CN113803424A - 一种副变速器及其传动方法 - Google Patents

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Abstract

一种副变速器及其传动方法，属于汽车配件技术领域。包括与输入轴总成、中间轴总成及输出轴总成连接的换挡系统，与中间轴总成连接设在与中机匣总成连接的前机匣总成内的输入轴总成，与输出轴总成连接设在中机匣总成内的中间轴总成，设在前机匣总成内的输出轴总成。直接挡传动步骤如下：使高低挡同步器与输入轴啮合，动力传给高低挡同步器，而后从输出轴输出。低速挡传动步骤如下：使高低挡同步器与二级从动齿轮啮合，动力从输入轴总成给中间轴总成，而后经高低挡同步器从输出轴输出。本发明实现了流水作业，改善了用户体验，提升了变速器可靠性及适配扭矩范围，可承受较大的径向力，易于匹配多种主变速器机型，实现了变速器噪声的优化和提升。

Description

一种副变速器及其传动方法
技术领域
本发明涉及一种副变速器及其传动方法，属于汽车配件技术领域。
背景技术
现今对于大扭矩变速器的需求愈加增多，但大扭矩往往会增加变速器的体积及成本，即增加了用户的成本且使整车布置愈加困难。而一种在变速器后端增加副变速器方案，可使副箱主箱速比匹配后达到一个较大的速比，该方案不会增加变速器的中心距，且因副变速器的结构简单、成本低，可完美解决用户的需求。
但当前市场上可选的副变速器存在诸多如下问题：
1、其内部结构如图1所示，为降低成本，副变速器采用整体式壳体，副变速器的维修及装配较为困难，基本无法流水线装配，须工人手动安装，效率慢，节拍长，且不利于用户的售后维护。
2、副变速器的输入轴轴承考虑会承受主变速器正转和倒挡两个方向的力，现有技术为降低成本，在副变速器输入轴借用了主变速器的输出轴深沟球轴承，经评估借用主箱轴承方案载能力较差、可靠性低。
3、副变速器中间轴的轴向力互相抵消，中间轴主要承受较高载荷的径向力，而现有技术选用一对球轴承，配对球轴承的承载径向力的能力有限，不能满足更大扭矩的需求。
4、如图10所示，现有技术在润滑结构上设计了主变速器与副变速器共用润滑油的结构，在长期爬坡工况时，主变速器的润滑油油液面会存在不足的情况，而副变速器主要应用在爬坡的工况下，因此会导致齿轮胶合及点蚀风险。
5、现有技术中齿轮受机匣壳体结构限制，选用分体结构。根据行业规范及我司试验结论，分体结构齿轮周节累积精度及齿轮传递误差会受到轴的精度及装配间隙的影响，从而增大了齿轮的误差，增大变速器的噪音。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种副变速器及其传动方法。
实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种副变速器，包括
换挡系统，与输入轴总成、中间轴总成以及输出轴总成配合连接，用于切换挡位；
输入轴总成，设置在前机匣总成内，并与中间轴总成传动连接；
中间轴总成，设置在中机匣总成内，与输出轴总成传动连接；
输出轴总成，设置在前机匣总成内，用于输出动力；
前机匣总成，与中机匣总成可拆卸固定连接。
一种副变速器的直接挡传动方法，所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄，使高低挡同步器的移动花键与输入轴啮合连接；
S2：动力通过输入轴传递给高低挡同步器；
S3：动力通过所述高低挡同步器传递给输出轴，将动力输出。
一种副变速器的低速挡传动方法，所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄，使高低挡同步器的移动花键与二级从动齿轮啮合连接；
S2：动力通过输入轴总成的一级主动齿轮传递给述中间轴总成的一级从动齿轮；
S3：一级从动齿轮的转动带动中间轴及其上的二级主动齿轮转动；
S4：动力通过二级主动齿轮传递给高低挡同步器；
S5：动力通过所述高低挡同步器传递给输出轴，将动力输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明装配时仅须将输入轴总成、中间轴总成及输出轴总成整体按在前机匣总成以及中机匣总成中，而后将前机匣总成以及中机匣总成合拢即可，装配简单，易实现流水作业，大幅提升装配效率，对变速器的维护、返修也降低了难度，改善用户维修体验。
2、本发明副变速器经充分计算后，最终输入轴选用双排深沟球轴承，其更适宜承受两个方向的轴向力，可大幅提升变速器可靠性及适配扭矩范围。
3、本发明选用深沟球轴承以及圆柱滚子轴承组合的方式，用于承受较大的径向力，可靠性更高。
4、本发明副变速器设计上采用了副变速器独立润滑方案，如图11所示，主变速器及副变速器为独立密封结构，无论是爬坡工况还是平稳行驶，均不存在润滑不良的情况，润滑方案稳定、可靠。又独立润滑的密封结构，易于匹配多种主变速器机型，不同的主变速器只需更改接口尺寸即可搭载此变速器。
5、本发明为提升齿轮精度，副变速器采用一体齿轮，齿轮精度不受装配间隙的干扰，实现变速器噪声的优化和提升。
附图说明
图1是现有技术的副变速器
图2是本发明的结构示意图，图中：1为O型圈，4为输入轴盖板钉，5为换挡壳体总成，6为前机匣油封，7为轴承限位盖板，8为输入输出滚针轴承，12为输出轴限位盖板，13为输出轴限位盖板钉，14为后机匣油封；
图3是换挡系统的结构示意图；
图4是输入轴总成的结构示意图；
图5是中间轴总成的结构示意图；
图6是输出轴总成的结构示意图；
图7是直接挡传动的路线示意图；
图8是低速挡传动的路线示意图；
图9是副箱壳体总成的结构示意图；
图10是现有技术的润滑油腔室的示意图；
图11是本发明的润滑油腔室的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种副变速器，包括
换挡系统，与输入轴总成3、中间轴总成9以及输出轴总成10配合连接，用于切换挡位；
输入轴总成3，设置在前机匣总成2内，并与中间轴总成9传动连接；
中间轴总成9，设置在中机匣总成11内，与输出轴总成10传动连接；
输出轴总成10，设置在前机匣总成2内，用于输出动力；
前机匣总成2，与中机匣总成11可拆卸固定连接。
输入轴总成3一端的限位轴承以及中间轴总成9一端的限位轴承均通过盖板与前机匣总成2的前壳体固定限位，并另一端通过卡圈对限位轴承进行限位。前壳体通过止口及销钉与主变速器定位，主变速器输出轴通过花键与副变速箱输入轴连接。
所述换挡系统包括换挡柄15、同步器拨叉16以及自锁系统17，所述换挡柄15通过拉线控制，并换挡柄15的端部设置在同步器拨叉16的叉口内，所述同步器拨叉16与高低挡同步器27通过销轴铰接，所述高低挡同步器27滑动设置在换挡壳体内，高低挡同步器27通过其端面的齿轮进行硬限位，并通过自锁系统17实现自锁。
所述自锁系统17包括弹簧34以及限位块35，所述弹簧34设置在换挡壳体的滑槽内，并弹簧34的一端与滑槽的内端连接，且弹簧34的外端设有限位块35，所述高低挡同步器27上设有限位槽，高低挡同步器27通过限位块35弹性卡入限位槽的方式实现自锁。
所述输入轴总成3包括双排深沟球轴承19以及输入轴20；所述输入轴20通过花键与主变速器侧相连，并输入轴20的外侧套装有双排深沟球轴承19以及一级主动齿轮；所述双排深沟球轴承19通过双排深沟球轴承卡圈18限位套装在输入轴20的外侧，所述一级主动齿轮与输入轴20一体成型设置；输入轴20与高低挡同步器27的移动花键配合连接。
所述中间轴总成9包括深沟球轴承22、中间轴23以及圆柱滚子轴承24；所述中间轴23的外侧套装有深沟球轴承22、圆柱滚子轴承24、一级从动齿轮及二级主动齿轮；所述一级从动齿轮及二级主动齿轮与中间轴23一体成型设置，并一级从动齿轮与一级主动齿轮啮合连接；所述深沟球轴承22通过深沟球轴承卡圈21限位套装在中间轴23的外侧；所述圆柱滚子轴承24通过圆柱滚子轴承卡圈25限位套装在中间轴23的外侧。
所述输出轴总成10包括滚针轴承28、二级从动齿轮29、限位球轴承30、球轴承32以及输出轴33；所述输出轴33通过花键与中央制动器相连，并输出轴33的外侧依次套装有滚针轴承28、限位球轴承30以及球轴承32；所述滚针轴承28的外侧套装有二级从动齿轮29，所述二级从动齿轮29与二级主动齿轮啮合连接，并与高低挡同步器27的移动花键配合连接；输出轴33通过花键与高低挡同步器27移动花键配合连接；所述高低挡同步器27、二级从动齿轮29以及限位球轴承30贴合设置并通过限位卡圈31进行限位。输出轴33选用三个轴承支撑，可使输出轴有很好的刚性，满足大负载及在输出端布置中央制动器的需求，输出轴限位是通过盖板及轴承限位卡圈进行限位。
所述副变速器的润滑油腔室独立设置，不与主变速器的润滑油腔室连通。
一种副变速器的直接挡传动方法，所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄15，使高低挡同步器27的移动花键与输入轴20的花键结构啮合连接；
S2：动力通过输入轴20传递给高低挡同步器27；
S3：动力通过所述高低挡同步器27传递给输出轴33，将动力输出，此时动力及速比未经放大，为直接挡，可保持较好的燃油经济性。
一种副变速器的低速挡传动方法，所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄15，使高低挡同步器27的移动花键与二级从动齿轮29啮合连接；
S2：动力通过输入轴总成3的一级主动齿轮传递给述中间轴总成9的一级从动齿轮；
S3：一级从动齿轮的转动带动中间轴23及其上的二级主动齿轮转动；
S4：动力通过二级主动齿轮传递给高低挡同步器27；
S5：动力通过所述高低挡同步器27传递给输出轴33，将动力输出，实现二级齿轮的速比放大和扭矩放大，实现降速、增扭的功能，此时与主变速器的一挡速比耦合后，可实现极好的动力性，满足用户特殊工况下的要求。
轴系布置为三轴式(输入轴、输出轴及中间轴)的结构，传动系统的三维尺寸小，重量轻，两级传动结构，传动效率高。通过优化轴承选型、选用一段式输入轴及中间轴结构，使齿轮精度得到提升提升变速器噪音水平，同时达到便于装配、便于维护的目的；同时设计副变速器独立润滑、独立密封，使其可适应用户爬坡等特殊工况的要求，又可以独立试验、独立润滑，易于匹配多种主变速器机型。
本发明适用于汽车商用车变速器领域。发明的目的是为了满足客户对低成本、大扭矩、轻量化、易维护的副变速器要求。满足了车厂的匹配要求，并以应用到多款车型的匹配及整车试验当中，竞争力强、市场前景良好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种副变速器，其特征在于：包括
换挡系统，与输入轴总成(3)、中间轴总成(9)以及输出轴总成(10)配合连接，用于切换挡位；
输入轴总成(3)，设置在前机匣总成(2)内，并与中间轴总成(9)传动连接；
中间轴总成(9)，设置在中机匣总成(11)内，与输出轴总成(10)传动连接；
输出轴总成(10)，设置在前机匣总成(2)内，用于输出动力；
前机匣总成(2)，与中机匣总成(11)可拆卸固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种副变速器，其特征在于：所述换挡系统包括换挡柄(15)、同步器拨叉(16)以及自锁系统(17)，所述换挡柄(15)通过拉线控制，并换挡柄(15)的端部设置在同步器拨叉(16)的叉口内，所述同步器拨叉(16)与高低挡同步器(27)铰接，所述高低挡同步器(27)滑动设置在换挡壳体内，高低挡同步器(27)通过自锁系统(17)实现自锁。
3.根据权利要求2所述的一种副变速器，其特征在于：所述自锁系统(17)包括弹簧(34)以及限位块(35)，所述弹簧(34)设置在换挡壳体的滑槽内，并弹簧(34)的一端与滑槽的内端连接，且弹簧(34)的外端设有限位块(35)，所述高低挡同步器(27)上设有限位槽，高低挡同步器(27)通过限位块(35)弹性卡入限位槽的方式实现自锁。
4.根据权利要求1所述的一种副变速器，其特征在于：所述输入轴总成(3)包括双排深沟球轴承(19)以及输入轴(20)；所述输入轴(20)的外侧套装有双排深沟球轴承(19)以及一级主动齿轮；所述双排深沟球轴承(19)限位套装在输入轴(20)的外侧，所述一级主动齿轮与输入轴(20)一体成型设置；输入轴(20)与高低挡同步器(27)的移动花键配合连接。
5.根据权利要求4所述的一种副变速器，其特征在于：所述中间轴总成(9)包括深沟球轴承(22)、中间轴(23)以及圆柱滚子轴承(24)；所述中间轴(23)的外侧套装有深沟球轴承(22)、圆柱滚子轴承(24)、一级从动齿轮及二级主动齿轮；所述一级从动齿轮及二级主动齿轮与中间轴(23)一体成型设置，并一级从动齿轮与一级主动齿轮啮合连接；所述深沟球轴承(22)限位套装在中间轴(23)的外侧；所述圆柱滚子轴承(24)限位套装在中间轴(23)的外侧。
6.根据权利要求5所述的一种副变速器，其特征在于：所述输出轴总成(10)包括滚针轴承(28)、二级从动齿轮(29)、限位球轴承(30)、球轴承(32)以及输出轴(33)；所述输出轴(33)的外侧依次套装有滚针轴承(28)、限位球轴承(30)以及球轴承(32)；所述滚针轴承(28)的外侧套装有二级从动齿轮(29)，所述二级从动齿轮(29)与二级主动齿轮啮合连接，并与高低挡同步器(27)的移动花键配合连接；输出轴(33)与高低挡同步器(27)移动花键配合连接；所述高低挡同步器(27)、二级从动齿轮(29)以及限位球轴承(30)贴合设置并通过限位卡圈(31)进行限位。
7.根据权利要求1或6所述的一种副变速器，其特征在于：所述副变速器的润滑油腔室独立设置。
8.一种根据权利要求1-7中任一权利要求所述的副变速器的直接挡传动方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄(15)，使高低挡同步器(27)的移动花键与输入轴(20)啮合连接；
S2：动力通过输入轴(20)传递给高低挡同步器(27)；
S3：动力通过所述高低挡同步器(27)传递给输出轴(33)，将动力输出。
9.一种根据权利要求1-7中任一权利要求所述的副变速器的低速挡传动方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：操作换挡柄(15)，使高低挡同步器(27)的移动花键与二级从动齿轮(29)啮合连接；
S2：动力通过输入轴总成(3)的一级主动齿轮传递给述中间轴总成(9)的一级从动齿轮；
S3：一级从动齿轮的转动带动中间轴(23)及其上的二级主动齿轮转动；
S4：动力通过二级主动齿轮传递给高低挡同步器(27)；
S5：动力通过所述高低挡同步器(27)传递给输出轴(33)，将动力输出。
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