专利名称：带倒档的机动车同步式可变档后桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机动车后桥，尤其是带倒档的机动车同步式可变档后桥。
背景技术：
目前，汽车或三、四轮摩托车等机动车的后桥主要由后桥壳、主减速壳、差速壳、角齿轴、主减速器、差速器及半轴等组成，传动轴将发动机的输出扭矩传递到角齿轴上，经主减速器、差速器传递到左、右半轴而驱动车轮转动。发动机一般都设有多个档位，可根据各种路况及行驶需要进行换档，以改变发动机的输出转速和扭矩。在机动车的设计生产中，发动机的主要结构一般不作轻易改动，随着交通网络的发展，机动车面临的路况也呈多样化方向发展，特别是在乡村公路或崎岖的山路上，有些发动机的变档范围已不能满足行驶需要，在路况非常好的道路上，想提速却提不上，遇比较陡的坡路则出现动力不足的现象，使机动车的行驶道路范围受到影响。为此，曾有人在后桥上去掉原有的弧形盘齿-角齿传动结构，而改为在差速器的两端设置两对啮合直齿轮，其中两个直齿轮固定在差速壳上，另两个直齿轮空套在输入轴上，并在输入轴上的两空套直齿轮之间设置变档拨叉机构来实现变档。现有这种结构的町变档后桥结合发动机自带的变速箱，能扩大整车的变档范围，提高整车最佳行驶速度和爬坡能力。但由于是直齿啮合，单齿受力，而且其变档拨叉机构不能实现同步啮合，因此其变速比小，强度低，在变档过程中齿轮间瞬间快速结合，很容易打坏齿，从而带来安全隐患，也影响了后桥的使用寿命。
实用新型内容本实用新型要解决的问题是提供一种可扩大机动车变档范围，变档时可实现同步啮合，并具有倒挡功能的带倒档的机动车同步式可变档后桥。
为解决上述问题，本实用新型所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥包括包括后桥壳、主减速壳、差速壳、角齿轴、左右半轴及差速器，主减速壳安装在后桥壳上，差速壳上固定有盆齿，盆齿与角齿轴的角齿端啮合，角齿轴的另一端伸出主减速壳，主减速壳上安装有箱体，箱体里设有花键轴，角齿轴及花键轴均通过轴承支撑在箱体上；花键轴上固套有低档主动齿、高档主动齿及倒档啮合齿，角齿轴上活套有低档从动齿、高档从动齿并键套有倒档输出齿，低档从动齿与高档从动齿之间设有同步离合器，倒档啮合齿与倒档输出齿之间啮合有过桥齿；同步离合器的外套通过变档拨叉与变档拨叉轴相联，倒档输出齿的一侧设有倒档拨叉，倒档拨叉与倒档拨叉轴相联，变档拨叉轴及倒档拨叉轴的一侧均设有拨叉轴控制器，变档拨叉轴与倒档拨叉轴之间设有联控杆。
所述拨叉轴控制器由调节螺栓、压缩弹簧及球头圆柱销构成，调节螺栓螺纹连接在箱体上，调节螺栓具有一端开口的腔室，压缩弹簧位于腔室中，变档拨叉轴及倒档拨叉轴上均分别设有与球头圆柱销的球头端相配的三个球面形凹槽，球头圆柱销的另一头位于压缩弹簧中。
所述联控杆垂直设置在变档拨叉轴与倒档拨叉轴之间，并且其两端与变档拨叉轴及倒档拨叉轴上的限位槽之间为凸凹弧面相配。
本实用新型在角齿轴的一侧设置一根花键轴作为动力输入轴，在花键轴与角齿轴之间设置两对主、从动齿轮，不改变差速壳体上弧形盘齿与角齿轴角齿端的啮合结构，从而能保证较大的变速比及高的配合精度，并且强度高。在角齿轴的两从动齿轮之间设置同步离合器，充分利用了同步离合器的结构特点，在发动机离合器的控制协调下，变档时，由同步离合器上的外齿套与空转的同步环相啮合后，再由同步环内锥面与低档从动齿轮或高档从动齿轮之间相配的外锥面由松到紧地逐渐结合，借助两锥面之间的摩擦力来实现双方的转速同步，再由双边的导向齿啮合。由于实现了同步啮合，消除了啮合双边的差速，从而避免瞬间硬连接形成的强大冲击力打坏齿。在花键轴与角齿轴之间还设置一组倒档齿轮，从而使后桥也具有倒档功能。变档拨叉轴和倒档拨叉轴通过各自拨叉轴控制器的作用，使它们在各档位均能可靠定位，从而可避免跳档、脱档现象的发生。通过联控杆的控制作用，只有当变档拨叉轴在空档位置时，倒档拨叉轴才能动作而实现倒档，而倒档拨叉轴处在倒档位置时，变档拨叉轴在联控杆的作用下不能动作，使换档操作协调有序进行，避免因乱档引起的对齿轮的破坏。
本实用新型的有益效果是与发动机自带的变速箱配合使用，可扩大机动车的变档变矩范围，提高机动车的最佳行驶速度和爬坡能力，变档的同步性好，并具有联控倒档功能，能保障安全操作实施，结构紧凑、工作可靠，使用寿命长。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中变档拨叉轴16、倒档拨叉轴18及联控杆19之间的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步描述如图1、图2所示，本实用新型所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥由后桥壳1、主减速壳2、差速壳3、角齿轴4、盆齿5、箱体6、花键轴7、低档主动齿8、高档主动齿9、倒档啮合齿10、低档从动齿11、高档从动齿12、倒档输出齿13、同步离合器14、变档拨叉15、变档拨叉轴16、倒档拨叉17、倒档拨叉轴18、联控杆19、过桥齿20、调节螺栓21、压缩弹簧22、球头圆柱销23、球面形凹槽24、过桥轴25、限位槽26、连接盘27、同步环28、左右半轴29及差速器30等组成。主减速壳2用螺栓安装在后桥壳1上，盆齿5固定在差速壳3上，盆齿5与角齿轴4的角齿端啮合构成后桥的主减速部分，角齿轴4的另一端伸出主减速壳2，箱体6通过螺栓安装在主减速壳2上，箱体6里设有花键轴7，角齿轴4及花键轴7均通过轴承支撑在箱体6上。低档主动齿8、高档主动齿9及倒档啮合齿10固套在花键轴7上，低档从动齿11、高档从动齿12活套在角齿轴4上，倒档输出齿13键套(可轴向滑动)在角齿轴4上，同步离合器14位于低档从动齿11与高档从动齿12之间，倒档啮合齿10与倒档输出齿13之间啮合有过桥齿20，过桥齿20空套在过桥轴25上。同步离合器14的外套14a通过变档拨叉15与变档拨叉轴16相联，倒档输出齿13的一侧设有倒档拨叉17，倒档拨叉17固定在倒档拨叉轴18上，变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18的一侧均设有拨叉轴控制器，变档拨叉轴16与倒档拨叉轴18之间设有联控杆19。同步离合器12上装有同步环28，同步离合器14的齿座14b套在花键轴7上，齿座14b与外套14a卡接在一起，同步环28套在齿座14b上，同步环28与低档从动齿11及高档从动齿12之间为相配的内外锥形面。
从图1可看出上述由调节螺栓21、压缩弹簧22及球头圆柱销23构成，调节螺栓21螺纹连接在箱体6上，调节螺栓21具有一端开口的腔室21a，压缩弹簧22位于腔室21a中，变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18上均分别设有与球头圆柱销23的球头端相配的三个球面形凹槽24，球头圆柱销23的另一头位于压缩弹簧22中。球面形凹槽24的高度小于球头圆柱销23球头端的半径。当推动变档拨叉轴16使居中那个球面形凹槽24与球头圆柱销23的球头端配合时，变档拨叉15处于空档位置，上方那个球面形凹槽24与球头圆柱销23的球头端配合时，变档拨叉15处于高档位置，下方那个球面形凹槽24与球头圆柱销23的球头端配合时，变档拨叉13则处于低档位置。在压缩弹簧22的作用下，球头圆柱销23能对变档拨叉轴16或倒档拨叉轴18进行轴向限位，防止它们随意轴向移动而引发跳档。还可通过调节栓21对球头圆柱销17的球头端与变档拨叉轴16或倒档拨叉轴18之间的作用力进行调整。
图1示出箱体6由主箱体6a、箱盖6b及拨叉盖6c组成，箱盖6b通过螺栓固定在主箱体6a上，拨叉盖6c通过螺栓固定在主箱体6a与箱盖6b之间；所述过桥齿20的过桥轴25支撑在箱盖6b上。将箱体6分成这三部分，便于内部各部分拆装和维修。
图2是本实用新型中变档拨叉轴16、倒档拨叉轴18及联控杆19之间的工作原理示意图，联控杆19垂直设置在变档拨叉轴16与倒档拨叉轴18之间，并且其两端与变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18的限位槽26之间为凸凹弧面相配。图2-1表示联控杆19的两端均正对变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18上的限位槽26并部分进入槽中，这时变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18均处于空档位置，变档拨叉轴16及倒档拨叉轴18在换档机构作用下均能轴向移动；图2-2表示变档拨叉轴16轴向移动到低档位置，这时联控杆19的一端从变档拨叉轴16上的限位槽26退出，其产生的侧向力推动联控杆19的另一端完全进入倒档拨叉轴18上的限位槽26中，对倒档拨叉轴18进行完全的轴向限位，即使在换档机构施加的外力作用下倒档拨叉轴18也不能轴向移动；图2-3表示倒档拨叉轴18处于倒档位置，变档拨叉轴16处于空档位置，这时联控杆19的一端从倒档拨叉轴18上的限位槽26退出，其产生的侧向力推动联控杆19的另一端完全进入变档拨叉轴16上的限位槽26中，对变档拨叉轴16进行完全的轴向限位，即使在换档操作机构施加的外力作用下变档拨叉轴16也不能轴向移动。
图1、图2还示出花键轴7的动力输入端安装有连接盘27，用来连接传动轴，使传动轴与花键轴7之间的扭矩传递更可靠。
工作原理当同步离合器14处于低档从动齿11与高档从动齿12之间的中间位置时，同步离合器14不与低档从动齿11和高档从动齿12发牛作用，两组主从动齿轮副处于自由结合状态，该后桥不传递动力。机动车行驶时，同步离合器14要与低档从动齿11或高档从动齿12结合传递扭矩。当机动车在行驶中想进一步提高行驶速度，如果后桥处于低档位置而发动机已达到最高档，町拨动变档拨叉轴16，使变档拨叉15带动同步离合器14与高档从动齿12结合，花键轴7上的扭矩通过高档主动齿9、高档从动齿12及同步离合器14传递到角齿轴4上，实现增速。当然，发动机在其它档的时候也可过让后桥从低档切换到高档来实现增速。同理，当机动车爬坡，或在田间行驶而出现动力不足时，如果后桥处于高档位置但发动机已处于最低挡(一档)，可拨动变档拨叉轴16，使变档拨叉15带动同步离合器14向低档从动齿11一侧移动，使同步环14c的内锥面与低档从动齿11的外锥面结合，花键轴7上的扭矩通过低档主动齿8、低档从动齿11及同步离合器14传递到角齿轴4上，实现减速，但动力增强。当然，发动机在其它档的时候也可通过让后桥从高档切换到低档来实现减速提矩。
当需要倒进时，使变档拨叉轴16进入空档位置，并拨动倒档拨叉轴18，使倒档拨叉17与倒档啮合齿10结合，花键轴7上的扭矩通过倒档拨叉17、倒档啮合齿10、过桥齿20及倒档输出齿13反向传递到角齿轴4上，实现倒档。后桥变档时，应结合发动机离合器的控制协调操作，即后桥变档时，应断开发动机离合器以切断动力。本实用新型尤其适用于装配有档位少或没有档位的汽、柴油发动机及电瓶动力机构，可提高最佳行驶速度，并扩大输出动力范围。
权利要求1.一种带倒档的机动车同步式可变档后桥，包括后桥壳(1)、主减速壳(2)、差速壳(3)、角齿轴(4)、左右半轴(29)及差速器(30)，主减速壳(2)安装在后桥壳(1)上，差速壳(3)上固定有盆齿(5)，盆齿(5)与角齿轴(4)的角齿端啮合，角齿轴(4)的另一端伸出主减速壳(2)，其特征是主减速壳(2)上安装有箱体(6)，箱体(6)里设有花键轴(7)，角齿轴(4)及花键轴(7)均通过轴承支撑在箱体(6)上；花键轴(7)上固套有低档主动齿(8)、高档主动齿(9)及倒档啮合齿(10)，角齿轴(4)上活套有低档从动齿(11)、高档从动齿(12)并键套有倒档输出齿(13)，低档从动齿(11)与高档从动齿(12)之间设有同步离合器(14)，倒档啮合齿(10)与倒档输出齿(13)之间啮合有过桥齿(20)；同步离合器(14)的外套(14a)通过变档拨叉(15)与变档拨叉轴(16)相联，倒档输出齿(13)的一侧设有倒档拨叉(17)，倒档拨叉(17)与倒档拨叉轴(18)相联，变档拨叉轴(16)及倒档拨叉轴(18)的一侧均设有拨叉轴控制器，变档拨叉轴(16)与倒档拨叉轴(18)之间设有联控杆(19)。
2.根据权利要求1所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥，其特征是所述拨叉轴控制器由调节螺栓(21)、压缩弹簧(22)及球头圆柱销(23)构成，调节螺栓(21)螺纹连接在箱体(6)上，调节螺栓(21)具有一端开口的腔室(21a)，压缩弹簧(22)位于腔室(21a)中，变档拨叉轴(16)及倒档拨叉轴(18)上均分别设有与球头圆柱销(23)的球头端相配的三个球面形凹槽(24)，球头圆柱销(23)的另一头位于压缩弹簧(22)中。
3.根据权利要求1所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥，其特征是所述箱体(6)由主箱体(6a)、箱盖(6b)及拨叉盖(6c)组成，箱盖(6b)通过螺栓固定在主箱体(6a)上，拨叉盖(6c)通过螺栓固定在主箱体(6a)与箱盖(6b)之间；所述过桥齿(20)的过桥轴(25)支撑在箱盖(6b)上。
4.根据权利要求1所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥，其特征是所述联控杆(19)垂直设置在变档拨叉轴(16)与倒档拨叉轴(18)之间，并且其两端与变档拨叉轴(16)及倒档拨叉轴(18)上的限位槽(26)之间为凸凹弧面相配。
5.根据权利要求1所述的带倒档的机动车同步式可变档后桥，其特征是所述花键轴(7)的动力输入端安装有连接盘(27)。
专利摘要一种带倒档的机动车同步式可变档后桥，箱体里有角齿轴(4)及花键轴(7)，花键轴(7)上有低档主动齿(8)、高档主动齿(9)及倒档啮合齿(10)，角齿轴(4)上有低档从动齿(11)、高档从动齿(12)及倒档输出齿(13)，低档从动齿(11)与高档从动齿(12)间有同步离合器(14)，倒档啮合齿(10)与倒档输出齿(13)间有过桥齿(20)；变档拨叉轴(16)及倒档拨叉轴(18)一侧均有拨叉轴控制器，变档拨叉轴(16)与倒档拨叉轴(18)间有联控杆(19)。本实用新型与发动机变速箱配合使用，可扩大机动车变档变矩范围，提高机动车最佳速度和爬坡能力，变档同步性好，并具倒档功能，工作可靠，使用寿命长。
文档编号B60K17/08GK2820599SQ20052000946
公开日2006年9月27日 申请日期2005年6月13日 优先权日2005年6月13日
发明者吴先友 申请人:吴先友