CN105736557A - 手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构 - Google Patents

手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构 Download PDF

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冉若愚
潘文华
杨志斌
喻春光
孙丽莉
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其包括轴和安装在轴上的齿轮，所述轴具有中心通孔和与中心通孔连通的径向导油孔，齿轮的内孔与轴间隙配合，在齿轮与轴相对转动时齿轮的内孔与轴通过油膜润滑。本发明解决了现有技术中由于滚针轴承带来的空间、尺寸链问题。

Description

手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构
技术领域
本发明属于手动变速器技术领域，具体是一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构。
背景技术
现有手动变速器换挡一般采用同步器结构，与同步器配合的齿轮为空转齿轮，在其装配轴上可以空转，结构如图1所示，为实现齿轮1与轴2之间的空转配合，在齿轮1和轴2之间设计有滚针轴承3。
上述结构存在以下主要问题：
1.轴和齿轮的内孔之间，需预留滚针轴承的空间，这挤占了轴和齿轮的结构空间，影响了轴和齿轮的强度。
2.设计时需考虑齿轮的内孔、轴的外径和滚针轴承的厚度尺寸，尺寸较多，制造公差不易控制。
3.需考虑滚针轴承的成本，不利于变速器的轻量化和低成本化设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其能够解决现有技术中由于滚针轴承带来的空间、尺寸链问题。
本发明的技术方案如下：
一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其包括轴和安装在轴上的齿轮，所述轴具有中心通孔和与中心通孔连通的径向导油孔，齿轮的内孔与轴间隙配合，在齿轮与轴相对转动时齿轮的内孔与轴通过油膜润滑。
进一步的，轴上均布有多条沿轴向的导油齿槽，径向导油孔为均匀分布的四个，径向导油孔的外端口位于导油齿槽的槽底。
进一步的，导油齿槽由花键齿构成，其齿顶与齿轮的内孔壁之间的间隙在0.012mm～0.036mm区间内。
进一步的，导油齿槽的齿顶宽度大于1.5mm，齿顶压力角为45°。
本发明在取消滚针轴承之后，为避免齿轮的内孔壁与轴的外表面直接接触而产生磨损，使齿轮的内孔和轴间隙配合，并通润滑油形成油膜润滑。本发明由于取消了滚针轴承，让齿轮与轴之间直接配合，少了滚针轴承的径向尺寸，使得相同的中心距下齿轮可设计的余量加大，可实现：1、相同大小的箱体可通过增大齿轮径向尺寸提高强度，适应更高扭矩的发动机；
2、通过减小中心距，压缩变速器尺寸，实现轻量化；3、滚针轴承的取消也避免了其本身的可靠性问题。本方案解决了现有技术中滚针轴承带来的空间、尺寸链问题，为实现轻量化提供了一种有效途径。
齿轮与轴之间的间隙空间通过径向导油孔与中心通孔连通，便于通润滑油，使齿轮与轴相对转动时形成油膜。为快速形成油膜，轴的表面采用导油齿槽结构，并设计四个径向导油孔。导油齿槽采用花键齿构成，将齿顶与齿轮间的配合间隙设在0.012mm～0.036mm区间内，既能保证承载能力，又能保证配合间隙里能够形成有效的油膜。
附图说明
图1为现有技术中手动变速器的齿轮与轴的配合结构示意图；
图2为本发明中手动变速器的齿轮与轴的配合结构示意图；
图3为图2在A-A方向上的剖面结构图；
图4为本发明导油齿槽的花键参数。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其包括轴2和安装在轴2上的齿轮1，本发明的轴2具有中心通孔23和径向导油孔，径向导油孔从中心通孔23径向贯穿至轴2外。齿轮1的内孔11与轴2间隙配合，如图2所示，齿轮1与轴2之间的间隙空间通过径向导油孔与中心通孔23连通。由于齿轮1与轴2通常均为金属材质，为避免两者旋转磨损，在齿轮1与轴2相对转动时，滑油通过中心通孔23经径向导油孔流到齿轮1与轴2之间的间隙空间，形成油膜，齿轮1的内孔11与轴2通过油膜润滑。
而油膜的有效形成需满足三个条件：
1、齿轮1与轴2的齿顶间严格的配合间隙a。
2、径向导油孔、中心通孔23间导油通畅迅速。
3、轴2的外圆具有导油的结构。
本发明在轴2上设计轴向的导油齿槽21用于导油，解决光孔齿轮与光轴自由旋转的磨损问题。在轴2上均布多条导油齿槽21，径向导油孔为均匀分布的四个22、24、25、26，如图3所示，径向导油孔22、24、25、26的外端口均位于导油齿槽的槽底，导油齿槽、径向导油孔、中心通孔导油，滑油能顺利填充满间隙空间，防止齿轮1在运转过程中与轴2异常磨损。
导油齿槽21采用渐开线式花键参数，其齿顶与齿轮1的内孔壁之间的间隙a在0.012mm～0.036mm区间内，可实现良好的间隙配合和油膜润滑。
为提升承载能力，保证导油齿槽21的强度，应采用大压力角及宽顶设计，齿顶宽b应尽量设计为宽顶，推荐1.5mm以上，压力角c取大转角值，推荐45°，如图4所示。同时，为了避免润滑不良，应保证导油齿槽21的清洁度，以及防止出现毛刺、飞边，破坏齿轮1与轴2之间的油膜。

Claims (4)

1.一种手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，包括轴和安装在轴上的齿轮，其特征在于：所述轴具有中心通孔和与中心通孔连通的径向导油孔，齿轮的内孔与轴间隙配合，在齿轮与轴相对转动时齿轮的内孔与轴通过油膜润滑。
2.根据权利要求1所述的手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其特征在于：轴上均布有多条沿轴向的导油齿槽，径向导油孔为均匀分布的四个，径向导油孔的外端口位于导油齿槽的槽底。
3.根据权利要求2所述的手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其特征在于：导油齿槽由花键齿构成，其齿顶与齿轮的内孔壁之间的间隙在0.012mm～0.036mm区间内。
4.根据权利要求3所述的手动变速器的齿轮与轴的空转配合结构，其特征在于：导油齿槽的齿顶宽度大于1.5mm，齿顶压力角为45°。
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