齒輪箱裝置製造方法
2023-12-02 01:19:51 1
齒輪箱裝置製造方法
【專利摘要】一種齒輪箱裝置，同步器固定在動力輸入軸上，隨動力輸入軸一起旋轉；輸入齒輪空套在動力輸入軸上，能相對於動力輸入軸自由旋轉；輸出齒輪固定在動力輸出軸上，隨動力輸出軸一起旋轉。輸入齒輪與第一齒輪和第二齒輪嚙合，輸出齒輪與第三齒輪和第四齒輪嚙合，第一齒輪和第三齒輪固定在第一中間軸上而能夠同步旋轉，第二齒輪和第四齒輪固定在第二中間軸上而能夠同步旋轉。同步器能與輸入齒輪或輸出齒輪連接。該裝置大幅度降低同步器同步過程中需要克服的轉動慣量，增加同步器壽命，降低換檔力。該裝置既可以單獨使用，也可以做為多檔變速箱的前置副箱或後置副箱使用。
【專利說明】齒輪箱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及齒輪傳動【技術領域】，具體地涉及一種齒輪箱裝置(齒輪變速器裝置)。【背景技術】
[0002]齒輪變速器是具有多於一個齒輪速比的齒輪箱，它用於改變旋轉動力(動力源可以是發動機，或其他電機)的轉速和扭矩。變速器常應用於車輛，來調節發動機的輸出轉速和扭矩。在不同齒輪速比下工作時，可改變車輛的速度區間，也就是俗稱的換檔。
[0003]為了獲得更多的檔位選擇，同時又考慮成本的有效控制和空間的利用，兩速比變速器的應用以及優化就變得十分重要。兩速比變速器不但可以獨立應用，還可以附在某個多檔位變速器之前或者之後來使用，這樣可將多檔位變速器的檔位數增加一倍。
[0004]兩速比變速器可以使用多個中間軸(又稱副軸)並列傳遞功率的布局，這樣對每根中間軸及其齒輪的強度要求可以降低，同時縮短了變速器的軸向尺寸，因而能有效減小齒輪箱整體的尺寸和重量。但是，如果齒輪嚙合不理想，一個齒輪就會比其他齒輪優先嚙合，從而承受大部分負載，於是在實際設計過程中必須提高其安全係數，這就降低了多中間軸方式的優越性，所以常規齒輪箱中只設置兩根中間軸。
[0005]參照圖1，在已有專利的雙中間軸變速器中，同步器1100固定在動力輸出軸1000上，輸出齒輪900空套在動力輸出軸1000上，輸入齒輪200與動力輸入軸100固連，於是同步器1100在同步輸出齒輪900的過程中，需要額外克服副箱的兩根中間軸500、600以及其上所有齒輪300、400、700、800的轉動慣量做功，這就要求換擋力增大，從而導致同步器1100壽命下降，或者要求同步器1100容量的提高，從而對同步器1100成本或者體積有了更高要求。注意，在圖1中，箭頭RlOO示出輸入載荷，R200示出輸出載荷。
【發明內容】
[0006]為解決上述現有技術中存在的問題而作出本發明。
[0007]具體地，本發明是為了克服在現有的變速器中，同步器同步時所需克服的轉動慣量大，換擋力大，同步器壽命低等缺點，而提出一種採用全新的同步器布局方式的齒輪箱裝置(有時也稱為變速器裝置)。該裝置大幅度降低換擋轉動慣量，降低換擋力，延長同步器壽命，降低成本。
[0008]為實現至少一個上述目的，本發明可以採用如下方案實施。
[0009]—種齒輪箱裝置，同步器固定在動力輸入軸上，隨所述動力輸入軸一起旋轉；輸入齒輪空套在所述動力輸入軸上，能相對於所述動力輸入軸自由旋轉；輸出齒輪固定在動力輸出軸上,隨所述動力輸出軸一起旋轉。
[0010]優選地，所述輸入齒輪與第一齒輪和第二齒輪嚙合，所述輸出齒輪與第三齒輪和第四齒輪嚙合，所述第一齒輪和所述第三齒輪固定在第一中間軸上而能夠同步旋轉，所述第二齒輪和所述第四齒輪固定在第二中間軸上而能夠同步旋轉。
[0011]優選地，所述同步器能與所述輸入齒輪或所述輸出齒輪連接。[0012]所述輸入齒輪可以是普通的直齒輪或者斜齒輪，優選地，所述輸入齒輪是圓柱齒輪、雙聯齒輪或者人字齒輪。
[0013]優選地，所述動力輸入軸和所述動力輸出軸在同一軸線上，所述第一中間軸的軸線和所述第二中間軸的軸線與所述動力輸出軸的軸線平行，並且三條軸線可以在同一平面中，當然，三條軸線也可以不在一平面中。
[0014]優選地，所述輸入齒輪可以通過花鍵與所述同步器的結合齒連接，當然，也可以用其他方式連接。
[0015]優選地，所述同步器的同步轂固定在所述動力輸入軸上，可選地，所述同步器為雙錐同步器，通過花鍵固定在所述動力輸入軸上，當然，也可以用其他方式連接。
[0016]優選地，所述動力輸出軸通過花鍵與輸出法蘭連接。
[0017]優選地,對所述動力輸入軸和/或所述動力輸出軸和/或所述第一中間軸和/或所述第二中間軸採用圖5所示的軸承定位支撐。
[0018]優選地，所述齒輪箱裝置可以附在某個變速器之前或者之後使用，也可以與其它結構的齒輪箱集成使用。
[0019]本發明具有如下優點:該裝置大幅度降低同步器同步過程中需要克服的轉動慣量，增加同步器壽命，降低換檔力；該裝置既可以單獨使用，也可以附在某個變速器之前或者之後使用，也可以與其它結構的齒輪箱集成使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為根據現有技術的齒輪箱裝置。
[0021]圖2為根據本發明的齒輪箱裝置的第一結構示意圖。
[0022]圖3為根據本發明的齒輪箱裝置的第二結構示意圖。
[0023]圖4為根據本發明的齒輪箱裝置的實施例1的結構示意圖。
[0024]圖5為根據本發明的齒輪箱裝置的實施例2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面參照圖2至圖5說明本發明的原理及示例性實施方式。
[0026]在附圖中，相同或相似的部件由相同的附圖標記示出，並且有時不作重複說明。另夕卜，圖中僅示出與本發明密切相關的部件，對於圖中未具體示出或雖示出但未作具體說明的部件，本領域的技術人員根據其技術知識和本發明的教導，當然可以理解其具體構作，並可以作出與本發明相同或不同的安排。
[0027]參照圖2至圖3，本發明提供一種齒輪箱裝置(有時也稱為變速器裝置)，同步器11固定在動力輸入軸(有時簡稱為輸入軸)I上，隨動力輸入軸I 一起旋轉；輸入齒輪2空套在動力輸入軸10上，能相對於動力輸入軸I自由旋轉；輸出齒輪9固定在動力輸出軸(有時簡稱為輸出軸)10上，隨動力輸出軸10 —起旋轉。
[0028]輸入齒輪2與第一齒輪3和第二齒輪4嚙合,輸出齒輪9與第三齒輪7和第四齒輪8嚙合，第一齒輪3和第三齒輪7固定在第一中間軸5上而能夠同步旋轉，第二齒輪4和第四齒輪8固定在第二中間軸6上而能夠同步旋轉。
[0029]在圖3中，輸入齒輪2為雙聯齒輪，當然，本發明不限於此。[0030]該變速器裝置實現變速比的途徑是:
[0031]1、輸入載荷Rl驅動輸入軸1，帶動同步器11旋轉，同步器11與輸入齒輪2連接，並由輸入齒輪2帶動齒輪3和齒輪4旋轉，齒輪3、4分別帶動其所在的軸5、6旋轉，從而帶動齒輪7和齒輪8旋轉，最終由齒輪7和齒輪8帶動輸出齒輪9旋轉，最終帶動輸出軸10將功率輸出(輸出載荷R2)；
[0032]2、輸入載荷驅動輸入軸1，帶動同步器11旋轉，同步器11與輸出齒輪9連接，輸出齒輪9帶動輸出軸10，輸出功率。
[0033]同步器11的同步轂安裝在動力輸入軸I上的結構，大幅降低了換檔時，同步器11需要克服的轉動慣量，減小了換檔力；或者，維持同樣的手柄力和換檔周期，可採用更小同步器尺寸，降低同步器成本，以及變速器整體尺寸和重量。
[0034]改進後的變速器，既可將輸入和動力源直接連接、輸出軸和負載直接連接而使用，也可以和其他齒輪箱或變速器結合使用，例如可以附在某個變速器之前或者之後使用，也可以與其它結構的傳動集成在一個箱體內使用。
[0035]下面參照圖4和圖5說明本發明的實施例1和2。
[0036] (參照圖4)
[0037]此處列舉的實例是本發明的一個可實用的兩速比變速器結構，它只是為了詳細說明本發明，是本發明的一種應用，並不能認為是限制本發明。
[0038]本實施例的變速器中共有四根軸:輸入軸1，輸出軸10，兩根中間軸5、6。
[0039]輸入軸I是變速器動力的輸入軸。
[0040]輸出軸10輸出動力，與輸入軸I在同一軸線上。
[0041]兩個中間軸5、6的軸線與輸出軸10的軸線平行，且三條軸線在同一平面上。
[0042]變速器有兩個齒輪副:輸入齒輪副2與輸出齒輪副9。
[0043]輸入齒輪副2例如為通過花鍵與同步器11的結合齒連接的人字齒輪，與安裝在中間軸5、6上的兩個齒輪3、4同時嚙合；這兩個齒輪3、4通過過盈配合與中間軸5、6固連；中間軸5、6上的兩個齒輪3、4的螺旋角正好相反，分別與人字齒輪2的兩側嚙合。
[0044]輸出齒輪副9:分別安裝在兩個中間軸5、6上的兩個齒輪7、8 —起驅動與它們嚙合的安裝在輸出軸10上的齒輪9，並且帶動輸出軸10 —同轉動；中間軸5、6上的齒輪7、8通過過盈配合與中間軸5、6固連；輸出軸10上的齒輪9也通過過盈配合與輸出軸10固連。
[0045]變速器內有一個同步器11。
[0046]本實施例使用的是一個雙錐同步器，通過花鍵連接在輸入軸I上，通過結合齒選擇與輸出軸10連接或與輸入齒輪2連接；其中與輸入齒輪2相連接的結合齒是空套在輸入軸I上，通過花鍵與輸入齒輪2連接。
[0047]變速器內有七處使用軸承:
[0048]輸入軸前軸承:為一雙列圓柱滾子軸承，限制輸入軸前端的徑向位移，並通過軸肩限制輸入軸I的軸向位移。
[0049]輸出軸前軸承:外圈連接輸入軸末端內孔，內圈連接輸出軸前端外圓，限制它們的徑向位移以及軸向位移。
[0050]輸出軸後軸承:一對圓柱滾子錐軸承，以面對面的安裝方式一同安裝在輸出軸10上，限制其徑向位移及軸向位移。[0051]中間軸軸承:兩對圓柱滾子錐軸承，以背靠背安裝方式分別安裝在每根中間軸5、6的兩端，限制了副箱中間軸5、6的徑向位移與軸向位移。
[0052]本實施例中，輸出軸10上還通過花鍵連接了一個輸出法蘭。
[0053]這種結構下，無論使用變速器的哪一檔速比，同步器11同步過程中都只需要克服自身及輸入軸I的轉動慣量，與傳統結構相比，大幅減輕了同步器的負擔。
[0054] (參照圖5)
[0055]本發明也可以作為一個附在某個變速器之前或者之後來使用，也可以與其它結構的傳動系統集成在一個箱體內使用，圖5給出了作為一個後置結構的實例。
[0056]本實施例中使用的多檔位變速器為一雙中間軸多檔位變速器。
[0057]主箱Xl的輸出軸直接延伸進副箱X2 (本發明)，作為副箱的輸入軸I ;
[0058]主箱的兩個中間軸末端通過花鍵與副箱中新增的兩根長軸5、6連接，用來傳遞功率給取力器，以滿足汽車其他功能在動力上額外的需求(例如自卸車翻鬥、消防車噴水、水泥攪拌車轉動、廂式貨車製冷等)；
[0059]主箱其他結構在此不累贅敘述，附在某個變速器之前或者之後使用，也可以與其它結構的傳動集成在一個箱體內使用，結構與上文所述實施例1相同。
[0060]在本結構中，同步器同步過程中需要克服的轉動慣量，與傳統結構相比，只增加了同步器同步轂的轉動慣量，但卻免除了傳統結構中輸入齒輪副、輸出齒輪副以及兩根中間軸的轉動慣量，從而大幅度地減輕了傳統結構同步器的換擋負擔。
[0061]上面參照【專利附圖】
【附圖說明】了本發明的優選實施方式，但是，應當理解，上述說明僅是示例性的。本領域的技術人員可以在不脫離本發明的精神和範圍的前提下，對本發明作出各種修改和變型。本發明的保護範圍由所附的權利要求書限定。
【權利要求】
1.一種齒輪箱裝置，其特徵在於，同步器固定在動力輸入軸上，隨所述動力輸入軸一起旋轉；輸入齒輪空套在所述動力輸入軸上，能相對於所述動力輸入軸自由旋轉；輸出齒輪固定在動力輸出軸上，隨所述動力輸出軸一起旋轉。
2.根據權利要求1所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述輸入齒輪與第一齒輪和第二齒輪嚙合，所述輸出齒輪與第三齒輪和第四齒輪嚙合，所述第一齒輪和所述第三齒輪固定在第一中間軸上而能夠同步旋轉，所述第二齒輪和所述第四齒輪固定在第二中間軸上而能夠同步旋轉。
3.根據權利要求2所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述同步器能與所述輸入齒輪或所述輸出齒輪連接。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述輸入齒輪是圓柱齒輪、雙聯齒輪或者人字齒輪。
5.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述動力輸入軸和所述動力輸出軸在同一軸線上，所述第一中間軸的軸線和所述第二中間軸的軸線與所述動力輸出軸的軸線平行，並且這三條軸線在一個平面內，或者不在一個平面內。
6.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述輸入齒輪與所述同步器的結合齒連接。
7.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述同步器的同步轂固定在所述動力輸入軸上。
8.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述動力輸出軸與輸出法蘭連接。
9.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述動力輸入軸和/或所述動力輸出軸和/或所述第一中間軸和/或所述第二中間軸均有定位軸承。
10.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪箱裝置，其特徵在於，所述齒輪箱裝置被單獨使用，或者附在某個變速器之前、之後使用，或者與其它結構的齒輪箱在一個箱體內使用。
【文檔編號】F16H57/023GK103453085SQ201210247849
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年7月18日 優先權日:2012年6月1日
【發明者】湯姆斯·邁克·哈迪 申請人:賽瑪特傳動技術(北京)有限公司