CN102734421B - 新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，包括主箱部分和副箱部分，所述主箱部分中设有输入轴以及与输入轴相连的主轴，主轴通过花键过渡套与副箱部分中太阳轮连接，主轴的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构，主轴上设有若干斜齿轮；所述主箱部分中输入轴上设有输入插分机构，主箱部分中的主轴上一二档间、三四档间分别装有一套双锥面锁环式同步器；所述副箱部分设有行星轮系机构。该变速箱操作省力、换挡操作平稳、传动平稳、噪声低、能延长变速箱实用寿命。

Description

新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其是一种新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱。

背景技术

目前，常见的重型卡车变速箱结构中，采用啮合套换挡，从一个传动比转换到另一个传动比传动时，由于换挡时要进行啮合的一对齿轮或啮合套的啮合线速度不相等，所以在啮合时要发生冲击，引起噪声，甚至损坏轮齿，导致早期磨损。且驾驶员在操作时需较大的换挡力在短时间内迅速而正确的完成换挡，易造成疲劳。鉴于上述重型卡车变速箱换挡时存在问题，需在变速箱结构上采取措施，即保证挂档平顺，又使操作简单化，减轻驾驶员的劳动强度。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种操作省力、换挡操作平稳、传动平稳、噪声低、能延长变速箱实用寿命的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，包括主箱部分和副箱部分，所述主箱部分中设有输入轴以及与输入轴相连的主轴，主轴通过花键过渡套与副箱部分中太阳轮连接，主轴的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构，主轴上设有若干斜齿轮；所述主箱部分中输入轴上设有输入插分机构，主箱部分中的主轴上一二档间、三四档间分别装有一套双锥面锁环式同步器；所述副箱部分中设有行星轮系机构。

所述主轴前定位机构包括输入轴，输入轴末端伸入到主轴前端的孔内，输入轴和主轴的润滑油道通过油管连接；输入轴上与主轴相结合部位安装有推力轴承机构；所述输入轴前端通过输入轴轴承安装于前壳和输入轴端盖上，所述前壳和输入轴端盖固定连接；所述输入轴上由前向后依次安装有低传动齿轮、输入插分机构和高传动齿轮。

所述推力轴承机构包括设置于输入轴上高传动齿轮前后的输入轴前推力轴承和输入轴后推力轴承，输入轴后推力轴承后部与套在输入轴上的轴承座圈相接触，轴承座圈与输入轴之间设有衬套，且衬套径向与输入轴之间有间隙。

所述主轴与轴承座圈接触面为主轴定位面。

所述主轴前进档齿轮右旋结构，主轴倒挡齿轮左旋结构。

所述输入插分机构为单锥面锁环式同步器。

所述双锥面锁环式同步器，包括与拨叉相连的齿套，齿套与齿座相连，齿座和结合齿圈之间围成一个腔体，腔体中设有中间锥体、外锥和内锥，中间椎体上下部位分别设有与其配合的外锥和内锥，中间锥体上均布若干卡爪，卡爪末端与结合齿圈上的圆孔相配合，结合齿圈通过花键与主轴上的一档齿轮、二档齿轮、三档齿轮以及四档齿轮相啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧实现在主轴上的轴向定位。

所述外锥和内锥上与中间锥体的配合面上粘结有摩擦材料层。

所述行星轮系机构包括设置于主轴后端的太阳轮、以及与太阳轮相啮合的若干设置于行星架上的行星轮，太阳轮后端设有推力轴承。

本发明的主箱齿轮采用斜齿设计，区别于常规设计的斜齿轮旋向，主轴前进挡齿轮为右旋，使轴向力指向左端。主轴采用前、后双定位，主箱在挡时，变速箱各对应轴受到的轴向力与常规设计相反，输入轴轴承受传动齿轮给予的向右轴向力，主轴受向左的轴向力，为平衡主轴与输入轴轴向力，两轴相结合部位，安装有推力轴承结构，抵消输入轴和主轴的轴向力；主箱向低档位换挡时，主轴承受向右的换挡力，太阳轮后端安装有推力轴承，通过行星架平衡轴向力。

本发明采用主、副箱组合设计，主箱双中间轴结构，齿轮采用斜齿。主轴采用前、后双定位，太阳轮后端采用推力轴承，抵消斜齿产生的轴向力，并承受换挡时产生的轴向力。输入插分结构，采用单锥面锁环式同步器换挡，结构紧凑，使前置插分档结构与主箱融为一体，在增加变速箱整体长度不大的情况下使变速箱的档位加倍，各挡位速比阶差小。一二档间、三四档间分别加装一套双锥面锁环式同步器，目的是增大同步器摩擦力矩，降低换挡力，减少换挡时产生的冲击和噪声。副箱行星轮系结构，提高副箱承载能力和寿命，大幅度降低了变速箱总成噪音，提高了变速箱承载能力，实现换挡操作轻便、平稳。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是主轴前端定位示意图；

图3为主轴后定位结构示意图；

图4为一二档双锥面锁环同步器结构示意图；

其中：1、输入轴端盖；2、前壳；3、输入轴轴承；4、低传动齿轮；5、插分档单锥面锁环式同步器；6、输入轴前推力轴承；7、高传动齿轮；8、输入轴后推力轴承；9、轴承座圈；10、衬套；11、油管；12、输入轴；13、主轴；14、齿座卡簧；15、插分档齿座；16、花键过渡套；17、主轴太阳轮调整垫片；18、太阳轮；19、太阳轮后推力轴承；20、太阳轮后垫片；21、行星架，22、主轴二档齿轮；23、拨叉轴；24、拨叉；25、齿套；26、外锥；27、中间锥体；28、内锥；29、结合齿圈；30、齿座；31、卡簧；32、主轴一档齿轮； A为双中间轴结构的主箱部分； B为行星轮系结构的副箱部分；C为输入插分机构；D为三四档双锥面锁环式同步器；E为一二档双锥面锁环式同步器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-4所示，新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，包括主箱部分A和副箱部分B，主箱部分A中设有输入轴12以及与输入轴12相连的主轴13，主轴13通过花键过渡套16与副箱部分B中太阳轮18连接，主轴13的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构，主轴13上设有若干斜齿轮；所述主箱部分B中输入轴12上设有输入插分C，主箱部分A中的主轴上一二档间、三四档间分别装有一套双锥面锁环式同步器；所述副箱部分B中设有行星轮系机构。

通过操纵插分档单锥面锁环式同步器5来控制输入轴12上的力传到低传动齿轮4或高传动齿轮7，实现主轴13的不同转速来达到增加变速箱档位的目的。

输入轴前端通过输入轴轴承3安装于前壳2和输入轴端盖1上，所述前壳2和输入轴端盖1固定连接；插分档单锥面锁环式同步器5设置于插分档齿座15上，插分档齿座15安装于输入轴12上，并通过齿座卡簧14实现在输入轴13上定位。

输入轴12伸入主轴13孔内，油管11连接输入轴12和主轴13润滑油道；主轴13与轴承座圈9接触面为主轴13定位面；轴承座圈9安装粉末冶金衬套10，衬套10径向与输入轴12留有间隙，以实现主轴13浮动；变速箱主轴前进档齿轮右旋，主轴倒档齿轮左旋，主轴13轴向力向左，主箱在挡时，主轴13轴向力传递到轴承座圈9，继而靠输入轴后推力轴承8、高传动齿轮7、输入轴前推力轴承6过渡到输入轴12，靠输入轴12平衡；高传动齿轮7具有主动和被动传动两种功能，主动时轴向力向右，被动时轴向力向左，当高传动齿轮7被动在档时，其与输入轴12之间产生转速差，轴向力指向输入轴12，为平衡轴向力，高传动齿轮7与输入轴12端面间加装输入轴前推力轴承6。

主箱向低挡位换挡时，主轴12承受向右的轴向换挡力，通过主轴太阳轮调整垫片17传递到太阳轮18，继而传递到太阳轮后推力轴承19、太阳轮后垫片20，最后传递到行星架21，靠行星架21平衡。

主箱A齿轮采用斜齿设计，主轴13上前进挡齿轮为右旋，各对应轴受到的轴向力与常规设计相反，主轴13轴向定位移到前端，主轴13与输入轴12相结合部位，安装有推力轴承结构，抵消输入轴12和主轴13的轴向力。

副箱B采用行星轮系，目的在于提高副箱承载能力和寿命。

输入插分结构C，结构紧凑，使前置插分档结构与主箱融为一体，在增加变速箱整体长度不大的情况下使变速箱的档位加倍，各挡位速比级差小。

三四档双锥面锁环式同步器D和一二档双面锁环式同步器E由齿套25、外锥26、中间锥体27、内锥28、结合齿圈29、齿座30组成。齿座30和结合齿圈29之间围成一个腔体，腔体中设有中间锥体27、外锥26和内锥28，中间椎体27上下部位分别设有与其配合的外锥26和内锥28，外锥26、内锥28上与中间锥体27的配合面粘结摩擦材料。中间锥体27上均布若干卡爪，与结合齿圈29上的圆孔配合。结合齿圈29通过花键与主轴一档齿轮32（主轴二档齿轮22）啮合。齿座30通过花键安装于主轴13上，齿座30通过卡簧31轴向定位。换挡时，拨叉轴23经拨叉24带动齿套25向左或右移动，中间锥体27上的卡爪插入结合齿圈29上的圆孔内，通过两对摩擦锥面传递动力，使被啮合的齿套和齿轮线速度一致，加在齿套25上的推力使其与结合齿圈29同步啮合，使主轴13通过齿座30、齿套25、结合齿圈29与主轴一档齿轮32（主轴二档齿轮22）结合起来，完成换挡动作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，包括主箱部分和副箱部分，所述主箱部分中设有输入轴以及与输入轴相连的主轴，主轴通过花键过渡套与副箱部分中太阳轮连接，主轴的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构，主轴上设有若干斜齿轮；所述主箱部分中输入轴上设有输入插分机构，所述副箱部分中设有行星轮系机构；其特征是，主箱部分中的主轴上一二档间、三四档间分别装有一套双锥面锁环式同步器，使前置插分档结构与主箱融为一体，增大同步器摩擦力矩，降低换挡力，减少换挡时产生的冲击和噪声；

所述双锥面锁环式同步器，包括与拨叉相连的齿套，齿套与齿座相连，齿座和结合齿圈之间围成一个腔体，腔体中设有中间锥体、外锥和内锥，中间椎体上下部位分别设有与其配合的外锥和内锥，所述外锥和内锥上与中间锥体的配合面上粘结有摩擦材料层；中间锥体上均布若干卡爪，卡爪末端与结合齿圈上的圆孔相配合，结合齿圈通过花键与主轴上的一档齿轮、二档齿轮、三档齿轮以及四档齿轮相啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧实现在主轴上的轴向定位。

2.如权利要求1所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述主轴前定位机构包括输入轴，输入轴末端伸入到主轴前端的孔内，输入轴和主轴的润滑油道通过油管连接；输入轴上与主轴相结合部位安装有推力轴承机构；所述输入轴前端通过输入轴轴承安装于前壳和输入轴端盖上，所述前壳和输入轴端盖固定连接；所述输入轴上前壳内由前向后依次安装有低传动齿轮、输入插分机构和高传动齿轮。

3.如权利要求2所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述推力轴承机构包括设置于输入轴上高传动齿轮前后的输入轴前推力轴承和输入轴后推力轴承，输入轴后推力轴承后部与套在输入轴上的轴承座圈相接触，轴承座圈与输入轴之间设有衬套，且衬套径向与输入轴之间有间隙。

4.如权利要求3所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述主轴与轴承座圈接触面为主轴定位面。

5.如权利要求1所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述主轴前进档齿轮右旋结构，主轴倒挡齿轮左旋结构。

6.如权利要求1所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述输入插分机构为单锥面锁环式同步器。

7.如权利要求1所述的新型16档斜齿双中间轴锁环式同步器变速箱，其特征是，所述行星轮系机构包括设置于主轴后端的太阳轮、以及与太阳轮相啮合的若干设置于行星架上的行星轮，太阳轮后端设有推力轴承。