一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器的制作方法

本发明涉及变速器技术领域，具体为一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器。

背景技术：

商用车新能源市场主要集中在城市公交、物流、环卫、渣土车和特定工况的矿卡和集卡上。从驱动形式来看，城市公交、轻型物流车主要采用电机直驱纯电系统，中重型物流、环卫、渣土和特定工况的矿卡、集卡均采用电机+amt纯电系统。从2019年新能源商用车的市场销量来看，城市公交和物流约占90％，其他(环卫、渣土、矿卡、集卡等)约占10％。

新能源商用车在市场上的竞争力将逐渐提升，特别是在物流和环卫主要采用新能源车型的城市内，新能源车的需求较大，前景良好。现有的物流及环卫车多采用6档新能源变速器，档位较多、换档较为复杂，且重量大。

技术实现要素：

针对现有技术中6档新能源变速器档位较多、换档复杂存在无法实现降速增扭以满足整车动力需求的问题，本发明提供一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器，该变速器结构紧凑、设计合理，减少了档位的数量，便于换档，同时可匹配一定速比的减速器，来满足整车动力需求。本发明是通过以下技术方案来实现：

一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器，包括在变速器壳体内设置的主箱4档amt和前副箱两级减速器；前副箱两级减速器与主箱4档amt之间传动连接；

前副箱两级减速器包括输入轴、输入轴轴承盖、前副箱被动齿轮、前副箱传动齿轮和两个前副箱中间轴；输入轴轴承盖在变速器壳体前端上固定设置；输入轴一端连接动力源，另一端通过输入轴轴承盖在变速器壳体内传动设置，输入轴上沿着动力传输方向依次

设有输入轴齿轮和前副箱被动齿轮；其中，输入轴齿轮与输入轴呈一体设置；两个前副箱中间轴分布在输入轴两侧，且两个前副箱中间轴上均固定设有前副箱传动齿轮，前副箱传动齿轮与输入轴的输入轴齿轮啮合；两个前副箱中间轴分别与前副箱被动齿轮啮合设置；主箱档amt包括设有主箱二轴和主箱输入齿轮，主箱输入齿轮设置在主箱二轴；前副箱被动齿轮与主箱输入齿轮传动连接并带动主箱二轴转动。

优选的，前副箱两级减速器内还设有润滑油路装置，润滑油路装置包括网式滤油器、润滑油泵和润滑油管，润滑油泵在变速器壳体内由轴驱动设置，网式滤油器在润滑油泵的进油口处设置；润滑油管的输入口连接润滑油泵设置，且润滑油管的管体在变速器前壳体内壁所设的润滑油道上分布设置，润滑油管的管头朝向输入轴与两个前副箱中间轴的齿轮啮合处设置。

优选的，输入轴在输入轴轴承盖处设有输入轴油封，输入轴油封的材料采用氟橡胶，其中在输入轴油封的油封口处涂设耐高温润滑脂。

优选的，前副箱两级减速器内输入轴上设有输入轴轴承；两个前副箱中间轴上设有中间轴前轴承；主箱输入齿轮上设有主箱输入轴承；其中，输入轴轴承、中间轴前轴承和主箱输入轴承均采用深沟球轴承，用于配合高转速的电机的传动。

优选的，主箱二轴的两侧分别设有主箱中间轴；主箱中间轴上沿着动力传动方向依次设有中间传动齿轮、中间轴三档齿轮和中间轴二档齿轮；其中中间传动齿轮、中间轴三档齿轮和中间轴二档齿轮分别与主箱二轴上所设置的三个二轴齿轮对应啮合。

进一步的，中间轴三档齿轮、中间轴传动齿轮与主箱中间轴过盈配合。

优选的，前副箱两级减速器速比为2.3，一档速比为15.41。

优选的，主箱4档amt和前副箱两级减速器内的齿轮采用全斜齿。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器，通过前副箱两级减速器与主箱4档amt的组合方式，可匹配高速、小扭矩电机，通过固定速比的两级减速器的降速增扭作用满足了整车动力需求；通过采用主箱4档amt结构减少档位，降低换档复杂性的同时，有效降低了成本；前副箱两级减速器内设置的润滑油路装置可有效润滑齿轮，轴承等关键零部件，大大延长了整个变速器的使用寿命。

进一步的，前副箱两级减速器内还设有润滑油路装置，润滑油泵由轴驱动，润滑油经设置在壳体内壁的润滑油道及润滑油管，到达前副箱两级减速器上部，喷淋各齿轮、轴承等关键零部件，大大延长了整个变速器的使用寿命。

进一步的，输入轴在输入轴轴承盖处设有输入轴油封，输入轴油封的材料采用氟橡胶，其中在输入轴油封的油封口处涂设耐高温润滑脂，便于满足输入轴在正反转不同转速的需求，延长了输入轴的使用寿命。

进一步的，前副箱两级减速器内输入轴上设有输入轴轴承；两个前副箱中间轴上设有中间轴前轴承；主箱输入齿轮上设有主箱输入轴承；其中，输入轴轴承、中间轴前轴承和主箱输入轴承均采用深沟球轴承，深沟球轴承采用高精度深沟球轴承，有效的适应了高转速的需求。

进一步的，主箱二轴的两侧分别设有主箱中间轴；主箱中间轴上沿着动力传动方向依次设有中间传动齿轮、中间轴三档齿轮和中间轴二档齿轮；其中中间传动齿轮、中间轴三档齿轮和中间轴二档齿轮分别与主箱二轴上所设置的三个二轴齿轮对应啮合，使得传动路线清晰。

更进一步的，中间轴三档齿轮、中间轴传动齿轮与主箱中间轴过盈配合，取消了现有的单键或四方键的连接形式，通过合理的过盈量达到了传递扭矩的效果，且中间轴总成装配对齿时，只需保证片齿轮任意一个齿槽与中间轴轴齿基准齿槽的位置度即可，提高了装配效率。

进一步的，前副箱两级减速器速比为2.3，一档速比为15.41，通过固定速比降速增扭矩，有效的满足了整车的动力需求。

进一步的，主箱4档amt和前副箱两级减速器内的齿轮均采用全斜齿，有效的抵消了前副箱中间轴和主箱中间轴上的轴向力，中间轴轴承无需使用需要调整游隙的圆锥轴承，装配方便且维修成本低，噪音和传动效率均得到一定的改善。

附图说明

图1为本发明4档双中间轴宽速比新能源高速变速器结构示意图；

图2为本发明4档高速变速器前副箱减速器的结构图；

图3为本发明4档高速变速器主箱4档amt的结构图；

图4为本发明前副箱减速器双中间轴结构布置示意图；

图5为本发明主箱4档amt双中间轴结构布置示意图；

图6为本发明前副箱减速器双中间轴和4档amt双中间轴结构布置示意图；

图7为本发明变速器中壳体内部油泵布置局部图；

图8为本发明前副箱减速器强制润滑结构图。

图中：1-输入轴；2-输入轴油封；3-输入轴轴承盖；4-变速器前壳体；5-输入轴轴承；6-变速器中壳体；7-前副箱被动齿轮；8-主箱输入轴承；9-主箱输入齿轮；10-前副箱中间轴；11-前副箱传动齿轮；12-中间轴前轴承；13-主箱二轴；14-主箱滑套；15-换档拨叉；16-气路控制装置；17-电磁阀控制装置；18-二轴齿轮；19-换档拨叉轴；20-输出法兰盘；21-取力器装置；22-后取力器输出齿轮轴；23-后取力器输入齿轮；24-后取力器滑套；25-中间轴一档齿轮；26-变速器后壳体；27-中间轴二档齿轮；28-中间轴三档齿轮；29-中间轴传动齿轮；30-主箱中间轴；31-网式滤油器；32-润滑油泵；33-润滑油管；34-输入轴齿轮。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供一种4档双中间轴宽速比新能源高速变速器，如图1所示，包括在变速器壳体内设置的主箱4档amt和前副箱两级减速器；前副箱两级减速器与主箱4档amt之间传动连接；

根据图2所示，前副箱两级减速器包括输入轴1、输入轴轴承盖3、前副箱被动齿轮7、前副箱传动齿轮11和两个前副箱中间轴10；输入轴轴承盖3在变速器壳体前端上固定设置；输入轴1一端连接动力源，另一端通过输入轴轴承盖3在变速器壳体内传动设置，输入轴1上沿着动力传输方向依次设有输入轴齿轮34和前副箱被动齿轮7；其中，输入轴齿轮34与输入轴1呈一体设置；两个前副箱中间轴10分布在输入轴1两侧，其中，两个副箱中间轴10与输入轴1的中心线在同一平面，且与输入轴1的水平中心线上呈角度设置，如图4所示，两个前副箱中间轴10上均固定设有前副箱传动齿轮11，前副箱传动齿轮11与输入轴1的输入轴齿轮34啮合；两个前副箱中间轴10分别与前副箱被动齿轮7啮合设置；主箱4档amt包括设有主箱二轴13和主箱输入齿轮9，主箱输入齿轮9设置在主箱二轴13；前副箱被动齿轮7与主箱输入齿轮9传动连接并带动主箱二轴13转动。

其中，前副箱传动齿轮11焊接在前副箱中间轴10上，前副箱传动齿轮11与输入轴1的齿轮啮合，将输入轴1的动力传递给前副箱中间轴10，前副箱中间轴10与前副箱被动齿轮7啮合，进而将动力传递给前副箱被动齿轮7，前副箱被动齿轮7通过内花键与主箱输入齿轮9连接，动力由此传递至主箱输入齿轮9。

根据图7和图8所示，前副箱两级减速器内还设有润滑油路装置，润滑油路装置包括网式滤油器31、润滑油泵32和润滑油管33，润滑油泵32在变速器壳体内由其中一个主箱中间轴驱动设置，网式滤油器31在润滑油泵32的进油口处设置；润滑油管33的输入口连接润滑油泵32设置，且润滑油管33的管体在变速器壳体内壁所设的润滑油道上分布设置，润滑油管33的管头朝向输入轴1与两个前副箱中间轴10的齿轮啮合处设置，其中润滑油管上根据润滑油泵排量、转速设计了一定孔径大小的油孔，保证了关键零部件的润滑顺畅，使变速器疲劳寿命大大改善。

输入轴1在输入轴轴承盖3处设有输入轴油封2，输入轴油封2的材料采用氟橡胶，顺时针最高转速可达8000rpm，逆时针最高可达2000rpm，以满足高速旋转需要，其中在输入轴油封2的油封口处涂设耐高温润滑脂。

前副箱两级减速器内输入轴1上设有输入轴轴承5；两个前副箱中间轴10上设有中间轴前轴承12；主箱输入齿轮9上设有主箱输入轴承8；其中，输入轴轴承5、中间轴前轴承12和主箱输入轴承8均采用深沟球轴承，用于配合高转速的电机的传动。

根据图3所示，主箱4档amt上设置主箱二轴13两侧分别设有两个主箱中间轴30；其中两个主箱中间轴30与主箱二轴13的中心线在同一平面，且与输入轴1的水平中心线上呈角度设置，如图5所示，主箱二轴13上设有电磁阀控制装置17和气路控制装置16；其中，两个副箱中间轴10和两个主箱中间轴30在变速器壳体内角度交错分布设置，如图6所示，便于变速器壳体内的分布。

主箱中间轴30上依次设置有中间轴一档齿轮25、中间轴二档齿轮27、中间轴三档齿轮28和中间轴传动齿轮29，且中间轴一档齿轮25和中间轴二档齿轮27与主箱中间轴30为一体设置；传递至主箱输入齿轮9的动力作为主箱4档amt动力的输入端，通过中间轴传动齿轮29与主箱输入齿轮9啮合将动力传递给主箱中间轴；主箱二轴13与输入轴1同轴设置，其上包含两个主箱滑套14和三个二轴齿轮18；主箱二轴13上设置有气路控制装置16及电磁阀控制装置17，来自电磁阀控制装置17的信号传递给气路控制装置16，从而带动设置在主箱二轴13上方的两根换档拨叉轴19移动；换档拨叉轴19上分别安装有换档拨叉15，以驱动不同的主箱滑套14移动，实现换档操作；三个二轴齿轮18和主箱输入齿轮9分别与中间轴一档齿轮25、中间轴二档齿轮27、中间轴三档齿轮28、中间轴传动齿轮29啮合，实现不同速比的传递；在变速器壳体的动力输出侧上安装输出法兰盘20；输出法兰盘20通过花键与主箱二轴13连接，用于动力的输出。

主箱二轴13的两侧分别设有主箱中间轴30；主箱中间轴30上沿着动力传动方向依次设有中间传动齿轮29、中间轴三档齿轮28和中间轴二档齿轮27；其中中间传动齿轮29、中间轴三档齿轮28和中间轴二档齿轮27分别与主箱二轴13上所设置的三个二轴齿轮18对应啮合，其中中间轴三档齿轮28、中间轴传动齿轮29与主箱中间轴30过盈配合。

本发明中主箱4档amt主箱中间轴后端还设置有取力器装置21；后取力器滑套24与主箱中间轴30通过花键连接，与上述换档过程同理，另一路气缸带动换档拨叉15以驱动后取力器滑套24移动，当挂在空档时无动力输出，当滑套移动至挂上档位时，取力器滑套24通过花键将动力传递给设置在主箱中间轴30上的后取力器输入齿轮23，后取力器输入齿轮23与后取力器输出齿轮轴22的轴齿啮合，从而实现取力器装置21动力的输出。

本发明中输入轴轴承盖3通过输入轴油封2设置在输入轴1与变速器壳体上，输入轴油封2采用氟橡胶材质，油封唇口处涂有耐高温润滑脂，可满足输入轴在正反转不同转速的需求；主箱中间轴上的中间轴三档齿轮28、中间轴传动齿轮29与主箱中间轴30设计为过盈连接方式，取消了单键或四方键连接，使主箱中间轴30、中间轴三档齿轮28、中间轴传动齿轮29都无需加工键槽，通过设计合理的过盈量达到传递扭矩的效果。

本发明中主箱4档amt和前副箱两级减速器内的齿轮均采用全斜齿，其中，齿轮在制作中采用磨齿的加工方式，通过合理的齿轮设计使得前副箱、主箱中间轴上的轴向力均抵消，中间轴轴承无需使用需要调整游隙的圆锥轴承，装配方便且维修成本低，同时可提高加工精度，有助于改善现有高速箱噪音大的问题。前副箱两级减速器最高转速8000rpm输入轴轴承、中间轴轴承均选用高精度的深沟球轴承，用于配合高转速的电机的传动；保证了传动系统的高效率，本发明中前副箱两级减速器速比为2.3，一档速比为15.41，有效保证了整车动力性要求。

本发明中变速器壳体包括变速器前壳体4、变速器中壳体6和变速器后壳体26；其中变速器前壳体4、变速器中壳体6和变速器后壳体26之间分别通过螺栓连接设置，输入轴轴承盖3设置在变速器前壳体4上，前副箱两级减速器与主箱4档amt在变速器中壳体6内的传动连接；变速器后壳体26的动力输出侧上安装输出法兰盘20；

本发明中前副箱减速器的双中间轴与输入轴的径向线与输入轴1的水平中心线呈22°布置，主箱4档amt的双中间轴与输入轴的径向线与输入轴1的水平中心线呈19°布置。

本发明中前副箱减速器在主箱4档amt上拆装方便，主箱4档amt可通过不同的需求，若需匹配普通转速大扭矩电机时，只需拆掉减速器并更换一个输入轴和电机连接壳体，4档高速变速器就变成一个普通转速的4档amt变速器。通过模块化的设计可以任意组合搭配不同电机，进一步降低了开发成本以应对多样化的市场需求，提高企业生产效率。低成本有利于企业在新能源商用车市场白热化竞争条件下快速抢占市场，提高企业持续竞争力。