專利名稱：一種16檔汽車變速器的制作方法
一種16檔汽車變速器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車變速器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種16檔汽車變速器。
背景技術(shù)：
隨著重卡行業(yè)和零部件行業(yè)的迅速發(fā)展，相關(guān)行業(yè)法規(guī)和日益成熟的消費(fèi)需求對現(xiàn)代卡車提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在節(jié)能、環(huán)保、操縱舒適性、運(yùn)載效率、可靠性、可維護(hù)性等方面。作為重卡動(dòng)力總成的重要組成部分，變速器也在朝著多檔位、大速比范圍、小級差、輕量化、低噪音、操縱更輕便舒適的方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種16檔汽車變速器，其具有新的結(jié)構(gòu)布置、較多的檔位、 大速比范圍和小的速比級差，可以讓實(shí)際換擋曲線更加趨近于理論最佳換擋曲線，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種16檔汽車變速器，包括從輸入端到輸出端依次設(shè)置的一軸、二軸和副箱主軸；一軸上空套有一軸分速齒輪和一軸齒輪，一軸分速齒輪和一軸齒輪之間裝有第一鎖銷式同步器；二軸上空套有三檔齒輪、二檔齒輪、一檔齒輪和倒檔齒輪，二軸上裝有第一雙錐面鎖環(huán)式同步器和第二雙錐面鎖環(huán)式同步器，第一雙錐面鎖環(huán)式同步器位于一軸齒輪與三檔齒輪之間，第二雙錐面鎖環(huán)式同步器位于二檔齒輪和一檔齒輪之間；副箱驅(qū)動(dòng)齒輪通過花鍵固定于二軸末端；副箱主軸減速齒輪通過花鍵墊片支撐在副箱主軸上，副箱主軸上安裝有第二鎖銷式同步器，所述第二鎖銷式同步器位于副箱驅(qū)動(dòng)齒輪與副箱主軸減速齒輪之間；一軸齒輪與花鍵墊片通過花鍵聯(lián)接，由第一推力滾子軸承和隔套軸向定位。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于副箱驅(qū)動(dòng)齒輪與副箱主軸之間設(shè)有第二推力滾子軸承。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于中間軸上設(shè)有與一軸分速齒輪、一軸齒輪、三檔齒輪、二檔齒輪、一檔齒輪和倒檔齒輪分別常嚙合的齒輪；中間軸上與一檔齒輪、二檔齒輪和倒檔軸齒常嚙合的齒輪與中間軸制為一體，其余齒輪過盈安裝于中間軸上，并通過定位銷在軸向和圓周方向定位。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述第二鎖銷式同步器為增強(qiáng)型鎖銷式同步器，其錐面粘結(jié)有金屬摩擦層。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于還包括依次固定連接的離合器殼體、主箱殼體和后蓋殼體；一軸、二軸和副箱主軸分別設(shè)置于離合器殼體、主箱殼體和后蓋殼體內(nèi)；前副箱氣缸設(shè)置于離合器殼體前段，前副箱氣缸的頂部設(shè)置有位于離合器殼體外部的控制閥；前副箱氣缸內(nèi)設(shè)直有如副箱O型圈和如副箱活塞。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于壓板通過螺栓連接在主箱殼體的隔墻上，壓板與主箱殼體之間設(shè)有互鎖板，互鎖板可以在壓板與主箱殼體的隔墻之間自由滑動(dòng)；副箱撥叉軸上連接的副箱撥叉掛檔不到位時(shí)，主箱撥叉軸被互鎖板卡住不能前后滑動(dòng)進(jìn)行換擋。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于輸出軸的前端設(shè)置有內(nèi)孔，該內(nèi)孔內(nèi)安裝有無外圈圓柱滾子軸承，二軸末端與無外圈圓柱滾子軸承的內(nèi)圈相配合。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于撥叉軸兩端通過滑動(dòng)軸承或耐磨襯套支撐在離合器殼體和主箱殼體的隔墻上。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)主副箱三段式結(jié)構(gòu)布置變速 器三段筒式殼體由離合器殼體、主箱殼體、后蓋組成，其中離合器殼體帶了一段主箱殼體，主箱殼體帶了一段副箱殼體。(2)輪系的軸向力平衡設(shè)計(jì)本發(fā)明設(shè)計(jì)的輸入軸齒輪受力和主軸齒輪受力方向相反、大小相等，理論上實(shí)現(xiàn)受力平衡，改善了輸入軸軸承、副箱驅(qū)動(dòng)輪軸承的常受力工況；副箱也可以采用類似原理的設(shè)計(jì)，使驅(qū)動(dòng)齒輪和副箱減速齒輪產(chǎn)生的軸向力平衡。(3)前副箱氣缸布置方案本發(fā)明設(shè)計(jì)的前副箱氣缸布置在離合器殼體內(nèi)，隨動(dòng)閥布置在氣缸上方、離合器殼體外部。這樣，當(dāng)前副箱O型圈損壞時(shí)，可以拆去前副箱活塞更換，避免將變速器全部拆解，提高了變速器的可維修性。(4)本發(fā)明中設(shè)計(jì)了主箱和副箱的互鎖結(jié)構(gòu)，如果副箱掛檔不到位，主箱不能掛檔，這樣可以避免誤操作帶來的副箱同步器故障。(5)本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的中間齒輪和中間軸的聯(lián)接方式中間軸齒輪以一定的過盈量與中間軸相配合并以圓柱銷聯(lián)接，保證在中間軸上的圓周和軸向定位。傳統(tǒng)的中間軸齒輪和中間軸之間的連接件是四方鍵或月牙鍵，不能承受斜齒輪的軸向力?；蛘邇烧吆附?，不易拆卸。(6)本發(fā)明設(shè)計(jì)了強(qiáng)制潤滑結(jié)構(gòu)潤滑油泵布置在右上中間軸(從后向前看)前端。通過潤滑油路將壓力油輸送到變速器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件，改善變速器潤滑。(7)本發(fā)明中，撥叉軸支撐在離合器殼體和主箱殼體的隔墻上。本發(fā)明一種三段式筒式結(jié)構(gòu)的16檔手動(dòng)變速器，2x4x2結(jié)構(gòu)，是一個(gè)新的主副箱雙中間軸全斜齒變速器的三段式結(jié)構(gòu)平臺(tái)；較多的檔位、大速比范圍和小的速比級差可以讓實(shí)際換擋曲線更加趨近于理論最佳換擋曲線，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性；輕量化的壓鑄鋁合金殼體設(shè)計(jì)，可以在保證強(qiáng)度和外觀質(zhì)量的情況下，大幅度減小變速器總重，提高車輛運(yùn)載效率。

圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是圖I的右視圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。參見圖1，本發(fā)明一種16檔汽車變速器是由前副箱2、主箱10和后副箱13構(gòu)成的2x4x2結(jié)構(gòu)，整體為三段式筒式結(jié)構(gòu)，即如圖I所示的離合器殼體23、主箱殼體20和后蓋殼體18。在變速器中，一軸25、二軸5及副箱主軸34上的齒輪均呈徑向浮動(dòng)狀態(tài)，一軸齒輪27與花鍵墊片28通過花鍵聯(lián)接并空套在一軸25上，由推力滾子軸承總成22、隔套35進(jìn)行軸向定位；一軸分速齒輪26亦空套在一軸25上；強(qiáng)制潤滑油泵17布置在右上中間軸端(從法蘭盤41向一軸25看)；從潤滑油泵17流出的帶有壓力的齒輪油經(jīng)過潤滑油路對變速器內(nèi)的部件進(jìn)行潤滑；一軸25和二軸5上分別加工有軸向和徑向潤滑油孔；一軸齒輪27和一軸分速齒輪26之間裝有鎖銷式同步器1，該同步器為氣操縱，由布置在離合器殼體內(nèi)的氣缸3通過撥叉4進(jìn)行掛檔。中間軸36上的齒輪除一檔、二檔和倒檔軸齒(分別與二軸齒輪30、31和32嚙合的軸齒)與中間軸制為一體外，均以一定的過盈量與中間軸36相配合，并以定位銷21實(shí)現(xiàn)在中間軸36上的軸向和圓周方向的定位。二軸5上的三檔齒輪6、二檔齒輪31、一檔齒輪30、倒檔齒輪32空套在二軸5上，由花鍵墊片37和二軸上的長六角鍵7進(jìn)行軸向定位，無需進(jìn)行軸向調(diào)整，所有齒輪在二軸5上呈徑向浮動(dòng)狀態(tài)。二軸5上裝有第一雙錐面鎖環(huán)式同步器8、第二雙錐面鎖環(huán)式同步器9。在后副箱中，副箱驅(qū)動(dòng)齒輪33與二軸5通過花鍵聯(lián)結(jié)。副箱中間軸傳動(dòng)齒輪38焊接在副箱中間軸39上。副箱主軸減速齒輪16通過花鍵墊片40支撐在副箱主軸34上，并且齒輪在徑向也可以浮動(dòng)，后副箱采用增強(qiáng)型鎖銷式同步器12，錐面粘接金屬摩擦材料，可靠性高。主、副變速器內(nèi)所有齒輪均為斜齒設(shè)計(jì)，且采用磨齒加工，總重合度大，齒輪嚙合平穩(wěn)、噪音小。副箱主軸34后端通過軸承56支撐在后蓋殼體18上。 參見圖2，本發(fā)明的變速器的功率分流及動(dòng)力傳遞路線為發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過離合器傳給變速器的一軸25，一軸25上的鎖銷式同步器I通過和一軸25上的一軸分速齒輪26或一軸齒輪27接合，從而實(shí)現(xiàn)一軸25上的齒輪與中間軸分速齒輪44或中間軸傳動(dòng)齒輪45嚙合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)中間軸36及其上的各檔齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)一軸25上的另一個(gè)齒輪在一軸25上空轉(zhuǎn)；中間軸36上各檔齒輪與二軸5上各檔齒輪常嚙合，故二軸5上各檔齒輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。二軸5上各檔齒輪空套在二軸5上，所以在空擋時(shí)(即二軸5上的裝有第一雙錐面鎖環(huán)式同步器8、第二雙錐面鎖環(huán)式同步器9處在中間位置時(shí))二軸5并不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)二軸5上的第一雙錐面鎖環(huán)式同步器8或第二雙錐面鎖環(huán)式同步器9移向某一檔位并將二軸齒輪同二軸5連為一體時(shí)，二軸5則開始轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)后副箱位于高檔區(qū)時(shí)(即副箱增強(qiáng)型鎖銷式同步器12齒套移向變速器前方時(shí))二軸5的動(dòng)力通過副箱驅(qū)動(dòng)齒輪33和同步器齒套傳遞給副箱主軸34直接輸出。當(dāng)副箱位于低檔區(qū)時(shí)(即副箱增強(qiáng)型鎖銷式同步器12齒套移向變速器后方時(shí))，二軸5輸出的動(dòng)力通過副箱驅(qū)動(dòng)齒輪33傳遞給副箱中間軸傳動(dòng)齒輪38，副箱中間軸傳動(dòng)齒輪38帶動(dòng)與其焊接在一起的副箱中間軸39，再通過副箱主軸減速齒輪16，同步器齒套傳遞給副箱主軸34并通過法蘭盤41輸出。參見圖1，一軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針(從法蘭盤41向一軸25看)，一軸齒輪27或一軸分速齒輪26旋向?yàn)橛倚?，作為主?dòng)輪，其受力向右，軸向力通過推力滾子軸承總成22和隔套35施加在一軸25上。二軸齒輪(如二軸一檔齒輪30)，右旋，做為被動(dòng)齒輪，其受力向左，軸向力通過花鍵墊片37作用在二軸5上。一軸25和二軸5的轉(zhuǎn)速不同，在它們之間設(shè)計(jì)了推力滾子軸承以承受轉(zhuǎn)速差，這樣兩個(gè)軸向力方向相反，大小可以通過參數(shù)計(jì)算保證理論相等，一軸25和二軸5上的軸向力理論上可以抵消，避免了對一軸軸承51和副箱驅(qū)動(dòng)齒輪軸承52 —直有軸向力的作用，降低了軸承損壞導(dǎo)致的變速器故障率。參見圖I、圖2，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的前副箱氣缸3的布置方案。綜合考慮變速器拆裝難易程度、取力器或緩速器可能的接口布置、氣缸密封可靠性等因素，設(shè)計(jì)了氣缸布置在離合器殼體23前段內(nèi)的方案，控制閥53布置在前副箱氣缸3正上方、離合器殼體23外部。這樣，當(dāng)前副箱O型圈54損壞時(shí)，可以拆去前副箱活塞55進(jìn)行更換，避免將變速器全部拆解，提高了變速器的可維修性。參見圖1，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的主副箱互鎖結(jié)構(gòu)。壓板46通過螺栓連接在主箱殼體20的隔墻上，互鎖板11可以在壓板與主箱殼體20的隔墻之間自由滑動(dòng)，互鎖板11上加工有孔，保證副箱撥叉軸49上連接的副箱撥叉14掛檔不到位時(shí)，主箱撥叉軸50被互鎖板11卡住不能前后滑動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)副箱掛檔不到位主箱不能掛檔，從而保護(hù)副箱同步器12因主箱誤掛檔造成的損壞。副箱撥叉14掛檔到位時(shí)，副箱撥叉軸49驅(qū)動(dòng)互鎖板11旋轉(zhuǎn)，使互鎖板11從主箱撥叉軸50的卡槽中脫出，主箱撥叉軸50能夠前后滑動(dòng)進(jìn)行換擋。 參見圖1，設(shè)計(jì)了一種定位銷21，將中間軸齒輪與中間軸36聯(lián)接起來，圓柱銷可以保證中間軸上的齒輪在軸向和圓周方向的聯(lián)合定位。參見圖1，為了改善輸出軸34的支撐工況，在二軸5的后端設(shè)計(jì)了一種無外圈圓柱滾子軸承24，支撐在輸出軸34的前端內(nèi)孔中，以承受來自輸出端的額外載荷，同時(shí)也改善了副箱同步器12的掛檔工況。副箱驅(qū)動(dòng)齒輪33與副箱主軸34之間設(shè)有推力滾子軸承19。參見圖1，常見的高低檔壓力開關(guān)15布置在副箱氣缸蓋57的后端，這樣變速器帶后置緩速器或后取力器時(shí)，如果不增加變速器總長，經(jīng)常造成干涉。本發(fā)明中將高低檔壓力開關(guān)15布置在了后蓋殼體上，副箱掛檔時(shí)副箱撥叉14驅(qū)動(dòng)高低檔壓力開關(guān)15，使得變速器帶后置附屬部件時(shí)不用增加軸向長度。參見圖1，撥叉軸50支撐在離合器殼體和主箱殼體的隔墻上，兩端支撐可以采用滑動(dòng)軸承或耐磨襯套以減小滑動(dòng)阻力，提高掛檔輕便性。
權(quán)利要求
1.一種16檔汽車變速器，其特征在于，包括從輸入端到輸出端依次設(shè)置的一軸(25)、二軸(5 )和副箱主軸(34);—軸(25 )上空套有一軸分速齒輪(26 )和一軸齒輪(27 )，一軸分速齒輪(26)和一軸齒輪(27)之間裝有第一鎖銷式同步器(I);二軸(5)上空套有三檔齒輪、二檔齒輪、一檔齒輪和倒檔齒輪，二軸上裝有第一雙錐面鎖環(huán)式同步器(8)和第二雙錐面鎖環(huán)式同步器(9)，第一雙錐面鎖環(huán)式同步器(8)位于一軸齒輪(27)與三檔齒輪之間，第二雙錐面鎖環(huán)式同步器(9)位于二檔齒輪和一檔齒輪之間；副箱驅(qū)動(dòng)齒輪(33)通過花鍵固定于二軸(5)末端；副箱主軸減速齒輪(16)通過花鍵墊片(40)支撐在副箱主軸(34)上，副箱主軸(34)上安裝有第二鎖銷式同步器(12)，所述第二鎖銷式同步器(12)位于副箱驅(qū)動(dòng)齒輪(33)與副箱主軸減速齒輪(16)之間；一軸齒輪(27)與花鍵墊片(28)通過花鍵聯(lián)接，由第一推力滾子軸承(22)和隔套(35)軸向定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，副箱驅(qū)動(dòng)齒輪(33)與副箱主軸(34)之間設(shè)有第二推力滾子軸承(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，中間軸(36)上設(shè)有與一軸分速齒輪(26)、一軸齒輪(27)、三檔齒輪、二檔齒輪、一檔齒輪和倒檔齒輪分別常嚙合的齒輪；中間軸(36)上與一檔齒輪、二檔齒輪和倒檔軸齒常嚙合的齒輪與中間軸制為一體，其余齒輪過盈安裝于中間軸(36)上,并通過定位銷(21)在軸向和圓周方向定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，所述第二鎖銷式同步器(12)為增強(qiáng)型鎖銷式同步器，其錐面粘結(jié)有金屬摩擦層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，還包括依次固定連接的離合器殼體(23)、主箱殼體(20)和后蓋殼體(18);—軸(25)、二軸(5)和副箱主軸(34)分別設(shè)置于離合器殼體(23)、主箱殼體(20)和后蓋殼體(18)內(nèi)；前副箱氣缸(3)設(shè)置于離合器殼體(23)前段，前副箱氣缸(3)的頂部設(shè)置有位于離合器殼體(23)外部的控制閥(53);前副箱氣缸(3)內(nèi)設(shè)置有前副箱O型圈(54)和前副箱活塞(55)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，壓板(46)通過螺栓連接在主箱殼體(20)的隔墻上，壓板(46)與主箱殼體(20)之間設(shè)有互鎖板(11)，互鎖板(11)可以在壓板與主箱殼體(20)的隔墻之間自由滑動(dòng)；副箱撥叉軸(49)上連接的副箱撥叉(14)掛檔不到位時(shí)，主箱撥叉軸(50)被互鎖板(11)卡住不能前后滑動(dòng)進(jìn)行換擋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，輸出軸(34)的前端設(shè)置有內(nèi)孔，該內(nèi)孔內(nèi)安裝有無外圈圓柱滾子軸承(24)，二軸(5)末端與無外圈圓柱滾子軸承(24)的內(nèi)圈相配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種16檔汽車變速器，其特征在于，撥叉軸(50)兩端通過滑動(dòng)軸承或耐磨襯套支撐在離合器殼體(23)和主箱殼體(20)的隔墻上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種16檔汽車變速器，包括從輸入端到輸出端依次設(shè)置的一軸、二軸和副箱主軸；一軸上空套有一軸分速齒輪和一軸齒輪；二軸上空套有三檔齒輪、二檔齒輪、一檔齒輪和倒檔齒輪；副箱驅(qū)動(dòng)齒輪通過花鍵固定于二軸末端；副箱主軸減速齒輪通過花鍵墊片支撐在副箱主軸上；一軸齒輪與花鍵墊片通過花鍵聯(lián)接，由第一推力滾子軸承和隔套軸向定位。本發(fā)明采用2x4x2結(jié)構(gòu)，是一個(gè)新的主副箱雙中間軸全斜齒變速器的三段式結(jié)構(gòu)平臺(tái)；較多的檔位、大速比范圍和小的速比級差可以讓實(shí)際換擋曲線更加趨近于理論最佳換擋曲線，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性;輕量化的壓鑄鋁合金殼體設(shè)計(jì)，可以在保證強(qiáng)度和外觀質(zhì)量的情況下，大幅度減小變速器總重，提高車輛運(yùn)載效率。
文檔編號F16H57/02GK102878254SQ201210366130
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者殷崇一, 李大開, 王順利, 劉義, 楊林, 陳小國 申請人:陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司