常啮合齿轮径向自由浮动的多轴功率分流均载机构

技术领域

本发明涉及变速机构技术领域，具体涉及一种常啮合齿轮径向自由浮动的多轴功率分流均载机构。

背景技术

传统的双中间轴分流技术是重型汽车变速器结构中的典型方案，无论是ZF的最先进的三段式结构的TRAXON变速器，还是EATON最先进的两段式ENDURANT变速器，均采用主副箱双中间轴布局；部分重型变速器采用行星机构作为副箱，主箱采用双中间轴结构。传统的双中间轴变速器具有承载能力强、结构紧凑、质量轻、换档轻便等优点。

但是，传统的双中间轴变速器为了实现功率分流，主箱输出轴及输出轴上的档位齿轮必须设计为径向浮动结构，输出轴为悬臂梁，输出轴上齿轮呈径向浮动状态。优点是输出轴上的档位齿轮径向浮动时可以保证两根中间轴上的档位齿轮受力均匀。缺点是挂档时，浮动结构使得同步器摩擦元件产生偏载，使同步器寿命达不到国家标准要求的22次万(相当于100万公里)寿命；或者出现同步器寿命足够，但均载不好，使得齿轮轴承或花键寿命不够的情况。亦即均载和同步器寿命为一对矛盾体。无法保证既有大的承载能力，又有可靠、轻便的换档。

发明内容

为此，本发明提供一种常啮合齿轮径向自由浮动的多轴功率分流均载机构，以解决现有技术中的传统双中间轴的变速装置的输出轴及输出轴上档位齿轮浮动而导致的同步器寿命短或啮合套寿命短、或均载不好导致齿轮轴承寿命短的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明，提供了一种常啮合齿轮径向自由浮动的多轴功率分流均载机构，包括输入轴、输入轴固定轴承、中间连接件和输入轴常啮合齿轮，所述输入轴常啮合齿轮可在传递扭矩的同时确保其在垂直于输入轴的轴线的端面上自由浮动。

进一步地，所述中间连接件包括浮动连接套，所述输入轴通过所述输入轴固定轴承与壳体相连；所述浮动连接套和所述输入轴连接；所述浮动连接套和所述输入轴常啮合齿轮连接。

进一步地，所述中间连接件包括弹性扭力片，所述输入轴通过所述输入轴固定轴承与壳体相连；所述弹性扭力片固定在所述输入轴的圆周槽内，所述弹性扭力片与所述输入轴常啮合齿轮的内槽之间具有一定的间隙，在转动时，通过内槽一侧传递扭矩。

进一步地，所述浮动连接套和所述输入轴通过鼓形齿联结在一起，且所述浮动连接套和所述输入轴常啮合齿轮通过鼓形齿联结在一起。

进一步地，所述浮动连接套两端的联结方式包括采用渐开线鼓形花键或矩形鼓形花键连接。

进一步地，所述鼓形齿包含内鼓或者外鼓，其连接面包含单段或多段圆弧。

本发明具有如下优点：

本发明通过所述输入轴常啮合齿轮的径向浮动就可以达到均载分流的效果。所述输入轴常啮合齿轮在传递扭矩的同时确保其在垂直于输入轴的轴线的端面上自由浮动。本发明应用于现有的双中间轴变速器上，将可以取消输出轴的径向浮动和各个档位齿轮径向浮动，在中间轴均载的同时，使得传统的同步器达到用户要求的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有技术中的一种双中间轴变速器的输入轴总成的结构示意图；

图2为根据一示范性实施例示出的一种均载机构的输入轴总成的结构示意图；

图3为根据另一示范性实施例示出的一种均载机构的输入轴总成的结构示意图；

图4为图3的输入轴总成的端截面的结构示意图；

图5为图3的输入轴总成的端截面的另一状态的结构示意图；

图6为渐开线鼓形示意图；

图7为应用示例的八档两段式双中间轴副箱变速器总成的结构示意图；

图8为应用实例的八档两段式行星副箱变速器总成的结构示意图；

图中：1、输入轴；2、输入轴固定轴承；3、浮动连接套；4、输入轴常啮合齿轮；5、壳体；6、弹性扭力片；7、主箱输出轴；8、副箱中间轴；9、第一副箱同步器；10、副箱输出轴；11、副箱太阳轮；12、第二副箱同步器；13、副箱行星架；14、副箱齿圈；15、第二主箱中间轴总成；16、第一主箱中间轴总成；17、轴承；18、袋装轴承；19、档位齿轮；20、主箱输出轴固定轴承；21、副箱输入轴袋装轴承；22、副箱输出轴固定轴承；23、主箱同步器；100、输入轴总成。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的变速装置包括变速器或者减速器，变速器包括但不限于单段或多段双中间轴变速器等。例如常用的单段1档、2档、4档、5档、6档、7档等变速器；两段式十二档变速器6X2、十六档变速器6X3等；三段式十二档变速器2X3X2、十六档变速器2X4X2等；基于本发明专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。

根据本发明实施例，如图2至图8所示，提供了一种常啮合齿轮径向自由浮动的多轴功率分流均载机构，所述均载机构包括输入轴1、输入轴固定轴承2、浮动连接套3和输入轴常啮合齿轮4，所述输入轴通过所述输入轴固定轴承与壳体5相连；所述浮动连接套3和所述输入轴1连接；所述浮动连接套3和所述输入轴常啮合齿轮4连接。参见图2。所述均载机构可使得输入轴常啮合齿轮在传递扭矩的同时确保其在垂直于输入轴的轴线的端面上自由浮动。

现有技术中的双中间轴变速器的输入轴总成如图1所示，输入轴1和输入轴常啮合齿轮4通过内外花键联结，输入轴常啮合齿轮4不能够在径向上浮动。两根中间轴的均载是通过主箱输出轴7上的各个档位齿轮19的径向浮动来实现的。

在本发明中，所述均载机构(参见图2)包括输入轴1、输入轴固定轴承2、输入轴常啮合齿轮4和浮动连接套3，所述输入轴1通过所述输入轴固定轴承2与壳体5相连；所述浮动连接套3和所述输入轴1连接；所述浮动连接套3和所述输入轴常啮合齿轮4连接。所述浮动连接套3和所述输入轴1通过鼓形齿联结在一起，且所述浮动连接套3和所述输入轴常啮合齿轮4通过鼓形齿联结在一起。所述浮动连接套3两端的联结方式包括采用渐开线鼓形花键或矩形鼓形花键连接。所述鼓形齿包括内鼓或者外鼓，其连接面为单段或多段圆弧。所述鼓形齿为渐开线鼓形，也可以采用其他形状的鼓形齿。

采用浮动连接套3，两端通过鼓形齿分别与输入轴1和输入轴常啮合齿轮4相连，确保输入轴常啮合齿轮4在传递扭矩的同时，可以自由在垂直于输入轴1的轴线的平面内浮动。在输入轴1用轴承固定的情况下，可以确保输入轴常啮合齿轮4在保持径向自由浮动的情况下只传递扭矩。

除了采用浮动连接套3的结构外，还可以采用其他的结构来实现(参见图3)，如所述输入器总成包括输入轴1、输入轴固定轴承2、输入轴常啮合齿轮4和弹性扭力片6，所述输入轴1通过所述输入轴固定轴承2与壳体5相连；所述弹性扭力片6固定在所述输入轴1的圆周槽内，所述弹性扭力片6与所述输入轴常啮合齿轮4的内槽之间具有一定的间隙，在转动时，通过内槽一侧传递扭矩。

采用弹性扭力片6，其一端固定在输入轴1的圆周槽内上，另一端与输入轴常啮合齿轮4的内槽保持径向和圆周向间隙，确保输入轴常啮合齿轮4在传递扭矩的同时，可以自由在垂直于输入轴1的轴线的平面内浮动。在输入轴1用轴承转动的情况下，弹性扭力片6与输入轴常啮合齿轮4的内槽一侧接触，传递扭矩给输入轴常啮合齿轮4，确保它在保持径向自由浮动的情况下只传递扭矩。

所述均载机构可以应用于传统的双中间轴变速器布局。采用所述的均载机构的双中间轴变速器(参见图7)包括输入轴、浮动连接件、输入轴常啮合齿轮，还包括第一主箱中间轴总成16、主箱输出轴7、档位齿轮19、副箱中间轴8、副箱输出轴10和壳体5，所述输入轴1通过轴承17连接安装于所述壳体5，所述主箱输出轴7的一端由安装于所述输入轴1内的袋装轴承18固定，另一端由主箱输出轴固定轴承20与所述壳体5连接；所述副箱输出轴10的一端通过副箱输入袋装轴承21固定在主箱输出轴7内，另一端通过副箱输出轴固定轴承22与所述壳体5连接。所述档位齿轮19通过滚针轴承或滑动轴承与主箱输出轴7相连。相比现有的技术，取消了悬臂梁结构；主箱输出轴7上的档位齿轮19通过滚针轴承或滑动轴承与主箱输出轴7相连。相比现有的技术，取消了档位齿轮19与主箱输出轴7间的径向浮动间隙。在上述情况下，使用传统的主箱同步器23和第一副箱同步器9也可以满足22万次(相当于100万公里)的寿命要求。

除了上面的副箱为双中间轴结构外，副箱还可以采用行星机构结构，主箱有四个档位，副箱有两个档位，是典型的两段式行星副箱变速器。如图8，所述主箱包括输入轴总成100、第二主箱中间轴总成15、主箱输出轴7、第二副箱同步器12。所述副箱包括副箱行星架13、副箱太阳轮11、副箱齿圈14和壳体5，所述输入轴1通过轴承17连接安装于所述壳体5，所述主箱的第二主箱中间轴总成15的两端通过轴承与壳体5相连。主箱输出轴7的一端由安装于所述输入轴1内的袋装轴承18固定，另一端由主箱输出轴固定轴承20与所述壳体5连接。相比现有的技术，取消了悬臂梁结构；主箱输出轴7上的档位齿轮19通过滚针轴承或滑动轴承与主箱输出轴7相连。相比现有的技术，取消了档位齿轮19与主箱输出轴7间的径向浮动间隙。在上述情况下，使用传统的主箱同步器23和第二副箱同步器12也可以满足22万次(相当于100万公里)的寿命要求。

采用本专利图2所示的径向悬浮机构，即通过浮动连接套3的两端的鼓形齿联结方式与输入轴1和输入轴常啮合齿轮4相连，这样可以实现输入轴常啮合齿轮4的径向浮动确保两根主箱中间轴总成的均载。

采用本专利图3所示的径向悬浮机构，即通过弹性扭力片6的联结方式与输入轴1和输入轴常啮合齿轮4相连，这样可以实现输入轴常啮合齿轮4的径向浮动确保两根主箱中间轴总成的均载。

相比现有的技术，取消了悬臂梁结构；主箱输出轴7上的档位齿轮19通过滚针轴承或滑动轴承与输出轴相连。相比现有的技术，取消了档位齿轮与输出轴间的径向浮动间隙。在上述情况下，使用传统的主箱同步器23和第二副箱同步器12也可以满足22万次(相当于100万公里)的寿命要求。

本发明通过所述输入轴常啮合齿轮4的径向浮动就可以达到均载分流的效果。所述输入轴常啮合齿轮4在传递扭矩的同时确保其在垂直于输入轴1的轴线的端面上自由浮动。本发明应用于现有的双中间轴变速器上，将可以取消输出轴的径向浮动和各个档位齿轮径向浮动，在中间轴均载的同时，使得传统的同步器达到用户要求的使用寿命。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。