CN208870982U - 一种汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车变速器，包括前箱体、后箱体、离合器壳、前盖、后盖、以及选换挡座总成，还包括：输入轴，其上设有输入轴花键和输入齿；输出轴，其上设有三挡‑四挡同步器总成、输出三挡齿、输出二挡齿、一挡‑二挡同步器总成、输出一挡齿、输出倒挡齿、五挡‑R挡同步器总成、以及输出五挡齿；中间轴，其上设有中四齿、中三齿、中二齿、中一齿、中倒齿、以及中五齿；倒挡惰轮轴，其上设有倒挡惰轮；以及两个拨叉轴，环绕所述输入轴和输出轴的中心轴线相互间隔地设置，各拨叉轴上均设置有拨叉组件，二者相互配合以实现各挡位的切换。本实用新型能解决传统商用车上变速器体积大、占用面积大的缺陷。

Description

一种汽车变速器

技术领域

本实用新型涉及车辆传动技术领域，尤其是涉及一种汽车变速器。

背景技术

汽车变速器通过齿轮传动和变速机构的挡位变换，把发动机的动力以合适的扭矩和转速传递给汽车行走系，以适应汽车在不同路况下对牵引和行驶速度的要求。

现有的商用车采用的变速器主要是两轴式、单中间轴式、多中间轴式的主体结构，而选换挡机构设计在商用车上多使用分体式结构，同时受变速器主体结构以及壳盖件铸造技术的工艺特点影响，使得变速器体积大，占用面积大，给整车空间布置带来局限性，也使汽车的驾驶性、动力性和经济性指标难以提高，使其难以满足整车动力匹配对传动系变速器的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车变速器，以解决传统商用车上变速器体积大、占用面积大的缺陷。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种汽车变速器，包括前箱体和后箱体，还包括：输入轴，其上设有输入轴花键和输入齿；输出轴，其上设有三挡-四挡同步器总成、输出三挡齿、输出二挡齿、一挡-二挡同步器总成、输出一挡齿、输出倒挡齿、五挡-R挡同步器总成、以及输出五挡齿；中间轴，其上设有中四齿、中三齿、中二齿、中一齿、中倒齿、以及中五齿；倒挡惰轮轴，其上设有倒挡惰轮；以及

两个拨叉轴，环绕所述输入轴和输出轴的中心轴线相互间隔地设置，各拨叉轴上均设置有拨叉组件，二者相互配合以实现各挡位的切换，其中，一挡输出时输出一挡齿与中一齿啮合；二挡输出时输出二挡齿与中二齿啮合；三挡输出时输出三挡齿与中三齿啮合；四挡输出时动力直接从输入轴通过三挡-四挡同步器总成传递到输出轴上；五挡输出时输出五挡齿与中五齿啮合；倒挡时中倒齿与倒挡惰轮啮合，倒挡惰轮同时与输出倒挡齿啮合。

进一步地，所述一挡-二挡同步器总成为三锥环同步器。

进一步地，所述三挡-四挡同步器总成为双锥环同步器。

进一步地，所述五挡-R挡同步器总成为单锥环同步器。

进一步地，所述输入轴通过深沟球轴承安装在前箱体的轴承孔内，所述输出轴的前端通过滚针轴承安装在输入轴的轴承孔内，所述输出轴的后端通过深沟球轴承安装在后箱体的轴承孔内，所述中间轴的前后两端通过圆柱滚子轴承分别安装在前箱体及后箱体的轴承孔内。

进一步地，本汽车变速器还包括自锁销合件，与所述两个拨叉轴配合，用于换挡时的挡位自锁。

进一步地，所述两个拨叉轴包括第一拨叉轴和第二拨叉轴，其中，所述第一拨叉轴用于切换至五挡或R挡，所述第二拨叉轴用于切换至一挡、二挡、三挡或四挡。

进一步地，所述拨叉组件包括：设置在第一拨叉轴上的五挡-R挡拨块和五挡-R挡拨叉、以及设置在第二拨叉轴上的三挡-四挡拨叉和一挡-二挡拨叉。

进一步地，本汽车变速器还包括离合器壳、前盖、后盖、以及选换挡座总成，其中，所述选换挡座总成用于选择性地驱动第一拨叉轴和第二拨叉轴。

进一步地，所述选换挡座总成包括选挡摇臂合件、互锁板、换挡头、换挡轴、换挡摇臂、选换挡定位销、以及换挡限位块。

本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型采用双拨叉轴设计，使得结构更加紧凑，占用面积较小，重量更小，简化了零部件数量，充分利用空间，使得变速器总成体积较小。

(2)本实用新型中设有五个前进挡和一个倒挡，采用全同步器结构，其中，一挡-二挡采用三锥环同步器，以改善起步及换挡性能，三挡-四挡使用双锥环同步器，以延长同步器寿命，五挡-R挡采用单锥环同步器，不仅使得换挡平稳舒适，还消除了挂倒挡的冲击打齿。

(3)本实用新型采用一体式的选换挡机构，集选挡、换挡功能于一体，且增加了换挡限位块和选换挡定位销，这大大增强了换挡时的吸入感和节奏感，使得换挡性能大为改善。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型一实施例的汽车变速器的结构示意图；

图2为根据本实用新型一实施例的汽车变速器中的两个拨叉轴的布置示意图；以及

图3示出了根据本实用新型一实施例的汽车变速器的侧向结构。

附图标记说明

1、输入轴花键； 2、输入齿；

3、三挡-四挡同步器总成； 4、输出三挡齿；

5、输出二挡齿； 6、一挡-二挡同步器总成；

7、输出一挡齿； 8、输出倒挡齿；

9、五挡-R挡同步器总成； 10、输出五挡齿；

11、输出轴； 12、中五齿；

13、倒挡惰轮； 14、倒挡惰轮轴；

15、中一齿； 16、中二齿；

17、中三齿； 18、中间轴；

19、中四齿； 20、中倒齿；

21、输入轴； 22、拨叉轴；

22a、第一拨叉轴； 22b、第二拨叉轴；

23、自锁销合件； 24、五挡-R挡拨块；

25、五挡-R挡拨叉； 26、三挡-四挡拨叉；

27、一挡-二挡拨叉； 28、选挡摇臂合件；

29、互锁板； 30、换挡头；

31、换挡轴； 32、换挡摇臂；

33、选换挡定位销； 34、换挡限位块。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1～3示出了根据本实用新型的一些实施例。

在一实施例中，本实用新型的一种汽车变速器采用单中间轴式结构，包括输入轴21、输出轴11、中间轴18、倒挡轴、各挡齿轮副、前盖、离合器壳、前箱体、后箱体、后盖、以及选换挡座总成。

其中，所述输入轴21伸入离合器壳内，输入轴21的前端通过输入轴花键1与离合器壳内离合器连接，离合器与发动机连接，输入轴21通过深沟球轴承安装在前箱体的轴承孔内，输出轴11的前端通过滚针轴承安装在输入轴21的轴承孔内，输出轴11的后端通过深沟球轴承安装在后箱体的轴承孔内，中间轴18的前后两端通过圆柱滚子轴承分别安装在前箱体及后箱体的轴承孔内。

本实用新型采用最佳轴承设计，其中，输入轴轴承、输出轴后端轴承采用深沟球轴承，运转精度高，效率损失低且减少了噪音，中间轴两端均采用圆柱滚子轴承，以提高径向承载能力。

在一实施例中，如图1所示，所述输入轴21上依次设有输入轴花键1、输入齿2；输出轴11上依次设有三挡-四挡同步器总成3、输出三挡齿4、输出二挡齿5、一挡-二挡同步器总成6、输出一挡齿7、输出倒挡齿8、五挡-R挡同步器总成9、输出五挡齿10；中间轴18上依次设有中四齿19、中三齿17、中二齿16、中一齿15、中倒齿20、中五齿12；所述倒挡轴包括倒挡惰轮轴14，所述倒挡惰轮轴14上设有倒挡惰轮13。

本实施例中，所述一挡-二挡同步器总成6设置在输出一挡齿7和输出二挡齿5之间，所述三挡-四挡同步器总成3设置在输出三挡齿4和输入齿2之间，所述五挡-R挡同步器总成9设置在输出五挡齿10和输出倒挡齿8之间。

本实施例中，一挡时输出一挡齿7与中一齿15啮合；二挡时输出二挡齿5与中二齿16啮合；三挡时输出三挡齿4与中三齿17啮合；四挡时动力直接从输入轴21通过三挡-四挡同步器总成3传递到输出轴11上；五挡时输出五挡齿10与中五齿12啮合；倒挡时中倒齿20与倒挡惰轮13啮合，倒挡惰轮13同时与输出倒挡齿8啮合。

本实用新型中设有五个前进挡和一个倒挡，采用全同步器结构，在一实施例中，一挡-二挡采用三锥环同步器，使起步换挡更加舒适轻便；三挡使用双锥环贴碳同步器，提升抗粗暴换挡能力，同时提高使用寿命；四挡采用双锥环同步器，加大同步容量，改善换挡性能；五挡-R挡(倒挡)采用单锥环同步器，不仅避免了挂倒挡过程的冲击打齿，还提升了换挡时的换挡舒适性。

在一实施例中，如图1～3所示，本实施例中设有两个拨叉轴22，所述两个拨叉轴22环绕输入轴21和输出轴11的中心轴线相互间隔地设置，各拨叉轴22上均设置有拨叉组件，二者相互配合以实现各挡位的切换。本实施例中采用双拨叉轴设计来实现五个前进挡和一个倒挡的功能，使得变速器整体结构更加紧凑，重量更小；所述拨叉轴22外设有拨叉衬套，以减小换挡阻力。

本实施例中，所述两个拨叉轴22包括第一拨叉轴22a和第二拨叉轴22b，所述第一拨叉轴22a又称五挡-R挡拨叉轴，用于实现五挡、倒挡功能，所述第二拨叉轴22b又称一挡-二挡-三挡-四挡拨叉轴，用于实现一挡、二挡、三挡、四挡功能。

本实施例中，如图2所示，拨叉轴22上的拨叉组件包括设置在第一拨叉轴22a上的五挡-R挡拨块24和五挡-R挡拨叉25，设置在第二拨叉轴22b上的三挡-四挡拨叉26和一挡-二挡拨叉27。

在一实施例中，如图2所示，本汽车变速器还包括自锁销合件23，与所述两个拨叉轴22配合，用于换挡时的挡位自锁。

在一实施例中，如图1、3所示，所述选换挡座总成包括选挡摇臂合件28、互锁板29、换挡头30、换挡轴31、换挡摇臂32、选换挡定位销33、以及换挡限位块34。

本实施例中，所述换挡限位块34套设在换挡轴31上，二者刚性连接，换挡限位块34能够随着换挡轴31的旋转而转动，所述选换挡定位销33能够伸缩且与换挡限位块34配合，以实现挡位锁定，防止跳挡，增加换挡的吸入感。

本实用新型的选挡功能说明：通过选挡摇臂合件28的摆动，推动换挡头30沿换挡轴31轴向移动，使得换挡头30能够移动到不同挡位的换挡拨叉、拨块的槽口中以实现选挡。

本实用新型的换挡功能说明：

三挡-四挡换挡功能的实现：在上述选挡功能实现后，通过摆动换挡摇臂32，带动换挡轴31旋转(换挡摇臂32与换挡轴31通过半圆键刚性联接)，换挡轴31带动换挡头30旋转(换挡轴31与换挡头30为花键联接)，使换挡头30处于三挡-四挡拨叉26的槽口中，换挡头30通过旋转，引起三挡-四挡拨叉26带动第二拨叉轴22b一起沿第二拨叉轴22b轴向前后移动(三挡-四挡拨叉26与第二拨叉轴22b为刚性联接)，三挡-四挡拨叉26推动三挡-四挡同步器总成以实现与齿轮副的结合，从而实现三挡和四挡的动力输出。

一挡-二挡换挡功能的实现：在上述选挡功能实现后，通过摆动换挡摇臂32，带动换挡轴31旋转，换挡轴31带动换挡头30旋转，使换挡头30处于一挡-二挡拨叉27的槽口中，换挡头30通过旋转，引起一挡-二挡拨叉27沿第二拨叉轴22b轴向前后移动，一挡-二挡拨叉27推动一挡-二挡同步器总成以实现与齿轮副的结合，从而实现一挡和二挡的动力输出。

五挡-R挡换挡功能的实现：在上述选挡功能实现后，通过摆动换挡摇臂32，带动换挡轴31旋转，换挡轴31带动换挡头30旋转，使换挡头30处于五挡-R挡拨块24的槽口中，换挡头30通过旋转，引起五挡-R挡拨块24带动第一拨叉轴22a一起沿第一拨叉轴22a轴向前后移动，第一拨叉轴22a再带动五挡-R挡拨叉25沿第一拨叉轴22a轴向前后移动，五挡-R挡拨叉25推动五挡-R挡同步器总成以实现与齿轮副的结合，从而实现五挡和R挡的动力输出。

本实用新型中的互锁板29能够在选挡过程中，通过换挡头30带动互锁板29沿换挡轴31的轴向移动，实现对其它挡位的选挡功能锁死，以防止乱挡现象的发生。

本实用新型集选挡、换挡功能于一体，通过选换挡座总成集中了选挡、换挡机构，同时增加了“M”槽形式的换挡限位块34和选换挡定位销33，大大增强了换挡时的吸入感和节奏感，使得换挡性能大为改善。

本实用新型中的选换挡座总成集成有实现选挡功能的机构、实现换挡功能的机构及实现选挡后互锁功能的机构，从而构成一体式的选换挡机构。

本实用新型利用CAE分析手段，通过对变速器铝合金壳体进行刚度优化设计，使总成重量大为减轻。本实用新型采用轻量化设计，扭质比大，达到5.85。

本实用新型利用专业的齿轮传动设计软件、三维模拟仿真技术、整车道路试验、变速器各类台架试验来设计，其结构紧凑、体积小、扭质比大和具有较高的可靠性，根据不同挡位的使用工况及频度采用三锥、双锥、单锥同步器换挡，冲击小，噪音低，换挡平顺，更兼一体式的选换挡机构设计，大大提升了所匹配整车的驾驶性、动力性和经济性指标。

本实用新型中各挡位的运动传递过程如下：

一挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→中四齿19→中间轴18→中一齿15→输出一挡齿7→一挡-二挡同步器总成6→输出轴11

二挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→中四齿19→中间轴18→中二齿16→输出二挡齿5→一挡-二挡同步器总成6→输出轴11

三挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→中四齿19→中间轴18→中三齿17→输出三挡齿4→三挡-四挡同步器总成3→输出轴11

四挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→三挡-四挡同步器总成3→输出轴11

五挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→中四齿19→中间轴18→中五齿12→输出五挡齿10→五挡-R挡同步器总成9→输出轴11

倒挡

发动机→离合器→输入轴花键1→输入齿2→中四齿19→中间轴18→中倒齿20→倒挡惰轮13→输出倒挡齿8→五挡-R挡同步器总成9→输出轴11

在一实施例中，本实用新型的汽车变速器的基本性能如下：

使用范围：配套轻卡、皮卡车型。

结构形式：纵置后驱、单中间轴式、全同步器式、五速手动变速器。

主要技术参数：

1)主中心距：88mm；

2)总成干质量：54.7kg；

3)额定输入扭矩：320N·m；

4)速比：

挡位	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	倒挡
							速比	4.778	2.815	1.656	1.0	0.716	4.556

5)挡位布置：五个前进挡和一个倒挡；

6)排挡方式：1/2挡、3/4挡、5/R挡；

7)同步器：一挡-二挡采用三锥环同步器，三挡-四挡采用双锥环同步器，五挡-R挡采用单锥环同步器；

8)操纵方式：远距离软轴拉丝操纵；

9)倒挡开关在挂入倒挡时为开(ON)，其它位置为关(OFF)；

10)空挡开关在空挡时为开(ON)，挂入挡位时为关(OFF)；

11)允许额定输入扭矩不大于320N·m，静扭强度后备系数2.9(实测)；

12)总成噪声标准(测试条件：输入转速2200rpm、测距300mm)：

13)总成的润滑油牌号：75W/90 GL-4，油量：1.9±0.1L；

14)选换挡性能：

挡位	1/2挡	5/R挡
			选挡力(N)	35～50	20～35

挡位	静态挂挡力(N)	静态摘挡力(N)
			1、2、3、4、5挡、R挡	35～70	30～50

15)同步器寿命：同步器经1.0×10⁵次挂挡试验后，任一挡不得出现失效或连续5次撞击声；

16)总成的疲劳寿命应符合下表规定：

挡位	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅴ	R
						循环时间(h)	14.5	64	87.8	81.4	2
载荷(N·m)	320	320	320	320	320

总成在达到上表的循环时间后，主要零部件不应损坏，齿轮不得产生下列任何一种损伤：a齿轮断裂，b齿面严重点蚀(单齿面积超过4mm²或深度超过0.5mm的点蚀)；

17)静扭强度：总成静扭强度后备系数不小于2.5；

18)传动效率：总成平均传动效率不小于96.0％。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车变速器，包括前箱体和后箱体，其特征在于，还包括：

输入轴(21)，其上设有输入轴花键(1)和输入齿(2)；

输出轴(11)，其上设有三挡-四挡同步器总成(3)、输出三挡齿(4)、输出二挡齿(5)、一挡-二挡同步器总成(6)、输出一挡齿(7)、输出倒挡齿(8)、五挡-R挡同步器总成(9)、以及输出五挡齿(10)；

中间轴(18)，其上设有中四齿(19)、中三齿(17)、中二齿(16)、中一齿(15)、中倒齿(20)、以及中五齿(12)；

倒挡惰轮轴(14)，其上设有倒挡惰轮(13)；以及

两个拨叉轴(22)，环绕所述输入轴(21)和输出轴(11)的中心轴线相互间隔地设置，各拨叉轴(22)上均设置有拨叉组件，二者相互配合以实现各挡位的切换，

其中，一挡输出时输出一挡齿(7)与中一齿(15)啮合；二挡输出时输出二挡齿(5)与中二齿(16)啮合；三挡输出时输出三挡齿(4)与中三齿(17)啮合；四挡输出时动力直接从输入轴(21)通过三挡-四挡同步器总成(3)传递到输出轴(11)上；五挡输出时输出五挡齿(10)与中五齿(12)啮合；倒挡时中倒齿(20)与倒挡惰轮(13)啮合，倒挡惰轮(13)同时与输出倒挡齿(8)啮合。

2.根据权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，所述一挡-二挡同步器总成(6)为三锥环同步器。

3.根据权利要求2所述的汽车变速器，其特征在于，所述三挡-四挡同步器总成(3)为双锥环同步器。

4.根据权利要求2或3所述的汽车变速器，其特征在于，所述五挡-R挡同步器总成(9)为单锥环同步器。

5.根据权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，所述输入轴(21)通过深沟球轴承安装在前箱体的轴承孔内，所述输出轴(11)的前端通过滚针轴承安装在输入轴(21)的轴承孔内，所述输出轴(11)的后端通过深沟球轴承安装在后箱体的轴承孔内，所述中间轴(18)的前后两端通过圆柱滚子轴承分别安装在前箱体及后箱体的轴承孔内。

6.根据权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，还包括自锁销合件(23)，与所述两个拨叉轴(22)配合，用于换挡时的挡位自锁。

7.根据权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，所述两个拨叉轴(22)包括第一拨叉轴(22a)和第二拨叉轴(22b)，其中，所述第一拨叉轴(22a)用于切换至五挡或R挡，所述第二拨叉轴(22b)用于切换至一挡、二挡、三挡或四挡。

8.根据权利要求7所述的汽车变速器，其特征在于，所述拨叉组件包括：设置在第一拨叉轴(22a)上的五挡-R挡拨块(24)和五挡-R挡拨叉(25)、以及设置在第二拨叉轴(22b)上的三挡-四挡拨叉(26)和一挡-二挡拨叉(27)。

9.根据权利要求1所述的汽车变速器，其特征在于，还包括离合器壳、前盖、后盖、以及选换挡座总成，其中，所述选换挡座总成用于选择性地驱动第一拨叉轴(22a)和第二拨叉轴(22b)。

10.根据权利要求9所述的汽车变速器，其特征在于，所述选换挡座总成包括选挡摇臂合件(28)、互锁板(29)、换挡头(30)、换挡轴(31)、换挡摇臂(32)、选换挡定位销(33)、以及换挡限位块(34)。