專利名稱：單行星輪式換向機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換向機構(gòu)，屬于汽車傳動技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景由于發(fā)動機不能反轉(zhuǎn)，因而不能反向提供機械動力，車輛傳動中，金屬帶 式無級變速器也只能同方向傳遞動力，不具備換向功能。而汽車在行駛過程中， 不但要求能實現(xiàn)正向行駛而且還要求倒車，這就要求科技人員研制出一種在發(fā) 動機始終保持正轉(zhuǎn)的前提下，能夠靈活方便的實現(xiàn)驅(qū)動輪正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)切換的換 向機械裝置。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一 種結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、易于實現(xiàn)自動化、避免打齒現(xiàn)象發(fā)生、運行穩(wěn)定 可靠、技術(shù)性能優(yōu)良的單行星輪式換向機構(gòu)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這種單行星輪式換向機構(gòu)其行星機構(gòu)由一個太 陽輪、 一個行星架、 一個齒圈、三個行星輪構(gòu)成，三個行星輪均布于齒圈和太 陽輪中間的圓周上；太陽輪通過內(nèi)花鍵與無級自動變速器主動帶輪軸連接，太 陽輪與前進離合器內(nèi)齒摩擦片連接，前進離合器外齒摩擦片與輸入軸和齒圈固 連，行星架與倒檔制動器的內(nèi)齒摩擦片連接，倒檔制動器的外齒摩檫片與無級 自動變速器殼體固連；輸入軸與齒圈固連在一起。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)惰輪等其它機構(gòu)相比，雖然兩者都能實現(xiàn)倒檔功能，但 本發(fā)明采用行星機構(gòu)明顯有如下優(yōu)點1) 行星機構(gòu)軸向尺寸更緊湊；2) 因為采用濕式多片離合器控制換向，所以，相應(yīng)的操作可以在離現(xiàn)場較 遠的地方，能有效避免危險的發(fā)生和操作的不方便性；3) 液壓遠程操作避免了手動直接操縱帶來的疲勞性，易于實現(xiàn)自動化；4) 在換向過程中行星齒輪始終保持常嚙合，避免了掛式換向機構(gòu)的打齒現(xiàn) 象發(fā)生。5) 工作穩(wěn)定，運行可靠。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明前進檔時動力傳動方向示意圖 圖3為本發(fā)明倒檔時動力傳動方向示意圖 圖4為本發(fā)明實施例1機械結(jié)構(gòu)剖視圖 圖5為本發(fā)明實施例2機械結(jié)構(gòu)剖視圖
具體實施例方式參見附圖，本發(fā)明的單行星輪式換向機構(gòu)其行星機構(gòu)由一個太陽輪1、 一個行星架2、 一個齒圈3、三個行星輪4構(gòu)成，三個行星輪均布于齒圈3和太陽輪 1中間的圓周上；太陽輪1通過內(nèi)花鍵與無級自動變速器主動帶輪軸5連接， 圖中6為輸出軸，太陽輪1與前進離合器7的內(nèi)齒摩擦片連接，前進離合器7 的外齒摩擦片與輸入軸8和齒圈3固連，行星架2與倒檔制動器9的內(nèi)齒摩擦 片連接，倒檔制動器9的外齒摩擦片與無級自動變速器殼體10固連，輸入軸8 與齒圈3固連在一起。參見圖2，前進檔分析齒圈3與輸入軸8固聯(lián)成一體，始終與換向機構(gòu)的輸入軸8保持同速。前 進離合器7的外齒摩擦片與輸入軸合件和齒圈固聯(lián)在一起，內(nèi)齒摩擦片與太陽 輪合件固聯(lián)在一起。當前進離合器7結(jié)合時，換向機構(gòu)的輸入軸合件與太陽輪 l固聯(lián)在一起，無相對轉(zhuǎn)動，動力從換向機構(gòu)的輸入軸8直接傳動到太陽輪1。 整個換向機構(gòu)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩傳遞如圖2所示前進擋的動力傳遞路線為原動機如發(fā)動機——液力變矩器泵輪——液力變矩器渦輪——換向機構(gòu)的輸入軸——輸入軸合件——前進離合器——太陽輪 合件——太陽輪一無級自動變速器的主動帶輪軸。前進檔的傳動比為ips=l，整個換向機構(gòu)相當于旋轉(zhuǎn)的剛體，行星架也隨 著換向機構(gòu)轉(zhuǎn)動。因為沒有相對運動，所以換向機構(gòu)的機械效率最高，11=1。參見圖3，倒檔分析倒檔制動器9的外齒摩擦片與無級自動變速器的殼體10固聯(lián)在一起，內(nèi)齒摩擦片與行星架固聯(lián)在一起。當?shù)箼n離合器結(jié)合時，倒檔制動器起作用，換向機構(gòu)的行星架就與無級自動變速器的殼體10固聯(lián)在一起，無相對轉(zhuǎn)動，從而達 到固定行星架的目的。整個換向機構(gòu)各個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)矩傳遞如圖3所示動力傳遞路線是原動機如發(fā)動機——液力變矩器泵輪——液力變矩器渦 輪——換向機構(gòu)的輸入軸——輸入軸合件——內(nèi)齒圈——行星齒輪行星架固定 ——太陽輪——無級自動變速器的主動帶輪軸。倒檔的傳動比計算公式為 = nH」n 二 _p ns_out l - p其中，iPg——換向機構(gòu)的傳動比；nK_in——換向機構(gòu)的輸入轉(zhuǎn)速(齒圈的轉(zhuǎn)速)； ns_。ut——換向機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速(太陽輪的轉(zhuǎn)速)； P——換向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)P =ZS / ZR; Zs——太陽輪齒數(shù) ZR——齒圈齒數(shù)。由公式可知此時換向機構(gòu)的傳動比為負值，正好實現(xiàn)倒車功能。此時，換 向機構(gòu)的機械效率i1〈1，但換向機構(gòu)處于倒檔運行的時候是較少的，因此不會 影響整個機構(gòu)的工作效率。參見圖4實施例1機械結(jié)構(gòu)剖視圖，輸入端可由圖中的輸入軸8接原動機 即發(fā)動機，輸出端可由圖示的太陽輪內(nèi)花鍵11接動力輸出機構(gòu)，圖中12為輸 入花鍵，13為前進離合器活塞，14為倒檔制動器活塞。圖中，前進離合器包括 前進檔油缸、活塞、多片依次疊放的鋼片和摩擦片；圖中倒檔制動器包括倒檔 油缸、活塞、多片依次疊放的鋼片和摩擦片。參見圖5實施例2機械結(jié)構(gòu)剖視圖，它實際上是一種換檔機構(gòu)，由輸入軸 焊合件15、前進檔活塞13、倒檔活塞14、復(fù)合彈簧16、復(fù)位彈簧17、依次疊 放的前進離合器鋼片18和摩擦片19、倒檔制動器鋼片22和摩擦片23、行星機 構(gòu)合件20以及太陽輪焊合件21組成?，F(xiàn)結(jié)合圖5詳細說明前進檔、倒檔和空檔的具體實施過程。1、前進檔油沿著油道流入前進檔油缸，前進檔油缸內(nèi)油壓迅速上升，前進檔活塞在 油壓的作用下，被逐漸沿著X軸的反方向推擠。復(fù)位彈簧在前進檔活塞的擠壓 下，將多層鋼板及前進檔摩擦片壓緊，由于前進檔內(nèi)齒摩擦片通過花鍵和太陽輪焊合件結(jié)合，于是，太陽輪焊合件將與前進檔摩擦片實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。在前進檔油缸進油的同時，倒檔油缸內(nèi)的油則被釋放，倒檔油缸內(nèi)油壓迅速降低，作用在倒檔活塞上的油壓也隨之消失，開始沿著x軸的方向運動，此時，復(fù)合彈簧不再受倒檔活塞的擠壓，受其彈性的影響，迅速恢復(fù)到原位置， 于是，倒檔摩擦片由緊壓狀態(tài)變?yōu)樗蓜訝顟B(tài)，而與之相結(jié)合的行星架處于不受 力狀態(tài)。在輸入軸焊合件處于高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，由于與太陽輪焊合件通過花鍵結(jié) 合的前進檔內(nèi)齒摩擦片被壓緊，和齒圈進行同步旋轉(zhuǎn)運動，而行星架處于不受 力的狀態(tài)，于是，齒圈在隨著輸入軸合件作旋轉(zhuǎn)運動時，行星架與太陽輪焊合 件結(jié)合為一個整體作同向運動，從而實現(xiàn)前進檔。2、倒檔倒檔過程與前進檔的過程相反。油沿著油道流入倒檔油缸，倒檔油缸內(nèi)油壓迅速上升，倒檔活塞在油壓的作用下，被逐漸沿著x軸的方向推擠。復(fù)合彈簧在被倒檔活塞的擠壓下，將多層鋼板及倒檔內(nèi)齒摩擦片壓緊，由于倒檔內(nèi)齒 摩擦片通過花鍵和行星架相互結(jié)合，當?shù)箼n摩擦片被壓緊不能進行旋轉(zhuǎn)運動時， 行星架的旋轉(zhuǎn)運動也同時被鎖止。在倒檔油缸進油的同時，前進檔油缸內(nèi)的油則被釋放，前進檔油缸內(nèi)油壓 迅速降低，作用在前進檔活塞上的油壓也隨之消失，且其運動方向與倒檔活塞 運動方向相同，此時膜片彈簧和復(fù)位彈簧不再受前進檔活塞的擠壓，受其彈性 的影響，迅速恢復(fù)到原位置，于是，前進檔摩擦片由緊壓狀態(tài)變?yōu)樗蓜訝顟B(tài)， 而與之相結(jié)合的太陽輪焊合件處于不受力的狀態(tài)。在輸入軸焊合件處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由于行星架被卡住不能運轉(zhuǎn)，而太陽焊合件處于不受力的狀態(tài)，于是，齒圈在隨著輸入軸合件旋轉(zhuǎn)時，單排行星輪 旋轉(zhuǎn)，將動力傳遞給太陽輪，但是由于行星輪的作用，齒圈的正向旋轉(zhuǎn)運動將 轉(zhuǎn)換為太陽輪的反向旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)倒檔。這是由行星輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 決定的。3、空擋前進檔油缸和倒檔油缸都必須將其內(nèi)的油排出，前進檔油缸和倒檔油缸內(nèi) 油壓都將迅速降低，作用在前進檔活塞和倒檔活塞上的油壓也隨之消失，如前 所述，由此引發(fā)的結(jié)果是使行星架和太陽輪焊合件都處于不受力的狀態(tài)，因此 無法傳遞轉(zhuǎn)矩。由于太陽輪承受著輸入軸巨大的阻力，且行星架不受力，因此，當齒圈隨 著輸入軸焊合件高速運轉(zhuǎn)時，太陽輪不能轉(zhuǎn)動，行星輪圍繞著太陽輪轉(zhuǎn)動，從 而實現(xiàn)空檔。
權(quán)利要求
1、一種單行星輪式換向機構(gòu)，其特征在于其行星機構(gòu)由一個太陽輪、一個行星架、一個齒圈、三個行星輪構(gòu)成，三個行星輪均布于齒圈和太陽輪中間的圓周上；太陽輪通過內(nèi)花鍵與無級自動變速器主動帶輪軸連接，太陽輪與前進離合器內(nèi)齒摩擦片連接，前進離合器外齒摩擦片與輸入軸和齒圈固連，行星架與倒檔制動器的內(nèi)齒摩擦片連接，倒檔制動器的外齒摩擦片與無級自動變速器殼體固連；輸入軸與齒圈固連在一起。
全文摘要
一種單行星輪式換向機構(gòu)，其行星機構(gòu)由一個太陽輪、一個行星架、一個齒圈、三個行星輪構(gòu)成，太陽輪與無級自動變速器主動帶輪軸固連，太陽輪與前進離合器內(nèi)齒摩擦片連接，前進離合器外齒摩擦片與輸入軸和齒圈固連，行星架與倒檔制動器的內(nèi)齒摩擦片連接，倒檔制動器的外齒摩擦片與無級自動變速器殼體固連；本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，易于實現(xiàn)自動化，避免打齒，工作穩(wěn)定，運行可靠。
文檔編號F16H3/44GK101245832SQ200710035700
公開日2008年8月20日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者吳盾石, 周云山, 鄒乃威, 魏芳洲 申請人:湖南江麓容大車輛傳動有限責(zé)任公司