前轮驱动汽车变速器的制作方法

文档序号:11247905阅读:445来源:国知局

本发明涉及一种汽车变速器,具体涉及一种前轮驱动汽车变速器。



背景技术:

增加变速器的挡数能够改善汽车的动力性和经济性,近年来为了降低油耗,市场上手动变速器以六挡变速器成为发展的趋势。常见六挡手动变速器主要采用单输入轴、单输出轴的两轴式布置结构,这类六挡手动变速器包括相互平行固定间距设置的输入轴和输出轴,并且在输入轴和输出轴上都设有挡位同步器,这些同步器有的用于主动齿轮之间的挡位转换,有的用于从动齿轮之间的挡位转换。为了改善同步器的了同步效能,增加同步器可靠性,通常会要求同步器有较大的转矩容量,而增大转矩容量常常会将同步器的摩擦锥面平均半径设计得较大。但是同步器摩擦锥面平均半径增大以后会导致同步器径向尺寸加大,一旦输入轴和输出轴上的同步器径向尺寸变大后,又会导致整个变速器的径向尺寸增大,增大的变速器就很难合理安装在汽车本已拥挤狭小的引擎室中,从而只有加大引擎室的空间,在匹配相同扭矩的整车发动机扭矩情况下,变速器径向尺寸加大,引起整车布置困难,体积和重量增加,成本也随之增加,不利于引擎室的小型化设计。目前为解决因输入轴和输出轴上的同步器径向尺寸变大而造成两轴上的同步器互相形成占位干涉的问题,通常是将输入轴和输出轴的直径尺寸相对设计较小,但是这样的结果是造成轴的刚度降低。变速器工作时,由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用,尤其是输出轴要承受转矩和弯矩,对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角,一旦轴的刚度降低,尤其是输出轴的刚度不足就会破坏了齿轮的正确啮合,对齿轮的强度、耐磨性和工作噪声等均有显著不利影响,导致变速箱使用寿命降低。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种前轮驱动汽车变速器,它结构布置简单、紧凑,能增加变速器中输入轴和输出轴刚度,同时也能增加挡位齿轮的强度、耐磨性以及降低变速箱工作噪声,提高变速箱使用可靠性和使用寿命。

本发明的目的是这样实现的:一种前轮驱动汽车变速器,包括传动机构、换挡机构,所述传动机构包括相互平行设置的输入轴、输出轴、倒挡轴,所述输入轴为齿轮轴,齿轮轴上成型有与轴为一体的一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿,所述输入轴上还过盈配合设置有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮,所述输出轴上空套有一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮和六挡从动齿轮,所述一挡从动齿轮与一挡主动齿啮合,二挡从动齿轮与二挡主动齿啮合,三挡从动齿轮与三挡主动齿啮合,四挡从动齿轮与四挡主动齿啮合,五挡从动齿轮与五挡主动齿轮啮合,六挡从动齿轮与六挡主动齿轮啮合,所述输出轴上位于一挡从动齿轮和二挡从动齿轮之间设置一二挡同步器,位于三挡从动齿轮和四挡从动齿轮之间设置三四挡同步器,位于五挡从动齿轮和六挡从动齿轮之间设置五六挡同步器,一前进挡输出齿轮固定连接在输出轴上,该前进挡输出齿轮与差速器的主减速齿轮啮合,所述倒挡轴上设有倒挡同步器和空套有倒挡传动齿轮,所述倒挡传动齿轮与输出轴上的一挡从动齿轮啮合,一倒挡输出齿轮固定连接在倒挡轴上,该倒挡输出齿轮与差速器的主减速齿轮啮合。

所述一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮依次排列设置在输入轴上。

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮均通过设有的轴孔与输出轴轴向限位滑动配合。

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮的轴孔中均设有青铜衬套,通过青铜衬套与输出轴轴向限位滑动配合。

所述一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮均为斜齿轮。

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮均为双联齿轮,这些双联齿轮与主动齿轮常啮合的啮合齿均为斜齿。

所述输入轴两端分别通过轴承支承于变速器壳体内,输入轴的输入端设有用于连接离合器的花键。

所述输入轴与轴承通过过盈配合固定。

所述输出轴两端分别通过圆锥滚子轴承支承于变速器壳体内。

所述倒挡轴两端分别与倒挡轴轴承过盈配合固定。

采用上述方案,所述传动机构包括相互平行设置的输入轴、输出轴、倒挡轴,所述输入轴为齿轮轴,齿轮轴上成型有与轴为一体的一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿,所述输入轴上还过盈配合设置有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮,所述输出轴上空套有一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮和六挡从动齿轮,所述一挡从动齿轮与一挡主动齿啮合,二挡从动齿轮与二挡主动齿啮合,三挡从动齿轮与三挡主动齿啮合,四挡从动齿轮与四挡主动齿啮合,五挡从动齿轮与五挡主动齿轮啮合,六挡从动齿轮与六挡主动齿轮啮合,所述输出轴上位于一挡从动齿轮和二挡从动齿轮之间设置一二挡同步器,位于三挡从动齿轮和四挡从动齿轮之间设置三四挡同步器,位于五挡从动齿轮和六挡从动齿轮之间设置五六挡同步器,一前进挡输出齿轮固定连接在输出轴上,该前进挡输出齿轮与差速器的主减速齿轮啮合,所述倒挡轴上设有倒挡同步器和空套有倒挡传动齿轮,所述倒挡传动齿轮与输出轴上的一挡从动齿轮啮合,一倒挡输出齿轮固定连接在倒挡轴上,该倒挡输出齿轮与差速器的主减速齿轮啮合。所述传动机构包括相互平行设置的输入轴、输出轴、倒挡轴,所述输入轴为齿轮轴,该输入轴上包括与齿轮轴一体成型的一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿,采用这种结构不必在输出轴上切制键槽或者花键用于固联齿轮,能够避免削弱输入轴强度的刚度,从而也可以在满足刚度和强度的情况下将输入轴的设计直径取较小值便于输出轴上的同步器布置,在增大同步器转矩容量的情况下,不需要增大整个变速器的径向尺寸,同时也能避免采用键槽等结构出现的应力集中问题。变速器中低挡小齿轮由于载荷大而齿数少、齿根较弱,采用一体成型制成的齿轮能够增加齿根强度,避免重复载荷作用下出现弯曲疲劳断裂。所述输入轴上还过盈配合设置有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮,过盈联接结构简单,定心性好,承载能力高,在变载荷和冲击载荷下能可靠地工作,同时不必在轴上切制键槽而削弱输入轴强度,同时过盈配合也便于更换。采用同步器用于输出轴与各挡位从动齿轮同步接合能保证讯速、无冲击、无噪声换挡且对操作技术无要求,从而有利于提高汽车的加速性、燃料经济性与行驶安全性,也可延长齿轮寿命,从而提高汽车的加速性、经济性和行驶安全性。各前进挡位的同步器全部布置在输出轴上,输入轴上不设置同步器,能够避免传统结构中输出轴设计直径取值受输入轴的上同步器的设计半径的限制的问题,从而能够将输出轴的半径设计值取较大,提高输出轴的刚度。输出轴强度和输入轴的刚度提高,能够避免因轴刚度不足破坏齿轮的正确啮合,降低对齿轮的强度、耐磨性和工作噪声等不利影响,提高变速箱使用寿命。通过倒挡同步器与倒挡传动齿轮同步接合,输入轴动力通过与输入轴一挡主动齿相啮合的一挡从动齿轮,传递到与一挡从动齿轮相啮合的倒挡传动齿轮上,再经倒挡同步器传递到倒挡轴上,再经倒挡输出齿轮把动力传递到主减速齿轮上,实现把倒挡动力传递到差速器。采用同步器用于输出轴与倒挡传动齿轮同步接合能保证讯速、无冲击、无噪声换挡且对操作技术无要求,从而有利于提高汽车的加速性、燃料经济性与行驶安全性。

所述一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮依次排列设置在输入轴上,一挡主动齿布置在支承附近,因为一挡时产生的齿轮径向力最大,如果将它们布置得远离支承点则会引起更大的轴变形,产生更大的挠度和更大的断面转角。而将常使用的挡位布置在轴断面转角最小的区段(接近轴的中间位置),以得到较好的啮合条件,从而降低噪声,减小轮齿磨损。

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮均通过设有的轴孔与输出轴轴向限位滑动配合。采用这种结构相比较与传统采取滚子轴承空套从动齿轮结构,能就能够增大输出轴的直径,因而使输出轴的刚度增加。

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮的轴孔中均设有青铜衬套,通过青铜衬套与输出轴轴向限位滑动配合,青铜衬套能够改善摩擦性能还能便于润滑,同时采用这种结构相比较与传统结构采取滚子轴承空套从动齿轮,能就能够增大输出轴的直径,因而使输出轴的刚度增加。

所述一挡主动齿、二挡主动齿、三挡主动齿、四挡主动齿、五挡主动齿轮、六挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮、六挡从动齿轮均为斜齿轮,采用斜齿轮有效增大啮合齿轮的重合度,降低变速器使用过程产生的噪音,为用户提供舒适的驾乘环境。

所述输入轴与轴承通过过盈配合固定,过盈联接结构简单,定心性好,承载能力高,在变载荷和冲击载荷下能可靠地工作,不必在轴上切制键槽而削弱输入轴强度。

所述输出轴两端分别通过圆锥滚子轴承支承于变速器壳体内,采用圆锥滚子轴承支承于变速器壳体内,与其他轴承相比,圆锥滚子轴承的直径小、宽度大、接触线长.因而容量大,可以承受高负荷;在承受同样载荷的情况下其径向尺寸可以减小,从而缩小中心距离,减小变速器的尺寸和质量;锥体、外圈及滚子间基本的几何关系使滚子能正确对中,确保轴承的可靠性及长寿命;圆锥滚子轴承可通过预紧消除轴向间隙和轴向窜动。

采用上述发明,它结构布置简单、紧凑,能增加变速器中输入轴和输出轴刚度,同时也能增加挡位齿轮的强度、耐磨性以及降低变速箱工作噪声,提高变速箱使用可靠性和使用寿命。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中,1为输入轴轴承,2为输入轴,2-1为一挡主动齿,2-2为二挡主动齿,2-3为三挡主动齿,2-4为四挡主动齿,3为五挡主动齿轮,4为六挡主动齿轮,5为圆锥滚子轴承,6为六挡从动齿轮,7为五六挡同步器,8为五挡从动齿轮,9为四挡从动齿轮,10为三四挡同步器,11为三挡从动齿轮,12为二挡从动齿轮,13为一二挡同步器,14为一挡从动齿轮,15-1为前进挡输出齿轮,15为输出轴,16为差速器轴承,18为主减速齿轮,17为差速器,19为倒挡轴轴承,20-1为倒挡输出齿轮,20为倒挡轴,21为倒挡传动齿轮,22为倒挡同步器。

具体实施方式

参照附图,将详细描述本发明的具体实施方案。

参见图1,前轮驱动汽车变速器的一种实施例,前轮驱动汽车变速器,包括传动机构、换挡机构,所述传动机构包括相互平行设置的输入轴2、输出轴15、倒挡轴20。所述输入轴2两端分别过盈配合输入轴轴承1,所述输入轴2通过输入轴轴承1支承于变速器壳体内(未图示),过盈联接结构简单,定心性好,承载能力高,在变载荷和冲击载荷下能可靠地工作,不必在输入轴上切制键槽而削弱输入轴2强度。所述输入轴2的输入端设有用于连接离合器的花键。所述输入轴2为齿轮轴,齿轮轴上成型有与轴为一体的一挡主动齿2-1、二挡主动齿2-2、三挡主动齿2-3、四挡主动齿2-4,所述输入轴2上还过盈配合设置有五挡主动齿轮3、六挡主动齿轮4。优选地,所述一挡主动齿2-1、二挡主动齿2-2、三挡主动齿2-3、四挡主动齿2-4、五挡主动齿轮3、六挡主动齿轮4依次排列设置在输入轴2上,一挡主动齿2-1及布置在支承附近,因为一挡时产生的齿轮径向力最大,如果将它们布置得远离支承点则会引起更大的轴变形,产生更大的挠度和更大的断面转角。而将常使用的挡位布置在轴断面转角最小的区段(接近输出轴的中间位置),以得到较好的啮合条件,从而降低噪声,减小轮齿磨损。所述输出轴15两端可分别通过圆锥滚子轴承5支承于变速器壳体内,圆锥滚子轴承与其他轴承相比,圆锥滚子轴承的直径小、宽度大、接触线长.因而容量大,可以承受高负荷;在承受同样载荷的情况下其径向尺寸可以减小,从而缩小中心距离,减小变速器的尺寸和质量;锥体、外圈及滚子间基本的几何关系使滚子能正确对中,确保轴承的可靠性及长寿命;圆锥滚子轴承可通过预紧消除轴向间隙和轴向窜动。所述输出轴15上空套有一挡从动齿轮14、二挡从动齿轮12、三挡从动齿轮11、四挡从动齿轮9、五挡从动齿轮8和六挡从动齿轮6,所述一挡从动齿轮14与一挡主动齿2-1啮合,二挡从动齿轮12与二挡主动齿2-2啮合,三挡从动齿轮11与三挡主动齿2-3啮合,四挡从动齿轮9与四挡主动齿2-4啮合,五挡从动齿轮8与五挡主动齿轮3啮合,六挡从动齿轮6与六挡主动齿轮4啮合。所述一挡从动齿轮14、二挡从动齿轮12、三挡从动齿轮11、四挡从动齿轮9、五挡从动齿轮8、六挡从动齿轮6均可通过设有的轴孔与输出轴15轴向限位滑动配合,采用这种结构相比较传统通过滚子轴承空套从动齿轮结构,能够增大输出轴15的直径,因而使输出轴15的刚度增加。所述一挡从动齿轮14、二挡从动齿轮12、三挡从动齿轮11、四挡从动齿轮9、五挡从动齿轮8、六挡从动齿轮6的轴孔也可设置青铜衬套,通过青铜衬套与输出轴15轴向限位滑动配合,青铜衬套能够改善摩擦性能还能便于润滑,同时采用这种结构相比较传统通过滚子轴承空套从动齿轮结构,能增大输出轴15的直径,因而使输出轴15的刚度增加。所述输出轴15上位于一挡从动齿轮14和二挡从动齿轮12之间设置一二挡同步器13,位于三挡从动齿轮11和四挡从动齿轮9之间设置三四挡同步器10,位于五挡从动齿轮8和六挡从动齿轮6之间设置五六挡同步器7。所述换挡机构的各挡位拨叉分别与各拨叉对应的一二挡同步器13、三四挡同步器10、五六挡同步器7中的滑动套卡接(未图示)。一前进挡输出齿轮15-1固定连接在输出轴15上,该前进挡输出齿轮15-1与差速器17的主减速齿轮18啮合,所述差速器17两端设有用于支承差速器17的差速器轴承16。所述倒挡轴20两端分别过盈配合有用于倒挡轴20支承的倒挡轴轴承19,所述倒挡轴20上设有倒挡同步器22和空套有倒挡传动齿轮21,所述倒挡传动齿轮21与输出轴15上的一挡从动齿轮14啮合,一倒挡输出齿轮20-1固定连接在倒挡轴20上,该倒挡输出齿轮20-1与差速器17的主减速齿轮18啮合。

优选地,所述一挡主动齿2-1、二挡主动齿2-2、三挡主动齿2-3、四挡主动齿2-4、五挡主动齿轮3、六挡主动齿轮4、一挡从动齿轮14、二挡从动齿轮12、三挡从动齿轮11、四挡从动齿轮9、五挡从动齿轮8、六挡从动齿轮6均为斜齿轮,有效增大啮合齿轮的重合度,降低变速器使用过程产生的噪音,为用户提供舒适的驾乘环境。所述一挡从动齿轮14、二挡从动齿轮12、三挡从动齿轮11、四挡从动齿轮9、五挡从动齿轮8、六挡从动齿轮6也可均为双联齿轮,该双联齿分别与主动齿轮、同步器的滑动套啮合,这些双联齿轮与主动齿轮常啮合的啮合齿均为斜齿。

采用上述方案进行动力传递时,首先动力由离合器通过花键传递给变速器输入轴2的输入端,换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换一挡时候,首先一二挡同步器13与输出轴15一挡从动齿轮14同步接合,输入轴2的动力通过一挡主动齿2-1与一挡从动齿轮14组成的齿轮副后经一二挡同步器13传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去;换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换二挡时候,首先一二挡同步器13与输出轴15二挡从动齿轮12同步接合,输入轴2的动力通过二挡主动齿2-2与二挡从动齿轮12组成的齿轮副后经一二挡同步器13传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去;换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换三挡时候:首先三四挡同步器10与输出轴15三挡从动齿轮11同步接合,输入轴2动力通过三挡主动齿2-3与三挡从动齿轮11组成的齿轮副后经三四挡同步器10传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去;换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换四挡时候:首先三四挡同步器10与输出轴15四挡从动齿轮9同步接合,输入轴2动力通过四挡主动齿2-4与四挡从动齿轮9组成的齿轮副后经三四挡同步器10传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去;换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换五挡时候:首先五六挡同步器7与输出轴15五挡从动齿轮8同步接合,输入轴2动力通过五挡主动齿与五挡从动齿轮8组成的齿轮副后经五六挡同步器7传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去;换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换六挡时候:首先五六挡同步器7与输出轴15六挡从动齿轮6同步接合,输入轴2动力通过六挡主动齿与六挡从动齿轮6组成的齿轮副后经五六挡同步器7传递到输出轴15上,再经过前进挡输出齿轮15-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去。换挡机构通过拔叉拨动同步器的滑动套换倒挡时,首先倒挡同步器22与倒挡传动齿轮21同步接合,输入轴2动力通过与输入轴2上一挡主动齿2-1相啮合的一挡从动齿轮14传递到与一挡从动齿轮14相啮合的倒挡传动齿轮21上,再经倒挡同步器22传递到倒挡轴20上,再经倒挡输出齿轮20-1把动力传递到主减速齿轮18上,最后经差速器17把动力传递出去。未挂挡时,各同步器的滑动套分别位于各同步器的花键毂中央时,输出轴15上各挡从动齿轮都在输出轴15上空转,输出轴15不输出动力,此时变速器处于空挡状态。

采用上述发明,它结构布置简单、紧凑,能增加变速器中输入轴和输出轴刚度,同时也能增加挡位齿轮的强度、耐磨性以及降低变速箱工作噪声,提高变速箱使用可靠性和使用寿命。

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