專利名稱：減少尺寸的高功率復合傳動裝置的制作方法
本申請涉及美國專利No.08/345092，名稱是高功率復合傳動裝置，已轉讓給這個申請的代理人伊頓公司。本申請是它的延續(xù)部分。
本發(fā)明涉及一種經改進的高功率復合的機械變速齒輪傳動機構，特別適合于具有多個實際上完全相同的中心軸類型的車輛的復合轉動裝置。尤其是，本發(fā)明涉及的一種改進的高功率復合機械傳動裝置，該裝置在給定的傳動功率和壽命的條件下，相對于原有高功率傳動機構允許重量更輕，軸線更短，并且制造價值更低。
更特別的是，在最佳實施例當中，逆向主軸和中心軸齒輪具有小的周節(jié)直徑，為軸承的安裝和主軸進入前孔、槽形箱的安裝提供了方便。
通常對于重負載車的傳動裝置，有一個或更多的附加部分與一個主傳動部分串聯連接形式的復合變速齒輪傳動是在現有技術中已公知。簡單地說，利用主要和附加傳動部分串聯連接，假定合適的傳動比差的大小，可得到的傳動比總數等于主要部分的附加部分傳動比的乘積。通過舉例，至少在理論上，一個復合變換齒輪傳動由具有4個前進速度的主要部分和具有3個速度的附加部分組成。將提供12(4×3＝12)種前進傳動比。
附加部分具有3種常規(guī)模型區(qū)域型，分離器型或分離器型和區(qū)域型的組合型。
在具有區(qū)域型附加部分的復合傳動裝置中，附加部分傳動比差或所有差值比總傳動比的大。傳動比的范圍通過每一個區(qū)域的傳動比被逐步改變。具有區(qū)域型附加部分的復合傳動的例子可參看美國專利No.3,105,395；2,637,222；2,637,221和4,807,493，它們所披露的，在這里被組合起來參考。
在具有分離器型附加部分的復合傳動裝置中，分離器型附加部分的傳動比差比主傳動部分傳動比差小，并且每一個主部傳動比用分離器部分再分開。具有分離器型附加部分的復合變速傳動裝置的例子可參看美國專利No.4,290.515；3,799,002；4,440,037和4,527,447，它們所披露的在這里組合起來參考。
區(qū)域型、分離器型的組合型一個或多個附加部分中，既提供區(qū)域型又提供分離器型傳動比它允許主要部分傳動比通過至少兩個區(qū)域被逐步改變，并且允許一個或更多的主要部分至少在一個區(qū)域被分離。
具有單個區(qū)域型、分離器型的組合型的附加部分的復合傳動的例子可以參看美國專利No.3,283,613；3,648,546，它們所披露的在這里組合起來參考。另一個例子是德聯邦共和國腓特烈斯港齒輪廠公開股份有限公司的“Ecosplit”傳動模型，它在主傳動部分之前用一個獨立的分離器型附加部分，在主傳動部分之后用一個獨立的區(qū)域型附加部分。
具有單個組合的三個齒輪組、4種速度的區(qū)域與分離器型的組合型的復合車輛傳動的另一個例子可以參看美國專利No.4,754,665和4,944,197，它們所披露的這里被組合起來參考。
應該指出的是主部和附部這些術語是相對的。如果主部和附部的規(guī)定是相反的，附部的類型(不論區(qū)域型還是分離器型)也將是相反的。換句話說，習慣上認為的4速主部它具有2速區(qū)域型附部，如果正常規(guī)定的附部被認為是主部，那么正常規(guī)定的主部將被認為是4速分離器型的附部。按照通?？山邮艿膫鲃庸I(yè)慣例，就象用在本發(fā)明的描述中，一個復合傳動裝置的主要傳動部分是一個包含最大或者至少不小于向前速比數目的部分，它允許一個中間位置的選擇，它包含相反的速比，它的變動由開關柄或換擋桿或按鈕/旋鈕裝置控制(手動或半自動)，安裝與主從動閥，主從動缸或類似裝置相反。
現有技術的復合變速齒輪傳動裝置，特別是既有區(qū)域型又有分離器型附加部分的復合傳動裝置，例如伊頓公司提供的“Roadranger”和“Superio”、腓特烈斯港齒輪廠公開股份有限公司提供的“Ecosplit”都收到的好的效果，被廣泛應用于手動換擋的重負載車輛。然而，這些和其它型現有技術的復合變速齒輪傳動裝置并不完全令人滿意，這是一個正在進行的課題，尤其對于車輛傳動，即提供一個等效或更高功率和可靠性的傳動(與原有技術的功率和可靠性比起來)，它用更少的零件，更短的軸向距離和更輕的重量。
在這里被組合起來參考的美國專利No.5,370,013和5,390,561，揭示了一種改進結構的傳動裝置，它與原有技術比較起來具有相等的功率和可靠性，它用較少的零件，軸線較短和較輕的重量。這通過提供一個復合傳動來完成。其中(i)主、附部中心軸形成一種僅由傳動箱前后壁里軸承支承的中心軸的共線裝配，(ii)主軸僅由輸入軸出軸支承，最好是徑向浮動方式，在箱中間壁里設有軸頸軸承。上述結構消除了對全部或大部分中間箱壁的要求，以及各種與之相關的軸支承軸承，并且提供一種復合變速齒輪傳動裝置，它與原有技術比起來具有相對輕的重量，較短的軸向長度和較少的零件。
上面所描述的經改進的傳動結構在技術上是一個進步的同時，它提供了一種復合傳動裝置，該裝置具有相對等量或更大一些的可靠性和相對大的功率不需要對中心軸裝配提供中間支承。但它要求增加傳動中心距(輸入軸、主軸、輸出軸的旋轉軸線與中心軸裝置之間的距離)和中心軸的直徑，這是不希望的。
根據本發(fā)明，提供了一種縮小軸向長度、高功率的復合傳動裝置，它實際上利用較少的零件和較短的軸向長度和較輕的重量，與原有技術比起來具有相等的功率和可靠性。在本發(fā)明的最佳實施例中，在一個高功率復合傳動中上述內容被完成，通過利用(i)形成共線裝配的主附部中心軸的每一個僅由傳動箱的前后端壁內的軸承支承。并由相對小部分的中間壁內的軸承支承，中間壁軸向與一個主軸離合器保持一致，例如低速或逆主軸離合器，(ii)主軸僅由輸入輸出軸支承，最好以徑向浮動方式，在箱中間壁里設有中間軸頸軸承。在另一實施例中，主附部中心軸是偏移的并由部分中間壁內的獨立軸承裝置在里端支承，部分中間壁一個與主部離合器一致。上述結構消除了對大部分中間壁和與之相聯的各種軸支承軸承的要求。它允許了一個高功率復合變速齒輪傳動裝置，它相對于原有技術具有相對輕的重量，較短的軸向長度和較少的零件，當部分中間壁和與之關聯的軸承與一個主軸離合器對齊時，不需要額外的軸向距離。
為裝配提供方便，尤其是使用帶有前孔的槽形箱，最佳實施例之一利用一個相對增大周節(jié)直徑的逆向惰輪和逆向主軸和相對減小周節(jié)直徑的中心軸齒輪。
因此，本發(fā)明的目的是提供一個新的而且改進的減少軸向長度的高功率復合變速齒輪傳動。
本發(fā)明的這個和其它目的和用途將通過最佳實施例和與之相聯系的附圖的詳細描述來清楚地說明。


圖1是高功率復合傳動裝置的一個現有技術。
圖2是根據本發(fā)明的一個減小軸向長度的高功率傳動的一個實施例。
圖3是圖2傳動的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的一個變化的實施例。
圖5A、5B和5C是針對圖1、2、3、4傳動的變化模式、典型傳動比和分離器位置的簡單圖示。
圖6是用在本發(fā)明中的一個變化的變向惰輪結構的部分剖視圖。
圖7A和7B是本發(fā)明的另一實施例。
圖8A、8B和8C是本發(fā)明的另一個實施例。
在下面描述中只是為了方便將使用特定術語，而不是限制，如單詞“向上”，“向下”，“向右”，“向左”在參考圖中表示方向。單詞“向前”和“向后”分別指出傳動的前后端通常安裝在車輛上時，象圖1中分別指傳動的左右邊，單詞“向里”和“向外”分別指出從裝置或特定零件的幾何中心那里向著和遠離的方向，所說的術語包括這樣一些詞，即上面特別提到的，從那里派生的和類似的外來語。
術語“復合傳動”常常表示一種變速或具有主傳動部分和附加傳動部分按串聯方式連接的變速齒輪傳動。根據這一點，在主要傳動部分選定的齒輪減速可能與從附加部分選定的齒輪減速相復合。術語“加速”習慣上在這里意思是從較低速齒輪傳動比向較高速齒輪傳動比變動。術語“減速”習慣上在這里意思是從較高速度齒輪傳動比向較低速度齒輪傳動比變動。術語“低速齒輪”或“低齒輪”在這里習慣上表示一種齒輪傳動比，在傳動中以相對較低的向前速度運行。(例如，一組齒輪具有輸出軸速度相對于輸入軸速度的較高的減速比。)“同步離合器裝置”和類似外來語將表示一個離合器裝置，用于一個選定的齒輪，通過一個可靠的離合器非旋轉地與一個軸連接。其中，所說的離合器直到離合器組件實際上是同步旋轉時才開始嚙合，并且相當大功率的摩擦離合器與離合器組件相連接，并在離合器嚙合開始的時候，足以使離合器組件以及所有組件旋轉，而且實際上以同步速度旋轉。
現在我們看圖1，它表示一個著名的高度商業(yè)化的18速復合傳動裝置100、傳動裝置100由一個主要傳動部分12A和一個附加傳動部分102(既有區(qū)域型又有分離器型傳動裝置)以串聯形式連接組成。典型地，傳動裝置100裝在一個單獨箱子里，包括一個輸入軸16，該軸被一個一流的發(fā)動機象狄塞爾發(fā)動機E驅動，通過一個可選擇脫開正常狀態(tài)嚙合的總摩擦離合器C，它具有輸入部分或驅動部分18與發(fā)動機轉軸20相連，被驅動部分22可旋轉地安裝到傳動輸入軸16。
在主傳動部分12A中，輸入軸16帶動輸入齒輪24實際上以完全相同的旋轉速度同時驅動許多實際完全相同的主部中101軸裝置26和26A。在傳動100圖解中，兩個實際上完全相同的主部中心軸裝置被設置在主軸28A完全相反的兩側。這個主軸通常與輸入軸16是同軸的，每一個主要部分中心軸裝置26和26A由主要部分中心軸30組成，中心軸30由在箱體H上的軸承32和34支承。它只有一部分被示意地表示出。同時為了傳動，每一個主部中心軸30設有一組完全相同的主部中心軸齒輪38、40、42、44、46和48。許多主部驅動或主軸齒輪50、56和58圍繞著主軸28A旋轉，并且通過滑動離合器60、62、64在某一時刻，為了與主軸28A同時旋轉可以有選擇地離合。這是在現有技術中公知的，離合器60也可用來離合輸入齒輪24和主軸28A，以便在輸入軸16和主軸28A之間提供直接的驅動關系。
特別是每一個主部主軸齒輪圍繞主軸28A旋轉，并不斷與相聯系的中心軸齒輪組嚙合并被它浮動支承，它的安裝方式和從此導致的特殊用途在美國專利No.3,105,395和3,335,616，它們所披露的在這里組合起來參考。典型地，離合器60、62和64通過變速叉方式軸向定位(圖中未表示)，變速叉與傳動箱的變速桿相聯(圖中未示出)。這是在現有技術中公知的。離合器60、62和64可以是公知的非同步的雙動式爪式離合器形式。
主部主軸齒輪58是一個變向齒輪，它通過常規(guī)的中間惰輪(未圖示)方式不斷地與中心軸齒輪48嚙合。應當注意到當主部12A提供5種可選向前速比時，最低向前速化，即驅動地連接主軸驅動齒輪56和主軸28A所提供的傳動比。具有如此高的齒輪減速比以至被認為是慢齒輪或“爬行”齒輪，它只被用在幾種條件下的車輛啟動，而通常不用在高速傳動區(qū)域，在低速傳動區(qū)域中不分離。據此，當主部12A提供5種向前速度時，它通常指的是4+1，主部，向前速度中只有4種與附加傳動部分102復合。
爪式離合器60，62和64是3個位置的離合器，它們可以象圖中所示被定位在中間非嚙合位置或完全向右嚙合位置或完全向左嚙合位置。
附加傳動部分102包括2個實際上完全相同的中心軸裝置104和104A，同時為了傳動每個組成包括一個附加中心軸106，該軸由傳動箱H的軸承108和110支承，它帶動3個附加部分中心軸齒輪112，114和116，附部中心軸齒輪112不斷地與附部分離器型齒輪118嚙合并支持它，118繞主軸28A旋轉，附部中心軸齒輪114不斷嚙合和支持附部分離器型/區(qū)域型齒輪120，120繞輸出軸122旋轉，在122端頭那里鄰接主軸28A的共軸端。附部中心軸齒輪116不斷地嚙合和支持附部的區(qū)域型齒輪124，124圍繞輸出軸122旋轉。因此，附部中心軸齒輪112和分離器齒輪118定義為第一齒輪對附部中心軸齒輪114和分離器/區(qū)域型齒輪120定義為第二齒輪對，附部中心軸齒輪116和區(qū)域型齒輪124定義為第三齒輪對或者是分離器型和區(qū)域型的組合型附加部分102的齒輪組。
一個兩位置的滑動爪式離合器126，用來相對于主軸28A有選擇地離合分離器型齒輪118或分離器型/區(qū)域型齒輪120，同時一個兩位置的同步裝置128被用來離合分離器型/區(qū)域型齒輪120或區(qū)域型齒輪124，該裝置有選擇地與輸出軸122連接。雙動滑動爪式離合器126的結構和功能實際上與用在傳動裝置10連接的滑動離合器96的結構和功能是完全一樣的。雙動同步離合器裝置128的結構和功能實際上與用在傳動裝置10連接的同步離合器裝置92是完全一樣的。象92和128這樣的同步離合器裝置在現有技術中是公知的。例如可參看美國專利No.4,462,489；4,125,179和2,667,955，它們所披露的在這里組合起來參考。
齒輪118為了容納支承在傳動箱中間壁H’上的軸承118B，定義了一個向前延伸的轂118A。軸承118B給主軸28A提供了一個中間支承，就象軸承34和108。
齒輪118圍繞主軸28A旋轉并且正常情況下相對于主軸自由旋轉，它通過定位器方式相對于主軸軸向定位。齒輪上的離合器齒和離合器分離推力環(huán)(圖中未表示)呈錐面146和148，它相對于主軸28A軸線傾斜35°，提供了一種有利的相互作用，趨向于抵制非同步嚙合和更趨向于引起同步旋轉。正象在美國專利No.326,5173中所詳細描述的，它所披露的在這里組合起來參考。離合器136和140設置同樣的互余的錐面。齒輪118的輪轂118A容納軸承118B，118B容納在傳動箱中間壁H’里，就象中心軸支承軸承108。
通過在前后端軸向位置那里選擇分離器型離合器126和區(qū)域型離器128的軸向位置，可以得到四種不同的主軸相對于輸出軸旋轉的傳動比。據此，附加傳動部分102是一個區(qū)域型和分離器型組合型的3組附加部分，在輸入軸(主軸28A)和輸出軸(122)之間提供了4種可選擇的速度或傳動比。主部12A提供了一種逆向速度和5種可選擇的向前速度。然而，在這些可選的前進齒輪傳動比中有一個(齒輪56)經常是一個爬行輪或低速輪，不宜用在高速區(qū)域。這樣，傳動裝置100比較合適地定為一種(4+1)×2×2型傳動。根據分開低速輪或爬行輪的客觀需要和實用性，可提供17或18種可選擇的向前速度。
離合器128(區(qū)域型離合器)應該是同步離合器，雙動離合器126(分離器型離合器)不要求同步。當然，被分離推力環(huán)定義的離合器中的一個或兩個可能具有同步型。變速傳動裝置100的變化模式在圖5中簡要圖示。在縱坐標方向劃分說明區(qū)域型變速，在橫坐標方向劃分說明分離器型變速。
選擇希望的齒輪傳動比的方法被簡單描述可參考圖5B。不考慮爬行輪和相反的傳動比，(圖中虛線所示)，假設這樣一種傳動是希望的，即通常具有相等傳動比差，主部傳動比差通常應是相等的，分離器型傳動比差通常等于主部傳動比差的平方根。區(qū)域型傳動比差等于主部傳動比差的N次冪，這里N等于發(fā)生在兩個區(qū)域的主部傳動比差的數量(例如，在(4+1)×2×2傳動中N等于4)，給定希望的理想傳動比后，選擇近似這些傳動比的傳動。
通過舉例的方法，假設齒輪118，120，124，112，114和116分別有40，38，54，41，45和19個齒，分別得到下面4種附部傳動比。
(1)離合器126與齒輪120接合，離合器128與齒輪124接合提供一種附部減速大約3.365∶1；(2)離合器126與齒輪118接合，離合器128與齒輪124接合提供一種附部減速大約2.913∶1；
(3)離合器126與齒輪120接合，離合器128與齒輪120接合提供一種附部減速大約1.000∶1；(4)離合器126與齒輪118接合，離合器128與齒輪120接合提供一種附部減速大約0.865∶1。
在前面的例子中，分離器型速比差大約是15.6％，區(qū)域型速比差大約是336.6％。這對于“4+1”主傳動部分(具有35％速比差)通常是合適的。因為1.35的平方根等于1.16，1.35的4次方大約等于3.32。圖5C說明的是傳動裝置100的各種齒輪接合對應的各種可選的前進速度。注意8-9和9-8的變速是極端復雜的，因為它們要求一個主部變速和一個區(qū)域型分離器型組合型的附加部分變速。
本發(fā)明的一個較佳實施例，高功率復合傳動裝置200在圖2和圖3中圖示，傳動裝置200包括主部212和附部302，除了提到的，功能上分別與上面描述的主部12A和附部102完全一樣。圖5A的變化模式，圖5B的比例圖表，圖5C的實況表不但適用于現有技術傳動裝置100，本發(fā)明最佳實施例傳動裝置200，也適用于將在下面被詳細描述的本發(fā)明的最佳實施例300，400，500，600和700。
本發(fā)明雖然作為一個18速復合傳動裝置被說明，它同樣適合于其它的復合傳動裝置。象那些前面提到過的美國專利No.4,944,197和5,390,561，將在下面詳細描述的傳動裝置200的零件以及傳動400，500,600和700的零件(實際上在功能和結構上與傳動裝置100的零件完全一樣)將象標號一樣被指出而不再詳細描述。
傳動裝置200是一個(4+1)×2×2型復合傳動，其特征是主部212和附部302被裝在一個一般的傳動箱214中，它具有前端壁214A，后端壁214B和部分中間壁214C。
輸入軸316帶動為了同時旋轉而安裝的輸入齒輪24，定義了一個向里延伸的減輕部分316A它直接或間接地支承主軸346的前端346A。輸出軸358從傳動裝置200的后端延伸出來為了帶動接收輸出凸緣358A的花鍵輸出軸358的里端358C設置了一個錐形表面，直接或間接支承主軸346的后端345B。輸入軸318由前端壁214A里的圓錐滾動軸承318B支承而輸出軸358由后端壁214B里的雙列圓錐滾動軸承裝置358E支承。
主軸346帶動主軸離合器60，62和64以及分離器型離合器126，主軸通常與輸入輸出軸共線，并被輸入輸出軸的里端支承。主軸齒輪50，52，54，56和58，分離器型齒輪118和分離器型/區(qū)域型齒輪120圍繞主軸旋轉，最好相對于主軸的徑向運動被限制。這些齒輪可以通過離合器60、62、64和126.有選擇地離合。區(qū)域型離合器128被輸出軸358帶動。輸出軸358被分離器型/區(qū)域型齒輪120和區(qū)域型齒輪124圍繞旋轉。離合器128使齒輪120和124對于輸出軸358有效地離合。傳動裝置200的功能和作用與上面討論的傳動裝置100是一樣的。
中心軸裝置322和360分別與上面描述的傳動裝置100的主附部中心軸裝置26和104在功能和作用上實際上是完全一樣的。簡單地說，主部中心軸324帶動安裝到那里的中心軸齒輪38，40，42，44，46和48，它們不斷地與主軸齒輪50，52，54和56嚙合，并支持主軸齒輪。主軸齒輪58通過變向惰輪57與中，心軸齒輪48嚙合。附部中心軸362帶動附部中心軸齒輪112、114和116，它們不斷地分別與分離器型齒輪118。分離器型/區(qū)域型齒輪120，區(qū)域型齒輪124嚙合。附部中心軸362的前端362A通常是管狀的并且可伸縮地圍繞主部中心軸的后端324A旋轉，并且被直接或間接地支承在其上的軸承362B上。軸承362支承主部中心軸324的前端在前壁214中，軸承362C在后端壁214B中支承附部中心軸362的后端。主部中心軸324的后端324A被在部分中心壁214C中的軸承324B支承。附部中心軸362的前端362A由軸承362B支承，由主部中心軸324的懸臂后端帶動。
輸入軸16的減徑延長部分16A帶動一個軸向滾動軸承和一個通用的軸承鋼材料的球形墊圈，它與主軸346的前端346A上的一個通用的徑向向里，軸向向后的錐形表面鄰接。區(qū)域型/分離器型齒輪120的凸緣部分圍繞主軸346的減徑后部旋轉，它也帶動兩個球形墊圈，它們分別與在主軸和輸出軸上的傾斜表面相互作用。這個發(fā)明的優(yōu)點通過詳細參看前面提到的美國專利No.5,320,013可以得到估計。
主軸346的前端直接或間接地被輸入軸316支承。因為主軸相對于輸入軸旋轉軸線的徑向運動是一個限定量。主軸的后端直接或間接地被輸出軸358支承，因為主軸相對于輸出軸358的旋轉軸線的徑向運動是一個限定量。
就象在前面提到的美國專利No.5,370,013中描述的傳動裝置，傳動裝置200，400，500，600和700的全部或部分齒輪可能是螺旋的。
因此，主軸僅由輸入輸出軸支承。最好以一定程度的徑向自由或浮動方式。滿足傳動箱無中間支承的要求，如果需要，允許通過適當的軸承移動螺旋齒輪對傳動箱施加軸向力，進一步講，通過消除主軸346對中間支承的需要，中間壁214C具有最小尺寸。
輸入軸16，主軸346、輸出軸358的詳細結構可以通過參看前面提到過的美國專利No.5,370,013，和5,390,561得到進一步理解。
這是本發(fā)明的一個重要特點，即中間壁214C和軸承324B，它支承前部或主部中心軸324的后端，它被設置在軸向距離380之內。這個距離是對離合器64要求的向前向后行程。因此，部分中間壁214和軸承324B的增加沒有增加傳動裝置200的軸向長度。和沒有中間壁的傳動裝置相比，可參看前面提到過的美國專利No.5,370,013和5,390,561。
在傳動裝置200中，變向惰輪57具有一個相對增大的周節(jié)直徑，它比逆向中心軸齒輪48的周節(jié)直徑大，它允許逆向主軸齒輪58和逆向中心軸齒輪48具有相對減小的周節(jié)直徑，這允許軸承214C的內徑裝配在逆向中心軸齒輪之上，直接形成在主部件中心軸324的外徑上，并且為了裝配需要，它允許主部逆向齒輪58通過中間壁214C的中心孔，變向惰輪57安裝在惰輪軸382上，382懸臂式安裝在傳動箱214中。
本發(fā)明的一個變換的實施例傳動裝置400可以簡要地參看圖4。傳動裝置400包括主部402和附部404，功能和結構上與上面描述的主附部212和302完全相同，除了下面特別指出的。
簡單地說，主部402與主部212的不同在于變向惰輪(未表示)，逆向中心軸齒輪48和逆向主軸齒輪58具有更慣用的周節(jié)直徑、附部404與附部302的不同僅在于附部中心軸462的前部462A通常是管形的并且可伸縮地圍繞主部中心軸324的后端旋轉。
一個變化的變向惰輪結構在圖6中說明。傳動裝置500在功能和結構上與上面描述的傳動裝置200和400完全一樣，除了變向惰輪和相關的傳動結構不同。
在傳動裝置200和400中，主軸齒輪52和54圍繞主軸346旋轉并且可以被雙動離合器62離合，同時低速輪56和逆向齒輪58圍繞主軸旋轉并且可以被由變速拔叉控制的滑動雙動離合器64離合，離合器64可以在軸向距離380內移動。主軸齒輪52，54和56分別不斷地與由主部502中心軸324帶動的中心軸齒輪42、44和46嚙合。
在傳動裝置500中，一個逆向中心軸齒輪被去掉，由一個變向惰輪軸裝置504代替，它的組成是一個惰輪軸506帶動一個惰輪508與低速中心軸齒輪46嚙合和一個惰輪510與逆向主軸齒輪58嚙合。軸506在傳動箱214中被支承。并且包括空心軸512，它由懸臂安裝的軸516上的滾針軸承514支承。逆向中心軸齒輪的除去允許軸承324B被容易地安裝到主部中心軸324的后端。
在傳動裝置500中，如果要求一個減小周節(jié)直徑的逆向主軸齒輪，惰輪510的周節(jié)直徑應等于或大于低速中心軸齒輪46的周節(jié)直徑。
附圖7A和7B圖示了另一個本發(fā)明的實施例，傳動裝置600不利用前后中心軸共線，傳動裝置600包括主部602和附部604，它們容納在一個具有前端壁214A，后端壁214B，和一個改進的部分中間壁606的普通變速箱里。
中間壁606與主部離合器64移動所需的軸向距離380在軸向上保持一致。并且它包括兩個孔608，為了容納支承主部中心軸610的后端的軸承324B。以及為容納軸承614的兩個孔612，軸承614是支承附部中心軸618的前端616的，中心孔620是為了主軸和離合器64的通過設置的。
本發(fā)明的進一步變化的實施例的傳動裝置700可以參看附圖8A，8B和8C。它與上面描述的傳動裝置600類似，傳動裝置700包括主部602與附部702，兩部分從串聯形式連接。傳動裝置700與傳動裝置600的不同在于兩個分離的軸向上偏移的部分中間壁703和704，分別與不同的稱為64和126主軸或輸出軸離合器移動所需的軸向距離380和206在軸向上對齊。并且703和704分別在軸向距離380和706內，703和704分別用來支承非共線的主部和附部中心軸610和708的里端。
通過參看圖8B和8C，中間壁703包括容納軸承324B的孔608、中間壁704包括支承軸承614的孔710。
據此，可以得到一個減小長度，高扭矩、高功率的復合變速齒輪傳動裝置，包括在前面提到過的美國專利No.5,370,013和5,390,561中描述的類型。即通過利用部分中間壁214或606支承軸承324B，軸承324B是為了支承主部或附部中心軸的里端。中間壁214C和606與主軸離合器64在軸向上保持一致。通過使部分中間壁和軸承在所需主軸離合器行程軸向距離380內，很少或沒有額外需要增加的軸向傳動裝置。
雖然本發(fā)明已經被描述得相當詳細，在不超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式上和細節(jié)上的改變，這將在后面的權利要求中予以限定。
權利要求
1 一種由多速主傳動部(212)與多速附傳動部(302)串聯聯接組成的復合車輛變速齒輪傳動裝置(200)，所述的主和附傳動部容納在一個定義了前端壁(214A)和后端壁(214B)的普通傳動箱中；所述的主傳動部的組成包括一個輸入軸(316)，為了旋轉它該軸由所述的傳動箱中的前端壁支承的輸入軸軸承裝置支承，至少一個安裝于輸入軸的輸入齒輪(24)，一個主軸(346)，它通常與輸入軸共線并且延伸到所述的附加傳動部分，實際上完全相同的主部中心軸(324)，可旋轉地支承在所述的傳動箱中并且被輸入軸驅動，許多主部中心軸齒輪(38，40，42，44，46)安裝到每一個主部中心軸上，許多主軸齒輪(50，52，54，56)，圍繞所述主軸旋轉并且不斷的與成對的主部中心軸齒輪嚙合，以及主部離合器裝置(60，62，64)由所述的主軸帶動，它是為了有選擇的安裝主軸齒輪到主軸上并與其同時旋轉；所述的附加傳動部的組成包括許多實際上完全相同的附部中心軸(362)與主部中心軸共線并且可旋轉地支承在所述的變速箱里，一個輸出軸，它通常與所述的主軸共線并且旋轉地支承在箱子的后端壁(214B)的支承輸出軸軸承裝置(358E)上，附加部分中心軸齒輪(112，114，116)安裝到每一個附部中心部上，至少一個附部中心齒輪(118，120，124)它通常與所述的輸出軸共軸并且不斷的與一對附部中心軸齒輪嚙合以及附部離合器裝置(126，128)相對于主軸和輸出軸，可選擇地離合至少一附部中心齒輪所述的傳動裝置的特征在于所述的主部和附部共線的中心軸在所述的變速箱里通過軸承裝置(362B)可以獨立的旋轉并且定義了中心軸的共線裝置，中心軸僅由安裝在變速箱中的前端壁和后端壁上的軸承裝置(362，362C)和安裝在中間壁(214C)上的中間軸承裝置(324B)支承，箱壁軸向上與所述的主部離合器裝置之一對齊。
2 如權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于所述的主軸在傳動箱中僅由所述的輸入軸和輸出軸支承。
3 如權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于主軸離合器之一(64)可以在軸向距離(380)內有選擇的移動，可相對于主軸選擇是否接合最低向前傳動比主軸齒輪(56)和逆向傳動比主軸齒輪(58)，中間軸承裝置和中間箱壁在所述的軸向距離內。
4 如權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于主軸離合器之一(64)可以在軸向距離(380)內有選擇的移動，可相對于主軸選擇是否接合最低向前傳動比主軸齒輪(56)和逆向傳動比主軸齒輪(58)，中間軸承裝置和中間箱壁在所述的軸向距離內。
5 如權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于；主傳動部和附傳動部中心軸之一定義了一個通用的管形部分(362，462A)，其可伸縮地圍繞主傳動部和附傳動部中心軸的其它部分旋轉。
6 如權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于主傳動部和附傳動部中心軸之一定義了一個通用的管形部分(362A/462A)，其可伸縮地圍繞主傳動部和附傳動部中心軸的其它部分旋轉。
7 如權利要求3所述的傳動裝置，其特征在于主傳動部和附傳動部中心軸之一定義了一個通用的管形部分(362A/462A)，可其伸縮地圍繞主傳動部和附傳動部中心軸的其它部分旋轉。
8 如權利要求4所述的傳動裝置，其特征在于主傳動部和附傳動部中心軸之一定義了一個通用的管形部分(362A/462A)，其可伸縮地圍繞主傳動部和附傳動部中心軸的其它部分旋轉。
9 如權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
10 如權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
11 如權利要求4所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
12 如權利要求6所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
13 由多速主傳動部與多速附傳動部串聯聯接組成的復合車輛變速齒輪傳動裝置，所述的主和附傳動部容納在一個定義了前端壁和后端壁的普通傳動箱中；所述的主傳動部的組成包括一個輸入軸，為了旋轉它該軸由所述的傳動箱中的前端壁支承的輸入軸軸承裝置支承，至少一個可安裝于輸入軸的輸入齒輪，一個主軸，它通常與輸入軸共線并且延伸到所述的附加傳動部分，許多實際上完全相同的主部中心軸，可旋轉地支承在所述的傳動箱中并且被輸入軸驅動，許多主部中心軸齒輪安裝到每一個主部中心軸上，許多主軸齒輪圍繞所述的主軸旋轉并且不斷的與成對的主部中心軸齒輪嚙合，以及主部離合器裝置由所述的主軸帶動，同時旋轉并相對于它軸向移動，它是為了有選擇的安裝主軸齒輪到主軸上并與其同時旋轉；所述的附加傳動部的組成包括許多實際上完全相同的附部中心軸與主部中心軸共線并且可旋轉地支承在所述的變速箱里，一個輸出軸，它通常與所述的主軸共線并且旋轉地支承在箱子的后端壁的支承輸出軸軸承裝置上，附加部分中心軸齒輪安裝到每一個附部中心軸上，至少一個附部中心齒輪，它通常與所述的輸出軸共軸并且不斷的與一對附部中心軸齒輪嚙合，以及附部離合器裝置。可相對于主軸和輸出軸有選擇地離合至少一附部中心齒輪，所述的傳動裝置的特征在于所述的主部和附部共線的中心軸在所述的變速箱里可以獨立地旋轉，附部中心軸的前端具有一個通用的管狀軸并且通過延伸到那里的軸承裝置(326B)，可伸縮地圍繞主部中心軸的后端旋轉，并且定義一個中心軸的共線裝置，中心軸僅由安裝在箱子中的前端壁和后端壁上的軸承裝置和安裝在中間壁上的中間軸承裝置支承，中間箱壁軸向上與所述的主部離合器裝置之一對齊；所述的主軸在傳動箱中僅由所述的輸入軸和輸出軸支承。
14 如權利要求13所述的傳動裝置，其特征在于主軸離合器之一(64)可以在軸向距離(380)內有選擇的移動，可相對于主軸選擇是否接合最低向前傳動比主軸齒輪(56)和逆向傳動比主軸齒輪(58)，中間軸承裝置和中間箱壁在所述的軸向距離內。
15 如權利要求13所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
16 如權利要求14所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
17 由多速主傳動部與多速附傳動部串聯聯接組成的復合車輛變速齒輪傳動裝置，所述的主和附傳動部容納在一個定義了前端壁和后端壁的普通傳動箱中；所述的主傳動部的組成包括一個輸入軸，為了旋轉它該軸由所述的傳動箱中的前端壁支承的輸入軸軸承裝置支承，至少一個可安裝于輸入軸的輸入齒輪，一個主軸，它通常與輸入軸共線并且延伸到所述的附加傳動部分，許多實際上完全相同的主部中心軸，可旋轉地支承在所述的傳動箱中并且被輸入軸驅動，許多主部中心軸齒輪安裝到每一個主部中心軸上，許多主軸齒輪圍繞所述的主軸旋轉并且不斷的與成對的主部中心軸齒輪嚙合，以及主部離合器裝置由所述的主軸帶動，同時旋轉并相對于它移動，它是為了有選擇的安裝主軸齒輪到主軸上并與其同時旋轉；所述的附加傳動部的組成包括許多實際上完全相同的附部中心軸與主部中心軸非共線并且可旋轉地支承在所述的變速箱里，一個輸出軸，它通常與所述的主軸共線并且旋轉地支承在箱子的后端壁的支承輸出軸軸承裝置上，附加部分中心軸齒輪安裝到每一個附部中心軸上，至少一個附部中心齒輪，它通常與所述的輸出軸共軸并且不斷的與一對附部中心軸齒輪嚙合，以及附部離合器裝置可相對于主軸和輸出軸，所述的傳動裝置其特征在于所述的主部和附部中心軸在所述的變速箱中可以獨立地旋轉，主部中心軸的后端和附部中心軸的前端在傳動箱中由安裝在中間壁上的軸承裝置可旋轉地支承，中間壁軸向上與主部離合器裝置之一對齊，主部離合器可在軸向距離(380)內移動來選擇是否與主軸接合最低向前傳動比主軸齒輪(56)和逆向傳動比主軸齒輪(58)；所述的主軸在傳動箱中僅由所述的輸入軸和輸出軸支承；逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪至少比主部中心軸齒輪中的一個具有較大的周節(jié)直徑。
18 由多速主傳動部與多速附傳動部串聯聯接組成的復合車輛變速齒輪傳動裝置，所述的主和附傳動部容納在一個定義了前端壁和后端壁的普通傳動箱中；所述的主傳動部的組成包括一個輸入軸，為了旋轉它該軸由所述的傳動箱中的前端壁支承地輸入軸軸承裝置支承，至少一個可安裝于輸入軸的輸入齒輪，一個主軸，它通常與輸入軸共線并且延伸到所述的附加傳動部分，許多實際上完全相同的主部中心軸，可旋轉地支承在所述的傳動箱中并且被輸入軸驅動，許多主部中心軸齒輪安裝到每一個主部中心軸上，許多主軸齒輪圍繞所述的主軸旋轉并且不斷的與成對的主部中心軸齒輪嚙合，以及主部離合器裝置由所述的主軸帶動同時旋轉并相對于它移動，它是為了有選擇的安裝主軸齒輪到主軸上并與其同時旋轉；所述的附加傳動部的組成包括許多實際上完全相同的附部中心軸，該軸與主部中心軸非共線并且可旋轉地支承在所述的變速箱里，一個輸出軸，它通常與所述的主軸共線并且旋轉地支承在箱子的后端壁的支承輸出軸軸承裝置上，附加部分中心軸齒輪安裝到每一個附部中心軸上，至少一個附部中心齒輪，它通常與所述的輸出軸共軸并且不斷的與一對附部中心軸齒輪嚙合，以及附部離合器裝置?？上鄬τ谳S和輸出軸有選擇地離合至少一個附部中心齒輪；所述的傳動裝置，其特征在于所述的主部和附部中心軸在所述的箱子中可以獨立的旋轉，主部中心軸的后端在傳動箱中由第一中間壁上的第一軸承裝置支承，中間壁軸向上與第一離合器對齊，附部中心軸的前端在傳動箱中由第二中間壁上的第二軸承裝置支承，中間壁軸向上與第二離合器對齊；所述的主軸在傳動箱中僅由所述的輸入軸和輸出軸支承。
19 如權利要求18所述的傳動裝置，其特征在于主軸離合器之一(64)可以在軸向距離(380)內有選擇的移動，可相對于主軸選擇是否接合最低向前傳動比主軸齒輪(56)和逆向傳動比主軸齒輪(58)，所述的第一中間軸承裝置和第一中間箱壁在所述的軸向距離內。
20 如權利要求18所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪，它不斷地與一個惰輪嚙合，所述的惰輪至少比主部中心軸齒輪之一具有較大的周節(jié)直徑。
21 如權利要求18所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪(58)，它不斷地與一個惰輪(57)嚙合，惰輪不斷地與一個逆向主部中心軸齒輪(48)嚙合，所述的惰輪比逆向主部中心軸齒輪具有較大的周節(jié)直徑。
22 如權利要求1所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪，它不斷地與一個惰輪嚙合，所述的惰輪至少比主部中心軸齒輪之一具有較大的周節(jié)直徑。
23 如權利要求2所述的傳動裝置，其特征在于主軸齒輪之一是一個逆向傳動比齒輪，它不斷地與一個惰輪嚙合，所述的惰輪至少比主部中心軸齒輪之一具有較大的周節(jié)直徑。
24 由多速主傳動部與多速附傳動部串聯聯接組成的復合車輛變速齒輪傳動裝置，所述的主和附傳動部容納在一個定義了前端壁和后端壁的普通傳動箱中；所述的主傳動部的組成是一個輸入軸，為了旋轉它該軸由所述的傳動箱中的前端壁支承的輸入軸軸承裝置支承，至少一個可安裝于輸入軸的輸入齒輪，一個主軸，它通常與輸入軸共線并且延伸到所述的附加傳動部分，許多實際上完全相同的主部中心軸，可旋轉地支承在所述的傳動箱中并且被輸入軸驅動，許多主部中心軸齒輪安裝到每一個主部中心軸上，許多主軸齒輪圍繞所述的主軸旋轉并且不斷的與成對的主部中心軸齒輪嚙合，以及主部離合器裝置由所述的主軸帶動。同時旋轉并相對于它移動，它是為了有選擇的安裝主軸齒輪到主軸上并與其同時旋轉；所述的附加傳動的組成包括一個附部中心軸可旋轉地支承在所述的箱子里，一個輸出軸，它通常與所述的主軸共線并且旋轉地支承在箱子的后端壁的支承輸出軸軸承裝置上，附加部分中心軸齒輪安裝到附部中心軸上，至少一個附部中心齒輪，它通常與所述的輸出軸共軸并且不斷的與附部中心軸齒輪中的一個嚙合，以及附部離合器裝置可相對于主軸和輸出軸有選擇地離合至少一個附部中心齒輪所述的傳動裝置，其特征在于所述的主部和附部中心軸在所述的箱子中可以獨立的旋轉，主部中心軸的后端和附部中心軸的前端在傳動箱中由安裝在中間壁上的中間軸承裝置可旋轉地支承，中間壁軸向上與主部離合器裝置對齊；所述的主軸在傳動箱中僅由所述的輸入軸和輸出軸支承；主部齒輪之一是逆向傳動比齒輪，它不斷地與一個惰輪嚙合，惰輪至少比主部中心軸齒輪中的一個具有較大的周節(jié)直徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高功率復合傳動裝置(200/400)，它與現有技術的傳動裝置相比具有較輕的重量，較短的軸向長度。在一個實施例中，本發(fā)明的復合傳動裝置利用共線的主部和附部中心軸(324，362)和定義了一個中心軸裝置，它僅由傳動箱(214)中的前后端壁(214A，214B)的軸承和部分中間壁(214C)支承的中間軸承裝置支承，中間壁軸向上與主軸離合器的軸向移動距離對齊。主軸(346)僅在它的前后端上由輸入軸(16)的后端和輸出軸(358)的前端支承。
文檔編號F16H57/02GK1167222SQ9710470
公開日1997年12月10日 申請日期1997年2月13日 優(yōu)先權日1996年2月13日
發(fā)明者J·D·雷諾茲, A·C·斯坦恩 申請人:易通公司