CN103388657A

CN103388657A - 9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱

Info

Publication number: CN103388657A
Application number: CN2013103502895A
Authority: CN
Inventors: 杨伟玲; 胡凯; 王辉; 王婷; 张喜鹤; 蒋娜; 苗益霖
Original assignee: China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
Current assignee: Sinotruk Jinan Power Co Ltd; China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，主变速箱部分采用双中间轴大中心距，一、二、三及四挡齿轮、爬挡齿轮和倒挡齿轮均为斜齿齿形，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，一、二挡齿轮间设有双锥锁环式同步器，三、四挡齿轮间设有单锥锁环式同步器，倒挡齿轮和爬挡齿轮与滑移齿套连接；副变速箱部分设有行星轮系和加宽双锥锁环式同步器；主轴通过花键过渡套与副变速箱部分中太阳轮连接。本发明一到四挡实现全同步器换挡，同时相应增加倒挡、爬行挡和一挡宽度，提高低挡区重载时使用寿命，既改善了高挡区的换挡性能，又提高了变速箱工作可靠性，具有操作省力、换挡传动平稳、噪声低、使用寿命长的优点。

Description

9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱

技术领域

本发明涉及一种9挡双中间轴斜齿双锥锁环式同步器变速箱，属于汽车技术领域。

背景技术

目前，重型卡车变速箱主变速箱主要以双中间轴结构为主，主变速箱齿轮均采用直齿，总成承载力低，噪声较大；主变速箱一般采用滑移齿套换挡，不同挡位进行转换时，由于要进行啮合的主轴齿轮与滑移齿套的啮合线速度不相等，所以在啮合时冲击较大，主轴齿轮和滑移齿套的结合齿部位早期磨损严重；滑移齿套换挡对驾驶员操作要求高，在换挡时需较大的换挡力，且需要在短时间内迅速而正确的完成换挡，容易造成驾驶员疲劳。副变速箱一般采用短行程单锥面锁环式同步器换挡，同步容量小，在工程车辆用的重载变速箱中使用易造成早期损坏。针对工程车辆用的双中间轴结构重型卡车变速箱存在的问题，需在结构上采取强化措施，既保证能提高齿轮承载能力和结构可靠性。同时降低频繁换挡造成的驾驶员在疲劳状态下工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种换挡操作轻便、传动平稳、噪声低、变速箱使用寿命长、可靠性高的9挡双中间轴斜齿双锥锁环式同步器变速箱。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，包括主变速箱部分和副变速箱部分，所述主变速箱部分采用双中间轴大中心距，动力由输入轴输入后经两个中间轴传递到主轴上，主变速箱部分的一挡齿轮、二挡齿轮、三挡齿轮、四挡齿轮、爬挡齿轮和倒挡齿轮均为斜齿齿形，所述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，一挡齿轮和二挡齿轮间设有双锥锁环式同步器总成，三挡齿轮和四挡齿轮间设有单锥锁环式同步器总成，倒挡齿轮和爬挡齿轮与滑移齿套连接；所述副变速箱部分设有行星轮系机构和加宽双锥锁环式同步器总成；所述主轴通过花键过渡套与副变速箱部分中太阳轮连接。

所述一挡齿轮、二挡齿轮、三挡齿轮、四挡齿轮和爬挡齿轮为右旋齿轮，倒挡齿轮为左旋齿轮。

所述一挡齿轮、爬挡齿轮和倒挡齿轮为大齿宽齿轮。

所述主轴前定位机构包括轴向定位于壳体上的轴承、设于输入轴后端的推力轴承和轴承座圈，推力轴承与输入轴上的轴承座圈相接触，轴承座圈与输入轴之间设有滚针轴承，滚针轴承与输入轴之间留有径向间隙，以实现主轴的浮动。

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，后支撑定位轴的后端设有后推力轴承机构。

所述后推力轴承机构包括主轴调整垫片、推力轴承前垫圈、推力轴承和推力轴承后垫圈，最后通过已在壳体实现轴向定位的行星架来实现主轴后定位。

所述双锥锁环式同步器总成包括同步器齿座、与同步器齿座相连的同步器滑套、置于同步器齿座上的推块和位于推块内侧的中间椎体，同步器齿座通过内花键与主轴连接、径向固定在主轴上，同步器齿座通过卡簧在主轴实现轴向定位，中间锥体上均布若干卡爪，卡爪末端与同步器结合齿圈上的圆孔相配合，同步器结合齿圈通过花键与二档齿轮及一档齿轮啮合，所述中间椎体设有与其配合的外锥和内锥，外锥和内锥上与中间锥体的配合面上粘结有摩擦材料层。

主变速箱部分和副变速箱部分的壳体为组合式，主变速箱和副变速箱主要由前壳、中壳和后壳连接构成的三段式壳体构成。

有益效果：本发明主要用于工程车辆，爬行挡作为一个独立挡位单独进行设计，实现大速比传动，主变速箱部分一到四挡实现全同步器换挡，一二挡间设计双锥锁环式同步器，三四挡间设计单锥锁环式同步器，爬行挡和倒挡不设计同步器，通过滑移齿套实现换挡，同时相应增加倒挡、爬行挡和一挡宽度，提高低挡区重载时使用寿命，高挡区设计同步器换挡，低挡区不设计同步器换挡，既改善了高挡区的换挡性能，又提高了变速箱工作可靠性，具有操作省力、换挡操作平稳、传动平稳、噪声低、使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主轴轴向双向定位结构示意图；

图3为本发明的双锥锁环式同步器结构示意图。

图中：A主变速箱、B副变速箱、C单锥锁环式同步器总成、D双锥锁环式同步器总成、E滑移齿套、F加宽双锥锁环式同步器总成；1输入轴、2轴承、3推力轴承、4轴承座圈、5滚针轴承、6主轴、7一挡齿轮、8爬挡齿轮、9倒挡齿轮、10花键过渡套、11太阳轮、12行星架、13推力轴承后垫圈、14推力轴承、15推力轴承前垫圈、16主轴调整垫片、17后支撑定位轴、18三挡齿轮、19中间轴、20二挡齿轮、21同步器结合齿圈、22中间椎体、23内锥、24外锥、25同步器滑套、26同步器齿座、27推块、28卡簧、29四挡齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图1所示为本发明的结构示意图。

本发明包括主变速箱部分A和副变速箱部分B，所述主变速箱部分A采用双中间轴大中心距，动力由输入轴1输入后分配到两个中间轴19上，经两个中间轴19传递到主轴6上，在两个中间轴19实现功率分流后每个中间轴19传递的扭矩减小，提高中间轴19及中间轴齿轮的使用寿命，同时主轴1上的齿轮承受的径向力为零，只传递扭矩。

主变速箱部分A主轴6上设有一挡齿轮7、二挡齿轮20、三挡齿轮18、四挡齿轮29、爬挡齿轮8和倒挡齿轮9，上述齿轮均为斜齿齿形。

所述一挡齿轮7、二挡齿轮20、三挡齿轮18、四挡齿轮29和爬挡齿轮8为右旋齿轮，倒挡齿轮9为左旋齿轮，斜齿传动产生轴向力，与中间轴齿轮传动时一轴齿轮轴向力指向主轴，主轴齿轮的轴向力指向一轴，二者轴向力在内部相互抵消，使得传动平稳，可以大幅度提高承载能力。

由于一二挡换挡时需要克服的转换转动惯量大，故在一挡齿轮7和二挡齿轮20间设有双锥锁环式同步器总成D，一二挡换挡通过该双锥锁环式同步器总成D换挡。

三挡齿轮18和四挡齿轮29间设有结构紧凑的单锥锁环式同步器总成C，三四挡换挡通过该单锥锁环式同步器C换挡，减小换挡力和换挡冲击。

倒挡和爬行挡只有在特定情况下使用，使用频次低，滑移齿套换挡即可满足使用要求，故在倒挡齿轮9和爬挡齿轮8设置滑移齿套E换挡。

所述副变速箱部分B设有行星轮系机构和加宽双锥锁环式同步器总成F。

所述主轴6通过花键过渡套10与副变速箱部分B中太阳轮11连接。

所述一挡齿轮7、爬挡齿轮8和倒挡齿轮9为大齿宽齿轮，提高重载时低挡区的承载能力。

图2所示为本发明的主轴轴向双向定位结构示意图。

所述主轴6的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构。

所述主轴前定位机构包括轴向定位于壳体上的轴承2，实现输入轴1的轴向定位，在输入轴1的后端设有推力轴承3和轴承座圈4，推力轴承3与输入轴1上的轴承座圈4相接触，轴承座圈4与输入轴1之间设有滚针轴承5，滚针轴承5与输入轴1之间留有径向间隙，实现主轴6的浮动。

所述主轴后定位机构包括设置在主轴6后端且与主轴6过盈配合的后支撑定位轴17，后支撑定位轴17的后端设有后推力轴承机构。

所述后推力轴承机构包括主轴调整垫片16、推力轴承前垫圈15、推力轴承14和推力轴承后垫圈13，最后通过已在壳体实现轴向定位的行星架12来实现主轴后定位。

所述输入轴1伸入主轴6孔内，主变速箱主轴前进挡齿轮设计为右旋，倒挡齿轮9设计为左旋，主轴6轴向力向左，主变速箱在挡位时，主轴6向前的轴向力经过轴承座圈4、推力轴承3传到输入轴1，与输入轴1向后的轴向力抵消；轴承座圈4内孔安装滚针轴承5，滚针轴承5与输入轴1之间留有径向间隙，以实现主轴6的浮动。

当主变速箱A进行换挡时，向左的轴向换挡力由主轴6传递到输入轴1，最终在壳体平衡，向右的轴向换挡力，通过主轴后支撑定位轴17、主轴调整垫片16、推力轴承前垫圈15、推力轴承14、推力轴承后垫圈13传递到行星架12，行星架12已在壳体实现轴向定位，以此来平衡向右的轴向换挡力。

所述副变速箱B有两个挡位，与主变速箱A一起构成4×2+1结构，形成9个前进挡加1个倒挡。

所述副变速箱B采用行星轮系结构，使用加宽双锥锁环式同步器F换挡，目的在于提高副箱承载能力和使用寿命。

图3所示为本发明的双锥锁环式同步器结构示意图。

所述双锥锁环式同步器总成D包括同步器齿座26、与同步器齿座26相连的同步器滑套25、置于同步器齿座26上的推块27和位于推块27内侧的中间椎体22，同步器齿座26通过内花键与主轴6连接，径向固定在主轴6上，同步器齿座26通过卡簧28在主轴6实现轴向定位，中间锥体22上均布若干卡爪，卡爪末端与同步器结合齿圈21上的圆孔相配合，同步器结合齿圈21通过花键与二档齿轮20及一档齿轮7啮合，所述中间椎体22设有与其配合的外锥24和内锥23，外锥24和内锥23上与中间锥体22的配合面上粘结有摩擦材料层。

当同步器进行挂挡时，同步器滑套25向左移动，中间锥体22上的卡爪插入同步器结合齿圈21上的圆孔内，两对摩擦相互锥面，使同步器滑套25和主轴6上的一档齿轮7及二档齿轮20的线速度一致，同步器滑套25挂入同步器结合齿圈21，主轴6通过同步器齿座26、同步器滑套25、同步器结合齿圈21与主轴6上的一档齿轮7及二档齿轮20结合起来，完成换挡动作。

所述主变速箱部分A和副变速箱部分B的壳体为组合式，主变速箱和副变速箱主要由前壳、中壳和后壳连接构成的三段式壳体构成，三段式壳体设计，装配工艺性好。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims

1.一种9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，包括主变速箱部分（A）和副变速箱部分（B），所述主变速箱部分（A采用双中间轴大中心距，动力由输入轴（1）输入后经两个中间轴（19）传递到主轴（6）上，其特征在于：主变速箱部分（A）的一挡齿轮（7）、二挡齿轮（20）、三挡齿轮（18）、四挡齿轮（29）、爬挡齿轮（8）和倒挡齿轮（9）均为斜齿齿形，所述主轴（6）的前后端分别设有主轴前定位机构和主轴后定位机构，一挡齿轮（7）和二挡齿轮（20）间设有双锥锁环式同步器总成（D），三挡齿轮（18）和四挡齿轮（29）间设有单锥锁环式同步器总成（C），倒挡齿轮（9）和爬挡齿轮（8）与滑移齿套（E）连接；所述副变速箱部分（B）设有行星轮系机构和加宽双锥锁环式同步器总成（F）；所述主轴（6）通过花键过渡套（10）与副变速箱部分（B）中太阳轮（11）连接。

2.根据权利要求1所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述一挡齿轮（7）、二挡齿轮（20）、三挡齿轮（18）、四挡齿轮（29）和爬挡齿轮（8）为右旋齿轮，倒挡齿轮（9）为左旋齿轮。

3.根据权利要求1所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述一挡齿轮（7）、爬挡齿轮（8）和倒挡齿轮（9）为大齿宽齿轮。

4.根据权利要求1所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述主轴前定位机构包括轴向定位于壳体上的轴承（2）、设于输入轴（1）后端的推力轴承（3）和轴承座圈（4），推力轴承（3）与输入轴（1）上的轴承座圈（4）相接触，轴承座圈（4）与输入轴（1）之间设有滚针轴承（5），滚针轴承（5）与输入轴（1）之间留有径向间隙，以实现主轴（6）的浮动。

5.根据权利要求1所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述主轴后定位机构包括设置在主轴（6）后端且与主轴（6）过盈配合的后支撑定位轴（17），后支撑定位轴（17）的后端设有后推力轴承机构。

6.根据权利要求5所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述后推力轴承机构包括主轴调整垫片（16）、推力轴承前垫圈（15）、推力轴承（14）和推力轴承后垫圈（13），最后通过已在壳体实现轴向定位的行星架（12）来实现主轴后定位。

7.根据权利要求1所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：所述双锥锁环式同步器总成（D）包括同步器齿座（26）、与同步器齿座（26）相连的同步器滑套（25）、置于同步器齿座（26）上的推块（27）和位于推块（27）内侧的中间椎体（22），同步器齿座（26）通过内花键与主轴（6）连接，径向固定在主轴（6）上，同步器齿座（26）通过卡簧（28）在主轴（6）实现轴向定位，中间锥体（22）上均布若干卡爪，卡爪末端与同步器结合齿圈（21）上的圆孔相配合，同步器结合齿圈（21）通过花键与二档齿轮（20）及一档齿轮（7）啮合，所述中间椎体（22）设有与其配合的外锥（24）和内锥（23），外锥（24）和内锥（23）上与中间锥体（22）的配合面上粘结有摩擦材料层。

8.根据权利要求1~7任一项所述的9挡双中间轴斜齿锁环式同步器变速箱，其特征在于：主变速箱部分（A）和副变速箱部分（B）的壳体为组合式，主变速箱和副变速箱主要由前壳、中壳和后壳连接构成的三段式壳体构成。