专利名称：螺旋齿轮组合式变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及最好用于有多个基本相同的副轴的车辆用组合式变速器的一种改进的装有螺旋齿轮的组合式机械变速齿轮传动装置。本发明特别涉及一种改进的，螺旋齿轮传动的组合式机械传动装置，在传动能力和寿命一定的情况下相对于现有技术中可类比的传动装置而言提供一种更轻、轴向尺寸更短和/或成本更低的传动装置。
通常用于重型车辆变速器的具有与主传动区串联的一个或多个辅助区的组合式齿轮变速装置在现有技术中是众所周知的。简单地说，通过采用串联的主辅传动区，设定适当大小的传动比间隔，可获得的传动比总和数将等于主传动区传动比数和辅助传动区传动比数之积。举例来说，至少在理论上，包含与一个三速辅助区串联的有四个前进速度的主区在内的组合式齿轮变速装置可以提供十二个前进变速比(4×3＝12)。辅助传动区一般有三种型式分段型、分隔型或分段/分隔结合型。
在具有一个分段型辅助区的组合式变速器中，辅助区的传动比间隔大于用于每个分段中的主区传动比的总传动比范围，主区是逐一通过它在每个分段中的传动比进行换档的。具有分段型辅助区的组合式变速器的例子可参见美国专利US 3105395;US2637222和US2637221，这些专利所公开的内容在此引作参考。
在具有一分隔辅助区的组合式变速器中，分隔辅助区的传动比间隔小于主传动区的传动间隔，并且每个主区传动比被辅助区分隔，也就是细分。具有分隔型辅助区的组合式变速器的例子可参见美国专利US 4290515;US 3799002;US440037和US 4527 447，这些专利所公开的内容在此引作参考。
在分段和分隔组合型的辅助区中，既有分段型传动比又有分隔型传动比，使主区即可以在至少两个分段中进行传动比逐一换档，也可以使一个或多个主区传动比在至少一个分段中被细分。
带有一个分段/分隔组合型辅助区的组合式变速器的例子可参见美国专利US 3282613;US 3648546，这些专利所公开的内容在此引作参考。另一个例子是由联邦德国的Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft of Friedrichshafen出售的"Ecosplit"型变速器，它采用一个在主传动区前面的单独的分隔辅助区和一个在主传动区后面的单独的分段辅助区。
另一个具有单个分隔/分段结合型三齿轮对四速传动装置的组合式车辆变速器的例子可参见美国专利US 4754665和US 4944197，这些专利所公开的内容在此引作参考。
应当注意的是术语主区和辅助区是相对的，如果把主区和辅助区的指定换一下，那么辅助区的类型(分段或分隔)也要换一下。换言之，对于一个习惯上认为带有双速分段式辅助区的四速主区，如果把通常所称的辅助区看作是主区，那么通常所称的主区就被看作是四速分隔型辅助区。根据变速器行业普遍接受的惯例，也正如本发明的说明书中所使用的那样，一个组合式变速器的主传动区就是包含最大数量的(或者至少不少于其他部分的)前进传动比的部分，它允许选择空档，并且包含倒档传动比，和/或它(在手动或半自动变速器中)的换档是通过操纵与主动/随动阀/缸或类似结构不同的换档杆或换档手柄或换档轴/换档销来进行的。
现有技术的组合变换齿轮变速装置，特别是兼有分段型和分隔型辅助齿轮传动的现有组合式变速器，例如Eaton Corporation提供的"Roadranger"型和"Super10"型，以及Zahnradfabrik Friedrich-shafen Aktiengeseushaft提供的"Ecosplit"型，得到普遍认可并被广泛地用于手动换档的重型车辆中。然而，现有的这些或其它类型的组合变换齿轮变速装置不完全令人满意，特别是对车辆用传动装置来说，与现有的变速器在可类比的能力和可靠性方面而言，提供一种具有更少的部件和/或更短轴向尺寸和/或重量更轻而且具有相同或改善的能力和可靠性的变速器是一个持久的目标。
本发明的目的是提供一种结构改进的螺旋齿轮组合式变速器，它与具有相同能力和可靠性的现有组合式变速器相比具有更少的部件和/或轴向尺寸更短和/或重量更轻。
上述目标是这样实现的，在所提供的组合式螺旋齿轮变速器中，(ⅰ)主区和辅区的副轴形成一个通过轴承仅仅支承在变速器壳体的前端壁和后端壁中的同轴的副轴组件，最好是主区和辅区副轴中的一个副轴从壳体的前端壁延伸至后端壁，而其他副轴都是包围并可转动地支承在那一个副轴上的大致呈管形的部件，和/或(ⅱ)主轴仅由输入和/或输出轴并且最好以一种径向可浮动的方式支承，不使用装在壳体中间壁中的中间轴承。上述结构省去了现有技术中可类比的螺旋齿轮组合变速器设计中所必需的全部或大部分壳体中间壁以及与之有关的各种轴用支承轴承。取消全部或大部分壳体中部壁和有关的轴承、轴承保持器和类似物，就能提供比现有技术中可类比的变速器重量更轻，轴向长度更短和/或部件更少的组合型变速齿轮传动装置。
所以，提供一种新的改进的螺旋齿轮组合式变速装置是本发明的一个目的。
阅读结合附图对最佳实施例的详细说明，必将明白本发明的这个和其他的目的和优点。
图1和1A是现有技术的组合式变速器的横截面剖视图。
图2是本发明的变速器的一个推荐的实施例的剖视图。
图2A是表示图2的变速器结构改进的局部视图。
图3表示图1或图2的变速器的典型的换档模式和典型的传动比图4表示本发明的另一个替换的实施例。
图5是本发明的一个替换的实施例的局部剖视图。
在下面的说明中使用某些术语仅仅是为了方便而不是限定。"向上"、向下"、"向右"和"向左"表示在作为参考的附图中的方向。"前方"和"后方"分别指按常规安装在车辆中的变速器的前端和后端，对应于图1中所示变速器分别是左侧和右侧。"向内"和"向外"分别指朝向和离开该装置及其指定部件的几何中心的方向。所说的术语包括以上专门提到的词，它们的派生词和类似的引入词。
术语"组合式变速器"用来表示一种变速或变档的传动装置，该装置有串联的一个主传动部分和一个诸如辅助传动部分的辅助系，因此在主传动部分中选定的齿轮减速级可以与辅助传动部分中另行选定的齿轮减速级组合。术语"螺旋齿轮"变速器是指至少一半前进档齿轮传动是螺旋齿轮传动的变速器。这里所用的术语"加速"是指从低速传动比向高速传动比换档，而"减速"则指从高速传动比向低速传动比换档。这里所用的术语"低速齿轮"或"低齿轮"是指在变速器中用于相对较低的前进档操作的齿轮副，即输出轴速度相对输入轴速度具有较高减速比的一组齿轮。"同步离合器组件"和类似的引入语是指借助于一个刚性离合器将一选定的齿轮无相对转动地联接到一根轴上的离合器组件，该刚性离合器中，所要进行的啮合在离合器元件基本同步旋转之前是受阻的，较大能力的摩擦装置与离合器元件相结合并足以在离合器发生啮合时使离合器元件以及与它们一起旋转的所有部件以基本上同步的速度转动。
参照图1和1A，图中所示的是现有技术的组合式变速器10。该变速器10包括一个与辅助传动区14串联的主传动区12，辅助传动区14既有分段型齿轮传动也有分隔型齿轮传动。变速器10一般装在一个多部件的壳体16内，并且包括一输入轴18。该输入轴18由一台诸如柴油发动机(未显示)这类的原动机通过一个通常为啮合的但也可有选择地分离的摩擦式主离合器(未显示)来驱动。
在主传动部分12中，输入轴18带有一个用来驱动至少一个副轴组件22的输入齿轮20。输入齿轮20最好以基本相同的旋转速度同时带动若干个基本上相同的主区副轴组件，就象现有技术中公知的并且在美国专利文献US 3105395和US 3335616中所说明的那样。因此这些专利所公开的内容在此被引作参考。每个主区副轴组件有一个主区副轴24，该轴由轴承26和28支承于壳体16中，并且装有主区副轴齿轮30、32、34、36和38。若干个主区传动齿轮即主轴齿轮40、42和44围绕变速器主轴46，并象现有技术中熟知的那样，通过滑动离合套48和50的滑移，每次使这些齿轮中的一个与主轴46联接，以便与该主轴一起转动。离合套48也可以用来使输入齿轮20与主轴46联接，提供输入轴18与主轴46之间的直接传动关系。最好每个主区主轴齿轮都绕主轴46旋转，与有关的副轴齿轮组持续啮合并且由这些副轴齿轮组浮动地支撑，其安装方法和由此产生的特别的好处在上面提到的美国专利文献US 3105395和US 3335616中有详细的说明。一般利用分别与一个换档杆支架组件56相配合的换档拨叉52和54使离合套48和50在轴向上定位。在图示的推荐的实施例中，离合套48和50是公知的非同步双动爪式离合器，但它们也可以是美国专利US 4989706和US 5141087中所述的同步型的，这些专利所公开的内容此处引作参考。
主区的主轴齿轮44是倒档齿轮，它借助于普通的中间齿轮57(见图1A)与副轴齿轮38持续啮合。设置主区副轴齿轮32的目的在于驱动功率输出装置及类似装置。爪式离合器48和50是三位离合器，其中，它们可以被设置在一个如图所示的中央的、无轴向位移的非啮合位置，或者被设置在一个最右啮合位置或最左啮合位置上。
辅助传动区14与主传动区12串联，如上面提及的美国专利US 4754665中所示的三对四速分段/分隔组合型。主轴46伸入辅区14并支承于从变速器后端前伸的输出轴58的内端。
辅助传动区14包括若干个基本上相同的辅助副轴组件60(见图1A)，每个组件包含一个由轴承64和66支承在壳体16中并装有三个辅助区副轴齿轮68，70和72以便一起转动的辅助副轴62，辅助区副轴齿轮68与辅助区分隔齿轮74常啮合并支承后者，辅助区副轴齿轮70支承辅助区分隔/分段齿轮76并与之常啮合，齿轮76围绕着输出轴58的邻近于同轴主轴46内端的那一端。辅助区副轴齿轮72支承围绕输出轴58的辅助区分段齿轮78并与之常啮合。因此，辅助副轴齿轮68和分隔齿轮74构成了分隔和分段组合型的辅助传动区14的第一齿轮或齿轮组，辅助区副轴齿轮70和分隔/分段齿轮76构成第二齿轮对或齿轮组，辅助区副轴齿轮72和分段齿轮78构成第三齿轮对或齿轮组。
双位爪式滑移离合套80被用来有选择地将分隔齿轮74或分隔/分段齿轮76连接到主轴46上，而双位同步离合器组件82则被用来有选择地将分隔/分段齿轮76或分段齿轮78连接到输出轴58上。双动爪式离合套80的结构和功能与用在主传动区12中的滑移式离合套48和50的结构和功能基本相同，双动式同步离合器组件82的功能与现有技术的双动式同步离合器组件的结构和功能基本相同。关于现有技术的双动式同步离合器组件的例子可参见美国专利US4462489，US4125179和2667955，所有这些专利所公开的内容在此引作参考。这里所述的同步离合器组件82属于上面提到的美国专利US 4462489中的销轴型。
爪式分隔离合器80是一个双位离合器组件，它可以被有选择地设置在最右边或最左边的位置，以使齿轮76或齿轮74分别与主轴46啮合。爪式分隔离合器80通过由双位活塞致动器86控制的换档拨叉实现轴向定位。双位活塞致动器86象现有技术中熟知的那样通过一个例如在换档把手上的按钮或类似物之类的操纵选择开关来操纵。双位同步离合器组件82也是一个双位离合器，它可以被有选择地设置在最右边或最左边的位置以便有选择地将齿轮78或76分别连接到轴58上。离合器组件82前一个用双位活塞装置90操纵的换档拨叉88定位。
参照图1、1A和6可以看出，通过沿轴向有选择地设定分隔离合器80和分段离合器82的轴向前后位置，可以提供四种不同的主轴对输出轴的转速比。所以，辅助传动区14是一个分段型和分隔型相结合的三对齿轮的辅助传动部分，可提供四种可选择的速度，即四种输入(主轴46)与输出(输出轴58)的传动比。主区12提供一个倒档和三个可供选择的前进档。但是，可选择的主区前进传动比之一，即与主轴齿轮42有关的低速传动比，在高速段中不采用。所以，根据低速分隔传动比的合意性和实用性，可把变速器10适当地称为能提供9个或10个可选择前进档的"(2+1)×(2×2)"型变速器。
图3概略地表示了换档变速器10的换档模式。每一变速杆位置上的垂直方向的细分表示分隔换档，而从H模式的3/4和5/6位到H模式的7/8和9/10位的水平方向的移动则表示变速器从低速段向高速段换档。象上面已讨论的那样，分隔换档是以一种常见的方式借助于一个通常位于变速杆把手上的由车辆操纵者致动的分隔按钮或类似物来完成的，而分段离合器换档组件的动作则是对变速换档杆在图2所示的换档模式的中央位和最右位之间的移动的自动响应，下面将对此作更详细的说明。这种一般型式的分段换档装置是公知的现有技术，可参见上面提到的美国专利US 3429202;US 4455883;US4561，325和US4663725。
再对照图3，假设希望一个变速器的传动比间隔大体相等，那么主区的传动比间隔应该大体相等，分隔间隔应大致等于主区传动比间隔的平方根而分段间隔应约等于主区传动比间隔的N次幂，这里，N等于在每个分段中出现的主区传动比的间隔数(即，在(2+1)×(2×2)的变速器10中N＝2。给定所需的理想的传动比之后，要选择接近这些传动比的齿数比。在上面的例子中，分隔间隔约为33.3%而分段间隔约为316%，这一般适合于一个具有大约78%传动比间隔的"2+1"主传动区，因为1.78的平方根约等于1.33，而1.78的二次幂(即N等于2)约等于3.16。
壳体16可以是一个如图所示的多部件组装总成。包括前端壁16A，后端壁16B和一个中间壁16C。值得注意的是支承主区副轴后端的轴承28，支承辅助副轴62的轴承64和支承齿轮74并间接支承主轴46的轴承74A都支承在壳体16的中间壁16C中。
在上述变速器10中和将在下面叙述并要求专利保护的其他变速器中，副轴齿轮是固定在副轴上的，而某些主轴和/或输出换档齿轮则是有选择地连接到有关的轴上的。尽管这是推荐的结构，但本发明同样可用于功能等同但其中某些主轴和/或输出轴齿轮固定安装在与之相应的轴上而副轴齿轮却有选择地连接到副轴上的结构。
图2和2A显示十速变速器310。变速器310采用本发明的结构。变速器310的部件的功能和操作(但不是结构)与图1和1A中所示变速器10相应部件的功能和操作是相同的。变速器310中与变速器310的部件功能相当，操作相当的部件用相应的标号前面加"3"来表示。
变速器310是本发明的一个推荐的实施例，它主要为螺旋齿轮传动而设计。上述现有技术的变速器10主要适用于正齿轮传动。装有螺旋齿轮的双副轴组合式变速器是公知的，可参见美国专利US2700311;US3885446，和US4876908。这些专利所公开的内容在此引作参考。
同上述变速器10一样，变速器310是一个"(2+1)×(2×2)"型的组合式变型器，它包括一个主区312和一个与之串联的辅区314，两个部分都在一个共同的壳体16内。该共同的壳体16有一个前端壁316A和一个后端壁316B，但是没有与现有变速器10的中间壁16C相应的中间壁。
虽然图示的本发明的推荐的实施例是"(2+1)×(2×2)"组合式变速器，但本发明并不局限于此，本发明可用于多种类型的组合式变速器。
输入轴318装有固定的输入齿轮320以便一起转动，并且形成一个向内延伸的直径减小的部分318A，该部分直接或间接地支承主轴346的前端346A。输出轴358从变速器310的后端伸出并带有用于接纳输出法兰358B的键槽358A。输出轴358的内端358C设有用于直接或间接支承主轴346之后端346B的向内向后倾斜的锥形表面358D。
输入轴318通过圆锥滚柱轴承支承于前端壁316A，而输出轴358则由双列圆锥滚柱轴承组件358E支承于后端壁316B。
主轴346带有主轴离合器348和350，以及带有分隔离合器380，主轴在输入轴和输出轴之间大致同轴地延伸并且由输入轴和输出轴的两个内端支承。主轴齿轮340，342和344，分隔齿轮374和分隔/分段齿轮376环绕着主轴，最好能相对于主轴作有限的径向移动，并且可以借助于离合器348，350和380有选择地连接到主轴上。分段离合器382由被分隔/分段齿轮376和分段齿轮378环绕的输出轴358支承。离合器382的作用是将齿轮376或齿轮378连接到输出轴358上。变速器310的功能和操作与以上讨论的变速器10，110，210相同。
在功能和操作方面，副轴组件322和360分别与变速器10的主区副轴组件22及辅助区副轴组件60基本相同。简单地说，主区副轴324上固定安装着副轴齿轮330，334，336和338，这些副轴齿轮与主轴齿轮318，340，342和空转齿轮357常啮合，和/或支承着齿轮318，340，342和357。辅助副轴362带有辅助区副轴齿轮368，370，372，这些辅助区副轴齿轮分别与分隔齿轮374，分隔/分段齿轮376及分段齿轮378常啮合。辅助副轴362一般由主区副轴上的轴承362A，362B和362C直接或间接地支承。一轴承326在前壁316A中支承主区副轴324的前端，而轴承362C则在后壁316B中直接或间接地支承主区副轴324的后端。
输入轴318的直径减小的延伸部318A上装有轴向滚柱轴承318C和一个一般为球面形的轴承钢垫圈318D。该垫圈紧贴一个与之大致互补的在主轴346的前端346A上形成的径向向内、轴向向后的锥形表面346C。分段/分隔齿轮376的轮毂部分376A包围着主轴346的直径减小的部分346B，主轴346上也装有两个球面垫圈346D和346E，这两个球面垫圈结构上与垫圈318D相同，分别与主轴和输出轴上的与之大致互补的倾斜表面346F和358D相配合。轴向滚柱轴承346G和346H将这些球面垫圈与轮毂部分376A隔开。
轴向轴承是用来在两个相对转动的部件之间传递轴向负荷的轴承。一个典型的轴向轴承包括多个滚柱，这些滚柱的旋转轴线相对于相对转动部件的旋转轴线318E/358F在径向方向上延伸。
于是，主轴346的前端靠输入轴318直接或间接地支承，而球面垫圈318D和表面346C则允许主轴相对于输入轴的旋转轴线318E作有限的径向移动。主轴的后端由输出轴358直接或间接地支承，而球面垫圈346D和346E与倾斜表面346F和358D相配合，使主轴能相对于与轴线318E基本同轴的输出轴358的旋转轴线358F作有限的径向移动。
正如前面所指出的，变速器310的全部或者大致上全部的传动齿轮都是螺旋齿轮，其结果可能在各个变速器零件上产生轴向力。主轴346和/或分隔/分段齿轮376上的向前的轴向力通过轴承346G，318C和/或318B传递给壳体，而主轴和分隔/分段齿轮上的向后的轴向力则通过轴承346G、346H和/或358E传递给壳体。
所以，主轴346仅由输入和输出轴支承，最好具有有限的径向自由度或浮动，不要求中部支承在壳体上，并能够将伴随螺旋齿轮传动而产生的轴向力通过适当的轴承传递给壳体。
象变速器10一样，爪式离合器348，350和/或380中的一个或多个可以被联动和/或同步。本发明的结构对于具有多个基本相同的副轴的变速器特别有利，但是它也可以用于单副轴和交换轴型变速器。
图5A表示对变速器310的结构改进，简单地说，球面垫圈346DD和346EE取代了图5中所示的垫圈346D和346E。垫圈346DD和346EE包括轴向延伸的轴套346DDA和346EEA，后者为使轴承346G和346H各自的轴承保持架和滚柱分别与表面346DDB和346EEB保持平行而提供了一个引导面。
在功能和操作方面，变速器310与上述现有技术的变速器10相同。在结构方面，变速器310不同于变速器10之处在于，主轴346仅由输入和/或输出轴支承，一个副轴即主区副轴324从前端壁316A延伸到后端壁316B，另一个副轴即辅助区副轴362是套筒式地围绕这一个副轴的管形部件。这个改进后的结构省去了变速器10所要求的中间壁16C及轴承28、64和74A。与变速器10相比较，相对于同样的能力和可靠性而言，变速器310短得多也轻得多。作为例子，为了传递1450磅英尺的输入扭矩，变速器10的长度约为25.8英寸，重量约为634磅，而本发明的变速器310的估计长度约为20.5英寸，重量约为465磅。
本发明的另一个替换的实施例，变速器402，用示意4表示。与上述变速器10，110，210和310不同，变速器402是一个"(2)×(4)×(2)"型的16速变速器，具有串联的二档分隔部分404，四前进档的主区406和二档分段部分408。变速器402的传动齿轮可以是螺旋齿轮传动。
简单地说，输入轴410由轴承411支承在变速器前壁(未显示)中，并被两个输入齿轮412和414环绕，其中被选出的一个齿轮通过同步离合器416连接到输入轴上以形成一个有两个速度档的分隔输入部分。前副轴组件418各包含一个带有副轴齿轮422，424，426，428，430和432的副轴420。齿轮422和424与输入齿轮412和414常啮合。在主区406中，齿轮426，428，430和432分别与主轴齿轮434，436，438和与倒档主轴齿轮440啮合的一个倒档空转齿轮(未显示)常啮合。装在主轴446上的双动式同步离合器442和444将主轴446连接到输入轴410或主轴齿轮434，436或438中被选出的一个上。非同步离合器448被用来将倒档主轴齿轮440与主轴446相联接。
主轴446的后端伸入到有两个速度档的分段部分408中并带有固定安装的齿轮450，齿轮450与主轴一起转动。一对辅助区副轴组件452各包含一个带有两个辅助区副轴齿轮456和458的辅助区副轴454。齿轮456与辅助区输入齿轮450常啮合，齿轮458与围绕输出轴462的输出齿轮460常啮合。输出轴462由轴承463支承于壳体后端壁(未显示)中。一个双位同步分段离合器464由输出轴462支承，用于将输出齿轮460或主轴446联接到输出轴462上。
轴承466和468被用来将前副轴420可转动地安装到变速器壳体的前后端壁(未显示)上。辅助区副轴254是套筒式地包围前副轴后端的大致呈管形的部件并可借助于滚针轴承470和472或类似物支承在前副轴上。主轴由输入轴和/或输出轴以类似于前述变速器110，210，310中所示的方式支承。
本发明的另一个替换的实施例510如图5所示。除了主轴546后端和输出轴558前端分别通过球面垫圈546D，546E和圆锥滚柱轴承546G，546H来支承分隔/分段齿轮576或被分隔/分段齿轮576所支承，以及轴向轴承318C，346G，346H分别被圆锥滚柱轴承518C，546G和546H所取代之外，变速器510与变速器310相同。
虽然本发明是以带有一定程度的特殊性的方式被说明的，但是应当理解，在不脱离下面权利要求所限定的发明的精神实质和范围的前提下，可以对形状和细节作各种改变。
权利要求
1.一种车辆用组合式螺旋齿轮变速器(310)，包括与一个多速辅助传动部分(314)串联的一个多速主传动部分(312)，该主传动部分和辅助传动部分装在一个有前端壁(316A)和后端壁(316B)的共同的变速器壳体(316)中；该主传动部分包括一个由装在所述前端壁中的输入轴轴承装置(318B)所支承以便在所述壳体中旋转的输入轴(318)，至少一个可固定在所述输入轴上的输入齿轮(320)，一个与所述输入轴大致同轴并伸入所述辅助传动部分的主轴(346)，若干个可转动地支承于所述壳体中并由所述输入轴带动的基本相同的主区副轴(324)，若干个固定安装在各个主区副轴上的主区副轴齿轮(334，336，338)，若干个围绕所述主轴并分别与成对所述主区副轴齿轮常啮合的主轴齿轮(340，342)，和装在所述主轴上用于有选择地将所述主轴齿轮连接到所述主轴上以便一同旋转的主区离合器装置(348，350)；该辅助传动部分包括若干个与所述主区副轴同轴并且可转动地支承于所述壳体的基本上相同的辅区副轴(362)，一个借助于装在所述后端壁(316B)上的输出轴轴承装置(358E)可转动地支承于所述壳体的与所述主轴大致同轴的输出轴(358)，装在每个所述的辅区副轴上的一个辅区副轴齿轮，至少一个与所述输出轴大致同轴并且与一对所述的辅区副轴齿轮常啮合的输出齿轮(374，376，378)，和用于有选择地将至少一个所述的辅区中心齿轮和所述主轴连接到所述的输出轴上的辅区离合器装置(380，382)；该变速器的特征在于所述同轴的主区副轴和辅区副轴能在所述壳体中彼此独立地转动并且一起形成一个仅仅由装在所述前端壁和后端壁中的轴承装置(326，362B，362C)可转动地支承着的同轴的副轴组件；而主轴仅借助于所述输入轴和输出轴支承在所述壳体中。
2.权利要求1的组合式螺旋齿轮变速器，其中;所述主传动部分和辅助传动部分的副轴中的一个副轴有一个套筒式地围绕所述主传动部分和辅助传动部分的副轴中的另一个副轴的大致呈管形的部分。
3.权利要求2的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的主轴和主轴齿轮相对于所述输入轴和输出轴的旋转轴线在径向上浮动。
4.权利要求3的组合式螺旋齿轮变速器，其中，一个输入齿轮永久地固定安装在所述的输入轴上，与该输入轴一起转动。
5.权利要求3的组合式螺旋齿轮变速器，其中，若干个输入齿轮(412，414)围绕输入轴以便相对于该轴转动，一个输入离合器(416)用来有选择地将一个选定的输入齿轮固定连接到所述的输入轴上。
6.权利要求1，2，3，4或5的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述输入轴的后端设有大致呈锥形的表面，用于与一个设在所述主轴前端上的大致互补的锥形表面贴合。
7.权利要求1，2，3，4或5的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述输出轴的前端设有一锥形表面，用于与一个设在所述主轴后端上的大致互补的锥形表面贴合。
8.权利要求7的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述输入轴的后端形成一个锥形表面，用于与一个设在所述主轴前端的大致互补的锥形表面贴合。
9.权利要求1，2，3，4或5的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述输入轴的后端和所述主轴的前端二者之一有一锥形表面，该表面与所述输入轴后端和所述主轴前端二者之另一所带有的一个大致为球面形的垫圈贴合。
10.权利要求9的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述输入轴后端和主轴前端中的一个形成面向所述输入轴后端和主轴前端中的另一个的一个大致沿径向延伸的表面，并且另外有一个插在所述表面和所述球面垫圈上大致沿径向延伸的表面之间的轴向轴承部件。
11.权利要求9的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的球面垫圈是用轴承钢制成的。
12.权利要求10的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的球面垫圈是用轴承钢制成的。
13.权利要求10的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的垫圈有一个从所述的沿径向延伸的表面延伸的直径减小的轴套，所述的轴向轴承有一个被所述轴套的外径表面引导的内径表面。
14.权利要求12的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的垫圈有一个从所述的沿径向延伸的表面延伸的直径减小的轴套，所述的轴向轴承有一个被所述轴套的外径表面引导的内径表面。
15.权利要求9的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的输入轴后端和主轴前端中的一个是主轴的前端，所述的锥形表面沿径向向里并沿轴向向后地延伸。
16.权利要求10的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的输入轴后端和主轴前端中的一个是主轴的前端，所述的锥形表面沿径向向内并沿轴向向后地延伸。
17.权利要求13的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的输入轴后端和主轴前端中的一个是主轴的前端，所述锥形表面沿径向向内并沿轴向向后地延伸。
18.权利要求1，2，3，4或5的组合式螺旋齿轮变速器，其中，输出轴前端和主轴后端二者中的一个有一个锥形表面与输出轴前端和主轴后端二者中的另一个所带的一个大致为球面形的垫圈贴合。
19.权利要求18的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的输出轴前端和主轴后端二者中的一个有一个面向所述的输出轴前端和主轴后端二者中的另一个的大致沿径向延伸的表面，并且另有一个插在所述表面和所述球面垫圈上大致沿径向延伸的表面之间的轴向轴承部件。
20.权利要求18的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的球面垫圈是轴承钢制的。
21.权利要求19的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的球面垫圈是轴承钢制的。
22.权利要求19的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的垫圈有一个从所述的沿径向延伸的表面延伸的直径减小的轴套，所述的轴向轴承有一个被所述轴套的外径表面引导的内径表面。
23.权利要求21的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的垫圈有一个从所述的沿径向延伸的表面延伸的直径减小的轴套，所述的轴向轴承有一个被所述轴套的外径表面引导的内径表面。
24.权利要求18的组合式螺旋齿轮变速器，其中所述的输出轴前端和主轴后端二者中的一个是主轴的后端，所述的锥形表面沿径向向内并沿轴向向后延伸。
25.权利要求19的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的垫圈有一个从所述的沿径向延伸的表面延伸的直径减小的轴套，所述的轴向轴承有一个被所轴套的外径表面引导的内径表面。
26.权利要求22的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的输出轴前端和主轴后端二者中的一个是主轴的后端，所述的锥形表面沿径向向内并沿轴向向后延伸。
27.一种车辆用组合式螺旋齿轮变速器(310)，包括与一个分隔和分段结合型多速辅助传动部分(314)相串联的一个多速主传动部分(312)，该主传动部分和辅助传动部分装在一个有前端壁(316A)和一个后端壁(316B)的共同的变速器壳体(316)中;该主传动部分包括一个由装在所述前端壁中的输入轴轴承装置(318A)支承以便在所述的壳体中旋转的输入轴(318)，至少一个固定安装在所述输入轴上的输入齿轮(320)，一个与所述输入轴大致同轴并伸入所述辅助传动部分的主轴(346)，若干个可转动地支承于所述壳体中并由所述输入轴带动的基本相同的主区副轴(324)，若干个固定安装在各个所述的主区副轴上的主区副轴齿轮(334，336，338)，若干个围绕所述主轴并分别与成对的所述主区副轴齿轮常啮合的主轴齿轮(340，342)，和装在所述主轴上用于有选择地将所述主轴齿轮固定到所述主轴上以便一同旋转的主区离合器装置(348，350);该辅助传动部分包括若干个与所述主区副轴同轴并可转动地支承于所述壳体的基本上相同的辅区副轴(362)，一个借助于装在后端壁(316B)上的输出轴轴承装置(358E)可转动地支承在所述壳体中的并与所述主轴大致同轴的输出轴(358)，若干个装在每个所述的辅区副轴上的辅区副轴齿轮，若干个大致与所述输出轴同轴并与一对所述辅区副轴齿轮常啮合的辅区控制齿轮(374，376，378)，和用于有选择地将所述的辅区中心齿轮连接到所述主轴和所述输出轴中的一个上的辅区离合器装置(380，382);该变速器的特征在于所述同轴的主区副轴和辅区副轴能在所述壳体中彼此独立地转动，并且一起形成一个仅仅由装在所述前端壁中的轴承装置(326，362C)可转动地支承在所述壳体中的副轴组件，所述的主区副轴和辅区副轴中的一个副轴有一个套筒式地包围所述主区副轴和辅区副轴中的另一个副轴的一部分的大致呈管形的部分;所述主轴仅由所述的输入轴和输出轴支承在所述壳体中，所述主轴和主轴齿轮相对于所述输入轴和输出轴的旋转轴线可以沿径向浮动，所述输入轴的后端设有一个大致呈锥形的表面，用于与设在所述主轴前端的一个大致互补的锥形表面贴合，而所述输出轴的前端有一个锥形的表面，用于与设在所述主轴后端上的大致互补的锥形表面相贴合。
28.权利要求27的螺旋齿轮组合式变速器，其中，所述主轴的前端形成与装在所述输入轴后端的大致呈球形的垫圈贴合的一个完整的锥形面，而所述主轴的后端则形成与装在所述输出轴前端的一个大致呈球面形的垫圈贴合的一个完整的锥形面。
29.权利要求28的组合式变速器，其中，所述输入轴的后端和所述输出轴的前端各形成一个大致沿径向延伸的表面，一个轴向轴承部件介于每个这样的表面在每个所述的球面垫圈上大致沿径向延伸的表面之间。
30.权利要求28的螺旋齿轮组合式变速器，其中，所述的球面垫圈是轴承钢制的。
31.权利要求29的螺旋齿轮组合式变速器，其中，所述的球面垫圈是轴承钢制的。
32.权利要求29的组合式螺旋齿轮变速器，其中，每个所述的垫圈有一个离开所述的径向延伸表面沿轴向延伸的直径减小的轴套，每个所述的轴向轴承有一个被一个所述的轴套的外径表面导向的内径表面。
33.权利要求30的组合式螺旋齿轮变速器，其中，每个所述的垫圈有一个离开所述的径向延伸表面沿轴向延伸的直径减小的轴套，每个所述的轴向轴承有一个被一个所述的轴套的外径表面导向的内径表面。
34.权利要求29的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的辅区包括一个可以有选择地连接到所述主轴和所述输出轴上的辅助中心齿轮，所述的辅区齿轮包括一个具有一对平行而相背表面的沿径向向内延伸的轴套部分，附加的径向轴承和球面垫圈贴靠在每个所述表面上，球面垫圈还贴靠在主轴和输出轴上与之互补的锥形表面上。
35.权利要求30的组合式螺旋齿轮变速器，其中，所述的辅区包括一个可以选择地连接到所述主轴和所述输出轴上的辅助中心齿轮，所述的辅区齿轮包括一个具有一对平行而相背表面的沿径向向内延伸的轴套部分，附加的径向轴承和球面垫圈贴靠在每个所述表面上，球面垫圈还贴靠在主轴和输出轴上与之互补的锥形表面上。
36.权利要求34的组合式螺旋齿轮变速器，其中，每个所述的垫圈有一个离开所述的径向延伸表面沿轴向延伸的直径减小的轴套，每个所述的轴向轴承有一个被一个所述的轴套的外径表面导向的内径表面。
37.一种车辆用组合式螺旋齿轮变速器(310)，包括与一个多速辅助传动部分(314)串联的一个多速主传动部分(312)，该主传动部分和辅助传动部分装在有一个前端壁(316A)和一个后端壁(316B)的共同的变速器壳体中。该主传动部分包括一个由装在所述前端壁中的输入轴轴承装置(318B)支承以便在所述壳体内旋转的输入轴(318)，至少一个可固定在所述输入轴上的输入齿轮(320)，一个与所述输入轴大致同轴并伸入所述辅助传动部分中的主轴(346)，若干个可转动地支承于所述壳体上并由所述输入轴带动的基本上相同的主区副轴(324)，若干个固定安装在每个所述的主区副轴上的主区副轴齿轮(334，336，338)，若干个围绕所述主轴并分别与成对的所述主区副轴齿轮常啮合的主轴齿轮(340，342)，和装在所述主轴上用于有选择地将所述主轴齿轮固定连接到所述主轴上以便一同旋转的主区离合器装置(348，350);该辅助传动部分包括若干个与所述主区副同轴并且可转动地支承于所述壳体上的基本上相同的辅区副轴(362)，一个由装在所述的后端壁(316B)上的输出轴轴承装置(358E)可转动地支承于所述壳体上并与所述主轴大致同轴的输出轴(358)，一个固定安装在各所述辅区副轴上的辅区副轴齿轮，至少一个与所述输出轴大致同轴并与一对所述的辅区副轴齿轮常啮合的输出齿轮(374，376，378)，和用于有选择地将至少一个所述的辅区中心齿轮和所述主轴连接到所述输出轴上的辅区离合器装置(380，382);该变速器的特征在于所述同轴的主区副轴和辅区副轴在所述壳体中彼此独立地旋转并且一起形成一个仅靠装在所述前端壁和后端壁中的轴承装置(326，362B，362C)可转动地支承在所述壳体上的同轴的副轴组件;所述主轴仅靠装在所述的前端壁和后端壁中的轴承装置支承在所述的壳体上。
全文摘要
本发明提供一种与现有技术中可类比的变速器相比重量更轻和/或轴向长度更短的组合式螺旋齿轮变速器。该变速器采用借助于轴承仅仅支承在变速器壳体(316)的前后端壁(316A，316B)上的同轴的主区副轴和辅区副轴(324，362)。主轴(346)仅靠其前后端的锥形面支承，这些锥形面与输入轴后端和输出轴前端上的或者这些端部所携带的互补的锥形面贴合。
文档编号F16H3/08GK1100499SQ9410774
公开日1995年3月22日 申请日期1994年5月20日 优先权日1993年5月20日
发明者J·D·雷诺兹, A·C·施泰恩 申请人:易通公司