专利名称：用于将传动齿轮同步器固定到轴上的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于防止同步器和其它部件沿轴轴向移动的系统和 方法。
背景技术：
通常车辆变速器具有许多同步器。这些同步器通过齿条将扭矩从不 同的轴传递到齿轮以及从齿轮传递到轴。以防止同步器穀相对于轴轴向 移动的方式将同步器连接到轴是很重要的。把同步器毂连接到轴上的一 个通常方法是将毂压配到轴上。不幸地是，压入配合随着制造公差而改 变。因此，通过同步器毂传到地面或构件(即变速箱壁，中心支座等) 的齿轮负载可能使同步器毂移位，从而导致它们轴向移动。最终，同步 器毂的轴向移动将增加轴和花键轴套之间的间隙，而这将产生较高的运 行噪声，从而可能导致轴和/或毂发生故障。已知的现有技术方法使用附加零部件(即通过压配装入轴的附加卡 环或轴承)将同步器毂固定到轴上。尽管这些方法可以改进毂到轴的连 接，但是现有技术的方法没有消除同步器毂的轴向移动。例如，卡环和 轴承座圏或齿轮毂之间的间隙，其使得同步器毂能够轴向移动，最终可 能导致同步器发生故障。尽管在传动装置的早期使用期间，轴承(即锥形轴承)减小了同步 器毂的轴向移动，但是引起同步器毂轴向移动的轴向间隙并没有消除。 此外，经过一段时间之后，轴承座圈由于生成工序而轴向移动，从而使 得同步器毂能够轴向移动，由此导致同步器毂发生故障。因此，需要一种新型的改良设备和方法，用于将同步器和其它部件 夹持在传动轴上。发明内容在本发明的一个方面中，提供了一种传动装置，其具有许多安装到可调节的轴组件的齿轮，用于提供多个传动比。传动装置包括一具有第 一轴的轴组件， 一第一套轴， 一第二套轴，和一第一紧固件以及多个同 步器。第一轴具有一法兰端和一调节端。第一套轴与第一轴是同心的， 并具有一第一端。第一套轴的第一端与第一轴的法兰端相连。第二套轴 与第一轴是同心的，并与第一套轴轴向对齐。第二套轴具有一第一端。 用于选择性地将多个齿轮的至少其中一个连接到第一和第二套轴的至少 其中之一的多个同步器。第一紧固件可与第一轴的调节端接合，配置为 可在该调节端上轴向移动。第一紧固件具有一与第二套轴的第一端接触 的紧固件法兰。第一紧固件与调节端的接合产生了压缩力，其通过第一 轴的法兰端传到第一套轴的第一端，以及通过紧固件法兰传到第二套轴 的第一端，从而迫使第一套轴移近第二套轴。根据本发明的另一方面，调节端是第一轴的螺紋末端。 根据本发明的又一方面，第一紧固件是内螺紋螺母，其被拧到第一 轴的螺紋末端上。根据本发明的另一方面，传动装置还包括具有法兰端和调节端的第 二轴。根据本发明的又一方面，传动装置还包括与第二轴同心、具有第一 端的第三套轴，和与第二轴同心、与第三套轴轴向对齐的第四套轴，其 中第三套轴的第一端与第二轴的法兰端相连，第四套轴具有第一端。根据本发明的另一方面，传动装置还包括可与第二轴的调节端接合 的第二紧固件，其配置为可在该调节端上轴向移动，其中第二紧固件具 有一与第二套轴的第一端接触的紧固件法兰，由此第二紧固件与调节端 的接合产生了压缩力，其通过第二轴的法兰端传到第三套轴的第一端， 以及通过紧固件法兰传到第四套轴的第一端，从而迫使第三套轴移近第 四套4由。根据本发明的再一方面，第一套轴还包括一位于第一套轴中的台阶， 其与多个同步器中的至少其中一个接触。根据本发明的另一方面，定距片与第一轴和第一套轴同心，并设置 在变速箱壳结构和多个同步器的至少其中一个之间。根据本发明的又一方面，提供了一种用于对具有第一轴、第一套轴 和第二套轴的传动轴组件进行预加载的方法。该方法包括提供具有法兰 端和调节端的第一轴。此外，提供与该第一轴同心并具有第一端的第一套轴，其中第一套轴的第一端与第一轴的法兰端相连。另外，提供了与 第一轴同心并与第一套轴轴向对齐的第二套轴，其中第二套轴具有第一 端。而且，第一紧固件可与第一轴的调节端接合，其配置为在该调节端 上轴向移动，其中第一紧固件具有一紧固件法兰，其与第二套轴的第一 端接触。最后，第一紧固件与该调节端接合以生成一压缩力，该压缩力 通过第 一轴的法兰端传到第 一套轴的第 一端，以及通过紧固件法兰传到 第二套轴的第一端，从而迫使第一套轴移近第二套轴。
图1是根据本发明的传动装置的实施例的局部横剖枧图，该传动装 置具有一种用于将同步器和其它部件夹持在传动轴上的设备，以防止同 步器和其它部件沿该轴轴向移动。
具体实施方式
参照图l，图中示出了传动装置IO的局部横剖视图。传动装置IO包括一输入构件11和输出构件(图中未示)。在本实施例中，输入构件 和输出构件是轴，下文将把它们被称作为轴。本领城的技术人员应当理解地是该输入构件和输出构件可以是除了轴之外的其它组件u输入轴与一转矩变换器或其它起动装置不断地连接。 一发动机(图中未示)连接 到该转矩变换器(图中未示)并向转矩变换器提供驱动转矩。输出轴与最终的驱动装置(图中未示)保持不间断地连接。传动装置IO可包括一副轴齿轮装置，其包括中副轴，副轴，共面啮合齿轮組和可选择性接合 的同步器，将在此处对其进行描述。在本实施例中，副轴齿轮装置200包括第一套轴14、第一输入轴20 和第二套轴22。转矩从转矩变换器(图中未示)传递到转动固定到第一 输入轴20上的输入构件11 。第一输入轴20通过齿条24将驱动转矩传 递到第二套轴22 第一套轴14是与该第一输入轴20同心的套轴。此外， 套管伸缩轴21连接到第二套轴"并与其轴向对齐。而且，副轴齿轮装 置200还包括一具有第一副轴部分26和第二副轴部分28的单独副轴23， 其彼此对齐并通过齿条3 0连接在 一起。副轴部分2 6和2 8与第-- 套轴14 、 第一输入轴20和第二套轴22间隔开，并与它们平4t。可选地，本发明 可预期包括多个副轴。双联离合器29连接在传动输入轴(图中未示)和第一套轴14、第一 输入轴20和第二套轴22之间。双联离合器29包括第一和第二离合器元件或毂12和18。离合器元件12和18与离合器轴16 —起配置形成摩擦 离合器，在本领于中称作双作用离合器。更确切地说，离合器元件12、 8具有安装在其上的摩擦片，其相互作用形成摩擦离合器。此外，连接 离合器元件12以便于通过离合器轴16与第一套轴14共同旋转，连接离 合器18以便于与第一输入轴20共同旋转。因而，离合器12的选择性接 合连接输入轴，以便于与第一套轴14共同旋转，离合器元件18的选择 性接合连接输入轴，以便于与第一输入轴20共同旋转的。副轴齿轮装置200还包括共面的啮合齿轮组。例如，齿轮33, 35与 第一套轴14是同心的，并且可选择性地与其接合，齿轮37, 39与第二 套轴22是同心的，并且可选择性地与其接合，齿轮41, 43与第一副轴 部分26是同心的，并且可选择性地与其接合，而齿轮45, 47与第二副 轴部分28是同心的，并且可选择性地与其接合。本发明提供了一种设备和方法，用于对安装在第一套轴M、第二套 轴22、第一副轴部分26和第二副轴部分28附件的元件(即轴承座圈、 套管轴、齿轮毂、同步器毂和类似物)进行预加载。更确切地说，在第 一输入轴20的末端上连接或整体形成一细长的构件或螺栓34 构件或螺 栓34具有一可调节末端。例如，螺栓34的调节末端包括与紧固构件或 内螺紋螺母32配合并接合的外螺紋，以对设置在第一套轴14和第二套 轴22附近的元件进行预加栽。例如，紧固或柠紧螺母32在螺栓34和第一轴20中形成张力或预加 载力。该预加载力通过止推轴承38和离合器轴16从轴20的法兰36传 递到滚柱轴承40的内座圏，然后通过垫圈42和套管轴44传递到同步器 毂46。之后，该预加载力通过套管轴48和垫圏50从毂"传递到第一套 轴14。预加载力从第一套轴14传递到径向滚珠轴承52的内座圈，并通 过轴承钢珠传递到径向滚珠轴承52的外座圈，最后传到结构变速箱壳构 件或地面68。通过将螺母32拧在螺栓34上生成的同等量的预加栽力作用在滚柱 轴承54的内座圈上，并传递到第二套轴22。更确切地说，螺母32具有 与滚柱轴承54的内座圈接合或接触的法兰31，从而该预加栽力通过法兰 31传递到内座園上。第二套轴22通过轴台阶或过渡段58将该预加载力 传递到同步器毂56。此外，预加载力被从同步器毂56传递到套管轴60、 定距片62以及径向滚珠轴承66的内座圈。然后该预加载力最终通过径向轴承66的滚珠传递到轴承66的外座圏，最后传到结构变速箱壳构件 或地面68。因而，安装在第一套轴14、第二套轴22附近的元件(即轴 承座團、套管轴、齿轮毂、同步器毂和类似物)之间的任何间隙可以被 减小或消除。有利地，通过提供一选择性地垫圈42、 50，本发明限制了预加载， 这些垫圏42、 50可与期望厚度或尺寸的垫圈交换。这些选定的期望厚度 的垫圈用于限制该预加载力。应当注意地是当第一轴20和第二套轴22 之间的交界处70的距离等于零时，旋转或拧紧螺母32可在螺栓34中产 生张力，并在第二套轴22中产生压缩。以相似的方式，第一副轴部分26和第二副轴部分28上的预加载元 件(即轴承座圏、套管轴、齿轮毂、同步器毂和类似物)通过使用紧固 件或螺母72以及螺栓74得到。更确切地，将螺母72拧在螺栓74上一 预定的量，以减小或消除轴承座圈、套管轴、齿轮毂、同步器毂以及第 一和第二副轴部分之间的任何间隙。预加栽力通过滚柱轴承78从螺栓法 兰76传递到第一副轴部分26,然后传递到同步器穀80直到轴台阶82。 然后预加载力通过套管轴84从毂80和垫圈86传递到径向接触滚珠轴承 88。从传动装置的另一端，螺母72具有法兰73,其与滚柱轴承90的内 座圈接触或接合。此外，预加载力通过垫圈92和套管轴94传递到同步 器毂96。另外，作用在毂96上的预加载力通过台阶98被传递到第二副 轴部分28。第二副轴部分28将预加栽力传递到齿轮毂100,其又继续将 该预加载力传递到径向滚珠轴承102。因此，安装在第一副轴部分26、 第二副轴部分28附近的元件(即轴承座圈、套管轴、齿轮毂、同步器毂 和类似物)之间的任何间隙可以被减,J、或消除。因而，使用螺栓34和74以及螺母32和72形成预加载力消除了轴 组件之间的间隙，为同步器毂创造了理想的条件。此外，本发明允许使 用具有高热膨胀系数的变速箱壳或变速箱材料(例如镁)，同时不会明 显地影响轴承的设计和预加载设定。这是由于下面的事实1)圆柱滚轴 轴承78、 90分别安装在每个轴26和28的端部，圆柱滚轴轴承40、 54 分别安装在每个轴14和22的端部；2 )径向接触滚珠轴承88、 1 02分別 彼此邻接地安装在轴26和28的另一端，径向滚珠轴承52、 66分别彼此 邻接地安装在轴14和22的另一端；以及3)与变速箱配合的轴承外径是 室温条件下的松配合。与使用两对攻丝滚柱轴承或双排滚珠轴承和圓柱滚轴轴承的组合相比，这种轴承结构节省了轴向空间。尽管已经对实施本发明的最佳方式进行了详细说明，但是那些对本 发明涉及领域熟悉的人员将会认识到实施本发明的各种可选设计和实施 例。
权利要求
1、一种传动装置，包括许多齿轮，用于提供多个传动比；具有法兰端和调节端的第一轴；与第一轴同心并具有第一端的第一套轴，其中第一套轴的第一端与第一轴的法兰端相连；与第一轴同心并与第一套轴轴向对齐的第二套轴，其中第二套轴具有第一端；用于选择性地将多个齿轮的至少其中一个连接到第一和第二套轴的至少其中之一的多个同步器；可与第一轴的调节端接合、并配置为可在该调节端上轴向移动的第一紧固件，其中第一紧固件具有与第二套轴的第一端接触的紧固件法兰；以及由此第一紧固件与调节端的接合产生了压缩力，其通过第一轴的法兰端传到第一套轴的第一端，以及通过紧固件法兰传到第二套轴的第一端，从而迫使第一套轴移近第二套轴。
2、 根据权利要求1所述的传动装置，其中调节端是第一轴的螺紋 末端。
3、 根据权利要求2所述的传动装置，其中第一紧固件是内螺紋螺 母，其被拧到第一轴的螺紋末端上。
4、 根据权利要求1所述的传动装置，还包括具有法兰端和调节端的 第二轴。
5、 根据权利要求4所述的传动装置，还包括与第二轴同心、具有第 一端的第三套轴，和与第二轴同心、与第三套轴轴向对齐的第四套轴， 其中第三套轴的第一端与第二轴的法兰端相连，第四套轴具有第一端。
6、 根据权利要求5所述的传动装置，还包括可与第二轴的调节端接 合的第二紧固件，其配置为可在该调节端上轴向移动，其中第二紧固件 具有一与第二套轴的第一端接触的紧固件法兰，由此第二紧固件与调节 端的接合产生了压缩力，其通过第二轴的法兰端传到第三套轴的第一端， 以及通过紧固件法兰传到第四套轴的第一端，从而迫使第三套轴移近第 四套轴。
7、 根据权利要求1所述的传动装置，其中第一套轴还包括位于第一套轴中的台阶，其与多个同步器中的至少其中一个接触。
8、 根据权利要求1所迷的传动装置，还包括一定距片，其与第一轴 和第一套轴同心，并设置在变速箱壳结构和多个同步器的至少其中一个 之间。
9、 根据权利要求1所迷的传动装置，还包括安装在第一套轴的第一 端的第一圓柱滚轴轴承和安装在第二套轴的第一端的第二圆柱滚轴轴 承。
10、 根据权利要求9所述的传动装置，还包括安装在第一套轴的第 二端的第 一径向滚柱轴承和安装在第二套轴的第二端的第二径向滚柱轴承。
11、 一种用于对具有第一轴、第一套轴和第二套轴的传动轴组件进 行预加载的方法，该方法包4舌提供具有法兰端和调节端的第一轴；提供与该第一轴同心并具有第一端的第一套轴，其中第一套轴的第 一端与第一轴的法兰端相连；提供了与第一轴同心并与第一套轴轴向对齐的第二套轴，其中第二 套轴具有第一端；提供可与第一轴的调节端接合、并配置为可在该调节端上轴向移动 的第一紧固件，其中第一紧固件具有一紧固件法兰，其与第二套轴的第 一端接触；以及使第一紧固件与该调节端接合以生成一压缩力，该压缩力通过第一 轴的法兰端传到第一套轴的第一端，以及通过紧固件法兰传到第二套轴 的第一端，从而迫使第一套轴移近第二套轴。
12、 根据权利要求11所述的方法，还包括提供具有螺紋末端的调节端。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中提供第一紧固件还包括提 供具有内螺紋螺母的紧固件，该内螺紋螺母被拧到第一轴的螺紋末端上。
14、 根据权利要求11所述的方法，还包括提供具有法兰端和调节端 的第二轴。
15、 根据权利要求14所述的方法，还包括提供与第二轴同心、具有 第一端的第三套轴，和与第二轴同心、与第三套轴轴向对齐的第四套轴， 其中第三套轴的第一端与第二轴的法兰端相连，第四套轴具有第一端。
16、 根据权利要求15所述的方法，还包括提供可与第二轴的调节端 接合的第二紧固件，其配置为可在该调节端上轴向移动，其中第二紧固 件具有一与第二套轴的第一端接触的紧固件法兰，由此第二紧固件与调 节端的接合产生了压缩力，其通过第二轴的法兰端传到第三套轴的第一 端，以及通过紧固件法兰传到第四套轴的第一端，从而迫使第三套轴移 近第四套轴。
17、 根据权利要求11所述的方法，其中提供第一套轴还包括提供 位于该第一套轴中的台阶，其与多个同步器的至少其中之一接触。
18、 根椐权利要求11所述的方法，还包括提供与第一轴和第一套轴 同心，并设置在变速箱壳结构和多个同步器的至少其中一个之间的定距 片。
全文摘要
公开了一种用于对传动轴组件进行预加载的设备和方法。具有本发明设备的传动装置具有许多用于提供多个传动比的齿轮。该轴组件具有第一轴、第一套轴、第二套轴和第一紧固件。第一轴具有一法兰端和一调节端。第一套轴与第一轴是同心的，并具有一第一端。第一套轴的第一端与第一轴的法兰端相连。第二套轴与第一轴是同心的，并与第一套轴轴向对齐。第二套轴具有一第一端。用于选择性地将多个齿轮的至少其中一个连接到第一和第二套轴的至少其中之一的多个同步器。第一紧固件可与第一轴的调节端接合，并配置为可在该调节端上轴向移动。第一紧固件具有一与第二套轴的第一端接触的紧固件法兰。第一紧固件与调节端的接合产生了压缩力，其通过第一轴的法兰端传到第一套轴的第一端，以及通过紧固件法兰传到第二套轴的第一端，从而迫使第一套轴移近第二套轴。
文档编号F16H57/00GK101251172SQ20081000532
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月1日 优先权日2007年2月1日
发明者B·伯格曼, D·B·米施勒, H·索乌尔, J·A·迪默 申请人:通用汽车环球科技运作公司