術的專業(yè)人員容易理解，齒輪48實際上置于齒輪42和46的附近并在它們之間，以便在它們之間傳遞轉矩)。
共平面的齒輪組50包括齒輪52和齒輪54。齒輪52被連接而與中間軸18共同轉動并與齒輪54相互嚙合，齒輪54圍繞副軸22轉動并可以與副軸22選擇地連接。
齒輪組60包括共平面的相互嚙合的齒輪62和66。齒輪62被連接而與中間軸18共同轉動并與齒輪66相互嚙合，齒輪66可以圍繞輻軸20轉動并可以與輻軸20選擇地連接。
齒輪組70包括共平面的相互嚙合的齒輪72和74。齒輪72圍繞中間軸16轉動并可以與中間軸16選擇地連接。齒輪72與齒輪74相互嚙合，齒輪74被連接而與副軸22共同轉動。
齒輪組80包括齒輪82、齒輪84和齒輪86。齒輪82被連接而與輸出軸84共同轉動并可以與中間軸16選擇地連接。齒輪82與齒輪84和齒輪86兩者相互嚙合。齒輪84被連接而與副軸22共同轉動。齒輪86被連接而與副軸20共同轉動。
傳動裝置10包括各種傳遞轉矩的機構或裝置，包括輸入離合器90、輸入離合器91和輸入離合器92。在權利要求書中，輸入離合器90被稱為第一轉矩傳送機構，輸入離合器92被稱為第二轉矩傳送機構，而輸入離合器91被稱為第三轉矩傳動機構。輸入離合器90可選擇地嚙合而使輸入軸12與環(huán)狀齒輪部件34連接。輸入離合器91可選擇地嚙合而使輸入軸12與承載器部件37連接。輸入離合器92可選擇地嚙合而使輸入軸12與太陽齒輪部件32和中間軸16連接。傳動裝置10還包括多個可選擇地嚙合的同步器93、94、95、96、97、98。同步器93可選擇地嚙合而使齒輪44與副軸22連接，以便與其共同轉動。同步器94可選擇地嚙合而使齒輪72與中間軸16連接，以便與其共同轉動。同步器93在權利要求書中稱為第一同步器。同步器94在權利要求書中稱為第二同步器。同步器95可選擇地嚙合而使齒輪54與副軸22連接，以便與其共同轉動。同步器96可選擇地嚙合而使齒輪82因而也使輸出軸14與中間軸16連接，以便與其共同轉動。同步器97可選擇地嚙合而使齒輪66與中軸20連接，以便與其共同轉動。同步器98可選擇地嚙合而使齒輪46與副軸20連接，以便與其共同嚙合。
傳動裝置10能夠以圖2的真值表中指示的至少七個前進轉矩比和一個倒車轉矩比來將轉矩從輸入軸12傳送到輸出軸14。如下面將描述的，對于總數十一個前進轉矩比，可以獲得多達四個額外的前進轉矩比(圖2中示出兩個)。通過嚙合第一、第二、第三轉矩傳送機構或輸入離合器90、91、92之一和一或多個同步器93～98，得到每個前進轉矩比和倒車轉矩比。該技術的專業(yè)人員將容易理解，一個不同的速度比與每個轉矩比有關。因此，傳動裝置10可以獲得十一個向前速度比。
為了形成倒車轉矩比(齒輪REV)，如圖2的表中所提出地選擇輸入離合器和同步器。輸入離合器90和同步器98被嚙合。輸入離合器90和同步器98被嚙合。輸入離合器90使環(huán)狀齒輪部件34與輸入軸12連接。同步器98連接齒輪46，以便與副軸20共同轉動。因此轉矩從輸入軸12通過環(huán)狀齒輪部件34并從齒輪42和中間軸18通過空轉齒輪48傳遞到齒輪46和副軸20。然后轉矩從齒輪86傳遞到齒輪82，并由此傳遞到輸出軸14。
圖2的真值表中沒有指示的兩個額外的倒車轉矩比可以任選地利用。通過對于圖2中作為齒輪REV列入的倒車轉矩比和作為齒輪2列入的前進轉矩比而列舉的同步器(即同步器94和98)以及輸入離合器91的組合嚙合，獲得了第一任選地倒車轉矩比。在該配置中，轉矩通過承載器部件37、小齒輪39和環(huán)狀齒輪部件34而傳送到中間軸18。由于同步器98的嚙合，該轉矩而后通過反向齒輪組40傳遞到副軸20，然后通過齒輪組80傳遞到輸出軸14。轉矩也通過承載器部件37、小齒輪39和太陽齒輪部件39而傳送到中間軸16，由于同步器94的嚙合而通過齒輪組70而后從副軸22通過齒輪組80傳送到輸出軸14。
通過對于圖2中作為齒輪REV列入的倒車轉矩比和作為齒輪5列入的前進轉矩比而在圖2中列舉的同步器(即同步器96和98)以及輸入嚙合器91的組合嚙合，獲得了第二任選的倒車轉矩比。在該配置中，轉矩通過承載器部件37、小齒輪39和環(huán)狀齒輪部件34而傳送到中間軸18。由于同步器98的嚙合，該轉矩而后通過反向齒輪組40傳遞到副軸20，然后通過齒輪組80傳遞到輸出軸14。轉矩也通過承載器部件37、小齒輪39和太陽齒輪部件32而傳送到中間軸16，并通過同步器96的嚙合而直接傳送到輸出軸14。
通過嚙合輸入離合器90和同步器93，獲得一個第一前進轉矩比(在圖2的真值表中作為齒輪1而列入)。在該配置中，轉矩利用輸入離合器90的嚙合從輸入軸12通過環(huán)狀齒輪部件34傳遞到中間軸18并利用同步器93的嚙合通過齒輪組40傳遞到副軸22。然后轉矩通過齒輪組80傳遞給輸出軸14。
利用輸入離合器91與同步器93和94的嚙合可以獲得第二任選的前進轉矩比(在圖2中表示為齒輪1’)。因此，從齒輪1換檔到齒輪1’，輸入離合器90脫開，輸入離合器91被嚙合，同步器94被嚙合，而同步器93保持嚙合。因而，在任選的前進轉矩比1’中，轉矩利用輸入離合器91的嚙合從輸入軸12通過差速齒輪組30的承載器部件37并由此通過太陽齒輪32和環(huán)狀齒輪34分別傳送到中間軸16和中間軸18。該轉矩利用同步器94的嚙合沿中間軸16通過齒輪組70傳遞到副軸22，并通過齒輪組80傳遞到輸出軸14。中間軸18上的轉矩利用同步器93的嚙合通過齒輪組40傳遞到副軸22。轉矩而后通過齒輪組80傳遞到輸出軸14。如圖2中所示，在對于齒輪1的轉矩比中，同步器94是打開的，也即沒有傳遞轉矩。因此，如圖2中所示，在通過輸入離合器90、91、92實際上變換轉矩路徑之前，可以將同步器94預選到齒輪1’(或齒輪2)的即將來臨的轉矩比的所要位置。
利用輸入離合器92和同步器94的嚙合形成如圖2中齒輪2指示的后繼的前進轉矩比。如果在齒輪1后選擇齒輪1’，那么可以直接從齒輪1或從齒輪1’達到齒輪2。不需要機械束縛傳動裝置10，就可以達到這兩種情況之一。在齒輪2中，轉矩從輸入軸12經嚙合的輸入離合器92傳遞到中間軸16。由于同步器94的嚙合，轉矩沿齒輪組70、副軸22和齒輪組80傳遞到輸出軸14。
如圖2的真值表中的齒輪3所示，通過輸入離合器91、同步器94和同步器95的嚙合，形成后繼轉矩比。因此，在從齒輪2到齒輪3的換檔中，輸入離合器92脫開而輸入離合器91被嚙合。同步器94仍然被嚙合，而在齒輪2中打開的同步器95在齒輪3中被嚙合。輸入離合器91將轉矩通過差速齒輪組30的承載器部件37和小齒輪39分別經過太陽齒輪部件32和環(huán)狀齒輪部件34而引導到中間軸16和18兩者上。由于同步器94的嚙合，沿中間軸16載帶的轉矩通過齒輪組70而傳遞到副軸22，然后通過齒輪組80而傳遞到輸出軸14。由于同步器95的嚙合，沿中間軸18載帶的轉矩通過齒輪組50而傳遞到副軸22并通過齒輪組80而傳遞到輸出軸14。
如圖2的真值表中的齒輪4所指示的，隨著輸入離合器90和同步器95的嚙合而形成了下一個后繼的前進轉矩比。因此，在從齒輪3向齒輪4的換檔中，輸入離合器91和同步器94脫開而輸入離合器90被嚙合，同步器94仍然嚙合。由于嚙合的輸入離合器90，轉矩通過環(huán)狀齒輪34從輸入軸12傳遞到中間軸18。由于同步器95的嚙合，轉矩而后通過齒輪組50傳遞到副軸22。轉矩通過齒輪組80而傳遞到輸出軸14。
下一個后繼的轉矩比可以任選地在齒輪4’中獲得，或者替代地，可以直接從齒輪4換檔到齒輪5。假定從齒輪4換檔到齒輪4’，那么輸入離合器91與同步器95和96一起嚙合。因此，在從齒輪4換檔到齒輪4’中，輸入離合器90脫開而輸入離合器91被嚙合，同步器95保持嚙合而同步器96被嚙合。轉矩從輸入軸12通過差速齒輪組30經輸入離合器91的嚙合而傳遞到中間軸16和18。由于同步器96的嚙合，載帶在中間軸16上的轉矩傳遞到輸出軸14，同步器96在操作上將輸出軸14和齒輪82連接到中間軸16上。由于同步器95的嚙合，在中間軸18上載帶的轉矩通過齒輪組50而傳遞到副軸上并通過齒輪組80而傳遞到輸出軸14上。
利用輸入離合器92和同步器96的嚙合，形成如圖2中齒輪5所指示的后繼的向前齒輪比。如果在從齒輪4’的換檔中達到齒輪5，那么離合器91脫開而輸入離合器92被嚙合，而同步器96保持嚙合。或者是，如果在從齒輪4的換檔中達到齒輪5，那么輸入離合器90脫開而輸入離合器92被嚙合，而且同步器95脫開而同步器96被嚙合。由于輸入離合器92和同步器96的嚙合，轉矩從輸入軸12沿中間軸16直接傳遞到輸出軸14。因此，得到一個直接的驅動比，輸出軸14的速度和轉矩與輸入軸12的速度和轉矩相等。
利用輸入離合器91與同步器96、97的嚙合，形成如圖2的真值表中的齒輪6所示的后繼的前進轉矩比。因此，在從齒輪5向齒輪6的換檔中，輸入離合器92脫開而輸入離合器91被嚙合，同步器96保持嚙合而同步器97被嚙合。利用輸入離合器91的嚙合，轉矩從輸入軸12通過差速齒輪組30并分別通過太陽齒輪部件32和環(huán)狀齒輪部件34而傳遞到中間軸16和18兩者上。利用同步器96的嚙合，中間軸16上載帶的轉矩傳遞到輸出軸14。利用同步器97的嚙合，在中間軸18上載帶的轉矩經過齒輪組60而傳遞到副軸20上，而后通過齒輪組80而傳遞到輸出軸14上。
為了形成如圖2的真值表中的齒輪7所指示的下一個后繼的轉矩比，輸入離合器90被嚙合和同步器97被嚙合。因此，為了從齒輪6換檔到齒輪7，輸入離合器91脫開而輸入離合器90被嚙合，同步器97保持嚙合。轉矩從輸入軸12通過輸入離合器90和環(huán)狀齒輪部件34傳遞到中間軸18。由于同步器97的嚙合，轉矩的后通過齒輪組60沿副軸20通過齒輪組80傳遞到輸出軸14。
除了圖2的真值表中指示的九種前進轉矩比之外，對于總數十一種前進轉矩比可以獲得兩種額外的前進轉矩比。通過與輸入離合器91一起組合嚙合圖2的真值表中齒輪1和齒輪5中指示的同步器，在齒輪1’和齒輪2之間在數值上達到了一個額外的前進轉矩比。因此，通過輸入離合器91與同步器93和96的嚙合，達到了一個可以稱為齒輪1”的具有在齒輪1’和齒輪2’的數值之間的數值的任選的轉矩比。在齒輪4’和齒輪5之間在數值上出現在圖2的真值表中未示出的可以稱為齒輪4”的另一個任選的轉矩比。通過圖2的真值表中的向前齒輪2和7中指示的同步器與輸入離合器91一起的嚙合的組合，達到了齒輪4”。因此，通過嚙合輸入離合器91與同步器94和97，出現齒輪4”。
參照圖3，圖3中列舉了對應于圖2的真值表中示出的每個齒輪的轉矩比(即輸出部件14對輸入部件12的轉矩之比)。利用下列樣品部件轉矩比達到這些轉矩比(這些樣品部件轉矩比轉而取決于傳動裝置10的齒輪的齒數)該環(huán)狀齒輪部件/太陽齒輪部件的差速齒輪組的轉矩比為1、86；齒輪44對齒輪42的轉矩比為2、60；齒輪46對齒輪42的轉矩比(通過空轉齒輪48傳遞的)為2、25；齒輪50對齒輪52的轉矩比為0.84；齒輪66對齒輪62的轉矩比為0.41；齒輪72對齒輪74的轉矩比為1.57；齒輪82對齒輪84或齒輪86的轉矩比為1.57。圖3中指示后繼的轉矩比之間的比例步距，總的轉矩比為6.40。從圖2的真值表和圖3的比例表格可以清楚，利用輸入離合器91(即利用處于嚙合狀態(tài)的輸入離合器91)獲得的轉矩比有一在后繼的隨之而來的和離去的轉矩比之間的數值。因此，利用輸入離合器91和差速的齒輪組30，獲得了比只可與輸入離合器90和92獲得的轉矩比不同的額外的轉矩比，因為后者形成的轉矩比僅僅取決于副軸齒輪組的比例而非差速齒輪組30的比例。
從齒輪1到齒輪2的步距為1.65而從齒輪1’到齒輪2的步距為1.43(在括號中指示)。從齒輪4到齒輪5的步距為1.31而從齒輪4’到齒輪5的步距為1.20(在括號中指示)。
第二實施例參照圖4中的多速傳動裝置100。傳動裝置100包括輸入部件12和輸出部件14。在該實施例中，輸入部件12和輸出部件14都是軸，并將這樣參考。該技術的專業(yè)人員將理解，輸入和輸出部件12、14可以是不是軸的部件。輸入軸12與一發(fā)動機(未示出)連續(xù)連接。輸出軸14與一最終驅動裝置(未示出)連續(xù)連接。傳動裝置100包括一個副軸嚙合裝置117，后者包括中間軸、副軸、共平面的相互嚙合的齒輪組和將在下面描述的可以選擇地嚙合的同步器。例如，副軸嚙合裝置117包括一中間軸116和一中間軸118，后者是一根與中間軸116同心的套筒軸。中間軸118和116在權利要求書中分別稱為第一和第二中間軸。副軸嚙合裝置117還包括一根副軸122。副軸122在權利要求書中稱為第一副軸。副軸122與輸入軸12、輸出軸14和中間軸116、118隔開并與它們平行。
差速齒輪組130是一個簡單的行星齒輪組，它連接在輸入軸12和輸出軸1 4之間。差速齒輪組130包括被連接而與中間軸116共同轉動的太陽齒輪部件132(標記S)、被連接而與中間軸118共同轉動的環(huán)狀齒輪部件134(標記R)以及一個可以轉動地支承一組小齒輪139(標記P)的承載部件137，小齒輪組139與太陽齒輪部件132和環(huán)狀齒輪部件134兩者相互嚙合。
副軸嚙合裝置117還包括共平面的相互嚙合的齒輪組140、141、150、160、170和180。齒輪組140包括齒輪142和144。齒輪142被連接而與中間軸118共同轉動并與齒輪144相互嚙合，齒輪144可以圍繞副軸122轉動并可與副軸122選擇地連接。齒輪組141包括齒輪145、齒輪146和空轉齒輪148。齒輪146可以圍繞副軸122轉動并可與副軸122選擇地連接?？辙D齒輪148圍繞空轉軸線I轉動并與齒輪145和齒輪146相互嚙合。(圖示齒輪148僅與齒輪146相互嚙合，但該技術的專業(yè)人員將易于理解，齒輪148實際上安置在齒輪145和146的附近并在它們之間，以允許在它們之間傳遞轉矩)。
共平面的齒輪組150包括齒輪152和齒輪154。齒輪152被連接而與中間軸118共同轉動并與齒輪154相互嚙合，后者圍繞副軸122轉動并與副軸122可以選擇地連接。
齒輪組160包括共平面的相互嚙合的齒輪162和164。齒輪162被連接而與中間軸118共同轉動并與齒輪164相互嚙合，后者可以圍繞副軸122轉動并與副軸122可以選擇地連接。
齒輪組170包括共平面的相互嚙合的齒輪172和174。齒輪172圍繞中間軸116轉動并與中間軸116可以選擇地連接。齒輪172與齒輪174相互嚙合，后者被連接而與副軸122共同轉動。
齒輪組180包括齒輪182和齒輪184。齒輪182被連接而與輸出軸14共同轉動并與中間軸可以選擇地連接。齒輪182與齒輪184相互嚙合。齒輪184被連續(xù)而與副軸122共同轉動。
傳動裝置100包括多個轉矩傳送機構或裝置，包括輸入離合器190、輸入離合器191和輸入離合器192。在權利要求書中，輸入離合器190被稱為第一轉矩傳遞機構，輸入離合器192被稱為第二轉矩傳送機構，而輸入離合器191被稱為第三轉矩傳送機構。輸入離合器190可以選擇地嚙合而使輸入軸12與環(huán)狀齒輪部件134連接。輸入離合器191可以選擇地嚙合而使輸入軸12與承載部件137連接。輸入離合器192可以選擇地嚙合而使輸入軸12與太陽齒輪部件132和中間軸116連接。傳動裝置100還包括多個可以選擇地嚙合的同步器193、194、195、196、197、198。同步器193可以選擇地嚙合而使齒輪144與副軸122連接，以便與其共同轉動。同步器193在權利要求書中被稱為第一同步器。同步器194可以選擇地嚙合而使齒輪172與中間軸116連接，以便與其共同轉動。同步器194在權利要求書中稱為第二同步器。同步器195可以選擇地嚙合而使齒輪154與副軸122連接，以便與其共同轉動。同步器196可以選擇地嚙合而使齒輪182并因而使輸出軸14與中間軸116連接，以便與其共同轉動。同步器197可以選擇地嚙合而使齒輪164與副軸122連接，以便與其共同轉動。同步器198可以選擇地嚙合而使齒輪146與副軸122連接，以便與其共同轉動。
傳動裝置100能夠以圖2中指示的九個前進轉矩比和一個倒車轉矩比將轉矩從輸入軸12傳送到輸出軸14。對于總共十一個前進轉矩比和三個倒車轉矩比，可以獲得上述相對于圖1的傳動裝置的兩個附加的前進轉矩比和兩個額外的倒車轉矩比。根據傳動裝置10的描述，該技術的專業(yè)人員將易于理解這些轉矩比是如何獲得的。
第三實施例參照圖5的多速傳動裝置200。傳動裝置200包括一個輸入部件12和輸出部件14。在該實施例中，輸入部件12和輸出部件14是軸，并將如此參考。該技術的專業(yè)人員將理解，該輸入和輸出部件12、14可以是除軸以外的部件。輸入軸12與發(fā)動機(未示出)連續(xù)地連接。輸出軸14與最終驅動裝置(未示出)連續(xù)地連接。傳動裝置200包括一個副軸嚙合裝置217，它包括將在此處描述的中間軸、副軸、共平面的相互嚙合的齒輪組和可以選擇地嚙合的同步器。例如，副軸嚙合裝置217包括一根中間軸216和一根中間軸218，后者是與中間軸216同心的套筒軸。中間軸218和216在權利要求書中分別稱為第一和第二中間軸。副軸嚙合裝置217還包括一根副軸220和一根副軸222。在權利要求書中副軸222被稱為第二副軸而副軸220被稱為第一副軸。副軸220、222兩者與輸入軸12、輸出軸14和中間軸216、218隔開并與它們平行。
差速齒輪組230是一個雙小齒輪行星齒輪組，它連接在輸入軸12和輸出軸14之間。差速齒輪組230包括被連接而與中間軸216共同轉動的太陽行星部件232(標記S)、環(huán)狀齒輪部件234(標記R)和被連接而與中間軸218共同轉動的承載部件237，中間軸218可以轉動地支承兩組小齒輪238、239(分別標記為P1和P2)。小齒輪238與太陽齒輪部件232和小齒輪239相互嚙合。小齒輪239與環(huán)狀齒輪部件234相互嚙合。
副軸嚙合裝置217還包括共平面的相互嚙合的齒輪組240、250、260、270和280。齒輪組240包括齒輪242和246。齒輪242被連接而與中間軸218共同轉動，并與齒輪246相互嚙合，齒輪246可以圍繞副軸220轉動并與副軸220可以選擇地連接。
共平面的齒輪組250包括齒輪252和齒輪254。齒輪252被連接而與中間軸218共同轉動，并與齒輪254相互嚙合，齒輪254圍繞副軸222轉動并與副軸222可以選擇地連接。
齒輪組260包括共平面的相互嚙合的齒輪262和266。齒輪262被連接而與中間軸216共同轉動，并與齒輪266相互嚙合，齒輪266可以圍繞副軸220轉動并與副軸220可以選擇地連接。
齒輪組270包括共平面的相互嚙合的齒輪272和274。齒輪272被連接而與中間軸216共同轉動。齒輪272與齒輪274相互嚙合，齒輪274圍繞副軸222轉動并與副軸222可以選擇地連接。
齒輪組280包括齒輪282、齒輪284和齒輪286。齒輪282被連接而與輸出軸14共同轉動并與中間軸216可以選擇地連接。齒輪282與齒輪284和齒輪286兩者相互嚙合。齒輪284被連接而與副軸222共同轉動。齒輪286被連接而與副軸220共同轉動。
傳動裝置200包括多個傳送轉矩的機構或裝置，包括輸入離合器290、輸入離合器291和輸入離合器292。在權利要求書中，輸入離合器290被稱為第一轉矩傳送機構，輸入離合器292被稱為第二轉矩傳送機構，而輸入離合器291被稱為第三轉矩傳送機構。輸入離合器290可以選擇地嚙合而使輸入軸12與太陽齒輪部件232連接。輸入離合器可以選擇地嚙合而使輸入軸12與環(huán)狀齒輪部件234連接。輸入離合器292可以選擇地嚙合而使輸入軸12與承載部件237連接。傳動裝置200還包括多個可以選擇地嚙合的同步器293、294、295、296、297和298。同步器293可以選擇地嚙合而使齒輪266與副軸220連接，以便與其共同轉動。同步器293在權利要求書中稱為第一同步器。同步器294可以選擇地嚙合而使齒輪254與副軸222連接，以便與其共同轉動。同步器294在權利要求書中被稱為第二同步器。同步器295可以選擇地嚙合而使齒輪282及因而使輸出軸14與中間軸216連接，以便與其共同轉動。同步器296可以選擇地嚙合而使齒輪246與副軸220連接，以便與其共同轉動。同步器297可以選擇地嚙合而使齒輪274與副軸220連接，以便與其共同轉動。同步器298可以選擇地嚙合而使環(huán)狀齒輪部件234與靜止的傳動裝置座體299一起接地。同步器298在權利要求書中被稱為附加的同步器。
如圖6的真值表中所示，傳動裝置200能夠在至少七個前進轉矩比和一個倒車轉矩比中將轉矩從輸入軸12傳送到輸出軸14。對于總共十一個前進轉矩比，可以獲得多達四個的附加的前進轉矩比(其中之二示于圖6)。其它兩個附加的前進轉矩比是以如圖1的傳動裝置10的描述中稱為1”和4”的比的同樣方式獲得的(也即比1”是通過將齒輪1和5的嚙合的同步器與輸入離合器291組合而獲得的，而比4”是通過齒輪2和7的嚙合的同步器與輸入離合器291一起組合而獲得的)。該技術的專業(yè)人員將易于理解如何根據傳動裝置10的描述來獲得圖6的轉矩比。
關于倒車轉矩比REV，該比是通過嚙合輸入離合器292與同步器293和298而獲得的。因為環(huán)狀齒輪部件234是通過嚙合同步器298而接地的，所以通過應用輸入離合器292而提供給承載部件237的轉矩是通過小齒輪238和239而傳送的，使得中間軸216以與輸入軸12相反的方向轉動。然后經過同步器293的嚙合而通過齒輪組260饋送的轉矩從副軸220通過齒輪組280而傳送到輸出軸1 4上，使得輸出軸14沿與輸出軸12相反的方向轉動。利用與雙小齒輪行星齒輪組230組合的同步器298來提供倒車轉矩比REV可以省掉一個獨立的專用的反向齒輪平面。
參照圖7，示出圖6中指示的九個前進轉矩比和倒車轉矩比中每個用的轉矩和比步距。從齒輪1到齒輪2的步距是1.51而從齒輪1’到齒輪2的步距是1.27(示于括號中)。從齒輪4到齒輪5的步距是1.37而從齒輪4’到齒輪5的步距是1.20(示于括號中)。任選地，通過使輸入離合器292和同步器298分別與其它四個同步器294、295、296、297之一嚙合，可以獲得多達四個的附加反向比。
第四實施例參照圖8，圖示一種多速傳動裝置300。傳動裝置300包括一個輸入部件12和一個輸出部件14。在該實施例中，輸入部件12和輸出部件14是軸，并將這樣參考。該技術的專業(yè)人員將理解，輸入和輸出部件12、14可以是除軸外的部件。輸入軸與發(fā)動機(未示出)連續(xù)地連接。輸出軸14與最終驅動裝置(未示出)連續(xù)地連接。傳動裝置300包括一個副軸嚙合裝置317，該裝置包括如此處將描述的中間軸、副軸、共平面的相互嚙合的齒輪組和可選擇地嚙合的同步器。例如，副軸嚙合裝置317包括一根中間軸316和一根中間軸318，后者是一根與中間軸316同心的套筒軸。中間軸318和316在權利要求書中分別被稱為第一和第二中間軸。該副軸嚙合裝置317還包括副軸322。副軸322在權利要求書中被稱為第一副軸。副軸322與輸入軸12、輸出軸14和中間軸316、318隔開并與其平行。
差速齒輪組330是一個雙小齒輪行星齒輪組，它連接在輸入軸12和輸出軸14之間。差速齒輪組330包括被連接而與中間軸316共同轉動的太陽齒輪部件332(標記S)、環(huán)狀齒輪部件334(標記R)和連接而與中間軸18共同轉動的承載部件337，后者可轉動地支承兩組小齒輪338、339(分別標記P1和P2)。小齒輪338與太陽齒輪部件332和小齒輪339相互嚙合。小齒輪339與環(huán)狀齒輪部件334相互嚙合。
副軸嚙合裝置317還包括共平面的相互嚙合的齒輪組340、350、360、370和380。齒輪組340包括齒輪342和344。齒輪342被連接而與中間軸318共同轉動并與齒輪344相互嚙合，后者可以圍繞副軸322轉動并與副軸322可以選擇地連接。
共平面的齒輪組350包括齒輪352和齒輪354。齒輪352被連接而與中間軸318共同轉動并與齒輪354相互嚙合，后者圍繞副軸322轉動并與副軸322可以選擇地連接。
齒輪組360包括共平面的相互嚙合的齒輪362和364。齒輪362被連接而與中間軸316共同轉動并與齒輪364相互嚙合，后者可以圍繞副軸322轉動并與副軸322可以選擇地連接。
齒輪組370包括共平面的相互嚙合的齒輪372和374。齒輪372圍繞中間軸316轉動并與中間軸316可以選擇地連接。齒輪372與齒輪374相互嚙合，齒輪374與副軸322可以選擇地連接。
齒輪組380包括齒輪382和齒輪384。齒輪382被連接而與輸出軸14共同轉動并與中間軸316可以選擇地連接。齒輪382與齒輪384相互嚙合。齒輪384被連接而與副軸322共同轉動。
傳動裝置300包括多個傳遞轉矩的機構或裝置，它們包括輸入離合器390、輸入離合器391和輸入離合器392。在權利要求書中，輸入離合器390被稱為第一轉矩傳送機構，輸入離合器392被稱為第二轉矩傳送機構，而輸入離合器391被稱為第三轉矩傳送機構。輸入離合器390可以選擇地嚙合而使輸入軸12與太陽齒輪部件332連接。輸入離合器391可以選擇地嚙合而使輸入軸12與環(huán)狀齒輪部件334連接。輸入離合器392可以選擇地嚙合而使輸入軸12與太陽齒輪部件332連接。傳動裝置300還包括多個可以選擇地嚙合的同步器393、394、395、396、397和398。同步器393可以選擇地嚙合而使齒輪364與副軸322連接，以便與其共同轉動。同步器393在權利要求書中被稱為第一同步器。同步器394可以選擇地嚙合而使齒輪354與副軸322連接，以便與其共同轉動。同步器395可以選擇地嚙合而使齒輪382因而也使輸出軸14與中間軸316共同連接，以便與其共同轉動。同步器396可以選擇地嚙合而使齒輪344與副軸322連接，以便與其共同轉動。同步器397可以選擇地嚙合而使齒輪394與副軸322連接，以便與其共同連接。同步器398可以選擇地嚙合而使使環(huán)狀齒輪部件334對靜止的傳動裝置殼體399接地。同步器398在權利要求書中被稱為附加的同步器。同步器398與輸入離合器392和同步器393一起嚙合而提供一個相對于圖5的傳動裝置200的相應數目的部件而描述的倒車轉矩比。
傳動裝置300能夠用如圖6的真實表中指示的嚙合計劃相對于圖5的傳動裝置200的相應數目的部件以至少七個前進轉矩比和一個倒車轉矩比將轉矩從輸入軸12傳送到輸出軸14。對于總共十一個前進轉矩比，可以獲得多達四個附加的前進轉矩比(其中兩個示于圖6中)。
雖然已經詳細描述了實施本發(fā)明的最佳方案，但與本發(fā)明有關的該技術的專業(yè)人員將會理解，用于實施本發(fā)明的各種替代的設計和實施例均在附屬的權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種傳動裝置，包括一個輸入部件；一個輸出部件；一個有第一、第二和第三部件的差速齒輪組；一個第一、一個第二和一個第三傳遞轉矩的機構，每個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述差速齒輪組的所述部件中相應不同的一個連接；一個在操作上與所述差速齒輪組連接的副軸嚙合裝置，該裝置包括幾組共平面的相互嚙合的齒輪、多根軸和多個同步器，這些同步器可選擇地嚙合而使所選擇的一些所述齒輪與所選擇的一些所述軸連接，以便共同轉動，由此將轉矩從所述差速齒輪組沿所述多根軸和所述幾組共平面的相互嚙合的齒輪傳遞到所述輸出部件；以及其中，當所述第一轉矩傳送機構與第一所述同步器、所述第二轉矩傳送機構與第二所述同步器、以及所述第三轉矩傳送機構分別與所述第一和第二同步器兩者嚙合時，形成所述輸出部件對所述輸入部件的第一、第二和第三不同的轉矩比。
2.權利要求1的傳動裝置，其特征在于，所述第一和第二轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪的一些轉矩比而不是由所述差速齒輪組的一個轉矩比來確定的；而且其中，所述第三轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪和所述差速齒輪組的所述一些轉矩比來確定的。
3.權利要求2的傳動裝置，其特征在于，所述第三轉矩比小于所述第一轉矩比而大于所述第二轉矩比。
4.權利要求1的傳動裝置，其特征在于，所述多個軸包括一根第一中間軸，被連接成與所述差速齒輪組的所述第一部件共同轉動；一根第二中間軸，被連接成與所述差速齒輪組的所述第二部件共同轉動；一根與所述一些中間軸徑向偏離的第一副軸；其中所述共平面的相互嚙合的齒輪組中的一些組各自包括一個可圍繞所述第一副軸轉動的齒輪和一個被連接成與所述第一中間軸共同轉動的齒輪；以及其中所述同步器中的一些同步器分別可選擇地嚙合而使可圍繞所述第一副軸轉動的所述一些齒輪中的相應一個與所述第一副軸連接，以便共同轉動。
5.權利要求4的傳動裝置，其特征在于，還包括一根與所述一些中間軸及所述第一副軸徑向偏離的第二副軸；其中所述共平面的相互嚙合的齒輪組中的其它一些組各自包括一個可圍繞所述第二副軸轉動的齒輪和一個被連接成與所述第一中間軸共同轉動的齒輪；以及其中所述同步器中的一些同步器分別可選擇地嚙合而使可圍繞所述第二副軸轉動的所述一些齒輪中的相應一個與所述第二副軸連接，以便共同轉動。
6.權利要求1的傳動裝置，其特征在于，所述差速齒輪組是一個行星齒輪組；而且其中所述第一部件是一個齒環(huán)部件，所述第二部件是一個可轉動地支承一組小齒輪的承載部件，而所述第三部件是一個太陽齒輪部件；其中所述第一轉矩傳遞機構使所述輸入部件與所述環(huán)狀齒輪部件有選擇地連接，所述第二轉矩傳遞機構使所述輸入部件與所述太陽齒輪部件有選擇地連接，而所述第三轉矩傳遞機構使所述輸入部件與所述承載部件有選擇地連接。
7.權利要求1的傳動裝置，其特征在于，所述差速齒輪組是一種雙小齒輪行星齒輪組；其中所述第一齒輪部件是一個太陽齒輪部件，所述第二齒輪部件是一個可轉動地支承兩組小齒輪的承載部件，而所述第三齒輪部件是一個環(huán)狀齒輪部件；其中所述第一轉矩傳送機構使所述輸入部件與所述太陽齒輪部件有選擇地連接，所述第二轉矩傳送機構使所述輸入部件與所述承載部件有選擇地連接，而所述第三轉矩傳送機構使所述輸入部件與所述環(huán)狀齒輪部件有選擇地連接。
8.權利要求7的傳動裝置，其特征在于，還包括一個使所述環(huán)狀齒輪部件與一靜止部件有選擇地接地的附加的同步器；其中所述第二轉矩傳送機構、所述附加的同步器和所述第一同步器被有選擇地嚙合以便在所述輸出部件和所述輸入部件之間形成一個倒車轉矩比。
9.一種傳動裝置，包括一個輸入部件；一個輸出部件；一個行星齒輪組，具有一環(huán)狀齒輪部件、一太陽齒輪部件和一可轉動地支承一組小齒輪的承載部件；一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述環(huán)狀齒輪部件連接的第一轉矩傳送機構，一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述太陽齒輪部件連接的第二轉矩傳送機構，以及一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述承載部件連接的第三轉矩傳送機構；一個與所述行星齒輪組按操作關系連接的副軸嚙合裝置，包括數組共平面的相互嚙合的齒輪、多根軸和多個同步器，這些同步器可選擇地嚙合而使所述齒輪中所選定的一些與所述軸中所選定的一些連接，以便共同轉動，由此將轉矩從所述行星齒輪組傳遞到所述輸出部件；其中，當所述第一轉矩傳送機構與第一所述同步器、所述第二轉矩傳送機構與第二所述同步器、以及所述第三轉矩傳送機構分別與所述第一和第二同步器兩者嚙合時，形成所述輸出部件對所述輸入部件的第一、第二、第三不同的轉矩比；其中，所述第一和第二轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪的一些轉矩比而不是由所述行星齒輪組的一個轉矩比來確定的；而且其中所述第三轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪和所述行星齒輪組的所述一些轉矩比來確定的。
10.權利要求9的傳動裝置，其特征在于，所述多個軸包括一根第一中間軸、一根與所述第一中間軸同心的第二中間軸和一根第一副軸；而且其中，所述共平面的相互嚙合的一些齒輪組具有被配置在六個平面中的十三個齒輪，以提供至少七個前進轉矩比和一個倒車轉矩比。
11.權利要求9的傳動裝置，其特征在于，所述多根軸包括一根第一中間軸、一根與所述第一中間軸同心的第二中間軸、一個第一副軸和一個第二副軸；而且其中，所述共平面的相互嚙合的一些齒輪組具有被配置在五個平面中的十三個齒輪，以提供至少七個前進轉矩比和一個倒車轉矩比。
12.一種傳動裝置，包括一個輸入部件；一個輸出部件；一個有一環(huán)狀齒輪部件的行星齒輪組，一個太陽齒輪部件和一個可轉動地支承兩組小齒輪的承載部件；一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述太陽齒輪部件連接的第一轉矩傳送機構，一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述承載部件連接的第二轉矩傳送機構，以及一個可選擇地嚙合而使所述輸入部件與所述環(huán)狀齒輪部件連接的第三轉矩傳送機構；一個與所述行星齒輪組按操作關系連接的副軸嚙合裝置，該裝置包括共平面的相互嚙合的一些齒輪組、多根軸和多個同步器，這些同步器可選擇地嚙合而使所述齒輪中所選定的一些齒輪與所述軸中所選定的一些軸連接，以便共同轉動，由此將轉矩從所述行星齒輪組傳遞到所述輸出部件；其中，當所述第一轉矩傳送機構與第一所述同步器、所述第二轉矩傳送機構與第二所述同步器，以及所述第三轉矩傳送機構分別與所述第一和第二同步器兩者嚙合時，形成所述輸出部件對所述輸入部件的第一、第二、第三不同的轉矩比；其中，所述第一和第二轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪的一些轉矩比而不是由所述行星齒輪組的一個轉矩比來確定的；而且其中，所述第三轉矩比是根據所述共平面的相互嚙合的一些齒輪和所述行星齒輪組的所述一些轉矩比來確定的。
13.權利要求12的傳動裝置，其特征在于，所述多根軸包括一根第一中間軸、一根與所述第一中間軸同心的第二中間軸和一根第一副軸；而且其中，所述共平面的相互嚙合的一些齒輪組具有被配置在五個平面中的十個齒輪，以便提供至少七個前進轉矩比。
14.權利要求12的傳動裝置，其特征在于，所述多根軸包括一根第一中間軸、一根與所述第一中間軸同心的第二中間軸、一根第一副軸和一根第二副軸；而且其中，所述共平面的相互嚙合的一些齒輪組具有被配置在五個平面中的十一個齒輪，以便提供至少七個前進轉矩比。
15.權利要求12的傳動裝置，其特征在于，還包括一個使所述環(huán)狀齒輪部件與一靜止的部件有選擇地接地的附加同步器，其中所述第二轉矩傳送機構、所述附加的同步器和所述第一同步器被有選擇地嚙合，以便在所述輸出部件和所述輸入部件之間形成一個倒車轉矩比。
全文摘要
提供一種傳動裝置，該傳動裝置有一帶三個輸入轉矩傳動機構如摩擦離合器的差速齒輪組，以便獲得通過該差速齒輪組到一個副軸嚙合裝置的轉矩流通。該傳動裝置使用接通動力的軸。通過利用該差速齒輪組的轉矩比，可以得到具有良好的小檔系列的附加的前進轉矩比，與提供同樣數目的轉矩比的雙離合器傳動裝置相比，本傳動裝置減少了所需的副軸齒輪組和同步器的數目。從而獲得較短的軸向長度。
文檔編號F16H48/06GK1982747SQ200610169369
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月14日
發(fā)明者J·B·博格森 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司