一种同轴系输入输出的行星齿轮变速器的制作方法

本发明属于自动变速器，具体涉及一种同轴系输入输出的行星齿轮变速器。

背景技术：

1、汽车的发动机和变速器是制约汽车技术改革进步的领域，因此对于这两个领域的研究也是汽车行业最集中课题。变速器是汽车中实现档位变换的关键部件。

2、自动变速器的变速机构用于改变液力变矩器输出的转速和扭矩，将改变后的转速和扭矩通过输出轴输出，以满足实际需要。现有的重型车辆主要以三自由度行星变速器为主，同四自由度行星变速机构对比，功率损失大，效率低，燃油经济性差，且邻近档位之间会出现切换两个操纵件的现象，容易产生换挡冲击等现象，不利于换挡控制和优化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种同轴系输入输出的行星齿轮变速器，由多个换挡元件与多组行星排构成，能够实现五个前进挡、两个倒挡、四自由度的变速功能，结构紧凑、便捷换挡、便于机动车辆行驶。

2、本发明是通过下述技术方案实现的：

3、一种同轴系输入输出的行星齿轮变速器，包括：壳体、输入轴、输出轴、第一行星排、第二行星排及第三行星排；

4、第一行星排、第二行星排、第三行星排从输入轴到输出轴的方向依次排列在壳体内；第一行星排、第二行星排、第三行星排、输入轴、输出轴同轴；

5、第一行星排、第二行星排、第三行星排均为负号简单行星排；

6、输入轴、第二离合器的内毂、第一行星排太阳轮连接；

7、输出轴、第三行星排行星架、第二行星排齿圈连接；

8、第一制动器的外毂、第二制动器的外毂和第三制动器的外毂均固定在壳体上；

9、第一行星排齿圈、第一制动器的内毂、第二离合器的外毂、第三离合器的外毂连接；

10、第二行星排行星架、第二制动器的内毂、第三离合器的内毂连接；

11、第三行星排齿圈和第三制动器的内毂连接；

12、第一行星排行星架和第一离合器的外毂连接；

13、第二行星排太阳轮、第三行星排太阳轮和第一离合器的内毂连接。

14、进一步的，还包括七个互连构件；

15、七个互连构件分别为第一互连构件、第二互连构件、第三互连构件、第四互连构件、第五互连构件、第六互连构件及第七互连构件；

16、第一制动器、第二制动器、第三制动器、第一离合器、第二离合器及第三离合器均能够选择性分离或闭锁；

17、所述第一行星排、第二行星排、第三行星排均由太阳轮、齿圈、行星架组成，三者关系之间由内及外依次为太阳轮、行星架及齿圈，其中，行星架上安装有行星轮；行星轮和太阳轮外啮合，行星轮和齿圈内啮合；

18、所述输入轴的一端与发动机的输出轴连接，输入轴的另一端、第二离合器的内毂、第一行星排太阳轮通过第一互连构件连接为一体结构；

19、所述输出轴的一端与后续的传动轴连接，输出轴的另一端、第三行星排行星架、第二行星排齿圈通过第二互连构件连接为一体结构；

20、所述第一行星排齿圈、第一制动器的内毂、第二离合器的外毂、第三离合器的外毂通过第三互连构件连接为一体结构；

21、所述第二行星排行星架、第二制动器的内毂、第三离合器的内毂通过第四互连构件连接为一体结构；

22、所述第三行星排齿圈和第三制动器的内毂通过第五互连构件连接为一体结构；

23、所述第一行星排行星架和第一离合器的外毂通过第六互连构件连接为一体结构；

24、所述第二行星排太阳轮、第三行星排太阳轮和第一离合器的内毂通过第七互连构件连接为一体结构；

25、当第一制动器闭锁时，将第一行星排齿圈与壳体连接，即将第三互连构件与壳体相连；

26、当第二制动器闭锁时，将第二行星排行星架与壳体连接，即将第四互连构件与壳体相连；

27、当第三制动器闭锁时，将第三行星排齿圈与壳体连接，即将第五互连构件与壳体相连；

28、当第一离合器闭锁时，将第一行星排行星架与第二行星排太阳轮、第三行星排太阳轮相连，即将第六互连构件与第七互连构件相连；

29、当第二离合器闭锁时，将输入轴与第一行星排齿圈相连，即将第一互连构件与第三互连构件相连；

30、当第三离合器闭锁时，将第一行星排齿圈与第二行星排行星架、第二制动器的内毂相连，即将第三互连构件与第四互连构件相连。

31、进一步的，每个互连构件均为连接轴。

32、进一步的，所述第一离合器、第二离合器及第三离合器均为多片湿式摩擦离合器，第一制动器、第二制动器、第三制动器均为多片式制动器。

33、进一步的，当第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一制动器、第二制动器、第三制动器处于分离状态下，该变速器的自由度为4，输入轴与输出轴之间没有动力传递；

34、当第一离合器、第一制动器、第三制动器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第三互连构件、第五互连构件转速为0，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为前进一挡；

35、当第一离合器、第三离合器、第三制动器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第三互连构件与第四互连构件转速相同，第五互连构件转速为0，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为前进二挡；

36、当第一离合器、第二离合器、第三制动器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第一互连构件与第三互连构件转速相同，第五互连构件转速为0，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为前进三挡；

37、当第二离合器、第三离合器、第三制动器闭锁时，第一互连构件与第三互连构件转速相同，第三互连构件与第四互连构件转速相同，第五互连构件转速为0，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为前进四挡；

38、当第一离合器、第二离合器、第三离合器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第三互连构件与第四互连构件转速相同，第一互连构件与第三互连构件转速相同，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入构件与输出构件之间存在动力传递，此时为前进五挡；

39、当第一离合器、第三离合器、第二制动器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第三互连构件与第四互连构件转速相同，第四互连构件转速为0，此时行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为倒一挡；

40、当第一离合器、第二离合器、第二制动器闭锁时，第六互连构件与第七互连构件转速相同，第一互连构件与第三互连构件转速相同，第四互连构件转速为0，此行星齿轮变速器的自由度为1，输入轴与输出轴之间存在动力传递，此时为倒二挡。

41、有益效果：

42、(1)由于行星齿轮结构因具备结构紧凑、承载大的优点而被广泛应用于汽车自动变速器领域。采用行星齿轮结构的自动变速器需要通过结合不同的换挡元件如制动器和离合器来实现不同的前进挡和倒挡。因此，本发明采用了三个简单负号行星排，六个换挡元件，通过选择性闭锁相关换挡元件，可以组合成五个前进挡和两个倒挡，相邻两个挡位之间都似乎满足之变换一个换挡元件的要求，满足简单换挡原则；且本发明仅包含三个行星排和作为扭矩传递装置的六个换挡元件，通过减少行星排和扭矩传递装置的数量，明显降低了变速器的制造成本；此外，本发明的行排的基本构件和扭矩传递装置具备较低的转速和转矩，有利于减小啮合构件之间的磨损，减小构件和装置的设计尺寸从而进一步减低制造成本。

43、(2)本发明的变速器可以获得五个前进挡、两个倒挡传动比，传动系的挡位数增加后，增大了发动机工作在经济工况下的几率，有利于降低燃油消耗率；更多的挡位也缩小了相邻挡位间的传动比的跳变，有利于降低换挡冲击和提高乘坐舒适性。此外，本发明在各挡位上的齿轮啮合损失和轴承功率损失都较小，具备极高的功率传递效率。

44、(3)本发明的六个换挡元件可以为任何形式的闭锁结合元件；六个换挡元件的大小尺寸，需有所匹配的发动机输出扭矩计算而得，此外，该变速器各个行星排特征参数可以随不同的动力需求进行针对性的优化改变，提高变速器的适用性。