一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的制作方法
一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的制作方法
【专利摘要】一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴与空心输入轴，所述实心输入轴通过奇数挡中间轴与输出轴传动配合，所述空心输入轴通过偶数挡中间轴与输出轴传动配合；所述实心输入轴上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮、实心轴固连齿轮，所述实心轴固连齿轮分别与奇数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮相啮合，所述实心轴固连同步齿轮与偶数挡中间轴空套同步齿轮相啮合，偶数挡中间轴通过同步摩擦轮分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心输入轴上套设的空心轴固连齿轮相啮合。本设计不仅结构简单、布置空间小，而且便于检修、生产成本低。
【专利说明】一种实心轴同步的双中间轴变速器结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变速箱同步结构，尤其涉及一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，具体适用于简化变速箱结构、优化换挡方式、降低生产成本。
【背景技术】
[0002]双离合器变速器使车辆在动力不中断的情况下自动换挡，不仅使汽车的驾驶变得更简单，而且还有效地提高了汽车的舒适性、动力性与安全性。
[0003]中国专利申请公布号为CN103032528A，申请公布日为2013年4月10日的发明专利公开了一种双中间轴DCT结构及其挡位传动比的计算方法，包括双离合器、实心输入轴和空心输入轴，同轴设置的实心输入轴与空心输入轴一端与双离合器相连接，另一端各设置有一个常啮合齿轮，其中空心输入轴通过常啮合齿轮组与偶数挡中间轴相配合，偶数挡中间轴通过齿轮组与输出轴相配合，实心输入轴通过常啮合齿轮组与奇数挡中间轴相配合，奇数挡中间轴通过齿轮组与输出轴相配合，实心输入轴末端依次通过内嵌式轴承与五挡七挡同步器与输出轴的首端相配合，且各挡位的总传动比从七挡至一挡呈等比数列分布。虽然该发明能使布局较为紧凑，但其仍存在以下缺陷:
[0004]1、该发明需要使用多个同步器进行换挡，同步器占用的布置空间较大，增长了变速箱的轴向设计长度，使变速箱变得更大更笨重；同时同步器结构复杂，制造成本高，将其安装于变速箱内不便于变速箱的检修维护。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的布置空间大、制造成本高的问题，提供一种布置空间小、制造成本低的实心轴同步的双中间轴变速器结构。
[0006]为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0007]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴与空心输入轴，所述实心输入轴通过奇数挡中间轴与输出轴传动配合，所述空心输入轴通过偶数挡中间轴与输出轴传动配合；
[0008]所述实心输入轴上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮、实心轴固连齿轮，所述实心轴固连齿轮分别与奇数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮相啮合，所述实心轴固连同步齿轮与偶数挡中间轴空套同步齿轮相啮合，所述偶数挡中间轴上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套同步齿轮、同步摩擦轮、偶数挡中间轴空套齿轮，偶数挡中间轴通过同步摩擦轮分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心输入轴上套设的空心轴固连齿轮相啮合。
[0009]所述奇数挡中间轴包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮、一挡空套主动齿轮、一挡三挡滑套、三挡空套主动齿轮、五挡空套主动齿轮和五挡倒挡滑套，所述偶数挡中间轴包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套同步齿轮、同步摩擦轮、偶数挡中间轴空套齿轮、二挡空套主动齿轮、二挡四挡滑套、四挡空套主动齿轮、六挡空套主动齿轮和六挡滑套，所述输出轴包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套、一挡二挡固连从动齿轮、三挡四挡固连从动齿轮和五挡六挡固连从动齿轮；
[0010]所述一挡二挡固连从动齿轮分别与一挡空套主动齿轮、二挡空套主动齿轮相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮分别与三挡空套主动齿轮、四挡空套主动齿轮相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮分别与五挡空套主动齿轮、六挡空套主动齿轮相啮合；
[0011]所述奇数挡中间轴通过一挡三挡滑套分别与一挡空套主动齿轮、三挡空套主动齿轮传动配合，奇数挡中间轴通过五挡倒挡滑套与五挡空套主动齿轮传动配合；偶数挡中间轴通过二挡四挡滑套分别与二挡空套主动齿轮、四挡空套主动齿轮传动配合，偶数挡中间轴通过六挡滑套与六挡空套主动齿轮传动配合。
[0012]所述实心输入轴的末端通过七挡滑套与输出轴的首端传动配合。
[0013]所述奇数挡中间轴固连齿轮与偶数挡中间轴空套齿轮齿数相等；所述一挡空套主动齿轮与二挡空套主动齿轮形状一致，所述三挡空套主动齿轮与四挡空套主动齿轮形状一致，所述五挡空套主动齿轮与六挡空套主动齿轮形状一致。
[0014]所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心轴固连齿轮的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮与实心轴固连齿轮的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;
[0015]所述偶数挡中间轴空套同步齿轮与实心轴固连同步齿轮的齿数比为c，c = a*q。
[0016]所述奇数挡中间轴设置的倒挡空套主动齿轮通过偶数挡中间轴末端设置的倒挡惰轮与输出轴末端设置的倒挡固连从动齿轮传动配合，所述倒挡空套主动齿轮通过五挡倒挡滑套与奇数挡中间轴传动配合。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0018]1、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构将传统同步器分成两个部分，一部分是同步摩擦轮，另一部分是滑套，分别对应同步器的同步锥环和啮合齿圈。整个设计中只使用一个同步摩擦轮及其配套的同步齿轮，来实现多组同步器的功能，使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速同步，有效节约了生产成本和布置空间，有效缩短了传动轴的长度，提高了传动轴的机械性能。因此，本设计生产成本低、布置空间小、机械强度好。
[0019]2、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中的同步摩擦轮和滑套相对于现有的同步器结构更加简单、布置空间更小、便于检修维护、降低了制造、维修成本成本。因此，本设计结构简单便于检修和维护。
[0020]3、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中一挡空套主动齿轮与二挡空套主动齿轮形状一致，述三挡空套主动齿轮与四挡空套主动齿轮形状一致，五挡空套主动齿轮与六挡空套主动齿轮形状一致，形状一致的主动齿轮可与同一从动齿轮相啮合，减少了从动齿轮的数量，缩短了变速箱的轴向长度，且相同的齿轮可以用同一套模具制造，降低了生产成本；一挡二挡固连从动齿轮、三挡四挡固连从动齿轮和五挡六挡固连从动齿轮从大到小依次套设于输出轴上，使中间轴上主动齿轮从小到大安装，装配更加方便。因此，本设计结构设计合理、装配方便。
[0021]4、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中偶数挡中间轴空套同步齿轮与实心轴固连同步齿轮的齿数比为c = a*q，在同步摩擦轮靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮时，能够保证奇数挡中间轴与偶数挡中间轴的转速比为q的平方，实心输入轴与输出轴转速相同，确保了换挡的顺利进行。因此，本设计能够实现单同步摩擦轮同步换挡。
[0022]5、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，在换挡时先完成待换挡滑套就与待换挡主动齿轮接合完成，然后双离合器动力直接切换，真正实现了不中断自动换挡，本设计在简化同步器设计的同时达到了与同步器相同的换挡效果换。因此，本设计换挡过程更加合理、换挡效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构示意图。
[0024]图中:实心输入轴1、实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12、空心输入轴2、空心轴固连齿轮21、奇数挡中间轴3、奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35、五挡倒挡滑套36、偶数挡中间轴4、偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48、六挡滑套49、输出轴5、七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53、五挡六挡固连从动齿轮54、倒挡空套主动齿轮61、倒挡惰轮62、倒挡固连从动齿轮63。
【具体实施方式】
[0025]以下结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0026]参见图1，一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴I与空心输入轴2，所述实心输入轴I通过奇数挡中间轴3与输出轴5传动配合，所述空心输入轴2通过偶数挡中间轴4与输出轴5传动配合；
[0027]所述实心输入轴I上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12，所述实心轴固连齿轮12分别与奇数挡中间轴固连齿轮31、偶数挡中间轴空套齿轮44相啮合，所述实心轴固连同步齿轮11与偶数挡中间轴空套同步齿轮42相啮合，所述偶数挡中间轴4上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44，偶数挡中间轴4通过同步摩擦轮43分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮42、偶数挡中间轴空套齿轮44传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心输入轴2上套设的空心轴固连齿轮21相啮合。
[0028]所述奇数挡中间轴3包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35和五挡倒挡滑套36，所述偶数挡中间轴4包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48和六挡滑套49，所述输出轴5包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53和五挡六挡固连从动齿轮54 ；
[0029]所述一挡二挡固连从动齿轮52分别与一挡空套主动齿轮32、二挡空套主动齿轮45相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮53分别与三挡空套主动齿轮34、四挡空套主动齿轮47相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮54分别与五挡空套主动齿轮35、六挡空套主动齿轮48相啮合；
[0030]所述奇数挡中间轴3通过一挡三挡滑套33分别与一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34传动配合，奇数挡中间轴3通过五挡倒挡滑套36与五挡空套主动齿轮35传动配合；偶数挡中间轴4通过二挡四挡滑套46分别与二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47传动配合，偶数挡中间轴4通过六挡滑套49与六挡空套主动齿轮48传动配合。
[0031]所述实心输入轴I的末端通过七挡滑套51与输出轴5的首端传动配合。
[0032]所述奇数挡中间轴固连齿轮31与偶数挡中间轴空套齿轮44齿数相等；所述一挡空套主动齿轮32与二挡空套主动齿轮45形状一致，所述三挡空套主动齿轮34与四挡空套主动齿轮47形状一致，所述五挡空套主动齿轮35与六挡空套主动齿轮48形状一致。
[0033]所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心轴固连齿轮21的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮31与实心轴固连齿轮12的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;
[0034]所述偶数挡中间轴空套同步齿轮42与实心轴固连同步齿轮11的齿数比为c，c =
a氺q。
[0035]所述奇数挡中间轴3设置的倒挡空套主动齿轮61通过偶数挡中间轴4末端设置的倒挡惰轮62与输出轴5末端设置的倒挡固连从动齿轮63传动配合，所述倒挡空套主动齿轮61通过五挡倒挡滑套36与奇数挡中间轴3传动配合。
[0036]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的换挡方法，所述换挡方法包括以下步骤:
[0037]第一步:同步转速:利用同步摩擦轮43同步中间轴上待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速；
[0038]第二步:结合滑套:当待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同时，同步摩擦轮43脱离，相同转速待进挡滑套与待进挡主动齿轮的花键副相结合；
[0039]第三步:退挡、动力切换:双离合器切换，双输入轴动力切换，待退挡滑套与待退挡主动齿轮分离，换挡过程完成。
[0040]所述第一步:同步转速分为三种情况:
[0041]第一种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速相同，偶数挡中间轴空套齿轮44与奇数挡中间轴固连齿轮31形状一致、转速相同，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速相同，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0042]第二种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0043]第三种是当待进挡或待退挡中有一个为七挡时，输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q，从而使七挡滑套51与实心输入轴I的转速相同，此时同步转速步骤完成。[0044]本实用新型的原理说明如下:
[0045]现有同步器的特点是依靠同步锥环作用实现啮合齿圈与齿轮转速同步，同步锥环使得两个原本有很大转速差的部件能够在短时间通过内非刚性方式减小转速差，然后相同转速的啮合齿圈与齿轮齿圈不受阻碍地接合。本实用新型将传统同步器分成两个部分，一部分是同步摩擦轮43，另一部分是滑套，分别对应同步器的同步锥环和啮合齿圈。整个设计中只使用一个同步摩擦轮43及其配套的同步齿轮，来实现多组同步器的功能，使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速同步，简化了 DCT的控制难度，有效节约了生产成本和布置空间，有效缩短了传动轴的长度，提高了传动轴的机械性能。
[0046]同步摩擦轮43:为蝶形零件，内孔上设有内花键与轴上的外花键相配合，同步摩擦轮43随轴转动，不会与轴发生相对转动，同时可沿轴向滑动，同步摩擦轮43的外圆表面上加工有槽，用于轴向移动操作；同步摩擦轮43两侧端面加工有锥面，用于与其配偶件(同步齿轮)对应锥面形成摩擦副，可以通过摩擦传递扭矩；本设计通过对同步摩擦轮43施加一定轴向力，使同步摩擦轮43与配偶件(同步齿轮)通过摩擦副连接在一起。
[0047]挡间比q:即变速箱传动比等比系数，变速箱的挡位传动比成等比数列排布，其公比为相邻高挡位传动比与低挡位传动比的比，称为挡间比。本实用新型中，q=a/b，其中，a为偶数挡中间轴固连齿轮41和空心轴固连齿轮21的齿数比，b为奇数挡中间轴固连齿轮31和实心轴固连齿轮12的齿数比。
[0048]换挡过程分析，换挡分为三种情况:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合；待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合；进七挡和退七挡。
[0049]1、当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速一致，这时需要使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4转速相同，待进挡滑套才能与待进挡主动齿轮相接合。
[0050]例如:一挡升挡二挡:换挡之前，实心输入轴I提供动力，固连于实心输入轴I上的实心轴固连齿轮12带动固连于奇数挡中间轴3上的奇数挡中间轴固连齿轮31转动，从而带动奇数挡中间轴3以及其上的一挡三挡滑套33和五挡倒挡滑套36转动，在此工作状态下，一挡三挡滑套33连接一挡空套主动齿轮32，一挡空套主动齿轮32被一挡三挡滑套33带动旋转，将动力通过一挡二挡固连从动齿轮52传递到输出轴5，偶数挡中间轴4上的二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48、倒挡惰轮62随输出轴5转动，而空心输入轴2、偶数挡中间轴4均处于静止或者低速旋转状态，奇数挡中间轴固连齿轮31和偶数挡中间轴空套齿轮44形状一致、转速相同；二挡空套主动齿轮45和一挡空套主动齿轮32形状一致、转速相同；四挡空套主动齿轮47和三挡空套主动齿轮34形状一致、转速相同；六挡空套主动齿轮48和五挡空套主动齿轮35形状一致、转速相同。
[0051]需要奇数挡升偶数挡的时候，首先同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，因为偶数挡中间轴空套齿轮44转速和奇数挡中间轴固连齿轮31的转速相同，同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使偶数挡中间轴空套齿轮44的摩擦带动偶数挡中间轴4转动，此时偶数挡中间轴4转速等于奇数挡中间轴3的转速，从而使偶数挡中间轴4转速等于二挡空套主动齿轮45的转速，此时，二挡四挡滑套46转速等于二挡空套主动齿轮45转速，转速同步完成；[0052]然后，同步摩擦轮43脱离，二挡四挡滑套46靠近二挡空套主动齿轮45进行滑套啮合；
[0053]最后，双离合器动力切换，实心输入轴I失去动力的同时空心输入轴2获得动力，一挡三挡滑套33脱离一挡空套主动齿轮32，换挡过程完成。其他待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合的换挡过程与上述过程类似。
[0054]2、当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，这时需要使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，待进挡滑套才能与待进挡主动齿轮相接合。
[0055]例如:二挡升挡三挡:换挡之前，空心输入轴2提供动力，固连于空心输入轴2上的空心轴固连齿轮21带动固连于偶数挡中间轴4上的偶数挡中间轴固连齿轮41转动，从而带动偶数挡中间轴4以及其上的二挡四挡滑套46和六挡滑套49转动，在此工作状态下，二挡四挡滑套46连接二挡空套主动齿轮45，则二挡空套主动齿轮45被二挡四挡滑套46带动旋转，动力通过一挡二挡固连从动齿轮52传递到输出轴5，奇数挡中间轴3上的一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35、倒挡空套主动齿轮61随着输出轴5转动，而实心输入轴1、奇数挡中间轴3都是静止或低速旋转状态；因为空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41的齿数比Ι/a与实心轴固连同步齿轮11和偶数挡中间轴空套同步齿轮42的齿数比Ι/c的比为q，则实心输入轴I此时转速和空心输入轴2的转速的比为q。
[0056]需要偶数挡升挡奇数挡的时候，首先同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，因为空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41的齿数比Ι/a与实心轴固连齿轮12和偶数挡中间轴空套齿轮44的齿数比Ι/b的比为Ι/q，则实心输入轴I此时转速和空心输入轴2的转速的比为q，且实心轴固连齿轮12和奇数挡中间轴固连齿轮31的齿数比Ι/b与空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41齿数比Ι/a的比为q，使得奇数挡中间轴3与偶数挡中间轴4的转速比为q的平方，则奇数挡中间轴3转速与二挡四挡滑套46的转速比为q的平方，而此时三挡空套主动齿轮34与二挡空套主动齿轮45比为q的平方，则奇数挡中间轴3转速与二挡空套主动齿轮45的转速比为q的平方，从而一挡三挡滑套33转速等于三挡空套主动齿轮34转速，转速同步完成；
[0057]当一挡三挡滑套33与三挡空套主动齿轮34转速相同时，同步摩擦轮43脱离，一挡三挡滑套33靠近三挡空套主动齿轮34进行滑套啮合；
[0058]最后，双离合器动力切换，空心输入轴2失去动力的同时实心输入轴I获得动力，二挡四挡滑套46脱离二挡空套主动齿轮45，换挡过程完成。其他待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合的过程与上述过程类似。
[0059]3、当待进挡位或待退挡位中有一个为七挡时:输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q,这时需要使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q,才能使挡滑套51与实心输入轴I的转速相等，七挡滑套51才能与实心输入轴I的末端相接合。
[0060]例如:六挡升挡七挡:控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，换挡之前，空心输入轴2提供动力，固连于空心输入轴2上的空心轴固连齿轮21带动固连于偶数挡中间轴4上的偶数挡中间轴固连齿轮41转动，从而带动偶数挡中间轴4以及其上的二挡四挡滑套46和六挡滑套49转动，在此工作状态下，因为五挡六挡固连从动齿轮54与六挡空套主动齿轮48的齿数比为l/(a*q)，所以输出轴5转速与偶数挡中间轴4的转速比为a*q。
[0061]当准备要换挡的时候，同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使得实心输入轴I与输出轴5的转速同步；因为实心轴固连同步齿轮11和偶数挡中间轴空套同步齿轮42的齿数比为l/(a*q)，所以实心输入轴I与偶数挡中间轴4的转速比为a*q ;当七挡滑套51两边的实心输入轴I与输出轴5转速达到同步时，同步摩擦轮43脱离，推动滑套七挡滑套51与实心输入轴I的末端啮合，此时实心输入轴I和输出轴5的刚性连接，然后双离合器动力切换，空心输入轴2失去动力的同时实心输入轴I获得动力；最后，六挡滑套49脱离六挡空套主动齿轮48，六挡升挡七挡的换挡过程完成，七挡的退挡过程与上述过程类似。
[0062]实施例1:
[0063]参见图1，一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴I与空心输入轴2，所述实心输入轴I通过奇数挡中间轴3与输出轴5传动配合，所述空心输入轴2通过偶数挡中间轴4与输出轴5传动配合；所述实心输入轴I上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12，所述实心轴固连齿轮12分别与奇数挡中间轴固连齿轮31、偶数挡中间轴空套齿轮44相啮合，所述实心轴固连同步齿轮11与偶数挡中间轴空套同步齿轮42相啮合，所述偶数挡中间轴4上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44，偶数挡中间轴4通过同步摩擦轮43分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮42、偶数挡中间轴空套齿轮44传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心输入轴2上套设的空心轴固连齿轮21相啮合；所述奇数挡中间轴3包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35和五挡倒挡滑套36，所述偶数挡中间轴4包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48和六挡滑套49，所述输出轴5包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53和五挡六挡固连从动齿轮54 ;所述一挡二挡固连从动齿轮52分别与一挡空套主动齿轮32、二挡空套主动齿轮45相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮53分别与三挡空套主动齿轮34、四挡空套主动齿轮47相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮54分别与五挡空套主动齿轮35、六挡空套主动齿轮48相啮合；所述奇数挡中间轴3通过一挡三挡滑套33分别与一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34传动配合，奇数挡中间轴3通过五挡倒挡滑套36与五挡空套主动齿轮35传动配合；偶数挡中间轴4通过二挡四挡滑套46分别与二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47传动配合，偶数挡中间轴4通过六挡滑套49与六挡空套主动齿轮48传动配合；所述实心输入轴I的末端通过七挡滑套51与输出轴5的首端传动配合；所述奇数挡中间轴固连齿轮31与偶数挡中间轴空套齿轮44齿数相等；所述一挡空套主动齿轮32与二挡空套主动齿轮45形状一致，所述三挡空套主动齿轮34与四挡空套主动齿轮47形状一致，所述五挡空套主动齿轮35与六挡空套主动齿轮48形状一致；所述奇数挡中间轴3设置的倒挡空套主动齿轮61通过偶数挡中间轴4末端设置的倒挡惰轮62与输出轴5末端设置的倒挡固连从动齿轮63传动配合，所述倒挡空套主动齿轮61通过五挡倒挡滑套36与奇数挡中间轴3传动配合。
[0064]所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心轴固连齿轮21的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮31与实心轴固连齿轮12的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;所述偶数挡中间轴空套同步齿轮42与实心轴固连同步齿轮11的齿数比为c, c = a*q。
[0065]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的换挡方法，所述换挡方法包括以下步骤:
[0066]第一步:同步转速:利用同步摩擦轮43同步中间轴上待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速；
[0067]同步转速分为三种情况:
[0068]第一种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速相同，偶数挡中间轴空套齿轮44与奇数挡中间轴固连齿轮31形状一致、转速相同，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速相同，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0069]第二种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0070]第三种是当待进挡或待退挡中有一个为七挡时，输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q，从而使七挡滑套51与实心输入轴I的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0071]第二步:结合滑套:当待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同时，同步摩擦轮43脱离，相同转速待进挡滑套与待进挡主动齿轮的花键副相结合；
[0072]第三步:退挡、动力切换:双离合器切换，双输入轴动力切换，待退挡滑套与待退挡主动齿轮分离，换挡过程完成。
【权利要求】
1.一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴(I)与空心输入轴(2)，所述实心输入轴(I)通过奇数挡中间轴(3)与输出轴(5)传动配合，所述空心输入轴(2)通过偶数挡中间轴(4)与输出轴(5)传动配合，其特征在于: 所述实心输入轴(I)上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮(11)、实心轴固连齿轮(12)，所述实心轴固连齿轮(12)分别与奇数挡中间轴固连齿轮(31)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)相啮合，所述实心轴固连同步齿轮(11)与偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)相啮合，所述偶数挡中间轴(4)上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮(41)、偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、同步摩擦轮(43)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)，偶数挡中间轴(4)通过同步摩擦轮(43)分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮(41)与空心输入轴(2)上套设的空心轴固连齿轮(21)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于: 所述奇数挡中间轴(3)包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮(31)、一挡空套主动齿轮(32)、一挡三挡滑套(33)、三挡空套主动齿轮(34)、五挡空套主动齿轮(35)和五挡倒挡滑套(36)，所述偶数挡中间轴(4)包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮(41)、偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、同步摩擦轮(43)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)、二挡空套主动齿轮(45)、二挡四挡滑套(46)、四挡空套主动齿轮(47)、六挡空套主动齿轮(48)和六挡滑套(49)，所述输出轴(5)包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套(51)、一挡二挡固连从动齿轮(52 )、三挡四挡固连从动齿轮(53 )和五挡六挡固连从动齿轮(54)； 所述一挡二挡固连 从动齿轮(52)分别与一挡空套主动齿轮(32)、二挡空套主动齿轮(45)相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮(53)分别与三挡空套主动齿轮(34)、四挡空套主动齿轮(47 )相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮(54)分别与五挡空套主动齿轮(35 )、六挡空套主动齿轮(48)相啮合； 所述奇数挡中间轴(3 )通过一挡三挡滑套(33 )分别与一挡空套主动齿轮(32 )、三挡空套主动齿轮(34)传动配合，奇数挡中间轴(3)通过五挡倒挡滑套(36)与五挡空套主动齿轮(35)传动配合，偶数挡中间轴(4)通过二挡四挡滑套(46)分别与二挡空套主动齿轮(45)、四挡空套主动齿轮(47)传动配合，偶数挡中间轴(4)通过六挡滑套(49)与六挡空套主动齿轮(48)传动配合。
3.根据权利要求2所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述实心输入轴(I)的末端通过七挡滑套(51)与输出轴(5)的首端传动配合。
4.根据权利要求2所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述奇数挡中间轴固连齿轮(31)与偶数挡中间轴空套齿轮(44)齿数相等；所述一挡空套主动齿轮(32)与二挡空套主动齿轮(45)形状一致，所述三挡空套主动齿轮(34)与四挡空套主动齿轮(47)形状一致，所述五挡空套主动齿轮(35)与六挡空套主动齿轮(48)形状一致。
5.根据权利要求4所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于: 所述偶数挡中间轴固连齿轮(41)与空心轴固连齿轮(21)的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮(31)与实心轴固连齿轮(12)的齿数比为b，则挡间比q = a/b ; 所述偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)与实心轴固连同步齿轮(11)的齿数比为c，c =a氺q0
6.根据权利要求2或3所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述奇数挡中间轴(3)设置的倒挡空套主动齿轮(61)通过偶数挡中间轴(4)末端设置的倒挡惰轮(62)与输出轴(5)末端设置的倒挡固连从动齿轮(63)传动配合，所述倒挡空套主动齿轮(61)通过五挡 倒挡滑套(36)与奇数挡中间轴(3)传动配合。
【文档编号】F16H57/023GK203770547SQ201420095167
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】张成海, 殷政, 魏为民, 刘旭 申请人:东风商用车有限公司
【专利摘要】一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴与空心输入轴，所述实心输入轴通过奇数挡中间轴与输出轴传动配合，所述空心输入轴通过偶数挡中间轴与输出轴传动配合；所述实心输入轴上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮、实心轴固连齿轮，所述实心轴固连齿轮分别与奇数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮相啮合，所述实心轴固连同步齿轮与偶数挡中间轴空套同步齿轮相啮合，偶数挡中间轴通过同步摩擦轮分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心输入轴上套设的空心轴固连齿轮相啮合。本设计不仅结构简单、布置空间小，而且便于检修、生产成本低。
【专利说明】一种实心轴同步的双中间轴变速器结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变速箱同步结构，尤其涉及一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，具体适用于简化变速箱结构、优化换挡方式、降低生产成本。
【背景技术】
[0002]双离合器变速器使车辆在动力不中断的情况下自动换挡，不仅使汽车的驾驶变得更简单，而且还有效地提高了汽车的舒适性、动力性与安全性。
[0003]中国专利申请公布号为CN103032528A，申请公布日为2013年4月10日的发明专利公开了一种双中间轴DCT结构及其挡位传动比的计算方法，包括双离合器、实心输入轴和空心输入轴，同轴设置的实心输入轴与空心输入轴一端与双离合器相连接，另一端各设置有一个常啮合齿轮，其中空心输入轴通过常啮合齿轮组与偶数挡中间轴相配合，偶数挡中间轴通过齿轮组与输出轴相配合，实心输入轴通过常啮合齿轮组与奇数挡中间轴相配合，奇数挡中间轴通过齿轮组与输出轴相配合，实心输入轴末端依次通过内嵌式轴承与五挡七挡同步器与输出轴的首端相配合，且各挡位的总传动比从七挡至一挡呈等比数列分布。虽然该发明能使布局较为紧凑，但其仍存在以下缺陷:
[0004]1、该发明需要使用多个同步器进行换挡，同步器占用的布置空间较大，增长了变速箱的轴向设计长度，使变速箱变得更大更笨重；同时同步器结构复杂，制造成本高，将其安装于变速箱内不便于变速箱的检修维护。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的布置空间大、制造成本高的问题，提供一种布置空间小、制造成本低的实心轴同步的双中间轴变速器结构。
[0006]为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0007]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴与空心输入轴，所述实心输入轴通过奇数挡中间轴与输出轴传动配合，所述空心输入轴通过偶数挡中间轴与输出轴传动配合；
[0008]所述实心输入轴上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮、实心轴固连齿轮，所述实心轴固连齿轮分别与奇数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮相啮合，所述实心轴固连同步齿轮与偶数挡中间轴空套同步齿轮相啮合，所述偶数挡中间轴上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套同步齿轮、同步摩擦轮、偶数挡中间轴空套齿轮，偶数挡中间轴通过同步摩擦轮分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮、偶数挡中间轴空套齿轮传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心输入轴上套设的空心轴固连齿轮相啮合。
[0009]所述奇数挡中间轴包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮、一挡空套主动齿轮、一挡三挡滑套、三挡空套主动齿轮、五挡空套主动齿轮和五挡倒挡滑套，所述偶数挡中间轴包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮、偶数挡中间轴空套同步齿轮、同步摩擦轮、偶数挡中间轴空套齿轮、二挡空套主动齿轮、二挡四挡滑套、四挡空套主动齿轮、六挡空套主动齿轮和六挡滑套，所述输出轴包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套、一挡二挡固连从动齿轮、三挡四挡固连从动齿轮和五挡六挡固连从动齿轮；
[0010]所述一挡二挡固连从动齿轮分别与一挡空套主动齿轮、二挡空套主动齿轮相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮分别与三挡空套主动齿轮、四挡空套主动齿轮相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮分别与五挡空套主动齿轮、六挡空套主动齿轮相啮合；
[0011]所述奇数挡中间轴通过一挡三挡滑套分别与一挡空套主动齿轮、三挡空套主动齿轮传动配合，奇数挡中间轴通过五挡倒挡滑套与五挡空套主动齿轮传动配合；偶数挡中间轴通过二挡四挡滑套分别与二挡空套主动齿轮、四挡空套主动齿轮传动配合，偶数挡中间轴通过六挡滑套与六挡空套主动齿轮传动配合。
[0012]所述实心输入轴的末端通过七挡滑套与输出轴的首端传动配合。
[0013]所述奇数挡中间轴固连齿轮与偶数挡中间轴空套齿轮齿数相等；所述一挡空套主动齿轮与二挡空套主动齿轮形状一致，所述三挡空套主动齿轮与四挡空套主动齿轮形状一致，所述五挡空套主动齿轮与六挡空套主动齿轮形状一致。
[0014]所述偶数挡中间轴固连齿轮与空心轴固连齿轮的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮与实心轴固连齿轮的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;
[0015]所述偶数挡中间轴空套同步齿轮与实心轴固连同步齿轮的齿数比为c，c = a*q。
[0016]所述奇数挡中间轴设置的倒挡空套主动齿轮通过偶数挡中间轴末端设置的倒挡惰轮与输出轴末端设置的倒挡固连从动齿轮传动配合，所述倒挡空套主动齿轮通过五挡倒挡滑套与奇数挡中间轴传动配合。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0018]1、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构将传统同步器分成两个部分，一部分是同步摩擦轮，另一部分是滑套，分别对应同步器的同步锥环和啮合齿圈。整个设计中只使用一个同步摩擦轮及其配套的同步齿轮，来实现多组同步器的功能，使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速同步，有效节约了生产成本和布置空间，有效缩短了传动轴的长度，提高了传动轴的机械性能。因此，本设计生产成本低、布置空间小、机械强度好。
[0019]2、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中的同步摩擦轮和滑套相对于现有的同步器结构更加简单、布置空间更小、便于检修维护、降低了制造、维修成本成本。因此，本设计结构简单便于检修和维护。
[0020]3、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中一挡空套主动齿轮与二挡空套主动齿轮形状一致，述三挡空套主动齿轮与四挡空套主动齿轮形状一致，五挡空套主动齿轮与六挡空套主动齿轮形状一致，形状一致的主动齿轮可与同一从动齿轮相啮合，减少了从动齿轮的数量，缩短了变速箱的轴向长度，且相同的齿轮可以用同一套模具制造，降低了生产成本；一挡二挡固连从动齿轮、三挡四挡固连从动齿轮和五挡六挡固连从动齿轮从大到小依次套设于输出轴上，使中间轴上主动齿轮从小到大安装，装配更加方便。因此，本设计结构设计合理、装配方便。
[0021]4、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构中偶数挡中间轴空套同步齿轮与实心轴固连同步齿轮的齿数比为c = a*q，在同步摩擦轮靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮时，能够保证奇数挡中间轴与偶数挡中间轴的转速比为q的平方，实心输入轴与输出轴转速相同，确保了换挡的顺利进行。因此，本设计能够实现单同步摩擦轮同步换挡。
[0022]5、本实用新型一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，在换挡时先完成待换挡滑套就与待换挡主动齿轮接合完成，然后双离合器动力直接切换，真正实现了不中断自动换挡，本设计在简化同步器设计的同时达到了与同步器相同的换挡效果换。因此，本设计换挡过程更加合理、换挡效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构示意图。
[0024]图中:实心输入轴1、实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12、空心输入轴2、空心轴固连齿轮21、奇数挡中间轴3、奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35、五挡倒挡滑套36、偶数挡中间轴4、偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48、六挡滑套49、输出轴5、七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53、五挡六挡固连从动齿轮54、倒挡空套主动齿轮61、倒挡惰轮62、倒挡固连从动齿轮63。
【具体实施方式】
[0025]以下结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0026]参见图1，一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴I与空心输入轴2，所述实心输入轴I通过奇数挡中间轴3与输出轴5传动配合，所述空心输入轴2通过偶数挡中间轴4与输出轴5传动配合；
[0027]所述实心输入轴I上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12，所述实心轴固连齿轮12分别与奇数挡中间轴固连齿轮31、偶数挡中间轴空套齿轮44相啮合，所述实心轴固连同步齿轮11与偶数挡中间轴空套同步齿轮42相啮合，所述偶数挡中间轴4上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44，偶数挡中间轴4通过同步摩擦轮43分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮42、偶数挡中间轴空套齿轮44传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心输入轴2上套设的空心轴固连齿轮21相啮合。
[0028]所述奇数挡中间轴3包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35和五挡倒挡滑套36，所述偶数挡中间轴4包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48和六挡滑套49，所述输出轴5包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53和五挡六挡固连从动齿轮54 ；
[0029]所述一挡二挡固连从动齿轮52分别与一挡空套主动齿轮32、二挡空套主动齿轮45相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮53分别与三挡空套主动齿轮34、四挡空套主动齿轮47相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮54分别与五挡空套主动齿轮35、六挡空套主动齿轮48相啮合；
[0030]所述奇数挡中间轴3通过一挡三挡滑套33分别与一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34传动配合，奇数挡中间轴3通过五挡倒挡滑套36与五挡空套主动齿轮35传动配合；偶数挡中间轴4通过二挡四挡滑套46分别与二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47传动配合，偶数挡中间轴4通过六挡滑套49与六挡空套主动齿轮48传动配合。
[0031]所述实心输入轴I的末端通过七挡滑套51与输出轴5的首端传动配合。
[0032]所述奇数挡中间轴固连齿轮31与偶数挡中间轴空套齿轮44齿数相等；所述一挡空套主动齿轮32与二挡空套主动齿轮45形状一致，所述三挡空套主动齿轮34与四挡空套主动齿轮47形状一致，所述五挡空套主动齿轮35与六挡空套主动齿轮48形状一致。
[0033]所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心轴固连齿轮21的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮31与实心轴固连齿轮12的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;
[0034]所述偶数挡中间轴空套同步齿轮42与实心轴固连同步齿轮11的齿数比为c，c =
a氺q。
[0035]所述奇数挡中间轴3设置的倒挡空套主动齿轮61通过偶数挡中间轴4末端设置的倒挡惰轮62与输出轴5末端设置的倒挡固连从动齿轮63传动配合，所述倒挡空套主动齿轮61通过五挡倒挡滑套36与奇数挡中间轴3传动配合。
[0036]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的换挡方法，所述换挡方法包括以下步骤:
[0037]第一步:同步转速:利用同步摩擦轮43同步中间轴上待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速；
[0038]第二步:结合滑套:当待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同时，同步摩擦轮43脱离，相同转速待进挡滑套与待进挡主动齿轮的花键副相结合；
[0039]第三步:退挡、动力切换:双离合器切换，双输入轴动力切换，待退挡滑套与待退挡主动齿轮分离，换挡过程完成。
[0040]所述第一步:同步转速分为三种情况:
[0041]第一种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速相同，偶数挡中间轴空套齿轮44与奇数挡中间轴固连齿轮31形状一致、转速相同，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速相同，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0042]第二种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0043]第三种是当待进挡或待退挡中有一个为七挡时，输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q，从而使七挡滑套51与实心输入轴I的转速相同，此时同步转速步骤完成。[0044]本实用新型的原理说明如下:
[0045]现有同步器的特点是依靠同步锥环作用实现啮合齿圈与齿轮转速同步，同步锥环使得两个原本有很大转速差的部件能够在短时间通过内非刚性方式减小转速差，然后相同转速的啮合齿圈与齿轮齿圈不受阻碍地接合。本实用新型将传统同步器分成两个部分，一部分是同步摩擦轮43，另一部分是滑套，分别对应同步器的同步锥环和啮合齿圈。整个设计中只使用一个同步摩擦轮43及其配套的同步齿轮，来实现多组同步器的功能，使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速同步，简化了 DCT的控制难度，有效节约了生产成本和布置空间，有效缩短了传动轴的长度，提高了传动轴的机械性能。
[0046]同步摩擦轮43:为蝶形零件，内孔上设有内花键与轴上的外花键相配合，同步摩擦轮43随轴转动，不会与轴发生相对转动，同时可沿轴向滑动，同步摩擦轮43的外圆表面上加工有槽，用于轴向移动操作；同步摩擦轮43两侧端面加工有锥面，用于与其配偶件(同步齿轮)对应锥面形成摩擦副，可以通过摩擦传递扭矩；本设计通过对同步摩擦轮43施加一定轴向力，使同步摩擦轮43与配偶件(同步齿轮)通过摩擦副连接在一起。
[0047]挡间比q:即变速箱传动比等比系数，变速箱的挡位传动比成等比数列排布，其公比为相邻高挡位传动比与低挡位传动比的比，称为挡间比。本实用新型中，q=a/b，其中，a为偶数挡中间轴固连齿轮41和空心轴固连齿轮21的齿数比，b为奇数挡中间轴固连齿轮31和实心轴固连齿轮12的齿数比。
[0048]换挡过程分析，换挡分为三种情况:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合；待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合；进七挡和退七挡。
[0049]1、当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速一致，这时需要使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4转速相同，待进挡滑套才能与待进挡主动齿轮相接合。
[0050]例如:一挡升挡二挡:换挡之前，实心输入轴I提供动力，固连于实心输入轴I上的实心轴固连齿轮12带动固连于奇数挡中间轴3上的奇数挡中间轴固连齿轮31转动，从而带动奇数挡中间轴3以及其上的一挡三挡滑套33和五挡倒挡滑套36转动，在此工作状态下，一挡三挡滑套33连接一挡空套主动齿轮32，一挡空套主动齿轮32被一挡三挡滑套33带动旋转，将动力通过一挡二挡固连从动齿轮52传递到输出轴5，偶数挡中间轴4上的二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48、倒挡惰轮62随输出轴5转动，而空心输入轴2、偶数挡中间轴4均处于静止或者低速旋转状态，奇数挡中间轴固连齿轮31和偶数挡中间轴空套齿轮44形状一致、转速相同；二挡空套主动齿轮45和一挡空套主动齿轮32形状一致、转速相同；四挡空套主动齿轮47和三挡空套主动齿轮34形状一致、转速相同；六挡空套主动齿轮48和五挡空套主动齿轮35形状一致、转速相同。
[0051]需要奇数挡升偶数挡的时候，首先同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，因为偶数挡中间轴空套齿轮44转速和奇数挡中间轴固连齿轮31的转速相同，同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使偶数挡中间轴空套齿轮44的摩擦带动偶数挡中间轴4转动，此时偶数挡中间轴4转速等于奇数挡中间轴3的转速，从而使偶数挡中间轴4转速等于二挡空套主动齿轮45的转速，此时，二挡四挡滑套46转速等于二挡空套主动齿轮45转速，转速同步完成；[0052]然后，同步摩擦轮43脱离，二挡四挡滑套46靠近二挡空套主动齿轮45进行滑套啮合；
[0053]最后，双离合器动力切换，实心输入轴I失去动力的同时空心输入轴2获得动力，一挡三挡滑套33脱离一挡空套主动齿轮32，换挡过程完成。其他待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合的换挡过程与上述过程类似。
[0054]2、当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时:待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，这时需要使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，待进挡滑套才能与待进挡主动齿轮相接合。
[0055]例如:二挡升挡三挡:换挡之前，空心输入轴2提供动力，固连于空心输入轴2上的空心轴固连齿轮21带动固连于偶数挡中间轴4上的偶数挡中间轴固连齿轮41转动，从而带动偶数挡中间轴4以及其上的二挡四挡滑套46和六挡滑套49转动，在此工作状态下，二挡四挡滑套46连接二挡空套主动齿轮45，则二挡空套主动齿轮45被二挡四挡滑套46带动旋转，动力通过一挡二挡固连从动齿轮52传递到输出轴5，奇数挡中间轴3上的一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35、倒挡空套主动齿轮61随着输出轴5转动，而实心输入轴1、奇数挡中间轴3都是静止或低速旋转状态；因为空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41的齿数比Ι/a与实心轴固连同步齿轮11和偶数挡中间轴空套同步齿轮42的齿数比Ι/c的比为q，则实心输入轴I此时转速和空心输入轴2的转速的比为q。
[0056]需要偶数挡升挡奇数挡的时候，首先同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，因为空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41的齿数比Ι/a与实心轴固连齿轮12和偶数挡中间轴空套齿轮44的齿数比Ι/b的比为Ι/q，则实心输入轴I此时转速和空心输入轴2的转速的比为q，且实心轴固连齿轮12和奇数挡中间轴固连齿轮31的齿数比Ι/b与空心轴固连齿轮21和偶数挡中间轴固连齿轮41齿数比Ι/a的比为q，使得奇数挡中间轴3与偶数挡中间轴4的转速比为q的平方，则奇数挡中间轴3转速与二挡四挡滑套46的转速比为q的平方，而此时三挡空套主动齿轮34与二挡空套主动齿轮45比为q的平方，则奇数挡中间轴3转速与二挡空套主动齿轮45的转速比为q的平方，从而一挡三挡滑套33转速等于三挡空套主动齿轮34转速，转速同步完成；
[0057]当一挡三挡滑套33与三挡空套主动齿轮34转速相同时，同步摩擦轮43脱离，一挡三挡滑套33靠近三挡空套主动齿轮34进行滑套啮合；
[0058]最后，双离合器动力切换，空心输入轴2失去动力的同时实心输入轴I获得动力，二挡四挡滑套46脱离二挡空套主动齿轮45，换挡过程完成。其他待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合的过程与上述过程类似。
[0059]3、当待进挡位或待退挡位中有一个为七挡时:输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q,这时需要使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q,才能使挡滑套51与实心输入轴I的转速相等，七挡滑套51才能与实心输入轴I的末端相接合。
[0060]例如:六挡升挡七挡:控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，换挡之前，空心输入轴2提供动力，固连于空心输入轴2上的空心轴固连齿轮21带动固连于偶数挡中间轴4上的偶数挡中间轴固连齿轮41转动，从而带动偶数挡中间轴4以及其上的二挡四挡滑套46和六挡滑套49转动，在此工作状态下，因为五挡六挡固连从动齿轮54与六挡空套主动齿轮48的齿数比为l/(a*q)，所以输出轴5转速与偶数挡中间轴4的转速比为a*q。
[0061]当准备要换挡的时候，同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使得实心输入轴I与输出轴5的转速同步；因为实心轴固连同步齿轮11和偶数挡中间轴空套同步齿轮42的齿数比为l/(a*q)，所以实心输入轴I与偶数挡中间轴4的转速比为a*q ;当七挡滑套51两边的实心输入轴I与输出轴5转速达到同步时，同步摩擦轮43脱离，推动滑套七挡滑套51与实心输入轴I的末端啮合，此时实心输入轴I和输出轴5的刚性连接，然后双离合器动力切换，空心输入轴2失去动力的同时实心输入轴I获得动力；最后，六挡滑套49脱离六挡空套主动齿轮48，六挡升挡七挡的换挡过程完成，七挡的退挡过程与上述过程类似。
[0062]实施例1:
[0063]参见图1，一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴I与空心输入轴2，所述实心输入轴I通过奇数挡中间轴3与输出轴5传动配合，所述空心输入轴2通过偶数挡中间轴4与输出轴5传动配合；所述实心输入轴I上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮11、实心轴固连齿轮12，所述实心轴固连齿轮12分别与奇数挡中间轴固连齿轮31、偶数挡中间轴空套齿轮44相啮合，所述实心轴固连同步齿轮11与偶数挡中间轴空套同步齿轮42相啮合，所述偶数挡中间轴4上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44，偶数挡中间轴4通过同步摩擦轮43分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮42、偶数挡中间轴空套齿轮44传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心输入轴2上套设的空心轴固连齿轮21相啮合；所述奇数挡中间轴3包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮31、一挡空套主动齿轮32、一挡三挡滑套33、三挡空套主动齿轮34、五挡空套主动齿轮35和五挡倒挡滑套36，所述偶数挡中间轴4包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮41、偶数挡中间轴空套同步齿轮42、同步摩擦轮43、偶数挡中间轴空套齿轮44、二挡空套主动齿轮45、二挡四挡滑套46、四挡空套主动齿轮47、六挡空套主动齿轮48和六挡滑套49，所述输出轴5包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套51、一挡二挡固连从动齿轮52、三挡四挡固连从动齿轮53和五挡六挡固连从动齿轮54 ;所述一挡二挡固连从动齿轮52分别与一挡空套主动齿轮32、二挡空套主动齿轮45相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮53分别与三挡空套主动齿轮34、四挡空套主动齿轮47相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮54分别与五挡空套主动齿轮35、六挡空套主动齿轮48相啮合；所述奇数挡中间轴3通过一挡三挡滑套33分别与一挡空套主动齿轮32、三挡空套主动齿轮34传动配合，奇数挡中间轴3通过五挡倒挡滑套36与五挡空套主动齿轮35传动配合；偶数挡中间轴4通过二挡四挡滑套46分别与二挡空套主动齿轮45、四挡空套主动齿轮47传动配合，偶数挡中间轴4通过六挡滑套49与六挡空套主动齿轮48传动配合；所述实心输入轴I的末端通过七挡滑套51与输出轴5的首端传动配合；所述奇数挡中间轴固连齿轮31与偶数挡中间轴空套齿轮44齿数相等；所述一挡空套主动齿轮32与二挡空套主动齿轮45形状一致，所述三挡空套主动齿轮34与四挡空套主动齿轮47形状一致，所述五挡空套主动齿轮35与六挡空套主动齿轮48形状一致；所述奇数挡中间轴3设置的倒挡空套主动齿轮61通过偶数挡中间轴4末端设置的倒挡惰轮62与输出轴5末端设置的倒挡固连从动齿轮63传动配合，所述倒挡空套主动齿轮61通过五挡倒挡滑套36与奇数挡中间轴3传动配合。
[0064]所述偶数挡中间轴固连齿轮41与空心轴固连齿轮21的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮31与实心轴固连齿轮12的齿数比为b，则挡间比q = a/b ;所述偶数挡中间轴空套同步齿轮42与实心轴固连同步齿轮11的齿数比为c, c = a*q。
[0065]一种实心轴同步的双中间轴变速器结构的换挡方法，所述换挡方法包括以下步骤:
[0066]第一步:同步转速:利用同步摩擦轮43同步中间轴上待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速；
[0067]同步转速分为三种情况:
[0068]第一种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与同一从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮转速相同，偶数挡中间轴空套齿轮44与奇数挡中间轴固连齿轮31形状一致、转速相同，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套齿轮44，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速相同，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0069]第二种是当待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮与不同的从动齿轮相啮合时，待进挡主动齿轮与待退挡主动齿轮中，处于奇数挡上的主动齿轮与处于偶数挡上的主动齿轮的转速比为q的平方，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使奇数挡中间轴3和偶数挡中间轴4的转速比为相同的q的平方，从而使待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0070]第三种是当待进挡或待退挡中有一个为七挡时，输出轴5与六挡空套主动齿轮48之间的转速比等于a*q，控制偶数挡中间轴4上与其花键配合的同步摩擦轮43靠近偶数挡中间轴空套同步齿轮42，使实心输入轴I和偶数挡中间轴4的转速比等于a*q，从而使七挡滑套51与实心输入轴I的转速相同，此时同步转速步骤完成；
[0071]第二步:结合滑套:当待进挡滑套与待进挡主动齿轮的转速相同时，同步摩擦轮43脱离，相同转速待进挡滑套与待进挡主动齿轮的花键副相结合；
[0072]第三步:退挡、动力切换:双离合器切换，双输入轴动力切换，待退挡滑套与待退挡主动齿轮分离，换挡过程完成。
【权利要求】
1.一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，包括实心输入轴(I)与空心输入轴(2)，所述实心输入轴(I)通过奇数挡中间轴(3)与输出轴(5)传动配合，所述空心输入轴(2)通过偶数挡中间轴(4)与输出轴(5)传动配合，其特征在于: 所述实心输入轴(I)上从其首端到末端依次套设有实心轴固连同步齿轮(11)、实心轴固连齿轮(12)，所述实心轴固连齿轮(12)分别与奇数挡中间轴固连齿轮(31)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)相啮合，所述实心轴固连同步齿轮(11)与偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)相啮合，所述偶数挡中间轴(4)上首端到末端依次套设有偶数挡中间轴固连齿轮(41)、偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、同步摩擦轮(43)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)，偶数挡中间轴(4)通过同步摩擦轮(43)分别与偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)传动配合，所述偶数挡中间轴固连齿轮(41)与空心输入轴(2)上套设的空心轴固连齿轮(21)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于: 所述奇数挡中间轴(3)包括从其首端到末端依次套设的奇数挡中间轴固连齿轮(31)、一挡空套主动齿轮(32)、一挡三挡滑套(33)、三挡空套主动齿轮(34)、五挡空套主动齿轮(35)和五挡倒挡滑套(36)，所述偶数挡中间轴(4)包括从其首端到末端依次套设的偶数挡中间轴固连齿轮(41)、偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)、同步摩擦轮(43)、偶数挡中间轴空套齿轮(44)、二挡空套主动齿轮(45)、二挡四挡滑套(46)、四挡空套主动齿轮(47)、六挡空套主动齿轮(48)和六挡滑套(49)，所述输出轴(5)包括从其首端到末端依次套设的七挡滑套(51)、一挡二挡固连从动齿轮(52 )、三挡四挡固连从动齿轮(53 )和五挡六挡固连从动齿轮(54)； 所述一挡二挡固连 从动齿轮(52)分别与一挡空套主动齿轮(32)、二挡空套主动齿轮(45)相啮合，所述三挡四挡固连从动齿轮(53)分别与三挡空套主动齿轮(34)、四挡空套主动齿轮(47 )相啮合，所述五挡六挡固连从动齿轮(54)分别与五挡空套主动齿轮(35 )、六挡空套主动齿轮(48)相啮合； 所述奇数挡中间轴(3 )通过一挡三挡滑套(33 )分别与一挡空套主动齿轮(32 )、三挡空套主动齿轮(34)传动配合，奇数挡中间轴(3)通过五挡倒挡滑套(36)与五挡空套主动齿轮(35)传动配合，偶数挡中间轴(4)通过二挡四挡滑套(46)分别与二挡空套主动齿轮(45)、四挡空套主动齿轮(47)传动配合，偶数挡中间轴(4)通过六挡滑套(49)与六挡空套主动齿轮(48)传动配合。
3.根据权利要求2所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述实心输入轴(I)的末端通过七挡滑套(51)与输出轴(5)的首端传动配合。
4.根据权利要求2所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述奇数挡中间轴固连齿轮(31)与偶数挡中间轴空套齿轮(44)齿数相等；所述一挡空套主动齿轮(32)与二挡空套主动齿轮(45)形状一致，所述三挡空套主动齿轮(34)与四挡空套主动齿轮(47)形状一致，所述五挡空套主动齿轮(35)与六挡空套主动齿轮(48)形状一致。
5.根据权利要求4所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于: 所述偶数挡中间轴固连齿轮(41)与空心轴固连齿轮(21)的齿数比为a，所述奇数挡中间轴固连齿轮(31)与实心轴固连齿轮(12)的齿数比为b，则挡间比q = a/b ; 所述偶数挡中间轴空套同步齿轮(42)与实心轴固连同步齿轮(11)的齿数比为c，c =a氺q0
6.根据权利要求2或3所述的一种实心轴同步的双中间轴变速器结构，其特征在于:所述奇数挡中间轴(3)设置的倒挡空套主动齿轮(61)通过偶数挡中间轴(4)末端设置的倒挡惰轮(62)与输出轴(5)末端设置的倒挡固连从动齿轮(63)传动配合，所述倒挡空套主动齿轮(61)通过五挡 倒挡滑套(36)与奇数挡中间轴(3)传动配合。
【文档编号】F16H57/023GK203770547SQ201420095167
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】张成海, 殷政, 魏为民, 刘旭 申请人:东风商用车有限公司
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