专利名称：一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱的制作方法
技术领域：
本发明为一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱。
背景技术：
常见的双中间轴结构重型卡车变速箱结构中，需对两中间轴齿轮对齿以保证两中间轴总成的一致性，为保证对齿，主箱齿轮均采用直齿，总成承载力低，噪声较大；主箱一般采用啮合套换挡，从一个挡位转换到另一个挡位时，由于换挡时要进行啮合的一对齿轮或啮合套的啮合线速度不相等，所以在啮合时发生冲击，引起噪声，甚至损坏轮齿，导致早期磨损，且驾驶员在操作时需较大的换挡力，易造成疲劳。鉴于上述双中间轴结构重型卡车变速箱存在问题，需在变速箱结构上采取措施，既保证能提高齿轮承载能力，又保证挂挡平顺，使操作简单化，减轻驾驶员的劳动强度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种提供一种大扭矩、低噪声、操作省力、换挡操作平稳、传动平稳、能延长变速箱使用寿命的新型12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱的技术方案。本发明是通过如下技术措施实现的一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，包括由前壳、中壳和后壳连接构成的三段式封闭结构，前壳内安装有输入轴，中壳为主变速箱箱体，中壳内有主轴总成和两个中间轴总成，后壳为副变速箱箱体，后壳内有副箱斜齿行星轮系、副箱同步器，主变速箱由输入插分系统和主变速系统构成，输入插分系统分两个挡位，主变速系统有3个前进挡位，采用双锥面同步器换挡；倒挡换挡无同步作用；副变速箱有两个挡位，形成2X3X2即12个挡位结构；主轴总成和两个主箱中间轴总成之间的啮合齿轮为大齿宽斜齿轮，且输入轴及主轴总成上的前进挡齿轮均为右旋斜齿，主轴总成上的倒挡齿轮为左旋斜齿；所述副箱同步器位于所述行星轮系之前。本发明的进一步改进还有，上述副箱同步器包括齿套、齿座、高挡锥榖，所述齿套与内齿圈通过传扭花键套相连，所述传扭花键套通过花键连接安装于内齿圈上，通过内齿圈内齿齿顶与钢丝挡圈轴向定位，内齿圈右侧加工挡边，内齿圈左、右依靠传扭花键套与挡边在行星轮上轴向限位；所述高挡锥榖安装于行星架前部上，高挡锥榖与行星架前部花键连接部位直径加大，齿座通过滚针轴承安装于行星架前部，齿座依靠安装于行星架前部的前、后挡片轴向定位。本发明的进一步改进还有，上述行星架为焊接式整体，行星架前部、后部均设置有支撑结构。本发明的进一步改进还有，上述副箱斜齿行星轮系包括与主轴连接的输出轴、太阳轮、行星轮，所述主轴与输出轴轴向限位太阳轮，太阳轮限位行星轮，行星轮限位内齿圈，斜齿行星轮系的轴向力在内部平衡。本发明的进一步改进还有，上述太阳轮两端安装花键挡片与卡簧，行星轮与行星架两端面存在间隙，由太阳轮轴向限位行星轮，太阳轮与主轴间安装调整垫片；传扭花键套外花键安装于内齿圈上，内齿圈右侧加工挡边，内齿圈左、右依靠传扭花键套与挡边在行星轮上轴向限位。本发明的进一步改进还有，上述输入轴上安装有输入轴前进挡齿轮低和输入轴前进挡齿轮高，主轴由输入端到输出端依次安装有主轴二挡齿轮、主轴一挡齿轮、主轴倒挡齿轮，所述输入轴前进挡齿轮高与主轴二挡齿轮之间设置有二三挡同步器，所述主轴一挡齿轮与主轴倒挡齿轮之间设置有倒一挡同步器，所述二三挡同步器和倒一挡同步器均为双锥面锁环式同步器，倒挡挂挡无同步作用。本发明的进一步改进还有，上述二三挡同步器包括齿套、分别位于齿套两侧的外锥、中间锥体、内锥、结合齿圈和齿座，所述外锥、内锥上与中间锥体的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体上均布若干卡爪，与结合齿圈上的圆孔配合，所述结合齿圈通过花键与主轴二挡齿轮和主轴一挡齿轮啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧轴向定位。 本发明的进一步改进还有，上述倒一挡同步器包括齿套、位于齿套靠近主轴一挡齿轮一侧的外锥、中间锥体和内锥以及位于齿套两侧的结合齿圈和齿座，所述外锥、内锥上与中间锥体的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体上均布若干卡爪，与结合齿圈上的圆孔配合，所述结合齿圈通过花键与主轴一挡齿轮和主轴倒挡齿轮啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧轴向定位。本发明的进一步改进还有，上述主轴总成的主轴前端钻孔，孔内安装轴承座圈，输入轴前端轴颈伸入轴承座圈内；轴承座圈内安装有耐磨衬套，输入轴前端轴颈和衬套之间留有间隙，实现主轴浮动；输入轴与轴承座圈间安装两个大推力轴承，两个大推力轴承分别位于输入轴上的高传动齿轮两侧；主轴后端安装后支撑定位轴，后支撑定位轴上安装调整垫片与小推力轴承总成，通过调整垫片使小推力轴承总成与输出轴内孔端面贴合，实现轴向定位；输入轴与主轴上设置有润滑油道，润滑油通过安装于输入轴端盖内的导油环，进入润滑油道，对主轴前后两侧的大推力轴承、小推力轴承总成进行强制润滑。本发明的进一步改进还有，上述输入插分系统采用单锥面锁环式同步器。本发明的有益效果为主、副变速箱组合设计、主变速箱小中心距双中间轴结构，齿轮采用大齿宽斜齿，提高齿轮承载能力与啮合平稳性，降低啮合噪音，提高主箱承载能力。主轴采用前、后双向定位，抵消斜齿产生的轴向力，并承受换挡时产生的轴向力。输入插分结构，挡位速比阶差小，燃油经济性高。一挡、二挡与三挡分别加装双锥面锁环式同步器，增大了同步器摩擦力矩，降低换挡力，减少换挡时产生的冲击和噪声。采用主动润滑与飞溅润滑组合方式，设计润滑油道和开有喷淋孔的喷淋管。副变速箱采用新型的斜齿行星轮系结构，提高齿轮承载能力，行星轮系设计轴向限位，斜齿轴向力在内部抵消；新型副箱同步器安装形式，优化行星架在范围挡高、低挡时的扭矩状态，大幅提高行星架总成抗扭强度，行星架前、后两端双支撑设计，减小整车因素对变速箱内部正常工作的影响。
图I为本发明具体实施方式
的结构示意图。图2为本发明具体实施方式
中输入插分系统与主轴轴向定位结构示意图。
图3为本发明具体实施方式
中二三挡同步器的结构示意图。图4为本发明具体实施方式
中副箱内的结构示意图。图中，I、前壳，2、输入轴总成，3、喷淋管，4、中壳，5、前进挡齿轮，6、倒挡齿轮，7、后壳，8、行星架，9、行星轮系，10、副箱同步器，11、主轴总成，12、中间轴总成，13、润滑油道，14、输入轴，15、输入轴端盖,16、输入轴轴承，17、输入轴前进挡齿轮低，18、插分挡同步器，19、输入轴前进挡齿轮高，20、主轴，21、行星架前部，22、输出轴，23、小推力轴承总成，25、调整垫片，26、后支撑定位轴，27、轴承座圈，28、大推力轴承，29、大推力轴承，30、主轴二挡齿轮，31、换挡轴，32、拨叉，33、齿套，34、外锥，35、中间锥体，36、内锥，37、结合齿圈，38、齿座，39、卡簧，40、主轴一挡齿轮，41、前挡片，42、滚针轴承，43、齿套，44、后挡片，45、高挡锥榖，46、传扭花键套，47、内齿圈，48、行星轮，49、太阳轮，50、花键挡片，51、卡簧，52、齿座，53、调
整垫片，54、钢丝挡圈，A、主变速箱，B、副变速箱，C、输入插分系统，D、主变速系统，E、二三挡同步器，F、倒一挡同步器。
具体实施例方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式
，对本方案进行阐述。如附图，一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，包括由前壳I、中壳4和后壳7连接构成的三段式封闭结构，前壳I内安装有输入轴14，中壳4为主变速箱A箱体，中壳4内有主轴总成11和两个双中间轴总成12，后壳7为副变速箱B箱体，后壳7内有副箱斜齿行星轮系9、副箱同步器10，主变速箱由输入插分系统C和主变速系统D构成，输入插分系统C采用单锥面锁环式同步器，输入插分系统C分两个挡位，主变速系统D有3个前进挡位，采用双锥面同步器换挡；倒挡换挡无同步作用；副变速箱B有两个挡位，形成2X3X2即12个挡位结构；主轴总成11和两个主箱中间轴总成12之间的啮合齿轮为大齿宽斜齿轮，且输入轴14及主轴总成11上的前进挡齿轮5均为右旋斜齿,主轴总成11上的倒挡齿轮6均为左旋斜齿；所述副箱同步器10位于所述行星轮系9之前。副箱采用新型的行星轮系结构，采用斜齿，提高齿轮承载能力，副箱同步器位于斜齿行星轮系之前，加大了主变速箱A与行星轮系9距离，减小了主变速箱A与副变速箱B间的相互影响。其中，后壳7内包括副箱斜齿行星轮系9、副箱同步器10，副箱斜齿行星轮系9包括与主轴20连接的输出轴14、太阳轮49、行星轮48，采用斜齿，提高了变速箱承载能力又大幅度降低了变速箱总成噪音；将副箱同步器10置于行星轮系9之前，缩短了行星架8的输出轴14的长度，减少了大扭矩状态时的行星架的输出轴扭转变形；取消了传统结构中的齿圈支架，齿套43与内齿圈47通过传扭花键套46相连；高挡锥榖45安装于行星架前部21上，高挡锥榖45与行星架前部21花键连接部位直径加大，改善行星轮系9在高挡状态时，行星架8的受力状态；齿座52通过滚针轴承42安装于行星架前部21，齿座52依靠安装于行星架前部21的前、后挡片41、44轴向定位；太阳轮49两端安装花键挡片50与卡簧51，行星轮48左右两侧与行星架8两端面存在间隙，由太阳轮49轴向限位行星轮48 ;太阳轮49与主轴20间安装调整垫片53，太阳轮49左右分别依靠主轴20与输出轴14轴向定位；传扭花键套46通过花键连接安装于内齿圈47上，依靠内齿圈47内齿齿顶与钢丝挡圈54轴向定位，内齿圈47右侧加工挡边，内齿圈47左、右依靠传扭花键套46与挡边在行星轮48上轴向限位；行星轮系9的轴向定位关系为主轴20与输出轴14轴向限位太阳轮49，太阳轮49限位行星轮48，行星轮48限位内齿圈47。其中，行星架前部、后部双支撑可以减小整车因素对副箱正常工作的影响，提高副箱寿命。本发明的具体特点还有，主轴总成11的主轴20前端钻孔，孔内安装轴承座圈27，输入轴14前端轴颈伸入轴承座圈27内；轴承座圈27内安装有耐磨衬套，输入轴14前端轴颈和衬套之间留有间隙，实现主轴浮动；输入轴14与轴承座圈27间安装两个大推力轴承28、29，两个大推力轴承分别位于输入轴前进挡齿轮高19两侧；主轴20后端安装后支撑定位轴26，后支撑定位轴26上安装调整垫片25与小推力轴承总成23，通过调整垫片25使小推力轴承总成23与输出轴22内孔端面贴合，实现轴向定位；输入轴14与主轴20上设置有润滑油道13，润滑油13通过安装于输入轴14端盖内的导油环，进入润滑油道13，对主轴20前后两侧的大推力轴承28、29、小推力轴承总成23进行强制润滑。输入轴14上安装有输入轴前进挡齿轮低17和输入轴前进挡齿轮高19，主轴20由输入端到输出端依次安装有主轴二挡齿轮30、主轴一挡齿轮40、主轴倒挡齿轮6，所述输入轴前进挡齿轮高19与主轴二挡齿轮30之间设置有二三挡同步器E，所述主轴一挡齿轮40 与主轴倒挡齿轮6之间设置有倒一挡同步器F，所述二三挡同步器E和倒一挡同步器F均为双锥面锁环式同步器，倒挡挂挡无同步作用。二三挡同步器E包括齿套33、分别位于齿套33两侧的外锥34、中间锥体35、内锥36、结合齿圈37和齿座38、39，所述外锥34、内锥36上与中间锥体35的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体35上均布若干卡爪，与结合齿圈37上的圆孔配合，所述结合齿圈37通过花键与主轴二挡齿轮30和主轴一挡齿轮40啮合；所述齿座38通过花键安装于主轴20上，齿座38通过卡簧39轴向定位。倒一挡同步器与二三挡同步器结构类似，只是倒档侧不安装外锥、中间锥体、内锥三个零件，倒档挂档无同步作用；具体包括齿套、位于齿套靠近主轴一挡齿轮一侧的外锥、中间锥体和内锥以及位于齿套两侧的结合齿圈和齿座，所述外锥、内锥上与中间锥体的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体上均布若干卡爪，与结合齿圈上的圆孔配合，所述结合齿圈通过花键与主轴一挡齿轮和主轴倒挡齿轮哨合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧轴向定位。采用本技术方案，输入轴前进挡齿轮高19主动传动时轴向力向右，被动时轴向力向左，输入轴前进挡齿轮高19被动在挡时，其与输入轴14之间产生转速差，轴向力指向输入轴14,为平衡轴向力,输入轴前进挡齿轮高19与输入轴14之间间隔设有大推力轴承29、28。通过操纵单锥面锁环式插分挡同步器18来控制输入轴14上的力传到输入轴前进挡齿轮低17还是输入轴前进挡齿轮高19，实现主轴20的不同转速来达到增加变速箱挡位的目的。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，包括由前壳、中壳和后壳连接构成的三段式封闭结构，前壳内安装有输入轴，中壳为主变速箱箱体，中壳内有主轴总成和两个中间轴总成，后壳为副变速箱箱体，后壳内有副箱斜齿行星轮系、副箱同步器，其特征是，主变速箱由输入插分系统和主变速系统构成，输入插分系统分两个挡位，主变速系统有3个前进挡位，采用双锥面同步器换挡；倒挡换挡无同步左右；副变速箱有两个挡位，形成2X3X2即12个挡位结构；主轴总成和两个主箱中间轴总成之间的啮合齿轮为大齿宽斜齿轮，且输入轴及主轴总成上的前进挡齿轮均为右旋斜齿，主轴总成上的倒挡齿轮为左旋斜齿；所述副箱同步器位于所述行星轮系之前。
2.根据权利要求I所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述副箱同步器包括齿套、齿座、高挡锥榖，所述齿套与内齿圈通过传扭花键套相连，所述传扭花键套通过花键连接安装于内齿圈上，通过内齿圈内齿齿顶与钢丝挡圈轴向定位，内齿圈右侧加工挡边，内齿圈左、右依靠传扭花键套与挡边在行星轮上轴向限位；所述高挡锥榖安装于行星架前部上，高挡锥榖与行星架前部花键连接部位直径加大，齿座通过滚针轴承安装于行星架前部，齿座依靠安装于行星架前部的前、后挡片轴向定位。
3.根据权利要求2所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述行星架为焊接式整体，行星架前部、后部均设置有支撑结构。
4.根据权利要求I或2所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述副箱斜齿行星轮系包括与主轴连接的输出轴、太阳轮、行星轮，所述主轴与输出轴轴向限位太阳轮，太阳轮限位行星轮，行星轮限位内齿圈，斜齿行星轮系的轴向力在内部平衡。
5.根据权利要求4所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述太阳轮两端安装花键挡片与卡簧，行星轮与行星架两端面存在间隙，由太阳轮轴向限位行星轮，太阳轮与主轴间安装调整垫片；传扭花键套外花键安装于内齿圈上，内齿圈右侧加工挡边，内齿圈左、右依靠传扭花键套与挡边在行星轮上轴向限位。
6.根据权利要求I或2所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述输入轴上安装有输入轴前进挡齿轮低和输入轴前进挡齿轮高，主轴由输入端到输出端依次安装有主轴二挡齿轮、主轴一挡齿轮、主轴倒挡齿轮，所述输入轴前进挡齿轮高与主轴二挡齿轮之间设置有二三挡同步器，所述主轴一挡齿轮与主轴倒挡齿轮之间设置有倒一挡同步器 所述二三挡同步器和倒一挡同步器均为双锥面锁环式同步器，倒挡挂挡无同步作用。
7.根据权利要求6所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述二三挡同步器包括齿套、分别位于齿套两侧的外锥、中间锥体、内锥、结合齿圈和齿座，所述外锥、内锥上与中间锥体的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体上均布若干卡爪，与结合齿圈上的圆孔配合，所述结合齿圈通过花键与输入轴前进挡齿轮高和主轴二挡齿轮啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧轴向定位。
8.根据权利要求6所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述倒一挡同步器包括齿套、分别位于齿套靠近主轴一挡齿轮一侧的外锥、中间锥体和内锥以及位于齿套两侧的结合齿圈和齿座，所述外锥、内锥上与中间锥体的配合面粘结摩擦材料，所述中间锥体上均布若干卡爪，与结合齿圈上的圆孔配合，所述结合齿圈通过花键与主轴一挡齿轮和主轴倒挡齿轮啮合；所述齿座通过花键安装于主轴上，齿座通过卡簧轴向定位。
9.根据权利要求I或2所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述主轴总成的主轴前端钻孔，孔内安装轴承座圈，输入轴前端轴颈伸入轴承座圈内；轴承座圈内安装有耐磨衬套，输入轴前端轴颈和衬套之间留有间隙，实现主轴浮动；输入轴与轴承座圈间安装两个大推力轴承，两个大推力轴承分别位于输入轴前进挡齿轮高的两侧；主轴后端安装后支撑定位轴，后支撑定位轴上安装调整垫片与小推力轴承总成，通过调整垫片使小推力轴承总成与输出轴内孔端面贴合，实现轴向定位；输入轴与主轴上设置有润滑油道，润滑油通过安装于输入轴端盖内的导油环，进入润滑油道，对主轴前后两侧的大推力轴承、小推力轴承总成进行强制润滑。
10.根据权利要求I所述的12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，其特征是，所述输入插分系统采用单锥面锁环式同步器。
全文摘要
一种12挡全斜齿双中间轴全同步器变速箱，三段式封闭结构壳体，主、副变速箱组合设计。主变速箱小中心距双中间轴结构，齿轮采用大齿宽斜齿，提高齿轮承载能力与啮合平稳性，降低啮合噪音，提高主变速箱承载能力。输入插分结构，挡位速比阶差小，燃油经济性高。倒一档、二三档分别加装双锥面锁环式同步器，增大了同步器摩擦力矩，降低换挡力，减少换挡时产生的冲击和噪声。斜齿行星轮系结构，提高齿轮承载能力，行星轮系设计轴向限位，斜齿轴向力在内部抵消；副箱同步器安装形式，优化了行星架在范围档高、低档时的扭矩状态，大幅提高行星架总成抗扭强度，行星架前、后两端双支撑设计，减小整车因素对变速箱内部正常工作的影响。
文档编号F16D23/02GK102748456SQ20121024249
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者任宪群, 杨伟玲, 王辉, 胡凯 申请人:中国重汽集团济南动力有限公司