专利名称:车辆传动系分动箱的制作方法
本发明一般有关有若干输出的扭力传递机构，具体则有关控制每一输出的作动和速度的调节机构。
把车辆发动机的动力，传递到汽车一个以上轴组的车轮上，是通过把一个分动箱和车辆传动装置的输出部分耦合而实现。分动箱的输入轴和传动传置的输出轴耦合，并通过齿轮机构形成的动力传递路线，按选择和两个输出轴中的至少一个连接。每一个输出轴和相应的轴驱动机构耦合。设置若干动力传递路线，使输入轴的扭力在传递到分动箱的任何输出轴上以前，按需要分递或改变已属已知。
在过去已知的分动箱中，通常有常啮合齿轮系。在这类件中，离合器套环可以移动，按选择和需要的动力传递路线的齿轮啮合。但是这种离合器可能增大分动箱的尺寸，尤其是在为把输入轴和各种齿轮组连接，套环必须在相当大的距离上移动的时候。
此外，也属已知的是把离合器套环连接，从而一个单一的操纵装置可以移动一个以上的套环，以对每一个输出轴作动，或调节其速度。例如美国专利第4，270，407号中揭示了一种分动箱，用于四轮驱动的车辆，把车辆的前轴和后轴连接高速和低速动力传递路线。分动箱中有一对用单一的换挡拨叉操纵，可同时移动的离合器套环。离合器装置有高速变速套环和低速变速套环。但是低速变速套环可沿一个中间齿轮组滑动，中间齿轮组有一个从动齿轮，和固定在输出轴上随输出轴旋转的主动齿轮常啮合。因此，甚至在低速齿轮组和输出轴分离时，低速路线的从动齿轮继续运转。结果，甚至在分动箱高速驱动一个或多个轴时、低速传动路线中还可能有持续的能量损耗。从动齿轮的这种运动，可能对部件造成过多的磨损，并相当增多对润滑的需求。并且，由于各离合器套环处在同一平面内，同时沿有径向间隔的若干轴移动，因此每一个离合器套环移动时，比沿一根轴移动的一个或多个活动套环受有较大的离轴力矩。
本发明通过布置一个有轴向上排列的离合器的分动箱，可以克服上述的缺点，各该离合器中有一个控制第一输出轴的作动和速度，第二个在轴向上排列的离合器，控制从第一输出轴向第二输出轴传递的扭力。在本发明的理想实施方案中，分动箱给汽车提供了两轮驱动高速档，四轮驱动高速档，四轮驱动低速档，和一个空档。
在理想的实施方案中，第一输出轴在轴向上和输入轴直线对正，每一个离合器机构有一个活动离合器套环，可沿输入轴和第一输出轴的共同轴线位移。因此，甚至在齿轮配位中需要把套环向相反方向移动时，用一个简单的选择器便可以把离合套环移动。并且，虽然本发明分动箱用一个中间轴，在四轮驱动工况中的输出轴上产生低速档输出，但是在两轮高速运转中，为了限制能量损耗，和传动机构的润滑要求，中间轴和相关齿轮组件保持和输入轴分离。本发明上述优点和其他优点，阅读下文详细叙述后便可较为了解。
结合附图参阅下文关于一个理想实施方案的详细叙述，便可对本发明有较为详细的了解，在全部附图中，相同的部件用相同的标图号标志，附图内容如下图1 为本发明分动箱的剖视图2 为与图1相似的剖视，而所示组件处于另一运转位置;
图3为与图1及2相似的剖视，而所示为组件的另一运转位置。
首先参见图1，本发明的分动箱10，在图中有一个外壳12，用于支持一根输入轴14在上面旋转，一根第一输出轴16在轴向上和输入轴14对正，一根第二输出轴18和输入轴14有径向上的间距。举例而言，轴承15，17和19分别支承轴14，16及18旋转。如图1简略示意，输入轴14用于和传动装置20的输出进接，第一输出轴16用于和后轴驱动机构22连接，第二输出轴18用于和前轴驱动机构24连接。在下文中还将有较详细叙述的是分动箱10还有一个第一离合器装置26，按选择啮合高速档传动线，低速档传动路线，或一个空档位置，一个第二离合器装置28按需要啮合一个单轴(两轮)驱动工况，或两轴(四轮)驱动工况。
输入轴14有一个输入驱动轴毂30，有轴向外伸的离合器齿。驱动齿轮32的位置，和输入轴毂30在轴向上相邻，围绕输入轴14旋转。驱动齿轮32有一个离合器轴毂，上面有一组轴向伸出的离合器齿34，在径向上和驱动轴毂30的离合器齿对正。有一个第二从动离合器轴毂36和输出轴毂30另侧在轴向上相邻，用花键之类和输出轴16耦合。有一个离合器套38，可沿从动离合器轴毂36的离合器齿轴线滑动，输入轴毂30和驱动齿轮32，可随图中40概略表示的选择器机构的作动反应，选择和从动轴毂或驱动齿轮连接。
驱动齿轮32上有一组斜齿轮35，和中间轴44上的从动齿轮42的齿常啮合。在轴44上还安装一个中间从动齿轮46，和齿轮42有轴向上的间隔。虽然可以把齿轮42及46分别制造，装在分别的轴44上，但是也可如图所示，为了便利并提高强度和可靠性，把两齿轮整体形成。
从动齿轮46的齿和齿轮48常啮合。齿轮48可以用与驱动齿轮36邻近的滚针轴承安装，围绕输出轴16旋转。齿轮48有一个轴向伸出的部分50，形成第二离合器装置28的一部分。如图中所示，齿轮48的轴向伸出部分50有离合器齿52，和传动轴毂54的齿轮齿对正，从动轴毂54用花键之类安装在第一输出轴16上。从图中还可看到，在本发明的理想实施方案中，还使用了同步装置，诸如同步器环56和同步器接合块58。然而应理解到还可以使用离合器机构的其他结构，只求有一个离合器套环60沿轴线13作轴向移动，和第一输出轴上的一个齿轮耦合，第一输出轴上有一个齿轮，处在第二输出轴的驱动路线中。作为举例，齿轮48的延长部分50可以继续延长，使套环60可以在轴上达到空挡位置。因此，同步器环可以和从动轴毂54接合，从而套环60向相反方向移动(即向图1右方)，同时驱动第一及第二输出轴。在任何时候，除离合器套环60同时和齿轮48及从动轴毂54连接外，齿轮48和输出轴16脱离旋转。
中间从动齿轮46和旋转齿轮48常啮合，也和从动齿轮62常啮合。输出齿轮62随第二输出轴18旋转，如图所示可和轴18一体制造。
由于离合器套环38及60在轴向上直线对正，可以用一个单一的作动元件，把它们方便地移到一个需要的位置上。作为举例，一个选择器装置40可以有一个有第一凸轮面和第二凸轮面的凸轮盘。每一个离合器套环38及60上固定一个凸轮从动件，分别在凸轮盘的第一及第二凸轮面上滑动。并且，应该理解到凸轮从动件，和离和器套环，可以随选择器装置40的每一次作动，向相反方向活动，例如，凸盘的每一次作动，向相反方向活动，例如，凸轮盘的每一次位移，取决于凸轮盘上的凸轮面的形状。无论任何时候，应理解到离合器套环38及60的轴向排列，可以相当大地减少为操纵第一及第二离合器所必须的选择器机构的复杂性，及其体积，因为促动离合器所需的力，是在同一轴线上直线排列。
对本发明理想实施方案的重要结构特点既已作了上述叙述，就有便于对实施方案的运转方法作如下叙述。如图1所示，把离合器套环38移动，仅和驱动轴毂36连接，从而使离合器套环和输入轴毂30分离。结果，在图1所示的位置上时，第一离合器装置26在空挡位置，因此输入轴14的旋转不向输出轴16或输出轴18提供任何输出。
如图2所示，离合器套环38已移动，和输入轴毂30的离合器齿，以及驱动轴毂36连接。结果驱动轴毂36随输入轴毂30旋转，其与第一输出轴16的花链连接，使输出轴16和输入轴14同速旋转。当离合器套环60处在图2实线所示的位置上时，离合器装置28把从动齿轮48脱离，从而轴16在滚针轴承中旋转，而不使从动齿轮48旋转。其结果，中间从动齿轮46和输出齿轮62保持静止。
当离合器套环60移动到图2虚线所示的位置上时，传动路线通过从齿轮48，中间齿轮46和输出齿轮62延伸，向第二输出轴18提供扭力。于是，可以理解到输出轴16和输出轴18，随输入轴14旋转而旋转。
参看图3，图示离合器38和输入轴毂30的离合器齿，及驱动齿轮32的离合器齿啮合。同时，离合器38和高速驱动轴毂36分离。结果，离合器装置26促动通过齿轮32和中间从动齿轮42，连接轴44的低速传动路线。与此相似，轴44的旋转形成通过中间从动齿轮46，连接输出齿轮62的传动路线，从而输出轴18在低速档的工况中，以低于输入轴14的速度旋转。与此相似，低速传动路线通过从动齿轮46和从动齿轮48伸展。当离合器套环60处在图3实线所示的位置上时，第二离合器装置28，把低速传动路线和第一输出轴16连接。当第一离合器装置26通过输入轴14，连接低速档传动路线时，最好把离合器套环60限制在图3实线所示的位置上，使低速档不致有过高的扭力，加在单轴的传动机构上，例如加在和第二输出轴18连接的驱动机构24等上。
对本发明作了以上叙述后，凡擅长本技艺的人都了解，可以对发明作出许多修改，而不脱离文后权利要求
中对本发明的范围和精神所作界定。
权利要求
1.一种扭力传递器件其特征为有以下各项一个输入轴和支承该输入轴旋转的第一装置；一个第一输出轴及支承该第一输出轴旋转的第二装置；一个第二输出轴及支承该第二输出轴旋转的第三装置；低速档装置，随该输入轴的旋转反应，至少驱动该第一及第二输出轴中之一个；高速档装置，随该输入轴的旋转反应，至少驱动该第一及第二输出中之一个；第一离合器装置，按选择把该低速档装置和该高速档装置中的一个，在该输入轴与该第一及第二输出轴中之至少一个之间连接；第二离合器装置，按选择把该第一及第二输出轴中之一个，或两个，和至少该低速档装置及该高速档装置中之一个连接，促动每一该第一及第二离合器装置的装置，其中有一个离合器套环，和支承该离合器套环滑动的装置，使该离合器套环可以沿该输入轴的轴线作同心位移。
2.如权利要求
第1项中所述之本发明，而特征为该低速档装置中有一个中间轴，在径向上和该输入轴有间隔，有一个第一从动齿轮，在该中间轴上旋转，有一个驱动齿轮和该从动齿轮常啮合，支承在该输入轴上绕其轴线旋转，有装置可按选择把该第一离合器装置的该离合器套环位移，和该驱动齿轮啮合，从而当该套环和该驱动齿轮分离时，该中间轴和该输入轴分离。
3.如权利要求
第2项中所述之本发明，而特征为该中间轴有一个第二中间从动齿轮，和该第一从动齿轮有轴向上的距离，并随之旋转，该第一输出轴和该输入轴在轴向上对正，而该第二输出轴和该输入轴有径向上的间隔;一个齿轮和该第一输出轴轴线同心安装，绕该轴线旋转，和该中间从动齿轮啮合，该齿轮有一个轴向伸出的部分，有一个从动轴毂随该第一输出轴旋转，这轴毂在轴向上和该齿轮的该伸出部分相邻;该第二离合器装置中有装置，按选择把该离合器套环移动，和该齿轮的该轴向伸出部分及该从动轴毂啮合。
4.如权利要求
第2项所述之本发明，而特征为该输入轴有一个输入轴毂，和该低速档装置的该驱动齿轮同心对正，并与之有轴向上的间距。
5.如权利要求
第4项所述之本发明，而特征为该第一输出轴在轴向上和该输入轴对正，并且该高速档装置中有一个从动离合器轴毂，和该输入轴的该输入轴毂同心，并与之有轴向上的间距，该从动离合器轴毂和该第一输出轴连接，随之旋转。
6.如权利要求
第5项中所述之本发明，而特征为该从动离合器轴毂，在轴向上放在该输入轴的该输入轴毂侧，而在该低速档装置的驱动齿轮的另侧，该第一离合器装置的该离合器套环，轴向长度短于该从动离合器轴毂和该低速档装置的该输入轴毂的轴向长度。
7.如权利要求
第1项中所述之本发明，而特征为该第一离合器装置中有装置，当用该第一离合器装置选定该高速齿轮装置时，根据选择把第一及第二输出轴中之一个或两个，和该高速档装置连接，当用该第一离合器装置选定该低速齿轮装置时，根据选择仅把该第一及第二输出轴同时和该低速档装置连接。
8.一种扭力传递器械中有下列各项一个输入轴和支承该输入轴旋转的第一装置;一个第一输出轴和该输入轴在轴向上对正，第二装置支承该第一输出轴旋转;一个第一输出轴和该输入轴在轴向上对正，第二装置支承该第一输出轴旋转;一个中间轴和该输入轴及该第一输出轴有径向上的间距，并有装置支承该中间轴旋转，该中间轴有一个第一个从动齿轮和一个第二从动齿轮，随之旋转;一个第二输出轴和该中间轴有径向上的间距，有第四装置支承该第二输出轴旋转;第一齿轮装置，根据选择随该输入轴反应，驱动该第一从动齿轮;第二齿轮装置可和该第二从动齿轮啮合，根据选择随该第一从动齿轮的旋转反应，驱动该第一及第二输出轴;第三齿轮装置，当该第一从动齿轮按选择脱离旋转时，按选定随该输入轴旋转反应仅驱动该第一输出轴;选择器装置按选择促动各该第一，第二及第三齿轮装置。
9.如权利要求
第8项中所述之本发明，而特征为该选择器装置中以下各项第一离合器装置在，把该输入轴和该第一从动齿轮作传动连接，把该输入轴和该第一输出轴作传动连接，把该输入轴和该第一从动齿轮及第一输出轴分离等中选择其一;第二离合器装置，随该第一输出轴的旋转反应，按选择驱动该第二输出轴。
10.如权利要求
第9项所述之本发明，而特征为各该第一及第二离合器装置中，有圆环形离合器套环，并有装置支承该套环，使之在与该输入轴对正的轴线上作滑移。
11.如权利要求
第1项中所述之本发明，而特征为该选择器装置还有装置，把全部该第一，第二和第三齿轮装置分离，从而该分动箱中包括一个空挡工况。
专利摘要
按选择对汽车作四轮驱动的分动箱，有一第一离合器，把输入扭力传到高速挡传动路线、低速挡传动路线和一空挡位置，并在其间作转变；有一第二离合器，按选择和第一及第二输出轴啮合，以连接低速挡传动路线和高速挡传动路线。每一离合器有一滑动套环，和分动箱输入轴轴线对正，并沿该轴线滑动。最好用一单一选择器，移动第一及第二离合器套环，给分动箱提供四个工况空挡，把输入轴和第一及第二输出轴分离；两轮驱动高速输出；四轮驱动高速输出；四轮驱动低速输出。
文档编号F16H1/02GK86108009SQ86108009
公开日1987年7月1日 申请日期1986年11月17日
发明者罗伯特·B·巴切勒, 杰拉尔德·P·亨切尔 申请人:美国汽车公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan