專利名稱：具有三個行星齒輪組的多速變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的多速變速器，且更 具體地涉及具有八個或更多速度、三個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術(shù)：
該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，且可 能會或可能不會構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)。典型的多速變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置和固定互連件的組合來實現(xiàn)多 個傳動比。行星齒輪組的數(shù)量和物理設(shè)置通常由包裝、成本和期望速度比規(guī)定。雖然當前變速器實現(xiàn)其預期目的，但是對新式和改進變速器配置的需要實質(zhì)上是 持續(xù)不斷的，所述變速器配置展現(xiàn)改進的性能(尤其是從效率、響應性和平滑性的角度看) 和改進的包裝(主要是減少尺寸和重量)。因此，需要改進的、成本有效的、緊湊的多速變速
ο

發(fā)明內(nèi)容
提供一種變速器，具有輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、三個行星齒輪組、多個聯(lián)接構(gòu)件和多 個扭矩傳遞裝置。所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構(gòu)件。所述扭矩傳遞裝 置例如是離合器和制動器。在變速器的另一個實施例中，變速器具有輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、以及第一、第二和 第三行星齒輪組。所述行星齒輪組中的每個具有太陽輪、行星架和齒圈構(gòu)件。所述輸入構(gòu) 件連續(xù)地互連到第二行星齒輪組的太陽輪構(gòu)件，且輸出構(gòu)件連續(xù)地互連到第三行星齒輪組 的齒圈構(gòu)件。此外，第一互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的第一構(gòu)件與第二行星齒輪組的第三構(gòu)件 連續(xù)地互連。第二互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的第二構(gòu)件與第三行星齒輪組的第一構(gòu)件連 續(xù)地互連。另外，第一扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將第二行星齒輪組的第一構(gòu)件與第三 行星齒輪組的第二構(gòu)件互連。第二扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將第二行星齒輪組的第 二構(gòu)件與第三行星齒輪組的第二構(gòu)件互連。第三扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將第二行 星齒輪組的第二構(gòu)件與第一行星齒輪組的第二構(gòu)件和第三行星齒輪組的第一構(gòu)件中的至 少一個互連。第四扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第一構(gòu)件和第二行 星齒輪組的第三構(gòu)件中的至少一個與固定元件互連。第五扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以 將第一行星齒輪組的第三構(gòu)件與固定元件互連。第六扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將第 三行星齒輪組的第二構(gòu)件與固定元件互連。其中，所述扭矩傳遞機構(gòu)以至少兩個的組合形 式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少八個前進速度比和至少 一個倒檔速度比。因而，本發(fā)明的目的是提供具有至少八個前進速度和至少一個倒檔速度的變速器。本發(fā)明的另一個目的是提供具有三個行星齒輪組、多個聯(lián)接構(gòu)件和多個扭矩傳遞 裝置的變速器。本發(fā)明的其它目的、方面和益處通過參考后述說明和附圖顯而易見，在附圖中，相 同的附圖標記表示同樣的部件、元件或特征。


本文所述的附圖僅用于圖示說明的目的，且不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的一個實施例的杠桿圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的一個實施例的示意圖；和圖3是示出了圖1和2所示的變速器的可用前進和倒檔速度或傳動比中的每個的 各種扭矩傳遞機構(gòu)的接合狀態(tài)的真值表。
具體實施例方式以下說明本質(zhì)上僅為示范性的且絕不意圖限制本發(fā)明、應用、或使用?，F(xiàn)在參考圖1，以杠桿圖形式示出了八速變速器10的實施例。杠桿圖是機械裝置 (如自動變速器)的部件的示意圖。每個獨立的杠桿表示行星齒輪組，其中行星齒輪的三個 基本機械部件各由節(jié)點表示。因而，單個杠桿包含三個節(jié)點一個用于太陽輪，一個用于行 星齒輪行星架，一個用于齒圖。每個杠桿的節(jié)點之間的相對長度可以用于表示每個相應齒 輪組的齒圈-太陽輪比。繼而，這些杠桿比用于改變變速器的傳動比以實現(xiàn)合適的比和比 級數(shù)。各個行星齒輪組的節(jié)點之間的機械聯(lián)接件或互連件由細的水平線表示，且扭矩傳遞 裝置(例如離合器和制動器)表示為交織的指形物。杠桿圖的形式、目的和使用的進一步 闡述可見于 Benford 禾口 Leising 的 SAE Paper 810102 "The Lever Analogy :A New Tool in Transmission Analysis”，該論文作為參考全部引入。變速器10包括輸入軸或構(gòu)件12 ；第一行星齒輪組14，所述第一行星齒輪組14具 有三個節(jié)點第一節(jié)點14A、第二節(jié)點14B和第三節(jié)點14C ；第二行星齒輪組16，所述第二行 星齒輪組16具有三個節(jié)點第一節(jié)點16A、第二節(jié)點16B和第三節(jié)點16C ；第三行星齒輪組 18，所述第三行星齒輪組18具有三個節(jié)點第一節(jié)點18A、第二節(jié)點18B ；以及輸出軸或構(gòu) 件22。輸入構(gòu)件12聯(lián)接到第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A。輸出構(gòu)件22聯(lián)接到第三 行星齒輪組18的第三節(jié)點18C。第一行星齒輪組14的第一節(jié)點14A聯(lián)接到第二行星齒輪 組16的第三節(jié)點16C。第一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B聯(lián)接到第三行星齒輪組18的第 一節(jié)點18A。第一離合器26將第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A與第三行星齒輪組18的第 二節(jié)點18B選擇性地連接。第二離合器28將第二行星齒輪組16的第二節(jié)點16B與第三行 星齒輪組18的第二節(jié)點18B選擇性地連接。第三離合器30將第二行星齒輪組16的第二 節(jié)點16B與第一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B和第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A選擇 性地連接。第一制動器32將第二行星齒輪組16的第三節(jié)點16C和第一行星齒輪組14的第一節(jié)點14A與固定構(gòu)件或變速器殼體50選擇性地連接。第二制動器34將第一行星齒輪組14的第三節(jié)點14C與固定構(gòu)件或變速器殼體50選擇性地連接。第三制動器36將第三 行星齒輪組18的第二節(jié)點18B與固定構(gòu)件或變速器殼體50選擇性地連接?，F(xiàn)在參考圖2，柱狀圖示出了根據(jù)本發(fā)明的八速變速器10的實施例的示意布局。 在圖2中，圖1的杠桿圖的附圖標記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應地示出，而行星齒輪 組的節(jié)點此時顯現(xiàn)為行星齒輪組的部件，例如太陽輪、齒圈、行星齒輪和行星齒輪行星架。例如，行星齒輪組14包括太陽輪構(gòu)件14C、齒圈構(gòu)件14A和行星齒輪行星架構(gòu)件 14B，行星齒輪行星架構(gòu)件14B可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組行星齒輪14D (僅示出其中一個)和第 二組行星齒輪14E(僅示出其中一個)。太陽輪構(gòu)件14C與第一軸或互連構(gòu)件42連接以便 共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件14A與第二軸或互連構(gòu)件44連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件14B與 第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪14D中的每個均配置成與太陽輪構(gòu)件 14C和行星齒輪14E兩者互相嚙合。行星齒輪14E中的每個均配置成與齒圈構(gòu)件14A和行 星齒輪14D兩者互相嚙合。行星齒輪組16包括太陽輪構(gòu)件16A、齒圈構(gòu)件16C和行星齒輪行星架構(gòu)件16B，行 星齒輪行星架構(gòu)件16B可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪16D(僅示出其中一個)。太陽輪構(gòu)件 16A與第四軸或互連構(gòu)件48和輸入構(gòu)件12連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件16C與第二軸或 互連構(gòu)件44連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件16B與第五軸或互連構(gòu)件52連接以便共同旋 轉(zhuǎn)。行星齒輪16D中的每個均配置成與太陽輪構(gòu)件16A和齒圈構(gòu)件16C兩者互相嚙合。行星齒輪組18包括太陽輪構(gòu)件18A、齒圈構(gòu)件18C和行星齒輪行星架構(gòu)件18B，行 星齒輪行星架構(gòu)件18B可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪18D(僅示出其中一個)。太陽輪構(gòu)件 18A與第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件18C與輸出軸或構(gòu)件22連接以 便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件18B與第六軸或互連構(gòu)件54和第七軸或互連構(gòu)件56連接以便共 同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪18D中的每個均配置成與太陽輪構(gòu)件18A和齒圈構(gòu)件18C兩者互相嚙合。輸入軸或構(gòu)件12連續(xù)地連接到發(fā)動機(未示出)或變矩器的渦輪機(未示出)。 輸出軸或構(gòu)件22與最終傳動單元或分動箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機構(gòu)(或者說是離合器26、28和30和制動器32、34和36)允許軸或互 連構(gòu)件、行星齒輪組的構(gòu)件和殼體的選擇性互連。例如，第一離合器26可選擇性地接合以 將第四軸或互連構(gòu)件48和輸入構(gòu)件12與第六軸或互連構(gòu)件54連接。第二離合器28可選 擇性地接合以將第五軸或互連構(gòu)件52與第七軸或互連構(gòu)件54連接。第三離合器30可選 擇性地接合以將第三軸或互連構(gòu)件46與第五軸或互連構(gòu)件52連接。第一制動器32可選 擇性地接合以將第二軸或互連構(gòu)件44與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件44相 對于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。第二制動器34可選擇性地接合以將第一軸或互連構(gòu)件42與固 定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件42相對于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。第三制動器36 可選擇性地接合以將第七軸或互連構(gòu)件56與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件 56相對于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在參考圖2和3，將描述八速變速器10的實施例的操作。應當理解的是，變速器 10能夠以至少八個前進速度或扭矩比和至少一個倒檔速度或扭矩比從輸入軸或構(gòu)件12傳 輸給輸出軸或構(gòu)件22，其中有三個超速傳動比。每個前進和倒檔速度或扭矩比通過扭矩傳 遞機構(gòu)(即，第一離合器26、第二離合器28、第三離合器30、第一制動器32、第二制動器34和第三制動器36)中的一個或多個接合而獲得，如下文闡述的那樣。圖3是示出了被起用或 接合以實現(xiàn)各種檔位狀態(tài)的扭矩傳遞機構(gòu)的各種組合的真值表?？蛑械摹癤”表示具體離合 器或制動器接合以實現(xiàn)期望檔位狀態(tài)?！癘”表示具體扭矩傳遞機構(gòu)(即，制動器或離合器) 接通或有效，但不承載扭矩。也示出各種檔位狀態(tài)的實際數(shù)值傳動比，但是應當理解的是， 這些數(shù)值僅僅是示例性的且它們可以在大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以適合變速器10的各種應用和操 作標準?？墒褂帽景l(fā)明的實施例獲得的傳動比的示例也在圖3示出。當然，取決于選擇的 齒輪直徑、齒輪齒數(shù)和齒輪配置，可實現(xiàn)其它傳動比。為了建立倒檔，第三離合器30、第二制動器34和第三制動器36被接合或起用。第 三離合器30將第三軸或互連構(gòu)件46與第五軸或互連構(gòu)件52連接。第二制動器34將第一 軸或互連構(gòu)件42與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件42相對于變速器殼體50 旋轉(zhuǎn)。第三制動器36將第七軸或互連構(gòu)件56與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu) 件56相對于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。類似地，通過離合器和制動器接合的不同組合實現(xiàn)八個 前進比，如圖3所示。應當理解的是，八速變速器10的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設(shè)，首先，在給定 檔位狀態(tài)未具體提及的所有離合器或制動器無效或脫離，其次，在至少相鄰檔位狀態(tài)之間 的換檔期間(即，改變檔位狀態(tài))，在兩個檔位狀態(tài)均接合或起用的離合器或制動器將保持 接合或起用。本發(fā)明的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的且不偏離本發(fā)明實質(zhì)的變型 意在包括在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。這種變型不認為是偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種變速器，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；各具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一、第二和第三行星齒輪組，其中，所述輸入構(gòu)件連續(xù)地互連到所述第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件，所述輸出構(gòu)件連續(xù)地連接到所述第三行星齒輪組的所述第三構(gòu)件；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第一構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的所述第三構(gòu)件連續(xù)地互連；第二互連構(gòu)件，所述第二互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第二構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；和六個扭矩傳遞機構(gòu)，所述扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個與所述第一、第二、第三構(gòu)件以及固定元件中的至少另一個互連，且其中，所述扭矩傳遞機構(gòu)以至少三個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少八個前進速度比和至少一個倒檔速度比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第一個可選擇性 地接合以將所述第二行星齒輪組的第一構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第二個可選擇性 地接合以將所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第三個可選擇性 地接合以將所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與第一行星齒輪組的第二構(gòu)件和所述第三行 星齒輪組的第一構(gòu)件中的至少一個互連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第四個可選擇性 地接合以將所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件和所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件中的至少 一個與所述固定元件互連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第五個可選擇性 地接合以將所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述固定元件互連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其中，所述六個扭矩傳遞機構(gòu)中的第六個可選擇性 地接合以將所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件與所述固定元件互連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及第二和第三 行星齒輪組的第一構(gòu)件是太陽輪，第一、第二和第三行星齒輪組的第二構(gòu)件是行星架構(gòu)件， 第一行星齒輪組的第一構(gòu)件以及第二和第三行星齒輪組的第三構(gòu)件是齒圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機構(gòu)中的三個是用于將所述第 一、第二和第三構(gòu)件中的多個與固定構(gòu)件連接的制動器，所述扭矩傳遞機構(gòu)中的三個是用 于將所述第一、第二和第三構(gòu)件中的一組與所述第一、第二和第三構(gòu)件中的另一組連接的離合器.
10.一種變速器，包括 輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；各具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一、第二和第三行星齒輪組，其中，所述輸入構(gòu)件連續(xù)地互連到所述第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件，所述輸出構(gòu)件連續(xù)地連接到所述第三行 星齒輪組的所述第三構(gòu)件；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第一構(gòu)件與所述第二 行星齒輪組的所述第三構(gòu)件連續(xù)地互連；第二互連構(gòu)件，所述第二互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第二構(gòu)件與所述第三 行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構(gòu)，所述第一扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組 的第一構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件互連；第二扭矩傳遞機構(gòu)，所述第二扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組 的第二構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件互連；第三扭矩傳遞機構(gòu)，所述第三扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組 的第二構(gòu)件與第一行星齒輪組的第二構(gòu)件和所述第三行星齒輪組的第一構(gòu)件中的至少一 個互連；第四扭矩傳遞機構(gòu)，所述第四扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的第一構(gòu)件和所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件中的至少一個與所述固定元件互連；第五扭矩傳遞機構(gòu)，所述第五扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的第三構(gòu)件與所述固定元件互連；和第六扭矩傳遞機構(gòu)，所述第六扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第三行星齒輪組 的第二構(gòu)件與所述固定元件互連，其中，所述扭矩傳遞機構(gòu)以至少三個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和 所述輸出構(gòu)件之間建立至少八個前進速度比和至少一個倒檔速度比。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第三構(gòu)件以及第二和第 三行星齒輪組的第一構(gòu)件是太陽輪，第一、第二和第三行星齒輪組的第二構(gòu)件是行星架構(gòu) 件，第一行星齒輪組的第一構(gòu)件以及第二和第三行星齒輪組的第三構(gòu)件是齒圈。
12.一種變速器，包括 輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；各具有太陽輪構(gòu)件、行星架構(gòu)件和齒圈構(gòu)件的第一、第二和第三行星齒輪組，其中，所 述輸入構(gòu)件連續(xù)地互連到所述第二行星齒輪組的所述太陽輪構(gòu)件，所述輸出構(gòu)件連續(xù)地連 接到所述第三行星齒輪組的所述齒圈構(gòu)件；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述齒圈構(gòu)件與所述第二 行星齒輪組的所述齒圈構(gòu)件連續(xù)地互連；第二互連構(gòu)件，所述第二互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述行星架構(gòu)件與所述第 三行星齒輪組的所述太陽輪構(gòu)件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構(gòu)，所述第一扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組 的太陽輪構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的行星架構(gòu)件互連；第二扭矩傳遞機構(gòu)，所述第二扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組 的行星架構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的行星架構(gòu)件互連；第三扭矩傳遞機構(gòu)，所述第三扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件與第一行星齒輪組的行星架構(gòu)件和所述第三行星齒輪組的太陽輪構(gòu)件中的至少一個互連；第四扭矩傳遞機構(gòu)，所述第四扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的齒圈構(gòu)件和所述第二行星齒輪組的齒圈構(gòu)件中的至少一個與所述固定元件互連；第五扭矩傳遞機構(gòu)，所述第五扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的太陽輪構(gòu)件與所述固定元件互連；和第六扭矩傳遞機構(gòu)，所述第六扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述第三行星齒輪組 的行星架構(gòu)件與所述固定元件互連，其中，所述扭矩傳遞機構(gòu)以至少三個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和 所述輸出構(gòu)件之間建立至少八個前進速度比和至少一個倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有三個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、三個行星齒輪組、多個聯(lián)接構(gòu)件和多個扭矩傳遞裝置。所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構(gòu)件。所述扭矩傳遞裝置包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/62GK101818787SQ201010003209
公開日2010年9月1日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·M·哈特, S·H·威特科普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司