专利名称：带有差速齿轮组和副轴齿轮系的多速传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有差速齿轮组和副轴啮合装置两者的多速传动装置。
背景技术：
一个典型的多速双离合器传动装置使用两个摩擦离合器和若干个爪形离合器/同步器的组合来在实际进行动态换档之前在这些同步器“被预选”为下一个速度比的情况下，通过一个摩擦离合器和另一个摩擦离合器之间的交替而获得“接通动力的”或动态换档。“接通动力的”换档意味着在进行换档之前不需要中断来自发动机的转矩流通。这概念通常来用带一不同的专用齿轮对或组的一些副轴齿轮来获得每个向前速度比(除了能够在后轮驱动的用途中获得一个直接的驱动比以外)。因此，在该典型的设计中所需的齿轮总数是向前速度数目的两倍加上三个用于反向的。这需要大量所需的齿轮对，特别是在具有较大量的向前速度比的传动装置中。
发明概要提供一种具有带三个输入的转矩传送机构如摩擦离合器的差速齿轮组的传动装置，以便利用接通动力的轴来获得通过该差速齿轮组而通到一个副轴啮合装置的转矩流通。与一种传统的双离合器传动装置比较，增加了输入的转矩传送机构之一和该差速齿轮组。通过利用该差速齿轮组的转矩比，与提供同样数目的转矩比的双离合器传动装置相比，可以使用具有良好的小档系列的附加的转矩比，减少了所需的副轴齿轮组和同步器的数目。从而获得一个较短的轴向长度。
具体地说，提供一个包括一输入部件和一输出部件的传动装置。一个差速齿轮组具有第一、第二、第三部件，而第一、第二、第三转矩传送机构每个可以选择地啮合而使该输入部件与该差速齿轮组部件中的相应的不同的一个进行连接。一个副轴啮合装置在操作上连接在该差速齿轮组上。该副轴啮合装置包括多个共平面的相互啮合的齿轮组、多个沿轴向的轴和多个同步器，这些同步器可以选择地啮合而将转矩沿这些轴和共平面的相互啮合的齿轮从该差速齿轮组传递到该输出部件。
通过提供三个转矩传送机构，相对于双离合器传动装置，获得了附加的转矩比。具体地说，该第一转矩传送机构与第一同步器可以选择地啮合而在该输入部件和输出部件之间形成一个第一转矩比。该第二转矩传送机构与第二同步器可以选择地啮合而在该输入部件和输出部件之间形成一个第二转矩比。该第三转矩传送机构与第一和第二同步器两者可以选择地啮合而在该输入部件和输出部件之间形成该第三转矩比。该第三转矩比的数值小于该第一转矩比而大于该第二转矩比。该第三转矩比是一个由该差速齿轮组的转矩比以及共平面的相互啮合的齿轮的有效组的转矩比来确定的组合比。但是，第一和第二转矩比是仅仅根据共平面的相互啮合的齿轮的有效组的转矩比而确定的。因此，当第三转矩传送机构被啮合而提供不同的第三转矩比时，在第一或第二转矩传送机构的啮合期间，重新使用通过它们而载带转矩的共平面的相互啮合的齿轮组。换句话说，该差速的齿轮组的转矩比不影响第一和第二比，但允许在第一和第二转矩比之间的一个转矩比(即第三转矩比)。
在本发明的范围内，该差速齿轮组可以是一个锥齿轮组、一个简单的小齿轮或一个双小齿轮行星齿轮组。
该副轴啮合装置可以是一种只有一根副轴的双轴线设计、或一种有两个偏离的副轴的三轴线设计。
在本发明的另一方面，利用一个专用的共平面的相互啮合的齿轮组，可以获得一个倒车转矩比。但是，在另一实施例中，通过增加一同步器而获得一个倒车转矩比，该同步器将该差速齿轮组的部件之一选择地连接在一个静止部件上，以获得一倒车转矩比，从而不需要一个专用的相互啮合的齿轮组。最好是，在后一个实施例中，该差速齿轮组是一个双小齿轮行星齿轮组，而该附加的同步器将该环状齿轮部件接地到一个静止部件如传动装置外壳上。
当联系附图阅读下列实施本发明的最佳方案的详细描述时，将容易地理解本发明的上述特点和优点及其它特点和优点。
附图简述
图1是按照本发明的一种传动装置的第一实施例的示意图；图2是列举用于由图1的传动装置获得的选定的转矩比的啮合的转矩传送机构和同步器的真值表；图3是对应于图2的真值表的由图1的传动装置获得的转矩比和步距比的列表；图4是按照本发明的一种传动装置的第二实施例的示意图；图5是按照本发明的一种传动装置的第三实施例的示意图；图6是列举用于图5的传动装置的选定的转矩比的啮合的转矩传送机构和同步器的真值表；图7是对应于图6的真值表的列举由图5的传动装置获得的转矩比和比步距的比图表；以及图8是按照本发明的一种传动装置的第四实施例的示意图。
优选实施例描述参考附图，其中相同的标号表示相同的部件，在图1中，表示一种多速传动装置10，它包括输入部件12和输出部件14。在该实施例中输入部件12和输出部件14是轴，并将这样表示。该技术的专业人员将理解，输入和输出部件12和14除了轴以外，还可以是其它部件。输入轴12与发动机(未示出)连续地连接。输出轴14与最末驱动装置(未示出)连续地连接。传动装置10包括一个辐轴齿轮装置17，该装置包括中间轴、副轴、共平面的相互啮合的齿轮组和将在此处描述的可选择地啮合的同步器。例如，副轴齿轮装置17包括一根中间轴16和一根中间轴18，后者是与中间轴16同心的套筒轴。中间轴18和16在权利要求书中分别称为第一和第二中间轴。副轴齿轮装置17还包括辐轴20和辐轴22。在权利要求书中辐轴20被称为第二辐轴而副轴22被称为第一辐轴。副轴20、22两者互相间隔并与输入轴12、输出轴14和中间轴16、18平行。
差速齿轮组30是一种简单的行星齿轮组，它连接在输入轴12和输出轴14之间。差速齿轮组30包括太阳齿轮部件32(标注S)、环状齿轮部件34(标注R)和承载器部件37，部件32被连接而与中间轴16共同转动，部件34被连接而用于与中间轴18共同转动，部件37可转动地支承一组小齿轮39(标注P)，它们与太阳齿轮部件32和环状齿轮部件34相互啮合。
副轴齿轮17还包括共平面的相互啮合的齿轮组40、50、60、70、80。齿轮组40包括齿轮42、44、46、48。齿轮42被连接而与中间轴18共同转动并与齿轮44相互啮合，齿轮44可以围绕副轴22转动并可以与副轴22选择地连接。齿轮46可以围绕副轴20转动并可以与副轴20选择地连接。一个空转齿轮48围绕空转轮轴线I转动并与齿轮42和齿轮46两者相互啮合。(图示齿轮48仅与齿轮46相互啮合，但该技术的专业人员容易理解，齿轮48实际上置于齿轮42和46的附近并在它们之间，以便在它们之间传递转矩)。
共平面的齿轮组50包括齿轮52和齿轮54。齿轮52被连接而与中间轴18共同转动并与齿轮54相互啮合，齿轮54围绕副轴22转动并可以与副轴22选择地连接。
齿轮组60包括共平面的相互啮合的齿轮62和66。齿轮62被连接而与中间轴18共同转动并与齿轮66相互啮合，齿轮66可以围绕辐轴20转动并可以与辐轴20选择地连接。
齿轮组70包括共平面的相互啮合的齿轮72和74。齿轮72围绕中间轴16转动并可以与中间轴16选择地连接。齿轮72与齿轮74相互啮合，齿轮74被连接而与副轴22共同转动。
齿轮组80包括齿轮82、齿轮84和齿轮86。齿轮82被连接而与输出轴84共同转动并可以与中间轴16选择地连接。齿轮82与齿轮84和齿轮86两者相互啮合。齿轮84被连接而与副轴22共同转动。齿轮86被连接而与副轴20共同转动。
传动装置10包括各种传递转矩的机构或装置，包括输入离合器90、输入离合器91和输入离合器92。在权利要求书中，输入离合器90被称为第一转矩传送机构，输入离合器92被称为第二转矩传送机构，而输入离合器91被称为第三转矩传动机构。输入离合器90可选择地啮合而使输入轴12与环状齿轮部件34连接。输入离合器91可选择地啮合而使输入轴12与承载器部件37连接。输入离合器92可选择地啮合而使输入轴12与太阳齿轮部件32和中间轴16连接。传动装置10还包括多个可选择地啮合的同步器93、94、95、96、97、98。同步器93可选择地啮合而使齿轮44与副轴22连接，以便与其共同转动。同步器94可选择地啮合而使齿轮72与中间轴16连接，以便与其共同转动。同步器93在权利要求书中称为第一同步器。同步器94在权利要求书中称为第二同步器。同步器95可选择地啮合而使齿轮54与副轴22连接，以便与其共同转动。同步器96可选择地啮合而使齿轮82因而也使输出轴14与中间轴16连接，以便与其共同转动。同步器97可选择地啮合而使齿轮66与中轴20连接，以便与其共同转动。同步器98可选择地啮合而使齿轮46与副轴20连接，以便与其共同啮合。
传动装置10能够以图2的真值表中指示的至少七个前进转矩比和一个倒车转矩比来将转矩从输入轴12传送到输出轴14。如下面将描述的，对于总数十一个前进转矩比，可以获得多达四个额外的前进转矩比(图2中示出两个)。通过啮合第一、第二、第三转矩传送机构或输入离合器90、91、92之一和一或多个同步器93～98，得到每个前进转矩比和倒车转矩比。该技术的专业人员将容易理解，一个不同的速度比与每个转矩比有关。因此，传动装置10可以获得十一个向前速度比。
为了形成倒车转矩比(齿轮REV)，如图2的表中所提出地选择输入离合器和同步器。输入离合器90和同步器98被啮合。输入离合器90和同步器98被啮合。输入离合器90使环状齿轮部件34与输入轴12连接。同步器98连接齿轮46，以便与副轴20共同转动。因此转矩从输入轴12通过环状齿轮部件34并从齿轮42和中间轴18通过空转齿轮48传递到齿轮46和副轴20。然后转矩从齿轮86传递到齿轮82，并由此传递到输出轴14。
图2的真值表中没有指示的两个额外的倒车转矩比可以任选地利用。通过对于图2中作为齿轮REV列入的倒车转矩比和作为齿轮2列入的前进转矩比而列举的同步器(即同步器94和98)以及输入离合器91的组合啮合，获得了第一任选地倒车转矩比。在该配置中，转矩通过承载器部件37、小齿轮39和环状齿轮部件34而传送到中间轴18。由于同步器98的啮合，该转矩而后通过反向齿轮组40传递到副轴20，然后通过齿轮组80传递到输出轴14。转矩也通过承载器部件37、小齿轮39和太阳齿轮部件39而传送到中间轴16，由于同步器94的啮合而通过齿轮组70而后从副轴22通过齿轮组80传送到输出轴14。
通过对于图2中作为齿轮REV列入的倒车转矩比和作为齿轮5列入的前进转矩比而在图2中列举的同步器(即同步器96和98)以及输入啮合器91的组合啮合，获得了第二任选的倒车转矩比。在该配置中，转矩通过承载器部件37、小齿轮39和环状齿轮部件34而传送到中间轴18。由于同步器98的啮合，该转矩而后通过反向齿轮组40传递到副轴20，然后通过齿轮组80传递到输出轴14。转矩也通过承载器部件37、小齿轮39和太阳齿轮部件32而传送到中间轴16，并通过同步器96的啮合而直接传送到输出轴14。
通过啮合输入离合器90和同步器93，获得一个第一前进转矩比(在图2的真值表中作为齿轮1而列入)。在该配置中，转矩利用输入离合器90的啮合从输入轴12通过环状齿轮部件34传递到中间轴18并利用同步器93的啮合通过齿轮组40传递到副轴22。然后转矩通过齿轮组80传递给输出轴14。
利用输入离合器91与同步器93和94的啮合可以获得第二任选的前进转矩比(在图2中表示为齿轮1’)。因此，从齿轮1换档到齿轮1’，输入离合器90脱开，输入离合器91被啮合，同步器94被啮合，而同步器93保持啮合。因而，在任选的前进转矩比1’中，转矩利用输入离合器91的啮合从输入轴12通过差速齿轮组30的承载器部件37并由此通过太阳齿轮32和环状齿轮34分别传送到中间轴16和中间轴18。该转矩利用同步器94的啮合沿中间轴16通过齿轮组70传递到副轴22，并通过齿轮组80传递到输出轴14。中间轴18上的转矩利用同步器93的啮合通过齿轮组40传递到副轴22。转矩而后通过齿轮组80传递到输出轴14。如图2中所示，在对于齿轮1的转矩比中，同步器94是打开的，也即没有传递转矩。因此，如图2中所示，在通过输入离合器90、91、92实际上变换转矩路径之前，可以将同步器94预选到齿轮1’(或齿轮2)的即将来临的转矩比的所要位置。
利用输入离合器92和同步器94的啮合形成如图2中齿轮2指示的后继的前进转矩比。如果在齿轮1后选择齿轮1’，那么可以直接从齿轮1或从齿轮1’达到齿轮2。不需要机械束缚传动装置10，就可以达到这两种情况之一。在齿轮2中，转矩从输入轴12经啮合的输入离合器92传递到中间轴16。由于同步器94的啮合，转矩沿齿轮组70、副轴22和齿轮组80传递到输出轴14。
如图2的真值表中的齿轮3所示，通过输入离合器91、同步器94和同步器95的啮合，形成后继转矩比。因此，在从齿轮2到齿轮3的换档中，输入离合器92脱开而输入离合器91被啮合。同步器94仍然被啮合，而在齿轮2中打开的同步器95在齿轮3中被啮合。输入离合器91将转矩通过差速齿轮组30的承载器部件37和小齿轮39分别经过太阳齿轮部件32和环状齿轮部件34而引导到中间轴16和18两者上。由于同步器94的啮合，沿中间轴16载带的转矩通过齿轮组70而传递到副轴22，然后通过齿轮组80而传递到输出轴14。由于同步器95的啮合，沿中间轴18载带的转矩通过齿轮组50而传递到副轴22并通过齿轮组80而传递到输出轴14。
如图2的真值表中的齿轮4所指示的，随着输入离合器90和同步器95的啮合而形成了下一个后继的前进转矩比。因此，在从齿轮3向齿轮4的换档中，输入离合器91和同步器94脱开而输入离合器90被啮合，同步器94仍然啮合。由于啮合的输入离合器90，转矩通过环状齿轮34从输入轴12传递到中间轴18。由于同步器95的啮合，转矩而后通过齿轮组50传递到副轴22。转矩通过齿轮组80而传递到输出轴14。
下一个后继的转矩比可以任选地在齿轮4’中获得，或者替代地，可以直接从齿轮4换档到齿轮5。假定从齿轮4换档到齿轮4’，那么输入离合器91与同步器95和96一起啮合。因此，在从齿轮4换档到齿轮4’中，输入离合器90脱开而输入离合器91被啮合，同步器95保持啮合而同步器96被啮合。转矩从输入轴12通过差速齿轮组30经输入离合器91的啮合而传递到中间轴16和18。由于同步器96的啮合，载带在中间轴16上的转矩传递到输出轴14，同步器96在操作上将输出轴14和齿轮82连接到中间轴16上。由于同步器95的啮合，在中间轴18上载带的转矩通过齿轮组50而传递到副轴上并通过齿轮组80而传递到输出轴14上。
利用输入离合器92和同步器96的啮合，形成如图2中齿轮5所指示的后继的向前齿轮比。如果在从齿轮4’的换档中达到齿轮5，那么离合器91脱开而输入离合器92被啮合，而同步器96保持啮合。或者是，如果在从齿轮4的换档中达到齿轮5，那么输入离合器90脱开而输入离合器92被啮合，而且同步器95脱开而同步器96被啮合。由于输入离合器92和同步器96的啮合，转矩从输入轴12沿中间轴16直接传递到输出轴14。因此，得到一个直接的驱动比，输出轴14的速度和转矩与输入轴12的速度和转矩相等。
利用输入离合器91与同步器96、97的啮合，形成如图2的真值表中的齿轮6所示的后继的前进转矩比。因此，在从齿轮5向齿轮6的换档中，输入离合器92脱开而输入离合器91被啮合，同步器96保持啮合而同步器97被啮合。利用输入离合器91的啮合，转矩从输入轴12通过差速齿轮组30并分别通过太阳齿轮部件32和环状齿轮部件34而传递到中间轴16和18两者上。利用同步器96的啮合，中间轴16上载带的转矩传递到输出轴14。利用同步器97的啮合，在中间轴18上载带的转矩经过齿轮组60而传递到副轴20上，而后通过齿轮组80而传递到输出轴14上。
为了形成如图2的真值表中的齿轮7所指示的下一个后继的转矩比，输入离合器90被啮合和同步器97被啮合。因此，为了从齿轮6换档到齿轮7，输入离合器91脱开而输入离合器90被啮合，同步器97保持啮合。转矩从输入轴12通过输入离合器90和环状齿轮部件34传递到中间轴18。由于同步器97的啮合，转矩的后通过齿轮组60沿副轴20通过齿轮组80传递到输出轴14。
除了图2的真值表中指示的九种前进转矩比之外，对于总数十一种前进转矩比可以获得两种额外的前进转矩比。通过与输入离合器91一起组合啮合图2的真值表中齿轮1和齿轮5中指示的同步器，在齿轮1’和齿轮2之间在数值上达到了一个额外的前进转矩比。因此，通过输入离合器91与同步器93和96的啮合，达到了一个可以称为齿轮1”的具有在齿轮1’和齿轮2’的数值之间的数值的任选的转矩比。在齿轮4’和齿轮5之间在数值上出现在图2的真值表中未示出的可以称为齿轮4”的另一个任选的转矩比。通过图2的真值表中的向前齿轮2和7中指示的同步器与输入离合器91一起的啮合的组合，达到了齿轮4”。因此，通过啮合输入离合器91与同步器94和97，出现齿轮4”。
参照图3，图3中列举了对应于图2的真值表中示出的每个齿轮的转矩比(即输出部件14对输入部件12的转矩之比)。利用下列样品部件转矩比达到这些转矩比(这些样品部件转矩比转而取决于传动装置10的齿轮的齿数)该环状齿轮部件/太阳齿轮部件的差速齿轮组的转矩比为1、86；齿轮44对齿轮42的转矩比为2、60；齿轮46对齿轮42的转矩比(通过空转齿轮48传递的)为2、25；齿轮50对齿轮52的转矩比为0.84；齿轮66对齿轮62的转矩比为0.41；齿轮72对齿轮74的转矩比为1.57；齿轮82对齿轮84或齿轮86的转矩比为1.57。图3中指示后继的转矩比之间的比例步距，总的转矩比为6.40。从图2的真值表和图3的比例表格可以清楚，利用输入离合器91(即利用处于啮合状态的输入离合器91)获得的转矩比有一在后继的随之而来的和离去的转矩比之间的数值。因此，利用输入离合器91和差速的齿轮组30，获得了比只可与输入离合器90和92获得的转矩比不同的额外的转矩比，因为后者形成的转矩比仅仅取决于副轴齿轮组的比例而非差速齿轮组30的比例。
从齿轮1到齿轮2的步距为1.65而从齿轮1’到齿轮2的步距为1.43(在括号中指示)。从齿轮4到齿轮5的步距为1.31而从齿轮4’到齿轮5的步距为1.20(在括号中指示)。
第二实施例参照图4中的多速传动装置100。传动装置100包括输入部件12和输出部件14。在该实施例中，输入部件12和输出部件14都是轴，并将这样参考。该技术的专业人员将理解，输入和输出部件12、14可以是不是轴的部件。输入轴12与一发动机(未示出)连续连接。输出轴14与一最终驱动装置(未示出)连续连接。传动装置100包括一个副轴啮合装置117，后者包括中间轴、副轴、共平面的相互啮合的齿轮组和将在下面描述的可以选择地啮合的同步器。例如，副轴啮合装置117包括一中间轴116和一中间轴118，后者是一根与中间轴116同心的套筒轴。中间轴118和116在权利要求书中分别称为第一和第二中间轴。副轴啮合装置117还包括一根副轴122。副轴122在权利要求书中称为第一副轴。副轴122与输入轴12、输出轴14和中间轴116、118隔开并与它们平行。
差速齿轮组130是一个简单的行星齿轮组，它连接在输入轴12和输出轴1 4之间。差速齿轮组130包括被连接而与中间轴116共同转动的太阳齿轮部件132(标记S)、被连接而与中间轴118共同转动的环状齿轮部件134(标记R)以及一个可以转动地支承一组小齿轮139(标记P)的承载部件137，小齿轮组139与太阳齿轮部件132和环状齿轮部件134两者相互啮合。
副轴啮合装置117还包括共平面的相互啮合的齿轮组140、141、150、160、170和180。齿轮组140包括齿轮142和144。齿轮142被连接而与中间轴118共同转动并与齿轮144相互啮合，齿轮144可以围绕副轴122转动并可与副轴122选择地连接。齿轮组141包括齿轮145、齿轮146和空转齿轮148。齿轮146可以围绕副轴122转动并可与副轴122选择地连接。空转齿轮148围绕空转轴线I转动并与齿轮145和齿轮146相互啮合。(图示齿轮148仅与齿轮146相互啮合，但该技术的专业人员将易于理解，齿轮148实际上安置在齿轮145和146的附近并在它们之间，以允许在它们之间传递转矩)。
共平面的齿轮组150包括齿轮152和齿轮154。齿轮152被连接而与中间轴118共同转动并与齿轮154相互啮合，后者围绕副轴122转动并与副轴122可以选择地连接。
齿轮组160包括共平面的相互啮合的齿轮162和164。齿轮162被连接而与中间轴118共同转动并与齿轮164相互啮合，后者可以围绕副轴122转动并与副轴122可以选择地连接。
齿轮组170包括共平面的相互啮合的齿轮172和174。齿轮172围绕中间轴116转动并与中间轴116可以选择地连接。齿轮172与齿轮174相互啮合，后者被连接而与副轴122共同转动。
齿轮组180包括齿轮182和齿轮184。齿轮182被连接而与输出轴14共同转动并与中间轴可以选择地连接。齿轮182与齿轮184相互啮合。齿轮184被连续而与副轴122共同转动。
传动装置100包括多个转矩传送机构或装置，包括输入离合器190、输入离合器191和输入离合器192。在权利要求书中，输入离合器190被称为第一转矩传递机构，输入离合器192被称为第二转矩传送机构，而输入离合器191被称为第三转矩传送机构。输入离合器190可以选择地啮合而使输入轴12与环状齿轮部件134连接。输入离合器191可以选择地啮合而使输入轴12与承载部件137连接。输入离合器192可以选择地啮合而使输入轴12与太阳齿轮部件132和中间轴116连接。传动装置100还包括多个可以选择地啮合的同步器193、194、195、196、197、198。同步器193可以选择地啮合而使齿轮144与副轴122连接，以便与其共同转动。同步器193在权利要求书中被称为第一同步器。同步器194可以选择地啮合而使齿轮172与中间轴116连接，以便与其共同转动。同步器194在权利要求书中称为第二同步器。同步器195可以选择地啮合而使齿轮154与副轴122连接，以便与其共同转动。同步器196可以选择地啮合而使齿轮182并因而使输出轴14与中间轴116连接，以便与其共同转动。同步器197可以选择地啮合而使齿轮164与副轴122连接，以便与其共同转动。同步器198可以选择地啮合而使齿轮146与副轴122连接，以便与其共同转动。
传动装置100能够以图2中指示的九个前进转矩比和一个倒车转矩比将转矩从输入轴12传送到输出轴14。对于总共十一个前进转矩比和三个倒车转矩比，可以获得上述相对于图1的传动装置的两个附加的前进转矩比和两个额外的倒车转矩比。根据传动装置10的描述，该技术的专业人员将易于理解这些转矩比是如何获得的。
第三实施例参照图5的多速传动装置200。传动装置200包括一个输入部件12和输出部件14。在该实施例中，输入部件12和输出部件14是轴，并将如此参考。该技术的专业人员将理解，该输入和输出部件12、14可以是除轴以外的部件。输入轴12与发动机(未示出)连续地连接。输出轴14与最终驱动装置(未示出)连续地连接。传动装置200包括一个副轴啮合装置217，它包括将在此处描述的中间轴、副轴、共平面的相互啮合的齿轮组和可以选择地啮合的同步器。例如，副轴啮合装置217包括一根中间轴216和一根中间轴218，后者是与中间轴216同心的套筒轴。中间轴218和216在权利要求书中分别称为第一和第二中间轴。副轴啮合装置217还包括一根副轴220和一根副轴222。在权利要求书中副轴222被称为第二副轴而副轴220被称为第一副轴。副轴220、222两者与输入轴12、输出轴14和中间轴216、218隔开并与它们平行。
差速齿轮组230是一个双小齿轮行星齿轮组，它连接在输入轴12和输出轴14之间。差速齿轮组230包括被连接而与中间轴216共同转动的太阳行星部件232(标记S)、环状齿轮部件234(标记R)和被连接而与中间轴218共同转动的承载部件237，中间轴218可以转动地支承两组小齿轮238、239(分别标记为P1和P2)。小齿轮238与太阳齿轮部件232和小齿轮239相互啮合。小齿轮239与环状齿轮部件234相互啮合。
副轴啮合装置217还包括共平面的相互啮合的齿轮组240、250、260、270和280。齿轮组240包括齿轮242和246。齿轮242被连接而与中间轴218共同转动，并与齿轮246相互啮合，齿轮246可以围绕副轴220转动并与副轴220可以选择地连接。
共平面的齿轮组250包括齿轮252和齿轮254。齿轮252被连接而与中间轴218共同转动，并与齿轮254相互啮合，齿轮254围绕副轴222转动并与副轴222可以选择地连接。
齿轮组260包括共平面的相互啮合的齿轮262和266。齿轮262被连接而与中间轴216共同转动，并与齿轮266相互啮合，齿轮266可以围绕副轴220转动并与副轴220可以选择地连接。
齿轮组270包括共平面的相互啮合的齿轮272和274。齿轮272被连接而与中间轴216共同转动。齿轮272与齿轮274相互啮合，齿轮274围绕副轴222转动并与副轴222可以选择地连接。
齿轮组280包括齿轮282、齿轮284和齿轮286。齿轮282被连接而与输出轴14共同转动并与中间轴216可以选择地连接。齿轮282与齿轮284和齿轮286两者相互啮合。齿轮284被连接而与副轴222共同转动。齿轮286被连接而与副轴220共同转动。
传动装置200包括多个传送转矩的机构或装置，包括输入离合器290、输入离合器291和输入离合器292。在权利要求书中，输入离合器290被称为第一转矩传送机构，输入离合器292被称为第二转矩传送机构，而输入离合器291被称为第三转矩传送机构。输入离合器290可以选择地啮合而使输入轴12与太阳齿轮部件232连接。输入离合器可以选择地啮合而使输入轴12与环状齿轮部件234连接。输入离合器292可以选择地啮合而使输入轴12与承载部件237连接。传动装置200还包括多个可以选择地啮合的同步器293、294、295、296、297和298。同步器293可以选择地啮合而使齿轮266与副轴220连接，以便与其共同转动。同步器293在权利要求书中称为第一同步器。同步器294可以选择地啮合而使齿轮254与副轴222连接，以便与其共同转动。同步器294在权利要求书中被称为第二同步器。同步器295可以选择地啮合而使齿轮282及因而使输出轴14与中间轴216连接，以便与其共同转动。同步器296可以选择地啮合而使齿轮246与副轴220连接，以便与其共同转动。同步器297可以选择地啮合而使齿轮274与副轴220连接，以便与其共同转动。同步器298可以选择地啮合而使环状齿轮部件234与静止的传动装置座体299一起接地。同步器298在权利要求书中被称为附加的同步器。
如图6的真值表中所示，传动装置200能够在至少七个前进转矩比和一个倒车转矩比中将转矩从输入轴12传送到输出轴14。对于总共十一个前进转矩比，可以获得多达四个的附加的前进转矩比(其中之二示于图6)。其它两个附加的前进转矩比是以如图1的传动装置10的描述中称为1”和4”的比的同样方式获得的(也即比1”是通过将齿轮1和5的啮合的同步器与输入离合器291组合而获得的，而比4”是通过齿轮2和7的啮合的同步器与输入离合器291一起组合而获得的)。该技术的专业人员将易于理解如何根据传动装置10的描述来获得图6的转矩比。
关于倒车转矩比REV，该比是通过啮合输入离合器292与同步器293和298而获得的。因为环状齿轮部件234是通过啮合同步器298而接地的，所以通过应用输入离合器292而提供给承载部件237的转矩是通过小齿轮238和239而传送的，使得中间轴216以与输入轴12相反的方向转动。然后经过同步器293的啮合而通过齿轮组260馈送的转矩从副轴220通过齿轮组280而传送到输出轴1 4上，使得输出轴14沿与输出轴12相反的方向转动。利用与双小齿轮行星齿轮组230组合的同步器298来提供倒车转矩比REV可以省掉一个独立的专用的反向齿轮平面。
参照图7，示出图6中指示的九个前进转矩比和倒车转矩比中每个用的转矩和比步距。从齿轮1到齿轮2的步距是1.51而从齿轮1’到齿轮2的步距是1.27(示于括号中)。从齿轮4到齿轮5的步距是1.37而从齿轮4’到齿轮5的步距是1.20(示于括号中)。任选地，通过使输入离合器292和同步器298分别与其它四个同步器294、295、296、297之一啮合，可以获得多达四个的附加反向比。
第四实施例参照图8，图示一种多速传动装置300。传动装置300包括一个输入部件12和一个输出部件14。在该实施例中，输入部件12和输出部件14是轴，并将这样参考。该技术的专业人员将理解，输入和输出部件12、14可以是除轴外的部件。输入轴与发动机(未示出)连续地连接。输出轴14与最终驱动装置(未示出)连续地连接。传动装置300包括一个副轴啮合装置317，该装置包括如此处将描述的中间轴、副轴、共平面的相互啮合的齿轮组和可选择地啮合的同步器。例如，副轴啮合装置317包括一根中间轴316和一根中间轴318，后者是一根与中间轴316同心的套筒轴。中间轴318和316在权利要求书中分别被称为第一和第二中间轴。该副轴啮合装置317还包括副轴322。副轴322在权利要求书中被称为第一副轴。副轴322与输入轴12、输出轴14和中间轴316、318隔开并与其平行。
差速齿轮组330是一个双小齿轮行星齿轮组，它连接在输入轴12和输出轴14之间。差速齿轮组330包括被连接而与中间轴316共同转动的太阳齿轮部件332(标记S)、环状齿轮部件334(标记R)和连接而与中间轴18共同转动的承载部件337，后者可转动地支承两组小齿轮338、339(分别标记P1和P2)。小齿轮338与太阳齿轮部件332和小齿轮339相互啮合。小齿轮339与环状齿轮部件334相互啮合。
副轴啮合装置317还包括共平面的相互啮合的齿轮组340、350、360、370和380。齿轮组340包括齿轮342和344。齿轮342被连接而与中间轴318共同转动并与齿轮344相互啮合，后者可以围绕副轴322转动并与副轴322可以选择地连接。
共平面的齿轮组350包括齿轮352和齿轮354。齿轮352被连接而与中间轴318共同转动并与齿轮354相互啮合，后者围绕副轴322转动并与副轴322可以选择地连接。
齿轮组360包括共平面的相互啮合的齿轮362和364。齿轮362被连接而与中间轴316共同转动并与齿轮364相互啮合，后者可以围绕副轴322转动并与副轴322可以选择地连接。
齿轮组370包括共平面的相互啮合的齿轮372和374。齿轮372围绕中间轴316转动并与中间轴316可以选择地连接。齿轮372与齿轮374相互啮合，齿轮374与副轴322可以选择地连接。
齿轮组380包括齿轮382和齿轮384。齿轮382被连接而与输出轴14共同转动并与中间轴316可以选择地连接。齿轮382与齿轮384相互啮合。齿轮384被连接而与副轴322共同转动。
传动装置300包括多个传递转矩的机构或装置，它们包括输入离合器390、输入离合器391和输入离合器392。在权利要求书中，输入离合器390被称为第一转矩传送机构，输入离合器392被称为第二转矩传送机构，而输入离合器391被称为第三转矩传送机构。输入离合器390可以选择地啮合而使输入轴12与太阳齿轮部件332连接。输入离合器391可以选择地啮合而使输入轴12与环状齿轮部件334连接。输入离合器392可以选择地啮合而使输入轴12与太阳齿轮部件332连接。传动装置300还包括多个可以选择地啮合的同步器393、394、395、396、397和398。同步器393可以选择地啮合而使齿轮364与副轴322连接，以便与其共同转动。同步器393在权利要求书中被称为第一同步器。同步器394可以选择地啮合而使齿轮354与副轴322连接，以便与其共同转动。同步器395可以选择地啮合而使齿轮382因而也使输出轴14与中间轴316共同连接，以便与其共同转动。同步器396可以选择地啮合而使齿轮344与副轴322连接，以便与其共同转动。同步器397可以选择地啮合而使齿轮394与副轴322连接，以便与其共同连接。同步器398可以选择地啮合而使使环状齿轮部件334对静止的传动装置壳体399接地。同步器398在权利要求书中被称为附加的同步器。同步器398与输入离合器392和同步器393一起啮合而提供一个相对于图5的传动装置200的相应数目的部件而描述的倒车转矩比。
传动装置300能够用如图6的真实表中指示的啮合计划相对于图5的传动装置200的相应数目的部件以至少七个前进转矩比和一个倒车转矩比将转矩从输入轴12传送到输出轴14。对于总共十一个前进转矩比，可以获得多达四个附加的前进转矩比(其中两个示于图6中)。
虽然已经详细描述了实施本发明的最佳方案，但与本发明有关的该技术的专业人员将会理解，用于实施本发明的各种替代的设计和实施例均在附属的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种传动装置，包括一个输入部件；一个输出部件；一个有第一、第二和第三部件的差速齿轮组；一个第一、一个第二和一个第三传递转矩的机构，每个可选择地啮合而使所述输入部件与所述差速齿轮组的所述部件中相应不同的一个连接；一个在操作上与所述差速齿轮组连接的副轴啮合装置，该装置包括几组共平面的相互啮合的齿轮、多根轴和多个同步器，这些同步器可选择地啮合而使所选择的一些所述齿轮与所选择的一些所述轴连接，以便共同转动，由此将转矩从所述差速齿轮组沿所述多根轴和所述几组共平面的相互啮合的齿轮传递到所述输出部件；以及其中，当所述第一转矩传送机构与第一所述同步器、所述第二转矩传送机构与第二所述同步器、以及所述第三转矩传送机构分别与所述第一和第二同步器两者啮合时，形成所述输出部件对所述输入部件的第一、第二和第三不同的转矩比。
2.权利要求1的传动装置，其特征在于，所述第一和第二转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮的一些转矩比而不是由所述差速齿轮组的一个转矩比来确定的；而且其中，所述第三转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮和所述差速齿轮组的所述一些转矩比来确定的。
3.权利要求2的传动装置，其特征在于，所述第三转矩比小于所述第一转矩比而大于所述第二转矩比。
4.权利要求1的传动装置，其特征在于，所述多个轴包括一根第一中间轴，被连接成与所述差速齿轮组的所述第一部件共同转动；一根第二中间轴，被连接成与所述差速齿轮组的所述第二部件共同转动；一根与所述一些中间轴径向偏离的第一副轴；其中所述共平面的相互啮合的齿轮组中的一些组各自包括一个可围绕所述第一副轴转动的齿轮和一个被连接成与所述第一中间轴共同转动的齿轮；以及其中所述同步器中的一些同步器分别可选择地啮合而使可围绕所述第一副轴转动的所述一些齿轮中的相应一个与所述第一副轴连接，以便共同转动。
5.权利要求4的传动装置，其特征在于，还包括一根与所述一些中间轴及所述第一副轴径向偏离的第二副轴；其中所述共平面的相互啮合的齿轮组中的其它一些组各自包括一个可围绕所述第二副轴转动的齿轮和一个被连接成与所述第一中间轴共同转动的齿轮；以及其中所述同步器中的一些同步器分别可选择地啮合而使可围绕所述第二副轴转动的所述一些齿轮中的相应一个与所述第二副轴连接，以便共同转动。
6.权利要求1的传动装置，其特征在于，所述差速齿轮组是一个行星齿轮组；而且其中所述第一部件是一个齿环部件，所述第二部件是一个可转动地支承一组小齿轮的承载部件，而所述第三部件是一个太阳齿轮部件；其中所述第一转矩传递机构使所述输入部件与所述环状齿轮部件有选择地连接，所述第二转矩传递机构使所述输入部件与所述太阳齿轮部件有选择地连接，而所述第三转矩传递机构使所述输入部件与所述承载部件有选择地连接。
7.权利要求1的传动装置，其特征在于，所述差速齿轮组是一种双小齿轮行星齿轮组；其中所述第一齿轮部件是一个太阳齿轮部件，所述第二齿轮部件是一个可转动地支承两组小齿轮的承载部件，而所述第三齿轮部件是一个环状齿轮部件；其中所述第一转矩传送机构使所述输入部件与所述太阳齿轮部件有选择地连接，所述第二转矩传送机构使所述输入部件与所述承载部件有选择地连接，而所述第三转矩传送机构使所述输入部件与所述环状齿轮部件有选择地连接。
8.权利要求7的传动装置，其特征在于，还包括一个使所述环状齿轮部件与一静止部件有选择地接地的附加的同步器；其中所述第二转矩传送机构、所述附加的同步器和所述第一同步器被有选择地啮合以便在所述输出部件和所述输入部件之间形成一个倒车转矩比。
9.一种传动装置，包括一个输入部件；一个输出部件；一个行星齿轮组，具有一环状齿轮部件、一太阳齿轮部件和一可转动地支承一组小齿轮的承载部件；一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述环状齿轮部件连接的第一转矩传送机构，一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述太阳齿轮部件连接的第二转矩传送机构，以及一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述承载部件连接的第三转矩传送机构；一个与所述行星齿轮组按操作关系连接的副轴啮合装置，包括数组共平面的相互啮合的齿轮、多根轴和多个同步器，这些同步器可选择地啮合而使所述齿轮中所选定的一些与所述轴中所选定的一些连接，以便共同转动，由此将转矩从所述行星齿轮组传递到所述输出部件；其中，当所述第一转矩传送机构与第一所述同步器、所述第二转矩传送机构与第二所述同步器、以及所述第三转矩传送机构分别与所述第一和第二同步器两者啮合时，形成所述输出部件对所述输入部件的第一、第二、第三不同的转矩比；其中，所述第一和第二转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮的一些转矩比而不是由所述行星齿轮组的一个转矩比来确定的；而且其中所述第三转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮和所述行星齿轮组的所述一些转矩比来确定的。
10.权利要求9的传动装置，其特征在于，所述多个轴包括一根第一中间轴、一根与所述第一中间轴同心的第二中间轴和一根第一副轴；而且其中，所述共平面的相互啮合的一些齿轮组具有被配置在六个平面中的十三个齿轮，以提供至少七个前进转矩比和一个倒车转矩比。
11.权利要求9的传动装置，其特征在于，所述多根轴包括一根第一中间轴、一根与所述第一中间轴同心的第二中间轴、一个第一副轴和一个第二副轴；而且其中，所述共平面的相互啮合的一些齿轮组具有被配置在五个平面中的十三个齿轮，以提供至少七个前进转矩比和一个倒车转矩比。
12.一种传动装置，包括一个输入部件；一个输出部件；一个有一环状齿轮部件的行星齿轮组，一个太阳齿轮部件和一个可转动地支承两组小齿轮的承载部件；一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述太阳齿轮部件连接的第一转矩传送机构，一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述承载部件连接的第二转矩传送机构，以及一个可选择地啮合而使所述输入部件与所述环状齿轮部件连接的第三转矩传送机构；一个与所述行星齿轮组按操作关系连接的副轴啮合装置，该装置包括共平面的相互啮合的一些齿轮组、多根轴和多个同步器，这些同步器可选择地啮合而使所述齿轮中所选定的一些齿轮与所述轴中所选定的一些轴连接，以便共同转动，由此将转矩从所述行星齿轮组传递到所述输出部件；其中，当所述第一转矩传送机构与第一所述同步器、所述第二转矩传送机构与第二所述同步器，以及所述第三转矩传送机构分别与所述第一和第二同步器两者啮合时，形成所述输出部件对所述输入部件的第一、第二、第三不同的转矩比；其中，所述第一和第二转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮的一些转矩比而不是由所述行星齿轮组的一个转矩比来确定的；而且其中，所述第三转矩比是根据所述共平面的相互啮合的一些齿轮和所述行星齿轮组的所述一些转矩比来确定的。
13.权利要求12的传动装置，其特征在于，所述多根轴包括一根第一中间轴、一根与所述第一中间轴同心的第二中间轴和一根第一副轴；而且其中，所述共平面的相互啮合的一些齿轮组具有被配置在五个平面中的十个齿轮，以便提供至少七个前进转矩比。
14.权利要求12的传动装置，其特征在于，所述多根轴包括一根第一中间轴、一根与所述第一中间轴同心的第二中间轴、一根第一副轴和一根第二副轴；而且其中，所述共平面的相互啮合的一些齿轮组具有被配置在五个平面中的十一个齿轮，以便提供至少七个前进转矩比。
15.权利要求12的传动装置，其特征在于，还包括一个使所述环状齿轮部件与一静止的部件有选择地接地的附加同步器，其中所述第二转矩传送机构、所述附加的同步器和所述第一同步器被有选择地啮合，以便在所述输出部件和所述输入部件之间形成一个倒车转矩比。
全文摘要
提供一种传动装置，该传动装置有一带三个输入转矩传动机构如摩擦离合器的差速齿轮组，以便获得通过该差速齿轮组到一个副轴啮合装置的转矩流通。该传动装置使用接通动力的轴。通过利用该差速齿轮组的转矩比，可以得到具有良好的小档系列的附加的前进转矩比，与提供同样数目的转矩比的双离合器传动装置相比，本传动装置减少了所需的副轴齿轮组和同步器的数目。从而获得较短的轴向长度。
文档编号F16H48/06GK1982747SQ200610169369
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月13日 优先权日2005年12月14日
发明者J·B·博格森 申请人:通用汽车环球科技运作公司