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CN111895048A - 五档手动变速器总成 - Google Patents

五档手动变速器总成 Download PDF

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CN111895048A
CN111895048A CN202010921505.7A CN202010921505A CN111895048A CN 111895048 A CN111895048 A CN 111895048A CN 202010921505 A CN202010921505 A CN 202010921505A CN 111895048 A CN111895048 A CN 111895048A
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China
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speed
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bearing
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CN202010921505.7A
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李德龙
林健
康军波
胡金全
王飞
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Wuhu Wanliyang Transmission Co ltd
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Wuhu Wanliyang Transmission Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种五档手动变速器总成，包括输入轴、输出轴、四档主动齿轮、五档主动齿轮、设置于输出轴上的四档从动齿轮和五档从动齿轮、固定设置于所述输入轴上且用于对所述四档主动齿轮进行轴向限位的四档轴套、套设于四档轴套上的五档齿轮衬套以及用于控制所述五档主动齿轮与输入轴的分离与接合的杠杆同步器，五档主动齿轮套设于五档齿轮衬套上。本发明的五档手动变速器总成，加大了安全系数，改善了倒挡性能。

Description

五档手动变速器总成
技术领域
本发明属于手动变速器技术领域，具体地说，本发明涉及一种五档手动变速器总成。
背景技术
传统的五档手动变速器总成的四档采用止推垫片及挡圈结构限制轴向位置，五档采用单侧同步器结构，倒档无同步器结构，为滑移齿轮形式。该技术在实现各档位功能上不存在任何问题，只是随着车辆驾驶员要求及成本压力越来越大，在变速器的承载范围、极限使用安全性、倒挡使用舒适性上显得捉襟见肘。
具体来说，传统的五档手动变速器总成在理论设计的承载扭矩条件下，其极限最高扭矩一般不作为匹配的扭矩段，也就是会在匹配上预留一部分安全余量，这就使得匹配的范围会缩小，增加了变速器开发的成本。另一方面，该结构倒挡机构，在使用时一般会明确标注“停车3S后挂入倒挡”，这对于没有专业知识的车辆驾驶员来说觉得无法理解且不可接受。目前不受此限制的结构是为倒挡单独设置一个同步器，这又会使得整个变速器的体积变大，成本也有较明显的升高，不利于当前一部分用户群体的需求，因此在整车的开发上便对变速器有了优化的需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种五档手动变速器总成，目的是加大变速器的安全系数，改善变速器的倒挡性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：五档手动变速器总成，包括输入轴、输出轴、四档主动齿轮、五档主动齿轮、设置于输出轴上的四档从动齿轮和五档从动齿轮、固定设置于所述输入轴上且用于对所述四档主动齿轮进行轴向限位的四档轴套、套设于四档轴套上的五档齿轮衬套以及用于控制所述五档主动齿轮与输入轴的分离与接合的杠杆同步器，五档主动齿轮套设于五档齿轮衬套上。
所述杠杆同步器包括与所述输入轴连接的同步器齿毂、与同步器齿毂配合的同步器齿套、同步环以及设置于同步器齿毂与同步环之间的杠杆，杠杆同步器在工作时，通过同步器齿套的移动，驱使杠杆与同步器齿毂、同步环上的支点施加力使输入轴减速，完成杠杆同步器与五档主动齿轮的咬合。
所述输入轴上设置用于对所述同步器齿毂进行轴向限位的齿毂挡圈和隔套，隔套位于同步器齿毂和输入轴后轴承之间。
四档工作过程中，由所述四档主动齿轮传递来的轴向力施加在所述四档轴套上，所述同步器齿毂紧贴在四档轴套上，通过所述齿毂挡圈限制轴向窜动。
所述的五档手动变速器总成还包括设置于所述输出轴上的一二档同步器、设置于所述输入轴上的倒档主动齿轮、设置于一二档同步器的齿套上的倒档从动齿轮和设置于支撑轴上的倒档惰轮，所述杠杆同步器在工作时，通过所述同步器齿套的移动，驱使所述杠杆与所述同步器齿毂、同步环上的支点施加力使输入轴减速，完成倒档惰轮与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮之间的啮合。
所述的五档手动变速器总成还包括对所述输入轴提供支撑的输入轴前轴承和输入轴后轴承以及对所述输出轴提供支撑的输出轴前轴承和输出轴后轴承。
所述的五档手动变速器总成还包括固定设置于所述输入轴上的一档主动齿轮和二档主动齿轮、与一档主动齿轮啮合的一档从动齿轮以及与二档主动齿轮啮合的二档从动齿轮，一档从动齿轮通过一档轴承安装在所述输出轴上，二档从动齿轮通过二档轴承安装在所述输出轴上，一档轴承和二档轴承均为滚针轴承。
所述的五档手动变速器总成还包括三档主动齿轮和固定设置于所述输出轴上且与三档主动齿轮啮合的三档从动齿轮，三档主动齿轮通过三档轴承安装在所述输入轴上，四档主动齿轮通过四档轴承安装在所述输入轴上，三档轴承和四档轴承均为滚针轴承。
本发明的五档手动变速器总成，将四档齿轮的轴向限位方式改为轴套限位，可以有效防止轴向齿轮系统间隙变大而带来的齿轮啮合不良的问题发生，同时将五档主动齿轮布置在轴套上，对四档及五档的径向支撑布置进行优化，可以有效增加支撑轴承或衬套的布置空间，对四档及五档的承载能力显著提升，而且将单侧的五档同步器改为杠杆同步器，可以实现倒挡预同步的功能，使得倒档换档舒适性大大提升，极大概率的降低了倒档挂档过程中产生的打齿现象及由于打齿异响带来的用户抱怨，加大了变速器的安全系数，改善了变速器的倒挡性能。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明五档手动变速器总成的结构示意图；
图2是杠杆同步器及轴套局部示意图；
图中标记为：1、输入轴；2、四档轴套；3、杠杆同步器；4、五档主动齿轮；5、四档主动齿轮；6、三四档同步器；7、三档主动齿轮；8、倒档惰轮；9、倒档惰轮衬套；10、三档轴承；11、输入轴前轴承；12、二档从动齿轮；13、一档轴承；14、输出轴前轴承；15、差速器前轴承；16、差速器齿圈；17、差速器总成；18、差速器后轴承；19、一档从动齿轮；20、一二档同步器；21、二档滚针轴承；22、三档从动齿轮；23、四档从动齿轮；24、五档从动齿轮；25、输出轴后轴承；26、输出轴；27、四档轴承；28、五档齿轮衬套；29、输入轴后轴承；30、隔套；31、齿毂挡圈；32、同步器齿毂；33、同步器齿套；34、杠杆；35、同步环。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种五档手动变速器总成，包括输入轴1、输出轴26、差速器主动齿轮、差速器齿圈16、差速器总成17、一二档同步器20、三四档同步器6、一档主动齿轮、二档主动齿轮、三档主动齿轮8、四档主动齿轮5、五档主动齿轮4、与一档主动齿轮啮合的一档从动齿轮19、与二档主动齿轮啮合的二档从动齿轮12、与三档主动齿轮8啮合的三档从动齿轮22、设置于输出轴26上的四档从动齿轮23和五档从动齿轮24、固定设置于输入轴1上且用于对四档主动齿轮5进行轴向限位的四档轴套2、套设于四档轴套2上的五档齿轮衬套28以及用于控制五档主动齿轮4与输入轴1的分离与接合的杠杆同步器3，五档主动齿轮4套设于五档齿轮衬套28上。
具体地说，如图1所示，输入轴1和输出轴26相平行，输入轴1用于接收发动机传递来的扭矩与转速。一档主动齿轮和二档主动齿轮均为固定设置在输入轴1上，一档主动齿轮的直径小于二档主动齿轮的直径，一档从动齿轮19通过一档轴承13安装在输出轴26上，二档从动齿轮12通过二档轴承安装在输出轴26上，一档轴承13和二档轴承均为滚针轴承。一二档同步器20设置于输出轴26上，一二档同步器20位于一档从动齿轮19和二档从动齿轮12之间。差速器主动齿轮固定设置在输出轴26上，差速器主动齿轮与差速器齿圈16相啮合，差速器主动齿轮的直径小于差速器齿圈16的直径，差速器齿圈16与差速器总成17固定连接，差速器总成17用于输出动力至车辆的半轴，从而带动车轮转动，产生驱动车辆行驶的驱动力。当一二档同步器20选择与一档从动齿轮19咬合后，扭矩与转速通过一档主动齿轮和一档从动齿轮19传递至输出轴26，再通过差速器主动齿轮、差速器齿圈16和差速器总成17完成一档动力输出。当一二档同步器20选择与二档从动齿轮12咬合后，扭矩与转速通过二档主动齿轮和二档从动齿轮12传递至输出轴26，再通过差速器主动齿轮、差速器齿圈16和差速器总成17完成二档动力输出。
如图1所示，三档从动齿轮22和四档从动齿轮23均固定设置于输出轴26上，三档从动齿轮22的直径大于四档从动齿轮23的直径，且三档从动齿轮22的直径小于二档从动齿轮12的直径，三档主动齿轮8通过三档轴承10安装在输入轴1上，四档主动齿轮5通过四档轴承27安装在输入轴1上，三档轴承10和四档轴承27均为滚针轴承。三四档同步器6设置于输入轴1上，三四档同步器6位于三档主动齿轮8和四档主动齿轮5之间。当三四档同步器6选择与三档主动齿轮8咬合后，扭矩与转速通过三档主动齿轮8和三档从动齿轮22传递至输出轴26，再通过差速器主动齿轮、差速器齿圈16和差速器总成17完成三档动力输出。当三四档同步器6选择与四档主动齿轮5咬合后，扭矩与转速通过四档主动齿轮5和四档从动齿轮23传递至输出轴26，再通过差速器主动齿轮、差速器齿圈16和差速器总成17完成四档动力输出。
如图1和图2所示，四档轴套2是通过过盈配合的方式安装在输入轴1上，将四档齿轮的轴向限位方式改为轴套限位，可以有效防止原止推垫圈轴向磨损引起的轴向齿轮系统间隙变大，进而带来齿轮啮合不良问题发生。五档齿轮衬套28嵌入五档主动齿轮4的中心孔中，五档齿轮衬套28位于四档轴套2和五档主动齿轮4之间，通过对四档主动齿轮5及五档主动齿轮4的径向支撑布置进行优化，可以有效增加支撑轴承或衬套的布置空间，对四档及五档的承载能力显著提升。有数据表明，该结构比原结构扭矩提升5％-8％。同时将单侧的五档同步器改为杠杆同步器3，五档和倒档共用一个杠杆同步器3，杠杆同步器3可以实现倒挡预同步的功能，使得倒档换档舒适性大大提升，极大概率的降低了倒档挂档过程中产生的打齿现象及由于打齿异响带来的用户抱怨。
如图1和图2所示，杠杆同步器3的结构如同本领域技术人员所公知的那样，其主要包括与输入轴1连接的同步器齿毂32、与同步器齿毂32配合的同步器齿套33、同步环35以及设置于同步器齿毂32与同步环35之间的杠杆34，杠杆34通过再同步器齿毂32与同步环35上设计的支点来完成五档及倒挡的同步功能，进而实现顺畅的挂挡。同步器齿套33与变速器换挡杆的拨叉相连，同步器齿毂32与输入轴1相连。需要切换至五档时，杠杆同步器3在工作，拨动换挡杆时拨叉拨动同步器齿套33朝向五档同步锥一侧移动，通过同步器齿套33的移动，驱使杠杆34与同步器齿毂32、同步环35上的支点施加力使输入轴1减速，杠杆34发生倾斜摆动，杠杆34挤压同步环35，完成杠杆同步器3与五档主动齿轮4的咬合。
如图1和图2所示，输入轴1上设置用于对同步器齿毂32进行轴向限位的齿毂挡圈31和隔套30，隔套30位于同步器齿毂32和输入轴后轴承29之间，齿毂挡圈31和隔套30套设于输入轴1上，且齿毂挡圈31位于隔套30的中心孔中。在变速器处于四档工作过程中，由四档主动齿轮5传递来的轴向力施加在四档轴套2上，同步器齿毂32紧贴在四档轴套2上，通过齿毂挡圈31限制轴向窜动。四档轴套2通过与输入轴1的过盈连接，接收输入轴1传递来的扭矩，并起到作为四档主动齿轮5轴向力的受载部件的作用。同时四档轴套2对五档齿轮衬套28的支撑，实现五档主动齿轮4的传递工作。由四档主动齿轮5传递来的径向力，施加在布置于输入轴1上的四档轴承27。
如图1所示，本发明的五档手动变速器总成还包括设置于输入轴1上的倒档主动齿轮、设置于一二档同步器20的齿套上的倒档从动齿轮和设置于支撑轴上的倒档惰轮8，支撑轴与输入轴1和输出轴26相平行，倒档惰轮8通过倒档惰轮衬套9空套在支撑轴上。需要切换至倒档时，杠杆同步器3在工作，通过同步器齿套33的移动，驱使杠杆与同步器齿毂32、同步环35上的另一支点施加力使输入轴1减速，完成倒档惰轮8与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮之间的啮合。切换至倒档后，输入轴1接收发动机传递来的扭矩与转速，通过输入轴1上的倒档主动齿轮传递给倒档惰轮8，倒档惰轮8与倒档从动齿轮啮合，再通过倒档从动齿轮传递至输出轴26，再通过差速器主动齿轮、差速器齿圈16、差速器总成17完成倒档动力输出。
如图1所示，本发明的五档手动变速器总成还包括对输入轴1提供支撑的输入轴前轴承11和输入轴后轴承29、对输出轴26提供支撑的输出轴前轴承14和输出轴后轴承25以及差速器前轴承15和差速器后轴承18。输入轴前轴承11和输入轴后轴承29分别安装在输入轴1的两端，输出轴前轴承14和输出轴后轴承25分别安装在输出轴26的两端。差速器主动齿轮、一档从动齿轮19、二档从动齿轮12、三档从动齿轮22、四档从动齿轮23和五档从动齿轮24位于输出轴前轴承14和输出轴后轴承25之间，且差速器主动齿轮、一档从动齿轮19、二档从动齿轮12、三档从动齿轮22、四档从动齿轮23和五档从动齿轮24为沿输出轴26的轴向依次布置。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.五档手动变速器总成，包括输入轴、输出轴、四档主动齿轮、五档主动齿轮以及设置于输出轴上的四档从动齿轮和五档从动齿轮，其特征在于：还包括固定设置于所述输入轴上且用于对所述四档主动齿轮进行轴向限位的四档轴套、套设于四档轴套上的五档齿轮衬套以及用于控制所述五档主动齿轮与输入轴的分离与接合的杠杆同步器，五档主动齿轮套设于五档齿轮衬套上。
2.根据权利要求1所述的五档手动变速器总成，其特征在于：所述杠杆同步器包括与所述输入轴连接的同步器齿毂、与同步器齿毂配合的同步器齿套、同步环以及设置于同步器齿毂与同步环之间的杠杆，杠杆同步器在工作时，通过同步器齿套的移动，驱使杠杆与同步器齿毂、同步环上的支点施加力使输入轴减速，完成杠杆同步器与五档主动齿轮的咬合。
3.根据权利要求2所述的五档手动变速器总成，其特征在于：所述输入轴上设置用于对所述同步器齿毂进行轴向限位的齿毂挡圈和隔套，隔套位于同步器齿毂和输入轴后轴承之间。
4.根据权利要求3所述的五档手动变速器总成，其特征在于：四档工作过程中，由所述四档主动齿轮传递来的轴向力施加在所述四档轴套上，所述同步器齿毂紧贴在四档轴套上，通过所述齿毂挡圈限制轴向窜动。
5.根据权利要求2至4任一所述的五档手动变速器总成，其特征在于：还包括设置于所述输出轴上的一二档同步器、设置于所述输入轴上的倒档主动齿轮、设置于一二档同步器的齿套上的倒档从动齿轮和设置于支撑轴上的倒档惰轮，所述杠杆同步器在工作时，通过所述同步器齿套的移动，驱使所述杠杆与所述同步器齿毂、同步环上的支点施加力使输入轴减速，完成倒档惰轮与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮之间的啮合。
6.根据权利要求1至5任一所述的五档手动变速器总成，其特征在于：还包括对所述输入轴提供支撑的输入轴前轴承和输入轴后轴承以及对所述输出轴提供支撑的输出轴前轴承和输出轴后轴承。
7.根据权利要求1至6任一所述的五档手动变速器总成，其特征在于：还包括固定设置于所述输入轴上的一档主动齿轮和二档主动齿轮、与一档主动齿轮啮合的一档从动齿轮以及与二档主动齿轮啮合的二档从动齿轮，一档从动齿轮通过一档轴承安装在所述输出轴上，二档从动齿轮通过二档轴承安装在所述输出轴上，一档轴承和二档轴承均为滚针轴承。
8.根据权利要求7所述的五档手动变速器总成，其特征在于：还包括三档主动齿轮和固定设置于所述输出轴上且与三档主动齿轮啮合的三档从动齿轮，三档主动齿轮通过三档轴承安装在所述输入轴上，四档主动齿轮通过四档轴承安装在所述输入轴上，三档轴承和四档轴承均为滚针轴承。
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