CN101025218A - 多档组合式三中间轴汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多档组合式三中间轴汽车变速器，由主、副箱组成。其中主箱包括现有双中间轴变速器中的一轴及一轴齿轮，二轴、二轴各档齿轮及其滑套或同步器；二轴周围有三根中间轴5，中间轴传动齿轮及其余中间轴齿轮与二轴各档齿轮对应啮合；上盖上装置有由各档拨叉、拨叉轴构成的换档操纵机构；一轴、二轴及中间轴分别连接在变速器箱体上。副箱包括现有副箱主轴25、驱动齿轮、减速齿轮、同步器；其中副箱主轴与主箱二轴同心，主轴周围也有三根中间轴19；副箱后盖上装置有换档操纵机构；主、副箱中间轴一一对应并同心或不同心；副箱主轴的输出端连接法兰盘。该变速器与双中间轴汽车变速器相比传动更平稳、成本低，可靠性增高、承载能力更大。

Description

多档组合式三中间轴汽车变速器

技术领域

本发明属于汽车用机械式传动装置技术领域，确切地说它是一种多档组合式三中间轴汽车变速器。

背景技术

如何提高机械变速器的承载能力，是现代汽车传动系统设计中的一门重要课题。在重型汽车机械变速器设计中采用几根完全相同的中间轴，使动力实现分流，以达到提高齿轮传动和变速器总成的承载能力，是当今重型汽车机械变速器设计中成效最为明显的一项技术。双中间轴变速器成功地实现了这一目的，并且有一定的市场占有率。但是，随着公路运输条件的不断改善，汽车运输占整个交通运输的比重日益提高，大吨位的运输车、集装箱牵引车、起重机等对于变速器的传动扭矩要求更大、转速范围要求更广、使用性能更可靠、成本更低。为了实现这一目的，目前的双中间轴机械式变速器输入扭矩如果超过2200Nm，那么轴的长度就要增大，成本增高，可靠性降低。因此，影响了双中间轴变速器在重型汽车领域中的拓展应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的多档组合式双中间轴变速器技术中存在的不足；而提供一种大功率、大扭矩、齿轮和轴承载能力更强的多档组合式三中间轴汽车变速器。

本发明以下列技术方案来实现：该多档组合式三中间轴汽车变速器，它由主、副箱组成，其中主箱包括现有多档组合式双中间轴汽车变速器中的一轴及一轴齿轮，二轴、二轴各档齿轮及其滑套或同步器，二轴周围有中间轴、中间轴传动齿轮及中间轴上的其余齿轮，二轴上方的主箱上盖上装置有由各档拨叉与其相应的各档拨叉轴构成的换档操纵机构，一轴、二轴及中间轴分别连接在变速器箱体上。副箱主要包括现有多档组合式双中间轴汽车变速器中的副箱主轴、驱动齿轮、主轴上有减速齿轮、同步器，副箱主轴与主箱二轴同心，主轴周围有中间轴，副箱后盖上装置有由拨叉与拨叉轴及驱动拨叉的气缸构成的换档操纵机构。特别是所述的主箱二轴周围的中间轴有三根，它们平行且等距离的均匀分布在主箱二轴周围，中间轴传动齿轮与一轴齿轮常啮合，中间轴上其余齿轮与二轴齿轮常啮合；所述的副箱主轴周围的中间轴也是三根，它们平行且等距离的均匀分布在副箱主轴周围，三根副箱中间轴与三根主箱中间轴一一对应并同轴心或者不对应不同轴心；副箱中间轴传动齿轮与其驱动齿轮啮合，副箱中间轴齿轮与减速齿轮啮合，副箱主轴的输出端连接法兰盘。所述的主箱三根中间轴轴心连线与副箱三根中间轴轴心连线分别呈倒三角即“”状。主、副箱中的同步器可以是锁环式同步器或锁销式同步器，也可以是单锥面锁环式同步器，还可以是多锥面锁环式同步器，所述的多锥面锁环式同步器是双锥面锁环式同步器或三锥面锁环式同步器。

本发明具有以下优点：1、在多档组合式三中间轴汽车变速器的主、副箱中均采用了三根布局上完全一样的中间轴，它们分别平行且等距离的均匀分布在主箱二轴和副箱主轴周围。其中主箱动力从一轴输入后，分流到三根中间轴上，然后汇集到二轴输出；副箱也是如此，三根中间轴上动力汇集到主轴输出。每根中间轴只传递1/3的扭矩，所以三中间轴汽车变速器齿轮的宽度可以减薄、轴向尺寸可以缩短，轴径尺寸可以缩小，然而传输扭矩更大、齿轮和轴的承载能力更强，同时还具备现有的双中间轴汽车变速器所拥有的优点。2、由于二轴各档齿轮在二轴上处于径向浮动状态，三根中间轴的轴心线均匀分布在以二轴轴心线为圆心，以中心距为半径的圆周上。所以，二轴上的各档齿轮和一轴齿轮在与主箱三根中间轴上的对应齿轮相啮合产生的径向力达到平衡，即互相抵消，二轴不承受径向力，只传递扭矩。这样，二轴直径可以做得更细、结构就更简单；同时还可以取消二轴的后轴承，使副箱的结构也简单，从而大大降低了变速器成本。3、由于二轴齿轮的径向浮动和二轴的绞接式浮动的结果，使得齿轮在啮合时能自动抵消一部分制造和装配误差，与现有双中间轴汽车变速器相比，该变速器传动更平稳，噪音更小，齿轮寿命更长。

附图说明

图1为本发明主箱二轴使用滑套啮合的整体结构剖视图(图中未展现出主箱的另外两个中间轴总成及副箱的另外两个中间轴总成)。

图2主要表示本发明主箱二轴与三个中间轴之间的位置关系示意图。

图3为本发明主箱二轴使用双锥面锁环式同步器啮合的局部结构剖视图。

具体实施方式

结合附图对本发明的整体结构及工作过程作具体描述：

如图1所示，所述的多档组合式三中间轴汽车变速器，它由五档(一个爬档)主变速器主箱与两档副变速器副箱组成。与现有双中间轴汽车变速器一样该三中间轴汽车变速器的主箱包括有一轴1、其右端依此连接一轴齿轮38、二轴40；在二轴上分别装有二轴倒档齿轮30，二轴低档齿轮32，二轴一档齿轮33，二轴二档齿轮35，二轴三档齿轮36；在低、倒档齿轮之间装置滑套39，一、二档齿轮之间，三、四档齿轮之间分别装置滑套或同步器39进行啮合。参见图3，所述的同步器是锁销式同步器或锁环式同步器，也可以是单锥面锁环式同步器，还可以是多锥面锁环式同步器，所述的多锥面锁环式同步器是双锥面锁环式同步器或三锥面锁环式同步器。见图1，在滑套上方，即主箱的上盖上安装有由低、倒档拨叉31，一、二档拨叉34，三、四档拨叉37及相应各档拨叉轴和拨头构成的主箱换档操纵装置；见图2所示，二轴周围的中间轴5是三根，它们平行且等距离的均匀分布在主箱二轴周围，中间轴的轴心连线呈倒三角即“”状；中间轴第一齿轮为传动齿轮6，传动齿轮与一轴齿轮38常啮合，中间轴上其余齿轮11、10、9、8分别与二轴相应齿轮常啮合；一轴、二轴及中间轴分别通过轴承2、29、4和15连接在主箱体上。见图1，与现有双中间轴汽车变速器副箱一样，该三中间轴汽车变速器的副箱包括有副箱主轴25，主轴与主箱二轴同心、中间轴传动齿轮18、副箱主轴上有副箱主轴减速齿轮22及锁销式同步器23。该副箱中的同步器可以是锁销式同步器或锁环式同步器，也可以是单锥面锁环式同步器，还可以是多锥面锁环式同步器，所述的多锥面锁环式同步器是双锥面锁环式同步器或三锥面锁环式同步器。副箱后盖20上安装有由拨叉与拨叉轴28及气缸27构成的副箱换档操纵机构，该拨叉由气缸活塞驱动；同样，在副箱主轴25周围有三根中间轴19，它们相互平行且等距离的均匀分布在副箱主轴周围，三根中间轴的轴心连线呈倒三角即“”状；副箱三根中间轴19与主箱三根中间轴5一一对应并同轴心，也可以不对应不同心，副箱中间轴传动齿轮18与驱动齿轮24啮合、副箱中间轴齿轮与减速齿轮22啮合。副箱主轴通过组合轴承41支撑在后盖20的壳体上，副箱中间轴分别通过轴承17、21连接在副箱壳体16和后盖20的壳体上。副箱主轴的输出端连接法兰盘26。副箱驱动齿轮24通过轴承29连接在副箱壳体16上。图1中还包括现有汽车变速器的倒档中间轴12、轴承13及其倒档中间轴齿轮。

多档组合式三中间轴汽车变速器的工作过程，参见图1(以第三档为例)：发动机的动力通过离合器传递给主箱的一轴1和一轴齿轮38；一轴齿轮38与中间轴传动齿轮6常啮合驱动三根中间轴5传动，中间轴齿轮8与二轴齿轮36常啮合，二轴齿轮36在二轴上空转并通过花键与滑套39外花键相连。由于滑套39与二轴40花键联接，而换档拨叉37骑跨在滑套上，移动换档拨叉轴带动换档拨叉37，滑套随拨叉一起移动，当滑套结合齿(外花键)与二轴齿轮36的结合齿(内花键)结合时，二轴与二轴齿轮成为一体并按一定的速比转动而传递动力，并将动力传递给副箱驱动齿轮24，通过动力分流，将扭矩分别传递给副箱中间轴传动齿轮18；副箱三根中间轴19上的齿轮42与副箱主轴减速齿轮22常啮合，副箱中间轴19再将动力汇合到副箱主轴减速齿轮22，减速齿轮22与副箱锁销式同步器23上的齿套啮合并将动力传给副箱主轴25，再经过法兰盘26输出动力。换倒档时，情况与上述一致，将换档拨叉31向右推动滑套即可完成。

当副变速器副箱位于高档区时，主箱二轴输出的动力通过副箱驱动齿轮24和副箱锁销式同步器23上的齿套啮合并将动力传递给副箱主轴25，再经法兰盘26输出动力；位于低档区时，主箱二轴输出的动力通过副箱驱动齿轮24传递给副箱中间轴传动齿轮18，再通过副箱减速齿轮22和同步器23上的齿套啮合并将动力传递给副箱主轴25经输出法兰盘26输出动力。其中副箱同步器齿套通过副箱气缸27的内活塞推动副箱拨叉28来操纵。

Claims (4)

1、一种多档组合式三中间轴汽车变速器，它由主、副箱组成，其中主箱包括现有多档组合式汽车变速器中的一轴(1)及一轴齿轮(38)，二轴(40)、二轴各档齿轮及其滑套或同步器(39)，二轴周围有中间轴(5)、中间轴传动齿轮(6)及其余中间轴齿轮，二轴上方的上盖上装置有由各档拨叉与其相应的各档拨叉轴构成的换档操纵机构，一轴、二轴及中间轴分别连接在变速器箱体上；副箱主要包括现有多档组合式变速器中的副箱主轴(25)、驱动齿轮(24)、主轴上有减速齿轮(22)、同步器(23)，主轴与主箱二轴同轴心，主轴周围有中间轴(19)，副箱后盖上装置有由拨叉与拨叉轴(28)及驱动拨叉的气缸(27)构成的换档操纵机构；其特征是所述的主箱中间轴(5)有三根，它们相互平行且等距离的均匀分布在二轴周围，中间轴传动齿轮(6)与一轴齿轮(38)常啮合，中间轴上其余齿轮与二轴齿轮常啮合；所述副箱主轴(25)周围的中间轴(19)有三根，它们相互平行且等距离的均匀分布在主轴周围，三根中间轴(19)与三根中间轴(5)一一对应并同心或不对应不同心，副箱中间轴传动齿轮(18)与驱动齿轮(24)啮合、中间轴齿轮与减速齿轮(22)啮合，副箱主轴的输出端连接法兰盘(26)。

2、根据权利要求1所述的多档组合式三中间轴汽车变速器，其特征是主箱的三根中间轴(5)的轴心连线和副箱的三根中间轴(19)的轴心连线分别呈倒三角即  “”状。

3、根据权利要求1所述的多档组合式三中间轴汽车变速器，其特征是所述的同步器(23)和(39)可以是锁环式同步器或锁销式同步器，也可以是单锥面锁环式同步器，还可以是多锥面锁环式同步器。

4、根据权利要求3所述的多档组合式三中间轴汽车变速器，其特征是所述的多锥面锁环式同步器是双锥面锁环式同步器或三锥面锁环式同步器。

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