CN116733944A - 一种变速器中间轴和齿轮连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速器技术领域，具体涉及一种变速器中间轴和齿轮连接结构。包括中间轴和齿轮，其特征在于，中间轴包括定位轴段，齿轮包括轴孔，轴孔包括定位孔段，定位轴段与定位孔段配合设置，定位轴段与定位孔段的配合型面构成定位圆柱面，定位圆柱面用于作为定位基准面；定位轴段一侧设置有外花键，轴孔内定位孔段一侧设置有内花键，内花键和外花键配合设置。针对传统的中间轴和齿轮结构无法在减小体积的情况下保证扭矩传递的可靠性的技术问题，本发明利用定位轴段与定位孔段的配合型面作为定位圆柱面，保证传递精度，并利用内花键和外花键的配合保证了扭矩的可靠传递满足了变速器整体结构的尺寸和紧凑性设计要求。

Description

一种变速器中间轴和齿轮连接结构

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中间轴和齿轮连接结构。

背景技术

当前轻卡变速器中间轴和齿轮一般采用光孔光轴配合，通过控制轴孔配合的过盈量使得轴孔间产生抱紧力，从而传递扭矩。为保证齿轮与轴传递扭矩时不产生相对滑动，一般需设计较长的轴孔配合，以及一定的过盈量来实现。传统结构的整体体积无法减小，若缩短轴孔配合长度，则需要提升过盈量，但过盈量太大时，齿轮压装困难，且压装后齿轮内部应力过大，对使用寿命产生影响。传统的中间轴和齿轮结构无法在减小体积的情况下保证扭矩传递的可靠性。

发明内容

发明要解决的技术问题

针对传统的中间轴和齿轮结构无法在减小体积的情况下保证扭矩传递的可靠性的技术问题，本发明提供了一种变速器中间轴和齿轮连接结构，它改进了中间轴和齿轮结构，利用定位轴段与定位孔段的配合型面作为定位圆柱面，保证传递精度，并利用内花键和外花键的配合保证了扭矩的可靠传递，无需设计较长尺寸的轴孔配合，也无需考虑轴孔配合的过盈量，实现了整体长度的缩短，进而可以满足变速器整体结构的尺寸和紧凑性设计要求。

技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种变速器中间轴和齿轮连接结构，包括中间轴和齿轮，所述中间轴包括定位轴段，所述齿轮包括轴孔，所述轴孔包括定位孔段，所述定位轴段与定位孔段配合设置，所述定位轴段与定位孔段的配合型面构成定位圆柱面，所述定位圆柱面用于作为定位基准面；所述定位轴段一侧设置有外花键，所述轴孔内定位孔段一侧设置有内花键，所述内花键和外花键配合设置。

可选地，所述定位轴段与定位孔段之间采用间隙配合。

可选地，所述定位轴段与定位孔段采用H/h类配合或H/g类间隙配合。

可选地，当所述定位轴段与定位孔段之间采用间隙配合时，所述定位圆柱面为定位轴段外圆柱面，或定位孔段的内圆柱面。

可选地，所述齿轮一侧设置有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承一侧用于与变速器壳体相抵，所述齿轮的端面与圆锥滚子轴承的内圈接触。

可选地，所述齿轮的端面超出中间轴的端面。

可选地，所述齿轮的端面超出中间轴的端面的超出距离为L，所述L为0.5mm。

可选地，所述定位圆柱面直径为D，所述内花键大径为Dei，其中，D大于Dei。

可选地，所述内花键与外花键之间采用过渡配合。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

针对传统的中间轴和齿轮结构无法在减小体积的情况下保证扭矩传递的可靠性的技术问题，本发明提供了一种变速器中间轴和齿轮连接结构，它改进了中间轴和齿轮结构，利用定位轴段与定位孔段的配合型面作为定位圆柱面，保证传递精度，并利用内花键和外花键的配合保证了扭矩的可靠传递满足了变速器整体结构的尺寸和紧凑性设计要求。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种变速器中间轴和齿轮连接结构的示意图之一。

图2为图1中A处的放大示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，包括中间轴1和齿轮2，所述中间轴1包括定位轴段111，所述齿轮2包括轴孔，所述轴孔包括定位孔段112，所述定位轴段111与定位孔段112配合设置，所述定位轴段111与定位孔段112的配合型面构成定位圆柱面100，所述定位圆柱面100用于作为定位基准面；所述定位轴段111一侧设置有外花键202，所述轴孔内定位孔段112一侧设置有内花键201，所述内花键201和外花键202配合设置。

本实施例的一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，改进了中间轴1和齿轮2结构，无需设计较长尺寸的轴孔配合，也无需考虑轴孔配合的过盈量，利用定位轴段111与定位孔段112的配合型面作为定位圆柱面100，保证传递精度，并利用内花键201和外花键202的配合保证了扭矩的可靠传递，实现了整体长度的缩短，进而可以满足变速器整体结构的尺寸和紧凑性设计要求。

本实施例中，定位轴段111与定位孔段112的配合型面构成定位圆柱面100，定位圆柱面100为定位基准面，作为定位基准的使用。本实施例以定位圆柱面100为定位基准面，可保证变速器内齿轮2的齿形齿向精度，也可以保证齿轮2啮合传递扭矩时的精度，可以起到保证传递精度的效果。其中，传递精度具体指变速器工作时，齿轮2啮合传动的平稳性和载荷分布的均匀性，以及保证齿轮2啮合间隙。定位圆柱面100的精度控制，可以通过修磨定位轴段111的外圆柱面，或修磨定位孔段112的内圆柱面，以保证内圆柱面或外圆柱面的圆柱度及粗糙度等符合精度要求。

可以理解的，定位轴段111与定位孔段112的配合型面构成定位圆柱面100，在实际的机械应用中，可以以定位轴段111的外圆柱面或者定位孔段112的内圆柱面之一作为定位基准面，这两种定位基准面可等同于本实施例所述的定位圆柱面100。

一种实施方式中，定位轴段111与定位孔段112之间可以设计极小的配合间隙来保证传递精度，极小的配合间隙是指精度较高的间隙配合，间隙配合可提升装配的便利性，由于内花键201和外花键202的存在，齿轮2和中间轴1装配时，需要发生一定的相对旋转以调整内花键201和外花键202可以完成装配。保证了内花键201和外花键202之间较好的装配效果，即可保证传递扭矩时的精度。

本实施例是通过内花键201和外花键202的配合实现扭矩的传递的，同时利用了定位轴段111与定位孔段112的配合型面构成的定位圆柱面100保证了传递精度。二者结合，使得变速器中间轴1和齿轮2连接结构的整体尺寸可以缩短，体积更小，结构更为紧凑，因此可以降低整体重量。

本实施例的结构，相比于传统结构的优势在于，以轻卡变速器为例，当前轻卡变速器中间轴1和齿轮2一般采用光孔光轴配合，轴孔配合存在过盈量，过盈量产生抱紧力，从而传递扭矩。为保证齿轮2与轴传递扭矩时不产生相对滑动，一般需设计较长的轴孔配合，以及控制过盈量来实现，当过盈量太大时，齿轮2压装困难，且压装后齿轮2内部应力过大，对使用寿命产生影响。而本实施例则依靠内花键201和外花键202的配合实现了中间轴1和齿轮2配合长度的减小。

但仅依靠内花键201和外花键202的配合，存在诸多缺陷，在本领域采用花键直接连接的情况极少，原因在于直接使用花键连接时，花键定心不管是大径定心还是齿侧定心，都存在缺陷，尤其是精度缺陷。齿侧定心由于热处理变形，花键齿形齿向存在变形，花键齿跳大，定心效果一般；且热后加工花键对刀具要求高，加工成本高，同时破坏花键齿面硬度，影响花键强度。而大径定心则由于内花键201大经热处理后加工困难或加工成本高，为保证装配性，花键大径配合间隙无法设计得太小，定心效果比圆柱面差。因此，本实施例在采用内花键201和外花键202的配合的基础上，还设置有定位圆柱面100，以保证精度要求。

总之，本实施例的一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，通过改变中间轴1和齿轮2结构，可以在保证传递精度的前提下，缩短齿轮2安装宽度，缩短了变速器的长度，减少齿轮2受力时轴的挠度变形，并解决了齿轮2与轴传递扭矩时打滑问题，保证扭矩传递的平稳性及可靠性，同时可取消中间轴1和齿轮2装配时的感应加热和压装，提高装配效率。可以用于轻卡变速器，有助于轻卡变速器降重实现升扭。

实施例2

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述定位轴段111与定位孔段112之间采用间隙配合。

本实施例中，间隙配合可提升装配的便利性，由于内花键201和外花键202的存在，齿轮2和中间轴1装配时，需要发生一定的相对旋转以调整内花键201和外花键202可以完成装配。定位轴段111与定位孔段112之间采用间隙配合，保证了内花键201和外花键202之间较好的装配效果，即可保证传递扭矩时的精度。

实施例3

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述定位轴段111与定位孔段112采用H/h类配合或H/g类间隙配合。本实施例中，定位轴段111与定位孔段112之间设计了极小的配合间隙来保证传递精度，即采用了H/h类配合或H/g类精度较高的间隙配合，可选的实施方式中，定位轴段111与定位孔段112的间隙配合可选为H6/h6或H6/g6。

实施例4

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：当所述定位轴段111与定位孔段112之间采用间隙配合时，所述定位圆柱面100为定位轴段111外圆柱面，或定位孔段112的内圆柱面。可以理解的，定位轴段111与定位孔段112的配合型面构成定位圆柱面100，在实际的机械应用中，可以以定位轴段111的外圆柱面或者定位孔段112的内圆柱面之一作为定位基准面，这两种定位基准面即为本实施例所述的定位圆柱面100。

实施例5

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述齿轮2一侧设置有圆锥滚子轴承3，所述圆锥滚子轴承3一侧用于与变速器壳体相抵，所述齿轮2的端面与圆锥滚子轴承3的内圈接触。本实施例的一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，应用于变速器中，其中齿轮2一般为斜齿轮2，斜齿轮2在啮合时，会产生轴向力，齿轮2后端面与圆锥滚子轴承3内圈接触，齿轮2传递扭矩时产生的轴向力通过圆锥滚子轴承3传递到主箱壳体。

实施例6

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述齿轮2的端面超出中间轴1的端面。本实施例中，为确保齿轮2的端面可以与圆锥滚子轴承3的内圈接触，保证齿轮2轴向限位，齿轮2的端面需要超出中间轴1的端面。

实施例7

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述齿轮2的端面超出中间轴1的端面的超出距离为L，所述L为0.5mm。本实施例为超出距离的一种优选设置方式，L优选为0.5mm，L过长会影响内花键201和外花键202的配合长度，进而影响连接强度；若L太短，由于加工尺寸存在公差，无法保证齿轮2与圆锥滚子轴承3的内圈接触。

实施例8

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述定位圆柱面100直径为D，所述内花键201大径为Dei，其中，D大于Dei。本实施例中，定位圆柱面100直径D需要大于内花键201大径Dei。目的在于：(1)保证装配性，齿轮2左端为轴肩，装配时需要从右端装入，因此必须跨过外花键202的齿顶圆。(2)保证内花键201的加工性，本实施例的设计可以用加工效率更高的拉削工艺加工内花键201。

实施例9

结合附图1-2，本实施例提出了一种变速器中间轴1和齿轮2连接结构，在上述实施例的基础上可改进如下：所述内花键201与外花键202之间采用过渡配合。本实施例中，内花键201与外花键202之间采用过渡配合，在保证扭矩传递可靠性和精度的前提下，可提升装配便利性。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种变速器中间轴和齿轮连接结构，包括中间轴和齿轮，其特征在于，所述中间轴包括定位轴段，所述齿轮包括轴孔，所述轴孔包括定位孔段，所述定位轴段与定位孔段配合设置，所述定位轴段与定位孔段的配合型面构成定位圆柱面，所述定位圆柱面用于作为定位基准面；

所述定位轴段一侧设置有外花键，所述轴孔内定位孔段一侧设置有内花键，所述内花键和外花键配合设置。

2.根据权利要求1所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述定位轴段与定位孔段之间采用间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述定位轴段与定位孔段采用H/h类配合或H/g类间隙配合。

4.根据权利要求3所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，当所述定位轴段与定位孔段之间采用间隙配合时，所述定位圆柱面为定位轴段外圆柱面，或定位孔段的内圆柱面。

5.根据权利要求1所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述齿轮一侧设置有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承一侧用于与变速器壳体相抵，所述齿轮的端面与圆锥滚子轴承的内圈接触。

6.根据权利要求5所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述齿轮的端面超出中间轴的端面。

7.根据权利要求1所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述齿轮的端面超出中间轴的端面的超出距离为L，所述L为0.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述定位圆柱面直径为D，所述内花键大径为Dei，其中，D大于Dei。

9.根据权利要求1所述的一种变速器中间轴和齿轮连接结构，其特征在于，所述内花键与外花键之间采用过渡配合。