專利名稱：大功率組合變速箱的制作方法
本申請是名稱為組合變速箱的美國專利申請No 08/063,792及名稱為螺旋齒輪組合變速箱的美國專利申請08/063,829的一個繼續(xù)申請，如本申請一樣，那兩個申請也是轉讓給本申請的受讓人EATONCORPORATION的。
本發(fā)明涉及一種推薦用于多個大致相同中間軸型車輛組合變速箱的、改進的、大功率機械變速齒輪組合變速機構。本發(fā)明特別涉及一種改善了的高性能組合機械變速機構，就給定的變速能力和壽命而言，它比現(xiàn)有技術的大功率變速機構更輕，軸向更短和/或成本更低。
在本領域內，具有一個或數(shù)個依次序與主變速器部份連接的輔助部份的那類通常為重型車輛用的組合齒輪變速箱是公知的。簡要地說，通過使主、輔變速部份依次連接，設定了合適的速比級、所能提供的速比總數(shù)等于主、輔變速部份速比數(shù)的乘積。例如，與有三個速比的輔助部份串接的具有四個向前速度的主變速部份的組合齒輪變速箱，至少在理論上可以提供12＝4×3個朝前的速比。
輔助變速部份有三種一般的類型分段型，細分型或分段/細分混合型。
在具有分段型輔助部份的組合變速箱中，輔助部份的速比級大于用在各段內的主變速部份速比的總變速范圍，而且主變速部份在每一分段中的換檔逐一經(jīng)過其各個速比。具有分段型輔助變速部份的混合變速的實例可以參見用作本申請參考文獻的美國專利Nos3105395，2637222和2637221。
在具有細分型輔助部份的組合變速箱中，細分型輔助部份的速比級小于主變速部份的速比級，而且每個主變速部份的速比還被此細分型變速部份再分細或細分。具有一細分型變速部份的混合(變速)齒輪變速箱的實例可以參見用作本申請參考文獻的美國專利Nos 4290515，3799002，4440037及4527447。
在分段型和細分型組合起來的輔助部份中，提供分段型和細分型兩種速比，以使主變速部份至少在兩段內可以變換它的速比，并且還允許一個或多個主變速部份速比至少在一段內可被細分。
具有一單獨的分段型/細分型組合輔助部份的混合變速箱實例可以參見美國專利Nos 3283613及3648546。這兩個專利文獻亦用作本申請的參考文獻。另外一個實例是由法國的ZahnradfabrikFriedrichshafen Aktiengeseushaft of Friedrichshafen，F(xiàn)ederal Republich of Germany的＂Ecospli大型變速箱，此變速箱在主變速部份的前面用了一個單獨的細分型輔助部份，在其后面部份用于一個單獨的分段型輔助部份。
具有一個組合的三齒輪組，回速細分/分段組合變速器的混合車輛變速箱的另一個實例可以參看用作本申請參考文獻的美國專利Nos 4754665及4944197。
應該注意，術語主、輔部份是相對的，如主、輔部份的命名被顛倒，輔助部份(分段或細分)的類型也應被顛倒。換言之，設定通?？紤]的一個具有兩速分段型輔助部份的回速主部份，但如果通常被命名為輔助部分的被指定的主部份，那么通常被命名的主部分將被認為是一個回速細分型輔助部份。對于一般所接受的變速箱行業(yè)習慣來說，(正如在本發(fā)明說明書中所使用的那樣)，組合跡速箱的主變速部份指的是含有最大數(shù)量(或至少不少于)前述速比的那一部份，它可以選擇一個空檔位置，它可以含有倒檔速比，和/或通過對主/從閥/汽缸相對設置的變速桿或變速檔式變速軸/變速銷組件的操作，它可以(在手動或半自動變速箱中)進行變速。
現(xiàn)有技術的組合齒輪變速箱，尤其是現(xiàn)有技術的具有分段、細分兩種類型輔助變速部份的那種組合變速箱，如由EatonCorporation提供的“Roadranger”型，“Super 10”。和由Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft提供的“Ecosplit”型已被很好地接受，并被廣泛地應用于手動變速重型車輛。但是，這些和那些類型的現(xiàn)有的混合齒輪變速箱并不總那么令人滿意。因此，始終有一個愿望，特別是對車輛變速箱而言，希望提供一種與現(xiàn)有的變速箱相比，只用更少的零件和/或軸向更短和/或更輕，但可靠性及性能相當或更佳的變速箱。
上述的，正在審批的美國專利申請08/063792和08/063829，這兩者均轉讓給了本申請的受讓人，上述申請公開了一種改進的結構，與具有相同能力和可靠性的現(xiàn)有的組合變速箱相比，它使用的零件更少，和/或軸向更短，和/或更輕。這是靠提供一種組合變速箱來實現(xiàn)的，在該變速箱中，(i)主、輔部份的中間軸形成一個同軸的中間軸組合，中間軸只由在變速箱殼體的前、后端壁上的軸承來支承，最好主、輔部份中間軸之一從殼體端壁從前向后延伸，另一根中間軸通常為管件，以可轉動方式圍繞并支承在前一中間軸上，和/或(ii)主軸最好以徑向浮動的方式只由輸入和/輸出軸而不用設置在中間殼體壁上的中間軸承來支承。上述結構消除了大部份或全部中間殼體壁及配合使用的各種軸支承軸承，由此而確保此混合齒輪變速箱與現(xiàn)有的變速箱相比，重量更輕、軸向更短和/或所用零件更少。
因此，上述改進的變速箱結構是對現(xiàn)有技術的一種進步，它提供了一種輸入力矩大于1400英鎊-英尺的相對來說可靠性更高的大功率組合變速箱，它無需由于增大了變速箱的中心距(即輸入軸/主軸/輸出軸之迴轉軸線與中間迴轉軸線之間的間距)和/或增大了中間軸的尺寸而要求提供某些中間支承。
本發(fā)明提供一種大功率組合變速箱，與同等能力和可靠性的現(xiàn)有的混合變速器相比，它只用相當少量零件，和/或軸向更短，更輕。上述目標已由一種大功率組合變速箱實現(xiàn)。該變速箱使用(i)主、輔部份中間軸形成了同軸的中間軸組件，每根中間軸只由在變速箱體前、后端壁上的軸承和一個在相對較小的中間壁上的軸承來支承，(ii)最好以徑向浮動方式支承的一主軸僅由輸入和/或輸出軸而不用連接于一種間殼體壁的中間軸承來支承。上述結構確保取消大部份中間殼體壁及與之配合作用的各種軸支承軸承，這樣就能確保此大功率組合齒輪變速箱，與對照的現(xiàn)有變速箱相比，具有的零件更少，重量更輕和軸向長度更短。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的、改進的大功率組合變速齒輪變速箱。
在經(jīng)過結合附圖詳細地分解推薦實施例之后，就會更清楚地了解本發(fā)明的這一目的及其余的目的和優(yōu)點。
對附圖簡要說明如下。


圖1是一種現(xiàn)有大功率組合變速箱的示意圖；圖2A，2B是圖1所示變速箱的輔助部份的部份剖示圖。
圖3是本發(fā)明大功率組合變速箱-推薦實施例的剖視圖。
圖3A是圖3所示變速箱的一部份放大圖。
圖4A，4B及4C是圖1、圖3所示變速箱的檔位圖、典型速比及離合器位置草圖。
在下面說明中將要使用的術語僅是因為方便而不是只限于此。調整“向上”、“向下”、“向左”和“向右”是指在被引用的附圖中的方向。詞“朝前”、“向后”是分別指如傳統(tǒng)方式安裝于車輛上的變速箱的前、后端而言，它們分別相當于圖1所示變速箱的左側和右側。詞“向內”和“朝外”分別是指趨近或離開變速箱或變速箱中指定零件的幾何中心。所說術語包括上面專門提到的那些詞，由它們派生出的詞以及類似含義的詞。
術語＂組合變速箱用于指明一個具有依次串接的主輔變速部份的齒輪變速箱，由此而使所選擇的主減速部份中的齒輪減速比還可以與所選定的輔助減速部份的齒輪減比進行組合。術語“換高速擋”這里指從低速齒輪比向高速齒輪比換檔。術語“換低速擋”這里指從高速齒輪比向低速齒輪比換擋。術語“低速齒輪”和“低齒輪”這里用以指明在一減速箱中用于相對低的朝前速度作業(yè)用的一個齒輪速比，也就是指具有輸出軸速度相對輸入軸速度的較高減速比的一套齒輪。術語“同步離合器組件”及其類似的派生詞用指明借助一強制離合器使一被選定的齒輪以非轉動方式與一軸連接的一種離合器組件，在此組件中，該離合器的嚙合連接在該離合器的各構成件處于大致同步轉動之前是被制止的，而且有相當大能力的摩擦，裝置與離合器的構成件協(xié)同作用并有足夠的力量，在離合器的嚙合連接一開始，就使該離合器構成件及所有與之一起轉動的件以大致同步的速度轉動。
參看圖1，圖中示意性展示了一種公知的，獲得商業(yè)成功的18速組合變速箱100。變速箱100具有一個與一輔助變速部分102依次串接的主變速部份12A，輔變速部份102具有分段型和細分型兩種速比。一般說來，變速箱100安裝在一單獨的殼體內，而且有一根輸入軸16，軸16通過可有選擇地斷開但通常是連接著的主摩擦離合器C被一個如內燃機E一類的原動機驅動，離合器C有一個連接于發(fā)動機曲軸20的輸入件即驅動部份18及一個以可轉動的方式固接于變速箱輸入軸16的從動部份22。
在主變速部份12A中，輸入軸16上裝有一輸入齒輪24，它用于同時驅動一組基本上一樣的并以大致相同速度轉動的主部份的中間軸組件26及26a。在圖示的變速箱100中，兩個基本上一樣的主部份中間軸組件沿徑向配置在主軸28A的相對側。主軸28A通常與輸入軸16同軸對準。主部份中間軸組件20和26a中的每一個都有一個由在殼體H內的軸承32及34支承的主部份中間軸30。殼體H只有一部份被示意性地展示出來。每一根主部份中間軸均配置有一組相同的、主部份中間軸齒輪38，40，42，44，46和48，它們被固定得可以隨軸轉動。一組主部份驅動齒輪即主軸齒輪50，52，54，56和58安裝在主軸28A上，并且一次一個可選擇地與主軸28A連接，從而通過滑動離合器環(huán)60，62和64以本領域公知的方式使之隨主軸一起轉動。離合器環(huán)60還可以用來使輸入齒輪24與主軸28A連接，從而使主軸28A直接驅動軸16。
最好，每個主部份中間軸齒輪均圍繞著主軸28A并與之連續(xù)嚙合，且由協(xié)同的中間軸齒輪組以浮動方式支承，這種安裝裝置以及由此而產(chǎn)生的特殊優(yōu)點在美國專利Nos 3105395及3335616中已進行了詳盡的解釋，這兩篇專利也已用作本申請的參考文獻。通常，離合器環(huán)60，62及64借助一個有與之協(xié)同作用的變速桿殼體組件(未示出)的變速叉被沿軸向定位。這一切在本領域是公知的。離合器環(huán)60，62及64是公知的非同步雙作用的爪式離合器。
主部份主軸齒輪58是個反向齒輪，它通過傳統(tǒng)的中間空轉齒輪(未示出)與中間軸齒輪48進行連續(xù)配對嚙合。也應該注意，雖然主變速部份12A配置有5個可選擇的前進速比，其最低前進速比通常是由通過將主軸驅動齒輪56與主軸28進行驅動連接來提供的，它具有很高的齒輪減速比，因而被稱為低速即“爬行”齒輪，它只用于處于嚴酷條件下的車輛起動，因而并不被使用于高變速段和/或不在低速段被細分。因此，雖然所示主部份12配備了5個前進速度，但通常被稱作是4＋1主部份，因為它只有4個前進速度可以與輔助變速部份14相組合。
爪式離合器60，62及64是三位置離合器，即它們可以被設裝在一個居中的、如圖所示的不結合位置上，或設置在最左邊或最右邊的結合位置上。
輔助變速部份102有兩個基本一樣的輔助中間軸組件104及104A，其中的每一個均有一個由在殼體H中的軸承108及110支承的輔助中間軸106，軸106上安裝有三個輔助部份中間輔齒輪112，114及116，并且各齒輪可與軸一起轉動。輔助中間軸齒輪112支承著輔助部份的細分齒輪118并與之常嚙合，齒輪18環(huán)繞著主軸28A。輔助中間齒輪114支承著輔助部份的細分/分段齒輪120并與之常嚙合。齒輪120在輸出軸122的鄰近于主軸28A的同軸端的端部處環(huán)繞著軸122。輔助部份中間軸齒輪116支承著輔助部份的分段齒輪124并與之常嚙合，齒輪124環(huán)繞著輸出軸122。因此，輔助部份中間軸齒輪112和細分齒輪118確定了第一齒輪軸，輔助部份中間軸齒輪114和118確定了第一齒輪軸，輔助部份中間軸齒輪114和細分/分段齒輪120確定了第二齒輪組，輔助中間軸齒輪116和分段齒輪124確定了第三齒輪組即組合式細分和分段型輔助變速部份102的齒輪組。
雙位滑動離合器環(huán)126被用于有選擇地將細分齒輪118或細分/分段齒輪120連接于它軸28A，而雙位同步組件128則用于有選擇地將細分/分段齒輪120或分段齒輪124連接于輸出軸122。雙作用滑動爪式離合器環(huán)126其結構和功能大致上與有動離合器環(huán)96一樣，離合器環(huán)96被用于與變速器10連接。雙作用同步離合器組件128的結構及功能基本上與用于變速器10連接的同步離合器，組件92的一樣。作為同步離合器組件92，129的那種同步離合器組件在本領域是公知的，對其說明可參看用作本申請參考文獻的美國專利Nos 4462489、4125179及2667955。
應該注意，齒輪118確定了一個向前延伸的輪轂118A，輪轂118A用于容納支承在中間殼體壁H′內的一軸承118B。軸承118B為主軸28A提供一個中間支承。
輔助部份102的詳細結構展示于圖2A及2B中。在圖中可以清楚地看到，延伸進輔助變速部份102中的主軸28A之后端上配置有外花鍵130，花鍵130與配置在離合器環(huán)126上的內花鍵嚙合，用于以可轉動方式將離合器環(huán)126連接于主軸，但可允許兩者之間有相對的軸向移動。離合器環(huán)126上配置有離合器齒134和136，這些齒分別用于與分別配置于齒輪118，120上的離合器齒138，140相結合。離合器環(huán)126上還配置有用于容納變速叉142的溝槽141。
齒輪118圍繞著主軸28A，通?？上鄬χ鬏S28A自由轉動，并保持件144使之相對主軸保持其軸向位置。離合器齒136和138有斜表面146和148，它們相對主軸28A之軸線約傾斜35°，如在引為本申請參考文獻的美國專利No 3265173中詳細介紹的那樣，這種結構提供了有助于阻止非同步結合且更有助于產(chǎn)生同步轉動的良好的相互作用。離合器齒136和140配置有相似的互補的成錐形的表面。輪轂118A容納一個安裝于中間殼體壁H′上的軸承118B，其情況與中間軸支承軸承108相似。
細分/分段齒輪120通過一對推力軸承以可轉動方式支承于輸出軸122的朝內端150。分段齒輪124環(huán)繞著輸出軸122并借助止推墊圈154和156保持其相對輸出軸122的軸向位置。沿軸向安置在齒輪120和124之間，并借助內、外花鍵158、160以可旋轉方式安裝在輸出軸122上的是雙作用兩位置同步離合器組件128。有許多公知的同步強制離合器機構適合于在本發(fā)明的輔助變速部份中使用。同步離合器組件128是在上面提及的US 4462489中介紹過的一種銷型離合器組件。簡單地說，同步離合器組件128有一個由變速叉164將其軸向定位的一個可滑動爪式離合器件162，離合器件162上有離合器齒166和168，這些齒分別用于沿軸向與齒輪120和124上配置的離合口在齒170，172相結合。齒輪120和124各自確定一個錐形摩擦表面174和176，表面174和176分別與由本同步離合器組件的摩擦圈182和184所擁有的相匹配的錐形摩擦表面進行摩擦同步結合。阻斷銷186和188分別以可旋轉方式安裝在摩擦環(huán)184和182上，并與滑動件162的阻斷孔190相互作而提供阻斷功能，本領域對這一切是公知的。同步組件128也可以有一組彈簧銷(未示出)，用以在離合器結合作業(yè)開始時刻提供錐形摩擦表面的初始結合。
輸出軸122是由在殼體H中的軸承192支承的，并從其中在延伸出，以便于安裝一個套件Y或類似物，套件Y通常構成不向接頭的一部份，用于驅動連于差速器或類似物的一推進器軸。輸出軸122也可以安裝一個速度計齒輪194和/或各種密封件(未示出)。
通過有選擇地確定細分離合器126和分段離合器128的朝前和朝后軸向位置就可被得到四種主軸對輸出軸的不同轉速比。輔助變速部份102是一種組合式的分段和細分型三組輔助部份，可在輸入(中間軸28A)的輸出(輸出軸122)之間提供四種可選擇的速度或驅動速比。主部份12A提供一個倒檔速度和五個可能選擇的前進速度。但是這些可選擇的前進速比中的一個齒輪56通常是一種爬行或低速齒輪，不打算在高速擋中被采用。這樣，變速箱100被恰當?shù)孛麨橐粋€(4＋1)×((2)×(2)型變速箱，提供17還是18種可選擇的前進速比，這要取決于想要的和/或實際上對低速比齒輪即爬行齒輪的細分情況。
雖然離合器128(分段離合器)應該是一個同步離合器，但雙作用離合器環(huán)126(細分離合器)是不要求同步的。當然，由環(huán)126所確定的離合器中的一個或兩個也可以是同步型離合器。用于變速箱100換檔的檔位圖展示分段變速，而沿水平方向的分區(qū)表示細分變速。
選擇所要求的齒輪速比的方法示意性地展示于圖4B中。忽略爬行(用虛線表示的)和反向速比，并設定具有等速比級的變速箱是合乎期望的。主部份速比級應該大致相等，細分級應該大致為主部份速比級的平方根，分段級應該約等于主部份速比級的N次冪，其中N是等于在各分段中出現(xiàn)的主部份速比級數(shù)(即在(4＋1)×(2)×(2)變速箱中，N＝4)。給定所期望的理想速比后，相近于這些速比的齒輪齒數(shù)比就可被選定了。
通過一個實例假定，齒輪118，120，124，112，114和116分別有40，38，54，41，45和19個齒，就可以得到下列四種輔助部份速比(1)，離合器126連接于齒輪120，及離合器128與齒輪124結合，提供一個約為3.365∶1的輔助部份減速比；(2)離合器126與齒輪118結合，和離合器128與齒輪124結合，提供約為2,913∶1的一個輔助部份減速比；(3)離合器126與齒輪120結合，和離合器128與齒輪120結合，提供約為1,000∶1的一個輔助部份減速比；(4)離合器126與齒輪118結合，和離合器128與齒輪120結合，提供約為0.865∶1的一個輔助部份減速比。
在上述的實例中，細分級約為15.6％，而分段級約為336.6％，它通常適用于具有約35％速比級的一種(4＋1)主變速部份，因為1.35之平方根約為1.16，而1.35的4次冪(即N＝4)約為3.32。用4C表示變速箱100的各選定前進速度的各種嚙合齒輪。應該注意，8-9和9-8之間的換檔由于一種主部份換檔及一種組合的分段和細分輔助部份換檔兩者均被要求因而是十分復雜的。
本發(fā)明的一個推薦實施例的大功率組合變速箱展示于圖3。變速箱200具有一個主部份212及一個輔助部份302，除了指明的之外，它們分別與上述的主部份12A及輔助部份102是有同樣功能的。圖4A所示的檔位圖，圖4B展示的速比圖及圖4C所示的配比表可適用于現(xiàn)有技術的變速箱100及本發(fā)明的推薦實施例變速箱200。
其功能結構與變速箱100相同的變速箱200的組成件用相同的參考數(shù)碼表示，而且也不詳細地介紹它們。
變速箱200是一種(4＋1)×(2)×(2)＂型組合變速箱，其主部份212及輔助部份302容納在一公共殼體214中，殼體有一前端壁214A、一后端壁214B及一部份中間端壁214C。
輸入軸16安裝有可在其上轉動的輸入齒輪24，且有一向內延伸的減少了直徑的部份16A，部份16A直接或間接地支承在主軸346的前端346A。輸出軸358從變速器200之后端延伸并具有接收-輸出突緣358A用的花鍵，輸出軸358的內端358C配置有一個向內、向后的錐形表面358D，表面358D用于直接或間接地支承主軸346的后端346B，輸入軸318在前端壁316A用一錐形滾子軸承318B支承，輸出軸358在后端壁316B上用雙錐形滾子軸承組件358E支承。
主軸346上安裝有主軸離合器60，62及細分離合器126，主軸由輸出、輸入軸的內端支承并在兩者之間大致同軸地延伸。環(huán)繞著主軸的有主軸齒輪50，52，54，56，58及細分齒輪118及細分/分段齒輪120，最好限制這些齒輪相對于主軸的徑向移動，這些齒輪借助離合器60，62，64及126可被有選擇地與主軸連接結合。分段離合器128裝在輸出軸358上并被組分/分段齒輪120及分段齒輪124環(huán)繞，離合器128對齒輪120還是齒輪124連接于輸出軸358起作用。變速箱200的功能與作業(yè)是與上述的變速箱100一樣的。
中間軸組件322和360其功能與操作情況大致與上述的變速箱100的主部份和輔助部份的中間軸組件26和104是一樣的。簡言之，主部份中間軸324上有中間軸齒輪38、40、42、44、46及固定于其上的中間軸齒輪48，這些齒輪與主軸齒輪50，52，54和56常嚙合，以及通過反向惰齒輪57與主軸齒輪58永久嚙合，并且支承著主軸齒輪。輔助中間軸362上安裝有輔助中間軸齒輪112，114和116。它們也分別與細分齒輪，細分/分段齒輪和分段齒輪112，114和116永久嚙合。輔助中間軸362之前端362A大致是管狀的，并且以套疊的方式環(huán)繞著主部份中間軸的后端324A，而且還由軸承362B以直接或間接的方式將它支承后者之上。軸承326將主部份中間軸324之前端支承于前壁214A上，軸承362C則將輔助部份中間軸362之后端支承于后端壁362C則將輔助部分中間軸362之后端支承于后端壁324B。主部份中間軸324之后端324A是由在部份中間壁214C內的軸承324B支承的輔助中間軸362之前端362A則由362B支承，其中主部份中間軸324之一懸伸后端324D支承。最好，反向中間軸齒輪48有一個向后延伸的輪轂48A以便使之可安裝軸承362B。
輔助部份中間軸362推薦為一種確定了一通孔362D的管形結構，以允許使用后端安裝的主部份中間軸-從動PTO裝置。為此，主部份中間軸324之后端可以配置一個驅動插座324C或類似物。
輸入軸16之縮小直徑的延伸部份16A上裝有一個軸向滾子軸承318C及大致為球形的軸承鋼墊圈318D，墊倚靠在與之互補的配置在主軸346之前端346A上的沿徑向向內、沿軸向向后斜的錐面346C上。
如同從圖3A所看到的那樣，換擋/分段齒輪120之輪轂部份120A環(huán)繞著主軸346之直徑縮減了的后端部份346B，后端部346B上也裝有兩個球形墊圈346D及346E，其結構與墊圈318D完全一樣，它們分別與在主軸上的，以及在輸出軸上的通常是互補的傾斜錐面(346F，358F)相互作用。軸向滾子軸承346G及346H將這些球形墊圈與輪轂部份120A分開。
軸向軸承是指在兩個可相對轉動的構件間傳送軸向載荷的軸承。一般的軸向軸承也包括滾子軸承，其滾子的轉動軸線是沿相對旋轉件的回轉軸線之徑向延伸的。
主軸346由輸入軸16直接或間接地在其前端支承，而球形墊圈318D和表面346C則允許在主軸相對輸入軸之回轉軸線作有限的徑向移動。主軸在其后端由輸出軸358直接或間接地加以支承，球形墊圈346D，346E與錐形表面346F，358D相互作用，因而允許主軸相對于與軸心線318E基本同軸的輸出軸358的回轉軸線358F可作有限的徑向移動。
變速箱310的全部或基本上所有的齒輪傳動裝置均是斜齒的，這會在變速箱的各組成件上產(chǎn)生軸向力。在主軸346和/或在細分/分段齒輪376上的向前軸向力通過軸承346G、318C和/或318B傳送至殼體，在主軸和細分/分段齒輪上的向后軸向力則通過軸承346G、346H和/或358F傳送。
因而，主軸346只是由輸入和輸出軸支承而無需用中間支承將其支承于殼體，最好給主軸以有限度的徑向自由，即浮動，如果需要，允許用合適的軸承將其上由螺旋齒輪傳動裝置產(chǎn)生的軸向力傳送至殼體。而且，由于消除了主軸346對中間支承的需求，中間壁214C可以縮減其尺寸。
輸入軸16、主軸346及輸出軸358之結構細節(jié)參看上述的美國專利申請Nos 08/063829及08/063792之后會被更清楚地理解。這兩篇文獻也用作本申請的參考文獻。
雖然本發(fā)明已被結合一個實例加以介紹，但是應該明白，不違背本發(fā)明在權利要求的基本實質就可以做出各種變化和改變。
權利要求
1.一種組合式車輛齒輪變速箱(200)，包括具有多個速度的主變速部分(212)，以及與之串接的具有多個速度的輔助變速部份(302)，所述的主、輔變速部份安裝在確定了一前端壁(214A)和一后端壁(216B)的公共變速箱殼體(214)中；主變速部份包括用以在殼體中回轉、由安裝在前端壁中的輸入軸軸承裝置(318B)支承的輸入軸(16)，至少一輸入齒輪(24)可固定在輸入軸上，一個主動軸(346)基本與輸入軸同軸并延伸進輔助變速部份中，一組基本上一樣的主部份中間軸(324)以可轉動方式支承在殼體內并由輸入軸驅動，多個主部份中間軸齒輪(38，40，42，44及46)被固定于每一根主部份中間軸上，多個主軸齒輪(50，52，54及56)環(huán)繞著主軸并與各對主部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括安裝在主軸上的主部份離合器裝置(60，62，64)，以便有選擇地將主軸齒輪與主軸固定連接而使之隨主軸一起轉動；輔助變速部份包括一組基本上一樣的、與主部份中間軸同軸的并且以可轉動方式支承在殼體內的輔助部份中間軸(362)，輸出軸(358)與主軸基本上同軸并由安裝于后端壁(214B)中的輸出軸軸承裝置(358E)以可旋轉方式支承于殼體中，輔助部份中間軸齒輪(112，114，116)固定于每一根輔助部份中間軸上，至少一個輔助部份中央齒輪(118，120，124)與輸出軸基本同軸并與一對輔助部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括輔助部份離合器裝置(126，128)，以便有選擇地至少將一個輔助部份中央齒輪和主軸連接于輸出軸；該變速箱的特征在于同軸的各組主、輔部份中間軸在殼體中可以自由轉動并一起確定了僅由安裝在前、后端壁上的軸承裝置(326、326C)及安裝在中間殼體壁(214C)上的軸承(324B)以可轉動方式支承于殼體內的一個同軸組件；以及主軸僅由輸入軸、輸出軸支承在殼體中。
2.如權利要求1所述組合變速箱，其特征在于，主、輔變速部份中間軸中的一根管確定了一基本為管狀的部份，管狀部份以套管的方式環(huán)繞主、輔變速部份中間軸中的另一根之一部份。
3.如權利要求1所述組合變速箱，其特征在于，主軸及主軸齒輪相對輸入軸、輸出軸之回轉軸線沿徑向可以浮動。
4.如權利要求1所述組合變速箱，其特征在于，在輸入軸的后端部配置一個基本上是錐形的表面，用以與配置在主軸前端部上的基本上與之互補的錐形表面貼靠結合。
5.如權利要求1所述組合變速箱，其特征在于，在輸出軸前端部配置一個基本上是錐形的表面，用以與配置在主軸后端部上與之互補的大體為錐形的表面貼靠結合。
6.如權利要求5所述組合變速箱，其特征在于，在輸入端后端部配置一個錐形的表面，用以與配置在主軸前端部上的基本上與之互補的錐形表面進行貼靠結合。
7.如權利要求1所述組合變速箱，其特征在于，輸入軸后端部及其主軸前端部之一確定了一個錐面，該錐面貼靠在由輸入軸后端部及主軸前端部中的另一個承裝的、通常為球形的墊圈上。
8.如權利要求7所述組合變速箱，其特征在于，所述輸入軸之后端部及主軸前端部中的另一個端部確定了一個通常沿徑向延伸的面對輸入軸后端部及主軸前端部中那個端部的表面，而且還要有一個介入該端部表面及球形墊圈上通常沿徑向延伸的表面之間的一個軸向軸承件。
9.如權利要求7所述組合變速箱，其特征在于，球形墊圈是由軸承鋼制作的。
10.如權利要求8所述組合變速箱，其特征在于，球形墊圈是由軸承鋼制作的。
11.如權利要求8所述組合變速箱，其特征在于，球形墊圈確定了一個自徑向延伸表面延伸的縮減了直徑的輪轂，所述軸向軸承確定了一個由輪轂外徑表面支承的內徑表面。
12.如權利要求10所述組合變速箱，其特征在于，球形墊圈確定了一個自徑向延伸表面延伸的減縮了直徑的輪轂，所述軸向軸承確定了一個由所述輪轂之外徑表面支承的一個內徑表面。
13.如權利要求7所述組合變速箱，其特征在于，所述輸入軸后端部及主軸前端部中的一個端部就是主軸之前端部，而且所述錐形表面沿徑向向內且沿軸向向后延伸。
14.如權利要求8所述組合變速箱，其特征在于，所述的輸入軸后端部及主軸前端部中的一個端部就是主軸的前端部，所述錐形表面沿徑向向內且沿軸向向后延伸。
15.如權利要求2所述組合變速箱，其特征在于，所述輔助部分中間軸是通常的管狀，它確定了一個貫穿其軸向全長的延伸的通孔(362D)。
16.一種組合式車輛齒輪變速箱，包括具有多個速度的主變速部分，以及與之串接的具有多個速度的分段/細分混合型輔助變速部份主、輔變速部分安裝在一個確定了前、后各一端壁的公共的變速箱殼體內。主變速部分包括一個由安裝于前端壁內的輸入軸軸承裝置支承而在殼體內轉動的輸入軸；至少一個輸入齒輪可固定于輸入軸上，一個主軸通常與輸入軸同軸并延伸入輔助變速部份，一組基本上一樣的主部份中間軸由輸入軸驅動，而且以可轉動方式支承于殼體內，一組主部份中間軸齒輪固定于每個主部份中間軸，多個主軸齒輪環(huán)繞著主軸并與各對主部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括由主軸承載的主部份離合器裝置，以便可選擇地將主軸齒輪與主軸固定在一起而使之隨主軸轉動；輔助變速部份包括一組基本上一樣的輔助部份中間軸，它們與主部份中間軸同軸并以可轉動方式支承于殼體中，一個由安裝在后端壁上的輸出軸軸承裝置以可轉動方式支承于殼體中并與主軸基本不同軸的輸出軸，一組輔助部份中間軸齒輪固定于每根輔助部份中間軸上，一組輔助部份中央齒輪大致與輸出軸同軸并與一對輔助部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括輔助部份離合器裝置，以便有選擇地使輔助部份中央齒輪與主軸和輸出軸中的一個連接；其特征在于同軸的各組主部份、輔助部份中間軸獨立地在殼體中自由轉動，并一起確定了僅由安裝在前、后端壁上的軸承裝置及安裝在中間殼體壁上的軸承以可轉動方式支承于殼體中的一個中間軸組件；以及主軸僅由輸入軸和輸出軸支承在殼體內，主軸和主軸齒輪相對于輸入、輸出軸之回轉軸線沿徑向可以浮動軸輸入軸后端部上配置有一個一般為錐形的表面，它與配置在主軸前端部上的、通常與之互補的錐形表面貼靠結合，在輸出軸的前端部配置有一個一般為錐形的表面，用以與配置在主軸后端部上的、通常為與之互補的錐形表面貼靠結合。
17.如權利要求16所述組合變速箱，其特征在于，主軸的前端部確定了一個完整的錐形表面，用以與由輸入軸后端承裝的通常為球形的墊圈貼靠結合，主軸的后端部確定了一個完整的錐形表面，它與由輸出軸之前端承裝的一般為球形的墊圈貼靠結合。
18.如權利要求17所述組合變速箱，其特征在于，輸入軸后端部及輸出軸前端部每個均確定了一個通常沿徑向延伸的表面，而且一個軸向軸承件被放入每個所述表面與球形墊圈上通常沿徑向延伸的表面之間。
19.如權利要求17所述組合變速箱，其特征在于，球形墊圈是由軸承鋼制作的。
20.如權利要求18所述組合變速箱，其特征在于，輔助部份包括一個可以有選擇地與主軸或輸出軸兩者結合的輔助中央齒輪，輔助部份齒輪有一個沿徑向向內的延伸的、確定了一對平行對置表面的輪轂，還有附加徑向軸承和貼靠于每個所述表面的球形墊圈，所述球形墊圈貼靠于配置在主軸及輸出軸上的與之互補的錐形表面上。
21.如權利要求16所述組合變速箱，其特征在于，主、輔變速部份中間軸中的一個確定了一段管狀的部分、以套疊方式環(huán)繞著主輔變速部份另一個中間軸一部份。
22.如權利要求21所述組合變速箱，其特征在于，輔助部分中間軸為通常的管狀，它確定了一個延伸于整個軸向長度的通孔(362D)。
23.一種組合式車輛齒輪變速箱(200)，包括具有多個速度的主變速部分(212)，以及與之串接的具有多個速度的輔助變速部分(302)，主、輔變速部份安裝在一公共變速箱殼體(214)中，殼體(214)確定了一前端壁(214A)及一后端壁(214B)；主變速部份包括由安裝在前端壁上的輸入軸承裝置(318B)支承著使之在殼體內轉動的輸入軸(16)，至少一個輸入齒輪(24)可固接于輸入軸，一主軸(346)大致與輸入軸同軸并延伸入輔助變速部份中，一組通常一樣的主部份中間軸以可轉動方式支承于殼體內并由輸入軸驅動，一組主部份中間軸齒輪(38，40，42，44及46)被固接于每個主部份中間軸，一組主軸齒輪(50，52，54，56)環(huán)繞著主軸，并與各主部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括由主軸承載的主部份離合器裝置(60，62，64)，以便有選擇地使主軸齒輪固接于主軸并使之隨主軸轉動。輔助變速部份包括與主部份中間軸同軸并以可轉動方式支承于殼體內的一組通常為一樣的輔助部份中間軸(362)，一個大致與主軸同軸并由安裝在后端壁(214B)上的輸出軸軸承裝置(358E)以可旋轉方式支承于殼體中的輸出軸(358)，一輔助部份中間軸齒輪(112，114，116)固定于每個輔助部份中間軸上，至少一個輔助部份中央齒輪(118，120，124)大致與輸出軸同軸，并與一對輔助部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括輔助部份離合器裝置(126，128)，以便有選擇地使至少一個輔助部份中央齒輪和主軸與輸出軸連接；其特征在于同軸的各組主部份、輔助部份中間軸可獨立地在殼體中轉動，并一起確定了一個同軸的、由安裝在前、后端壁上的軸承(326、362C)及安裝在一中間殼體壁(214C)上的軸承(324B)以可旋轉方式支承在殼體內的中間軸組件，主變速部份和輔助變速部份的中間軸之一確定了一個一般的管狀部份，該管狀部份的中間軸之一確定了一個一般的管狀部份，該管狀部份以套疊的方式環(huán)繞著主、輔變速部份中間軸中的另一個的一部份，軸承裝置(362B)延伸于所述兩部份之間；以及主軸僅由輸出，輸入軸支承于殼體。
24.如權利要求23所述組合變速箱，其特征在于，輔助中間軸是一般的管狀，且確定了沿其全部軸向長度延伸的一個通孔(362D)。
25.一種組合式車輛齒輪變速箱，包括具有多個速度的主變速部分(212)，以及與之串接的具有多個速度的輔助變速部分(302)，主、輔變速部份安裝在一個確定了前后端壁(214A，216B)的一個公共變速箱殼體(214)內；主變速部份包括一個由安裝在前端壁上的軸承裝置(318B)支承以便在殼體內轉動的輸入軸(16)，至少一個輸入齒輪(24)可固接于輸入軸，主軸(346)與輸入軸大致同軸并延伸入輔助變速部份中，一組通常是一樣的主部份中間軸(324)以可轉動方式支承于殼體中并由輸入軸驅動，多個主部份中間軸齒輪(38，40，42，44，46)固定于每個主部份中間軸，多個主軸齒輪(50，52，54，56)環(huán)繞著主軸，并與各對主部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括用主軸承載的主部份離合器(60，62，64)，以便有選擇地將主軸齒輪固定于主軸使之隨主軸轉動；輔助變速部份包括通常是一樣的、與主部份中間軸同軸并以可轉動方式支承于殼體中的多個輔助部份中間軸，一個大致與主軸同軸并由安裝在后端部(214B)上的輸出軸承裝置(358E)以可旋轉方式支承于殼體內的輸出軸，固定于每個輔助部份中間軸上的輔助部份中間軸齒輪(112，114，116)，至少一個輔助部分中央齒輪(118，120，124)與輸出軸大致同軸、并與一對輔助部份中間軸齒輪常嚙合，以及包括輔助部份離合器裝置(126，128)，用以有選擇地至少使一個輔助部份中央齒輪和主軸連接于輸出軸；其特征在于同軸的各組、主、輔部份中間軸獨立地殼體中轉動，并一起確定了一個僅由在前端壁上支承主部份中間軸的軸承，在后端壁上支承輔助部份中間軸的軸承、以及在一個中間壁上的軸承將它以可轉動方式支承(于殼體內)的、同軸的、中間軸組件，輔助變速部份中間軸是一般的管狀，它確定了一個沿其整個軸向長度延伸的通孔，并有一個以套疊方式環(huán)繞主變速部份中間軸之后端部份的前端部。
26.如權利要求25所述組合變速箱，其特征在于，至少一個主部份中間軸的后端部有一個與所述通孔對準的驅動插口。
全文摘要
提供一種比現(xiàn)有技術變速箱更輕、軸向長度更短的高性能組合變速箱(2000)。本發(fā)明的變速箱利用了同軸的主、輔部分中間軸(323，362)，中間軸組件僅由在變速箱殼體214前、后端壁(214A、214B)上的軸承和很小的中間殼體壁(214C)上的一個軸承來支承。主軸僅由在其前、后端處由錐形表面支承，這些錐形表面貼靠在輸入軸(16)后端和輸出軸(358)前端上的(或在其中安裝的)互補的錐形表面上，輔助中間軸(362)可以做成大致為管狀(362D)，以允許從后部安裝主部分一從動PTO裝置。
文檔編號F16H57/02GK1131624SQ9512098
公開日1996年9月25日 申請日期1995年11月28日 優(yōu)先權日1994年11月28日
發(fā)明者A-C·施泰恩, J·D·雷諾茲 申請人:易通公司