CN1108363A - 惰轮安装结构 - Google Patents

Abstract

一种用于组合式齿轮变速器(10)的惰轮安装结 构，该变速器有一个中间壁(50)，一个轴向离开该中 间壁的轴支承部(66)。轴向位于上述二者之间的是 一个齿轮件(48)。中间壁和轴支承部限定有使轴件 (98)置于其中的对准的轴孔(92，96)，轴件有保持于 轴孔中的保持装置。轴件限定有润滑通道装置 (100)以便润滑液通过轴件流入容纳一个相邻副轴 (60)前端的轴承(64)。轴件外表面为轴和齿轮件之 间的轴承(120)限定一个轴承内圈。本安装结构简 化了结构并提高了强度。

Description

本发明涉及诸如组合式齿轮变速器的齿轮装置，特别是涉及用于这类齿轮装置的改进的惰轮安装结构。

虽然本发明可以用在不同类型的齿轮装置，但它用于组合式齿轮主变速器特别有利，这种变速器包括有一个主变速器部和一个与之串联在一起的副变速器部，这方面以下将要加以描述。

在上述类型的组合式齿轮变速器中，主、副变速器部各自包括有一根主轴和一或多根副轴，包容在变速器中的大多数齿轮围绕或安装在主轴之一或副轴之一上。以上可参见美国专利4，703，667号，该专利已转让与本发明的受让人，现结合于此以作参考。

在典型的上述仅作为例子的组合式齿轮变速器中，必须设有一个同时与副轴（或其上安装的齿轮）和主轴上安装的反向齿轮相啮合的惰轮。惰轮因而常称为“反向惰轮”，安装在一根与主轴和副轴分开的惰轮轴上，如美国专利4，735，109号中所见，该专利转让与本发明的受让人，现结合于此作为参考。一个典型的组合式齿轮变速器在其主变速器部中有两根副轴，每根副轴都相应有一个反向惰轮和惰轮轴结构。

应用本发明特别有利的典型组合式齿轮变速器的箱体有一个中间壁将其分隔成前部和后部，每一部可以包括“主变速器部”，每一部亦可包括“副变速器部”。容纳于中间壁内适当的轴承内的是前副轴的后端和后副轴的前端。相邻于中间壁，变速箱通常还包括有另一个壁，惰轮轴即通过它而伸展。如前述美国专利4，735，109号所简单表示和本申请随后要加以描述的，反向惰轮是以悬臂状态安装在惰轮轴上的。

上述反向惰轮安装结构已广泛应用于商业用途，并大体运作满意。但是，这种现有技术结构在所需零件数目和制造装配成本方面有一定缺点。而且，在这种现有技术结构中，只能应用直齿圆柱齿轮作为惰轮（因而与其啮合的齿轮也受此限制），以避免用斜齿时产生作用在惰轮和惰轮轴的组合力。现有技术的悬臂式惰轮轴在受这种力作用时其强度不足够将惰轮保持在惰轮轴上。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的惰轮安装结构，它只需要较少的零件，因而制造和装配的成本较低。

本发明的另一个目的是提供一种改进的惰轮安装结构，它适宜应用斜齿轮作为惰轮，而同时具有抵抗所产生的组合力的能力。

本发明的上述和其他目的的达到是靠提供一种组合式齿轮变速器，它包括有一个主变速器部和一个与之串联连接的包括有一副轴的副变速器部。该变速器的箱体包括有一轴向位于主、副变速器部之间的中间壁，和一位于主变速器部内并轴向与中间壁离开一距离的轴支承部。一个齿轮件轴向位于中间壁和轴支承部之间，由一轴装置支承着相对于箱体旋转，该轴与副变速器部的副轴大致同轴线。

本发明的变速器的特征在于，上述轴支承部和中间壁分别限定了第一和第二两个互相对正的孔。该轴装置包括一个轴件，它限定了分别位于第一和第二轴孔内的第一和第二轴向端部。该轴件和上述第一和第二轴孔之一相结合以限定保持该轴件和该轴孔相对关系的装置。该轴件限定通道装置以允许润滑液从轴件的第一端部流到副变速器部的副轴。

根据本发明的又一个方面，该齿轮件安装成可绕轴件旋转，而轴件外表面限定一外轴承面。齿轮件包括一组围绕齿轮件内周面布置的轴承件，而轴件的外表面包括供该组轴承件用的内圈。

附图简介

图1为本发明可应用于其中的那种组合式齿轮变速器的简图。

图2为商业应用的现有技术惰轮安装结构的局部轴向剖视图。

图3为本发明的惰轮安装结构类似图2的局部轴向剖视图。

为了便于参考而非为了限制，首先对下面的描述中将要用到的某些术语加以说明。“向上”，“向下”，“向右”，“向左”等词应理解为所指的是所提及的附图中的方向。“前面”，“后面”则分别指的是按常规安装在车辆中时变速器的前端和后端，亦是分别对应于附图左面和右面。“向里”，“向外”则分别指向着或离开变速器的几何中心或其指定零件。这些术语除包括上述词语外，还包括上述词语的衍生词和有类似含意的词语。

首先参看图1，图中表示上一个具有8种前进速度的组合式变速器，总的以标号10表示。变速器10包括一个主变速器都12，它与副变速器部14串联连接，二者都有多个可换速度或动力传送路线。主、副变速器部都被一常规的箱体16（只见于图2）所包容。

变速器10包括一个用轴承20支承于其后端邻近处的输入轴18，并设有一个用例如花键不可旋转地连接于轴上的输入齿轮22。输入齿轮以相同速度同时传动主变速器部的多个副轴24和26。通常副轴24和26位于主轴28直径上的相对侧，而主轴28同轴线地对正输入轴18。

每个副轴24和26在其上设有相同的副轴齿轮组30，32，34，36和38，两组齿轮形成多对尺寸和齿数相同的齿轮对，位于主轴28直径上相对两侧。从上面提到的美国专利4，735，109号可以很好地看出，副轴齿轮36和38可以用渐开线花键的形式直接做在副轴24和26上。

多个主变速器部主轴传动齿轮40，42，44和46包围着主轴28，并且如现有技术所熟知，利用离合器滑动套环可选择地一时一个地与其接合。包围着主轴28的主轴齿轮40，42和44分别连续地啮合住位于直径上相对侧的副轴齿轮对30，32和34，并受其浮动地支承，其状况为本领域技术人员所熟知，并在美国专利3，105，395中有更详细的解释，该专利亦已转让给本发明的受让人，现结合于此以作参考。

主轴齿轮46是反向齿轮，它利用常规的中间反向惰轮48（只见于图2和图3）与副轴齿轮对38持续啮合。最前面的副轴齿轮对30持续与输入齿轮22啮合，并由其带动，从而只要当输入轴18被驱动旋转时，副轴24和26也就旋转。

箱体16包括一个中间壁50，在图1的示意图中它被画成“双层”，但本领域的技术人员都可以理解，通常只有一个单一的中间壁。中间壁50利用适当的轴承52和54分别支承住副轴24和26的后端。

副变速器部14接纳轴向伸入的主轴28，主轴28与一个输出轴56共轴线。副变速器部14还包括多个副变速器部副轴58和60，每根副轴都有同样一组的副轴齿轮，此处不作进一步详述。如本领域技术人员所知及如上面提到的美国专利3，105，395号详细描述的，主变速器部副轴24和26相对副变速器部副轴58和60转移90度，尽管在图1的示意图中二者是对正的。副变速器部副轴58和60分别利用适当的轴承62和64支承在中间壁50上。如图2和图3所示，轴承64位于中间壁50上限定的开口65中。变速器10的更为详细的结构和运作在上面提到的专利中有描述，并且现在已为本领域技术人员所熟知，由于不和本发明特别有关，故将不包括在本申请中。

现在参看图2，图中表示了现有技术的反向惰轮48悬臂安装结构。在这种现有技术结构中，箱体16包括一个限定了一个轴向伸展孔68的轴支承部分60和一个径向伸展孔70。轴向孔68中置有一个反向惰轮轴72，它限定有一个轴向伸展的润滑液通道74，通道74的后端被一螺塞76所封闭。轴72还分别限定有前后径向润滑液通道78和80。

位于反向惰轮48的轴向相对两侧的分别是前、后止推挡圈82和84。在径向上位于惰轮轴72和惰轮48之间的是滚针轴承86，它包括一个内圈和一个外圈，内圈靠着轴72安装。通常轴承86的内圈在轴向上较齿轮48稍长，起着垫圈的作用，使齿轮可相对于挡圈82和84自由转动。

惰轮轴72在其前端有一个直径较小的带螺纹部分88，一个螺母和垫圈组件90接合该部88将轴72拉向前，使挡圈82和84以及轴承86的内圈在轴向上紧靠在一起。

滚针轴承86的润滑是靠箱体16内的润滑液的“飞溅”完成的，一部分润滑液进入径向孔70并径向流入向上伸展的径向润滑通道78（见图中箭头所示）。然后润滑液向后流过轴向润滑通道74，再径向向外经过向下伸展的径向润滑通道80以及轴承内圈的孔，再到达轴承。

还有一部分润滑液飞溅向反向惰轮48的径向向外和向后的方向，沿着中间壁50的前表面流动，使一部分润滑液飞溅或多少轴向通过支承着副变速器部副轴60前端的轴承64（当然也流过支承着副轴58的前端的轴承62）。

现在主要参看图3，以下将描述本发明的反向惰轮安装结构。轴支承部66限定一个轴向伸展的孔92，它通常要比现有技术的孔68大一些，其原因下面将会明白。中间壁50限定一个向后的轴支承部分94，它在其上限定一个轴向伸展孔96。孔92和96对正（共轴线），反向惰轮轴98则置于其中。轴98最好用厚壁管做成，这样就可以限定一个轴向伸展的润滑通道100，该通道在轴98的后端开口。轴98的前端限定一个螺纹孔，其中拧入一个适当的液体接头102，如图3所示，接头102又和一个液体管子104连接，其功用随后将要谈到。围绕着惰轮轴98，并在轴向上位于齿轮48和轴支承部66之间的是一个挡圈106，它限定一个或多个L形润滑液通道108。轴支承部66的后表面限定一个径向槽110，它容纳住一个防转销112的前端，销112的后端则紧固地容纳于挡圈106上的一个孔内。

轴向上位于惰轮48和后轴支承部94之间的是一个挡圈114。从图3中挡圈114的下半部可以清楚看出，轴支承部94的相邻部分做出一个槽116，挡圈114上则压出一个凸耳118，该凸耳118即容于槽116中。

径向上位于惰轮轴98和惰轮48之间的是滚针轴承120。根据本发明的一个方面，轴98的外表面磨削成滚针可以直接在轴98的外表面上滚动，而不需要轴承内圈。同样地，滚针直接在惰轮48的内径表面上滚动，而不需要轴承外圈，从而降低了结构的复杂性和安装在惰轮48上的轴承的费用。本发明的这个特征之所以成为可能，部分是由于本发明不象现有技术那样让滚针在带有孔的表面上滚动，而这些孔是有损轴承的寿命的。还有，取消了单独的内外圈，滚针的直径可以大一些，从而使轴承能承受应用斜齿轮所产生的较大负荷。最后，取消了单独的内、外圈，惰轮轴98的直径也可以大一些，从而使轴的强度大为增高。

使用本发明的结构，不需要象现有技术那样利用轴承圈作为惰轮两侧挡圈106和114之间的垫圈。轴承120的润滑产生于润滑液的“飞溅”，润滑液流入L形润滑通道108，然后向后流过轴承（见图3中的箭头所示）。

关于本发明的惰轮安装结构组件，应当注意到惰轮轴98的前端99稍为做出锥度。在安装副变速器部的副轴60及其轴承64以前，将惰轮轴98带锥度的前端99从孔96的后端插入孔96，然后将轴98推向前，同时挨个装上挡圈114，其内带有轴承120的惰轮48，以及挡圈106。然后使惰轮轴98带锥度的前端进入孔92，再将轴98推向前直至带锥度的前端几乎到达图3所示的位置。

轴98在其后端的外表面上做有锯齿122。当轴的位置到达锯齿122仅位于支承部96之后时，就需要用某种合适的工具将轴98的迫入图3所示的位置，使锯齿122和孔96产生变形而互相结合。锯齿122的主要作用是保持惰轮轴98在孔92和96中不作任何轴向运动或转动。在本发明构思的范围内，各种其他的固定方法都可以应用，例如压配合，锁紧销，键和键槽，或其他合理的等效结构。

一旦将轴98装在图示的位置以后，就可将液体接头102拧入螺孔，并将液体管子104连接在接头上。管子104的另一端可以连接于任何适当的润滑液源，例如一个车上的润滑泵105。已知在图1所示类型的齿轮变速器中，除掉主变速部副轴24和26其中之一的润滑泵，然而本领域的技术人员懂得本发明并不受此限制。

在装配好反向惰轮48和惰轮轴98以后，再装配副变速器部的副轴和轴承。本发明的一个显著优点是惰轮轴98的结构有利于将润滑液源与其连接，如图3中的箭头所示，润滑液从润滑液源流出，经过润滑液导管104，然后向后进入润滑液通道100。离开轴98的润滑液流入形成在副变速器部副轴60前端的腔室。最好副轴60和惰轮轴98大致同轴线，亦即使两轴的相邻端有足够的重叠量，使至少部分流出润滑液通道100的润滑液将特定地与轴承64连通。如图3中箭头所示，在所述实施例中，流出通道100的润滑液大部分流过轴承64。其余部分的润滑液将通过中间壁50和轴支承部94之间的开口向前（即图1的左面）流动。然而，这个开口可以做得大些或小些，取决于副轴轴承64的知感润滑液需要，如果开口做得小些，将有较大量的润滑液被迫流过轴承。换句话说，本发明的优点之一就是可以将更多的润滑液送到需要的地方。

当需要维修而卸下惰轮48及其轴承120，可以将惰轮轴仅靠轻敲脱出（即向后卸下），在维修完毕后，再按原来安装的方法将轴重新插入。拆卸和重新安装不需任何特殊工具或设备就可完成。当然，拆卸惰轮轴98必须首先拆卸相应的副变速器部副轴60及其轴承64，这体现了惰轮轴98和副轴60应当至少“大致同轴线”的另一个理由。

本发明已在前面的说明书中作了详细描述，通过阅读和理解上述说明书，相信本领域的技术人员很清楚可对其作出各种变化和修改。予期所有这些变化和修改都包括在本发明中，只要它们在下面所附的权利要求书范围内。

Claims (13)

1、一种组合式齿轮变速器(10)，它包括有一个主变速器部(12)和一个与之串联连接的包括有一副轴(60)的副变速器部(14)；所述变速器(10)包括有一箱体(16)，它包括有一轴向位于所述主(12)、副(14)变速器部之间的中间壁(50)，和一位于所述主变速器部(12)内并轴向与所述中间壁(50)离开一距离的轴支承部(66)；一个齿轮件(48)轴向位于所述中间壁(50)和所述轴支承部(66)之间，由一轴装置支承着相对于所述箱体(16)旋转，所述轴装置和所述副变速器部的副轴(60)大致同轴线，其特征在于，

a.所述轴支承部(66)和所述中间壁(50)上分别限定有第一(92)和第二(96)轴孔；

b.所述轴装置包括一个轴件(98)，它限定有分别位于第一(92)和第二(96)轴孔内的第一(99)和第二(122)轴向端部；

c.所述轴件(98)和所述第一(92)和第二(96)轴孔之一相结合以限定保持所述轴件(98)和所述轴孔相对关系的装置(122)；以及

d.所述轴件(98)限定有通道装置(100)以允许润滑液从所述轴件的所述第一端部(99)流到所述副变速器部的副轴(60)。

2、如权利要求1所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述齿轮件（48）安装成可绕所述轴件（98）旋转，而所述轴件的所述外表面限定一个供所述齿轮件用的轴承面。

3、如权利要求2所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述齿轮件（48）包括一组围绕所述的齿轮件（48）的内周面布置的轴承件（120），所述轴件的所述外表面包括供所述一组轴承件（120）用的内圈。

4、如权利要求1所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述主变速器部（12）包括一个前部，所述副变速器部（14）包括一个后部，所述前部包括有一根输入轴（18），而所述后部包括有一根输出轴（56）。

5、如权利要求4所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述轴支承部（66）位于所说中间壁（50）的前面，所述轴件（98）的装配通过将所述轴件向前移动，所述轴件的所述第一轴向端部（99）首先通过所述第二轴孔（96），然后进入所述第一轴孔（92）。

6、如权利要求5所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述轴件（98）的拆卸通过将所述轴件向后推，所述轴件的所述第一轴向端部（99）首先从所述第一轴孔（92）脱出，然后通过所述第二轴孔（96）。

7、如权利要求1所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述中间壁（50）限定有一个孔（65），一套轴承（64）置于所述孔（65）内，该轴承容纳并可旋转地支承着所述副变速器部副轴（60）的一端。

8、如权利要求7所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述孔（65）位于所述第二轴孔（96）的轴向紧邻，并与其大致同轴线。

9、如权利要求8所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述变速器包括可运作以提供润滑液流的装置（105），还包括可运作以将所述润滑液流从所述提供装置（105）连通至所述轴件（98）的所述第一轴向端部（99）的装置（104，102）。

10、如权利要求9所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述轴件（98）包括一个空心件，所述第一轴向端部（99）适于接纳所述连通润滑液流的装置（102），所述润滑液流流过所述空心轴件（98），并通过支承着所述变速器部副轴（60）的所述一端的所述轴承组（64）。

11、如权利要求1所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述保持所述轴件（98）的装置包括所述轴件的第一（99）和第二（122）轴向端部之一限定有位于其圆周面上的留置面花纹以便与相应的轴孔产生变形并相互结合。

12、如权利要求1所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，其位置围绕所述轴件（98）并轴向在所述齿轮件（48）和所述轴支承部（66）之间挡圈装置（106），所述挡圈装置（106）和所述轴支承部（66）包括可运作以防止所述挡圈装置相对于所述轴支承部旋转的装置（112）。

13、如权利要求12所述的组合式齿轮变速器，其特征在于，所述挡圈装置（106）限定有液体通道装置（108），从而位于所述挡圈装置（106）周围的润滑液可以通过所述通道装置（108）流入所述齿轮件（48）的内周面和所述轴件（98）的外周面之间。

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