多轮轮轴结构变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于变速器领域，特别是涉及到平行轴式变速器。
【背景技术】
[0002]变速器是动力传递系统上最重要的传动部件，特别是在汽车上，变速器的性能直接决定了汽车的性能，决定了汽车的传动效率，决定了汽车的燃油经济性，决定了汽车的换挡平顺性和舒适性。由于世界各国的汽车企业和研宄机构的巨大投入，汽车变速器技术得到了空前的提高和发展，因此可以说汽车上的变速器技术就是变速器领域最新技术。目前的汽车变速器主要结构有手动变速器结构MT和自动变速器结构AT两大类，自动变速器结构中又分为有级自动变速器结构AT和无级自动变速器结构CVT。有级的自动变速器结构又分为旋转轴(行星轮)式自动变速器结构AT和平行轴式自动变速器结构AT，星齿轮式自动变速器又分为辛普森式自动变速器结构和拉威纳式自动变速器结构，平行轴式自动变速器结构目前又分为自动离合变速器结构AMT，多离合器式平行轴变速器结构AT和双离合器式平行轴变速器结构DCT。由于人们的喜好不同，各种变速器都凭借自己的特点占有着相应的市场份额。
[0003]随着控制技术、传动效率、燃油经济性的不断提高以及人们对汽车换挡平顺性和舒适性的要求不断提高，更多挡位的自动变速器成为了发展主流，因此自动变速器的挡位也在不断地增加；挡位越多结构就越复杂，变速箱的尺寸也就越大。然而汽车能容纳的变速器的体积却是有限的，目前的多离合器结构平行轴变速器的结构基本是采用三根轴或四根轴，采用一级传动和三级传动相结合的方式，如输入轴上设置三个前进挡齿轮，其中两个为一级传动，动力直接传递给输出轴，另一个为三级传动的第一级，将动力传递给输出轴上的惰轮，中间轴上设置三个齿轮的，一个同输出轴上的惰轮啮合形成三级传动的第二级，另两个与输出轴上的固定齿轮啮合，形成两个三级传动的第三级，其形成的前进挡位数为1X2+1X1X1X(3-1) = 4个挡，中间轴上设置四个齿轮的，其形成的前进挡位数为1X2+1X1X1X(4-1) =5个挡。虽然目前关于平行轴变速器的发明很多，这些发明有的是关于轴的数量和位置提出的新的技术方案，有的是关于齿轮的数量和位置提出的新的技术方案，有的是关于换挡控制机构的数量及位置提出的新的技术方案，但是由于变速器尺寸及需要变速器承担扭矩的限制，目前实用的多离合器结构平行轴变速器的挡位也仅达到6个前进挡。按目前的变速器结构，如果挡位再增加，不是结构太复杂，就是结构体积太大，很难实用。因此需要一种体积小，挡位多，扭矩大，结构简单，可靠性高的新结构的变速器。
【发明内容】
[0004]为解决上诉问题，本发明提供一种含有由多个惰轮齿轮组成的轮轴结构的平行轴变速器简称多轮轮轴结构变速器，在本发明多轮轮轴结构变速器中的多轮轮轴结构以及相配合的花键毂套轴结构、双向超越离合器结构和牙嵌式离合器结构的共同作用下，可以在现有变速箱尺寸范围内，达到12个前进挡和4个倒挡。其特点是:1.齿轮数与挡位数的比值最小，因此着变速箱的尺寸相对最小。2.换挡控制元件与挡位数的比值最小，因此着变速箱的结构更加相对简单。3.扩大了总传动比范围，提高了汽车的动力性能。4.挡位密集合理，提高了换挡平顺性和燃油经济性。5.设置了增扭齿轮组，可以承受更大的扭矩。
[0005]本发明的多轮轮轴结构变速器包括平行设置的输入轴，多轮轮轴，中间轴和输出轴。所述多轮轮轴结构变速器还包括:固定的设置在输入轴上的N个齿轮(N是自然数)；通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，并有可单独控制其与输入轴连接或分离的离合装置的M个齿轮及相应的离合装置"是> I的整数)；通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上，并有可单独控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的，与输入轴上的固定齿轮相对啮合的N个齿轮及相应的离合装置以及与中间轴或输出轴上的固定齿轮对应啮合的N’个齿轮及相应的离合装置(N’是自然数)；与输入轴、中间轴和输出轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在多轮轮轴上的多个齿轮；与多轮轮轴上的可旋转的齿轮对应常啮合的固定的设置在中间轴或输出轴上的N’个齿轮。与多轮轮轴上的固定齿轮对应啮合的通过滚针轴承可旋转的设置在中间轴或输出轴上的，并有可单独控制其与中间轴或输出轴连接或分离的离合装置的多个齿轮及相应的离合装置。所述多轮轮轴结构变速器还包括:设置在中间轴上的一个或两个增扭主动齿轮；与增扭主动齿轮对应啮合的设置在输出轴上的一个或两个增扭从动齿轮；这样形成一个或两个第三级传动路径，当在中间轴上设置一个增扭齿轮时，增扭主动齿轮与中间轴及增扭从动齿轮与输出轴间都固定链接，当在中间轴上设置两个增扭齿轮形成两个动力传递路径时，每个动力传递路径上的增扭主动齿轮及与其啮合的增扭从动齿轮中的一个增扭齿轮与其所在轴间为固定链接，另一个增扭齿轮采用通过滚针轴承可旋转的设置在其所在的轴上，并设置相应的离合装置控制其与所在轴的连接或分离，固定连接的齿轮设置在哪跟轴上都可以，可以采用增扭主动齿轮与中间轴固定链接，也可以采用增扭从动齿轮与输出轴固定链接。本发明的多轮轮轴结构变速器的特征在于具有以下结构:
[0006]1.多轮轮轴结构
[0007]所述多轮轮轴结构，就是在变速器中设置了一根起增加动力传递路径作用的由多个惰轮齿轮及(N+N’ )个离合器组成的多轮轮轴，所述多轮轮轴设置在输入轴与中间轴之间或输入轴与输出轴之间的动力传递路径上，负责将输入轴的动力传递给中间轴再由中间轴传递给输出轴，或将输入轴的动力直接传递给输出轴。所述多轮轮轴由轴杆和固定的设置在轴杆上的多个齿轮，以及通过滚针轴承可旋转的设置在多轮轮轴上的，并有可单独的控制其与多轮轮轴连接或分离的离合装置的(N+N’ )个齿轮及相应的离合装置组成；其特征就是所有进出多轮轮轴上的动力传递路径都有独立的离合器或扭矩开关装置。所述多轮轮轴可以是一根含所需油道的实心轴连同设置在其上的齿轮及离合装置，通过轴承设置在变速器箱体上，也可以是空心轴，连同设置在其上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承空套的设置在输出轴上，空套的多轮轮轴的一端与输出轴间设有离合器，通过离合器控制其与输出轴间的转动或固定；所述多轮轮轴也可以是多个带键槽的短空心轴，通过键槽连接在一起，连同设置在短轴上的齿轮及离合装置一起通过滚针轴承可旋转的设置在输出轴上，设置在短轴间的键槽使各短轴间不能相对转动，只能一起在多轮轮轴及输出轴间的离合器的控制下，在输出轴上相对于输出轴转动或固定，当控制离合器结合时，多轮轮轴与输出轴固定成为一根轴，动力从输入轴直接传递到输出轴上，形成一级传动，这样每个输入轴上与多轮轮轴上齿轮啮合的齿轮都形成一个一级动力传递路径；当控制离合器分离时，多轮轮轴在输出轴上转动，变成由多个惰轮齿轮集成一体的调速惰轮轮轴，动力从输入轴传递多轮轮轴，再由多轮轮轴经过中间轴传递到输出轴形成三级传动，这样每个输入轴上与多轮轮轴上齿轮啮合的齿轮又都形成一个三级传动的第一级动力传递路径。当多轮轮轴设置在变速器箱体上时，可以将输出轴通过滚针轴承空套的设置在多轮轮轴上，在纵置变速器的方案中也可将输出轴通过滚针轴承空套的设置在输入轴上。本发明的独特的多轮轮轴结构具有将输入轴的动力传动路径增加的作用，比如在本发明的第一实施例中，通过多轮轮轴结构，利用输入轴上的三个前进挡齿轮和一个倒挡齿轮，形成了 3个一级传动的前进挡动力流和3个三级传动的一级前进挡动力流以及I个倒挡一级传动的动力流和I个三级传动的一级倒挡动力流，并在中间轴上形成了 3个三级传动的二级动力流和I个三级传动的三级增扭动力流。最终实现了 12个前进挡和4个倒挡，大大提高了换挡平顺性和燃油经济性。
[0008]2.花键毂套轴结构
[0009]本发明多轮轮轴结构变速器中的花键毂套轴结构的特征是通过设置在输入轴上的一个离合器可以控制设置在输入轴上的三个齿轮与输入轴的连接或分离，所述多轮轮轴结构变速器中的花键毂套轴结构包括固定的设置在在输入轴上用以使花键毂套轴与输入轴连接或分离的离合器，通过滚针轴承可旋转的空套的设置在输入轴上的花键毂套轴，固定在花键毂套轴一端的离合器的内花键毂，固定在花键毂套轴另一端的同步器的花键毂，同步环，以及和倒挡主动齿轮集成为一体的同步器的接合套。所述花键毂套轴上还设置有输入轴上的最大齿轮，它通过滚针轴承可旋转的设置在花键毂套轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离；输入轴上最小齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在输入轴上，通过花键毂套轴上的同步器的控制其与花键毂套轴连接或分离，与花键毂套轴连接的齿轮在离合器控制下同花键毂套轴一起与输入轴连接或分离。本发明多轮轮轴结构变速器的独特的花键毂套轴结构具有减少离合器的作用，通过所述花键毂套轴结构使同步器可以控制不在同一轴上的三个齿轮通过一个离合器与输入轴连接或分离，进一步优化了变速器的结构，在本发明的第一实施例中，通过花键毂套轴结构使一个离合器能控制不在同一个轴上的三个齿轮，至少节省了一个离合器，大大节省了变速箱空间和重量以及控制器的数量。
[0010]3.双向超越离合器结构
[0011]本发明多轮轮轴结构变速器中的双向超越离合器是将中间轴或上的最大齿轮与独特设计的双向超越离合器集成为一体，它包括通过花键固定在中间轴上的内圈；与齿轮集成为一体通过滚针轴承可旋转的设置在内圈上的外圈；在内圈与外圈间紧贴外圈内圆设置的固定保持架，以及设置在固定保持架上的限位凸块；在固定保持架内圆和内圈外圆间设置的活动保持架，以及设置在活动保持架上的限位凹槽；设置在内圈和外圈之间，通过固定保持架和活动保持架固定和控制的双向契块；设置在活动保持架上负责控制双向契块与内圈的接触压力的保持弹簧；还包括固定保持架和活动保持架间的回位弹簧；契块方向控制压盘。在挂倒挡时，控制控制压盘向滑动保持架一侧移动，与滑动保持架接触产生相应的摩擦力，外圈反向转动时固定保持架随之转动，摩擦力使滑动保持架固定，这样限位凸块和限位凹槽反向接近，并且回位弹簧被压缩，同时双向契块向反方向旋转；当限位凸块与限位凹槽接触贴紧后，限位凸块推动活动保持架克服摩擦阻力随固定保持架一起旋转，同时，在固定保持架活动保持架保持弹簧的作用下，双向契块进入反向工作状态，带动内圈一起随外圈旋转，进行倒挡一挡的传动。其他倒挡时双向超越离合器进入反向超越分离状态。退出倒挡时，控制压盘与活动保持架脱离后回位，回位弹簧推动活动保持架转动，同时双向契块正向旋转，限位凸块与限位凹槽正向接近接触贴紧，双向超越离合器进入正向传动连接或超越分离状态。本发明多挡位变速器的独特的双向超越离合器结构具有减少变速器轴向尺寸并且具有提高换挡平顺性的作用，在本发明的第一实施例中，通过使用双向超越离合器结构，在不增加中间轴尺寸的情况下，成功增加了一个离合器，而且通过与湿式离合器的配合大大提高了换挡平顺性。
[0012]4.倒挡惰轮牙钳式离合器结构
[0013]本发明多轮轮轴结构变速器的倒挡惰轮牙钳式离合器结构包括通过滚针轴承可旋转的设置在变速器箱体上的倒挡惰轮轴，第一倒挡惰轮与牙钳式离