齿轮箱装置制造方法

文档序号:5653483阅读:126来源:国知局
齿轮箱装置制造方法
【专利摘要】一种齿轮箱装置,同步器固定在动力输入轴上,随动力输入轴一起旋转;输入齿轮空套在动力输入轴上,能相对于动力输入轴自由旋转;输出齿轮固定在动力输出轴上,随动力输出轴一起旋转。输入齿轮与第一齿轮和第二齿轮啮合,输出齿轮与第三齿轮和第四齿轮啮合,第一齿轮和第三齿轮固定在第一中间轴上而能够同步旋转,第二齿轮和第四齿轮固定在第二中间轴上而能够同步旋转。同步器能与输入齿轮或输出齿轮连接。该装置大幅度降低同步器同步过程中需要克服的转动惯量,增加同步器寿命,降低换档力。该装置既可以单独使用,也可以做为多档变速箱的前置副箱或后置副箱使用。
【专利说明】齿轮箱装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及齿轮传动【技术领域】,具体地涉及一种齿轮箱装置(齿轮变速器装置)。【背景技术】
[0002]齿轮变速器是具有多于一个齿轮速比的齿轮箱,它用于改变旋转动力(动力源可以是发动机,或其他电机)的转速和扭矩。变速器常应用于车辆,来调节发动机的输出转速和扭矩。在不同齿轮速比下工作时,可改变车辆的速度区间,也就是俗称的换档。
[0003]为了获得更多的档位选择,同时又考虑成本的有效控制和空间的利用,两速比变速器的应用以及优化就变得十分重要。两速比变速器不但可以独立应用,还可以附在某个多档位变速器之前或者之后来使用,这样可将多档位变速器的档位数增加一倍。
[0004]两速比变速器可以使用多个中间轴(又称副轴)并列传递功率的布局,这样对每根中间轴及其齿轮的强度要求可以降低,同时缩短了变速器的轴向尺寸,因而能有效减小齿轮箱整体的尺寸和重量。但是,如果齿轮啮合不理想,一个齿轮就会比其他齿轮优先啮合,从而承受大部分负载,于是在实际设计过程中必须提高其安全系数,这就降低了多中间轴方式的优越性,所以常规齿轮箱中只设置两根中间轴。
[0005]参照图1,在已有专利的双中间轴变速器中,同步器1100固定在动力输出轴1000上,输出齿轮900空套在动力输出轴1000上,输入齿轮200与动力输入轴100固连,于是同步器1100在同步输出齿轮900的过程中,需要额外克服副箱的两根中间轴500、600以及其上所有齿轮300、400、700、800的转动惯量做功,这就要求换挡力增大,从而导致同步器1100寿命下降,或者要求同步器1100容量的提高,从而对同步器1100成本或者体积有了更高要求。注意,在图1中,箭头RlOO示出输入载荷,R200示出输出载荷。

【发明内容】

[0006]为解决上述现有技术中存在的问题而作出本发明。
[0007]具体地,本发明是为了克服在现有的变速器中,同步器同步时所需克服的转动惯量大,换挡力大,同步器寿命低等缺点,而提出一种采用全新的同步器布局方式的齿轮箱装置(有时也称为变速器装置)。该装置大幅度降低换挡转动惯量,降低换挡力,延长同步器寿命,降低成本。
[0008]为实现至少一个上述目的,本发明可以采用如下方案实施。
[0009]—种齿轮箱装置,同步器固定在动力输入轴上,随所述动力输入轴一起旋转;输入齿轮空套在所述动力输入轴上,能相对于所述动力输入轴自由旋转;输出齿轮固定在动力输出轴上,随所述动力输出轴一起旋转。
[0010]优选地,所述输入齿轮与第一齿轮和第二齿轮啮合,所述输出齿轮与第三齿轮和第四齿轮啮合,所述第一齿轮和所述第三齿轮固定在第一中间轴上而能够同步旋转,所述第二齿轮和所述第四齿轮固定在第二中间轴上而能够同步旋转。
[0011]优选地,所述同步器能与所述输入齿轮或所述输出齿轮连接。[0012]所述输入齿轮可以是普通的直齿轮或者斜齿轮,优选地,所述输入齿轮是圆柱齿轮、双联齿轮或者人字齿轮。
[0013]优选地,所述动力输入轴和所述动力输出轴在同一轴线上,所述第一中间轴的轴线和所述第二中间轴的轴线与所述动力输出轴的轴线平行,并且三条轴线可以在同一平面中,当然,三条轴线也可以不在一平面中。
[0014]优选地,所述输入齿轮可以通过花键与所述同步器的结合齿连接,当然,也可以用其他方式连接。
[0015]优选地,所述同步器的同步毂固定在所述动力输入轴上,可选地,所述同步器为双锥同步器,通过花键固定在所述动力输入轴上,当然,也可以用其他方式连接。
[0016]优选地,所述动力输出轴通过花键与输出法兰连接。
[0017]优选地,对所述动力输入轴和/或所述动力输出轴和/或所述第一中间轴和/或所述第二中间轴采用图5所示的轴承定位支撑。
[0018]优选地,所述齿轮箱装置可以附在某个变速器之前或者之后使用,也可以与其它结构的齿轮箱集成使用。
[0019]本发明具有如下优点:该装置大幅度降低同步器同步过程中需要克服的转动惯量,增加同步器寿命,降低换档力;该装置既可以单独使用,也可以附在某个变速器之前或者之后使用,也可以与其它结构的齿轮箱集成使用。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1为根据现有技术的齿轮箱装置。
[0021]图2为根据本发明的齿轮箱装置的第一结构示意图。
[0022]图3为根据本发明的齿轮箱装置的第二结构示意图。
[0023]图4为根据本发明的齿轮箱装置的实施例1的结构示意图。
[0024]图5为根据本发明的齿轮箱装置的实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面参照图2至图5说明本发明的原理及示例性实施方式。
[0026]在附图中,相同或相似的部件由相同的附图标记示出,并且有时不作重复说明。另夕卜,图中仅示出与本发明密切相关的部件,对于图中未具体示出或虽示出但未作具体说明的部件,本领域的技术人员根据其技术知识和本发明的教导,当然可以理解其具体构作,并可以作出与本发明相同或不同的安排。
[0027]参照图2至图3,本发明提供一种齿轮箱装置(有时也称为变速器装置),同步器11固定在动力输入轴(有时简称为输入轴)I上,随动力输入轴I 一起旋转;输入齿轮2空套在动力输入轴10上,能相对于动力输入轴I自由旋转;输出齿轮9固定在动力输出轴(有时简称为输出轴)10上,随动力输出轴10 —起旋转。
[0028]输入齿轮2与第一齿轮3和第二齿轮4啮合,输出齿轮9与第三齿轮7和第四齿轮8啮合,第一齿轮3和第三齿轮7固定在第一中间轴5上而能够同步旋转,第二齿轮4和第四齿轮8固定在第二中间轴6上而能够同步旋转。
[0029]在图3中,输入齿轮2为双联齿轮,当然,本发明不限于此。[0030]该变速器装置实现变速比的途径是:
[0031]1、输入载荷Rl驱动输入轴1,带动同步器11旋转,同步器11与输入齿轮2连接,并由输入齿轮2带动齿轮3和齿轮4旋转,齿轮3、4分别带动其所在的轴5、6旋转,从而带动齿轮7和齿轮8旋转,最终由齿轮7和齿轮8带动输出齿轮9旋转,最终带动输出轴10将功率输出(输出载荷R2);
[0032]2、输入载荷驱动输入轴1,带动同步器11旋转,同步器11与输出齿轮9连接,输出齿轮9带动输出轴10,输出功率。
[0033]同步器11的同步毂安装在动力输入轴I上的结构,大幅降低了换档时,同步器11需要克服的转动惯量,减小了换档力;或者,维持同样的手柄力和换档周期,可采用更小同步器尺寸,降低同步器成本,以及变速器整体尺寸和重量。
[0034]改进后的变速器,既可将输入和动力源直接连接、输出轴和负载直接连接而使用,也可以和其他齿轮箱或变速器结合使用,例如可以附在某个变速器之前或者之后使用,也可以与其它结构的传动集成在一个箱体内使用。
[0035]下面参照图4和图5说明本发明的实施例1和2。
[0036]<实施例1> (参照图4)
[0037]此处列举的实例是本发明的一个可实用的两速比变速器结构,它只是为了详细说明本发明,是本发明的一种应用,并不能认为是限制本发明。
[0038]本实施例的变速器中共有四根轴:输入轴1,输出轴10,两根中间轴5、6。
[0039]输入轴I是变速器动力的输入轴。
[0040]输出轴10输出动力,与输入轴I在同一轴线上。
[0041]两个中间轴5、6的轴线与输出轴10的轴线平行,且三条轴线在同一平面上。
[0042]变速器有两个齿轮副:输入齿轮副2与输出齿轮副9。
[0043]输入齿轮副2例如为通过花键与同步器11的结合齿连接的人字齿轮,与安装在中间轴5、6上的两个齿轮3、4同时啮合;这两个齿轮3、4通过过盈配合与中间轴5、6固连;中间轴5、6上的两个齿轮3、4的螺旋角正好相反,分别与人字齿轮2的两侧啮合。
[0044]输出齿轮副9:分别安装在两个中间轴5、6上的两个齿轮7、8 —起驱动与它们啮合的安装在输出轴10上的齿轮9,并且带动输出轴10 —同转动;中间轴5、6上的齿轮7、8通过过盈配合与中间轴5、6固连;输出轴10上的齿轮9也通过过盈配合与输出轴10固连。
[0045]变速器内有一个同步器11。
[0046]本实施例使用的是一个双锥同步器,通过花键连接在输入轴I上,通过结合齿选择与输出轴10连接或与输入齿轮2连接;其中与输入齿轮2相连接的结合齿是空套在输入轴I上,通过花键与输入齿轮2连接。
[0047]变速器内有七处使用轴承:
[0048]输入轴前轴承:为一双列圆柱滚子轴承,限制输入轴前端的径向位移,并通过轴肩限制输入轴I的轴向位移。
[0049]输出轴前轴承:外圈连接输入轴末端内孔,内圈连接输出轴前端外圆,限制它们的径向位移以及轴向位移。
[0050]输出轴后轴承:一对圆柱滚子锥轴承,以面对面的安装方式一同安装在输出轴10上,限制其径向位移及轴向位移。[0051]中间轴轴承:两对圆柱滚子锥轴承,以背靠背安装方式分别安装在每根中间轴5、6的两端,限制了副箱中间轴5、6的径向位移与轴向位移。
[0052]本实施例中,输出轴10上还通过花键连接了一个输出法兰。
[0053]这种结构下,无论使用变速器的哪一档速比,同步器11同步过程中都只需要克服自身及输入轴I的转动惯量,与传统结构相比,大幅减轻了同步器的负担。
[0054]<实施例2> (参照图5)
[0055]本发明也可以作为一个附在某个变速器之前或者之后来使用,也可以与其它结构的传动系统集成在一个箱体内使用,图5给出了作为一个后置结构的实例。
[0056]本实施例中使用的多档位变速器为一双中间轴多档位变速器。
[0057]主箱Xl的输出轴直接延伸进副箱X2 (本发明),作为副箱的输入轴I ;
[0058]主箱的两个中间轴末端通过花键与副箱中新增的两根长轴5、6连接,用来传递功率给取力器,以满足汽车其他功能在动力上额外的需求(例如自卸车翻斗、消防车喷水、水泥搅拌车转动、厢式货车制冷等);
[0059]主箱其他结构在此不累赘叙述,附在某个变速器之前或者之后使用,也可以与其它结构的传动集成在一个箱体内使用,结构与上文所述实施例1相同。
[0060]在本结构中,同步器同步过程中需要克服的转动惯量,与传统结构相比,只增加了同步器同步毂的转动惯量,但却免除了传统结构中输入齿轮副、输出齿轮副以及两根中间轴的转动惯量,从而大幅度地减轻了传统结构同步器的换挡负担。
[0061]上面参照【专利附图】
附图
【附图说明】了本发明的优选实施方式,但是,应当理解,上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下,对本发明作出各种修改和变型。本发明的保护范围由所附的权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种齿轮箱装置,其特征在于,同步器固定在动力输入轴上,随所述动力输入轴一起旋转;输入齿轮空套在所述动力输入轴上,能相对于所述动力输入轴自由旋转;输出齿轮固定在动力输出轴上,随所述动力输出轴一起旋转。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述输入齿轮与第一齿轮和第二齿轮啮合,所述输出齿轮与第三齿轮和第四齿轮啮合,所述第一齿轮和所述第三齿轮固定在第一中间轴上而能够同步旋转,所述第二齿轮和所述第四齿轮固定在第二中间轴上而能够同步旋转。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述同步器能与所述输入齿轮或所述输出齿轮连接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述输入齿轮是圆柱齿轮、双联齿轮或者人字齿轮。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述动力输入轴和所述动力输出轴在同一轴线上,所述第一中间轴的轴线和所述第二中间轴的轴线与所述动力输出轴的轴线平行,并且这三条轴线在一个平面内,或者不在一个平面内。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述输入齿轮与所述同步器的结合齿连接。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述同步器的同步毂固定在所述动力输入轴上。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述动力输出轴与输出法兰连接。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述动力输入轴和/或所述动力输出轴和/或所述第一中间轴和/或所述第二中间轴均有定位轴承。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的齿轮箱装置,其特征在于,所述齿轮箱装置被单独使用,或者附在某个变速器之前、之后使用,或者与其它结构的齿轮箱在一个箱体内使用。
【文档编号】F16H57/023GK103453085SQ201210247849
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】汤姆斯·迈克·哈迪 申请人:赛玛特传动技术(北京)有限公司
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