CN111005993B - 一种环绕式共轨直列变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环绕式共轨直列变速箱，包括有变速箱和换挡调节箱，动力输入轴件，包括有动力输入轴及位于所述变速箱壳体内的副轴，且副轴其一端与所述换挡调节箱转动连接，动力输出轴件，倒挡轮组，组合旋转块，档位限位块，本发明结构简单、传动效率高、换挡简单，兼具手动斜齿变速箱和直齿序列变速箱以上两种变速箱的优点。

Description

一种环绕式共轨直列变速箱

技术领域

本发明涉及汽车变速箱技术领域，具体尤其涉及一种环绕式共轨直列变速箱。

背景技术

现有汽车变速箱是汽车最核心的部件之一，汽车变速箱在汽车中常称为“变速箱”，在工业机械中常称为“变速机”，是进行机械动力转换的机械或液压设备，当前目前市场上变速箱有着各种形式，可分为自动变速箱和手动变速箱；自动变速箱虽然是一种趋势，但是其结构复杂，成本较高，所以目前手动变速箱仍然有着很大的市场，但是手动变速箱其常见的只有两种形式，手动斜齿变速箱和直齿序列变速箱，手动斜齿变速箱是多用于现有各种车型，手动斜齿变速箱的传动齿轮为斜齿设计，各个齿轮啮合和分离时是循序渐进的，各个齿轮不存在突然出现的“硬连接”状态，所以手动斜齿变速箱传动更加平稳、承载能力更高，齿轮双方之间随着齿轮转动逐步施加力，相比较于直齿序列变速箱噪音会相对小些，另外因齿轮之间不存在强烈冲击，齿轮的磨损度也会降低，使用寿命也会更长；直齿序列变速箱目前是多用于赛车，直齿序列变速箱的传动齿轮为直齿设计，齿轮是整体进入啮合整体退出啮合，所以各个齿轮啮合和分离时会产生一定量的噪音，各个齿轮在啮合初期属于“硬连接”状态，双方之间没有任何的缓冲，齿轮之间强烈的不断冲击，会加剧齿轮的磨损，而且其结构比较复杂，运行时所有齿轮都处于啮合状态都在转动，这样相应的就会损耗一部分能量，且缩短了齿轮寿命。

发明内容

为此，本发明提出一种环绕式共轨直列变速箱，结构简单、传动效率高、换挡简单，兼具手动斜齿变速箱和直齿序列变速箱以上两种变速箱的优点。

本发明通过如下技术手段实现：

一种环绕式共轨直列变速箱，包括有：

变速箱壳体，所述变速箱壳体的内部两侧分别活动架设有相互平行的主轴、副轴，所述主轴的输出端连接有动力输出轴，所述副轴的输入端连接有动力输入轴，所述变速箱壳体与换挡调节箱相邻的侧面板内侧设有水平导柱；

换挡调节箱，所述换挡调节箱设于变速箱壳体的一侧，所述换挡调节箱的顶部设有档位卡，所述换挡调节箱连接有穿过档位卡的换挡手柄，所述换挡手柄的底部与设于换挡调节箱内部的铰接旋转块连接，所述换挡手柄的下部通过滑块与设于换挡调节箱内部的弧形导轨连接，所述弧形导轨的靠近变速箱壳体一侧设有顶块，所述顶块连接有增速齿轮，所述铰接旋转块上连接有增速大齿轮，增速大齿轮与增速齿轮啮合；

动力输入轴件，包括有动力输入轴及位于所述变速箱壳体内的副轴，且副轴其一端与所述换挡调节箱转动连接；

动力输出轴件，包括有动力输出轴及位于所述变速箱壳体内的主轴，主轴与所述副轴平行设置，且主轴其靠近换挡调节箱的一端连接有动力输出轴，所述主轴上设有多组齿轮限位块，两所述齿轮限位块之间均与套设于主轴上的主动齿轮相接，各主动齿轮的直径沿轴向直线方向递减或递增；

第一齿轮组，包括有数组规格相同的第一齿轮并套设于所述副轴上，相邻第一齿轮之间间距相同；

倒挡轮组，位于变速箱壳体内部，包括有倒挡滑块，倒挡滑块套接于副轴外圆周并与副轴转动连接，倒挡滑块包括有连接有两相互平行的面板的固定块，一所述面板的相对外部设有轴套，所述固定块开设有两相互平行的通孔，两所述面板结构相同并均开设有倒挡第一连接孔、倒挡第二连接孔、倒挡第三连接孔、副轴通孔，两副轴通孔之间设有一个套接于副轴上的第一齿轮，设于两倒挡第一连接孔上的销轴外套设有第二倒挡传动齿轮，设于两倒挡第二连接孔上的销轴外套设有第三倒挡传动齿轮，设于两倒挡第三连接孔上的销轴外套设有第四倒挡传动齿轮，另一所述面板的相对外侧面通过倒挡第三连接孔连接有第一啮合齿轮，所述倒挡滑块内的第一齿轮与第二倒挡传动齿轮传动相接，第二倒挡传动齿轮、第三倒挡传动齿轮传动相接；

组合旋转块，包括有多组两两相接的旋转块，各所述旋转块的端部通过穿过倒挡滑块的固定块上的两通孔的长螺栓相互连接，各旋转块结构相同，旋转块由两相互平行的旋转板面与旋转固定块组成，两旋转板面均开设有相互对应的第一齿轮连接孔、第二齿轮连接孔、第三齿轮连接孔，且相对靠近倒挡轮组的旋转板面上开设有有啮合齿轮孔，所述啮合齿轮孔位于第三齿轮连接孔的下方，两相互对应的第一齿轮连接孔、第二齿轮连接孔、第三齿轮连接孔之间依次分别通过销轴连接有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，各所述旋转块内的第一齿轮与第二齿轮传动相接，第二齿轮、第三齿轮传动相接，一所述旋转块上的啮合齿轮孔与另一与其相邻的旋转块的第三齿轮连接孔通过销轴连接有啮合齿轮，旋转块的组数不少于2块，啮合齿轮的直径沿轴向直线方向递增或递减；

档位限位块，所述档位限位块套设于远离倒挡滑块的副轴一端上，所述档位限位块的一端部开设有连接两长螺栓的连接通孔，所述档位限位块相对靠近换挡调节箱一侧面的端部设有连接的顶块的连接套，所述档位限位块上设有多组位于同一圆上的档位限位孔，各档位限位孔的相对外侧开设有啮合齿轮限位孔，啮合齿轮限位孔与相邻旋转块上的第三齿轮连接孔通过销轴连接有啮合齿轮。

进一步地，所述倒挡滑块设于副轴上，所述滑块一侧设有套设于副轴上的弹簧，副轴相对靠近弹簧的一端连接有轴承，所述副轴的端部连接有动力输入轴。

进一步地，所述副轴连接有动力输入轴的端部内侧套设有转动轴承，转动轴承上连接有安装法兰。

进一步地，所述弧形导轨包括有两侧边柱，两所述侧边柱分别与变速箱壳体活动连接，两所述侧边柱的外表面分别套设有弹簧。

进一步地，所述主轴上开设有多组凹槽，各凹槽在同一直线上，各凹槽上设有与凹槽相对应卡合的立方体块，各主动齿轮分别套接于立方体块处。

通过本发明环绕式共轨直列变速箱的变速方法，其中环绕式共轨直列变速箱包括有变速箱和换挡调节箱，

动力输入轴连接于离合器上，而离合器一端连接发动机提供动力，经副轴传递至安装在其外表面上的第一齿轮组，档位限位孔的相对外侧开设有的啮合齿轮限位孔与变速箱壳体内的水平导柱对应限位卡合；

第一组齿轮中各第一齿轮将动力传递至第二齿轮、第三齿轮，从而带动与各第三齿轮连接的啮合齿轮及第一啮合齿轮，当挂取相应档位时，因各啮合齿轮及第一啮合齿轮不在同一直线上，从而驱动各档位相对应的啮合齿轮与相应主动齿轮啮合转动；

当需要换挡时，踩离合切断动力，将换挡手柄向左（图中位置）扳动，换挡手柄连接的滑块推动弧形导轨向左运动，弧形导轨推动连接在旋转块上的顶块，使其整体向左运动，档位限位块的档位限位孔从水平导柱中脱离，相对应档位的啮合齿轮与和其啮合的主动齿轮错开，断开啮合状态，此时将换挡手柄向前或向后扳动，连接于换挡手柄上的增速大齿轮进行转动，驱动增速齿轮转动，使得其配合角度放大，并与每个档位旋转角度相同，因增速齿轮由花键安装于顶块上，增速小齿轮转动带动顶块转动，从而带动组合旋转块转动到所需要的档位，松开换挡手柄，在弹簧的作用下向右运动，第二组齿轮啮合，档位限位孔重新与水平导柱对接，完成换挡变速操作。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明装置通过动力输入轴连接于离合器上，离合器一端连接发动机提供动力，经副轴传递至安装在其外表面上的第一齿轮组，档位限位孔的相对外侧开设有的啮合齿轮限位孔与变速箱壳体内的水平导柱对应限位卡合，第一组齿轮中各第一齿轮将动力传递至第二齿轮、第三齿轮，从而带动与各第三齿轮连接的啮合齿轮及第一啮合齿轮，当挂取相应档位时，因各啮合齿轮及第一啮合齿轮不在同一直线上，从而驱动各档位相对应的啮合齿轮与相应主动齿轮啮合转动，其结构简单堪比序列档，避免了序列档不能跳档的弊端，而且换挡操作简单，档位相比普通排挡档位更清晰，换挡更简单易操作，同时也省去了较多的传动拉杆等部件，从而可节省部分材料，节约资源，传动过程只有一组主动齿轮啮合，传动能耗较小，且啮合齿轮采用直齿齿轮，传动效率高，此变速箱兼具普通手动变速箱和序列变速箱型的优点，具有结构简单，传动效率高，换挡简单，操作方便等特点。

附图说明：

图1为本发明所述结构示意图；

图2为本发明轴向结构示意图；

图3为本发明部分结构示意图；

图4为本发明部分结构示意图；

图5为本发明部分结构示意图；

图6为本发明部分结构示意图；

图7为本发明所述结构示意图；

图8为本发明部分结构示意图；

图9为本发明部分结构示意图；

图10为本发明部分结构示意图；

图11为本发明部分结构示意图；

图12为本发明部分结构示意图；

图13为本发明所述结构示意图；

图14为本发明部分结构示意图；

图15为本发明部分结构示意图；

图16为本发明部分结构放大示意图；

图17为本发明部分结构示意图；

图18为本发明部分结构示意图；

图19为本发明所述结构示意图；

图20为本发明部分结构示意图；

图21为本发明部分结构示意图；

图22为本发明部分结构示意图。

具体实施方式：

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明：

结合本发明附图，具体实施例如下：

一种环绕式共轨直列变速箱，包括有：

变速箱壳体1，所述变速箱壳体1的内部两侧分别活动架设有相互平行的主轴11、副轴12，所述主轴11的输出端连接有动力输出轴13，所述副轴12的输入端连接有动力输入轴14，所述变速箱壳体1与换挡调节箱2相邻的侧面板内侧设有水平导柱15；

换挡调节箱2，所述换挡调节箱2设于变速箱壳体1的一侧，所述换挡调节箱2的顶部设有档位卡21，所述换挡调节箱2连接有穿过档位卡21的换挡手柄22，所述换挡手柄22的底部与设于换挡调节箱2内部的铰接旋转块23连接，所述换挡手柄22的下部通过滑块24与设于换挡调节箱2内部的弧形导轨25连接，所述弧形导轨25的靠近变速箱壳体2一侧设有顶块26，所述顶块26连接有增速齿轮27，所述铰接旋转块23上连接有增速大齿轮28，增速大齿轮28与增速齿轮27啮合；

动力输入轴件3，包括有动力输入轴14及位于所述变速箱壳体1内的副轴12，且副轴12其一端与所述换挡调节箱2转动连接；

动力输出轴件4，包括有动力输出轴13及位于所述变速箱壳体1内的主轴11，主轴11与所述副轴12平行设置，且主轴11其靠近换挡调节箱2的一端连接有动力输出轴13，所述主轴11上设有多组齿轮限位块41，两所述齿轮限位块41之间均与套设于主轴11上的主动齿轮42相接，各主动齿轮42的直径沿轴向直线方向递减或递增；

第一齿轮组5，包括有数组规格相同的第一齿轮51并套设于所述副轴12上，相邻第一齿轮51之间间距相同；

倒挡轮组6，位于变速箱壳体1内部，包括有倒挡滑块61，倒挡滑块61套接于副轴12外圆周并与副轴12转动连接，倒挡滑块61包括有连接有两相互平行的面板62的固定块63，一所述面板62的相对外部设有轴套64，所述固定块63开设有两相互平行的通孔65，两所述面板62结构相同并均开设有倒挡第一连接孔66、倒挡第二连接孔67、倒挡第三连接孔68、副轴通孔69，两副轴通孔69之间设有一个套接于副轴上的第一齿轮51，设于两倒挡第一连接孔66上的销轴外套设有第二倒挡传动齿轮610，设于两倒挡第二连接孔67上的销轴外套设有第三倒挡传动齿轮611，设于两倒挡第三连接孔68上的销轴外套设有第四倒挡传动齿轮612，另一所述面板62的相对外侧面通过倒挡第三连接孔68连接有第一啮合齿轮613，所述倒挡滑块61内的第一齿轮51与第二倒挡传动齿轮610传动相接，第二倒挡传动齿轮610、第三倒挡传动齿轮611传动相接；

组合旋转块7，包括有多组两两相接的旋转块79，各所述旋转块79的端部通过穿过倒挡滑块61的固定块63上的两通孔的长螺栓71相互连接，各旋转块79结构相同，旋转块7由两相互平行的旋转板面72与旋转固定块73组成，两旋转板面72均开设有相互对应的第一齿轮连接孔74、第二齿轮连接孔75、第三齿轮连接孔76，且相对靠近倒挡轮组6的旋转板面上开设有有啮合齿轮孔77，所述啮合齿轮孔77位于第三齿轮连接孔76的下方，两相互对应的第一齿轮连接孔74、第二齿轮连接孔75、第三齿轮连接孔76之间依次分别通过销轴连接有第一齿轮51、第二齿轮52、第三齿轮53，各所述旋转块79内的第一齿轮51与第二齿轮52传动相接，第二齿轮52、第三齿轮53传动相接，一所述旋转块79上的啮合齿轮孔77与另一与其相邻的旋转块79的第三齿轮连接孔76通过销轴连接有啮合齿轮78，旋转块79的组数不少于2块，啮合齿轮78的直径沿轴向直线方向递增；

档位限位块8，所述档位限位块8套设于远离倒挡滑块61的副轴12一端上，所述档位限位块8的一端部开设有连接两长螺栓71的连接通孔，所述档位限位块8相对靠近换挡调节箱2一侧面的端部设有连接的顶块26的连接套81，所述档位限位块8上设有多组位于同一圆上的档位限位孔82，各档位限位孔82的相对外侧开设有啮合齿轮限位孔83，啮合齿轮限位孔83与相邻旋转块7上的第三齿轮连接孔76通过销轴连接有啮合齿轮。

进一步地，所述倒挡滑块61设于副轴上，所述倒挡滑块61一侧设有套设于副轴12上的弹簧，副轴12相对靠近弹簧的一端连接有轴承91，所述副轴12的端部连接有动力输入轴14。

进一步地，所述副轴12连接有动力输入轴14的端部内侧套设有转动轴承92，转动轴承92上连接有安装法兰93。

进一步地，所述弧形导轨25包括有两侧边柱251，两所述侧边柱251分别与变速箱壳体1活动连接，两所述侧边柱251的外表面分别套设有弹簧252。

进一步地，所述主轴11上开设有多组凹槽111，各凹槽111在同一直线上，各凹槽111上设有与凹槽111相对应卡合的立方体块112，各主动齿轮42分别套接于立方体块112处。

通过本发明环绕式共轨直列变速箱的变速方法，其中环绕式共轨直列变速箱包括有变速箱和换挡调节箱，

动力输入轴连接于离合器上，而离合器一端连接发动机提供动力，经副轴传递至安装在其外表面上的第一齿轮组，档位限位孔的相对外侧开设有的啮合齿轮限位孔与变速箱壳体内的水平导柱对应限位卡合；

第一组齿轮中各第一齿轮将动力传递至第二齿轮、第三齿轮，从而带动与各第三齿轮连接的啮合齿轮及第一啮合齿轮，当挂取相应档位时，因各啮合齿轮及第一啮合齿轮不在同一直线上，从而驱动各档位相对应的啮合齿轮与相应主动齿轮啮合转动；

当需要换挡时，踩离合切断动力，将换挡手柄向左（图中位置）扳动，换挡手柄连接的滑块推动弧形导轨向左运动，弧形导轨推动连接在旋转块上的顶块，使其整体向左运动，档位限位块的档位限位孔从水平导柱中脱离，相对应档位的啮合齿轮与和其啮合的主动齿轮错开，断开啮合状态，此时将换挡手柄向前或向后扳动，连接于换挡手柄上的增速大齿轮进行转动，驱动增速齿轮转动，使得其配合角度放大，并与每个档位旋转角度相同，因增速齿轮由花键安装于顶块上，增速小齿轮转动带动顶块转动，从而带动组合旋转块转动到所需要的档位，松开换挡手柄，在弹簧的作用下向右运动，第二组齿轮啮合，档位限位孔重新与水平导柱对接，完成换挡变速操作。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有学术和科学术语具有本发明所属技术领域普通技术人员所理解的相同含义。

在相抵触的情况下，以本说明书中的定义为准。

除非另有说明，所有的百分数、份数、比例等都是以重量计。

当给出数值或数值范围、优选范围或一系列下限优选值和上限优选值时，应当理解其具体公开了由任何较小的范围限值或优选值和任何较大的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的任何范围，而无论范围是否分别被公开。除非另有说明，在本说明书描述数值范围之处，所述的范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。

当术语“约”或“左右”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应当是包括该具体数值或所涉及的端值。

采用“一”和“一个/种”的用法描述本发明的要素和组分，这只是出于便利和为了给出本发明一般情况。除非另有明显表述，应将该说明理解为包括一个/种或至少一个/种。

Claims (5)

1.一种环绕式共轨直列变速箱，其特征在于：包括有：

变速箱壳体，所述变速箱壳体的内部两侧分别活动架设有相互平行的主轴、副轴，所述主轴的输出端连接有动力输出轴，所述副轴的输入端连接有动力输入轴，所述变速箱壳体与换挡调节箱相邻的侧面板内侧设有水平导柱；

换挡调节箱，所述换挡调节箱设于变速箱壳体的一侧，所述换挡调节箱的顶部设有档位卡，所述换挡调节箱连接有穿过档位卡的换挡手柄，所述换挡手柄的底部与设于换挡调节箱内部的铰接旋转块连接，所述换挡手柄的下部通过滑块与设于换挡调节箱内部的弧形导轨连接，所述弧形导轨的靠近变速箱壳体一侧设有顶块，所述顶块连接有增速齿轮，所述铰接旋转块上连接有增速大齿轮，增速大齿轮与增速齿轮啮合；

动力输入轴件，包括有动力输入轴及位于所述变速箱壳体内的副轴，且副轴其一端与所述换挡调节箱转动连接；

动力输出轴件，包括有动力输出轴及位于所述变速箱壳体内的主轴，主轴与所述副轴平行设置，且主轴其靠近换挡调节箱的一端连接有动力输出轴，所述主轴上设有多组齿轮限位块，两所述齿轮限位块之间均与套设于主轴上的主动齿轮相接，各主动齿轮的直径沿轴向直线方向递减或递增；

第一齿轮组，包括有数组规格相同的第一齿轮并套设于所述副轴上，相邻第一齿轮之间间距相同；

倒挡轮组，位于变速箱壳体内部，包括有倒挡滑块，倒挡滑块套接于副轴外圆周并与副轴转动连接，倒挡滑块包括有连接有两相互平行的面板的固定块，一所述面板的相对外部设有轴套，所述固定块开设有两相互平行的通孔，两所述面板结构相同并均开设有倒挡第一连接孔、倒挡第二连接孔、倒挡第三连接孔、副轴通孔，两副轴通孔之间设有一个套接于副轴上的第一齿轮，设于两倒挡第一连接孔上的销轴外套设有第二倒挡传动齿轮，设于两倒挡第二连接孔上的销轴外套设有第三倒挡传动齿轮，设于两倒挡第三连接孔上的销轴外套设有第四倒挡传动齿轮，另一所述面板的相对外侧面通过倒挡第三连接孔连接有第一啮合齿轮，所述倒挡滑块内的第一齿轮与第二倒挡传动齿轮传动相接，第二倒挡传动齿轮、第三倒挡传动齿轮传动相接；

组合旋转块，包括有多组两两相接的旋转块，各所述旋转块的端部通过穿过倒挡滑块的固定块上的两通孔的长螺栓相互连接，各旋转块结构相同，旋转块由两相互平行的旋转板面与旋转固定块组成，两旋转板面均开设有相互对应的第一齿轮连接孔、第二齿轮连接孔、第三齿轮连接孔，且相对靠近倒挡轮组的旋转板面上开设有有啮合齿轮孔，所述啮合齿轮孔位于第三齿轮连接孔的下方，两相互对应的第一齿轮连接孔、第二齿轮连接孔、第三齿轮连接孔之间依次分别通过销轴连接有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，各所述旋转块内的第一齿轮与第二齿轮传动相接，第二齿轮、第三齿轮传动相接，一所述旋转块上的啮合齿轮孔与另一与其相邻的旋转块的第三齿轮连接孔通过销轴连接有啮合齿轮，旋转块的组数不少于2块，啮合齿轮的直径沿轴向直线方向递增或递减；

档位限位块，所述档位限位块套设于远离倒挡滑块的副轴一端上，所述档位限位块的一端部开设有连接两长螺栓的连接通孔，所述档位限位块相对靠近换挡调节箱一侧面的端部设有连接的顶块的连接套，所述档位限位块上设有多组位于同一圆上的档位限位孔，各档位限位孔的相对外侧开设有啮合齿轮限位孔，啮合齿轮限位孔与相邻旋转块上的第三齿轮连接孔通过销轴连接有啮合齿轮；

第一组齿轮中各第一齿轮将动力传递至第二齿轮、第三齿轮，从而带动与各第三齿轮连接的啮合齿轮及第一啮合齿轮，当挂取相应档位时，因各啮合齿轮及第一齿轮不在同一直线上，从而驱动各档位相应的啮合齿轮与相应主动齿轮啮合转动。

2.根据权利要求1所述的一种环绕式共轨直列变速箱，其特征在于：所述倒挡滑块设于副轴上，所述滑块一侧设有套设于副轴上的弹簧，副轴相对靠近弹簧的一端连接有轴承，所述副轴的端部连接有动力输入轴。

3.根据权利要求1所述的一种环绕式共轨直列变速箱，其特征在于：所述副轴连接有动力输入轴的端部内侧套设有转动轴承，转动轴承上连接有安装法兰。

4.根据权利要求1所述的一种环绕式共轨直列变速箱，其特征在于：所述弧形导轨包括有两侧边柱，两所述侧边柱分别与变速箱壳体活动连接，两所述侧边柱的外表面分别套设有弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种环绕式共轨直列变速箱，其特征在于：所述主轴上开设有多组凹槽，各凹槽在同一直线上，各凹槽上设有与凹槽相对应卡合的立方体块，各主动齿轮分别套接于立方体块处。

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