CN106555840A - 变速挡位结构、变速器和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速挡位领域，提供一种变速挡位结构、变速器和车辆。变速挡位结构包括输入转轴和输出转轴以及中间转轴，输入转轴和输出转轴上分别相对转动地安装有第一齿轮和第二齿轮，输入转轴和输出转轴之间设置有第三齿轮，中间转轴上设置有分别与第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮啮合的第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，输入转轴上装配有分别与第一齿轮和第三齿轮结合的第一同步器；输出转轴上装配有能够与第二齿轮结合的第二同步器和能够与第三齿轮结合的第三同步器，以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

Description

变速挡位结构、变速器和车辆

技术领域

本发明涉及变速挡位技术领域，特别涉及一种变速挡位结构、一种具有该变速挡位结构的变速器、以及一种具有该变速器的车辆。

背景技术

现有车辆的变速器95％以上为齿轮传动，以实现稳定可靠的动力传递。另外，随车车辆技术的发展，车辆的变速挡位也相应地增多，以满足使用者不同挡位的变速需求。

例如，在现有的一种纵置机械式6挡手动变速器中，包括同轴线的输入轴20和输出轴21，以及与输入轴20和输出轴21平行布置的中间轴22，其中，三个轴上沿着轴向方向依次装配有四挡齿轮副23、三挡齿轮副24、二挡齿轮副25、R挡齿轮副26、一挡齿轮副27、六挡齿轮副28、和五挡齿轮副29，输出轴21上装配有位于四挡齿轮副23和三挡齿轮副24之间的3/4挡同步器30、位于二挡齿轮副25和一挡齿轮副27之间的1/2挡同步器31、和位于六挡齿轮副28和五挡齿轮副29之间的5/6挡同步器32，从而通过不同的同步器的变位来实现6挡变速需求。

然而，现有的这种6挡变速结构中，每对齿轮副传递单一动力流即挡位，挡位不同需要不同齿轮副传递动力流，并不能最大限度地发挥各齿轮所起的作用；另外，挡位的增加则需要增加齿轮副，这必然导致变速器重量、体积和成本增加；此外，在整车怠速时，挡位结构的所有齿轮均在运转，不利于减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种变速挡位结构，以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种变速挡位结构，所述变速挡位结构包括：同轴线间隔布置的输入转轴和输出转轴；平行于所述输入转轴和所述输出转轴布置的中间转轴；其中，所述输入转轴上相对转动地安装有第一齿轮，所述输出转轴上相对转动地安装有第二齿轮，且所述输入转轴和所述输出转轴之间的间隔中设置有可转动的第三齿轮，所述中间转轴上设置有分别与所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮啮合的第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，并且，所述输入转轴上装配有位于所述第一齿轮和所述第三齿轮之间的第一同步器，所述第一同步器与所述输入转轴同步转动且能够轴向运动以分别与两侧的所述第一齿轮和所述第三齿轮结合；所述输出转轴上装配有分别位于所述第二齿轮两侧且与所述输出转轴同步转动的第二同步器和第三同步器，所述第二同步器能够轴向运动与所述第二齿轮结合，所述第三同步器能够轴向运动与所述第三齿轮结合。

相对于现有技术，本发明所述的变速挡位结构中，由于包括三个齿轮传动副，即第一齿轮和第四齿轮、第二齿轮和第五齿轮、和第三齿轮和第六齿轮，并且第一齿轮和第三齿轮之间设置有第一同步器，第一同步器能够在输入转轴上轴向运动以根据换挡需求与第一齿轮结合，以实现输入转轴与第一齿轮的动力传递，或者与第三齿轮结合，以实现输入转轴与第三齿轮的动力传递，同时，第二齿轮一侧的第二同步器能够根据换挡需求以轴向运动与第二齿轮结合，以实现输出转轴与第二齿轮的动力传递，而第二齿轮另一侧的第三同步器能够根据换挡需求以轴向运动与第三齿轮结合，以实现输出转轴与第三齿轮的动力传递，这样，通过控制不同的同步器，可以根据不同换挡需求来提供四个前进挡，从而以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并进一步减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

进一步地，所述输出转轴上还相对转动地安装有第七齿轮，所述第二同步器能够轴向运动以分别与所述第二齿轮结合或与所述第七齿轮结合，所述中间转轴上固定安装有与所述第七齿轮啮合的第八齿轮。

更进一步地，所述输出转轴上相对转动地安装有倒挡齿轮，所述倒挡齿轮位于所述第二齿轮和所述第三同步器之间，所述第三同步器能够轴向运动与所述倒挡齿轮结合，所述倒挡齿轮啮合有倒挡惰轮，所述倒挡惰轮与所述第五齿轮啮合。

进一步地，所述第一齿轮通过滚针轴承与所述输入转轴配合，所述第一同步器通过花键与所述输入转轴配合。

进一步地，所述中间转轴与其上的各个齿轮为花键配合。

进一步地，所述输出转轴与其上的各个同步器为花键配合，所述输出转轴与其上的各个齿轮通过滚针轴承配合。

进一步地，所述第三齿轮的支撑轴通过两侧的轴承安装在变速器壳体内，且所述支撑轴与所述输入转轴和所述输出转轴同轴线。

另外，本发明还提供一种变速器，所述变速器设置有以上所述的变速挡位结构。

通过以上所述的变速挡位结构，该变速器的重量、成本减少并且体积优化，并减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

此外，本发明还提供一种车辆，所述车辆设置有以上所述的变速器。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的一种纵置机械式6挡手动变速器的原理示意图；

图2为本发明实施例所述的变速挡位结构的示意图。

附图标记说明：

1-第一齿轮，2-第二齿轮，3-第三齿轮，4-第四齿轮，5-第五齿轮，6-第六齿轮，7-第七齿轮，8-第八齿轮，9-输入转轴，10-输出转轴，11-第一同步器，12-第二同步器，13-第三同步器，14-中间转轴，15-倒挡齿轮，16-倒挡惰轮，17-支撑轴，18-轴承，20-输入轴，21-输出轴，22-中间轴，23-四挡齿轮副，24-三挡齿轮副，25-二挡齿轮副，26-R挡齿轮副，27-一挡齿轮副，28-六挡齿轮副，29-五挡齿轮副，30-3/4挡同步器30，31-1/2挡同步器，32-5/6挡同步器32。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一：

如图2所示，本发明实施例一的变速挡位结构包括输入转轴9、输出转轴10、中间转轴14、三个齿轮传动副和三个同步器，其中，输入转轴9和输出转轴10同轴线间隔布置，中间转轴14平行于输入转轴9和输出转轴10布置，其中，输入转轴9上相对转动地安装有第一齿轮1，输出转轴10上相对转动地安装有第二齿轮2，且输入转轴9和输出转轴10之间的间隔中设置有可转动的第三齿轮3，例如如图2所示，在更优选结构中，第三齿轮3的支撑轴17通过两侧的轴承18安装在变速器壳体内，且支撑轴17与输入转轴9和输出转轴10同轴线，中间转轴14上设置有分别与第一齿轮1、第二齿轮2和第三齿轮3啮合的第四齿轮4、第五齿轮5和第六齿轮6，例如，在优选结构中，中间转轴14与其上的各个齿轮为花键配合，这样，第一齿轮1和第四齿轮4形成一对齿轮传动副，第二齿轮2和第五齿轮5形成一对齿轮传动副，第三齿轮3和第六齿轮6形成一对齿轮副，并且，输入转轴9上装配有位于第一齿轮1和第三齿轮3之间的第一同步器11，第一同步器11与输入转轴9同步转动且能够轴向运动以分别与两侧的第一齿轮1和第三齿轮3结合，也就是说，第一齿轮1相对于输入转轴9自由转动，输入转轴9转动并不直接带动第一齿轮1转动，而输入转轴9同步带动第一同步器11转动且第一同步器11能够在输入转轴9上轴向滑动，例如，在更优选结构中，第一齿轮1通过滚针轴承与输入转轴9配合，第一同步器11通过花键与输入转轴9配合，只有第一同步器11与第一齿轮1结合后，输入转轴9才带动第一齿轮1转动，以下所述的第二齿轮2和第二同步器12以及第三同步器13与此类似；同时，如图2所示，输出转轴10上装配有分别位于第二齿轮2两侧且与输出转轴10同步转动的第二同步器12和第三同步器13，第二同步器12能够轴向运动与第二齿轮2结合，第三同步器13能够轴向运动与第三齿轮3结合，例如，与第一齿轮1和第一同步器11类似地，在更优选结构中，输出转轴10与其上的第二同步器12和第三同步器13均为花键配合，输出转轴10与其上的第二齿轮2，下位所述的第七齿轮7和倒挡齿轮15均通过滚针轴承配合。

这样，在以上的技术方案中，由于包括三个齿轮传动副，即第一齿轮1和第四齿轮4、第二齿轮2和第五齿轮5、和第三齿轮3和第六齿轮6，并且第一齿轮1和第三齿轮3之间设置有第一同步器11，第一同步器11能够在输入转轴9上轴向运动以根据换挡需求与第一齿轮1结合，以实现输入转轴9与第一齿轮1的动力传递，或者与第三齿轮3结合，以实现输入转轴9与第三齿轮3的动力传递，同时，第二齿轮2一侧的第二同步器12能够根据换挡需求以轴向运动与第二齿轮2结合，以实现输出转轴10与第二齿轮2的动力传递，而第二齿轮2另一侧的第三同步器13能够根据换挡需求以轴向运动与第三齿轮3结合，以实现输出转轴10与第三齿轮3的动力传递，这样，通过控制不同的同步器，可以根据不同换挡需求来提供四个前进挡，从而以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并进一步减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

本实施例中，参考图2，详细说明以上所述的四个前进挡：

1挡时：第一同步器11向左与第一齿轮1结合，以使得输入转轴9与第一齿轮1形成动力传递，而第二同步器12向左与第二齿轮2结合，以使得输出转轴10与第二齿轮2形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第一齿轮1，通过啮合关系再传递给第四齿轮4，通过中间转轴14传递给第五齿轮5，通过啮合关系传递给第二齿轮2，通过第二同步器12传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程；

2挡时：第一同步器11向左与第一齿轮1结合，以使得输入转轴9与第一齿轮1形成动力传递，第三同步器13向左与第三齿轮3结合，以使得输出转轴10与第三齿轮3形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第一齿轮1，通过啮合关系再传递给第四齿轮4，通过中间转轴14传递给第六齿轮6，通过啮合关系传递给第三齿轮3，通过第三同步器13传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程；

3挡时：第一同步器11向右与第三齿轮3结合，以使得输入转轴9与第三齿轮3形成动力传递，第三同步器13向左与第三齿轮3结合，以使得输出转轴10与第三齿轮3形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第三齿轮3，通过第三同步器13直接传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程，此为直接挡；

4挡时：第一同步器11向右与第三齿轮3结合，以使得输入转轴9与第三齿轮3形成动力传递，第二同步器12向左与第二齿轮2结合，以使得输出转轴10与第二齿轮2形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第三齿轮3，通过啮合关系传递给第六齿轮6，通过中间转轴14传递给第五齿轮5，通过啮合关系传递给第二齿轮2，通过第二同步器12传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程；

从而，通过以上四个前进挡位可以明显地看出，本发明的变速挡位结构能够显著地以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并在怠速时，只有较短的输入转轴9和一个同步器运转，从而可以进一步减少怠速时齿轮的运转数量，并减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

当然，本发明的变速挡位结构进一步地具有倒挡结构，如图2所示，在实施例一中，输出转轴10上相对转动地安装有倒挡齿轮15，也就是，倒挡齿轮15能够相对于输出转轴10自由转动，例如，倒挡齿轮15通过滚针轴承与输出转轴10装配，倒挡齿轮15位于第二齿轮2和第三同步器13之间，第三同步器13能够轴向运动与倒挡齿轮15结合，倒挡齿轮15啮合有倒挡惰轮16，倒挡惰轮16可以通过自身的转轴支撑在变速器壳体内，倒挡惰轮16与第五齿轮5啮合。

这样，参考图2，本发明的变速挡位结构可以实现两个倒挡，具体地：

Rev1挡时：第一同步器11向左与第一齿轮1结合，以使得输入转轴9与第一齿轮1形成动力传递，第三同步器13向右与倒挡齿轮15结合，以使得输出转轴10与倒挡齿轮15形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第一齿轮1，通过啮合关系传递给第四齿轮4，通过中间转轴14传递给第五齿轮5，通过啮合关系传递给倒挡惰轮16，通过啮合关系传递给倒挡齿轮15，通过第三同步器13传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转9轴到输出转轴10的整个传递过程；

Rev2挡时：第一同步器11向右与第三齿轮3结合，以使得输入转轴9与第三齿轮3形成动力传递，第三同步器13向右与倒挡齿轮15结合，以使得输出转轴10与倒挡齿轮15形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第三齿轮3，通过啮合关系传递给第六齿轮6，通过中间转轴14传递第五齿轮5，通过啮合关系传递给倒挡惰轮16，通过啮合关系传递给倒挡齿轮15，通过第三同步器13传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转9轴到输出转轴10的整个传递过程。

这样，本发明的实施例一种，通过以上所述的结构，可以实现四个前进挡和两个倒挡。

实施例二：

本发明的实施例二的变速挡位结构在实施例一的基础上得到，即在保持实施例一的结构不变的情形下，仅增加一对齿轮传动副即可能够增加两个前进挡位，以得到实施例二的变速挡位结构，具体地，

如图2所示，实施例二的变速挡位结构中，输出转轴10上还相对转动地安装有第七齿轮7，第七齿轮7的装配方式与第二齿轮2相同，第二同步器12能够轴向运动以分别与第二齿轮2结合或与第七齿轮7结合，中间转轴14上固定安装有与第七齿轮7啮合的第八齿轮8，这样，可以得到另外两个前进挡，参考图2，具体地：

5挡时：第一同步器11向左与第一齿轮1结合，以使得输入转轴9与第一齿轮1形成动力传递，第二同步器12向右与第七齿轮7结合，以使得输出转轴10与第七齿轮7形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第一齿轮1，通过啮合关系传递给第四齿轮4，通过中间转轴14传递给第八齿轮8，通过啮合关系传递给第七齿轮7，通过第二同步器12传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程；

6挡时：第一同步器11向右与第三齿轮3结合，以使得输入转轴9与第三齿轮3形成动力传递，第二同步器12向右与第七齿轮7结合，以使得输出转轴10与第七齿轮7形成动力传递，这样，动力路线为：扭矩由输入转轴9进入，通过第一同步器11传递给第三齿轮3，通过啮合关系传递给第六齿轮6，通过中间转轴14传递第八齿轮8，通过啮合关系传递给第七齿轮7，通过第二同步器12传递到输出转轴10，实现了扭矩由输入转轴9到输出转轴10的整个传递过程。

这样，通过增加一对齿轮传动副，可以额外增加两个前进挡，也就是，通过实施二的结构，可以提供六个前进挡和两个倒挡，从而以少量的齿轮传动副来实现多挡位输出，最大限度地发挥各个齿轮的作用，减少变速器的重量、成本并优化体积，并进一步减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

在此需要说明的是，在实施例一和实施例二的结合启示下，本领域技术人员能够增加其他的齿轮传动副，例如在输出转轴10上装配第九齿轮和第四同步器，在中间转轴14上装配第十齿轮，从而得出与本发明实施例一和实施例二的结构类似的结构，实现以少量的齿轮传动副来提供多个前进挡位，然而，根据等同原则，这样的变形方式均属于本发明的等同保护范围。

另外，本发明还提供一种变速器，其中，所述变速器设置有以上所述的变速挡位结构，这样，通过以上所述的变速挡位结构，该变速器能够以少量的齿轮传动副提供多挡位输出，且其重量、成本减少并且体积优化，并减少怠速时齿轮的运转数量以减少怠速搅油损失和降低怠速异响。

此外，本发明还提供一种车辆，其中，所述车辆设置有以上所述的变速器，这样，通过该变速器，所述车辆的成本显著降低，耗油显著降低且怠速时的异响明显降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变速挡位结构，其特征在于，所述变速挡位结构包括：

同轴线间隔布置的输入转轴(9)和输出转轴(10)；

平行于所述输入转轴(9)和所述输出转轴(10)布置的中间转轴(14)；

其中，所述输入转轴(9)上相对转动地安装有第一齿轮(1)，所述输出转轴(10)上相对转动地安装有第二齿轮(2)，且所述输入转轴(9)和所述输出转轴(10)之间的间隔中设置有可转动的第三齿轮(3)，所述中间转轴(14)上设置有分别与所述第一齿轮(1)、所述第二齿轮(2)和所述第三齿轮(3)啮合的第四齿轮(4)、第五齿轮(5)和第六齿轮(6)，并且，

所述输入转轴(9)上装配有位于所述第一齿轮(1)和所述第三齿轮(3)之间的第一同步器(11)，所述第一同步器(11)与所述输入转轴(9)同步转动且能够轴向运动以分别与两侧的所述第一齿轮(1)和所述第三齿轮(3)结合；

所述输出转轴(10)上装配有分别位于所述第二齿轮(2)两侧且与所述输出转轴(10)同步转动的第二同步器(12)和第三同步器(13)，所述第二同步器(12)能够轴向运动与所述第二齿轮(2)结合，所述第三同步器(13)能够轴向运动与所述第三齿轮(3)结合。

2.根据权利要求1所述的变速挡位结构，其特征在于，所述输出转轴(10)上还相对转动地安装有第七齿轮(7)，所述第二同步器(12)能够轴向运动以分别与所述第二齿轮(2)结合或与所述第七齿轮(7)结合，所述中间转轴(14)上固定安装有与所述第七齿轮(7)啮合的第八齿轮(8)。

3.根据权利要求1或2所述的变速挡位结构，其特征在于，所述输出转轴(10)上相对转动地安装有倒挡齿轮(15)，所述倒挡齿轮(15)位于所述第二齿轮(2)和所述第三同步器(13)之间，所述第三同步器(13)能够轴向运动与所述倒挡齿轮(15)结合，所述倒挡齿轮(15)啮合有倒挡惰轮(16)，所述倒挡惰轮(16)与所述第五齿轮(5)啮合。

4.根据权利要求1所述的变速挡位结构，其特征在于，所述第一齿轮(1)通过滚针轴承与所述输入转轴(9)配合，所述第一同步器(11)通过花键与所述输入转轴(9)配合。

5.根据权利要求1所述的变速挡位结构，其特征在于，所述中间转轴(14)与其上的各个齿轮为花键配合。

6.根据权利要求1所述的变速挡位结构，其特征在于，所述输出转轴(10)与其上的各个同步器为花键配合，所述输出转轴(10)与其上的各个齿轮通过滚针轴承配合。

7.根据权利要求1所述的变速挡位结构，其特征在于，所述第三齿轮(3)的支撑轴(17)通过两侧的轴承(18)安装在变速器壳体内，且所述支撑轴(17)与所述输入转轴(9)和所述输出转轴(10)同轴线。

8.一种变速器，其特征在于，所述变速器设置有根据权利要求1-7中任意一项所述的变速挡位结构。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有根据权利要求8所述的变速器。