CN109519518A - 变速器倒档轴组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变速器倒档轴组件，包括倒档轴、倒档齿轮组件、支承组件，支承组件套在倒档轴上，支承组件的至少一部分与倒档轴连接，倒档齿轮组件套在支承组件上，倒档齿轮组件的至少一部分与支承组件连接，所述倒档轴的一端的周面上设有凸缘，还包括第一耐磨垫片和第二耐磨垫片，第一耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第一耐磨垫片位于所述凸缘与倒档齿轮组件的一端之间，第一耐磨垫片与倒档齿轮组件的一端配合，第二耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第二耐磨垫片与倒档齿轮组件另一端配合。本发明具有降低装配难度和装配成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及变速器技术领域，具体涉及一种变速器倒档轴组件。
背景技术
不使用支撑轴承直接安装在箱体上的轴，轴上有受力的斜齿轮，斜齿轮啮合时会产生轴向力，轴向力导致齿轮端面与箱体或轴端紧密贴合；同时两者间存在相对转动，在受力情况下相互转动会导致齿轮端面与轴的端面或是齿轮端面与箱体端面磨损。
对于变速器倒档轴组件而言，由于倒挡轴上两个斜齿轮在啮合传递扭矩的过程中会产生轴向力，会导致齿轮端面与轴的端面或是齿轮端面与箱体端面磨损。常见的变速器倒档轴组件是通过在倒档齿轮组的两端设置推力滚针轴承，以减轻齿轮组两端面及其对应的倒档轴凸缘侧环面、箱体内侧面的零件表面磨损。然而，在变速器箱与倒档齿轮组设置了推力滚针轴承后，会出现以下问题：
由于采用推力滚针轴承的变速器倒档轴组件，对倒档轴组件的轴向装配间隙要求较高，所以，在装配时需要在线测量各零件轴向尺寸并计算轴向间隙，当零部件轴向尺寸一致性差的时候还需要使用调整垫片，导致生产装配节拍低，装配线需要增设测量设备。此外，推力滚针轴承的成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低装配难度和装配成本的变速器倒档轴组件。
实现上述目的的技术方案如下：
变速器倒档轴组件，包括倒档轴、倒档齿轮组件、支承组件，支承组件套在倒档轴上，支承组件的至少一部分与倒档轴连接，倒档齿轮组件套在支承组件上，倒档齿轮组件的至少一部分与支承组件连接，所述倒档轴的一端的周面上设有凸缘，还包括第一耐磨垫片和第二耐磨垫片，第一耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第一耐磨垫片位于所述凸缘与倒档齿轮组件的一端之间，第一耐磨垫片与倒档齿轮组件的一端配合，第二耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第二耐磨垫片与倒档齿轮组件另一端配合。
进一步地，所述倒档齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮、同步环、同步锥毂，第一齿轮的一端设有轴，所述同步锥毂套在轴上并与该轴连接，所述同步环套在同步锥毂上并与同步锥毂配合，同步环和同步锥毂周面上均设有轮齿，所述第二齿轮上设有轴向移动后与同步环和同步锥毂的周面上轮齿啮合的离合齿套。
进一步地，所述第二齿轮的一端设有容纳腔，所述轴的一端伸入到所述容纳腔中，所述同步环和同步锥毂的一部分位于容纳腔中。
进一步地，支承组件包括第一轴承、第二轴承，第一轴承和第二轴承分别与倒档轴连接。
进一步地，支承组件还包括限位衬套，该限位衬套位于第一轴承和第二轴承之间。
进一步地，所述倒档齿轮组件面向第一耐磨垫片的轴向端面上以及倒档齿轮组件面向第二耐磨垫片的轴向端面上均设有甩油槽。
进一步地，甩油槽沿着倒档齿轮组件旋转时所产生离心力的方向布置。
进一步地，甩油槽具有横截面积，甩油槽包括入口和出口，甩油槽的横截面积从该甩油槽的入口向出口增大。
进一步地，甩油槽在入口的深度向该甩油槽的出口的深度逐渐减小。
进一步地，所述第一耐磨垫片和第二耐磨垫片均经过磷化处理。
采用了上述方案，首先，采用耐磨垫片代替推力滚针轴承，其有益效果体现在：一是在成本上得以大大降低；二是装配时无需在线测量和利用调整垫片，装配节拍得以大大提升。其次，倒档齿轮组件端面与耐磨垫片间控制合理的轴向间隙，使齿轮轮辐的偏转量得到控制，控制了偏转量也就控制了齿轮副的啮合错位量，这就能确保变速器不因用垫片代替推力滚针而导致齿轮啸叫出现。再次，耐磨垫片的内孔与倒档轴外圆间的径向间隙合理，减少在运转过程中垫片在轴上的晃动，避免了出现异响的可能。
本发明还具有以下特点：
1、通过在倒档轴上设置了第一耐磨垫片和第二耐磨垫片，使得倒档齿轮组件与变速箱箱体之间存有缓冲。将变速箱箱体与倒档齿轮组件端面的相对转速分为两部分：倒档齿轮组件端面与耐磨垫片、耐磨垫片与变速箱箱体，这样就将一个摩擦副变为两个摩擦副。在相同工况下，转速差分配到两个摩擦副上，每个摩擦副的相对转速大幅降低。在轴向载荷相同时，转速差越小，出现端面磨损的风险也越小。
2、垫片表面采用磷化耐磨处理，可以进一步减小磨损风险。
3、设计合理的齿轮端面油槽的数量和结构，使得垫片表面和齿轮组端面上能形成足够厚的油膜，确保润滑充分。
说明书附图
图1为发明的变速器倒档轴组件的结构示意图；
图2为发明的变速器倒档轴组件与变速器箱体的装配图；
图3为本发明中优选的第一齿轮或第二齿轮端面的示意图；
图4为第一齿轮或第二齿轮端面的另一种示意图。
说明书附图中的标记：
1为倒档轴，1a为凸缘，2为第一齿轮，2a为轴，3为第二齿轮，3a为容纳腔，4为同步环，5为同步锥毂，6为轮齿，7为第一轴承，8为第二轴承，9为限位衬套，10为第一耐磨垫片，11为第二耐磨垫片，12为甩油槽，12a为入口，12b为出口，13为左箱体，14为右箱体。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的变速器倒档轴组件，包括倒档轴1、倒档齿轮组件、支承组件、第一耐磨垫片10、第二耐磨垫片11，倒档轴1的两端分别与变速箱箱体的左箱体13和右箱体14连接，支承组件套在倒档轴1上，支承组件的至少一部分与倒档轴1连接，倒档齿轮组件套在支承组件上，倒档齿轮组件的至少一部分与支承组件连接。
如图1和图2所示所述倒档齿轮组件包括第一齿轮2、第二齿轮3、同步环4、同步锥毂5，第一齿轮2的一端设有轴2a，所述同步锥毂5套在轴2a上并与该轴2a连接，同步锥毂5与轴2a优先采用花键配合，使两者在周向上能够形成动力传递。所述同步环4套在同步锥毂5上并与同步锥毂5配合，同步锥毂5的外周面为锥面，同步环4的内圆周面也为锥面，同步环4与同步锥毂5通过锥面配合，两者优先通过摩擦作用力进行动力传递。同步环4和同步锥毂5周面上均设有轮齿6。
如图1和图2所示所述第二齿轮3上设有轴向移动后与同步环4和同步锥毂5的周面上轮齿6啮合的离合齿套（图中未示出）。第二齿轮3为双联齿轮，离合齿套在第二齿轮3中的其中一个齿轮配合，在外力的作用下使离合齿套轴向移动后，使离合齿套在同步环4和同步锥毂5上的轮齿6啮合，从而形第二齿轮3和第一齿轮2形成动力传递。
如图1和图2所示所述第二齿轮3的一端设有容纳腔，所述轴2a的一端伸入到所述容纳腔3a中，所述同步环4和同步锥毂5的一部分位于容纳腔3a中，这样可使离合齿套的位置位于轮齿6的外侧，当离合齿套轴向移动时，更容易使离合齿套在轮齿6进行结合或分离。
如图1和图2所示支承组件包括第一轴承7、第二轴承8，第一轴承7和第二轴承8分别与倒档轴1连接。支承组件还包括限位衬套9，该限位衬套9位于第一轴承7和第二轴承8之间，限位衬套9用于分隔第一轴承7和第二轴承8，限位衬套9的一端与第一轴承7的一端抵顶，限位衬套9的另一端与第二轴承8的一端抵顶，限位衬套9防止第一轴承7和第二轴承8沿倒档轴1的轴向窜动。
如图1和图2所示所述倒档轴1的一端的周面上设有凸缘1a，第一耐磨垫片10套在倒档轴1上并与倒档轴1间隙配合，第一耐磨垫片10位于所述凸缘1a与倒档齿轮组件的一端之间，第一耐磨垫片10与倒档齿轮组件的一端配合，第一耐磨垫片10位于凸缘1a与第二齿轮3之间，第二耐磨垫片11套在倒档轴1上并与倒档轴1间隙配合，第二耐磨垫片11与倒档齿轮组件另一端配合。第二耐磨垫片11位于第一齿轮2与右箱体14之间。
如图1和图2所示第一耐磨垫片10与第二齿轮3配合的一端还与第一轴承7的另一端抵顶，第二耐磨垫片11与第一齿轮2配合的一端还与第二轴承8的另一端抵顶，这样，在第一耐磨垫片10、限位衬套9以及第二耐磨垫片11的作用下，阻止了第一轴承7和第二轴承8沿倒档轴1的轴向窜动。
如图1至图3所示，所述倒档齿轮组件面向第一耐磨垫片的轴向端面上以及倒档齿轮组件面向第二耐磨垫片的轴向端面上均设有甩油槽12。甩油槽12沿着倒档齿轮组件旋转时所产生离心力的方向布置，这样可使甩出润滑油的速度增大，从而有利于使甩出的润滑油起到更好的润滑效果。
如图1至图3所示，优选地，第二齿轮3面向第一耐磨垫片10上设置有所述甩油槽12，第一齿轮2面向第二耐磨垫片11上也设置有所述甩油槽12，每个甩油槽12具有横截面积，甩油槽12包括入口12a和出口12b，优选地，甩油槽的横截面积从该甩油槽12的入口12a向出口12b增大，这样，有助于使润滑油的压力提升获得保障。甩油槽12在入口12a的深度向该甩油槽的出口12b的深度逐渐减小。
如图1至图3所示，由于变速箱箱体内存在大量润滑油，变速箱内的齿轮工作时，会使这些润滑油流动起来，以对各个齿轮进行充分的润滑，然而，由于第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11与倒档齿轮组件之间的间隙太小，因此，在第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11与倒档齿轮组件之间获得的润滑油量也很少，因此，通过在第一齿轮2和第二齿轮3的端面上设置甩油槽12，通过甩油槽12获得更多地润滑油量，并且将润甩油槽12沿着倒档齿轮组件旋转时所产生离心力的方向布置，并使甩油槽12的入口12a向出口12b增大，以及使甩油槽12在入口12a的深度向该甩油槽的出口12b的深度逐渐减小，这样的甩油槽12不但有利于使润滑油的流速增加，而且进入到甩油槽12内的润滑油随着甩油槽12的深度逐渐减小，并且速度增加的情况下，迫使甩油槽12内的润滑油向倒档齿轮组件轴向的外侧流动，这样，就使得第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11获得更多润滑油，因此，本发明中的甩油槽12的结构使得第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11与倒档齿轮组件之间获得了充分润滑，有利于减小倒档齿轮组件与第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11之间的摩擦力，延长第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11的使用时间。
甩油槽12的形状不限于上述描述的结构，例如甩油槽12也可设置成直槽，如图4所示。
所述第一耐磨垫片10和第二耐磨垫片11均为经过磷化处理所获得的耐磨垫片。所述磷化处理包括以下步骤：
步骤1，锰系磷化液的配制，锰系磷化液由A、B两部分组成，A部分为前镀液，每升前镀液由以下质量份的原料配置而成：NiSO4.7H2O 20～130g、NaH2PO4 25～135g、柠檬酸钠10～115g、醋酸钠10～115g、其余为水；
B部分为磷化液，每升磷化液由以下质量份的原料配置而成：马日夫盐 20～130g、磷酸6～18g、硝酸锰13～115g、EDTA-二钠 0.15～10.25 g、1,10-二氮菲 0.6～11g，其余为水；所述每升磷化液B中的EDTA-二钠与1,10-二氮菲的质量比为1:4。
步骤2，将垫片进行除油，除锈，水洗处理；
步骤3，化学镀处理，前镀液A升温至70～180℃时放入垫片，控制时间5～10 分钟；
步骤4，将经过步骤3处理后的垫片放入升温至90～95℃磷化液B中，控制时间15～25分钟。
对于磷化处理的具体实施例如下：
步骤1，锰系磷化液的配制，锰系磷化液由A、B两部分组成，A部分为前镀液，每升前镀液由以下质量份的原料配置而成：NiSO4.7H2O 25g、NaH2PO4 30g、柠檬酸钠12g、醋酸钠12g、其余为水；
B部分为磷化液，每升磷化液由以下质量份的原料配置而成：马日夫盐 25g、磷酸7.5g、硝酸锰14g、EDTA-二钠 0.2g、1,10-二氮菲 0.8g，其余为水。
步骤2，将垫片进行除油，除锈，水洗处理；
步骤3，化学镀处理，前镀液A升温至75℃时放入垫片，控制时间7 分钟；
步骤4，将经过步骤3处理后的垫片放入升温至95℃磷化液B中，控制时间20分钟。
垫片在前镀液A中进行了处理后，前镀液形成的膜层能使磷化处理时形成的耐磨层与所述膜层具有更好的结合力，经检验，本发明的耐磨垫片具有以下特点：
1）垫片表面形成的磷磷化膜层均匀、细腻致密，无污点、无缺陷区、无划痕、无粉状物和白色残渣。
2）磷化膜层厚度为3～110um（也可换算成相应的磷化膜重量）。
3）磷化膜层的晶粒磷化颗粒3～10um，且排布应均匀一致，结晶形状最好为柱状晶。
4）腐蚀坑检测：在长度为20mm的截面内，10~130um的腐蚀坑数量小于等于20个，31~150um的腐蚀坑数量小于等于6个。
Claims (10)
1.变速器倒档轴组件，包括倒档轴、倒档齿轮组件、支承组件，支承组件套在倒档轴上，支承组件的至少一部分与倒档轴连接，倒档齿轮组件套在支承组件上，倒档齿轮组件的至少一部分与支承组件连接，其所述在于，所述倒档轴的一端的周面上设有凸缘，还包括第一耐磨垫片和第二耐磨垫片，第一耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第一耐磨垫片位于所述凸缘与倒档齿轮组件的一端之间，第一耐磨垫片与倒档齿轮组件的一端配合，第二耐磨垫片套在倒档轴上并与倒档轴间隙配合，第二耐磨垫片与倒档齿轮组件另一端配合。
2.根据权利要求1所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，所述倒档齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮、同步环、同步锥毂，第一齿轮的一端设有轴，所述同步锥毂套在轴上并与该轴连接，所述同步环套在同步锥毂上并与同步锥毂配合，同步环和同步锥毂周面上均设有轮齿，所述第二齿轮上设有轴向移动后与同步环和同步锥毂的周面上轮齿啮合的离合齿套。
3.根据权利要求2所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，所述第二齿轮的一端设有容纳腔，所述轴的一端伸入到所述容纳腔中，所述同步环和同步锥毂的一部分位于容纳腔中。
4.根据权利要求1所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，支承组件包括第一轴承、第二轴承，第一轴承和第二轴承分别与倒档轴连接。
5.根据权利要求4所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，支承组件还包括限位衬套，该限位衬套位于第一轴承和第二轴承之间。
6.根据权利要求1至6之一所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，所述倒档齿轮组件面向第一耐磨垫片的轴向端面上以及倒档齿轮组件面向第二耐磨垫片的轴向端面上均设有甩油槽。
7.根据权利要求6所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，甩油槽沿着倒档齿轮组件旋转时所产生离心力的方向布置。
8.根据权利要求6所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，甩油槽具有横截面积，甩油槽包括入口和出口，甩油槽的横截面积从该甩油槽的入口向出口增大。
9.根据权利要求8所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，甩油槽在入口的深度向该甩油槽的出口的深度逐渐减小。
10.根据权利要求1至6之一所述的变速器倒档轴组件，其特征在于，所述第一耐磨垫片和第二耐磨垫片均经过磷化处理。
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2019
- 2019-01-15 CN CN201910036838.9A patent/CN109519518A/zh active Pending
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