CN113700835A - 主副箱变速器和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车传动技术领域，本发明提供了一种主副箱变速器和车辆。本发明的主副箱变速器，包括：主变速箱，包括输入轴总成、输出轴总成和换挡机构，所述输入轴总成用于将车辆动力装置的动力传递给输出轴总成，所述换挡机构用于切换主变速箱的挡位；副变速箱，与输出轴总成通过离合装置传动连接，所述离合装置用于接通或者切断副变速箱和输出轴总成之间的动力传递；所述输出轴总成与副变速箱处于断开状态时，所述输出轴总成输出的动力输出给传动轴，所述输出轴总成与副变速箱处于连通状态时，所述输出轴总成输出的动力经副变速箱减速后输出给传动轴。本发明的车辆包括前述主副箱变速器。本发明可以适用于不同扭矩需求的车型。

Description

主副箱变速器和车辆

技术领域

本发明属于汽车传动技术领域，具体是一种主副箱变速器和车辆。

背景技术

随着汽车在人们生活中的普及，在人们出行和工作中已经成为不可或缺的重要工具。而汽车变速器是实现汽车动力传递功能的重要部件，汽车动力装置所产生的动力经过变速器减速后传递给传动轴，但是不同用途的汽车所需要的输出扭矩不同，例如家用车、小型轿车所需的扭矩较小转速较高，而载重型的货车、商用车、客车等需要的扭矩较大，转速较低。目前减速器采用一个变速箱的形式，虽然可以利用换挡机构来获得不同的扭矩输出，但是扭矩输出的范围有限，不能匹配不同种类的车型。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种主副箱变速器和车辆，用以解决现有的变速器不能和不同扭矩需求的车型相匹配的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种主副箱变速器，包括：

主变速箱输，包括输入轴总成、输出轴总成和换挡机构，所述输入轴总成用于将车辆动力装置的动力传递给输出轴总成，所述换挡机构用于切换主变速箱的挡位；

副变速箱，与输出轴总成通过离合装置传动连接，所述离合装置用于接通或者切断副变速箱和输出轴总成之间的动力传递；

所述输出轴总成与副变速箱处于断开状态时，所述输出轴总成输出的动力输出给传动轴，所述输出轴总成与副变速箱处于连通状态时，所述输出轴总成输出的动力经副变速箱减速后输出给传动轴。

优选地，所述副变速箱包括副箱输入轴、副箱输入齿轮、副箱输出轴和副箱输出齿轮，所述副箱输入轴带动所述副箱输入齿轮转动，所述副箱输入齿轮与所述副箱输出齿轮啮合，所述副箱输出齿轮带动所述副箱输出轴转动。

优选地，所述副箱输入齿轮和所述副箱输入轴为一体化结构，所述副箱输出齿轮与所述副箱输出轴为一体化结构。

优选地，所述副箱输入齿轮与所述副箱输入轴固定连接，所述副箱输出齿轮与所述副箱输出轴固定连接。

优选地，所述副箱输入轴上设置有键槽，所述副箱输入轴通过键槽与所述离合装置连接。

优选地，所述副箱输入轴的两端设置有球轴承，所述副箱输入轴通过球轴承与所述副变速箱的箱体转动连接。

优选地，所述副箱输出轴的两端设置有锥形轴承，且两端的锥形轴承的锥形面方向相反，所述副箱输出轴通过锥形轴承与所述副变速箱的箱体转动连接。

优选地，所述输入轴总成设置有输入轴、一挡输入齿轮，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮、四挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮、二挡输入齿轮沿输入轴的轴向方向依次设置，所述输出轴总成设置有输出轴，与所述一挡输入齿轮相啮合的一挡输出齿轮，与所述二挡输入齿轮相啮合的二挡输出齿轮，与所述三挡输入齿轮相啮合的三挡输出齿轮，与所述四挡输入齿轮相啮合的四挡输出齿轮；

优选地，所述换挡机构包括第一同步器和第二同步器，所述第一同步器设置在输入轴上，所述第二同步器设置在输出轴上，所述第一同步器用于使变速器的输入轴与二挡输入齿轮或四挡输入齿轮同步转动，所述第二同步器用于使变速器的输出轴与一挡输出齿轮或者三挡输出齿轮同步转动。

第二方面，本发明提供一种车辆，包括第一方面所述的主副箱变速器。

有益效果：本发明的主副箱变速器和车辆可以提供两种不同扭矩的输出方式，两种输出方式可以通过离合装置的离合状态来选择。一种是汽车动力装置的动力传递至主变速箱，由主变速箱减速后直接传递给汽车的传动轴。另一种是汽车动力装置的动力先传递至主变速箱，由主变速箱减速后通过离合装置传递至副变速箱，经变副速箱进一步减速增扭后再输出给汽车的传动轴。由于可以实现两种不同扭矩的输出，因此本发明可以适用于不同扭矩需求的车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本发明的保护范围内。

图1为本发明的变速器四挡换挡装置的三维结构图；

图2为本发明的换挡鼓的换挡区与第一驱动机构和第二驱动机构的角位置关系图；

图3为本发明的换挡鼓的三维结构图；

图4为本发明的导引槽轴向位置与轴向位置的关系图；

图5为本发明的第一驱动机构与换挡鼓配合的三维结构图；

图6为本发明的第一驱动机构与换挡鼓配合的三维结构图；

图7为本发明的第一驱动机构与第一同步器配合的三维结构图；

图8为本发明的可使转动带随同步器转动的结构的俯视图；

图9为本发明的可使转动带随同步器转动的结构的侧视图；

图10为本发明的四个转动件的位置关系图；

图11为本发明的主副箱变速器的传动原理示意图；

图12为本发明的主变速箱的传动原理示意图；

图13为本发明的副变速箱输入轴总成的结构示意图；

图14为本发明的副变速箱输出轴总成的结构示意图；

图15为本发明的主副箱变速器的主变速箱的传动原理示意图；

图16为本发明的主变速箱的输入轴总成的结构示意图；

图17为本发明的副变速箱的输出轴总成的结构示意图；

图18为本发明的传动法兰的三维结构图；

图19为本发明的传动法兰的另一个视角的三维结构图；

图20为本发明的传动法兰用于和传动轴连接的结构的三维视图；

图21为本发明的传动法兰的侧视图；

图22为本发明的传动法兰的主视图；

图23为本发明的三组子传动结构组断开设置的结构示意图；

图24为本发明的传动法兰的两组子传动结构在周向方向上错开设置的结构示意图；

附图标记说明：

副变速箱输100、副箱输入轴110、副箱输入齿轮120、副箱输出轴130、副箱输出齿轮140、球轴承150、锥形轴承160、主变速箱200、动力装置300、第一同步器2、第二同步器4、输入轴总成80、一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮82、三挡输入齿轮83、四挡输入齿轮84、输入轴85、第二轴承86、第四轴承87、输出轴总成90，一挡输出齿轮91，二挡输出齿轮92、三挡输出齿轮93、四挡输出齿轮94、输出轴95、第一轴承96、第三轴承97。

换挡鼓1、导引槽11、换挡区111、空挡区112；第一导引段113、第二导引段114、第三导引段115、第一角位置12、第二角位置13；

限位槽21、第一驱动机构3、第一滑动件31、第一拨叉32、第一连接件33、第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323、第四转动件324、拨动件325、转动带326、第二驱动机构5、第二滑动件51、第二拨叉52、第二连接件53；电机6、转轴7；

法兰主体410、第一连接部411、第二连接部412、限位孔4121、止口4122、第一传动结构420、第一连接结构430、第二传动结构440、第一子传动结构组441、第二子传动结构组442、第三子传动结构组443、第四子传动结构组444、第五子传动结构组445。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

车辆是一种常用的交通工具，主要由动力系统、传动系统、车身、底盘等组成。其中传动系统又包括了变速器、传动轴、差速器等。车辆行驶时动力系统的动力传动给变速器，变速器将动力系统的动力进行转换后输出具有合适的扭矩和转速的动力，转换后的动力再传递给传动轴，传动轴将动力传动给差速器后，由差速器将动力分别传递给两侧的车轮，转换后的动力也可以之间传递给差速器。为了实现驻车和换挡，变速器还设置有换挡装置和驻车装置。为了给变速器、差速器等装置润滑，还为变速器、差速器等装置配置了润滑系统。

实施例1

如图11所示，本实施例提供了一种主副箱变速器，该变速器包括主变速箱200输和副变速箱100，所述副变速箱100位于主变速箱200的轴向方向的一侧。主变速箱200和副变速箱100可以实现不同扭矩和转速的输出。

其中主变速箱200输包括输入轴总成80、输出轴总成90和换挡机构，所述输入轴总成80用于将车辆动力装置300的动力传递给输出轴总成90，所述换挡机构用于切换主变速箱200的挡位；

其中输入轴总成80和输出轴总成90配合使用传动动力，在本实施例中通过输入轴总成80和输出轴总成90的配合将主变速箱200输入端的动力减速后由输出端输出。此外本实施例的主变速箱200可以设置多个不同传动比的挡位，并利用换挡机构来实现多个挡位的切换。

其中副变速箱100，与输出轴总成90通过离合装置传动连接，所述离合装置用于接通或者切断副变速箱100和输出轴总成90之间的动力传递；所述副箱输入轴110上设置有键槽，所述副箱输入轴110通过键槽与所述离合装置连接。前述离合装置可以采用离合器。离合器的一端与主变速箱200的输出轴传动连接，另一端则通过花键与副变速箱100的输出轴连接。

如图12所示，所述副变速箱100包括副箱输入轴110、副箱输入齿轮120、副箱输出轴130和副箱输出齿轮140，在传动过程中，所述副箱输入轴110带动所述副箱输入齿轮120转动，所述副箱输入齿轮120与所述副箱输出齿轮140啮合，所述副箱输出齿轮140带动所述副箱输出轴130转动。

在传动过程中，副箱输入齿轮120和所述副箱输入轴110同步转动，副箱输出齿轮140与所述副箱输出轴130同步转动。对此，本实施例提供两种实现副箱输入齿轮120和所述副箱输入轴110同步转动，副箱输出齿轮140与所述副箱输出轴130同步转动的方式。

其中一种方式为，所述副箱输入齿轮120和所述副箱输入轴110为一体化结构，所述副箱输出齿轮140与所述副箱输出轴130为一体化结构。这种方式直接在副箱输入轴110上形成副箱输入齿轮120，并直接在副箱输出轴130上形成副箱输出齿轮140。

另一种方式为，所述副箱输入齿轮120与所述副箱输入轴110固定连接，所述副箱输出齿轮140与所述副箱输出轴130固定连接。固定连接的方式可以是采用键或者花键连接。

如图13所示，所述副箱输入轴110安装在副箱中，所述副箱输入轴110的两端设置有球轴承150，所述副箱输入轴110通过球轴承150与所述副变速箱100的箱体转动连接。

如图14所示，所述副箱输出轴130安装在副箱中，所述副箱输出轴130的两端设置有锥形轴承160，所述副箱输出轴130通过锥形轴承160与所述副变速箱100的箱体转动连接，且两端的锥形轴承160的锥形面方向相反。采用锥形轴承160后副箱输出轴130可以承受负载带来的轴向冲击，两端的锥形面采用方向相反的设置方式，可以使锥形轴承160承受双向的轴向冲击。

所述输出轴总成90与副变速箱100处于断开状态时，所述输出轴总成90输出的动力输出给传动轴，所述输出轴总成90与副变速箱100处于连通状态时，所述输出轴总成90输出的动力经副变速箱100减速后输出给传动轴。

本实施例的变速箱提供两种输出方式，一种是汽车动力装置300的动力传递至主变速箱200，由主变速箱200减速后直接传递给汽车的传动轴。另一总是汽车动力装置300的动力先传递至主变速箱200，由主变速箱200减速后通过离合装置传递至副变速箱100，经变速箱进一步减速增扭后再输出给汽车的传动轴。采用第一种传动方式时，主变速箱200的输出轴与车辆的传动轴传动连接。采用第二种传动方式时副箱输出轴130与传动轴传动连接。

第一种传动方式输出的转速较高扭矩较小，采用第一种传动方式可以匹配家用车，小轿车等车型。第二种传动方式经过主变速箱200和副变速箱100两次减速后输出的转速较低，扭矩较大，因此采用第二种传动方式可以匹配载重型的货车、商用车、客车、电动车等车型。前述两种方式可以通过离合装置的离合状态来选择。由于主变速箱200利用换挡机构可以输出多种传动比，由于本实施例采用了主变速箱200与副变速箱100轴系可以分离的连接方式，因此可以灵活配置各种传动比，实现多种传动比输出。

在本实施例中，车辆的动力装置产生的动力传递给输入轴总成80，通过输入轴总成80和输出轴总成90的配合使用，将动力从输入轴总成80传递至输出轴总成90。最后由输出轴总成90将动力传递给传动轴。前述车辆的动力装置包括但不限于发动机、电动机。

如图16所示，其中输入轴总成80包括了输入轴85、一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮83、四挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮81，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮84、二挡输入齿轮沿输入轴85的轴向方向依次设置；

本实施例的变速器还包括输入轴轴承，所述输入轴轴承布置在输入轴85两端，所述输入轴轴承与输入轴过盈配合，所述输入轴85的外径配合箱体对输入轴总成80起到支撑的作用。

所述输出轴总成90设置有输出轴95，与所述一挡输入齿轮81相啮合的一挡输出齿轮91，与所述二挡输入齿轮82相啮合的二挡输出齿轮，与所述三挡输入齿轮83相啮合的三挡输出齿轮，与所述四挡输入齿轮84相啮合的四挡输出齿轮；

本实施例的变速器还包括输出轴轴承，所述输出轴轴承布置在输出轴95两端与输出轴95过盈配合，外径配合箱体对输出轴总成90起到支撑的作用。

其中输出轴95可以通过联轴器，花键等连接方式与发动机或者电动机的输出轴传动连接，使发动机或者电动机的动力可以传递给输出轴95。其中输出轴95可以通过联轴器、法兰盘、花键等连接方式与传动轴传动连接，输出轴95的动力可以传递给传动轴。

在本实施例中变速箱可以进行四个不同挡位的切换，四个挡位分别为一挡、二挡、三挡和四挡，用于实现前述四个挡位的输出轴95上的齿轮分别对应为一挡输入齿轮81，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮83和四挡输入齿轮。用于实现前述四个挡位的输出轴95上的齿轮分别对应为一挡输出齿轮91，二挡输出齿轮92、三挡输出齿轮和四挡输出齿轮94。其中输出轴95上和输出轴95上相同挡位的齿轮相互啮合。

在本实施例中，前述四个挡位的输入齿轮沿输出轴95轴向方向的排列顺序依次为：一挡输入齿轮81，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮84和二挡输入齿轮。前述四个挡位的输出齿轮沿输出轴95轴向方向的排列顺序依次为：一挡输出齿轮91，三挡输出齿轮93、四挡输出齿轮和二挡输出齿轮92。前述挡位的布置方式没有按照一挡、二挡、三挡、四挡逐级升挡的顺序来布置，而是采用了挡位交替布置的方式，其中一挡和二挡之间由三挡隔开，三挡和四挡之间由二挡隔开，并且三挡和四挡设置在轴系的中部。本实施例利用换挡机构来切换变速器的挡位。由于一挡和二挡之间被隔开，因此一挡的挂挡和二挡之的挂挡可以分别进行，相互不会干扰和影响，使挂挡的舒适性得到提升。同理，二挡和三挡之间也可以分别挂挡，相互不会干扰和影响，使挂挡的舒适性得到提升。

在本实施例中，所述换挡机构包括第一同步器2和第二同步器4，所述第一同步器2设置在输出轴95上，所述第二同步器4设置在输出轴95上，所述第一同步器2用于使变速器的输出轴95与二挡输入齿轮82或四挡输入齿轮84同步转动，所述第二同步器4用于使变速器的输出轴95与一挡输出齿轮91或者三挡输出齿轮93同步转动。

本实施例将第一同步器2和第二同步器4设置在不同的轴系上，使第一同步器2和第二同步器4错开布置，这样两个同步器在换挡时不会相互干扰。由于一挡和二挡是错开设置的，且一挡挂挡时使用的是第二同步器4，二挡挂挡时使用的是第一同步器2，因此一挡和二挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。由于二挡和三挡是错开设置的，且二挡挂挡时使用的是第一同步器2，三挡挂挡时使用的是第二同步器4，因此二挡和三挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。由于三挡挂挡时使用的是第二同步器4，四挡挂挡时使用的是第一同步器2，因此三挡和四挡的挂挡可以分别进行且互不干扰。本实施例采用前述挡位布置和同步器的布置方式可以使逐级挂挡时相邻两挡分别采用不同的同步器，让各个挡位的挂挡过程互不影响。

在本实施例中，所述第一同步器2位于二挡输入齿轮82和四挡输入齿轮之间，这样第一同步器2用于挂挡的部件沿轴向方向朝一侧移动时就可以与二挡输入齿轮结合，沿轴向方向朝另一侧移动时就可以与四挡输入齿轮结合，因此无论是挂入二挡还是四挡都非常方便。挂挡的部件移动的需要移动的距离也相对较短。

在本实施例中，所述二挡输入齿轮与所述输出轴95转动连接，所述四挡输入齿轮与所述输出轴95转动连接，所述第一同步器2与所述输出轴95同步传动连接，所述第一同步器2处于与所述二挡输入齿轮结合的状态时，输出轴95的动力通过第一同步器2传递给所述二挡输入齿轮，当所述第一同步器2处于与所述四挡输入齿轮结合的状态时，输出轴95的动力通过第一同步器2传递给所述四挡输入齿轮。

前述同步传动连接，是指可以使第一同步器2和输出轴95同步转动的连接方式。

前述二挡输入齿轮与所述输出轴95转动连接，所述四挡输入齿轮与所述输出轴95转动连接是指二挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动，四挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动。可以将二挡输入齿轮与四挡输入齿轮空套在输出轴95上，以使二挡输入齿轮和四挡输入齿轮可以相对输出轴95转动。

本实施例的输入轴总成80还包括第二轴承86和第四轴承87，所述第二轴承86设置在所述输出轴95上，所述二挡输入齿轮通过第二轴承86与所述输出轴95转动连接，所述第四轴承87设置在所述输出轴95上，所述四挡输入齿轮通过第四轴承87与所述输出轴95转动连接。其中第二轴承86和第四轴承87优选滚针轴承。当然在其它实施例中也可以采用其它类型的轴承，这里不做限制。

其中第一同步器2可以通过花键与输出轴95同步传动连接。例如在输出轴95的外径上设置花键，而在第一同步器2的内壁上设置与该花键配合的键槽，将输出轴95上的花键沿轴向方向插入到第一同步器2的键槽中上，使第一同步器2和输出轴95形成连接，依靠花键和键槽的配合第一同步器2可以和所述输出轴95同步转动。

由于第一同步器2与输出轴95同步转动，因此当第一同步器2与所述二挡输入齿轮结合后，二挡输入齿轮在第一同步器2的带动下与第一同步器2同步转动。当第一同步器2与所述四挡输入齿轮结合后，四挡输入齿轮在第一同步器2的带动下与第一同步器2同步转动。

如图15和图17所示，在本实施例中，所述一挡输出齿轮与所述输出轴95转动连接，所述三挡输出齿轮93与所述输出轴95转动连接，所述第二同步器4与所述输出轴95同步传动连接，所述第二同步器4处于与所述一挡输出齿轮结合的状态时，所述一挡输出齿轮的动力通过第二同步器4传递给输出轴95，当所述第二同步器4处于与所述三挡输出齿轮93结合的状态时，所述三挡输出齿轮93的动力通过第二同步器4传递给输出轴95。

前述同步传动连接，是指可以使第二同步器4和输出轴95同步转动的连接方式。前述一挡输出齿轮与所述输出轴95转动连接，所述三挡输出齿轮93与所述输出轴95转动连接是指一挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动，三挡齿轮与输出轴95连接后可以相对输出轴95转动。可以将一挡输出齿轮与三挡输出齿轮93空套在输出轴95上，以使一挡输出齿轮与三挡输出齿轮93可以相对输出轴95转动。

如图15和图17所示，本实施例的输出轴总成90还包括第一轴承96和第三轴承97，所述第一轴承96设置在所述输出轴95上，所述一挡输出齿轮通过第一轴承96与所述输出轴95转动连接，所述第三轴承97设置在所述输出轴95上，所述三挡输出齿轮93通过第三轴承97与所述输出轴95转动连接。其中第一轴承96和第三轴承97优选滚针轴承。当然在其它实施例中也可以采用其它类型的轴承，这里不做限制。

通过以上的设计轴系布置时将三挡和四挡布置在中间，一二挡布置在两侧有利于滚针的空间布置减少其他零件，将用于与二挡和四挡结合的同步器布置在输出轴95上可以大大降低同步器能力的需求，降低同步器成本。

其中第二同步器4可以通过花键与输出轴95同步传动连接。例如在输出轴95的外径上设置花键，而在第一同步器2的内壁上设置与该花键配合的键槽，将输出轴95上的花键沿轴向方向插入到第一同步器2的键槽中上，使第二同步器4和输出轴95形成连接，依靠花键和键槽的配合第二同步器4可以和所述输出轴95同步转动。

由于第二同步器4与输出轴95同步转动，因此当第二同步器4与所述三挡输出齿轮93结合后，三挡输出齿轮93在第二同步器4的带动下与第二同步器4同步转动。当第二同步器4与所述四挡输入齿轮结合后，四挡输入齿轮在第二同步器4的带动下与第二同步器4同步转动。

如图17所示，在本实施例中，所述第二同步器4位于一挡输出齿轮91和三挡输出齿轮93之间，这样第二同步器4用于挂挡的部件沿轴向方向朝一侧移动时就可以与一挡输出齿轮91结合，沿轴向方向朝另一侧移动时就可以与三挡输出齿轮93结合，因此无论是挂入一挡还是三挡都非常方便，挂挡的部件移动时需要移动的距离也相对较短。

其中一挡输入齿轮和三挡输入齿轮可以通过花键与输出轴95连接，并与输出轴95同步转动，而二挡输出齿轮92和四挡输出齿轮94可以通过花键与输出轴95连接，并与输出轴95同步转动。

利用本实施例的变速器进行换挡控制的方法为：

控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮相结合并与三挡输出齿轮93相分离的状态，变速箱的挡位切换至一挡；

控制第一同步器2处于与二挡输入齿轮相结合并与四挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮93均相分离的状态，变速箱的挡位切换至二挡；

控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮和二挡输入齿轮均相分离的状态，同时第二同步器4处于与三挡输出齿轮93相结合并与一挡输出齿轮相分离的状态，变速箱的挡位切换至三挡；

控制第一同步器2处于与四挡输入齿轮相结合并与二挡入齿轮相分离的状态，同时第二同步器4处于与一挡输出齿轮和三挡输出齿轮93均相分离的状态，变速箱的挡位切换至四挡。

具体操作过程为：

挂一挡时，第二同步器4向左挂挡，一挡输出齿轮和输出轴95连接，动力从通过花键传递到输出轴95上，输出轴95通过输出轴95上一挡输入齿轮传递到输出轴95上的一挡输出齿轮。一挡输出齿轮将动力传递给输出轴95，通过输出轴95上的花键将动力传递给传动轴；

挂二挡时，第一同步器2向右挂挡，二挡输入齿轮和输出轴95连接，动力通过花键传递到输出轴95上，输出轴95通过花键连接传递到二挡输入齿轮，输二挡输入齿轮将动力传递给二挡输出齿轮92，二挡输出齿轮92通过花键传递到输出轴95上，二挡输出轴95通过花键传递给传动轴；

挂三挡时，第二同步器4向右挂挡，三挡输出齿轮93和输出轴95连接，动力从通过花键传递到输出轴95上，输出轴95通过三挡输入齿轮传递到三挡输出齿轮93，三挡输出齿轮93传递给输出轴95，通过输出轴95上的花键将动力传递给传动轴。

挂四挡时，第一同步器2向左挂挡，第四输入齿轮和输出轴95连接，动力从通过花键传递到输出轴95上，输出轴95通过花键连接传递到第四输入齿轮，第四输入齿轮传递给输出轴95上第四输出齿轮，输出轴95通过花键传递给传动轴。

实施例2

如图1，本实施例提供了一种变速器四挡换挡装置，该装置用于进行四个档位的挂挡操作，也可以应用在实施例1中的变速器中，为了便于描述，本文将这四个档位分为两组，分别为第一组档位和第二组档位，每组档位包括两个档位。本实施例的变速器四挡换挡装置包括换挡鼓1、电机6、第一同步器、第一驱动机构3、第二同步器4和第二驱动机构5。

如图2和图3所示，其中换挡鼓1设置有沿其周向方向延伸的导引槽11，所述导引槽11包括随换挡鼓1转动至不同角位置的换挡区111；

如图1所示，换挡鼓1可以设置为圆柱状，前述导引槽11则可以设置在换挡鼓1的圆柱形的周壁上，换挡区111为整个导引槽11的其中一部分区域，换挡鼓1可以绕自身的轴线旋转，换挡区111也随换挡鼓1的旋转而转动到不同的位置。

如图5所示，其中第一同步器用于参与第一组档位的挂挡操作。第一同步器可以与输入轴或者输出轴同步转动连接；第一同步器上设置有挂挡部件，挂挡部件在外力作用下(例如在拨叉的拨动下)可沿第一同步器的轴向方向移动，当第一同步器的挂挡部件移动至与某个挡位的齿轮完全结合时，第一同步器与该齿轮同步转动，这时输入轴的动力可以通过第一同步器传递给该齿轮，或者该齿轮的动力可以传递给输出轴。前述同步传动连接，是指可以使第一同步器和输入轴或者输出轴同步转动的连接方式。

其中所述第一驱动机构3在换挡鼓1的第一角位置12与导引槽11滑动连接，所述第一驱动机构3用于在换挡区111的驱动下推动第一同步器的挂挡部件沿第一同步器的轴向方向移动至第一轴向位置挂挡，或推动第一同步器的挂挡部件沿第一同步器的轴向方向移动至第二轴向位置挂挡，其中第一轴向位置与第二轴向位置不相同；

其中第一轴向位置是指第一同步器的挂挡部件与第一组档位中的其中一个档位的齿轮完全结合并使该齿轮与其同步转动时所处的位置。其中第二轴向位置是指第一同步器的挂挡部件与第一组档位中的另一个档位的齿轮完全结合并使该齿轮与其同步转动时所处的位置。前述挂挡部件可以是第一同步器的同步环。

随着换挡鼓1的转动，换挡区111域可以转动到与第一驱动机构3滑动连接的角位置范围。在该角位置范围内，随着换挡鼓1的转动，换挡区111域与第一驱动连接的位置也不断变化。由于换挡区111域各个位置沿轴向方向与第一同步器的距离有差异，因此换挡区111在转动过程中可以驱动第一驱动机构3沿轴向方向移动，第一驱动机构3沿轴向方向移动的同时又推动第一同步器的挂挡部件沿轴向方向移动。

在本实施例中所述第一驱动机构3包括第一滑动件31、第一拨叉32和第一连接件33，所述第一连接件33分别与所述第一滑动件31和第一拨叉32连接，所述第一滑动件31沿所述导引槽11滑动。

其中引导槽的宽度略大于第一滑动件31的宽度，第一连接件33的运动方向受到约束，其只能沿轴向方向移动。沿换挡鼓1的轴向方向看去，在一些区域导引槽11在不同的周向位置距离第一同步器或者第二同步器4的距离有所不同。当换挡鼓1转动时，导引槽11的不同位置与第一滑动件31接触，滑动件一边相对导引槽11沿周向方向滑动，一边也在导引槽11的驱动下沿着轴向方向来回移动。由于第一连接件33将第一滑动件31、第一拨叉32连接在了一起，因此，第一拨叉32也随第一滑动件31同步沿轴向方向移动。其中第一连接件33可以设置在换挡鼓1径向方向的侧面，第一滑动件31沿换挡鼓1的径向方向设置，第一滑动件31的一端与第一连接件33相连，相对的另一端嵌入到导引槽11中。

如图1和图6所示，其中第二同步器4用于参与第二组挡位的挂挡操作，第二同步器4可以与输入轴或者输出轴同步转动连接；第二同步器4上设置有挂挡部件，挂挡部件在外力作用下(例如在拨叉的拨动下)可沿第二同步器4的轴向方向移动，当第二同步器4的挂挡部件移动至与某个挡位的齿轮完全结合时，第二同步器4与该齿轮同步转动，这时输入轴的动力可以通过第二同步器4传递给该齿轮，或者该齿轮的动力可以传递给输出轴。前述同步传动连接，是指可以使第二同步器4和输入轴或者输出轴同步转动的连接方式。

其中所述第二驱动机构5在换挡鼓1的第二角位置13与导引槽11滑动连接，所述第二驱动机构5用于在换挡区111的驱动下推动第二同步器4的挂挡部件沿第二同步器4的轴向方向移动至第三轴向位置挂挡，或推动第二同步器4的挂挡部件沿第二同步器4的轴向方向移动至第四轴向位置挂挡，其中第三轴向位置与第四轴向位置不相同，所述第二角位置13不同于第一角位置12；

其中第三轴向位置是指第二同步器4的挂挡部件与第二组档位中的其中一个档位的齿轮完全结合并使该齿轮与其同步转动时所处的位置。其中第四轴向位置是指第二同步器4的挂挡部件与第二组档位中的另一个档位的齿轮完全结合并使该齿轮与其同步转动时所处的位置。前述挂挡部件可以是第二同步器4的同步环。

随着换挡鼓1的转动，换挡区111域可以转动到与第二驱动机构5滑动连接的角位置范围。在该角位置范围内，随着换挡鼓1的转动，换挡区111域与第二驱动连接的位置也不断变化。由于换挡区111域各个位置沿轴向方向与第二同步器4的距离有差异，因此换挡区111在转动过程中可以驱动第二驱动机构5沿轴向方向移动，第二驱动机构5沿轴向方向移动的同时又推动第二同步器4的挂挡部件沿轴向方向移动。

在本实施例中所述第二驱动机构5包括第二滑动件51、第二拨叉52和第二连接件53，所述第二连接件53分别与所述第二滑动件51和第二拨叉52连接，所述第二滑动件51沿所述导引槽11滑动。

其中引导槽的宽度略大于第二滑动件51的宽度，第二连接件53的运动方向受到约束，其只能沿轴向方向移动。沿换挡鼓1的轴向方向看去，在一些区域导引槽11在不同的周向位置距离第一同步器或者第二同步器4的距离有所不同。当换挡鼓1转动时，导引槽11的不同位置与第二滑动件51接触，滑动件一边相对导引槽11沿周向方向滑动，一边也在导引槽11的驱动下沿着轴向方向来回移动。由于第二连接件53将第二滑动件51、第二拨叉52连接在了一起，因此，第二拨叉52也随第二滑动件51同步沿轴向方向移动。其中第二连接件53可以设置在换挡鼓1径向方向的侧面，第二滑动件51沿换挡鼓1的径向方向设置，第二滑动件51的一端与第二连接件53相连，相对的另一端嵌入到导引槽11中。

如图1所示，其中电机6用于驱动所述换挡鼓1转动以使换挡区111驱动第一驱动机构3和第二驱动机构5沿换挡鼓1的轴向方向来回移动。所述电机6位和第一同步器以及第二同步器4位于换挡鼓1的轴向方向的两侧，所述电机6与所述换挡鼓1同轴设置。

本实施例将电机6和两个驱动机构沿轴向方向分开设置，使其位于换挡鼓1的两侧，这样电机6和驱动机构的动作可以互不影响，并且将电机6与所述换挡鼓1同轴设置可以使结构更加紧凑，也利用电机6和换挡鼓1之间动力的传递。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，所述变速器四挡换挡装置还包括转轴7，所述换挡鼓1与所述转轴7过盈配合，所述电机6驱动所述转轴7转动以带动所述换挡鼓1转动。通过转动轴与换挡鼓1直接采用过盈配合的方式进行传动，传动过程更加简单可靠。其中电机6安装在总成箱体上，换挡鼓1通过转轴7在箱体上定位，换挡鼓1和换挡鼓1轴转轴7相对固定，转轴7在箱体上可以转动。

如图7所示，在本实施例中，所述第一同步器和/或第二同步器4的周壁上设置有环形的限位槽，所述述第一拨叉32和/或第二拨叉52的端部设置有拨动件325，所述拨动件325通过拨动所述限位槽的侧壁来拨动第一同步器和/或第二同步器4的挂挡部件。

在本实施例中，所述限位槽的宽度大于拨动件325宽度的1.1倍，第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离大于拨动件325和限位槽之间的轴向间隙的2倍。采用前述结构，拨动件325插入限位槽中并将同步器的挂挡部件拨动至挂挡位置后，拨动件325的一侧与限位槽的一个侧壁接触，拨动件325的另一侧与限位槽的另一个侧壁之间留有足够的间隙。这样当出现意外小幅振动导致拨动件325与限位槽之间产生相对位移后，拨动件325的另一侧也不会与限位槽的另一个侧壁接触，这样避免了因为意外振动而导致拨动件325拨动限位槽，使挂挡部件从当前的档位脱出，从而使挂挡更加可靠。而正常挂挡时，拨动件325沿轴向方向移动的距离要超过拨动件325和限位槽之间的轴向间隙，因此拨动移动过程中拨动件325的另一侧也可以通过与限位槽的另一个侧壁接触来推动挂挡部件移动。

当拨动件325拨动同步器换挡时，拨动件325与同步器接触，而同步器处于高速转动中，拨动件325和同步器之间产生相对运动，因此拨动件325与同步器之间存在持续性的滑动摩擦，拨动件325和同步器都容易磨损变形，且摩擦产生的热量也会对变速箱产生影响。对此可以在拨动件325上设置可以更换的耐磨件，让耐磨件与同步器接触。当耐磨件磨损到一定程度后再更换新的耐磨件。当是采用这种方式需要拆装变速箱，才能更换耐磨件，因此实际使用过程中十分不方便。

对此可以在第一拨叉32上设置导油槽，并将导油槽的出口设置在拨动件325与同步器接触的表面，润滑油沿导油槽流到拨动件325表面，在拨动件325与同步器之间形成油膜以减小两者之间的摩擦。

此外也可以在拨动件325上设置滚子或者滚针，来减少摩擦，但是由于滚子与同步器接触时为点接触，滚针与同步器接触时为线接触，这两种接触方式的接触面积都很小，容易造成同步器和拨叉受力过于集中。

对此，本实施例采用可以使拨动件325随同步器同步转动结构的来避免摩擦。如8至图10所示，本实施例的第一拨叉32还包括圆柱形的第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324，所述第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324与所述第一拨叉32转动连接，所述第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324的转动轴线的延长线相交于同一交点，所述同一交点位于第一同步器的转动轴线上，所述第一转动件321的转动轴线和所述第二转动件322的转动轴线位于第一平面，所述第三转动件323的转动轴线和所述第四转动件324的转动轴线位于与第一平面不同的第二平面，所述第一平面和第二平面沿第一同步器的轴向方向排布。所述拨动件325为转动带326，所述转动带326的一端依次绕过第一转动件321、第二转动件322、第三转动件323和第四转动件324的外壁后与相对的另一端相接。前述转动带326可以是钢带或者皮带。具体实施时将转动带326绷紧后绕在前述四个转动件的外壁上，并使转动带326首尾相接形成一个环形。所述转动带326展开后为圆弧形。当第一转动件321和第二转动件322之间距离过长时还可以在第一转动件321和第二转动件322之间设置第五转动件，利用第五转动件在中部为转动带326提供支撑；当第三转动件323和第四转动件324之间距离过长时还可以在第一转动件321和第二转动件322之间设置第五转动件，利用第六转动件在中部为转动带326提供支撑。其中第五转动件和第六转动件可以设置多个，其数量可以根据第一转动件321和第二转动件322之间的距离或者第三转动件323和第四转动件324之间的距离来确定。前述各个转动将可以通过表面光滑的转轴与第一拨叉32转动连接。

采用前述结构后，当转动带326随第一拨叉32移动到与同步器接触的位置时，转动带326在同步器的带动下转动，转动带326的转动方向如图8至图10中的箭头方向所示。当转动带326刚与同步器接触的初期，转动带326和同步器之间会有滑动摩擦，当转动带326与同步器转速相同后，转动带326和同步器之间没有相对滑动，不会产生滑动摩擦而导致转动带326和同步器磨损，这时转动带326在同步器的带动下依次绕四个转动件循环转动，而转动带326与同步器接触的方式为面接触，不易出现受力过于集中的情况，且转动带326则始终能与同步器同步转动。

本实施例还提供另外一种解决前述滑动摩擦问题的实施方式。所述第一拨叉32还包括多组转动组件，每组转动组件包括第七转动件、第八转动件和转动带326、所述第七转动件、第八转动件与所述第一拨叉32转动连接，所述转动带326的一端依次绕过第七转动件、第八转动件的外壁后与相对的另一端相接。其中第七转动件、第八转动件的转轴相互平行。所述第八转动件和第九转动件为轴对称设置，其对称轴作为转动组件的对称轴，各组转动组件的对称轴的延长线相较于同一个交点，所述交点位于第一同步器的转动轴线上。

每组转动组件形成一个小的转动单元，每组转动组件的转动带326可以绕四个转动件循环转动。由于转动组件的对称轴的延长线位于第一同步器的转动轴线上，因此当转动带326随第一拨叉32移动到与同步器接触的位置时，各个转动组件的转动带326的转动方向与同步器上对应位置的转动方向几乎相同，各个转组件的转动带326的与同步器的滑动摩擦很小。采用前述方式，结构简单，各个转动组件之间可以平行设置，方便安装，既实现了面接触，又减小的滑动摩擦。

本实施例的变速器四挡换挡装置可以利用电机6驱动换挡鼓1转动，当换挡鼓1的换挡区111转动至与第一驱动机构3连接的位置时，换挡区111可以随换挡鼓1转动而通过第一驱动机构3推动第一同步器进行其中两个档位的挂挡操作；当换挡鼓1的换挡区111转动至与第二驱动机构5连接的位置时，换挡区111可以随换挡鼓1转动而通过第二驱动机构5推动第二同步器4进行另外两个档位的挂挡操作；由于第一驱动机构3和第二驱动机构5与换挡鼓1连接的区域处于不同的角位置，因此只需要一个换挡鼓1两个驱动机构就可以分别进行两个挡位的挂挡，前述四个挡位的挂挡操作只需要一个电机6驱动一个换挡鼓1转动就可以完成，因此换挡的执行机构少，挂挡动作简单，操作更加可靠。

实施例3

如图2和图3所示，本实施例在实施例1的基础上做进一步的改进，在本实施例中所述导引槽11中换挡区111以外的区域为空挡区112，当第一驱动机构3与空挡区112连接时第一同步器处于空挡状态；当第二驱动结构与空挡区112连接时，第二同步器4处于空挡状态，所述第一角位置12和第二角位置13之间的夹角大于所述换挡区111所对应的圆心角。

在本中，所述导引槽11由换挡区111和空挡区112组成，由于第一角位置12和第二角位置13之间的夹角大于所述换挡区111所对应的圆心角，因此换挡鼓1转动到任意角位置第一驱动机构3和第二驱动机构5不会都与换挡区111连接。这样当其中一个同步器处于挂挡状态时，另一个同步器是处于空挡状态，或者两个同步器都处于空挡状态，而不会出现两个同步器均处于挂挡状态。这样就可以避免各个挡位之间产生冲突，从而进一步提高了换挡的可靠性。采用前述方式只需要一条导引槽11就可以实现四个挡位的挂挡，因此结构更加简单。

如图3所示，在本实施例中，所述换挡区111包括第一导引段113和第二导引段114，当第一驱动机构3与所述第一导引段113连接时，第一同步器的挂挡部件被推动至第一轴向位置，当第一驱动机构3与所述第二导引段114连接时，第一同步器的挂挡部件被推动至第二轴向位置；当第二驱动机构5与所述第一导引段113连接时，第二同步器4的挂挡部件被推动至第三轴向位置，当第二驱动机构5与所述第二导引段114连接时，第二同步器4的挂挡部件被推动至第四轴向位置。

如图3和图4所示，图4中x轴表示导引槽11在轴向方向上的位置，Y轴表示在周向方向上的位置，其中第一导引段113和第二导引段114分别对应高(图4中H所指部分)低(图4中L所指部分)两个挡位。由于第一同步器和第二同步器4也用于进行两个挡位的挂挡，因此换挡区111的两个导引段也和各个同步器的两个挡位相对应。由于第一驱动机构3和第二驱动机构5位于不同的角位置，当换挡区111转动到与第一驱动机构3或者第二驱动机构5对应的角位置时就可以实现相应驱动机构的换挡，因此本实施例只需要在导引槽11的换挡区111设置高低两个挡位就可以实现变速器四个挡位的挂挡。

本实施例中，在所述换挡鼓1的轴向方向上，所述第一导引段113与第一轴向位置之间的距离小于空挡区112与第一轴向位置之间的距离，所述空挡区112与第一轴向位置之间的距离小于第二导引段114与第一轴向位置之间的距离。

本实施例通过将第一导引段113和第二导引段114在轴向方向上的位置错开设置来实现驱动第一驱动机构3或者第二驱动机构5进行高低两挡的挂挡。采用前述方式可以使高低两挡的挂挡位置分别位于空挡(图4中N所指的部分)位置的两侧，这样从空挡位置到高低两挡中任一挡位置的距离都比较近，从而使挂挡更加快捷和可靠。

作为一直在优选的实施方式，在本实施例中所述换挡区111还包括第三导引段115，当第一驱动机构3与所述第三导引段115连接时，第一同步器的挂挡部件被推动至空挡位置；当第二驱动机构5与所述第三导引段115连接时，第二同步器4的挂挡部件被推动至空挡位置；在所述换挡鼓1的轴向方向上，所述第三导引段115与第一轴向位置之间的距离等于空挡区112与第一轴向位置之间的距离，在所述换挡鼓1的周向方向上，所述第一导引段113、所述第三导引段115和所述第二导引段114依次设置。

前述换挡区111的第三导引段115的轴向位置与空挡区112的轴向位置相同，当第一驱动机构3或者第二驱动机构5在第三导引段115与导引槽11连接时，第一同步器或者第二同步器4处于空挡状态。采用前述方式可以使换挡鼓1转动到换挡区111时也可以挂空挡，而不必等到第一驱动机构3或者第二驱动机构5完全脱离换挡区111，使挂空挡的过程根据简单快捷。并且采用前述方式使导引槽11上与高挡位区域(第一导引段113)的相邻的两侧均为空档位对应的区域(空挡区112和第三导引段115)，这样换挡鼓1无论朝哪个方向转动均使同步器先退出到空挡位置，同理导引槽11上与低挡位区域(第二导引段114)的相邻的两侧均为空档位对应的区域(空挡区112和第三导引段115)，这样换挡鼓1无论朝哪个方向转动均使同步器先退出到空挡位置，从而有效避免高低挡位之间的冲突。

其中换挡的具体过程为：

第一驱动机构3换挡：电机6顺时针旋转(图1中从电机6往换挡鼓1看，)动力通过转轴7传递给换挡鼓1，换挡鼓1顺时针旋转带动第一拨叉32向上运动，第一同步器向上挂挡；电机6逆时针旋转，动力通过转轴7传递给换挡鼓1，换挡鼓1逆时针旋转带动第一拨叉32向下运动，第一同步器向下挂挡；

第二驱动机构5换挡：换挡鼓1逆时针转动一个角度，当图1中的换挡区111转动到第二滑动件51与换挡鼓1的导引槽11连接的位置时，电机6继续逆时针旋转，动力通过转轴7传递给换挡鼓1，换挡鼓1逆时针旋转带动第二拨叉52向上运动，第二同步器4向上挂挡；电机6继续逆时针旋转，动力通过转轴7传递给换挡鼓1，换挡鼓1逆时针旋转带动第二拨叉52向下运动，第二同步器4向下挂挡。

实施例4

如图18所示，本实施例提供了一种传动法兰，该传动法兰主要包括法兰主体410、第一传动结构420、第一连接结构430和第二传动结构440：

其中所述第一传动结构420设置在所述法兰主体410上，所述第一传动结构420用于与变速器输出轴连接并将变速器输出轴的扭矩传递给法兰主体410；

如图19和图21所示，变速器的输出轴通过第一传动结构420与法兰主体410形成连接，当变速器的输出轴转动时，变速器的输出轴的扭矩作用在第一传动结构420上，并通过第一传动结构420带动法兰主体410一同转动，是输出轴的转动和扭矩都传递到法兰主体410上。

其中所述第一连接结构430设置在所述法兰主体410上，所述第一连接结构430用于使法兰主体410与传动轴形成连接；

在本实施例中第一连接结构430至起到连接作用，第一连接结构430通过将法兰主体410与传动轴连接，避免传动轴与法兰主体410松脱。

第二传动结构440，所述第二传动结构440设置在法兰主体410朝向传动轴的一端，所述第二传动结构440用于将法兰主体410的扭矩传递给所述传动轴，并防止扭矩传递至所述第一连接结构430。

当法兰主体410在变速箱输出轴的驱动下转动时，法兰主体410的扭矩通过第二传动结构440传递给所述传动轴。在法兰主体410驱动传动轴转动的过程中，第二传动结构440负责承受传动的扭矩。并且第二传动结构440还用于防止扭矩被传递至第一连接结构430，这样在法兰将扭矩传递给传递轴的过程中，第一连接结构430不会受到扭矩的作用，因此不容易损坏，可以保证第一连接结构430始终能够将法兰主体410和传动轴进行连接，从而提高了法兰连接的安全性，并且可以适少第一连接结构430的数量从而简化结构降低成本。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，所述第二传动结构440为矩形齿，所述矩形齿设置在法兰主体410与传动轴连接的端面上，所述法兰主体410上的矩形齿用于与所述传动轴上的矩形齿配合传递扭矩。

其中矩形齿为长条形，矩形齿的截面为矩形。在本实施例中，传动轴上可以设置与法兰主体410上的矩形齿向配合的矩形齿。法兰主体410与传动轴安装连接后，法兰主体410的端面与传动轴配合，法兰主体410上的矩形齿与传动轴上的矩形齿嵌合在一起。当法兰主体410转动时，法兰主体410上的矩形齿与其相邻的传动轴上的矩形齿相接触，法兰主体410上的矩形齿推动与其相邻的传动轴上的矩形齿，使所述传动轴与所述法兰主体410一起转动。可以直接通过铣削直接在法兰主体410的端面加工出矩形齿。为了在实现矩形齿承受扭矩的同时，使法兰结构更加简单，所述矩形齿由相邻的两条齿槽形成，所述齿槽由法兰主体410端面朝远离传动轴的方向凹陷形成。采用前述结构来形成矩形齿可以使矩形齿的顶部与法兰主体410的端面平齐，因此不会占用多余的空间，并且只需要在原有法兰主体410直接去除材料形成齿槽即可。这样形成的矩形齿与法兰主体410为一体式结构，对原来的法兰主体410影响小。整体结构简单，承载能力强。

在本实施例中，所述第一连接结构430通过第一连接件与所述传动轴连接；在法兰转动方向上，所述第一连接件与所述第一连接结构430之间的配合间隙大于所述法兰主体410上的矩形齿和所述传动轴上的矩形齿之间的配合间隙。

由于在法兰转动方向上，所述第一连接件与所述第一连接结构430之间的配合间隙大于所述法兰主体410上的矩形齿和所述传动轴上的矩形齿之间的配合间隙，法兰传动时，在第一连接件与所述第一连接结构430接触受力前，法兰主体410上的矩形齿就先与所述传动轴上的矩形齿接触，由于传动轴上的矩形齿的阻挡，第一连接件与所述第一连接结构430始终留有配合的间隙，这样就可以很好的避免第一连接结构430和第一连接件在传动时扭矩作用。前述第一连接件可以采用螺栓，第一连接结构430可以采用螺栓孔，在法兰主体410与所述传动轴连接时，所述螺栓穿过螺栓孔。

在本实施例中，所述法兰主体410上设置有多组传动结构组，每组传动结构组包括若干个相互平行设置的第一传动结构420，所述第一连接结构430的数量与所述传动结构组的数量相同，且第一连接结构430与所述传动结构组一一对应，所述传动结构组用于防止扭矩传递至与其相对应的第一连接结构430上。

如图22所示，本实施例可以沿法兰主体410的周向方向设置多个第一连接结构430，以提高连接的可靠性。此外，本实施例采用传动结构组与第一连接结构430一一对应的设置方式。使每一个第一连接结构430均有相应的传动结构组进行保护，保证相对应的第一连接结构430和传动结构组中，传动结构组优选于第一连接结构430承受扭矩，避免了设置多个第一连接结构430时，无法保证所有第一连接结构430均不会受到扭矩作用的问题。其中每一组传动结构组可以设置多个相互平行设置的第一传动结构420。在传动时，同一组中的各个第一传动结构420可以共同承受扭矩。这样作用在法兰上的扭矩被分散到各个传动结构组后又进一步被分散到各个第一传动结构420上，使每个第一传动机构所承受的扭矩变小，而整体所能承受的扭矩则变大。

此外，在转动方向上，第一连接结构430位于其所对应的传动结构组的中心位置。采用前述方式可以使法兰主体410无论正转还是反转，传动结构组中的每一个第一传动结构420均能在第一连接结构430与第一连接件接触之前受到扭矩作用，从而保证扭矩不会传递给第一连接结构430。

例如可以在法兰主体410上设置6组传动结构组，每一组传动结构组设置4个矩形齿。这4个矩形齿相互平行，且以与这四个矩形齿相平行的法兰主体410的直径为对称轴对称设置。而与该组矩形齿相对应的第一传动结构420则设置在该组对称轴上。其中6组传动结构组沿法兰主体410的周向方向均匀分布，即6组传动结构组中任意相邻两组传动结构组之间的间隔的角度相同，相邻两组之间间隔60度。可以理解的是前述传动组的数量和每组传动结构组中第一连接结构430的数量也可以采用其它的数量，在此不做限制。

本实施例可以在一组传动结构组中采用多个相互平行的矩形齿，且每个矩形齿的长度与法兰主体410端面的径向尺寸相同。采用前述方式可以在不增加每组矩形齿数量的情况下，进一步增加每一组传动结构组所能承受扭矩的能力。

如图21所示，在本实施例中，所述法兰主体410包括圆柱形的第一连接部411和圆盘形的第二连接部412，所述第一连接部411和第二连接部412沿法兰主体410的轴向方向排布，所述第一连接部411上设置有贯穿所述连接部的通孔，所述第一传动结构420为花键，所述花键设置在第一连接部411的通孔上，所述第一连接结构430设置在第二连接部412上。

当第一连接结构430采用矩形齿时，矩形齿设置在第二连接部412朝向传动轴的圆盘面上。

在本实施中，第一连接部411用于实现法兰主体410与变速器输出轴的连接，而第二连接部412用于实现法兰主体410与传动轴的连接。本实施例通过采用第一连接部411和第二连接部412沿法兰主体410的轴向方向排布的方式，使变速器输出轴传动轴紧凑地分布在法兰轴向方向的两侧，这样可以避免动力输入侧和动力输出侧之间相互影响。

本实施例在动力输入侧采用花键进行传动，传动的承载能力强。可以先在第一连接部411加工出通孔，然后在通过内壁上加工出花键。

在本实施例中，所述第二传动结构440沿第二连接部412的径向方向由通孔内壁位置延伸至第二连接部412的外壁位置。采用这种方式可以充分利用第二连接部412圆盘的径向尺寸，使可以承受扭矩的矩形齿的长度最长。

当矩形齿长度较长时，矩形齿在扭矩作用下的形变量会增加，当形变量超过一定程度后，同一个矩形齿与其配合的矩形齿接触不充分是会使矩形齿的承载能力下降。对此，在本实施例中，每个矩形齿由多个长度较小的子矩形齿组成，相邻两个子矩形齿之间断开。采用前述方式后各个子矩形齿的变形不会累累加到其它子矩形齿上，从而使矩形齿的变形量可以分散到各个子矩形齿，则各个子矩形齿的变形量都很小，不会超过可以引起矩形齿接触不充分的程度。相邻子矩形齿断开的间隙可以很小，因此采用前述结构也不会明显减少矩形齿可以承受扭矩的部位的长度。

如图24所示，在本实施例中，每组传动结构组由两组子传动结构组组成，分别为第一子传动结构组441和第二子传动结构组442。两组子传动结构组中矩形齿的数量，截面形状，排布间隔均相等，只是两组子传动结构组在周向方向上相互错开，每个矩形齿也被分成了两个相互断开的部分，且分属于两组子传动结构组。采用前述方式可以在不减少矩形齿用于承载扭矩部分的总长度的情况下，减少矩形齿的变形量。两组子传动结构组在周向方向上相互错开后，法兰主体410的受力不会集中在法兰主体410的同一周向位置，法兰主体410的形变也被分散到了法兰主体410周向方向的各个位置上。

其中第一子传动结构组441中每个矩形齿的一端均延伸至法兰主体410的外壁位置，这样铣刀可以有法兰主体410的外侧向内侧一次性去除材料完成对矩形齿的加工，这样可以显著提高加工效率。

在周向方向上第一子传动结构组441和第二子传动结构组442可以完全错开，也可以不完全错开。在采用完全错开的方式时，第一子传动结构组441和第二子传动结构组442在径向方向上部分交叠。法兰主体410上第一子传动结构组441和第二子传动结构组442断开的部位无法承受扭矩，第一子传动结构组441和第二子传动结构组442靠近断开位置的部位受力也会发生陡变，这些都会对法兰的使用寿命造成影响。而第一子传动结构组441和第二子传动结构组442在径向方向上部分交叠后，消除了原来法兰主体410在径向方向上由于径向齿断开而产生的不能承受扭矩的部分，避免的第一子传动结构组441和第二子传动结构组442靠近断开位置的部位受力发生陡变。

采用不完全错开的方式时，可以使第一子传动结构组441中矩形齿的齿槽和第二子传动结构组442中矩形齿的齿顶对齐。采用前述方式可以使同一组传动结构组中，法兰主体410周向方向上用于承载扭矩的部分最多，这样可以使法兰主体410所能承受的扭矩更多。

如图23所示，在本实施例中同一个传动结构组由三组子传动结构组组成，由法兰主体410的外壁向内分别依次为第三子传动结构组443、第四子传动结构组444和第五子传动结构组445。每组传动结构组的矩形齿之间相互断开，且第三子传动结构组443的矩形齿的长度小于第四子传动结构组444，第四子传动结构组444的矩形齿的长度小于和第五子传动结构组445的矩形齿长度。在承受相同扭矩的情况下，法兰主体410外侧变形量比其内侧大，本实施例采用前述由内至外矩形齿长度变短的结构，可以使法兰主体410各个径向位置的矩形齿的变形量的方差减小，避免法兰主体410径向方向上局部位置矩形齿的变形量过大而影响法兰的使用寿命。

如图20所示，在本实施例中，所述第二连接部412上设置有与所述传动轴配合的限位孔4121，所述限位孔4121朝向第一连接部411的一端设置有用于限制传动轴轴向位置的止口4122，所述花键延伸至所述止口4122的位置。

在安装时，传动轴的端部可以插入第二连接部412的限位孔4121中，直至传动轴的端部与所述止口4122抵接。而变速箱的输出轴则可以插入到通孔中。由于通孔中的花键延伸到止口4122位置，因此输入端传递扭矩的位置与传动轴端部距离较短。采用前述方式可以使输入端传递扭矩的位置和输出端的传动扭矩的位置之间的距离缩短，从而减少输入端和输出端之间传动部件在扭矩作用下的变形量。

实施例5

本实施例提供一种车辆，该车辆包括前述实施例中所述的主副箱变速器和传动法兰，本实施例的车辆可以是传统燃油汽车例如汽油车，柴油车等，也可以是新能源汽车。其中新能源汽车包括但不限于纯电(BEV/EV)车、混合动力(HEV、PHEV和REEV)车、燃料电池车(FCEV)、太阳能电池车。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.主副箱变速器，其特征在于，包括：

主变速箱，包括输入轴总成、输出轴总成和换挡机构，所述输入轴总成用于将车辆动力装置的动力传递给输出轴总成，所述换挡机构用于切换主变速箱的挡位；

副变速箱，与输出轴总成通过离合装置传动连接，所述离合装置用于接通或者切断副变速箱和输出轴总成之间的动力传递；

所述输出轴总成与副变速箱处于断开状态时，所述输出轴总成输出的动力输出给传动轴，所述输出轴总成与副变速箱处于连通状态时，所述输出轴总成输出的动力经副变速箱减速后输出给传动轴。

2.根据权利要求1所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副变速箱包括副箱输入轴、副箱输入齿轮、副箱输出轴和副箱输出齿轮，所述副箱输入轴带动所述副箱输入齿轮转动，所述副箱输入齿轮与所述副箱输出齿轮啮合，所述副箱输出齿轮带动所述副箱输出轴转动。

3.根据权利要求2所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副箱输入齿轮和所述副箱输入轴为一体化结构，所述副箱输出齿轮与所述副箱输出轴为一体化结构。

4.根据权利要求2所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副箱输入齿轮与所述副箱输入轴固定连接，所述副箱输出齿轮与所述副箱输出轴固定连接。

5.根据权利要求2所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副箱输入轴上设置有键槽，所述副箱输入轴通过键槽与所述离合装置连接。

6.根据权利要求2所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副箱输入轴的两端设置有球轴承，所述副箱输入轴通过球轴承与所述副变速箱的箱体转动连接。

7.根据权利要求2所述的主副箱变速器，其特征在于，所述副箱输出轴的两端设置有锥形轴承，且两端的锥形轴承的锥形面方向相反，所述副箱输出轴通过锥形轴承与所述副变速箱的箱体转动连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的主副箱变速器，其特征在于，所述输入轴总成设置有输入轴、一挡输入齿轮，二挡输入齿轮、三挡输入齿轮、四挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮，三挡输入齿轮、四挡输入齿轮、二挡输入齿轮沿输入轴的轴向方向依次设置，所述输出轴总成设置有输出轴，与所述一挡输入齿轮相啮合的一挡输出齿轮，与所述二挡输入齿轮相啮合的二挡输出齿轮，与所述三挡输入齿轮相啮合的三挡输出齿轮，与所述四挡输入齿轮相啮合的四挡输出齿轮。

9.根据权利要求8所述的主副箱变速器，其特征在于，所述换挡机构包括第一同步器和第二同步器，所述第一同步器设置在输入轴上，所述第二同步器设置在输出轴上，所述第一同步器用于使变速器的输入轴与二挡输入齿轮或四挡输入齿轮同步转动，所述第二同步器用于使变速器的输出轴与一挡输出齿轮或者三挡输出齿轮同步转动。

10.车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的主副箱变速器。

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