[实用新型]齿轮式变速器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮式变速器装置，特别是一种有级的行星齿轮式多挡位变速器装置。 

背景技术

当前有级的齿轮式多挡位变速器，按齿轮分布结构形式可以分为以下两种。 

1）定轴式：两个互相啮合的齿轮为一组，其中一个为主动轮，另一个为从动轮。多挡变速时，将多个齿轮组布置在两根平行的轴上，各个齿轮组变速比不等。通过一系列离合机构，选择其中一组齿轮作为动力传递路径，以获得多挡位变速传动。这种结构的变速器，齿轮轴均安装在变速器体上，所有轴的轴心位置都是固定的。 

定轴式结构简单，传动效率高，但挡位越多，安装齿轮的轴越长，且需要加装多段轴承，内部空间利用率低，尺寸大，重量重。 

2）行星齿轮式：采用单行星轮内啮合行星齿轮系，单排行星齿轮系包括太阳轮、内齿圈、行星架和行星轮。太阳轮、内齿圈、行星架构成传动基本三元素，该三元素变速比关系为： 

n_s + a * n_r = (1 + a) * n_f

其中：

n_s = 太阳轮转速

n_r = 内齿圈转速

n_f= 行星架转速

  。

任意固定基本三元素中某一元素，剩余二元素之间即可获得一挡固定的变速比。多挡变速时，需要多排这样的行星齿轮系，通过一系列的离合器和制动器，选择不同的动力传递路径组合，以获得多挡位变速传动。 

行星齿轮式单排空间利用率高，结构紧凑，多个行星轮均匀分担动力传递负载，齿轮受力均匀，但从变速比关系式看出，行星轮功能仅为惰轮，对变速比数值没有影响。一排行星齿轮系往往需要5~6个齿轮，可利用的速比却只有1~2个，齿轮利用率不高。挡位较多时，行星齿轮系排数增加，结构非常复杂，挡位越多复杂程度越高，失去了结构紧凑的优势，反而尺寸更大，重量更重，成本高昂。而且不论处于哪个挡位，几乎所有的齿轮都需要参与动力传递，传动损失大。 

另外，变速器实际应用中有空挡（动力传递被间断）运行工况，换挡时也需要在空挡下完成，切入新的挡位后，由于动力源与动力输入轴之间有转速差，需要一个逐渐结合的过程，以避免转速突变造成的冲击。当前背景技术中通常采用的方法是，在动力源与变速器动力输入轴之间增加一个额外的液力变扭器或离合器，占用空间大，增加成本较高。 

发明内容

本实用新型提供一种有级的齿轮式多挡位变速器装置，该装置结构简单而空间利用率高，尺寸小、重量轻，传动效率高，且成本低廉。挡位越多，相对当前背景技术优势越明显。 

本实用新型实现上述目的的技术方案是：采用双排同轴并列布置的行星轮，构建一种新型内啮合行星齿轮系，使用这种双排同轴行星轮式内啮合行星齿轮系，实现多挡位变速，具体实现方法如下。 

主体结构包括变速器体、动力输入轴、动力输出轴、太阳轮、内齿圈、行星架、中间轴、太阳行星轮和齿圈行星轮，太阳轮和行星轮为外齿轮，内齿圈为内齿轮，太阳轮、内齿圈和行星架围绕其旋转中心同轴旋转，中间轴安装在行星架上。 

太阳行星轮和齿圈行星轮并列同轴安装在中间轴，呈双排同轴并列状；太阳轮与内齿圈错开为并列的两排，太阳行星轮与太阳轮同处一排并互相啮合，齿圈行星轮与内齿圈同处一排并互相啮合，构成一副双排同轴行星轮式内啮合行星齿轮系结构。 

太阳行星轮和同一中间轴上的齿圈行星轮齿数之和，等于对应的内齿圈与太阳轮齿数之差。 

太阳轮、内齿圈和行星架三元素之间的变速比关系为： 

n_s + k * n_r = (1 + k) * n_f

其中：

n_s = 太阳轮转速

n_r = 内齿圈转速

n_f= 行星架转速

    。

从以上变速比关系式看出，行星轮齿数对变速比有影响。行星架上围绕旋转中心安装有多根中间轴，每根中间轴对应太阳轮和内齿圈设置有数量相等的太阳行星轮和齿圈行星轮，这些中间轴距离行星架旋转中心的轴距各不相等，对应的太阳行星轮齿数也不相等，对应的齿圈行星轮齿数也各不相等。因此变速比关系式中的速比系数k就不相同，变速比关系也就不相同。