专利名称：带同步器的重型汽车变速箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种重型汽车配件，具体地说是一种带同步器的重型汽车变速箱。
目前，重型汽车变速器采用移动齿轮或啮合套换档，此时待啮合的一对齿轮的轮齿(啮合套与啮合齿圈相应的内外花键齿)的圆周速度必须相等或同步，方能平顺地进入啮合或叫挂上档，若二者不同步时强制挂档，将使二齿间发生冲击和噪声，影响齿的工作寿命，严重时会使齿轮断齿。欲使一般变速器换档时不产生轮齿或花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并应在短时间内迅速而正确地完成换档，即使是技术很熟练的驾驶员也易造成疲劳。鉴于上述重型汽车变速器换档时存在的缺陷，需在变速器结构上采取措施，即保证挂档平顺，又使操作简化，减轻驾驶员的劳动强度。
本实用新型的目的是提供一种操作省力、换档操作平稳、能延长变速箱使用寿命的带同步器的重型汽车变速箱。
本实用新型的目的是按以下方式实现的，为了减少换档时二齿间所发生的冲击和噪声，在变速器的二、三档之间加设锁销式惯性同步器，在四五档间加设锁环式惯性同步器，使用啮合套及同步器将与相邻的不同档位上的不同转速的齿轮上的啮合齿圈的转速达到一致，即实现转速同步换档，便可有效地防止不同转速的档位齿轮在换档时未曾达到转速同步之前所产生的冲击和噪声。
附
图1为带同步器的重型汽车变速箱的内部结构示意图；附图2为带同步器的重型汽车变速箱二三档同步器的结构示意图；附图3为带同步器的重型汽车变速箱二三档同步器的A-A向剖面结构示意图；附图4为带同步器的重型汽车变速箱二三档同步器齿套与梯形槽锁销的受力结构示意图；附图5为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器的结构示意图。
附图6为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器固定齿座的正视结构示意附图7为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器固定齿座的断面结构示意图；附图8为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器锥环的正视结构示意图；附图9为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器锥环的断面结构示意图。
附
图10为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器齿套的断面结示意图；附
图11为带同步器的重型汽车变速箱四五档同步器齿套内圆上的齿的B向结示意图；参照说明书附图对本实用新型的带同步器的重型汽车变速箱作以下详细地说明。
本实用新型的带同步器的重型汽车变速箱，其结构是由箱体1、第一轴2、中间轴3、第二轴4、二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6、二轴一档倒档啮合器、二轴二档齿轮7、二三档同步器、二轴三档齿轮8、二轴四档齿轮9、四五档同步器、第一轴传动齿轮10、中间轴传动齿轮11、中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15及中间轴倒档齿轮16，其特征在于一轴传动齿轮10固定在第一轴2的端部，二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6、二轴一档倒档啮合器、二轴二档齿轮7、二三档同步器、二轴三档齿轮8、二轴四档齿轮9、四五档同步器设在第二轴4上，中间轴传动齿轮11、中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15及中间轴倒档齿轮16设在中间轴上，第一轴2、第二轴4及中间轴3由轴承与箱体1固定在一起，第一轴2的右端与第二轴4的左端由四五档同步器联结在一起，二三档同步器设在二轴二档齿轮7与二轴三档齿轮8之间，二轴一档倒档啮合器设在二轴一档齿轮5及二轴倒档齿轮6之间。
变速器一轴传动齿轮10与中间轴传动齿轮11相啮合，固定在中间轴3上的中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15分别直接与由轴承固定在第二轴4上的二轴四档齿轮9、二轴三档齿轮8、二轴一档齿轮5相啮合，固定在中间轴3上的中间轴倒档齿轮16经反向齿轮17与由轴承固定在第二轴4上的二轴倒档齿轮6相啮合。
变速器二轴一档倒档啮合器是由啮合座18、啮合套19、二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6组成，啮合座18固定在第二轴4上，啮合套19由齿与啮合座18的外圆上的齿相接，啮合套19的外圆上设有环形槽，拨叉轴20上的拨叉卡在环形槽中，二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6由轴承固定在第二轴4上位于啮合座18的两侧，在二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6与啮合座18相接的一侧设有与啮合座18外圆直径模数相同的齿轮21。
变速器二三档同步器是由二三档同步器固定齿座22、二三档同步器齿套23、二三档同步器锥盘24、二三档同步器锥环25、二轴二档齿轮7、二轴三档齿轮8、二三档同步器V形槽定位销26、二三档同步器梯形槽锁销27、定位钢球28及定位弹簧29构成，二三档同步器固定齿座22固定在第二轴4上，二三档同步器齿套23由齿与二三档同步器固定齿座外圆上的齿相接，两片二三档同步器锥盘24分别与二轴二档齿轮7及二轴三档齿轮8的和二三档同步器固定齿座22相接的一侧相固定，两个二三档同步器锥环25由二三档同步器梯形槽锁销27铆固在二三档同步器齿套23的两侧，二三档同步器V形槽定位销26位于二三档同步器锥环25之间，二三档同步器V形槽定位销26及二三档同步器梯形槽锁销27相互间隔穿在二三档同步器齿套23上的销孔之中，在二三档同步器定位销26的销孔中设有斜孔30，定位钢球28及定位弹簧29固定在斜孔30中，定位弹簧29将定位钢球28顶在二三档同步器V形槽定位销26中间的V形槽中，在二轴二档齿轮7、二轴三档齿轮8与二三档同步器固定齿座22相接的一侧设有与二三档同步器固定齿座22外圆模数直径相同的齿轮33。
变速器四五档同步器是由四五档同步器固定齿座34、四五档同步器齿套35、四档同步器锥环36、五档同步器锥环37、四档同步器同步环38、五档同步器同步环39、二轴四档齿轮9、四五档同步器止动块40、四五档同步器锁销41、复合弹簧42构成，四五档同步器固定齿座34与第二轴4的左端相固定，四五档同步器齿套35由齿与四五档同步器固定齿座34外圆上的齿相接，五档同步器锥环37与第一轴2的右端相固定，四档同步器锥环36与二轴四档齿轮9相固定，五档同步器同步环39位于四五档同步器固定齿座34与五档同步器锥环37之间，四档同步器同步环38位于四五档同步器固定齿座34与四档同步器锥环36之间，四五档同步器止动块40均布在四五挡同步器固定齿座34的外圆上，四五档同步器止动块40上开有锁销孔，孔腹中固定有复合弹簧32的四五档同步器锁销31固定在锁销孔中，四五档同步器锁销41的上端顶在四五档同步器齿套34的内圆的环槽中，在五档同步器锥环37、五档同步器同步环39、四档同步器锥环36及四档同步器同步环38的外圆上设有与四五档同步器固定齿座34外圆上相同的齿，四五档同步器齿套35的内圆上的齿端倒尖角，齿侧挤斜，同步环38、39的外圆上的齿端只倒尖角。
实施例本实用新型的带同步器的重型汽车变速箱的加工制作按说明书附图所示按常规汽车变速箱加工工艺进行加工即可。
工作过程及工作原理如下二三档同步器的结构及工作过程，如图二所示，两个有内锥面的锥形盘分别固定在二轴二档齿轮及二轴三档齿轮上，与之相配合的两个有外锥面的锥环通过六个梯形槽锁销和三个V形槽定位销与二三档齿套连接，梯形槽锁销与V形槽定位销在同一圆周上相互间隔分布，梯形槽锁销的两顶端和锥环铆接在一起，两端的工作表面直径与齿套凸缘上相应的销孔内径相等，其中部直径则小于销孔内径，只有在梯形槽锁销与齿套销孔对中时齿套方能沿梯形槽锁销轴向移动，为了增加梯形锁销对齿套轴向推力，在梯形槽锁销中部和齿套内圆上相应的销孔两端有角度相同的倒角，或叫锁止角。在齿套上的定位销孔中部钻有固定弹簧的斜孔把钢球顶向V形槽定位销中部的V形环槽中，以保证同步器处于正确的空档位置，V形槽定位销可随齿套轴向移动。
当变速器由二档换入三档时，齿套受到拨叉轴向的推力作用向左移动，齿套通过钢球和V形槽定位销带动锥盘向左移动使其与相对应的锥环接触，具有转速差的锥环与锥盘一经接触靠接触面的磨擦使锥盘连同锁销一起相对齿套转过一个角度，因而梯形槽锁销的轴线相对齿套上的销孔的轴线偏移，于是梯形锁销中部的倒角与销孔端部的倒角相互抵触，以阻止齿套继续前移，如图4所示，此时锁止面上的法向压紧力N的轴向分力F2作用在锥盘上并使之与锥环压紧，因而齿套与待接合的花键齿圈迅速达到同步，只有达到同步时起锁止作用的齿轮的惯性力矩消失，作用在锁销上的切向分力F1才能通过锁销锥盘，锥环和齿轮一同相对于齿套转过一个角度，使重新与销孔对中，于是齿套便能轻易地克服钢球的阻力而沿锁销轴向移动，直至与齿轮的外花键齿圈接合完成挂档。
当变速器由三档换入二档时，齿套受到拨叉轴向的推力作用向右移动，齿套通过钢球和V形槽定位销带动锥盘向右移动使其与相对应的锥环接触，完成二档的换入。
四五档同步器的工作过程如图五所示，将四五档同步器固定在第二轴上，在齿座两端与四五档齿轮之间各设一同步环，同步环上有端花键齿圈，花键齿的断面及轮廓与和四五档齿轮相固定的锥环外圆上的花键齿相同，两个同步环上的花键齿的一端及与其相接的四五档齿套内圆上的花键齿的一端都加工有倒角(也叫锁止角)；同步环具有与锥环的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，三个同步器止动块分别设置在固定齿座的三个轴向槽中，并可沿轴向移动，弹簧和将固定在止动块中的同步器锁销压向齿套，使锁销连同止动块嵌在齿套中部的内环槽中同步环对着齿座的一端各设有三个凸台，分别伸入三个轴向槽中，只有当三个凸台位于齿座轴向槽的中间时齿套与同步环的齿方能接合。
当变速器由四挡挂入五档时，可用拨叉拨动齿套，并通过锁销带动止动块一起向左移动，其工作原理与二三档同步器大致相同。当止动块左端与同步环的凸台端面接触时，便推动同步环移向与一轴传动齿轮相固定的锥环相接触，使具有转速差的两锥面一经接触便产生摩擦作用，锥环即通过摩擦作用带动同步环相对于齿套超前个角度，到同步环凸台已紧靠齿座轴向槽的一侧，较位于槽的中央时错开约半个齿厚，使齿套的齿端倒角与同步环相应的齿端倒角正好互相抵触而不能进入接合，由于拨叉始终给齿套施加一个轴向力，使齿套齿端倒角压紧同步环齿端倒角，于是在同步环的锁止角斜面上作用有法向压力，该力可分解为轴向力和切向力，轴向力作用在同步环上，并使之与锥环压紧，因而齿套与待接合的锥环的花键齿圈迅速达到同步，只有达到同步时起锁止作用的齿轮的惯性力矩消失，切向力便使同步环连同锥环和齿轮及与之相连的所有部件一起相对于齿套向后退转一个角度，使同步环凸台又移到齿座轴向槽的中间，两个花键齿不再抵触，此时齿套压下锁销继续左移与同步环的花键齿圈进入接合，同步环的作用完成，齿套与同步环接合后轴向力不再存在，锥面间的摩擦力矩也同时消失，如果此时齿套花键齿与锥环的花键齿发生抵触，则与上述相似，作用在锥环花键齿端斜面上切向分力使锥环连同齿轮上相连的零件相对于同步环及齿套转过一个角度，使齿套与锥环的花键齿圈进入接合完成五档的换入。
当变速器由五挡挂入四档时，可用拨叉拨动齿套向右移动，并通过锁销带动止动块一起向右移动，止动块右端与同步环的凸台端面接触，推动同步环移向与二轴四档齿轮相固定锥环相接触，使具有转速差的两锥面一经接触便产生摩擦作用，其整个过程与由四档换五档的过程相同一档、倒档之间的互换是通过啮合器完成，啮合座与第二轴相固定由轴承固定在啮合座两侧的一档齿轮和倒档传动齿轮固定由齿圈，换档拨叉卡在啮合套外圆上的环形槽中拨动啮合套左右移动，与一档齿轮和倒档传动齿轮上的齿圈啮合换档，实现一档和倒档的相互切换。
本实用新型的带同步器的重型汽车变速箱和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、操作方便、换档无噪音、能提高变速箱的使用寿命等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1．带同步器的重型汽车变速箱，包括箱体1、第一轴2、中间轴3、第二轴4、二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6、二轴一档倒档啮合器、二轴二档齿轮7、二三档同步器、二轴三档齿轮8、二轴四档齿轮9、四五档同步器、第一轴传动齿轮10、中间轴传动齿轮11、中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15及中间轴倒档齿轮16，其特征在于一轴传动齿轮10固定在第一轴2的端部，二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6、二轴一档倒档啮合器、二轴二档齿轮7、二三档同步器、二轴三档齿轮8、二轴四档齿轮9、四五档同步器设在第二轴4上，中间轴传动齿轮11、中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15及中间轴倒档齿轮16设在中间轴上，第一轴2、第二轴4及中间轴3由轴承与箱体1固定在一起，第一轴2的右端与第二轴4的左端由四五档同步器联结在一起，二三档同步器设在二轴二档齿轮7与二轴三档齿轮8之间，二轴一档倒档啮合器设在二轴一档齿轮5及二轴倒档齿轮6之间。
2．根据权利要求1所述的带同步器的重型汽车变速箱，其特征在于一轴传动齿轮10与中间轴传动齿轮11相啮合，固定在中间轴3上的中间轴四档齿轮12、中间轴三档齿轮13、中间轴二档齿轮14、中间轴一档齿轮15分别直接与由轴承固定在第二轴4上的二轴四档齿轮9、二轴三档齿轮8、二轴一档齿轮5相啮合，固定在中间轴3上的中间轴倒档齿轮16经反向齿轮17与由轴承固定在第二轴4上的二轴倒档齿轮6相啮合。
3．根据权利要求1所述的带同步器的重型汽车变速箱，其特征在于二轴一档倒档啮合器是由啮合座18、啮合套19、二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6组成，啮合座18固定在第二轴4上，啮合套19由齿与啮合座18的外圆上的齿相接，啮合套19的外圆上设有环形槽，拨叉轴20上的拨叉卡在环形槽中，二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6由轴承固定在第二轴4上位于啮合座18的两侧，在二轴一档齿轮5、二轴倒档齿轮6与啮合座18相接的一侧设有与啮合座18外圆直径模数相同的齿轮21。
4．根据权利要求1所述的带同步器的重型汽车变速箱，其特征在于二三档同步器是由二三档同步器固定齿座22、二三档同步器齿套23、二三档同步器锥盘24、二三档同步器锥环25、二轴二档齿轮7、二轴三档齿轮8、二三档同步器V形槽定位销26、二三档同步器梯形槽锁销27、定位钢球28及定位弹簧29构成，二三档同步器固定齿座22固定在第二轴4上，二三档同步器齿套23由齿与二三档同步器固定齿座外圆上的齿相接，两片二三档同步器锥盘24分别与二轴二档齿轮7及二轴三档齿轮8的和二三档同步器固定齿座22相接的一侧相固定，两个二三档同步器锥环25由二三档同步器梯形槽锁销27铆固在二三档同步器齿套23的两侧，二三档同步器V形槽定位销26位于二三档同步器锥环25之间，二三档同步器V形槽定位销26及二三档同步器梯形槽锁销27相互间隔穿在二三档同步器齿套23上的销孔之中，在二三档同步器定位销26的销孔中设有斜孔30，定位钢球28及定位弹簧29固定在斜孔30中，定位弹簧29将定位钢球28顶在二三档同步器V形槽定位销26中间的V形槽中，在二轴二档齿轮7、二轴三档齿轮8与二三档同步器固定齿座22相接的一侧设有与二三档同步器固定齿座22外圆模数直径相同的齿轮33。
5．根据权利要求1所述的带同步器的重型汽车变速箱，其特征在于四五档同步器是由四五档同步器固定齿座34、四五档同步器齿套35、四档同步器锥环36、五档同步器锥环37、四档同步器同步环38、五档同步器同步环39、二轴四档齿轮9、四五档同步器止动块40、四五档同步器锁销41、复合弹簧42构成，四五档同步器固定齿座34与第二轴4的左端相固定，四五档同步器齿套35由齿与四五档同步器固定齿座34外圆上的齿相接，五档同步器锥环37与第一轴2的右端相固定，四档同步器锥环36与二轴四档齿轮9相固定，五档同步器同步环39位于四五档同步器固定齿座34与五档同步器锥环37之间，四档同步器同步环38位于四五档同步器固定齿座34与四档同步器锥环36之间，四五档同步器止动块40均布在四五挡同步器固定齿座34的外圆上，四五档同步器止动块40上开有锁销孔，孔腹中固定有复合弹簧32的四五档同步器锁销31固定在锁销孔中，四五档同步器锁销41的上端顶在四五档同步器齿套34的内圆的环槽中，在五档同步器锥环37、五档同步器同步环39、四档同步器锥环36及四档同步器同步环38的外圆上设有与四五档同步器固定齿座34外圆上相同的齿，四五档同步器齿套35的内圆上的齿端倒尖角，齿侧挤斜，同步环38、39的外圆上的齿端只倒尖角。
专利摘要本实用新型提供一种带同步器的重型汽车变速箱,其结构是由箱体、第一轴、中间轴、第二轴、齿轮、二轴一档倒档啮合器、二三档同步器、四五档同步器构成,二轴一档倒档啮合器、二三档同步器、四五档同步器固定在第二轴上齿轮分别固定在第一轴、第二轴和中间轴上,该重型汽车变速箱和现有技术相比,具有设计合理、结构简单、操作方便、换档无噪音、能提高变速箱的使用寿命等特点,因而,具有很好的推广使用价值。
文档编号F16H3/12GK2312367SQ9724491
公开日1999年3月31日 申请日期1997年11月26日 优先权日1997年11月26日
发明者刘庆广, 宋述省 申请人:中国重型汽车集团公司济南齿轮厂