CN111810594A - 一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器 - Google Patents

一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，解决现有12档位变速器速比范围较窄，20档位变速器结构复杂以及对整车离合器分离机构依赖性较强的问题。该变速器包括七档主箱变速器与两档副箱变速器；七档主箱变速器有七个前进档和一个倒档，其中爬档和倒档采用滑套形式挂档，其他档位均采用同步器挂档。该变速器采用主、副箱结构型式，结构简单、操纵简便，还能够达到较大的速比范围，可同时兼顾动力性及经济性，整车排放也更易通过。

Description

一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器
技术领域
本发明涉及汽车变速器，具体涉及一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器。
背景技术
随着经济的迅速发展，多档位变速器在重型载货自卸车上广泛运用。同时，随着对汽车油耗要求和排放要求的不断提高，整车动力总成匹配需满足整车排放规范以及用户对车辆动力性、舒适性等使用要求。其中，发动机工作转速范围、负荷工况与行驶档位对整车排放有着重要的影响。
为使整车满足油耗要求和排放要求，这就需要整车动力总成通过提升燃油经济性来保证，而其中最主要的措施之一就是通过增加变速器档位数，拓宽变速器速比来实现。变速器宽的速比范围不仅能使车辆具有良好的加速性及动力性，还能够适应各种不同路况，一直以来，宽的速比范围是重型汽车变速器始终追求的目标。
但是，因自卸车在行驶过程中路况比较复杂，司机换档较为频繁，使用传统的12档变速器时，因其速比范围较窄，使得其燃油经济性较差。而宽的速比范围，如现有的20档变速器，一般采用前副箱、主箱、后副箱的结构型式，使得其结构比较复杂，同时，该种结构型式的变速器对整车离合器分离机构依赖性强，对驾驶员的驾驶水平要求也高，尤其是装在重型载货车上驾驶员抱怨甚多。
发明内容
本发明的目的在于解决现有12档位变速器速比范围较窄，20档位变速器结构复杂以及对整车离合器分离机构依赖性较强的问题，提供一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，该变速器采用主、副箱结构型式，结构简单、操纵简便，还能够达到较大的速比范围，可同时兼顾动力性及经济性，整车排放也更易通过。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，包括七档主箱变速器与两档副箱变速器；所述七档主箱变速器包括变速器前壳体、以及设置在变速器前壳体内的主箱一轴、主箱中间轴、主箱二轴和操纵装置；所述主箱一轴作为动力的输入端，其上设置有一轴齿轮；所述主箱中间轴为四联轴齿结构，其上依次设置有中间轴传动齿轮、超速档齿轮、四档齿轮、三档齿轮、二档齿轮、一档齿轮、爬档齿轮和倒档齿轮，且二档齿轮、一档齿轮、爬档齿轮和倒档齿轮和主箱中间轴一体设置；所述中间轴传动齿轮与一轴齿轮啮合，将主箱一轴上的动力传递给主箱中间轴；所述主箱二轴与主箱一轴同轴设置，其上设置有三个主箱同步器、六个二轴齿轮和一个倒爬档滑套；六个二轴齿轮分别与超速档齿轮、四档齿轮、三档齿轮、二档齿轮、一档齿轮、爬档齿轮啮合，实现不同速比的动力传递；所述爬档齿轮和倒档齿轮与倒爬档滑套啮合实现挂档，其他档位均通过主箱同步器的齿套实现挂档；所述主箱二轴上方设置有操纵装置和多个换档拨叉轴，操纵装置与多个换档拨叉轴连接，用于驱动换档拨叉轴移动；所述换档拨叉轴上安装有换档拨叉，多个换档拨叉分别与主箱同步器的齿套、倒爬档滑套连接，用于驱动主箱同步器的齿套、倒爬档滑套移动，实现换档操作；所述两档副箱变速器包括变速器后壳体、副箱主轴、副箱中间轴、副箱驱动齿轮、副箱中间轴传动齿轮、副箱同步器、副箱减速齿轮和输出法兰盘；所述副箱主轴与主箱二轴同轴设置，且副箱同步器设置在副箱主轴上；所述副箱驱动齿轮设置在主箱二轴上，所述副箱驱动齿轮通过与其啮合的副箱中间轴传动齿轮，将动力传递给副箱中间轴，所述副箱中间轴与副箱减速齿轮啮合，副箱减速齿轮与副箱同步器上的齿套啮合，将副箱中间轴的动力传递给副箱主轴，实现低档区动力的传输；所述副箱拨叉轴通过副箱拨叉驱动副箱同步器的齿套移动，使得副箱驱动齿轮与副箱同步器的齿套啮合，将主箱二轴的动力传递给副箱主轴，实现高档区动力的传输；所述输出法兰盘设置在副箱主轴上，用于动力的输出。
进一步地，所述一轴齿轮与中间轴传动齿轮的传动比为1.27，超速档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为0.61，四档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为1.02，三档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为1.29，二档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为1.66，一档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为2.17，爬档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为2.74，倒档齿轮与与其啮合的二轴齿轮的传动比为2.71，副箱驱动齿轮与副箱中间轴传动齿轮传动比为1.26，副箱减速齿轮与副箱中间轴的传动比为3.54，超速档速比为0.78，爬档速比为15.54，速比范围为19.9。
进一步地，所述主箱中间轴的后端通过满滚子圆柱滚子轴承设置在变速器前壳体上。
进一步地，所述主箱二轴的前端通过滚针轴承与主箱一轴相连，后端通过四点定位球轴承组件设置在变速器前壳体上；所述四点定位球轴承组件包括四点定位球轴承、止动环、内环压板和轴承支座；所述轴承支座通过花键设置在主箱二轴上，所述四点定位球轴承套装在轴承支座上，其内圈左侧通过轴承支座的凸台定位，内圈右侧通过固定设置在轴承支座上的内环压板压紧，其外圈通过止动环定位。
进一步地，所述主箱中间轴上超速档、四档、三档、二档、一档、爬档处的挠度分别为0.13mm、0.19mm、0.24mm、0.27mm、0.22mm、0.21mm。
进一步地，所述主箱二轴与轴承支座的有效配合间隙最大为0.36mm，最小为0.25mm，且主箱二轴与轴承支座配合处的花键通过正变位方式加工。
进一步地，所述变速器前壳体上还设置有锁档气缸装置，所述锁档气缸装置与两档副箱变速器的高档区气管连接，用于实现高档区倒档和爬档的锁定。
进一步地，所述副箱驱动齿轮、副箱中间轴传动齿轮、副箱减速齿轮、副箱中间轴均为斜齿，同时，副箱同步器采用三锥面同步器。
进一步地，所述主箱中间轴上的二档齿轮、一档齿轮、爬档齿轮和倒档齿轮通过强化喷丸处理，同时，与二档齿轮、一档齿轮、爬档齿轮和倒档齿轮啮合的二轴齿轮也通过强化喷丸处理。
进一步地，所述一轴齿轮通过花键与主箱一轴连接，所述中间轴传动齿轮、超速档齿轮、四档齿轮、三档齿轮通过六角键与主箱中间轴连接，所述输出法兰盘通过花键与副箱主轴连接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1.本发明13档变速器采用2×7-1的主、副箱结构型式，其结构紧凑、设计合理，不仅解决了20档变速器结构复杂、对整车离合器分离机构依赖性强、对驾驶员驾驶水平要求高等问题，也符合新的油耗要求和排放要求。与此同时，该变速器具有13个前进档，输入扭矩最大能达到2600Nm，速比范围为19.9，与现有20档变速器速比范围相近，不仅提高了车辆的加速性和动力性，还有利于适应各种不同的路况，且驾驶操作清晰，各档位速比级差为1.28±0.03，有效的提高了驾驶员操作时换档手感。
2.本发明13档变速器由于速比范围较宽，主箱采用加长设计(70.25mm)，为解决主箱中间轴刚度问题，主箱中间轴采用四联轴齿设计，主箱中间轴上超速档、四档、三档、二档、一档、爬档处的挠度分别为0.13mm，0.19mm，0.24mm，0.27mm，0.22mm，0.21mm，在2600Nm的大扭矩下依然能够达到较好的水平。
3.本发明13档变速器的主箱中间轴后轴承采用满滚子圆柱滚子轴承，使得轴承的动载荷比以往滚子修形方式增大11％，而且质量容易控制、成本低，解决了此处轴承动载荷不足的缺陷，延长了变速器的使用寿命。
4.本发明13档变速器的副箱驱动齿轮处采用四点定位球轴承组件，该组件具有良好的轴向承载能力，大大延长了轴承的使用寿命，避免因副箱驱动齿轮的轴向力较大，导致球轴承有点蚀发生的缺陷。
5.本发明13档变速器的主箱二轴与轴承支座花键结合处的花键齿厚进行了加厚设计，从而减小了花键配合间隙，有效地降低了轴承支座出现故障的概率，延长了变速器的使用寿命。同时，主箱二轴与轴承支座配合处的花键通过正变位方式加工，采用这种工艺可以充分发挥数控机床优势，不增加成本，加工及装配也可以得到兼顾。
6.本发明13档变速器的变速器前壳体上设置有锁档气缸装置，锁档气缸装置与两档副箱变速器的高档区气管连接，当后副箱处于高档区时，锁档气缸工作，锁住爬、倒档拨叉，从而实现高爬档及高倒档被锁住，有效地避免了因司机误操作而带来的风险。
附图说明
图1为本发明13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器结构图；
图2为本发明13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器的局部结构图；
图3为本发明主箱中间轴及安装各齿轮的结构图；
图4为本发明四点定位球轴承组件的结构图；
图5为本发明主箱二轴部分花键加厚设计结构图；
图6为本发明锁档气缸装置结构图；
图7为本发明变速器与常见变速器速比范围对照图。
附图标记：1-主箱一轴；2-一轴齿轮；3-主箱二轴；4-主箱同步器；5-换档拨叉；6-操纵装置；7-换档拨叉轴；8-锁档气缸装置；10-二轴齿轮；11-副箱驱动齿轮；12-副箱拨叉；13-副箱同步器；14-副箱拨叉轴；15-副箱气缸；16-副箱主轴；17-输出法兰盘；18-副箱减速齿轮；19-变速器后壳体；20-满滚子圆柱滚子轴承；21-四点定位球轴承组件；22-倒爬档滑套；23-变速器前壳体；24-主箱中间轴；25-中间轴传动齿轮；26-副箱中间轴；27-副箱中间轴传动齿轮；28-轴承支座；29-内环压板；30-止动环；31-四点定位球轴承，32-超速档齿轮，33-四档齿轮，34-三档齿轮，35-二档齿轮，36-一档齿轮，37-爬档齿轮，38-倒档齿轮。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
本发明提供了一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，该变速器采用2×7-1的结构型式和主、副箱结构，该种结构的变速器相对于前副箱、主箱、后副箱结构的变速器，其结构简单，对驾驶员的驾驶水平要求较低，与此同时，该变速器的输入扭矩最大能达到2600Nm，速比范围为19.9，与现有20档变速器速比范围相近，因此，该变速器不仅能够提高车辆的加速性和动力性，还有利于适应各种不同的路况，且驾驶操作清晰。
如图1至图3所示，本发明提供的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器包括七档主箱变速器与两档副箱变速器；七档主箱变速器有七个前进档和一个倒档，其中爬档和倒档采用滑套形式挂档，其他档位均采用同步器挂档，副箱变速器为斜齿设计，同时，并在变速器前壳体23上增加锁档气缸装置8，将高档区的爬倒档锁住。
七档主箱变速器包括变速器前壳体23、设置在变速器前壳体23内的主箱一轴1、主箱中间轴24、主箱二轴3、操纵装置6；主箱一轴1作为动力的输入端，其上设置有一轴齿轮2。如图3所示，主箱中间轴24为四联轴齿结构，其上依次设置有中间轴传动齿轮25、超速档齿轮32、四档齿轮33、三档齿轮34、二档齿轮35、一档齿轮36、爬档齿轮37和倒档齿轮38，且二档齿轮35、一档齿轮36、爬档齿轮37和倒档齿轮38和主箱中间轴24一体设置；中间轴传动齿轮25与一轴齿轮2啮合，将主箱一轴1上的动力传递给主箱中间轴24。主箱二轴3与主箱一轴1同轴设置，其上设置三个主箱同步器4、六个二轴齿轮10和一个倒爬档滑套22；六个二轴齿轮10分别与超速档齿轮32、四档齿轮33、三档齿轮34、二档齿轮35、一档齿轮36、爬档齿轮37啮合，实现不同速比的动力传递；爬档齿轮37和倒档齿轮38通过倒爬档滑套22实现挂档，其他档位均通过主箱同步器4的齿套实现挂档。
主箱二轴3上方设置有操纵装置6和多个换档拨叉轴7，操纵装置6与多个换档拨叉轴7连接，用于驱动换档拨叉轴7移动；换档拨叉轴7上安装有换档拨叉5，多个换档拨叉5分别与主箱同步器4的齿套、倒爬档滑套22连接，用于驱动主箱同步器4的齿套和倒爬档滑套22移动，实现换档操作。
两档副箱变速器包括变速器后壳体19、副箱主轴16、副箱中间轴26、副箱驱动齿轮11、副箱中间轴传动齿轮27、副箱同步器13、副箱减速齿轮18、副箱拨叉轴14和输出法兰盘17。副箱同步器13采用三锥面同步器设计，副箱驱动齿轮11、副箱中间轴传动齿轮27、副箱减速齿轮18、副箱中间轴26均为斜齿。副箱驱动齿轮11设置在主箱二轴3上，主箱二轴3与副箱主轴16同轴设置，且副箱同步器13设置在副箱主轴16上；副箱主轴16两侧设有副箱中间轴26。
副箱驱动齿轮11通过与其啮合的副箱中间轴传动齿轮27，将动力传递给副箱中间轴26，副箱中间轴26与副箱减速齿轮18啮合，副箱减速齿轮18与副箱同步器13上的齿套啮合，将副箱中间轴26的动力传递给副箱主轴16，实现低档区动力的传输。
副箱主轴16上方设置了副箱拨叉轴14以及副箱气缸15，副箱拨叉轴14上安装用于调整副箱同步器13位置的副箱拨叉12。副箱拨叉12驱动副箱同步器13上的齿套移动，使得副箱驱动齿轮11与副箱同步器13的齿套啮合，将动力传递给副箱主轴16，实现高档区动力的传输。副箱主轴16后端连接有输出法兰盘17，输出法兰盘17通过内花键与副箱主轴16连接，输出法兰盘17用于动力的输出。
本发明13档变速器中，一轴齿轮2与中间轴传动齿轮25的传动比为1.27，超速档齿轮32与与其啮合的二轴齿轮10的传动比为0.61，四档齿轮33与其啮合的二轴齿轮10的传动比为1.02，三档齿轮34与其啮合的二轴齿轮10的传动比为1.29，二档齿轮35与其啮合的二轴齿轮10的传动比为1.66，一档齿轮36与其啮合的二轴齿轮10的传动比为2.17，爬档齿轮37与其啮合的二轴齿轮10的传动比为2.74，倒档齿轮38与其啮合的二轴齿轮10的传动比为2.71，副箱驱动齿轮11与副箱中间轴传动齿轮27传动比为1.26，副箱减速齿轮18与副箱中间轴26的传动比为3.54，变速器超速档速比为0.78，爬档速比为15.54，速比范围为19.9，最大输入扭矩为2600Nm，主箱中间轴24上各齿轮的传动比如表1所示，本发明变速器各档位的速比如表2所示。
表1
常啮合 超速档 四档 三档 二档 一档 爬档 倒档 驱动 减速
该对速比 1.27 0.61 1.02 1.29 1.66 2.17 2.74 2.71 1.26 3.54
表2
档位 爬档 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 倒档
速比 15.54 12.34 9.40 7.30 5.79 4.46 3.48 2.77 2.11 1.64 1.30 1.00 0.78 15.36
从以上表格可以看出，各档位速比级差为1.28±0.03，换档差异性小，使得驾驶员操作时换档手感好。
本发明13档变速器中，主箱中间轴24的后端通过满滚子圆柱滚子轴承20设置在变速器壳体上，使得轴承的动载荷比以往滚子修形方式增大11％，而且质量容易控制、成本低，解决了此处轴承动载荷不足的缺陷，延长了变速器的使用寿命。
如图4所示，主箱二轴3的前端通过滚针轴承与一轴相连，后端通过四点定位球轴承组件21设置在变速器前壳体23上；四点定位球轴承组件21包括四点定位球轴承31、止动环30、内环压板29和轴承支座28；轴承支座28通过花键安装在主箱二轴3上，四点定位球轴承31套装在轴承支座28上，其内圈左侧通过轴承支座28的凸台定位，右侧通过内环压板29压紧，其外圈通过止动环30定位。该组件由于结构所限设计为轴承单元，两个内圈通过轴承支座28和内环压板29压紧，外圈通过止动环30固定，四点定位球轴承组件21位于副箱驱动齿轮11处，使其具有良好的轴向承载能力。
如图5所示，轴承支座28通过内花键与主箱二轴3连接，主箱二轴3花键经过特殊设计以满足不同零件的配合间隙，具体的，与轴承支座28花键结合处的主箱二轴3花键齿厚进行了加厚设计，如图5中的A区域，实际弧齿厚最大为7.8mm，最小为7.75mm；有效弧齿厚最大为7.87mm，最小为7.82mm，与轴承支座28的实际配合间隙最大为0.51mm，最小为0.40mm；有效配合间隙最大为0.36mm，最小为0.25mm，且主箱二轴3上与轴承支座28配合处的花键通过正变位方式加工，此种设置减小了该处花键配合的间隙，有效地降低了轴承支座28出现故障的概率，延长了变速器的使用寿命。
如图6所示，变速器前壳体23上还设置有锁档气缸装置8，当后副箱处于高档区时，锁档气缸装置8与副箱高档区气管连接，以锁住高档区的爬、倒档，有效避免了因司机误操作而带来的风险。
本发明13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器的工作过程如下：
发动机的动力通过离合器传给主箱变速器的主箱一轴1及一轴齿轮2，一轴齿轮2与中间轴传动齿轮25常啮合，动力传递到主箱变速器的两根主箱中间轴24上，由于主箱中间轴24上各档齿轮与主箱中间轴24固连在一起，所以一起转动，主箱中间轴24上各档齿轮又驱动主箱二轴上对应的齿轮一起转动，因各同步器处于空档位置，所以主箱二轴3上各档齿轮亦处于空转状态，主箱二轴3上无动力输出。
当司机挂档时，操纵驾驶室的操纵杆，经过变速杆系传动机构使换档拨叉轴7带动换档拨叉5移动，拨叉的叉脚又推动主箱同步器的齿套和倒爬档滑套22轴向移动，当主箱同步器的齿套及倒爬档滑套22的结合齿与二轴齿轮10的内花键齿相结合时，主箱二轴3与二轴齿轮10实现连接，并按一定的速比转动而传递动力。
当副箱变速器位于低档区时，主箱二轴3输出的动力通过副箱驱动齿轮11传给副箱中间轴传动齿轮27，进而带动副箱中间轴26的轴齿，再通过副箱减速齿轮18和副箱同步器13上的齿套传递给副箱主轴16经由法兰盘输出。
当副箱变速器位于高档区时，主箱二轴3输出的动力通过副箱驱动齿轮11和副箱同步器13上的齿套传给副箱主轴16，再经法兰盘输出。
如图7所示，本发明13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器采用的2×7-1结构型式，由七档主箱变速器与两档副箱变速器组成，其设计合理、操纵简便，而且能兼顾动力性及经济性，整车排放也更易通过。同时，该变速器的速比范围为19.9，与现有20档变速器速比范围相近，不仅能够提高车辆的加速性和动力性，还有利于适应各种不同的路况，且驾驶操作清晰。
本发明13档变速器中，主箱变速器的两根主箱中间轴24均采用四联轴齿设计，使其挠度在扭矩增大的情况下依然保持较好的水平；超速档、四档、三档、二档、一档、爬档处的挠度分别为0.13mm，0.19mm，0.24mm，0.27mm，0.22mm，0.21mm。同时，主箱变速器中主箱二轴3与轴承支座28花键结合处的花键齿厚进行了加厚设计，从而减小了花键配合间隙，有效地降低了二轴轴承座出现故障的概率。
本发明13档变速器主箱中间轴24上的二档齿轮35、一档齿轮36、爬档齿轮37和倒档齿轮38通过强化喷丸处理，同时，主箱二轴3上与二档齿轮35、一档齿轮36、爬档齿轮37和倒档齿轮38啮合的二轴齿轮10均强化喷丸处理。丸粒尺寸为CW20或CW23，丸粒硬度HRC58-63，齿根残余应力值在0.025mm处≥-500MPa，在0.05mm处≥-1100MPa，丸粒强度0.45-0.55mmA，该种设置可有效提高对应档位处齿轮的强度，进而改善变速器的整体寿命。

Claims (10)

1.一种13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：包括七档主箱变速器与两档副箱变速器；
所述七档主箱变速器包括变速器前壳体(23)、以及设置在变速器前壳体(23)内的主箱一轴(1)、主箱中间轴(24)、主箱二轴(3)和操纵装置(6)；
所述主箱一轴(1)作为动力的输入端，其上设置有一轴齿轮(2)；
所述主箱中间轴(24)为四联轴齿结构，其上依次设置有中间轴传动齿轮(25)、超速档齿轮(32)、四档齿轮(33)、三档齿轮(34)、二档齿轮(35)、一档齿轮(36)、爬档齿轮(37)和倒档齿轮(38)，且二档齿轮(35)、一档齿轮(36)、爬档齿轮(37)和倒档齿轮(38)和主箱中间轴(24)一体设置；所述中间轴传动齿轮(25)与一轴齿轮(2)啮合，将主箱一轴(1)上的动力传递给主箱中间轴(24)；
所述主箱二轴(3)与主箱一轴(1)同轴设置，其上设置有三个主箱同步器(4)、六个二轴齿轮(10)和一个倒爬档滑套(22)；六个二轴齿轮(10)分别与超速档齿轮(32)、四档齿轮(33)、三档齿轮(34)、二档齿轮(35)、一档齿轮(36)、爬档齿轮(37)啮合，实现不同速比的动力传递；所述爬档齿轮(37)和倒档齿轮(38)与倒爬档滑套(22)啮合实现挂档，其他档位均通过主箱同步器(4)的齿套实现挂档；
所述主箱二轴(3)上方设置有操纵装置(6)和多个换档拨叉轴(7)，操纵装置(6)与多个换档拨叉轴(7)连接，用于驱动换档拨叉轴(7)移动；所述换档拨叉轴(7)上安装有换档拨叉(5)，多个换档拨叉(5)分别与主箱同步器(4)的齿套、倒爬档滑套(22)连接，用于驱动主箱同步器(4)的齿套、倒爬档滑套(22)移动，实现换档操作；
所述两档副箱变速器包括变速器后壳体(19)、副箱主轴(16)、副箱中间轴(26)、副箱驱动齿轮(11)、副箱中间轴传动齿轮(27)、副箱同步器(13)、副箱减速齿轮(18)和输出法兰盘(17)；
所述副箱主轴(16)与主箱二轴(3)同轴设置，且副箱同步器(13)设置在副箱主轴(16)上；
所述副箱驱动齿轮(11)设置在主箱二轴(3)上，所述副箱驱动齿轮(11)通过与其啮合的副箱中间轴传动齿轮(27)，将动力传递给副箱中间轴(26)，所述副箱中间轴(26)与副箱减速齿轮(18)啮合，副箱减速齿轮(18)与副箱同步器(13)上的齿套啮合，将副箱中间轴(26)的动力传递给副箱主轴(16)，实现低档区动力的传输；
副箱拨叉轴(14)通过副箱拨叉(12)驱动副箱同步器(13)的齿套移动，使得副箱驱动齿轮(11)与副箱同步器(13)的齿套啮合，将主箱二轴(3)的动力传递给副箱主轴(16)，实现高档区动力的传输；
所述输出法兰盘(17)设置在副箱主轴(16)上，用于动力的输出。
2.根据权利要求1所述的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述一轴齿轮(2)与中间轴传动齿轮(25)的传动比为1.27，超速档齿轮(32)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为0.61，四档齿轮(33)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为1.02，三档齿轮(34)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为1.29，二档齿轮(35)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为1.66，一档齿轮(36)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为2.17，爬档齿轮(37)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为2.74，倒档齿轮(38)与与其啮合的二轴齿轮(10)的传动比为2.71，副箱驱动齿轮(11)与副箱中间轴传动齿轮(27)传动比为1.26，副箱减速齿轮(18)与副箱中间轴(26)的传动比为3.54，超速档速比为0.78，爬档速比为15.54，速比范围为19.9。
3.根据权利要求2所述的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述主箱中间轴(24)的后端通过满滚子圆柱滚子轴承(20)设置在变速器前壳体(23)上。
4.根据权利要求1或2或3所述的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述主箱二轴(3)的前端通过滚针轴承与主箱一轴(1)相连，后端通过四点定位球轴承组件(21)设置在变速器前壳体(23)上；所述四点定位球轴承组件(21)包括四点定位球轴承(31)、止动环(30)、内环压板(29)和轴承支座(28)；所述轴承支座(28)通过花键设置在主箱二轴(3)上，所述四点定位球轴承(31)套装在轴承支座(28)上，其内圈左侧通过轴承支座(28)的凸台定位，内圈右侧通过固定设置在轴承支座(28)上的内环压板(29)压紧，其外圈通过止动环(30)定位。
5.根据权利要求4所述的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述主箱中间轴(24)上超速档、四档、三档、二档、一档、爬档处的挠度分别为0.13mm、0.19mm、0.24mm、0.27mm、0.22mm、0.21mm。
6.根据权利要求5所述的13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述主箱二轴(3)与轴承支座(28)的有效配合间隙最大为0.36mm，最小为0.25mm，且主箱二轴(3)与轴承支座(28)配合处的花键通过正变位方式加工。
7.根据权利要求6所述13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述变速器前壳体(23)上还设置有锁档气缸装置(8)，所述锁档气缸装置(8)与两档副箱变速器的高档区气管连接，用于实现高档区倒档和爬档的锁定。
8.根据权利要求7所述13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述副箱驱动齿轮(11)、副箱中间轴传动齿轮(27)、副箱减速齿轮(18)、副箱中间轴(26)均为斜齿，同时，副箱同步器(13)采用三锥面同步器。
9.根据权利要求8所述13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述主箱中间轴(24)上的二档齿轮(35)、一档齿轮(36)、爬档齿轮(37)和倒档齿轮(38)通过强化喷丸处理，同时，与二档齿轮(35)、一档齿轮(36)、爬档齿轮(37)和倒档齿轮(38)啮合的二轴齿轮(10)也通过强化喷丸处理。
10.根据权利要求9所述13档双中间轴宽速比大扭矩全同步器变速器，其特征在于：所述一轴齿轮(2)通过花键与主箱一轴(1)连接，所述中间轴传动齿轮(25)、超速档齿轮(32)、四档齿轮(33)、三档齿轮(34)通过六角键与主箱中间轴(24)连接，所述输出法兰盘(17)通过花键与副箱主轴(16)连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217917A (zh) * 2022-06-20 2022-10-21 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种纯电动重卡集成化动力***总成

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000032130A (ko) * 1998-11-13 2000-06-05 권문구 트랙터의 트랜스미션 시스템
CN200985988Y (zh) * 2006-12-12 2007-12-05 陕西法士特齿轮有限责任公司 副箱斜齿双中间轴汽车变速器
CN202612502U (zh) * 2012-06-13 2012-12-19 桂林福达机器有限公司 一种十五档变速器
US20130042709A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-21 Jianwen Li Gear Change Transmission Having Axially Adjusting Countershafts
CN104482134A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 西安法士特汽车传动有限公司 一种12挡汽车变速器
CN204267619U (zh) * 2014-10-28 2015-04-15 中国第一汽车股份有限公司 铝合金壳体双中间轴12档重型变速器总成
CN205841677U (zh) * 2016-07-29 2016-12-28 东风商用车有限公司 一种一体式惰轮结构
CN209130129U (zh) * 2018-09-25 2019-07-19 西安法士特汽车传动有限公司 一种两档纯电动变速器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000032130A (ko) * 1998-11-13 2000-06-05 권문구 트랙터의 트랜스미션 시스템
CN200985988Y (zh) * 2006-12-12 2007-12-05 陕西法士特齿轮有限责任公司 副箱斜齿双中间轴汽车变速器
US20130042709A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-21 Jianwen Li Gear Change Transmission Having Axially Adjusting Countershafts
CN202612502U (zh) * 2012-06-13 2012-12-19 桂林福达机器有限公司 一种十五档变速器
CN204267619U (zh) * 2014-10-28 2015-04-15 中国第一汽车股份有限公司 铝合金壳体双中间轴12档重型变速器总成
CN104482134A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 西安法士特汽车传动有限公司 一种12挡汽车变速器
CN205841677U (zh) * 2016-07-29 2016-12-28 东风商用车有限公司 一种一体式惰轮结构
CN209130129U (zh) * 2018-09-25 2019-07-19 西安法士特汽车传动有限公司 一种两档纯电动变速器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217917A (zh) * 2022-06-20 2022-10-21 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种纯电动重卡集成化动力***总成
CN115217917B (zh) * 2022-06-20 2024-05-10 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种纯电动重卡集成化动力***总成

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