车用自动变速器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及车用自动变速器，特别是涉及一种包含多个行星齿轮组和多个转矩传递机构，具有多档的自动变速器。更具体的说涉及一种输入轴和输出轴可转动地被轴支承于变速箱内；在上述二轴之间并与该二轴具有共同轴线，包含多个旋转元件的单式行星齿轮和复式行星齿轮；多个可选择性地接合使所述旋转元件的旋转停止，或使这些旋转元件之间，以及使旋转元件与输入轴或输出轴之间成为联接状态的多个转矩传递机构；该转矩传递机构能基于指令变速级来切换联接或释放状态，传递或切断驱动力源的动力，并经由多个功率传递路线将输入轴的旋转进行多档的变速后从输出轴输出。
【背景技术】
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[0002]本部分的陈述仅提供与本公开的内容相关的背景资料，并且可构成或可不构成现有技术。
[0003]常见的多档自动变速器通过转矩传递机构、行星齿轮装置以及相互联接的组合来获得多个传动比。而转矩传递机构、行星齿轮组的数量和实际结构，通常又局限于组件工装、成本、尺寸和重量以及所期望的传动比数。尽管现有变速器实现了预期的效用，但尽可能多的传动比则意味着有更多的优点:其功效性和经济性越好。因此，需要对变速器的构造、性能进行持续的改进，尤其是在效率，响应度和平顺性等方面的改善，以期获得尺寸小、重量轻、变速多，体现为具有较高的性价比且结构紧凑的多档自动变速器。例如，日本专利说明书JP4636026B2就披露了这样一种自动变速器。该自动变速器由单式行星齿轮、拉维尼克斯复式行星齿轮及多个离合器和制动器等组成。通过指令使离合器和制动器选择性地动作，联接或释放齿轮组的相关元件，并经由多个功率传递路线将输入轴的旋转进行多档的变速后从输出轴输出，最终可获得六个前进档和一个倒档。
[0004]1990年01月10日公告的中国发明专利申请说明书CN86104406C描述了圆柱-平面齿轮传动装置及其加工方法。该装置有一个由多个同心的齿轮构成的齿轮盘，一根与齿轮盘的轴线呈夹角、并制有花键槽的轴和一个圆柱齿轮。该圆柱齿轮可在键槽上滑动，使之可选择性地与不同轮径的齿轮啮合。在齿轮盘转速不变的情况下，可由制有花键槽的轴向外输出可变的转矩。该圆柱-平面齿轮传动装置具有结构、装配简单的特点。
[0005]中国发明专利申请说明书CNl515436A于2004年07月28日公开了一种汽车自动变速器的齿轮变速装置，该发明的齿轮变速装置包括分别与输入轴和输出轴固定连接且轮径相同的主动齿轮和从动齿轮，位于上述两齿轮间并与该二者的旋转轴线重合的架轮。该架轮轴的两端与主动齿轮和从动齿轮的端部活动联接。架轮上有三根由五个不同轮径的锥齿轮一体制成的，两端活装于轮毂和轮辋上的系杆。在该架轮的两侧除上述主动齿轮和从动齿轮外，还另有四个不同轮径、共轴旋转的锥齿轮，其中一个位于主动齿轮侧，三个位于从动齿轮侧，它们分别与系杆上相对应的齿轮啮合，并且可选择性地被联接在变速箱体上。该装置通过对不同锥齿轮或架轮的固定，可从输出轴获得四个前进档。
[0006]日本专利说明书JP4636026B2记载的自动变速器，囿于行星齿轮系本身的结构特性，在没有较多的行星齿轮组和转矩传递机构参与的情况下，难以获得更多的传动比。从而使该变速器的尺寸、重量和成本上升，且工装愈加复杂。为了解决上述问题，中国发明专利申请说明书CN86104406C描述的齿轮传动装置采用圆柱-平面齿轮结构。虽然齿轮传动装置结构简单，但为获得较大范围的传动比，需增加更多的同心齿轮，由此造成轮盘直径、结构尺寸和重量的增大，恶化圆柱齿轮与不同轮径齿轮啮合时的冲击，加速机件磨损，并产生动力间断现象。同样是为了解决上述问题，中国专利说明CN1515436A针对上述两种变速器齿轮装置的不足，进行了技术和结构的改进。但改进结果并未有效克服上述两种变速装置的既有问题，且获得的档位也不多。
[0007]此背景部分所披露的上述信息仅仅是为了增加对本实用新型背景的理解，因此它可能包含有尚未形成为本领域普通技术人员公知的现有技术信息。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有较多传动比且结构紧凑的车用自动变速器。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型的车用自动变速器包括可转动地被轴支承于变速箱内的输入轴和输出轴；设置在该二轴之间、与该二轴具有共同轴线，包含多个旋转元件的单式行星齿轮和复式行星齿轮；多个可选择性地接合使上述旋转元件的旋转停止，或使这些旋转元件之间，以及旋转元件与输入轴或输出轴之间成为联接状态的多个转矩传递机构；该转矩传递机构能基于指令变速级来切换联接或释放状态，传递或切断驱动力源的动力，并经由多个功率传递路线将输入轴的旋转进行多档的变速后从输出轴输出。其中，复式行星齿轮是由可选择性地与输入轴或输出中间轴的一端联接或释放，或相对于变速箱体旋转或固定的，具有至少四个旋转元件的圆柱-端面齿轮系构成。通过采用这种结构，尤其是采用可选择性地与输入轴或输出中间轴联接或释放，或相对于变速箱体旋转或固定的，具有至少四个旋转元件的圆柱-端面齿轮系构成的这种结构，可以在不改变齿轮啮合状态的情况下进行变速。从而避免了换档时的齿轮冲击，减少了机件损耗；变速器的结构更加紧凑，齿轮变速装置功率传输路线灵活多变；传动平稳，承载能力强，单级传动比明显增大，可不必装备大容量的离合器和制动器；而且重合度好，机件磨耗小，对安装误差不太敏感，便于结构空间位置布局的安排。从而能够实现自动变速器的小型化、轻量化和低成本化。
[0010]作为本实用新型的一种优选结构，圆柱-端面齿轮系由五个旋转元件构成，包括四个端面齿轮以及一个与之共轴旋转的行星架。该行星架呈轮状具有轮毂、轮辋、轮辐和一根穿过轮毂的行星架轴。所述圆柱齿轮即为该行星架上的行星轮，它在行星架上与轮辐相间，两端可转动地装在轮毂和轮辋上的安装座孔中，其旋转轴线与行星架的转轴线垂直相交。该行星架经由轮辋外圆周，通过转矩传递机构可选择性地与变速箱体联接。所述端面齿轮中至少有三个的齿数是彼此相异的，它们在与有齿端相对应的背面端固定连接有沿周向和轴向延伸成类似中空圆柱体状结构的转矩传递机构部件。它们两个为一组，有齿数差的齿轮之间可任意组合，按轮径以及齿背面端的转矩传递机构部件直径大小，以套合的方式，有齿端隔行星轮相对，分置于行星架垂直于轴线的两端面侧，并共同啮合与之具有相同齿轮模数的行星轮。而行星架轴的两端，则分别纳入该行星架两端面侧轮径较小的两个端面齿轮的转矩传递机构部件内圆周中，形成活动联接并可作相对转动。通过采用这种结构，尤其是将四个端面齿轮，两个为一组，分置在行星架两端面侧，并共用一组行星轮，其所构成的复式行星轮系，可以使齿轮变速机构的结构尺寸更为紧凑。同时，也可在变速齿轮间形成多重的组合，有利于建立较多的功率传输路线，从而获得所希望的、尽可能多的传动比。
[0011]作为本实用新型的另一种优选结构，转矩传递机构选用了离合器和制动器。离合器是多片式离合器和单向离合器；制动器是多片式制动器，或是带式制动器。通过采用这种结构，尤其是多片式离合器和制动器能以较小的容量承受较大的负载；而带式制动器和滚子或楔块式单向离合器则具有结构简单，安装空间小等优点，为自动变速器的小型化、轻量化和低成本化创了造条件。
[0012]作为本实用新型的又一种优选结构，将一端可选择性地与复式行星齿轮联接或释放的输入轴和输出中间轴，分别置于圆柱-端面齿轮系轴向的两端。该二轴共轴线旋转，并制有液压油通道。它们在临近圆柱-端面齿轮系的轴端，分别纳入行星架两端面侧轮径较小的两个端面齿轮的转矩传递机构部件内圆周中，形成活动联接且可作相对转动。并且，在轴端附近固定连接有多用组合式的转矩传递机构及部件。通过采用这种结构，尤其是在轴上设置具有组合式部件的转矩传递机构，使输入轴和输出中间轴可以灵活、选择性地联接圆柱-端面齿轮系和单式行星齿轮的旋转元件，提高了整个齿轮变速装置的变速能力。
[0013]作为本实用新型的再一种优选结构，可选择性地与输入轴和输出中间轴的一端联接或释放的圆柱-端面齿轮系，其所包含的端面齿轮，通过齿背面端的转矩传递机构部件，分别和与之抵近的输入轴和输出中间轴上的转矩传递机构及部件选择性地联接。其中，临近输入轴的两个端面齿轮，其轮径较小的端面齿轮的转矩传递机构部件外圆周，为单向离合器的安装座，经由单向离合器，与输入轴上转矩传递机构的部件内圆周、单向离合器的安装座联接。而轮径较大的端面齿轮的转矩传递机构部件外圆周，为多片或带式制动器的毂或鼓，经由制动片或带，与变速箱体上的多片或带式制动器选择性地联接；内圆周则作为多片式离合器的鼓，经由离合器片，与输入轴的同一端上述转矩传递机构的部件外圆周、多片式离合器的毂联接。所述输入轴上单向离合器的安装座和多片式离合器的毂为一体制成，分别为该输入轴上转矩传递机构的部件内和外圆周。相应的，临近输出中间轴的两个端面齿轮，其轮径较小的端面齿轮的转矩传递机构部件外圆周，为多片式离合器的毂，经由离合器片与输出中间轴上转矩传递机构的部件内圆周、多片式离合器的鼓联接。而轮径较大的端面齿轮的转矩传递机构部件外圆周，为多片或带式制动器的毂或鼓，经由制动片或带与变速箱体上的多片或带式制动器选择性地联接；内圆周则作为单向离合器的安装座，经由单向离合器，与输出中间轴的同一端上述转矩传递机构的部件外圆周、单向离合器的安装座联接。同样，所述输出中间轴上多片式离合器的鼓和单向离合器的安装座也为一体制成，分别为输出中间轴上转矩传递机构的部件内和外圆周。通过采用这种结构，可以方便、灵活地使输入轴和输出中间轴在圆柱-端面齿轮系元件之间进行选择性地联接，以提高圆柱-端面齿轮系元件利用率和变速能力，实现创建更多功率传输路径的目的。尤其是将行星架两侧，较大的两个端面齿轮的转矩传递机构部件的内和外圆周，以及输入轴、输出中间轴上转矩传递机构的部件内和外圆周，设计为一体制成的离合器或制动器的鼓和毂，不仅提高了转矩传递机构的集成度，减少了结构重量，节省了安装空间，而且使齿轮变速装置整体得以简化，并降低了材料成本。
[0014]作为对本实用新型的进一步优选结构，将单式行星齿轮设置在输出中间轴与输出轴之间。该单式行星齿轮的行星架和内齿圈，在垂直于旋转轴线的端面侧，固定连接有沿周向和轴向延伸成类似中空圆柱体状结构的转矩传递机构部件。在临近输出中间轴的一侧，该单式行星齿轮的太阳轮与输出中间轴远离端面齿轮的一端固定连接。而行星架的转矩传递机构部件外圆周，为多片或带式制动器的毂或鼓，经由制动器片或带，与变速箱体上的多片或带式制动器选择性地联接。在该单式