CN106481751A - 手动变速器 - Google Patents

Abstract

变速器包括变速器壳体、六个共面齿轮组、变速器输入构件、输出构件和三个同步器组件。三个同步器组件被选择性地接合以在变速器输入轴构件与输出构件之间建立至少六个前进档速比中的一个和一个倒档速比。结构变速器罩将输入构件和输出构件支撑在一端上并且围封六个共面齿轮组中的两个。

Description

手动变速器

技术领域

本公开涉及变速器，且更具体地涉及一种结构紧凑的手动变速器，其具有两个轴以建立至少六个齿轮速度和一个反向齿轮速度。

背景技术

此章节的陈述仅旨在提供与本公开内容相关的背景信息，而且可能会或不会构成现有技术。

通常的具有副轴和共面齿轮组的多速变速器使用具有不同的专用齿轮对或组的副轴齿轮来实现每个前进档速比。因此，在该通常的设计中所需要的齿轮的总数量是前进档速度的数量的两倍加上倒档所需的三个。这需要大量所需的齿轮对，尤其是在具有相对大量的前进档速度比的减速器中。

尽管当前的变速器达到它们的预期目标，但是新的和改进的变速器配置(其展示出了改进的性能，尤其是从效率、响应度和平整性、以及改进的封装(主要是指减小的尺寸和重量)的角度出发)的需求基本上是不变的。因此，本领域需要在提供期望的齿轮比和扭矩范围的同时具有改进的封装的变速器。

发明内容

本发明的一方面提供了一种手动变速器。该变速器包括输入构件、输出构件、六个共面齿轮组、三个扭矩传输装置和变速器壳体。更具体地，变速器的输出构件平行于输入构件。六个共面齿轮组中的每个齿轮组具有与第二齿轮相互啮合的第一齿轮。六个共面齿轮组中的每个第一齿轮被固定以与输入构件共同旋转。六个共面齿轮组中的每个第二齿轮被选择性地耦接至输出构件。第一双向同步器选择性地将第一共面齿轮组的第二齿轮和第二共面齿轮组的第二齿轮中的一者与输出构件相连接。第二双向同步器选择性地将第三共面齿轮组的第二齿轮和第四共面齿轮组的第二齿轮中的一者与输出构件相连接。第三双向同步器选择性地将第五共面齿轮组的第二齿轮和第六共面齿轮组的第二齿轮中的一者与输出构件相连接。变速器壳体至少部分地支撑输入构件和输出构件。为了实现六个前进档齿轮比中的一个，第一扭矩传输装置、第二扭矩传输装置和第三扭矩传输装置中的一个被激活以与六个共面齿轮组的第二齿轮中的一个相连接，以实现与输出构件的共同旋转。

在本发明的一个方面中，变速器包括固定至变速器壳体的结构变速器罩。结构变速器罩可旋转地支撑输入构件和输出构件的部分。

在本发明的另一方面，输入构件和输出构件各自具有第一端、中间部分、和第二端。输入构件和输出构件中的每个构件的第一端由变速器壳体可旋转地支撑。输入构件和输出构件的第二端由结构变速器罩可旋转地支撑。

在本发明的又一方面中，变速器壳体经由第一轴承可旋转地支撑输入构件的第一端，经由第二轴承可旋转地支撑输出构件的第一端，经由第三轴承可旋转地支撑输入构件的中间部分，以及经由第四轴承可旋转地支撑输出构件的中间部分。

在本发明的又一方面中，结构变速器罩经由第五轴承可旋转地支撑输入构件的第二端，以及经由第六轴承可旋转地支撑输出构件的第二端。

在本发明的又一方面，第一共面齿轮组、第二共面齿轮组、第三共面齿轮组和第四共面齿轮组的第二齿轮的选择性接合提供第一前进档齿轮比、第二前进档齿轮比、第三前进档齿轮比和第四前进档齿轮比，而且第一共面齿轮组、第二共面齿轮组、第三共面齿轮组和第四共面齿轮组中的每一个由变速器壳体围封。

在本发明的又一方面，第五共面齿轮组和第六共面齿轮组的第二齿轮的选择性接合提供第五前进档齿轮比和第六前进档齿轮比，而且第五共面齿轮组和第六共面齿轮组中的每一个由结构变速器罩围封。

在本发明的又一方面，第四共面齿轮组被设置为接近于输入构件和输出构件的第一端，而且第一共面齿轮组被设置为接近于输入构件和输出构件的中间部分。

在本发明的又一方面，变速器壳体包括安装凸缘、其中该安装凸缘支撑第三轴承和第四轴承，且第五共面齿轮组被设置为邻近于安装凸缘。

在本发明的又一方面，结构变速器罩包括密封凹槽、多个紧固件凸起以及第一轴承和第二轴承支撑部分，其中第五轴承和第六轴承分别被设置在第一轴承支撑部分和第二轴承支撑部分中。

在本发明的又一方面，变速器进一步包括具有换档杆和换档叉的同步换档机构。同步换档机构致动第三双向同步器。换档叉包括固定至变速器壳体的安装凸缘的枢转支架。

参考以下说明和附图，本发明的另外的方面、实例和优点将变得显而易见，其中，相同的附图标记代表相同的部件、构件或特征。

附图说明

图1是根据本发明的六速手动变速器的实例的剖视图；

图2是根据本发明的六速手动变速器的齿轮和轴布置的平面视图；

图3是根据本发明的手动变速器的部分平面视图；

图4是根据本发明的手动变速器的罩的透视图；以及

图5是根据本发明的六速手动变速器的齿轮和轴布置的部分的透视图；

具体实施方式

参考图1和2，由附图标记10表示的多速手动变速器被示出且现在将被描述。变速器10包括输入构件或轴12、输出构件或轴14、至少部分地由变速器壳体18围封的齿轮布置16、和结构变速器罩44。输入构件12可选择性地通过手动致动的离合器连接至发动机(未示出)的输出构件。输入构件12通过飞轮或阻尼器(未示出)进一步与发动机的输出构件相隔离，以改善从发动机到减速器10的振动传输。输出构件14通过差速器组件20将扭矩传递至驱动轮。

如本文将描述的，齿轮布置16包括各个轴或构件、共面相互啮合的齿轮组、和选择性地可接合的同步器。例如，齿轮布置16包括第一、第二、第三、第四、第五和第六共面齿轮组22、24、26、28、30、32，每个齿轮组具有第一齿轮22A、24A、26A、28A、30A、32A和第二齿轮22B、24B、26B、28B、30B、32B。第一齿轮22A、24A、26A、28A、30A、32A中的每个齿轮被固定至输入构件12，以实现与输入构件12共同旋转。第二齿轮22B、24B、26B、28B、30B、32B中的每个齿轮由输出构件14可旋转地支撑且选择性地可连接至输出构件14。此外，共面齿轮组22、24、26、28、30、32中的每个齿轮组的第一齿轮22A、24A、26A、28A、30A、32A与各自的共面齿轮组22、24、26、28、30、32的相应的第二齿轮22B、24B、26B、28B、30B、32B相互啮合。另外，齿轮布置16包括固定至输出构件14以实现共同旋转的输出齿轮42。输出齿轮42与差速器组件20的差速器壳体相互啮合。

齿轮布置16还包括多个同步器组件，以选择性地将共面齿轮组22、24、26、28、30、32的第二齿轮22B、24B、26B、28B、30B、32B连接至输出构件14，以实现共同旋转。例如，第一同步器组件50设置在输出构件14上，且选择性地将第一共面齿轮组22的第二齿轮22B和第二共面齿轮组24的第二齿轮24B中的一者齿轮连接至输出构件14。第二同步器组件52设置在输出构件14上，且选择性地将第三共面齿轮组26的第二齿轮26B和第四共面齿轮组28的第二齿轮28B中的一者齿轮连接至输出构件14。第三同步器组件54设置在输出构件14上，且选择性地将第五共面齿轮组30的第二齿轮30B和第六共面齿轮组32的第二齿轮32B中的一者连接至输出构件14。

输入构件12和输出构件14通过多个轴承可旋转地支撑在壳体18中。例如，输入构件12由壳体18通过第一轴承34和第二轴承36可旋转地支撑。输出构件14由壳体18通过第三轴承38和第四轴承40可旋转地支撑。第一轴承34被设置为邻近于第一共面齿轮组22。第二轴承36和第四轴承40被设置在第四共面齿轮组与第五共面齿轮组之间。第三轴承38被设置为邻近于输出齿轮42。第五轴承46和第六轴承48各自可旋转地支撑输入构件12和输出构件14的端部。第五轴承46被设置在变速器罩44中并且可旋转地支撑输入构件12中邻近于第六共面齿轮组32的第一齿轮32A的端部。第六轴承48被设置在变速器罩44中靠近第五轴承46、邻近于第六共面齿轮组32的第二齿轮32B，并且可旋转地支撑输出构件14的端部。

变速器10还包括空转构件或轴58上的倒档齿轮或空转机构56。倒档齿轮机构56包括第一齿轮60和第二齿轮62。第一齿轮60固定地连接至空转轴58并且与第四共面齿轮组28的第一齿轮28A相互啮合。第二齿轮62滑动地连接至空转轴58并且与空转轴58共同旋转。另外，第二齿轮62选择性地被操控为沿空转轴58轴向地滑动以与倒档齿轮27相互啮合，所述倒档齿轮27被固定为与输出构件14共同旋转。

现在参考图2，继续参考图1，详述并且现在将描述变速器10的齿轮比。变速器10能够以至少六个前进档扭矩比和至少一个倒档扭矩比将来自输入轴构件12的扭矩传输至输出构件14。前进档扭矩比和倒档扭矩比中的每一个是通过选择性地接合同步器组件50、52、54中的一个或多个而实现。本领域技术人员将容易理解的是，不同的速比与每一扭矩比相关联。

应当明白的是，每个单个齿轮组22、24、26、28、30、32在选择性地接合同步器组件50、52和54时提供一个前进档齿轮比。然而，哪个同步器与哪个齿轮组与具体的前进档或倒档速比相关联在不脱离本发明的范围的情况下可以是不同的。

为了建立第一前进档扭矩比(即，第1齿轮)，输入构件12使第四共面齿轮组28的第一齿轮28A旋转且第二同步器52被启动以将第四共面齿轮组28的第二齿轮28B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第四共面齿轮组28的第一齿轮28A。第四共面齿轮组28的第一齿轮28A将扭矩转递至第四共面齿轮组28的第二齿轮28B，其通过第二同步器52将扭矩传递至输出构件14、从第二同步器52传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

为了建立第二前进档扭矩比(即，第2齿轮)，输入构件12使第三共面齿轮组26的第一齿轮26A旋转且第二同步器52被启动以将第三共面齿轮组26的第二齿轮26B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第三共面齿轮组26的第一齿轮26A。第三共面齿轮组26的第一齿轮26A将扭矩转递至第三共面齿轮组26的第二齿轮26B，其通过第二同步器52将扭矩传递至输出构件14、从第二同步器52传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

为了建立第三前进档扭矩比(即，第3齿轮)，输入构件12使第二共面齿轮组24的第一齿轮24A旋转且第一同步器50被启动以将第二共面齿轮组24的第二齿轮24B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第二共面齿轮组24的第一齿轮24A。第二共面齿轮组24的第一齿轮24A将扭矩转递至第二共面齿轮组24的第二齿轮24B，其通过第一同步器50将扭矩传递至输出构件14、从第一同步器50传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

为了建立第四前进档扭矩比(即，第4齿轮)，输入构件12使第一共面齿轮组22的第一齿轮22A旋转且第一同步器50被启动以将第一共面齿轮组22的第二齿轮22B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第一共面齿轮组22的第一齿轮22A。第一共面齿轮组22的第一齿轮22A将扭矩转递至第一共面齿轮组22的第二齿轮22B，其通过第一同步器50将扭矩传递至输出构件14、从第一同步器50传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

为了建立第五前进档扭矩比(即，第5齿轮)，输入构件12使第五共面齿轮组30的第一齿轮30A旋转且第三同步器54被启动以将第五共面齿轮组30的第二齿轮30B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第五共面齿轮组30的第一齿轮30A。第五共面齿轮组30的第一齿轮30A将扭矩转递至第五共面齿轮组30的第二齿轮30B，其通过第三同步器54将扭矩传递至输出构件14、从第三同步器54传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

为了建立第六前进档扭矩比(即，第6齿轮)，输入构件12使第六共面齿轮组32的第一齿轮32A旋转且第三同步器54被启动以将第六共面齿轮组32的第二齿轮32B耦合至输出构件14。更具体地，来自输入构件12的输入扭矩被传递至第六共面齿轮组32的第一齿轮32A。第六共面齿轮组32的第一齿轮32A将扭矩转递至第六共面齿轮组32的第二齿轮32B，其通过第三同步器54将扭矩传递至输出构件14、从第三同步器54传递至输出齿轮42且从输出齿轮42传递至差速器组件20。

还应当明白的是，齿轮组22、24、26、28、30、32中的任一个可以改变以在不脱离本发明的范围的情况下产生某个前进档和倒档扭矩比。

本发明预期多种扭矩比(即，输出构件14与输入构件12的扭矩比)可通过选择变速器10的齿轮的齿数而实现。此布置提供了与其它变速器相比实现换档变速器的机会。

现在参考图3，说明并且现在将描述本发明的变速器10的部分。变速器壳体18进一步包括安装或密封凸缘56。另外，变速器罩44包括滑动地连接至变速器壳体18的密封凸缘56的安装或密封凸缘58。第五共面齿轮组30和第六共面齿轮组32、第五轴承46和第六轴承48以及第三同步器组件54容纳在变速器罩44中。

现在参考图4，说明并且现在将描述变速器10的变速器罩44。变速器罩44包括多个紧固件凸起60、密封凹槽和密封件70以及第一轴承支撑部分62和第二轴承支撑部分64。第五轴承46和第六轴承48分别被设置在第一轴承支撑部分62和第二轴承支撑部分64中。第五轴承46和第六轴承48是由第一固定环66和第二固定环68固定在第一轴承支撑部分62和第二轴承支撑部分64中。在变速器10的组装期间，第五轴承46和第六轴承48在将变速器罩44的密封凸缘58紧固至变速器壳体18的密封凸缘56之前被安装在变速器罩44中。变速器罩44是由诸如铸铝、冲压钢或其它结构材料的结构合金形成以对延伸超出变速器壳体的密封凸缘56的齿轮布置16的部分提供结构支撑。

现在参考图5，说明且现在将描述变速器10的齿轮布置16的部分。变速器10进一步包括具有用于操控第三同步器组件54的换档杆74和换档叉76的同步器换档机构72。换档叉76经由支架78可枢转地安装至变速器壳体18的安装凸缘56。变速器的此部分被视为无变速器罩44但又包括第五轴承46和第六轴承48以及第一固定环66和第二固定环68。

虽然已经详细描述了用于实行本发明的最佳模式，但是本发明所涉及领域的技术人员将认识到用于实践本发明的各种替代设计和实例均在所附权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种手动变速器，所述变速器包括：

输入构件；

输出构件，且其中所述输出构件平行于所述输入构件；

六个共面齿轮组，每个共面齿轮组都具有与第二齿轮相互啮合的第一齿轮，且其中所述六个共面齿轮组中的每个所述第一齿轮被固定以与所述输入构件共同旋转，且所述六个共面齿轮组中的每个所述第二齿轮被选择性地耦接至所述输出构件；

第一双向同步器，其用于选择性地将所述第一共面齿轮组的所述第二齿轮和所述第二共面齿轮组的所述第二齿轮中的一者与所述输出构件连接；

第二双向同步器，其用于选择性地将所述第三共面齿轮组的所述第二齿轮和所述第四共面齿轮组的所述第二齿轮中的一者与所述输出构件连接；

第三双向同步器，其用于选择性地将所述第五共面齿轮组的所述第二齿轮和所述第六共面齿轮组的所述第二齿轮中的一者与所述输出构件连接，以及

变速器壳体，其至少部分地支撑所述输入构件和输出构件；以及

其中所述第一双向同步器、所述第二双向同步器和所述第三双向同步器中的一者被启动以与所述六个共面齿轮组的所述第二齿轮中的一个相连接，以与所述输出构件共同旋转，以便实现六个前进档齿轮比中的一个。

2.根据权利要求1所述的手动变速器，其进一步包括被固定至所述变速器壳体的结构变速器罩，且其中所述结构变速器罩可旋转地支撑所述输入构件和输出构件的部分。

3.根据权利要求2所述的手动变速器，其中所述输入构件和所述输出构件各自具有第一端、中间部分和第二端，所述输入构件和所述输出构件中的所述每一者的所述第一端由所述变速器壳体可旋转地支撑，且所述输入构件和所述输出构件的所述第二端由所述结构变速器罩可旋转地支撑。

4.根据权利要求3所述的手动变速器，其中所述变速器壳体经由第一轴承可旋转地支撑所述输入构件的所述第一端，经由第二轴承可旋转地支撑所述输出构件的所述第一端，经由第三轴承可旋转地支撑所述输入构件的所述中间部分，且经由第四轴承可旋转地支撑所述输出构件的所述中间部分，且其中所述变速器壳体包括安装凸缘，且其中所述安装凸缘支撑所述第三轴承和所述第四轴承，且所述第五共面齿轮组被设置为邻近于所述安装凸缘。

5.根据权利要求4所述的手动变速器，其中所述结构变速器罩经由第五轴承可旋转地支撑所述输入构件的所述第二端，且经由第六轴承可旋转地支撑所述输出构件的所述第二端。

6.根据权利要求5所述的手动变速器，其中所述第一共面齿轮组、所述第二共面齿轮组、所述第三共面齿轮组和所述第四共面齿轮组的所述第二齿轮的所述选择性接合提供所述第一前进档齿轮比、所述第二前进档齿轮比、所述第三前进档齿轮比和所述第四前进档齿轮比，且所述第一共面齿轮组、所述第二共面齿轮组、所述第三共面齿轮组和所述第四共面齿轮组中的每一者由所述变速器壳体围封。

7.根据权利要求6所述的手动变速器，其中所述第五共面齿轮组和所述第六共面齿轮组的所述第二齿轮的所述选择性接合提供所述第五前进档齿轮比和所述第六前进档齿轮比，且所述第五共面齿轮组和所述第六共面齿轮组中的每一者由所述结构变速器罩围封。

8.根据权利要求7所述的手动变速器，其中所述第四共面齿轮组被设置为接近于所述输入构件和输出构件的所述第一端，且所述第一共面齿轮组被设置为接近于所述输入构件和输出构件的所述中间部分。

9.根据权利要求4所述的手动变速器，其中所述结构变速器罩包括密封凹槽、多个紧固件凸起以及第一轴承支撑部分和第二轴承支撑部分，且其中所述第五轴承和所述第六轴承分别被设置在所述第一轴承支撑部分和所述第二轴承支撑部分中。

10.根据权利要求9所述的手动变速器，其进一步包括具有换档杆和换档叉的同步器换档机构，且其中所述同步器换档机构启动所述第三双向同步器，且所述换档叉包括被安装至所述变速器壳体的所述安装凸缘的枢转支架。