一种八挡单箱三中间轴变速器总成

技术领域

本发明属于变速器技术领域，具体属于一种八挡单箱三中间轴变速器总成。

背景技术

面向非公路自卸车细分市场，其主要针对总重150t矿用宽体自卸车市场开发，该车型要求输入扭矩大>3200N·m，头挡速比大于8，且带超速挡，另外对可靠性和安全性要求更高，目前的变速器结构大多采用双中间轴，虽然功率二分流，但还是难以满足总重150t矿用宽体自卸车的各方面技术指标要求，比如在满足输入扭矩＞3200N·m，头挡速比大于8的情况下，体积和重量都远超主机厂家要求，而且加工成本高，综合性价比低；三中间轴的理论承载能力是双中间轴的1.5倍，但其对变速器的齿轮均载、润滑冷却、传动效率、噪音等方面设计要求更高；因此本发明需要提供一种技术方案来满足总重150t矿用宽体自卸车的各方面技术指标要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种八挡单箱三中间轴变速器总成，解决采用双中间轴方案存在的重量重、体积大、成本高、可靠性差的问题；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种八挡单箱三中间轴变速器总成，包括二轴总成和围绕二轴总成的周向布置的第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成，所述第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成呈倒三角形布置，所述第一中间轴总成位于变速器壳体的底部，所述第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成分别花键连接有第一后中间轴、第二后中间轴和第三后中间轴，以变速器法兰盘向离合器壳体方向，第一后中间轴、第二后中间轴和第三后中间轴的顺时针转动方向上分别啮合有第一倒挡中间轴齿轮、第二倒挡中间轴齿轮和第三倒挡中间轴齿轮。

进一步的，第一倒挡中间轴齿轮的中心与第一后中间轴和二轴总成的中心连线夹角为50～63°，第二倒挡中间轴齿轮的中心与第二后中间轴和二轴总成的中心连线夹角为50～63°，第三倒挡中间轴齿轮的中心与第三后中间轴和二轴总成的中心连线夹角为50～63°。

进一步的，还包括中间轴支撑板和后盖主体，所述第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成的一端分别通过中间轴前轴承支撑在变速器壳体内，所述第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成分别通过中间支撑轴承支撑在中间轴支撑板上，第一后中间轴、第二后中间轴和第三后中间轴分别通过中间轴后轴承支撑在后盖主体上。

进一步的，第一倒挡中间轴齿轮、第二倒挡中间轴齿轮和第三倒挡中间轴齿轮分别支撑在倒挡中间轴上，所述倒挡中间轴的两端支撑在后盖主体上。

进一步的，倒挡中间轴的一端设有4/5圆缺口，所述4/5圆缺口安装在中间轴后轴承盖上的扁平凸台上。

进一步的，还包括缓速器、紧急转向取力器和后取力器，所述缓速器、紧急转向取力器和后取力器布置在变速器的后盖上，所述缓速器的主动齿轮和变速器壳体内的缓速器被动齿轮啮合，所述紧急转向取力器的输入齿轮和二轴总成花键连接，所述后取力器的输入轴与第三后中间轴花键连接。

进一步的，变速器壳体的内腔底部设有油泵总成，所述油泵总成的泵轴和第一中间轴总成连接，油泵总成连接有滤油器，所述滤油器位于变速器轴向的中部位置，变速器壳体的底部开设有滤油窗口，所述滤油窗口贯通滤油器，所述滤油窗口上螺栓连接有滤油窗口盖，螺栓上设有防松垫圈，滤油窗口盖的内壁上设有衬垫。

进一步的，所述滤油窗口盖的内壁上还连接有多个磁铁，所述磁铁和滤油器不接触。

进一步的，变速器壳体内设有中间轴支撑板，离合器壳体到中间轴支撑板方向，二轴总成上依次排布有七挡齿轮、六挡齿轮、八挡齿轮、五挡齿轮、四挡齿轮、三挡齿轮和二挡齿轮，中间轴支撑板到变速器法兰盘方向，二轴总成上依次排布有一挡齿轮和倒挡齿轮，所述二轴总成与倒挡齿轮和一挡齿轮之间、二轴总成与二挡齿轮和三挡齿轮之间、二轴总成与四挡齿轮和五挡齿轮之间、二轴总成与六挡齿轮和七挡齿轮之间分别布置有四套滑套，二轴总成与倒挡齿轮和一挡齿轮之间的滑套和二轴总成与二挡齿轮和三挡齿轮之间的滑套相同，所述八挡齿轮设有独立滑套。

进一步的，所述变速器壳体的顶部连接有上盖总成，所述上盖总成上连接有操纵装置总成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供一种八挡单箱三中间轴变速器总成，通过在八挡变速器壳体内的二轴的周围均布第一中间轴总成、第二中间轴总成和第三中间轴总成，形成三中间轴结构，三中间轴的理论承载能力为双中间轴的1.5倍，而且三中间轴呈三角形结构，具有自定心功能，其载荷均匀，满足输入扭矩大于3200N·M，头挡速比大于8的要求，完全适用150t矿用宽体自卸车市场，可靠性和安全性更高，而且第一中间轴位于二轴的底部，搅油损失小，温升性能好，效率更高，而且由于本发明的八挡单箱结构中间轴较长，导致中间轴的挠度会较大，因此本发明中的中间轴的后段接有后中间轴，中间轴和后中间轴组成本发明整体中间轴，分段支撑，提高挠度，提高了齿轮啮合品质和工作寿命，延长了变速器使用寿命，同时，第一后中间轴、第二后中间轴和第三后中间轴的顺时针转动方向上分别啮合有第一倒挡中间轴齿轮、第二倒挡中间轴齿轮和第三倒挡中间轴齿轮，有利于后中间轴甩油至后中间轴和倒挡轮系之间齿轮啮合区，增强齿轮润滑。

进一步的，倒挡中间轴齿轮的中心与后中间轴和二轴总成的中心连线夹角为50～63°，可使两对齿轮副产生的切向力、径向力最大限度的抵消，使得倒挡滚针轴承受力大幅降低，提高了倒挡中间轴齿轮和后中间轴的使用寿命。

进一步的，倒挡中间轴的两端双支撑在后盖主体上，减少了倒挡中间轴的挠度，提升了连接倒挡中间轴和倒挡中间轴齿轮的倒挡滚针轴承工作寿命，同时改善了倒挡齿轮副的啮合品质，延长工作寿命。

进一步的，倒挡中间轴的4/5圆缺口结构卡装在中间后轴承盖上，防止倒挡中间轴旋转和轴向窜动，倒挡中间轴的自由度为零，轴向和周向限位简单可靠，零件数量少。

进一步的，变速器的后盖上装备有缓速器、紧急转向取力器和后取力器，缓速器的主动齿轮和变速器壳体内的缓速器被动齿轮啮合，紧急转向取力器的输入齿轮和二轴花键连接，后取力器的输入轴与第三后中间轴花键连接，最大限度的利用了空间布置缓速器、紧急转向取力器和后取力器，结构紧凑，模块化设计，安装简单，维护方便。

进一步的，本发明带油泵总成强制润滑系统，油泵总成上的滤油器设在变速器壳体的底部中部位置，通过滤油窗口盖进行可拆卸封装，方便滤油器定期检查保养，节省劳动力，同时滤油窗口盖的衬垫和防松垫圈增加密封性，保证滤油器的可靠运行。

进一步的，滤油窗盖上的磁铁能够吸附滤油器中的杂质，避免杂质堵塞油滤网。

进一步的，本发明中在离合器壳体到中间轴支撑板方向，依次设有7挡、6挡、8挡、5挡、4挡、3挡和2挡，中间轴支撑板到变速器法兰盘方向依次设有一挡和倒挡，在二轴总成和六七挡齿轮、四五挡齿轮、二三挡齿轮和倒一挡齿轮之间设有四套滑套，八挡齿轮使用单独的一个独立滑套，倒一挡齿轮和二三挡齿轮使用的滑套相同，满足使用要求的同时，减少零件类型，成本更低，若采用传统8挡齿轮排布；倒挡单独一个滑套控制，1/2挡之间布置一个换档滑套，则中间轴分段位于2挡前端，在中间轴支撑板上的中间轴的轴承会内径很大，轴承选型很困难，另外，后段中间轴由于变长，挠度会变差，通过本发明的滑套配置，在中间轴支撑板上的轴承内径适当，轴承选型简单，中间轴的挠度良好。

进一步的，上盖总成设在变速器壳体的顶部，有利于整车换挡布置，整车匹配性好。

附图说明

图1为本发明的横截面结构示意图；

图2为本发明中三中间轴的轴系布置结构示意图；

图3为图1的右视结构示意图；

图4为图1中的U-U剖视结构示意图；

图5为图4中倒挡中间轴和中间轴的轴系布置结构示意图；

图6为图1中M-M的剖视结构示意图；

图7为图1中L-L的剖视结构示意图；

图8为图1中H-H的剖视结构示意图；

图9为图1中Q-Q的剖视结构示意图；

图10为图9的R-R剖视结构示意图；

图11为图9第二倒挡中间轴后端局部结构示意图。

附图中：1-离合器壳体，2-变速器壳体，3-中间轴总成，301-后中间轴，311-第一中间轴总成，312-第二中间轴总成，313-第三中间轴总成，4-中间轴支撑板，5-后盖主体，6-油泵总成，7-后盖，8-紧急转向取力器，9-缓速器被动齿轮，10-缓速器换挡叉轴，11-缓速器换挡拨叉，12-二轴总成，13-操纵装置总成，14-上盖总成，15-一轴总成，16-中间轴前轴承，17-中间支撑轴承，18-中间轴后轴承，19-一轴轴承，20-输出轴承，21-二轴前轴承，22-缓速器，23-后取力器，24-滤油窗口盖，25-磁铁，26-衬垫，27-防松垫圈，28-螺栓，29-倒挡中间轴，30-中间轴后轴承盖，31-独立滑套，32-滑套，33-第一倒挡中间轴齿轮，34-第二倒挡中间轴齿轮，35-第三倒挡中间轴齿轮，

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1和图2和图3所示，本发明提供一种八挡单箱三中间轴变速器总成，采用八挡单箱三中间轴结构，三个中间轴组成中间轴总成3，中间轴总成3圆周均布在二轴总成12的附近，二轴总成12支撑在变速器壳体2内，其中二轴总成12的一端通过二轴前轴承21支撑在变速器壳体2上，二轴总成12的另一端通过输出轴承20支撑在变速器壳体2内，二轴前轴承21接近离合器壳体1，离合器壳体1和变速器壳体2对接，离合器壳体1的内腔中支撑有一轴总成15，一轴总成15通过一轴轴承19支撑在离合器壳体1中；在本实施例中，中间轴总成包括第一中间轴总成311、第二中间轴总成312和第三中间轴总成313，第一中间轴总成311、第二中间轴总成312和第三中间轴总成313均布在二轴总成12的周围，第一中间轴总成311、第二中间轴总成312和第三中间轴总成313呈倒三角形布置，二轴总成12位于中心位置，三角形的顶点为第一中间轴总成311，第一中间轴总成311靠近变速器壳体2的底部，在变速器壳体2的底部布置第一中间轴总成311，搅油损失小，温升性能好，效率高，在本实施例中，变速器壳体2的顶部安装有上盖总成14，操纵装置总成13安装在上盖总成14上，其中，上盖总成14位于变速器壳体2的上方利于整车换挡布置，整车匹配性好；

优选的，二轴总成12上的每个挡位齿轮副的齿数能被3整除，保证三个中间轴总成均载；

在本实施例中，第一中间轴总成311、第二中间轴总成312和第三中间轴总成313均穿过中间轴支撑板4，通过中间轴支撑板4安装在变速器壳体2的内腔中，变速器壳体2的内腔被中间轴支撑板4分为前段部分和后段部分，离合器壳体1到中间轴支撑板4之间为前段部分，中间轴支撑板4到变速器法兰盘之间为后段部分，前段部分，以离合器壳体1到变速器法兰盘方向，依次设有7挡、6挡、8挡、5挡、4挡、3挡、2挡，后段部分，以中间轴支撑板4到变速器法兰盘方向，依次设有1挡和R挡，二轴总成12与倒挡齿轮和一挡齿轮之间、二轴总成12与二挡齿轮和三挡齿轮之间、二轴总成与四挡齿轮和五挡齿轮之间、二轴总成与六挡齿轮和七挡齿轮之间分别布置有四套滑套，二轴总成12与倒挡齿轮和一挡齿轮之间的滑套和二轴总成与二挡齿轮和三挡齿轮之间的滑套相同，所述八挡齿轮的前部单独设有一个独立滑套，若采用传统8挡齿轮排布；倒挡单独一个滑套控制，1/2挡之间布置一个换挡滑套，则中间轴分段位于2挡前端，中间支撑轴承17会内径很大，轴承选型很困难，另外，后段中间轴由于变长，挠度会变差；

在本实施例中，中间轴总成3和后中间轴301通过内外花键连接，后中间轴301位于中间轴支撑板4和变速器法兰盘之间，由于是8挡单箱结构中间轴较长，中间轴挠度大，分段支撑可提高齿轮啮合品质和工作寿命，延长变速器使用寿命；具体的，每个中间轴均和后中间轴连接，因此，后中间轴也分为第一后中间轴、第二后中间轴和第三后中间轴，其中，中间轴的前段套设在中间轴前轴承16支撑在变速器壳体2的内腔中，中间轴和中间轴支撑板4通过中间支撑轴承17支撑在中间轴支撑板4上，后中间轴通过中间轴后轴承18支撑在后盖主体5上。

如图4和图5所示，在本实施例中，中间轴总成3通过后中间轴啮合有倒挡轮系，倒挡轮系包括第一倒挡中间轴齿轮33、第二倒挡中间轴齿轮34和第三倒挡中间轴齿轮35，以变速器法兰盘方向向离合器壳体1方向，第一倒挡中间轴齿轮33啮合在第一后中间轴的顺时针转动方向，第二倒挡中间轴齿轮34啮合在第二后中间轴的顺时针转动方向，第三倒挡中间轴齿轮35啮合在第三后中间轴的顺时针转动方向，在后中间轴旋转时，有利于甩油至后中间轴和倒挡中间轴29之间啮合的区间，增强齿轮润滑；优选的，倒挡中间齿轮的中心与后中间轴和二轴总成12的中心连线夹角为锐角50～63°，具体的，第一倒挡中间轴齿轮33的中心与第一后中间轴和二轴总成12的中心连线夹角为50～63°，第二倒挡中间轴齿轮34的中心与第二后中间轴和二轴总成12的中心连线夹角为50～63°，第三倒挡中间轴齿轮35的中心与第三后中间轴和二轴总成12的中心连线夹角为50～63°，锐角50～63°布置可使得两对齿轮副产生的切向力、径向力最大限度的抵消，使得倒挡滚针轴承受力大幅降低，提高了其使用寿命。

如图9和图10和图11所示，在本实施例中，倒挡中间轴齿轮通过滚针轴承支撑在倒挡中间轴29上，倒挡中间轴29双支撑在后盖主体5上，后盖主体5和变速器的后盖7连接，具体的，倒挡中间轴29的两端支撑在后盖主体5的台阶孔上，其中，倒挡中间轴29的后端设有4/5圆缺口，4/5圆缺口安装在中间轴后轴承盖30上的扁平凸台上，倒挡中间轴29双支撑减少了轴的挠度，提升倒挡滚针轴承工作寿命，同时可改善倒挡齿轮副的啮合品质，延长工作寿命；同时，倒挡中间轴29的半圆结构卡装在中间轴后轴承盖30的小平面上，防止倒挡中间轴29旋转，倒挡中间轴29自由度为零，轴向和周向限位简单可靠，零件数量少。

如图8所示，在本实施例中，变速器带有油泵强制润滑系统，变速器壳体2的内腔中支撑有油泵总成6，油泵总成6通过第一中间轴总成311驱动，油泵总成6的前端连接有滤油器，滤油器为定期检查保养零件，为方便检查拆卸滤油器，在滤油器对应的变速器壳体2底部开设滤油窗口，在滤油窗口上通过螺栓28连接有滤油窗口盖24，滤油窗口改的内壁上设有衬垫26，保证滤油窗口盖24的密封性能，而且螺栓28上设有防松垫圈27对螺栓28进行密封，优选的，防松垫圈27采用洛蒂牢防松垫圈，优选的，在滤油窗口盖24的内槽中粘贴有至少两个磁铁25，两个磁铁25与滤油器留有一定距离，避免杂质堵塞油滤网。

如图6和图7所示，在本实施例中，变速器的后盖7上布置有缓速器22、紧急转向取力器8和后取力器23，变速器壳体1内腔中的缓速器被动齿轮和缓速器22内部的主动齿轮啮合，当挂非超速挡时通过向后拉动缓速器挂挡叉轴，进而带动缓速器拨叉来实现缓速器挂挡，当超速挡时相反方向操作即可；紧急专向取力器8的输入齿轮和变速器的二轴总成12花键连接，当发动机故障，车辆无动力输入时，车辆惯性可驱动轮胎--后桥-传动轴-变速器输出轴旋转，从而带动紧急转向取力器8联结的应急泵工作，给车辆提供转向助力；后取力器23为整体式装入变速器右后方，由第三后中间轴的花键与后取力器23的输入轴花键毂联结驱动取力器工作，最大限度的利用空间布置了缓速器22、紧急转向取力器8、后取力器23，结构紧凑，模块化设计，安装简单，维护方便。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。