CN101936381A - 具有悬臂式倒档辅助的变速器装置 - Google Patents

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Abstract

一种汽车变速器技术领域的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，包括：依次套接的倒档轴卡簧、变速器中联板、倒档轴、滚针轴承、倒档轴齿轮和碗形保护装置，其中：碗形保护装置与变速器中联板固定连接，倒档轴、滚针轴承和倒档轴齿轮均在碗形保持装置的内部空腔中转动设置，倒档轴与变速器中联板相接触并与倒档轴卡簧固定连接实现悬臂式结构。本发明结构简单、占用内部空间少、成本低廉且能够有效的分散倒档工作时产生的轴向力和径向力，减少轴的变形，从而保证齿轮的重合度，满足设计要求。

Description

具有悬臂式倒档辅助的变速器装置 
技术领域
本发明涉及的是一种汽车变速器技术领域的装置，具体是一种具有悬臂式倒档辅助的变速器装置。 
背景技术
目前汽车用的机械式齿轮变速器的倒档支撑机构多采用倒档轴一侧压入壳体，另一侧依靠螺栓或定位销等连接壳体的方式进行支撑。这种结构虽然也能承受设计要求的轴向力和径向力，但存在占用空间大，不利于齿轮布置及装配等缺点。 
经过对现有技术的检索发现，中国实用新型专利ZL200620108931.4，记载了一种“倒档轴锁止装置”，该技术包括倒档轴、变速器壳体、副变速器箱体，倒档轴与变速器壳体间有径向锁止钢球，倒档轴端面与副变速器箱体紧靠以实现轴向锁止。但是该现有技术由于其结构特点，不能承受较大的轴向力、倒档齿轮需布置于主副变速器壳体之间，故只适用于倒档轴向力小、含有主副变速器的中型汽车中。 
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其结构简单、占用内部空间少、成本低廉且能够有效的分散倒档工作时产生的轴向力和径向力，减少轴的变形，从而保证齿轮的重合度，满足设计要求。 
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：依次套接的倒档轴卡簧、变速器中联板、倒档轴、滚针轴承、倒档轴齿轮和碗形保护装置，其中：碗形保护装置与变速器中联板固定连接，倒档轴、滚针轴承和倒档轴齿轮均在碗形保护装置的内部空腔中转动设置，倒档轴与变速器中联板相接触并与倒档轴卡簧固定连接实现悬臂式结构。 
所述的变速器中联板上正对滚针轴承的一侧设有定位销，所述的倒档轴上设有定位齿，该定位销与定位齿相接触实现倒档轴的径向旋转限位。 
所述的变速器中联板上与倒档轴相接触的位置设有限位台阶，该限位台阶与倒档轴卡簧实现倒档轴的轴向移动限位。 
所述的碗形保护装置包括：保持架、倒档轴垫片、钢球、锁紧螺母和支撑螺栓，其中：保持架与支撑螺栓固定连接并分别固定设置于变速器中联板上，倒档轴、滚针轴承和倒档轴齿轮分别套接于保持架内，锁紧螺母活动设置于保持架顶部并与倒档轴固定连接，倒档轴垫片与倒 档齿轮相接触，钢球活动设置于倒档轴垫片和倒档齿轮之间。 
所述的保持架为半碗形结构，其内部空间与倒档齿轮的外径相匹配。为了方便倒档齿轮的运转和润滑在所述保持架上对应倒档齿轮的位置设有大小不同的孔。 
所述的保持架包括：弧形壳体和固定脚，其中：三个固定脚分别径向设置于弧形壳体外部的90°、180°和270°方向并与支撑螺栓固定连接，弧形壳体为等壁厚变半径半球状结构，其内腔半径为k·R，其中：k为比例系数，k取0.5-1；R＝R倒+X，R倒为倒档齿轮半径，x为2～3，单位均为mm。 
本发明由于使用了碗形保持装置，使原先倒档系统轴向力和径向力的承担者由固定螺栓或销等变为保持架，同时由于保持架特有的碗形结构，使倒档系统工作时产生的力能更有效分散到变速器中联板中，减少了倒档轴的变形，提高了倒档系统的刚性，保证了倒档齿轮的正常工作。 
附图说明
图1为本发明结构示意图。 
图2为本发明剖视图。 
图3a为实施例径向力简化图。 
图3b为实施例轴向力简化图。 
图中：1变速器中联板、2定位销、3悬臂式倒档轴、4倒档轴卡簧、5滚针轴承、6倒档齿轮、7钢球、8倒档轴垫片、9碗形保护装置、10锁紧螺母、11支撑螺栓。 
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 
如图1所示，本实施例包括：依次套接的变速器中联板1、定位销2、倒档轴3、倒档轴卡簧4、滚针轴承5、倒档轴齿轮6和碗形保护装置，所述的碗形保护装置包括：钢球7、倒档轴垫片8、保持架9、锁紧螺母10和支撑螺栓11，其中：倒档轴卡簧4、变速器中联板1、倒档轴3、滚针轴承5、倒档轴齿轮6和碗形保护装置依次套接，其中：碗形保护装置与变速器中联板1固定连接，倒档轴3、滚针轴承5和倒档轴齿轮6均在碗形保护装置的内部空腔中转动设置，倒档轴6与变速器中联板1相接触并与倒档轴卡簧4固定连接实现悬臂式结构，定位销2固定设置于变速器中联板1上正对滚针轴承5的一侧，所述的倒档轴3上设有定位齿12，该定位销2与定位齿12相接触实现倒档轴3的径向旋转限位。 
所述的保持架9与支撑螺栓11固定连接并分别固定设置于变速器中联板1上，倒档轴3、滚针轴承5和倒档轴齿轮6分别套接于保持架9内，锁紧螺母10活动设置于保持架9顶部并 与倒档轴3固定连接，倒档轴垫片8与倒档齿轮6相接触，钢球7活动设置于倒档轴垫片8和倒档轴3之间。 
所述的变速器中联板1上与倒档轴3相接触的位置设有限位台阶13，该限位台阶13与倒档轴卡簧4实现倒档轴3的轴向移动限位。 
所述的保持架9为半碗形结构，其内部空间与倒档齿轮6的外径相匹配。为了方便倒档齿轮6的运转和润滑在保持架上对应倒档齿轮的位置开有大小不同的孔。 
所述的保持架9包括：弧形壳体14和固定脚15，其中：三个固定脚15分别径向设置于弧形壳体外部14的90°、180°和270°方向并与支撑螺栓11固定连接，弧形壳体14为等壁厚变半径半球状结构，其内腔半径为k·R，其中：k为比例系数，k取0.5-1；R＝R倒+X，R倒为倒档齿轮半径，x为2～3，单位均为mm。 
如图2所示，本实施例通过以下方式进行组装：首先在中联板1上压入定位销2，将悬臂式倒档轴3压入中联板(注意与定位销的相对位置)，中联板的内侧根据倒档轴伸出的长度选垫倒档轴卡簧4，再装入滚针轴承5、倒档齿轮6、钢球7和倒档轴垫片8，最后将保持架9安装于倒档轴垫片的外侧，通过锁紧螺母10锁紧悬臂式倒档轴，并通过3个均分的支撑螺栓11锁紧碗形保持装置。 
通过以上结构组装后，锁紧螺母10主要承受轴向力，倒档系统能承受的轴向力为FR＝F0，式中F0为锁紧螺母10的预紧力； 
而使用传统结构形式的话，固定螺栓主要承受切应力，倒档系统能承受的轴向力为 
Figure BDA0000026070350000031
式中F0为固定螺栓的预紧力，f为摩擦系数0.08(变速器中有油)；Kf为可靠性系数取1.1，m为接合面的数目取1。 
通过以上计算可以看出，采用相同尺寸的螺栓，同样的拧紧力矩，使用碗形悬臂式倒档系统这一结构仅轴向力的承载能力就可以提高约13倍，从而减少了倒档系统占用的空间，方便了齿轮的布置。 
如图3a所示，本实施例的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，在倒档工作时，径向力Fy简化后主要由中联板1和保持架9共同承担；轴向力Fx简化后如图3b所示，主要由保持架9承担。保持架9由于通过3个均分的支撑螺栓11固定于中联板1之上，因此将其承受的力又平均、分散的传给了中联板1，有效的解决了倒档工作时产生的径向力与轴向力。 

Claims (8)

1.一种具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，包括：依次套接的倒档轴卡簧、变速器中联板、倒档轴、滚针轴承、倒档轴齿轮和碗形保护装置，其特征在于：碗形保护装置与变速器中联板固定连接，倒档轴、滚针轴承和倒档轴齿轮均在碗形保持装置的内部空腔中转动设置，倒档轴与变速器中联板相接触并与倒档轴卡簧固定连接实现悬臂式结构。
2.根据权利要求1所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的变速器中联板上正对滚针轴承的一侧设有定位销，所述的倒档轴上设有定位齿，该定位销与定位齿相接触实现倒档轴的径向旋转限位。
3.根据权利要求1所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的变速器中联板上与倒档轴相接触的位置设有限位台阶，该限位台阶与倒档轴卡簧实现倒档轴的轴向移动限位。
4.根据权利要求1所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的碗形保护装置包括：保持架、倒档轴垫片、钢球、锁紧螺母和支撑螺栓，其中：保持架与支撑螺栓固定连接并分别固定设置于变速器中联板上，倒档轴、滚针轴承和倒档轴齿轮分别套接于保持架内，锁紧螺母活动设置于保持架顶部并与倒档轴固定连接，倒档轴垫片与倒档齿轮相接触，钢球活动设置于倒档轴垫片和倒档轴之间。
5.根据权利要求4所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的保持架为半碗形结构，其内部空间与倒档齿轮的外径相匹配。
6.根据权利要求4或5所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的保持架上对应倒档齿轮的位置设有大小不同的孔。
7.根据权利要求4或5所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的保持架包括：弧形壳体和固定脚，其中：三个固定脚分别径向设置于弧形壳体外部的90°、180°和270°方向并与支撑螺栓固定连接。
8.根据权利要求7所述的具有悬臂式倒档辅助的变速器装置，其特征是，所述的弧形壳体为等壁厚变半径半球状结构，其内腔半径为k·R，其中：k为比例系数，k取0.5-1；R＝R倒+X，R倒为倒档齿轮半径，x为2～3，单位均为mm。
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