CN201373073Y - 十四档汽车变速箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种十四档汽车变速箱，它包括在前置半档副箱中设有一轴、一轴齿轮、滑动齿套和控制滑动齿套的半档拨叉；在主箱中设有二轴，四档齿轮、三挡齿轮、二档齿轮、倒档齿轮、一档齿轮，与二轴相连的滑动齿套，中间轴，与中间轴固定连接的中间轴常啮合齿轮、中间轴四档齿轮、中间轴三档齿轮、中间轴二档齿轮、中间轴一档齿轮，以及倒档惰轮和换挡控制机构；在后置行星副箱中设有后副箱输出轴、太阳轮、行星轮、内齿圈、滑动齿套、锥环和锥环，滑动齿套与空套在后副箱输出轴上的内齿圈相连。本实用新型具有速比范围宽、头档速比大，档位数和档位级差合理，整个变速箱的动力性和经济性能达到十分理想状态。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车零部件，具体涉及一种含前置半档设置的主箱加后置行星副箱结构组成的十四档汽车变速箱。
背景技术
在国内，大多数矿区和山地道路条件复杂、恶劣，而目前市场上发动机功率为340～500马力的矿区运输车配置的变速箱大多为九档和十二档变速箱，这种变速箱在使用中主要存在两个方面的问题，其一：变速箱头档速比小，满载后不能满足车辆的爬坡性能；其二：变速箱速比范围小，车辆的爬坡性能和最高车速不能兼顾。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种速比范围宽、头档速比大，档位数和档位级差合理，整个变速箱的动力性和经济性能达到十分理想的十四档汽车变速箱。
为实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：十四档汽车变速箱，包括前置半档副箱、主箱和后置行星副箱，其特征是：
在前置半档副箱中设有一轴1、空套在一轴上的一轴齿轮2、与一轴相连的滑动齿套4和控制滑动齿套的半档拨叉5；
在主箱中设有二轴18，空套在二轴上的四档齿轮7、三挡齿轮10、二档齿轮14、倒档齿轮15、一档齿轮17，与二轴相连的滑动齿套9、滑动齿套12、滑动齿套16，中间轴27，与中间轴固定连接的且分别与一轴齿轮2、四档齿轮7、三挡齿轮10、二档齿轮14、一档齿轮17啮合的中间轴常啮合齿轮33、中间轴四档齿轮31、中间轴三档齿轮30、中间轴二档齿轮29、中间轴一档齿轮37，以及倒档惰轮28和换挡控制机构，倒档齿轮15与倒档惰轮28啮合；
在后置行星副箱中设有后副箱输出轴25、与二轴相连的太阳轮20、行星轮38、内齿圈21、滑动齿套23、与箱体32相连的锥环22和与后副箱输出轴25相连的锥环24，滑动齿套23与空套在后副箱输出轴上的内齿圈21相连，滑动齿套23位于锥环22与锥环24之间；
所述滑动齿套4位于一轴齿轮2与四档齿轮7之间，所述滑动齿套9位于四档齿轮7另一边，所述滑动齿套12位于三挡齿轮10与二档齿轮14之间，所述滑动齿套16位于倒档齿轮15与一档齿轮17之间。
在上述方案中，所述配对齿轮的传动比最好为：
一轴齿轮2/中间轴常啮合齿轮33为0.931；
四档齿轮7/中间轴四档齿轮31为0.8667；
三挡齿轮10/中间轴三档齿轮30为1.3478；
二档齿轮14/中间轴二档齿轮29为2.1176；
一档齿轮17/中间轴一档齿轮37为3.25；
中间轴一档齿轮34/倒档惰轮28为1.75；
倒档惰轮28/倒档齿轮15为3.1667；
太阳轮20/内齿图21为3.913。
在上述方案中，所述滑动齿套4、滑动齿套9、滑动齿套12均可采用行程为11mm的滑块式同步器。
在上述太阳轮20前端可以装有太阳轮导油杯19，太阳轮导油杯中设有油道C，在太阳轮导油杯与太阳轮相对面上设有油腔D，油道C的一端与二轴18中间油道A中的径向油孔B相连，另一端与油腔D相连，油腔D与太阳轮的齿根部分相通。
本实用新型具有如下特点：
1、动力传递主要由含前半档副箱结构的三轴式主箱和带2Z-X NWG型行星齿轮机构的后副箱两部分组成，能组成十四个前进档和两个倒档；
2、主箱中心距为154mm，后副箱速比3.913，各档位速比见下表；
| 档位 | I | II | III | IV | V | VI | VII | R I |
| 速比 | 14.67 | 11.78 | 9.56 | 7.67 | 6.09 | 4.88 | 3.913 | 11.54 |
| 档位 | VIII | IX | X | XI | XII | X III | X IV | R II |
| 速比 | 3.14 | 2.44 | 1.96 | 1.56 | 1.25 | 1 | 0.802 | 14.30 |
3、润滑方式同时采用主动润滑和飞溅润滑，其中对太阳轮增加辅助润滑措施；
4、换挡控制机构采用单H操纵顶盖，前置半档和后副箱采用气控换档方式，前半档换档气缸布置在前壳体外表面上；
5、中间轴与固定在中间轴上的齿轮采用热过盈配合联接；
6、在齿轮轮辐上开减重孔或过油孔；
7、主箱除一、倒档外，其它档位均采用中短行程的滑块式同步器，同步器行程为11mm；
8、采用中间轴后端取力方式；
9、各档位齿轮全部采用斜齿大压力角齿轮传动，采用全磨齿工艺和大圆弧齿根，并强力喷丸。
本实用新型采用以上技术方案，可达到良好的使用效果。具有速比范围18.3、头档速比14.67、输入扭矩达1800～2400牛米，；中心距小，变速箱结构紧凑，其重量仅375公斤，实现了产品轻量化要求；同时采用主动润滑和飞溅润滑，各部位轴承润滑充分，能有效防止轴承烧蚀；特别对太阳轮采用了增加辅助润滑的结构，解决了因太阳轮润滑不充分而容易早期失效的问题；采用单H操纵顶盖，选换档时档位清晰，操纵简单；中间轴与中间轴齿轮采用热过盈配合联接，工艺简单，联接可靠；在齿轮轮辐上开减重孔或过油孔，一是有效减轻了零件重量，二是在齿轮淬火环节时减少淬火油的损失；采用了中短行程的滑块式同步器，该同步器综合了常规滑块式同步器和短行程滑块式同步器的特点，既节省安装空间，又不至于掉档；采用中间轴后端取力，能方便整车布置，且取力方便；前半档换档气缸布置在前壳体外部，有利于拆卸和维修；采用全磨齿工艺和大圆弧齿根，并强力喷丸，齿轮强度高，变速箱噪音低。
本实用新型具有速比范围宽、头档速比大，档位数和档位级差合理，整个变速箱的动力性和经济性能达到十分理想状态，解决市场和用户需求。
附图说明
图1十四档汽车变速箱结构示意图。
图2十四档汽车变速箱传动示意图。
图3换挡控制机构示意图。
图4太阳轮导油杯导油原理示意图。
图5滑块式同步器结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示。本实用新型包括前置半档副箱、主箱和后置行星副箱，其中：
在前置半档副箱中设有一轴1、空套在一轴上的一轴齿轮2、与一轴相连的滑动齿套4和控制滑动齿套的半档拨叉5；
在主箱中设有二轴18，空套在二轴上的四档齿轮7、三挡齿轮10、二档齿轮14、倒档齿轮15、一档齿轮17，与二轴相连的滑动齿套9、滑动齿套12、滑动齿套16，中间轴27，与中间轴固定连接的且分别与一轴齿轮2、四档齿轮7、三挡齿轮10、二档齿轮14、一档齿轮17啮合的中间轴常啮合齿轮33、中间轴四档齿轮31、中间轴三档齿轮30、中间轴二档齿轮29、中间轴一档齿轮37，以及倒档惰轮28和换挡控制机构，倒档齿轮15与倒档惰轮28啮合；
在后置行星副箱中设有后副箱输出轴25、与二轴相连的太阳轮20、行星轮38、内齿圈21、滑动齿套23、与箱体32相连的锥环22和与后副箱输出轴25相连的锥环24，滑动齿套23与空套在后副箱输出轴上的内齿圈21相连，滑动齿套23位于锥环22与锥环24之间；
所述滑动齿套4位于一轴齿轮2与四档齿轮7之间，所述滑动齿套9位于四档齿轮7另一边，所述滑动齿套12位于三挡齿轮10与二档齿轮14之间，所述滑动齿套16位于倒档齿轮15与一档齿轮17之间。
动力由一轴1输入，分别经主箱各档齿轮、后副箱行星传动机构(主要包括太阳轮20、行星轮37、内齿轮21)，最后由后副箱输出轴25输出。
在倒档齿轮15、一档齿轮17、倒档惰轮28的轮辐上开有减重孔，有效减轻了齿轮重量；在二档齿轮14、中间轴常啮合齿轮33、中间轴四档齿轮31的轮辐上开过油孔，热处理过程中起到过油作用，不致使油料浪费。
中间轴27与中间轴常啮合齿轮33、中间轴四档齿轮31采用热过盈配合联接，工艺简单，联接可靠。中间轴三档齿轮30和中间轴二档齿轮29与中间轴27加工成一个整体。
中间轴27后端加工有外花键，该花键与取力器连接后，达到取力作用。
前半档换档气缸4布置在变速箱前壳体32的外表面上，有利于换档气缸的拆卸与维修。
中间轴27前端装有主动润滑油泵，油泵吸油后润滑油经前壳体32和一轴轴承盖35上的油道进入过油环36，再进入二轴18的中间油道；二轴18为中空结构，轴径上开有分油孔，经过分油孔的润滑油可进入相应的轴承，使轴承得到充分的润滑。太阳轮20前端装有太阳轮导油杯19，专门对太阳轮进行辅助润滑。
太阳轮导油杯的具体导油原理见图4。如图中箭头方向所示，进入二轴18中间油道A中的压力油经二轴18上的径向油孔B流到太阳轮导油杯19的油道C中，进入油道C中的润滑油在压力作用下流入太阳轮导油杯19左侧的油腔中，油腔中的润滑油可流入到太阳轮20的齿根部分，专门对太阳轮进行辅助润滑，防止因太阳轮润滑不充分而导致的早期失效。
本实用新型选换档工作原理如下：
控制半档拨叉5，使滑动齿套4与啮合在四档齿轮7上的锥环6结合时，前置半档副箱处于低半档，使滑动齿套4与啮合在一轴齿轮2上的锥环3结合时，前置半档副箱处于高半档；控制后置换档拨叉26，使滑动齿套23与锥环22结合时，后置行星副箱处于低档位，使滑动齿套23与锥环24结合时，后置行星副箱处于高档位。
变速箱各档位组成及动力传递如下：当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套16与一档齿轮17的结合齿啮合，此时为一档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套16与一档齿轮17的结合齿啮合时，此时为二档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为三档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为四档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为五档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为六档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为七档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为八档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为三档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为四档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为五档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为六档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于低档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为七档；当后置行星副箱处于低档位，前置半档副箱处于高档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为八档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为九档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在二档齿轮14上的锥环13的结合齿啮合时，此时为十档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于低半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为十一档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于高半档，滑动齿套12与啮合在三档齿轮10上的锥环11的结合齿啮合时，此时为十二档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于低档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为十三档；当后置行星副箱处于高档位，前置半档副箱处于高档，滑动齿套9与啮合在四档齿轮7上的锥环8的结合齿啮合时，此时为十四档；当后置行星副箱处于底档位，前置半档副箱处于低档，滑动齿套16与倒档齿轮15的结合齿啮合时，此时为低倒档；当后置行星副箱处于底档位，前置半档副箱处于高档，滑动齿套16与倒档齿轮15的结合齿啮合时，此时为高倒档；由于在变速箱操纵顶盖上设置有锁止机构，当后副箱在高档位时，不能挂一、倒档。
换挡控制机构如图3所示。正常情况下，选换档轴38处于空挡位置，当转动选换档轴38时，通过联接在选换档轴38上的圆柱销43带动换档转臂42转动，换档转臂42带动与之连接的换档轴或拉板运动，实现二、三换档；向外拉动选换档轴38，直到推块45与限位轴套44接触，此时选换档轴38处于四档位置，当转动选换档轴时，通过联接在选换档轴上的圆柱销43带动换档转臂41转动，换档转臂41带动与之连接的换档轴或拉板运动，实现四档换档；向里推动选换档轴38，直到限位轴套44与推块45与接触，此时选换档轴处于一、倒档位置，当转动选换档轴38时，通过联接在选换档轴上的圆柱销39带动换档转臂40转动，换档转臂40带动与之连接的换档轴或拉板运动，实现一、倒换档。该单H换档顶盖结构简单、选档时档位清晰，适用用强。
滑块式同步器如图5所示。该滑块式同步器在齿套46和锥环47、锥环48上都有防越程设计，通过同步器各组成零件尺寸和参数的合理配置，实现同步器的换档行程为11mm，从而达到可靠的设计和使用要求。
通过上述结构和变速箱参数的使用，该实用新型结构合理，实用性强，性能可靠，必将赢得市场和用户的认可。
Claims (4)
1、十四档汽车变速箱，包括前半档副箱、主箱和后置行星副箱，其特征是：
在前置半档副箱中设有一轴(1)、空套在一轴上的一轴齿轮(2)、与一轴相连的滑动齿套(4)和控制滑动齿套的半档拨叉(5)；
在主箱中设有二轴(18)，空套在二轴上的四档齿轮(7)、三挡齿轮(10)、二档齿轮(14)、倒档齿轮(15)、一档齿轮(17)，与二轴相连的滑动齿套(9)、滑动齿套(12)、滑动齿套(16)，中间轴(27)，与中间轴固定连接的且分别与一轴齿轮(2)、四档齿轮(7)、三挡齿轮(10)、二档齿轮(14)、一档齿轮(17)啮合的中间轴常啮合齿轮(33)、中间轴四档齿轮(31)、中间轴三档齿轮(30)、中间轴二档齿轮(29)、中间轴一档齿轮(37)，以及倒档惰轮(28)和换挡控制机构，倒档齿轮(15)与倒档惰轮(28)啮合；
在后置行星副箱中设有后副箱输出轴(25)、与二轴相连的太阳轮(20)、行星轮(38)、内齿圈(21)、滑动齿套(23)、与箱体(32)相连的锥环(22)和与后副箱输出轴(25)相连的锥环(24)，滑动齿套(23)与空套在后副箱输出轴上的内齿圈(21)相连，滑动齿套(23)位于锥环(22)与锥环(24)之间；
所述滑动齿套(4)位于一轴齿轮(2)与四档齿轮(7)之间，所述滑动齿套(9)位于四档齿轮(7)另一边，所述滑动齿套(12)位于三挡齿轮(10)与二档齿轮(14)之间，所述滑动齿套(16)位于倒档齿轮(15)与一档齿轮(17)之间。
2、根据权利要求1所述的十四档汽车变速箱，其特征是所述配对齿轮的传动比最好为：
一轴齿轮(2)/中间轴常啮合齿轮(33)为0.931；
四档齿轮(7)/中间轴四档齿轮(31)为0.8667；
三挡齿轮(10)/中间轴三档齿轮(30)为1.3478；
二档齿轮(14)/中间轴二档齿轮(29)为2.1176；
一档齿轮(17)/中间轴一档齿轮(34)为3.25；
中间轴一档齿轮(34)/倒档惰轮(28)为1.75；
倒档惰轮(28)/倒档齿轮(15)为3.1667；
太阳轮(20)/内齿圈(21)为3.913。
3、根据权利要求1所述的十四档汽车变速箱，其特征是所述滑动齿套(4)、滑动齿套(9)、滑动齿套(12)均采用行程为11mm的滑块式同步器。
4、根据权利要求1所述的十四档汽车变速箱，其特征是在太阳轮(20)前端装有太阳轮导油杯(19)，太阳轮导油杯中设有油道(C)，在太阳轮导油杯与太阳轮相对面上设有油腔(D)，油道(C)的一端与二轴(18)中间油道(A)中的径向油孔(B)相连，另一端与油腔(D)相连，油腔(D)与太阳轮的齿根部分相通。
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