機械三軸式大速比汽車變速箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機械三軸式大速比汽車變速箱，包括輸入軸、輸出軸、中間軸和設置在軸上的傳動齒輪，由于變速箱的各級傳動齒輪均采用點線齒輪，不僅能夠使變速箱的運行更加平穩(wěn)，降低變速箱的工作噪音，延長變速箱的使用壽命，而且由于點線齒輪是大的負變位齒輪，可以實現(xiàn)大齒數(shù)比，通過對傳動齒輪的齒數(shù)比的極限設計，使變速箱的一檔最大傳動比達到12以上，實現(xiàn)了變速箱一檔傳動比的最大化，滿足了汽車陡坡重載的運輸要求，同時還不再需要在變速箱前或后增加副變速箱，降低了重載汽車變速箱的制造成本，減少了變速箱的故障率，提高了變速箱的可靠性，另外還不需要改變變速箱的傳動結構，使換擋操作更加方便、靈活。
【專利說明】機械三軸式大速比汽車變速箱
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車的變速傳動裝置，特別是涉及一種重載汽車的變速箱。
[0002]
【背景技術】
[0003]現(xiàn)有技術中，機械三軸式汽車變速箱由輸入軸、輸出軸、中間軸及設置在軸上的齒輪組成，其中，輸入軸上設置有能夠隨其同步轉動的傳動齒輪，中間軸上設置有能夠隨其同步轉動的中間軸常嚙合齒輪，中間軸常嚙合齒輪與輸入軸上的傳動齒輪嚙合，形成一級減速傳動；中間軸和輸出軸上對應設置有多組相互嚙合的檔位齒輪，中間軸上的檔位齒輪用鍵或過盈配合裝在中間軸上并能夠隨中間軸同步轉動，輸出軸上的檔位齒輪通過滾針軸承套裝在輸出軸上并能夠在輸出軸自由轉動，中間軸和輸出軸上的檔位齒輪形成二級傳動，用于實現(xiàn)增速或減速，同時輸出軸上還設置有用于進行檔位切換并能夠將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸的換擋機構。工作時，操縱換擋桿，此時換擋機構的換擋撥叉動作，帶動同步器滑套與對應的檔位齒輪接合，此時輸入軸輸出的轉矩首先通過常嚙合齒輪傳遞到中間軸，然后再通過檔位齒輪傳遞到換擋機構，最后再通過換擋機構的同步器齒座傳遞到輸出軸上。然而，由于受到結構和空間的尺寸限制，目前五檔、六檔和七檔變速箱的一檔傳動比在7-8之間，無法滿足汽車陡坡重載運輸要求，需要在變速箱前或后增加副變速箱來增大變速箱的最大傳動比，然而增加副變速箱不僅會改變汽車傳動結構，增加制造成本，同時也會使變速箱故障增加，可靠性降低，操作不夠方便靈活。
[0004]
【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于解決因變速箱的各級傳動比小而需要增加副變速箱所引起的制造成本高、可靠性低、故障增加、操作不便等問題，提供一種不需要增加副變速箱和不改變汽車傳動結構，具有設計合理、結構相對簡單的新型汽車變速箱結構；同時，本發(fā)明將點線齒輪應用其中，以降低變速箱的工作噪音，延長變速箱的使用壽命，另外，可以設計大速比變速箱，有利于提高汽車的重載爬坡能力。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案:
一種機械三軸式大速比汽車變速箱，包括變速箱殼體以及安裝在變速箱殼體內的輸入軸、輸出軸、中間軸和倒檔軸，所述輸入軸與輸出軸的中心軸線共線，所述輸出軸、中間軸和倒檔軸三者相互平行，倒檔軸位于輸出軸和中間軸之間；所述輸入軸上設置有能夠隨其同步轉動的傳動齒輪，中間軸上設置有能夠隨其同步轉動的中間軸常嚙合齒輪，所述中間軸常哨合齒輪與輸入軸上的傳動齒輪相互哨合；
所述中間軸上設置有能夠隨其同步轉動的至少三檔中間軸齒輪，所述輸出軸上依次對應設置有與所述中間軸齒輪嚙合的至少三檔輸出軸齒輪，所述輸出軸齒輪通過滾針軸承安裝在輸出軸上；所述輸出軸上還設置有輸出軸倒檔齒輪，所述輸出軸倒檔齒輪通過滾針軸承安裝在輸出軸上；所述倒檔軸上設置有倒檔惰輪，所述倒檔惰輪通過滾針軸承安裝在倒檔軸上；所述中間軸齒輪包括中間軸一檔齒輪，倒檔惰輪與中間軸一檔齒輪和輸出軸倒檔齒輪嚙合；所述輸出軸上對應設置有數(shù)級換擋機構，各級換擋機構能夠與對應的輸出軸齒輪或輸出軸倒檔齒輪接合并將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸上；
所述傳動齒輪、中間軸常嚙合齒輪、輸出軸倒檔齒輪、各級中間軸齒輪和各級輸出軸齒輪均采用點線齒輪，所述傳動齒輪的齒數(shù)為19,所述中間軸常嚙合齒輪的齒數(shù)為48,所述中間軸一檔齒輪的齒數(shù)為9，所述輸出軸齒輪包括與中間軸一檔齒輪嚙合的輸出軸一檔齒輪，所述輸出軸一檔齒輪的齒數(shù)為43或45。
[0007]作為優(yōu)選，所述中間軸齒輪包括中間軸五檔齒輪、中間軸四檔齒輪、中間軸三檔齒輪、中間軸二檔齒輪和中間軸一檔齒輪；輸出軸齒輪包括與中間軸五檔齒輪對應并嚙合的輸出軸五檔齒輪、與中間軸四檔齒輪對應并嚙合的輸出軸四檔齒輪、與中間軸三檔齒輪對應并嚙合的輸出軸三檔齒輪、與中間軸二檔齒輪對應并嚙合的輸出軸二檔齒輪和與中間軸一檔齒輪對應并嚙合的輸出軸一檔齒輪；所述輸出軸上設置有能夠與傳動齒輪或輸出軸五檔齒輪接合并將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸的五六檔換擋機構、能夠與輸出軸四檔齒輪或輸出軸三檔齒輪接合并將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸的三四檔換擋機構、能夠與輸出軸二檔齒輪或輸出軸一檔齒輪接合并將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸的一二檔換擋機構以及能夠與輸出軸倒檔齒輪接合并將輸入軸輸出的轉矩傳遞到輸出軸的倒檔換擋機構。
[0008]作為優(yōu)選，所述輸出軸二檔齒輪的齒數(shù)為43，所述中間軸二檔齒輪的齒數(shù)為17，所述輸出軸三檔齒輪的齒數(shù)為36，所述中間軸三檔齒輪的齒數(shù)為23，所述輸出軸四檔齒輪的齒數(shù)為32，所述中間軸四檔齒輪的齒數(shù)為33，所述輸出軸五檔齒輪的齒數(shù)為24，所述中間軸五檔齒輪的齒數(shù)為39，所述輸出軸倒檔齒輪的齒數(shù)為38或40。
[0009]作為優(yōu)選，所述換擋機構包括同步器齒座、同步器滑套和換擋撥叉，所述同步器齒座通過內花鍵套裝在輸出軸上，所述同步器滑套套在同步器齒座上，并且同步器滑套通過內花鍵與同步器齒座的外花鍵連接，所述換擋撥叉與同步器滑套連接并能夠帶動同步器滑套沿軸向運動。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明巧妙地將點線齒輪應用于汽車變速箱的各級傳動齒輪，點線齒輪傳動是武漢理工大學厲海祥教授20多年的研究成果，由于其具有制造簡單、有可分性、強度高、壽命長和噪聲低等特點，因此將點線齒輪應用于汽車變速箱就能夠起到降低噪音、延長使用壽命、提高承載能力等作用；另外，由于點線齒輪是大的負變位齒輪，因此其可以實現(xiàn)較大的齒數(shù)t匕，這樣就更有利于提高汽車變速箱的各級傳動比，滿足汽車的陡坡重載運輸要求；同時，本實用新型通過對傳動齒輪的齒數(shù)比進行了極限設計，使變速箱的一檔最大傳動比達到12以上，實現(xiàn)了變速箱一檔傳動比的最大化，保證了與增加副變速箱所得到的最大傳動比相近，這樣不再需要在汽車變速箱前或后增加副變速箱，降低了重載汽車變速箱的制造成本，減少了汽車變速箱的故障率，提高了汽車變速箱的可靠性，另外還不需要改變汽車變速箱的傳動結構，使換擋操作更加方便、靈活、可靠。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明機械三軸式大速比汽車變速箱的結構簡圖。[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0014]參見圖1，一種機械三軸式大速比汽車變速箱，包括變速箱殼體I以及安裝在變速箱殼體I內的輸入軸2、輸出軸3、中間軸4和倒檔軸5，其中，輸入軸2、輸出軸3和中間軸4與變速箱殼體I之間安裝有滾動軸承10。
[0015]輸入軸2上設置有能夠隨其同步轉動的傳動齒輪21，傳動齒輪21與輸入軸2為一體結構，當然，傳動齒輪21也可通過過盈配合或花鍵連接的方式套在輸入軸2上；中間軸4與輸入軸2平行，中間軸4上設置有能夠隨其同步轉動的中間軸常嚙合齒輪41、中間軸五檔齒輪42、中間軸四檔齒輪43、中間軸三檔齒輪44、中間軸二檔齒輪45和中間軸一檔齒輪46，中間軸常嚙合齒輪41、中間軸五檔齒輪42、中間軸四檔齒輪43、中間軸三檔齒輪44、中間軸二檔齒輪45和中間軸一檔齒輪46通過單鍵連接、花鍵連接或過盈配合等方式套接在中間軸4上，中間軸常嚙合齒輪41與傳動齒輪21相互嚙合。
[0016]輸出軸3與輸入軸2的中心軸線共線，輸出軸3上依次對應設置有與中間軸五檔齒輪42對應并嚙合的輸出軸五檔齒輪31、與中間軸四檔齒輪43對應并嚙合的輸出軸四檔齒輪32、與中間軸三檔齒輪44對應并嚙合的輸出軸三檔齒輪33、與中間軸二檔齒輪45對應并嚙合的輸出軸二檔齒輪34和與中間軸一檔齒輪46對應并嚙合的輸出軸一檔齒輪35，輸出軸五檔齒輪31、輸出軸四檔齒輪32、輸出軸三檔齒輪33、輸出軸二檔齒輪34和輸出軸一檔齒輪35通過滾針軸承6安裝在輸出軸3上；輸出軸3、中間軸4和倒檔軸5三者相互平行，倒檔軸5位于輸出軸3和中間軸4之間，并且倒檔軸5上設置有倒檔惰輪51，倒檔惰輪51通過滾針軸承6安裝在倒檔軸5上；輸出軸3上還設置有輸出軸倒檔齒輪36，輸出軸倒檔齒輪36通過滾針軸承6安裝在輸出軸3上，倒檔惰輪51位于中間軸一檔齒輪46和輸出軸倒檔齒輪36之間，并與中間軸一檔齒輪46和輸出軸倒檔齒輪36嚙合。
[0017]輸出軸3上設置有五六檔換擋機構、三四檔換擋機構、一二檔換擋機構和倒檔換擋機構，四個換擋機構的結構相同，均包括同步器齒座7、同步器滑套8和換擋撥叉9，同步器齒座7通過花鍵套裝在輸出軸3上，同步器滑套8套在同步器齒座7上，并且同步器滑套8通過內花鍵與同步器齒座7的外花鍵連接，換擋撥叉9與同步器滑套8連接并能夠帶動同步器滑套8沿軸向運動，工作時，駕駛者通過汽車換擋桿帶動換擋撥叉9動作，換擋撥叉9帶動同步器滑套8軸向滑動，同步器滑套8帶動設置在同步器齒座7上的滑塊(圖中未標出)運動，滑塊推動鎖環(huán)運動使鎖環(huán)的內錐面與傳動齒輪21或各級輸出軸齒輪的外錐面接合，然后鎖環(huán)上的外傳動齒與同步器滑套8的內傳動齒嚙合，此時輸入軸2輸出的轉矩依次通過中間軸常嚙合齒輪41、中間軸4、中間軸齒輪、輸出軸齒輪、同步器滑套8和同步器齒座9傳遞到輸出軸3上。需要指出的是，本發(fā)明所采用鎖環(huán)式同步器換擋機構屬于現(xiàn)有技術，故在本發(fā)明中不再對換擋機構的結構、技術原理進行詳細說明。
[0018]五六檔換擋機構位于傳動齒輪21或輸出軸五檔齒輪31之間，當五六檔換擋機構的同步器滑套8向左滑動與傳動齒輪21接合時，輸入軸2輸出的轉矩以1:1的形式直接傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于六檔狀態(tài)；當五六檔換擋機構的同步器滑套8向右滑動與輸出軸五檔齒輪31接合時，此時輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸五檔齒輪42和輸出軸五檔齒輪31進行二級變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于五檔狀態(tài)。
[0019]三四檔換擋機構位于輸出軸四檔齒輪32與輸出軸三檔齒輪33之間，當三四檔換擋機構的同步器滑套8向左滑動與輸出軸四檔齒輪32接合時，輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸四檔齒輪43和輸出軸四檔齒輪32進行二級變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于四檔狀態(tài)；當三四檔換擋機構的同步器滑套8向右滑動與輸出軸三檔齒輪33接合時，輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸三檔齒輪44和輸出軸三檔齒輪33進行二級變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于三檔狀態(tài)。
[0020]一二檔換擋機構輸出軸二檔齒輪34與輸出軸一檔齒輪35之間，當一二檔換擋機構的同步器滑套8向左滑動與輸出軸二檔齒輪34接合時，輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸二檔齒輪45和輸出軸二檔齒輪34進行二級變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于二檔狀態(tài)；當一二檔換擋機構的同步器滑套8向右滑動與輸出軸一檔齒輪35接合時，輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸一檔齒輪46和輸出軸一檔齒輪35進行二級變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于一檔狀態(tài)。
[0021]倒檔換擋機構與輸出軸倒檔齒輪36相鄰，在本實施例中，倒檔換擋機構位于輸出軸倒檔齒輪36的右側，當?shù)箼n換擋機構的同步器滑套8向左滑動與輸出軸倒檔齒輪36接合時，輸入軸2輸出的轉矩首先經過中間軸常嚙合齒輪41進行一級減速后傳遞到中間軸4上，然后再通過中間軸一檔齒輪46、倒檔惰輪51和輸出軸倒檔齒輪36進行反向變速后傳遞到輸出軸3上，此時汽車變速箱處于倒檔狀態(tài)。
[0022]傳動齒輪21、中間軸常嚙合齒輪41、輸出軸倒檔齒輪36、各級中間軸齒輪和各級輸出軸齒輪均采用點線齒輪，其中，傳動齒輪21的齒數(shù)為19，中間軸常嚙合齒輪41的齒數(shù)為48，輸出軸一檔齒輪35的齒數(shù)為43或45，中間軸一檔齒輪46的齒數(shù)為9，輸出軸二檔齒輪34的齒數(shù)為43，中間軸二檔齒輪45的齒數(shù)為17，輸出軸三檔齒輪33的齒數(shù)為36，中間軸三檔齒輪44的齒數(shù)為23，輸出軸四檔齒輪32的齒數(shù)為32，中間軸四檔齒輪43的齒數(shù)為33，輸出軸五檔齒輪31的齒數(shù)為24，中間軸五檔齒輪42的齒數(shù)為39，輸出軸倒檔齒輪36的齒數(shù)為38或4。本發(fā)明通過對汽車變速箱齒輪齒數(shù)的極限設計，使變速箱的一檔最大傳動比達到12以上，實現(xiàn)了變速箱一檔傳動比的最大化，滿足了汽車陡坡重載的運輸要求，同時還保證了與增加副變速箱所得到的最大傳動比相近，這樣不再需要在汽車變速箱前或后增加副變速箱，使換擋操作更加方便、靈活、可靠。
[0023]下面是本公司在研究成果基礎上開發(fā)的6T60DX和6T50DX汽車變速箱，現(xiàn)將6T53(CA142)與6T60DX和6T50DX汽車變速箱的傳動比進行對比如下:
一、6T53 (CA142)汽車變速箱
WiLI一檔I二檔I三檔I四檔I五檔I六檔I倒檔I常嗤合齒
輸入軸齒輪齒數(shù)________22_
I俞出軸齒輪齒數(shù)石 47 38 32 26 I ~40 中間軸齒輪齒數(shù) 111 |l9 |26 |33 138 |l |ll |43—
【權利要求】
1.一種機械三軸式大速比汽車變速箱，包括變速箱殼體(1)以及安裝在變速箱殼體(O內的輸入軸(2)、輸出軸(3)、中間軸(4)和倒檔軸(5)，其特征在于，所述輸入軸(2)與輸出軸(3)的中心軸線共線，所述輸出軸(3)、中間軸(4)和倒檔軸(5)三者相互平行，倒檔軸(5)位于輸出軸(3)和中間軸(4)之間；所述輸入軸(2)上設置有能夠隨其同步轉動的傳動齒輪(21 )，中間軸(4)上設置有能夠隨其同步轉動的中間軸常嚙合齒輪(41 )，所述中間軸常嚙合齒輪(41)與輸入軸(2)上的傳動齒輪(21)相互嚙合；所述中間軸(4)上設置有能夠隨其同步轉動的至少三檔中間軸齒輪，所述輸出軸(3 )上依次對應設置有與所述中間軸齒輪嚙合的至少三檔輸出軸齒輪，所述輸出軸齒輪通過滾針軸承安裝在輸出軸上；所述輸出軸(3)上還設置有輸出軸倒檔齒輪(36)，所述輸出軸倒檔齒輪(36)通過滾針軸承安裝在輸出軸(3)上；所述倒檔軸(5)上設置有倒檔惰輪(51)，所述倒檔惰輪(51)通過滾針軸承安裝在倒檔軸(5)上；所述中間軸齒輪包括中間軸一檔齒輪(46)，倒檔惰輪(51)與中間軸一檔齒輪(46)和輸出軸倒檔齒輪(36)嚙合；所述輸出軸(3)上對應設置有數(shù)級換擋機構，各級換擋機構能夠與對應的輸出軸齒輪或輸出軸倒檔齒輪(36)接合并將輸入軸(2)輸出的轉矩傳遞到輸出軸(3)上；所述傳動齒輪(21 )、中間軸常嚙合齒輪(41 )、輸出軸倒檔齒輪(36)、各級中間軸齒輪和各級輸出軸齒輪均采用點線齒輪，所述傳動齒輪(21)的齒數(shù)為19，所述中間軸常嚙合齒輪(41)的齒數(shù)為48，所述中間軸一檔齒輪(46)的齒數(shù)為9，所述輸出軸齒輪包括與中間軸一檔齒輪(46 )嚙合的輸出軸一檔齒輪(35 )，所述輸出軸一檔齒輪(35)的齒數(shù)為43或45。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械三軸式大速比汽車變速箱，其特征在于，所述中間軸齒輪包括中間軸五檔齒輪(4 2)、中間軸四檔齒輪(43)、中間軸三檔齒輪(44)、中間軸二檔齒輪(45)和中間軸一檔齒輪(46);輸出軸齒輪包括與中間軸五檔齒輪(42)對應并哨合的輸出軸五檔齒輪(31 )、與中間軸四檔齒輪(43)對應并嚙合的輸出軸四檔齒輪(32)、與中間軸三檔齒輪(44)對應并嚙合的輸出軸三檔齒輪(33)、與中間軸二檔齒輪(45)對應并嚙合的輸出軸二檔齒輪(34)和與中間軸一檔齒輪(46)對應并嚙合的輸出軸一檔齒輪(35);所述輸出軸(3)上設置有能夠與傳動齒輪(21)或輸出軸五檔齒輪(31)接合并將輸入軸(2)輸出的轉矩傳遞到輸出軸(3)的五六檔換擋機構、能夠與輸出軸四檔齒輪(32)或輸出軸三檔齒輪(33)接合并將輸入軸(2)輸出的轉矩傳遞到輸出軸(3)的三四檔換擋機構、能夠與輸出軸二檔齒輪(34)或輸出軸一檔齒輪(35)接合并將輸入軸(2)輸出的轉矩傳遞到輸出軸(3)的一二檔換擋機構以及能夠與輸出軸倒檔齒輪(36)接合并將輸入軸(2)輸出的轉矩傳遞到輸出軸(3)的倒檔換擋機構。
3.根據(jù)權利要求2所述的機械三軸式大速比汽車變速箱，其特征在于，所述輸出軸二檔齒輪(34)的齒數(shù)為43，所述中間軸二檔齒輪(45)的齒數(shù)為17，所述輸出軸三檔齒輪(33)的齒數(shù)為36，所述中間軸三檔齒輪(44)的齒數(shù)為23，所述輸出軸四檔齒輪(32)的齒數(shù)為32，所述中間軸四檔齒輪(43)的齒數(shù)為33，所述輸出軸五檔齒輪(31)的齒數(shù)為24，所述中間軸五檔齒輪(42)的齒數(shù)為39，所述輸出軸倒檔齒輪(36)的齒數(shù)為38或40。
4.根據(jù)權利要求1所述的機械三軸式大速比汽車變速箱，其特征在于，所述換擋機構包括同步器齒座(7)、同步器滑套(8)和換擋撥叉(9)，所述同步器齒座(7)通過內花鍵套裝在輸出軸(3)上，所述同步器滑套(8)套在同步器齒座(7)上，并且同步器滑套(8)通過內花鍵與同步器齒座(7 )的外花鍵連接，所述換擋撥叉(9 )與同步器滑套(8 )連接并能夠帶動同步器滑 套(8)沿軸向運動。
【文檔編號】F16H3/097GK103758947SQ201410041548
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權日:2014年1月28日
【發(fā)明者】譚富春, 王偉, 鄒捷, 蘇定躍 申請人:綦江大力神齒輪有限公司