专利名称：行星齿轮式手动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车变速器技术领域，更具体地说，是涉及一种行星齿轮式手动变速器。
背景技术：
在车辆的正常行驶过程中，发动机是制造动力的环节，离合器是传递动力的枢纽，变速器是实现在不同的行驶状况下车辆的正常运转，即分配动力的环节。汽车变速器是为解决发动机输出的转速、转矩与车辆驱动所需的 转速和转矩之间的矛盾而设立的。变速器作为传动系统的心脏，主要任务是传递动力，改变汽车的传动比，扩大驱动车轮转矩和转速的范围，使车辆适应各种变化的行驶工况，同时使发动机在理想的工况下工作，在发动机转矩方向不变的前提下，实现汽车的倒退行驶、实现空档、中断发动机传递给车轮的动力，使发动机能够起动、怠速等。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上还依赖于变速器以及变速器与发动机的匹配。变速器分为手动变速器和自动变速器，其中手动变速器是较为传统的变速器类型，手动变速器必须根据汽车条件的变化，由驾驶员随时变换档位，它操作起来相对麻烦，但是可以更直接地表现驾驶者的意愿，因而被爱驾人士所喜爱。手动变速器是由不同齿比的齿轮组构成的，它工作的原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。齿轮组由不同直径的齿轮组成，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不相同的，我们所说的换档即是指换齿轮比。目前，汽车手动变速器几乎均采用平行轴式的变速器，前驱平行轴式变速器需采用三条轴，后驱平行轴式变速器需采用四条轴，均为三个轴心，同时变速器轴向经向尺寸均较大，不利于汽车的结构布局设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种通过全新结构的手动变速器，减小变速器的轴向及径向尺寸，以克服现有技术的不足。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种行星齿轮式手动变速器，包括输入轴、输出轴、设置在所述输入轴与输出轴之间的中间轴、轴套、同步器或制动器，还包括双排行星轮系、行星排，所述双排行星轮系包括小太阳轮、大太阳轮、短行星轮、长行星轮，前行星架、前齿圈，所述短行星轮、长行星轮上设置有前行星架，所述小太阳轮与短行星轮啮合，长行星轮分别与大太阳轮、短行星轮及前齿圈啮合，所述小太阳轮与大太阳轮固定连接；所述行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、后行星架、后齿圈，所述第三行星轮设置在后行星架上，所述第三太阳轮与第三行星轮啮合，所述第三行星轮与后齿圈啮合。优选地，所述输出轴与后行星架固定连接，所述输出轴上设置输出轴轴套，所述第三太阳轮固定在所述输出轴轴套上。优选地，所述中间轴上套接有中间轴套与外轴套，所述中间轴与所述前行星架固定连接，所述小太阳轮固定在所述中间轴套上，所述大太阳轮固定在所述外轴套上。
优选地，在所述输入轴与中间轴之间设置有高速及倒档同步器，前进档同步器连接所述高速及倒档同步器与所述中间轴套，倒档同步器连接前进档同步器与外轴套，在外轴套与前行星架之间设置前制动器，五档同步器连接后齿圈与第三太阳轮，在第三太阳轮上还设置有后制动器。优选地,所述前齿圈与后齿圈固定连接。优选地,所述前齿圈与后齿圈的外圆周上设有轮齿,所述前齿圈与后齿圈啮合连接。优选地，所述输出轴与输入轴同侧设置。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明通过采用拉维娜式及单排行星齿轮变速机构，并配合多个同步器使用，使它既可以达到用极少的齿轮数实现五速比档位的 目的，且可减小变速器的轴向及径向尺寸，使变速器的尺寸大小得到控制，汽车结构布局设计更加灵活，同时可降低生产成本。
图I为本发明行星齿轮式手动变速器第一实施例的动力传动机构示意图。图2为本发明第一实施例的I档运转状态图。图3为本发明第一实施例的2档运转状态图。图4为本发明第一实施例的3档运转状态图。图5为本发明第一实施例的4档运转状态图。图6为本发明第一实施例的5档运转状态图。图7为本发明第一实施例的倒档运转状态图。图8为本发明第二实施例的动力传动机构示意图。
具体实施例方式下面，结合说明书附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不构成对本发明的限制
第一实施例
参见图I至图7，本发明行星齿轮式手动变速器，包括输入轴11，多个同步器或制动器，中间轴12，中间轴套13，外轴套14，输出轴轴套15，输出轴16，双排行星轮系51，行星排52。双排行星轮系51采用拉维娜式齿轮变速机构，其包含小太阳轮35、大太阳轮31、短行星轮34、长行星轮32、前行星架36、前齿圈33，小太阳轮35与短行星轮34啮合，长行星轮32分别与大太阳轮31、短行星轮34及前齿圈33啮合。行星排52采用单排行星排，其包含第三太阳轮40、第三行星轮39、后行星架37、后齿圈38，输出轴与后行星架37固定连接。第三太阳轮40与第三行星轮39啮合，第三行星轮39与后齿圈38啮合。高速及倒档同步器21连接输入轴11与中间轴12。前进档同步器22连接高速及倒档同步器21与中间轴套13。倒档同步器23连接前进档同步器22与外轴套14。前制动器24可分别固定外轴套14或前行星架36。五档同步器25连接后齿圈38与第三太阳轮40。后制动器26可固定第三太阳轮40。换档操作过程如下
如图I所示，空档状态时，高速及倒档同步器21处于左侧，与输入轴11连接，与中间轴12分离。前进档同步器22处于右侧，与高速及倒档同步器21及中间轴套13均连接。倒档同步器23处于左侧，与前进档同步器22连接，与外轴套14分离。前制动器24处于中间，与外轴套14及前行星架36均分离。五档同步器25处于左侧，与后齿圈38连接，与第三太阳轮40分离。后制动器26处于左侧，与第三太阳轮40连接使其固定。如图2所示，一档运转时，前制动器24右移，将前行星架36固定。此时动力传递路线为输入轴11,高速及倒档同步器21 !前进档同步器22 中间轴套13 小太阳轮35 短行星轮34 _ 长行星轮32 參 ιλι圈33 Haghjp ιλι圈38 β·! 弟二7TX星轮39 ·ι·φ 后7TX星架37 ■■■拳<細出轴16。其余问步器处于空档状态时的位置。图2中，粗实线表示动力传递路线。 如图3所示，二档运转时，前制动器24左移，将外轴套14固定，同时使大太阳轮31也固定。其余同步器处于空档状态时的位置。此时动力传递路线为其传动路线与一档基本相同，也是由输入轴11 _ 高速及倒档同步器21灣 前进档同步器22 中间轴套13 _小太阳轮35 —pi短灯星轮34 —ρ长灯星轮32 —p |ij齿圈33 ―·ρ后齿圈38 —φ弟二7TT星轮39_后行星架37_输出轴16，但二档时大太阳轮31固定，前行星架顺时针公转，加快了输出转速。其余同步器处于空档状态时的位置。图3中，粗实线表示动力传递路线。如图4所示，三档运转时，高速及倒档同步器21右移，将输入轴11与中间轴12连接，使双排行星轮系51形成一个整体。中间轴12转动驱使前行星架36与中间轴套13同步旋转，此时动力传递路线为输入轴11,高速及倒档同步器21，此时，分开两条支路，其中一条支路的动力路线是:中间轴12 ,前行星架36 #短行星轮34 ■^长行星轮32。另一条支路的动力路线是如进档同步器22 __( 中间轴套13 __! 小太阳轮35 __! 长行星轮32。然后由长行星轮32 _鲁前齿圈33 _參后齿圈38 第三行星轮39 后行星架37 參输出轴16。其余同步器处于空档状态时的位置。图4中，粗实线表示动力传递路线。如图5所示，四档运转时，高速及倒档同步器21右移，将输入轴11与中间轴12连接，前进档同步器22左移与中间轴套13分离，前制动器24左移，将外轴套14固定，同时使大太阳轮31也固定。此时动力传递路线为:输入轴11 _ 高速及倒档同步器21 _中间轴12 —pi υ-fx星架36 —ρ长灯星轮32 yill齿圈33 ■—p后齿圈38 弟二灯星轮39 ■—ρ星架37 _输出轴16。其余同步器处于空档状态时的位置。图5中，粗实线表示动力传递路线。如图6所示，五档运转时，高速及倒档同步器21右移，将输入轴11与中间轴12连接，前进档同步器22与中间轴套13分离，前制动器24左移，将外轴套14固定，同时使大太阳轮31也固定。五档同步器25右移，与后齿圈38与第三太阳轮40均连接使其连成一体，后制动器26右移，与第三太阳轮40分离。此时动力传递路线为输入轴11,高速及倒档问步器21 __争中间轴12 mmip. IU灯星架36 ■■■參长灯星轮32 ·Βφ· ]齿圈33。此时，分开两条支路，其中一条支路的动力路线是后齿圈38 第二行星轮39 后彳丁星架37。另一条支路的动力路线是五档同步器25 梦第三太阳轮40 参后行星架37。然后由后行星架37传递至输出轴16。其余同步器处于空档状态时的位置。图6中，粗实线表示动力传递路线。如图7所示，倒档运转时，前进档同步器22左移与中间轴套13分离，倒档同步器23右移与外轴套14连接，前制动器24将前行星架36固定。此时动力传递路线为输入轴11 ___闻速及倒档问步器21 进档问步器22 _參倒档问步器23 —P·夕卜轴套14 大太阳轮 31 —Ix7TT 星轮 32 謂_參目 U ιλι 圈 33 ιλι 圈 38 串一.4丁星轮 39 ■■争[丁星架 37 —ρ.输出轴16。此时，输入轴11与输出轴16的旋转方向相反。其余同步器处于空档状态时的位置。图7中，粗实线表示动力传递路线。各个档位传动比计算公式及传动比大小参见下表
权利要求
1.一种行星齿轮式手动变速器,包括输入轴、输出轴、设置在所述输入轴与输出轴之间的中间轴、轴套、同步器或制动器，其特征在于还包括双排行星轮系、行星排，所述双排行星轮系包括小太阳轮、大太阳轮、短行星轮、长行星轮，前行星架、前齿圈，所述短行星轮、长行星轮上设置有前行星架，所述小太阳轮与短行星轮啮合，长行星轮分别与大太阳轮、短行星轮及前齿圈啮合，所述小太阳轮与大太阳轮固定连接；所述行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、后行星架、后齿圈，所述第三行星轮设置在后行星架上，所述第三太阳轮与第三行星轮啮合，所述第三行星轮与后齿圈啮合。
2.根据权利要求I所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于所述输出轴与后行星架固定连接，所述输出轴上设置输出轴轴套，所述第三太阳轮固定在所述输出轴轴套上。
3.根据权利要求2所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于所述中间轴上套接有中间轴套与外轴套，所述中间轴与所述前行星架固定连接，所述小太阳轮固定在所述中间轴套上，所述大太阳轮固定在所述外轴套上。
4.根据权利要求3所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于在所述输入轴与中间轴之间设置有高速及倒档同步器，前进档同步器连接所述高速及倒档同步器与所述中间轴套，倒档同步器连接前进档同步器与外轴套，在外轴套与前行星架之间设置前制动器，五档同步器连接后齿圈与第三太阳轮，在第三太阳轮上还设置有后制动器。
5.根据权利要求4所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于所述前齿圈与后齿圈固定连接。
6.根据权利要求I至4任一所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于所述前齿圈与后齿圈的外圆周上设有轮齿，所述前齿圈与后齿圈啮合连接。
7.根据权利要求6所述的行星齿轮式手动变速器，其特征在于所述输出轴与输入轴同侧设置。
全文摘要
本发明公开一种行星齿轮式手动变速器，包括输入轴、输出轴、设置在输入轴与输出轴之间的中间轴、轴套、同步器或制动器，还包括双排行星轮系、行星排，双排行星轮系包括小太阳轮、大太阳轮、短行星轮、长行星轮，前行星架、前齿圈，短行星轮、长行星轮上设置有前行星架，小太阳轮与短行星轮啮合，长行星轮分别与大太阳轮、短行星轮及前齿圈啮合，小太阳轮与大太阳轮固定连接；行星排的第三行星轮设置在后行星架上，第三太阳轮与第三行星轮啮合，第三行星轮与后齿圈啮合。本发明通过采用拉维娜式及单排行星齿轮变速机构，用极少的齿轮数实现五速比档位的目的，减小变速器的轴向及径向尺寸，汽车结构布局设计更加灵活。
文档编号F16H3/70GK102913598SQ20121042155
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者赵良红, 范爱民, 范梦吾, 晁新华, 张晓雷, 丘利芳, 五峰, 罗子聪 申请人:顺德职业技术学院