CN103388656A - 一种新型10档双中间轴同步器变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型10挡双中间轴同步器变速箱，包括新三段式壳体、输入轴以及与输入轴连接的主轴，主轴通过花键过渡套与副箱中的太阳轮连接，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；主轴上还装有换挡斜齿轮组，换挡斜齿轮组包括五个前进挡斜齿轮和一个倒挡斜齿轮；主轴上的四、五挡之间设有单锥锁环式同步器，二、三挡间设有单锥锁销式同步器，倒一挡间设有双锥面锁销式同步器；副箱部分有两个挡位，与主箱部分之间形成5×2的10个前进挡加两个倒挡的结构，在副箱部分中设有行星轮系机构和加宽双锥面锁环式同步器。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

一种新型10档双中间轴同步器变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其是涉及一种新型10挡双中间轴同步器变速箱。

背景技术

目前，常见的双中间轴重型卡车变速箱结构中，需对两中间轴齿轮对齿以保证两中间轴总成的一致性。为保证对齿精度，主箱齿轮一般采用直齿齿轮，存在总成承载力低、噪声较大的缺点；主箱部分一般采用啮合套进行换挡，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，所以在啮合时存在冲击、噪声，严重时甚至会造成轮齿损坏，导致主箱早期磨损；对应于上述结构，驾驶员在操作时需付出较大的换挡力以在短时间内迅速而正确的完成换挡，因此驾驶员易疲劳；副箱一般采用短行程单锥面锁环式同步器换挡，同步容量小，易造成早期损坏。

鉴于上述现有技术中存在的问题，需在变速箱结构上采取措施，使之既能保证高的齿轮承载能力，又能保证变速箱挂挡平顺、操作简单化，以有效减轻驾驶员的劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种换挡操作省力、平稳、噪声低、具有较长使用寿命的新型10挡双中间轴锁环式同步器变速箱，该变速箱改变了主轴上传动齿轮的类型，采用的技术方案是：一种新型10挡双中间轴同步器变速箱，包括主箱部分、副箱和壳体，所述壳体为由前壳、中壳和后壳构成的新三段式壳体，所述双中间轴包括位于主箱部分中的输入轴以及与输入轴连接的主轴，其特征在于：所述主轴通过花键过渡套与副箱中的太阳轮连接，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；主轴上还装有换挡斜齿轮组，所述换挡斜齿轮组包括五个前进挡斜齿轮和一个倒挡斜齿轮；主轴上的四、五挡之间设有单锥锁环式同步器，二、三挡间设有单锥锁销式同步器，倒一挡间设有双锥面锁销式同步器；所述副箱部分有两个挡位，与主箱部分之间形成5×2的10个前进挡加两个倒挡的结构，在副箱部分中设有行星轮系机构和加宽双锥面锁环式同步器。

本发明的技术特征还有：所述主轴上安装的前进挡斜齿轮为右旋斜齿轮，倒挡斜齿轮为左旋斜齿轮。

本发明的技术特征还有：所述主轴前定位机构包括主轴前端孔，所述输入轴的末端伸入到所述主轴前端孔内；输入轴与主轴结合部位安装有前推力轴承机构；所述输入轴的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。

本发明的技术特征还有：所述前推力轴承机构包括设置在输入轴后端的推力轴承和轴承座圈，推力轴承的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。

本发明的技术特征还有：所述主轴与轴承座圈之间的接触面为主轴定位面。

本发明的技术特征还有：所述倒一挡双锥面锁销式同步器包括与主轴连接的齿套，在齿套、一挡内锥、倒挡内锥上开有安装孔，定位锁止销穿过所述齿套上的安装孔后、两端分别铆接在一挡内锥、倒挡内锥的安装孔内；弹簧位于推块内部，推块装在齿套上的盲孔中，所述盲孔位于定位锁止销的下方；中间锥体上有卡爪，所述卡爪与主轴一挡齿轮上的圆孔配合；外锥上也有卡爪，该外锥卡爪与所述齿套的槽配合。

本发明的技术特征还有：所述一挡内锥、外锥与中间锥体的配合面上均粘结有摩擦材料。

本发明的技术特征还有：在二、三挡之间的单锥锁销式同步器中，三挡同步环与主轴三挡齿轮的配合面、二挡同步环与主轴二挡齿轮的配合面上均粘结有摩擦材料。

本发明的技术特征还有：所述主轴后定位机构包括设置在主轴后端且与主轴过盈配合的后支撑定位轴，后支撑定位轴后端设有后推力轴承机构；所述后推力轴承机构包括套在后支撑定位轴上的推力轴承，推力轴承前后设有推力轴承前垫圈和推力轴承后垫圈。

本发明的技术特征还有：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，太阳轮后端设有太阳轮后垫片。

本发明的有益效果在于：本发明采用新三段式壳体及主副箱组合设计，主箱小中心距双中间轴结构，齿轮采用斜齿轮，提高了齿轮承载能力与啮合平稳性，降低啮合噪音，提高主箱承载能力。主轴采用前、后双向定位，抵消斜齿产生的轴向力，并承受换挡时产生的轴向力，一挡采用双锥面锁销式同步器换挡，增大同步器摩擦力矩，二、三挡采用单锥锁销式同步器换挡，四、五挡采用单锥面锁环式同步器换挡，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，采用加宽双锥面锁环式同步器换挡，提高副箱承载能力和使用寿命。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。

附图说明

附图1是本发明结构示意图，附图2是主轴前定位机构示意图，附图3是主轴后定位机构示意图，附图4是倒一挡双锥面锁销同步器结构示意图，附图5是二三挡单锥面锁销式同步器结构示意图，其中：1、输入轴端盖；2、输入轴轴承；3、隔套；4、卡簧；5、输入轴；6、输入轴齿轮；7、推力轴承；8、轴承座圈；9、衬套；10、主轴；11、花键过渡套；12、主轴太阳轮调整垫片；13、太阳轮；14、后支撑定位轴；15、主轴调整垫片；16、推力轴承前垫圈；17、推力轴承；18、太阳轮后垫片；19、推力轴承后垫圈；20、行星架；21、主轴一挡齿轮；22、一挡内锥；23、中间锥体；24、外锥；25、齿套；26、倒挡内锥；27、弹簧；28、推块；29、定位锁止销；30、主轴倒挡齿轮；31、主轴三挡齿轮；32、三挡同步环；33、二挡同步环；34、主轴二挡齿轮；A为主箱部分；B为副箱部分；C为四、五挡间单锥锁环式同步器；D为二、三挡间单锥面锁销式同步器；E为倒一挡双锥面锁销式同步器；F为加宽双锥面锁环式同步器；G为前壳；H为中壳；I为后壳；J为小盖操纵机构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。本发明中公开的新型10挡斜齿双中间轴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5以及与输入轴5相连的主轴10，主轴10通过花键过渡套11与副箱部分B中太阳轮13连接，主轴10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10上设有换挡斜齿轮组；主箱部分A中主轴10上设有四、五挡间单锥锁环式同步器C，二、三挡间设有二、三挡间单锥面锁销式同步器D，倒一挡间设有倒一挡双锥面锁销式同步器E；副箱部分B设有行星轮系机构和副箱加宽双锥面锁环式同步器F。

输入轴5前端通过输入轴轴承2安装于前壳G和输入轴端盖1上，前壳G和输入轴端盖1固定连接。输入轴5伸入主轴10的主轴前端孔内；主轴10与轴承座圈8的接触面为主轴10的定位面；轴承座圈8安装粉末冶金工艺制成的衬套9，衬套9径向与输入轴5留有间隙，以实现主轴10浮动；变速箱主轴前进挡齿轮右旋，主轴倒挡齿轮32左旋，主轴10轴向力向左，主箱部分在挡时，主轴10轴向力传递到轴承座圈8，继而靠推力轴承7传递给输入轴5，靠输入轴5平衡。

主箱部分向低挡位换挡时，主轴10承受向右的轴向换挡力，通过主轴后支撑定位轴14、主轴调整垫片15、推力轴承前垫圈16、推力轴承17、推力轴承后垫圈19传递到行星架20，靠行星架20平衡轴向力。

新三段式壳体由前壳G、中壳H、后壳I连接构成。前壳G和中壳H内分布有主变速器，后壳I内分布有副变速器。前壳G带一段主箱部分壳体，其上设置有小盖操纵机构J。新三段式壳体优点在于提高壳体的刚性及加工性能。

主箱部分A设有5个前进挡和一个倒挡，换挡斜齿轮组中的齿轮采用斜齿设计，主轴10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10轴向定位移到前端，主轴10与输入轴5相结合部位，安装有推力轴承结构，抵消输入轴5和主轴10的轴向力。

副箱部分B有两个挡位，与主箱部分A一起构成5×2结构，形成10个前进挡加两个倒挡。副箱B采用行星轮系，使用加宽双锥面锁环式同步器F换挡，目的在于提高副箱承载能力和使用寿命。

四五挡间单锥锁环式同步器C，结构紧凑，减小换挡力和换挡冲击。

倒一挡双锥面锁销式同步器E包括一挡内锥22、中间锥体23、外锥24、齿套25、倒挡内锥26、若干弹簧27、若干推块28、若干定位锁止销29；一挡内锥22、外锥24上与中间锥体23的配合面粘结摩擦材料。中间锥体23上分布有若干卡爪，与主轴一挡齿轮21上的圆孔配合，外锥24上分布若干卡爪，与齿套25上的槽配合。齿套25通过花键安装于主轴10上，并能轴向移动。齿套25、一挡内锥22、倒挡内锥26上设有若干安装孔，定位锁止销29分别穿过齿套25上的安装孔，且两端分别铆接在一挡内锥22、倒挡内锥26上的安装孔内。齿套25上在定位锁止销29的下方设有盲孔，弹簧27置于推块28内部，推块28置于上述盲孔内。齿套25倒挡侧与主轴倒挡齿轮30的结合齿端有相同的大锥角，具有自动定心和同步作用。

二三挡单锥面锁销式同步器D，包括三挡同步环32、二挡同步环33、齿套、倒挡内锥、若干弹簧、若干推块、若干定位锁止销。三挡同步环32、二挡同步环33上分别与主轴三挡齿轮31和主轴二挡齿轮34的配合面粘结摩擦材料。

结合图4详细描述本发明10挡双中间轴斜齿变速箱双锥面锁销式同步器工作过程。当操纵变速箱换一挡时，齿套25沿轴向向主轴一挡齿轮21移动，离开主轴倒挡齿轮30，定位锁止销29在没有克服弹簧27的弹力之前带动一挡内锥22、倒挡内锥26沿轴向向主轴一挡齿轮21移动，使一挡内锥22的外锥面与中间椎体23的内锥面接触、中间椎体23的外锥面与外锥24的内锥面接触，两对摩擦锥面产生摩擦力矩，迫使一挡内锥22以及与其铆接在一起的带有锁止锥面的定位锁止销29转动，即定位锁止销29在齿套25相应的锁止锥面的安装孔内转动一个角度，使齿套25和定位锁止销29在摩擦力矩的作用下相互锁止。当一挡内锥22和主轴一挡齿轮21的转速一致时，齿套25和定位锁止销29结束锁止，定位锁止销29克服弹簧力下压推块28，齿套25继续沿轴向向主轴一挡齿轮21移动，齿套25外花键与主轴一挡齿轮21内花键啮合，完成无冲击换挡过程。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型10挡双中间轴同步器变速箱，包括主箱部分、副箱和壳体，所述壳体为由前壳、中壳和后壳构成的新三段式壳体，所述双中间轴包括位于主箱部分中的输入轴以及与输入轴连接的主轴，其特征在于：所述主轴通过花键过渡套与副箱中的太阳轮连接，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；主轴上还装有换挡斜齿轮组，所述换挡斜齿轮组包括五个前进挡斜齿轮和一个倒挡斜齿轮；主轴上的四、五挡之间设有单锥锁环式同步器，二、三挡间设有单锥锁销式同步器，倒一挡间设有双锥面锁销式同步器；所述副箱部分有两个挡位，与主箱部分之间形成5×2的10个前进挡加两个倒挡的结构，在副箱部分中设有行星轮系机构和加宽双锥面锁环式同步器。

2.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述主轴上安装的前进挡斜齿轮为右旋斜齿轮，倒挡斜齿轮为左旋斜齿轮。

3.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述主轴前定位机构包括主轴前端孔，所述输入轴的末端伸入到所述主轴前端孔内；输入轴与主轴结合部位安装有前推力轴承机构；所述输入轴的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。

4.按照权利要求3所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述前推力轴承机构包括设置在输入轴后端的推力轴承和轴承座圈，推力轴承的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。

5.按照权利要求4所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述主轴与轴承座圈之间的接触面为主轴定位面。

6.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述倒一挡双锥面锁销式同步器包括与主轴连接的齿套，在齿套、一挡内锥、倒挡内锥上开有安装孔，定位锁止销穿过所述齿套上的安装孔后、两端分别铆接在一挡内锥、倒挡内锥的安装孔内；弹簧位于推块内部，推块装在齿套上的盲孔中，所述盲孔位于定位锁止销的下方；中间锥体上有卡爪，所述卡爪与主轴一挡齿轮上的圆孔配合；外锥上也有卡爪，该外锥卡爪与所述齿套的槽配合。

7.按照权利要求6所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述一挡内锥、外锥与中间锥体的配合面上均粘结有摩擦材料。

8.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：在二、三挡之间的单锥锁销式同步器中，三挡同步环与主轴三挡齿轮的配合面、二挡同步环与主轴二挡齿轮的配合面上均粘结有摩擦材料。

9.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：所述主轴后定位机构包括设置在主轴后端且与主轴过盈配合的后支撑定位轴，后支撑定位轴后端设有后推力轴承机构；所述后推力轴承机构包括套在后支撑定位轴上的推力轴承，推力轴承前后设有推力轴承前垫圈和推力轴承后垫圈。

10.按照权利要求1所述的新型10挡双中间轴同步器变速箱，其特征在于：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，太阳轮后端设有太阳轮后垫片。

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