一種五檔汽車變速器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種體積緊湊，軸向長度短，一檔速比大的五檔汽車變速器。其包括殼體、一軸總成、二軸總成和單個的中間軸總成；一軸總成包括一軸齒輪；二軸總成支撐在一軸內圈和殼體上，二軸總成包括沿動力傳輸方向依次套設在二軸上的二軸三檔齒輪、二軸二檔齒輪、二軸一檔齒輪和二軸倒檔齒輪，以及二軸超速檔齒輪；平行設置在二軸總成下方的中間軸總成包括設置在中間軸上與一軸齒輪常嚙合的中間軸傳動齒輪，通過倒檔中間齒輪與二軸倒檔齒輪常嚙合的中間軸倒檔齒輪，以及與二軸三檔齒輪、二軸二檔齒輪對應常嚙合的中間軸齒輪；中間軸總成中包括的全部齒輪的齒牙旋向相同；所述的中間軸倒檔齒輪同時與二軸一檔齒輪常嚙合。
【專利說明】一種五檔汽車變速器

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及汽車變速器領域，具體為一種五檔汽車變速器。

【背景技術】
[0002] 2005年之后2. 5噸級在傳統(tǒng)業(yè)務的目標市場比重在45. 2%-49. 4%之間，成為輕卡 目標市場中的最大噸級平臺且相對穩(wěn)定，對應發(fā)動機扭矩段196-260Nm。2012年此扭矩段 上的輕卡變速器銷量達到了 120多萬輛，目前市場上此扭矩段單中間軸變速器一檔速比集 中在3. 768-6. 802,變速器中心距集中在77. 5-100mm，其中一檔速比為6. 802時對應的中心 距為100mm ;針對同等扭矩段的單中間軸五檔變速器（MSG-AL)，當其中心距為90mm時，對應 的一檔最大速比為5. 00,雖然是在一檔速比的選取范圍之內，但是其本身動力輸出不足，爬 坡能力相對較弱，并且由于其結構限制，中心距一定的情況下，變速器軸向尺寸長，使其體 積較大，同時一檔采用滑動齒套的方式，各方面都無法滿足市場對196-260Nm扭矩段中高 檔產品的需求。 實用新型內容
[0003] 針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種體積緊湊，軸向長度短，一檔速 比大的五檔汽車變速器。
[0004] 本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)：
[0005] -種五檔汽車變速器，包括殼體，以及設置在殼體中的一軸總成、二軸總成和單個 的中間軸總成；一軸總成包括設置在一軸輸出端的一軸齒輪；二軸總成分別通過無外圈圓 柱滾子軸承和二軸圓柱滾子軸承支撐在一軸內圈和殼體上，二軸總成包括沿動力傳輸方向 依次套設在二軸上的二軸三檔齒輪、二軸二檔齒輪、二軸一檔齒輪和二軸倒檔齒輪，以及二 軸超速檔齒輪；平行設置在二軸總成下方的中間軸總成分別通過短圓柱滾子軸承和中間軸 圓柱滾子軸承支撐在殼體上；中間軸總成包括設置在中間軸上與一軸齒輪常嚙合的中間軸 傳動齒輪，通過倒檔中間齒輪與二軸倒檔齒輪常嚙合的中間軸倒檔齒輪，以及與二軸三檔 齒輪、二軸二檔齒輪對應常嚙合的中間軸齒輪；中間軸總成中包括的全部齒輪的齒牙旋向 相同；所述的中間軸倒檔齒輪同時與二軸一檔齒輪常哨合。
[0006] 優(yōu)選的，一軸齒輪和二軸三檔齒輪之間設置有單錐面的三四檔同步器；二軸二檔 齒輪和二軸一檔齒輪之間設置有雙錐面的一二檔同步器，二軸超速檔齒輪和二軸倒檔齒輪 之間設置有倒超檔同步器；各同步器上方安裝有各檔位撥叉、撥叉軸以及撥頭構成的變速 器操縱裝置。
[0007] 進一步，三四檔同步器和一二檔同步器的掛檔行程采用短行程同步器。
[0008] 進一步，撥叉通過彈性圓柱銷固定在設置有平槽的撥叉軸上，撥叉軸的平槽方向 向下設置；二軸超速檔齒輪和二軸倒檔齒輪共用一個撥叉軸。
[0009] 進一步，二軸三檔齒輪、二軸二檔齒輪、二軸一檔齒輪和二軸倒檔齒輪分別通過滾 針軸承支撐在二軸上，并且分別加工有油孔；二軸超速檔齒輪直接和二軸接觸，兩者結合部 位設置有油槽。
[0010] 優(yōu)選的，殼體包括沿動力傳輸方向依次連接設置的變速器前殼體、變速器主箱體 和變速器后殼體；二軸總成通過二軸圓柱滾子軸承支撐在變速器后殼體上，中間軸總成通 過短圓柱滾子軸承和中間軸圓柱滾子軸承支撐在變速器主箱體上和變速器后殼體上；倒檔 中間齒輪軸向固定的設置在變速器主箱體和變速器后殼體的連接處。
[0011] 進一步，倒檔中間齒輪支撐在倒檔中間軸上，倒檔中間軸兩端分別固定在變速器 主箱體和變速器后殼體上。
[0012] 進一步，變速器后殼體內還設置有自鎖和互鎖機構。
[0013] 進一步，殼體采用鋁合金制成，變速器主箱體呈筒狀。
[0014] 優(yōu)選的，中間軸齒輪通過過盈壓裝與中軸連接；二軸的輸出端設置法蘭盤，法蘭盤 的輸出端安裝駐車制動器。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：
[0016] 本實用新型通過軸向固定在殼體的倒檔中間齒輪的傳動設置，從而不會占用多 余的軸向空間，結構緊湊；加之中間倒檔齒輪一方面與二軸倒檔齒輪通過倒檔中間齒輪嚙 合，一方面直接和二軸一檔齒輪嚙合，由于中間倒檔齒輪的直徑保持不變，因此其在與二軸 一檔齒輪嚙合時能夠提供更寬的嚙合空間，從而能夠在不增加原有空間尺寸尤其是軸向距 離的條件下，加大二軸一檔齒輪的齒寬，提高一檔齒輪承載能力，并且一檔速比能夠增大到 5.61 ;同時由于在中間軸總成中采用了齒牙旋向相同的齒輪，從而能夠使轉動中通過斜齒 嚙合產生兩個方向軸向力相互抵消，使得中間軸總成中能夠采用圓柱滾子軸承實現(xiàn)支撐轉 動，提高了裝配性能和可靠性，減小了軸向的裝配尺寸；滿足輕卡市場196-260Nm扭矩段對 中高端單中間軸變速器的需要。
[0017] 進一步的，通過在不同檔位之間的操作頻率以及使用習慣設置相對應的同步器， 保證掛檔可靠性和壽命的基礎上，提高了使用的便捷性，同時能夠充分利用殼體的有效空 間；再通過優(yōu)化的短行程同步器的使用縮短了同步器安裝距離，為整體長度的縮減提供了 條件。
[0018] 進一步的，通過彈性圓柱銷將撥叉固定在撥叉軸上，結構簡單，成本低，且可以防 松。利用撥叉軸上設置的平槽，能夠避免撥叉軸軸向移動過程中受到殼體撥叉軸孔內空氣 阻力，撥叉軸平槽方向朝下保證了殼體撥叉軸孔內潤滑油能夠順利流回變速器。二軸超速 檔齒輪和倒檔齒輪共用撥叉軸的設置一方面符合變速器通用的布置形式，另一方面省去換 向裝置，操縱簡單，掛檔輕便。
[0019] 進一步的，除超速檔齒輪，二軸上的其他齒輪通過滾針軸承支撐在二軸上，并且其 上分別加工的油孔保證了滾針軸承潤滑；二軸超速檔輪直接與二軸接觸，通過油槽的設置 保證了潤滑，在二軸與二軸超速檔輪充分接觸的基礎上，改善潤滑條件。
[0020] 進一步的，將倒檔中間齒輪通過倒檔中間軸設置在變速器主箱體和變速器后殼體 上，簡化了裝配，提高了可靠性，不占用額外的軸向空間。
[0021] 進一步的，將自鎖和互鎖機構設置在變速器后殼體上，以及利用壓裝設置在中軸 上的齒輪，均減少了整體零件數(shù)量，優(yōu)化了連接設置，結構緊湊；配合鋁合金的使用，不僅體 積小巧，而且重量較輕，有突出的經濟優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型實例中所述變速器結構的主截面圖。
[0023] 圖2為本實用新型實例中所述殼體的結構示意圖。
[0024] 圖中：1 一軸總成，2二軸總成，3無外圈圓柱滾子軸承，4中間軸傳動齒輪，5短圓 柱滾子軸承，6二軸，7中間軸總成，8中間軸三檔齒輪，9倒檔中間齒輪，10變速器后殼體，11 中間軸圓柱滾子軸承，12二軸圓柱滾子軸承，13法蘭盤，14二軸超速檔齒輪，15倒超檔同步 器，16二軸倒檔齒輪，17二軸一檔齒輪，18 -二檔同步器，19二軸二檔齒輪，20變速器操縱 裝置，21二軸三檔齒輪，22三四檔同步器，23變速器主箱體，24變速器前殼體。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合具體的實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，所述是對本實用新型 的解釋而不是限定。
[0026] 本實用新型一種五檔汽車變速器，如圖1所示，整體結構為單中間軸變速器；動力 的輸入端為如端也為左端，動力輸出端為后端也為右端；其包括一軸總成1，其右端連接- 軸總成2,二軸總成分別通過無外圈圓柱滾子軸承3和圓柱滾子軸承12支撐在一軸內圈和 變速器后殼體10上。二軸6上設置有五個齒輪，在一軸齒輪和二軸三檔齒輪21、二軸二檔 齒輪19和二軸一檔齒輪17之間、分別設置有單錐面的三四檔同步器22和雙錐面的一二檔 同步器18,二軸超速檔齒輪14和二軸倒檔齒輪16之間設置有倒超檔同步器15。同步器上 方安裝有各檔位撥叉、撥叉軸以及撥頭構成的變速器操縱裝置20 ;二軸總成下方布置中間 軸總成7,中間軸總成前后端分別通過短圓柱滾子軸承5和中間軸圓柱滾子軸承11支撐在 變速器主箱體23上。中間軸上的第一個齒輪為中間軸傳動齒輪4,與一軸齒輪常嚙合，中間 軸齒輪與對應二軸各檔位齒輪常嚙合，中間軸倒檔齒輪通過倒檔中間齒輪9與二軸倒檔齒 輪16常嚙合。其中，優(yōu)選的變速器操縱裝置20中在外換擋臂處設計有配重塊，增加掛檔過 程的擺動慣量，掛檔更加輕便。
[0027] 本實用新型優(yōu)選的中心距為90mm，與同等扭矩段的單中間軸五檔變速器MSG-AL 相比，一檔速比增大到5. 61，體積小、長度短，相比同等扭矩段的其他單中間軸變速器，能夠 適用更多的底盤類型，能夠使車廂地板更低，整車底盤的布置也更為方便。
[0028] 本實例中，圖2所示，殼體采用包括變速器前殼體24、變速器主箱體23和變速器后 殼體10的三段式結構，其中變速器主箱體23呈筒狀，沒有上蓋。殼體采用全鋁合金制作。 結合體積小的優(yōu)勢，變速器的重量進一步減輕，經濟性優(yōu)勢突出。
[0029] 本實例中，齒輪全為斜齒輪設計，斜齒輪的工作承載能力更強，變速器的噪聲降 低，可達到同類產品國際先進水平；前進檔為同步器換檔，其中一二檔為雙錐面同步器， 三四檔、五檔為單錐面同步器。本優(yōu)選實施例中，同步器掛擋行程短且僅為9. 5mm，同步器安 裝距較現(xiàn)有技術中的安裝距縮小42mm，從而使得短行程的同步器在保證換檔性能和壽命的 同時，縮短了同步器安裝距離，為整箱長度的縮減提供了條件。
[0030] 本實例中，除二軸超速檔齒輪14,其他二軸6上安裝的齒輪通過滾針軸承支撐在 二軸6上。為保證滾針軸承潤滑，二軸各檔齒輪分別加工有油孔。超速檔輪直接與二軸接 觸，為保證潤滑，二軸與超速檔輪結合部位加工有油槽，保證二軸與超速檔輪充分接觸的基 礎上，改善潤滑條件。倒檔中間齒輪9支撐在倒檔中間軸上，并通過螺栓分別固定在變速器 主箱體23和變速器后殼體10上。
[0031] 本實例中，撥叉或導塊通過彈性圓柱銷固定在撥叉軸上，結構簡單，成本低，且可 以防松。撥叉軸支撐在變速器前殼體23和變速器后殼體10的撥叉軸孔內。為避免撥叉軸 軸向移動過程中受到殼體撥叉軸孔內空氣阻力，撥叉軸上加工有平槽。為了保證殼體撥叉 軸孔內潤滑油順利流回變速器，撥叉軸平槽方向朝下。自鎖及互鎖機構設在變速器后殼體 上，零件少，且安裝方便。變速器超速檔撥叉與倒檔撥叉公用一個撥叉軸，這樣布置一方面 符合變速器通用的布置形式，另一方面省去換向裝置，操縱簡單，掛檔輕便；并且在本優(yōu)選 實施例中，為了改善變速器操縱性能，換擋搖臂外端設計有配重塊，換擋過程中增加搖臂擺 動慣量，改善換擋性能。
[0032] 現(xiàn)有技術中，斜齒變速器由于存在軸向力，因而軸承采用圓錐滾子軸承。但是圓錐 滾子軸承需要調整軸向間隙，不便于總成的裝配，如果不調整或調整不當，軸承容易損壞， 并且會增加軸向尺寸。本實例中，中間軸上所有齒輪的旋向相同，本優(yōu)選實例中以全部采用 右旋為例，因此同時哨合的兩對齒輪軸向力方向相反；哨合時中間軸傳動齒輪為被動齒輪， 中間軸其余各檔齒輪為主動齒輪，因此旋向雖相同但軸向力方向相反；同時設計齒輪時螺 旋角大小的設定以各檔位齒輪的軸向力差值最小為標準，如此一來作用于中間軸上的斜齒 嚙合產生的兩個軸向力相互抵消，從而能夠在中間軸前后兩端使用了圓柱滾子軸承，提高 了總成的裝配性能和可靠性。并且中間軸齒輪，也就是二、三、四檔中間軸齒輪均通過過盈 壓裝傳遞扭矩，結構簡單，零件數(shù)量少。
[0033] 本實例中，還包括了對本實用新型所述變速器增加了動力輸出窗口，這樣可匹配 取力器，滿足車輛特殊狀況下的需求。并且在輸出法蘭端連接停車制動器，并預留了接口。 [0034] 其工作過程，如圖1所示，發(fā)動機的動力通過離合器傳給變速器的一軸齒輪。一軸 齒輪與中間軸傳動齒輪4常嚙合，驅動中間軸轉動，中間軸其它檔位齒輪分別與二軸6各檔 位齒輪常嚙合，二軸6上的各齒輪空套在二軸6上并與相鄰的同步器結合齒圈通過花鍵嚙 合或者焊接為一體。由于同步器齒轂與二軸6通過花鍵聯(lián)接，當滑套隨撥叉一起移動時，滑 套的結合齒與同步器結合齒結合，二軸6就與結合的二軸齒輪成為一體并按對應的速比轉 動而傳遞動力。
[0035] 以三檔為例，操縱變速器的三四檔同步器22掛入三檔一側，動力從一軸輸入后通 過一軸齒輪與中間軸傳動齒輪4的嚙合關系，驅動中間軸旋轉，中間軸三檔齒輪8與中間軸 因為過盈連接同步旋轉，進而與之嚙合的二軸三檔齒輪21也隨之旋轉，帶動三四檔同步器 的結合齒圈、齒轂旋轉，齒轂與二軸6通過花鍵連接，于是動力便由三四檔同步器22傳遞至 二軸6,進而通過設置在二軸6輸出端的法蘭盤13輸出。其余除直接檔的各前進檔的動力 傳遞路線以此類推。中間軸三檔齒輪8上設置側取力器，能夠用于動力輸出。
[0036] 當掛直接檔時，動力從一軸輸入，經過三四檔同步器22由一軸齒輪傳遞到二軸6， 從輸出法蘭盤23直接輸出；
[0037] 當掛倒檔時，動力從一軸輸入，經過一軸齒輪傳遞到中間軸傳動齒輪帶動中間軸 軸，由中間軸倒檔齒輪經倒檔中間齒輪9傳遞至二軸倒檔齒輪16,由倒超檔同步器結合后 通過二軸傳遞，最后經過輸出法蘭盤輸出。
【權利要求】
1. 一種五檔汽車變速器，其特征在于，包括殼體，以及設置在殼體中的一軸總成（1 )、 二軸總成（2)和單個的中間軸總成（7); 一軸總成（1)包括設置在一軸輸出端的一軸齒輪；二軸總成（2)分別通過無外圈圓柱 滾子軸承（3)和二軸圓柱滾子軸承（12)支撐在一軸內圈和殼體上，二軸總成（2)包括沿動 力傳輸方向依次套設在二軸（6)上的二軸三檔齒輪（21)、二軸二檔齒輪（19)、二軸一檔齒 輪（17)和二軸倒檔齒輪（16)，以及二軸超速檔齒輪（14);平行設置在二軸總成（2)下方的 中間軸總成（7)分別通過短圓柱滾子軸承（5)和中間軸圓柱滾子軸承（11)支撐在殼體上； 中間軸總成（7)包括設置在中間軸上與一軸齒輪常嚙合的中間軸傳動齒輪（4)，通過 倒檔中間齒輪（9)與二軸倒檔齒輪（16)常嚙合的中間軸倒檔齒輪，以及與二軸三檔齒輪 (21)、二軸二檔齒輪（19)對應常嚙合的中間軸齒輪；中間軸總成（7)中包括的全部齒輪的 齒牙旋向相同；所述的中間軸倒檔齒輪同時與二軸一檔齒輪（17)常嚙合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，一軸齒輪和二軸三檔齒 輪（21)之間設置有單錐面的三四檔同步器（22);二軸二檔齒輪（19)和二軸一檔齒輪（17) 之間設置有雙錐面的一二檔同步器（18)，二軸超速檔齒輪（14)和二軸倒檔齒輪（16)之間 設置有倒超檔同步器（15);各同步器上方安裝有各檔位撥叉、撥叉軸以及撥頭構成的變速 器操縱裝置（20)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，三四檔同步器（22)和 一二檔同步器（18)的掛檔行程采用短行程同步器。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，撥叉通過彈性圓柱銷固 定在設置有平槽的撥叉軸上，撥叉軸的平槽方向向下設置；二軸超速檔齒輪（14)和二軸倒 檔齒輪（16)共用一個撥叉軸。
5. 根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，二軸三檔 齒輪（21 )、二軸二檔齒輪（19 )、二軸一檔齒輪（17 )和二軸倒檔齒輪（16 )分別通過滾針軸承 支撐在二軸上，并且分別加工有油孔；二軸超速檔齒輪（14)直接和二軸接觸，兩者結合部 位設置有油槽。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，殼體包括沿動力傳輸方 向依次連接設置的變速器前殼體（24)、變速器主箱體（23)和變速器后殼體（10);二軸總成 (2)通過二軸圓柱滾子軸承（12)支撐在變速器后殼體（10)上，中間軸總成（7)通過短圓 柱滾子軸承（5)和中間軸圓柱滾子軸承（11)支撐在變速器主箱體（23)上和變速器后殼體 (10)上；倒檔中間齒輪（9)軸向固定的設置在變速器主箱體（23)和變速器后殼體（10)的 連接處。
7. 根據(jù)權利要求6所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，倒檔中間齒輪（9)支撐在 倒檔中間軸上，倒檔中間軸兩端分別固定在變速器主箱體（23)和變速器后殼體（10)上。
8. 根據(jù)權利要求6所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，變速器后殼體（10)內還 設置有自鎖和互鎖機構。
9. 根據(jù)權利要求6或7或8所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，殼體采用鋁合金 制成，變速器主箱體（23 )呈筒狀。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種五檔汽車變速器，其特征在于，中間軸齒輪通過過盈壓 裝與中軸連接；二軸（6)的輸出端設置法蘭盤，法蘭盤的輸出端安裝駐車制動器。
【文檔編號】F16H57/023GK203836095SQ201420168144
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權日:2014年4月9日
【發(fā)明者】陳金柱, 劉義, 楊東, 張海濤 申請人:陜西法士特齒輪有限責任公司