一种八挡小扭矩变速器
技术领域
本发明涉及变速器，具体为一种八挡小扭矩变速器。
背景技术
2019年全国常规载重5～7t城市用车受“蓝牌轻卡”事件影响：1、车辆称重上户趋严，此类原有配置车型因自身超重无法满足蓝牌公告整备质量要求；2、黄牌车在绝大区域行驶路段和配送时间上受到限制，不能满足日常城市配用车的及时性需求；3、购买黄牌车需对驾驶证升级，上路需办理运营证，在整车保险及违章处理上会相应增加运营成本，无法满足城市运输及配送的低成本运营需求。因此，合规蓝牌车型仍是此类用户刚性需求，且更倾向购买能够载重5～7t的合规蓝牌车型。
目前国内轻卡市场上以5挡、6挡单中间轴单箱变速器为主，头挡速比受结构限制不能到10以上，无法同时满足车辆本身自重轻及载货重的要求。万里扬556HF单中间轴主副箱组合变速器头挡速比12.7，但是变速器自重206kg，且副箱挡位切换需停车换挡，极为不方便，用户体验差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，为了符合目前轻卡市场蓝牌车称重上牌要求，解决现有轻卡变速器输出扭矩小、变速器自重高的问题，本发明提供一种承载能力强、外形尺寸小、重量轻的八挡小扭矩变速器。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种八挡小扭矩变速器，包括变速器壳体，变速器壳体内设置有主箱和副箱；
主箱包括输入轴、主箱主轴和主箱中间轴；输入轴上安装有输入齿轮；主箱主轴上安装有主箱主轴一挡轮、主箱主轴二挡轮、主箱主轴三挡轮和主箱主轴倒挡轮，主箱中间轴上安装有主箱中间轴传动齿轮和主箱中间轴一挡齿轮、主箱中间轴二挡齿轮、主箱中间轴三挡齿轮和主箱中间轴倒挡轮，主箱中间轴传动齿轮与输入齿轮啮合，主箱中间轴一挡齿轮、主箱中间轴二挡齿轮、主箱中间轴三挡齿轮和主箱中间轴倒挡轮分别与主箱主轴一挡轮、主箱主轴二挡轮、主箱主轴三挡轮和主箱主轴倒挡轮一一对应啮合；
副箱包括副箱驱动齿轮、副箱主轴和副箱中间轴；副箱驱动齿轮连接在主箱主轴的后端；副箱主轴上安装有副箱减速齿轮；副箱中间轴上安装有副箱中间轴传动齿轮和副箱中间轴低挡齿轮，副箱中间轴传动齿轮与副箱驱动齿轮啮合，副箱中间轴低挡齿轮与副箱减速齿轮啮合；
主箱主轴和主箱中间轴的连线与副箱主轴和副箱中间轴的连线呈夹角布置，主箱中间轴后端连接的轴承与副箱中间轴前端连接的轴承位于同一横截面上；变速器壳体为铝合金压铸件；上述各齿轮均采用全斜齿齿轮。
优选的，主箱主轴与主箱主轴一挡轮、主箱主轴二挡轮、主箱主轴三挡轮和主箱主轴倒挡轮之间分别设置有滚针轴承。
优选的，主箱主轴一挡轮与主箱主轴二挡轮之间设置有第一同步器，主箱主轴三挡轮与输入齿轮之间设置有第二同步器，主箱主轴倒挡轮前端设置有倒挡滑套。
优选的，还包括介轮轴，介轮轴上安装有倒挡介轮，倒挡介轮与主箱中间轴倒挡轮和主箱主轴倒挡轮分别啮合；倒挡介轮与介轮轴之间设置有滚针轴承。
优选的，副箱驱动齿轮和副箱减速齿轮之间安装有副箱同步器。
进一步的，副箱同步器上方设有副箱拨叉和副箱气缸，副箱拨叉与副箱气缸的活塞连接。
优选的，副箱中间轴、副箱中间轴传动齿轮和副箱中间轴低挡齿轮三者一体成型。
优选的，变速器壳体包括前壳体A、中壳体B和后壳体C；输入轴通过轴承连接在前壳体A上；主箱主轴前端通过轴承与输入轴连接，后端通过轴承连接在中壳体B上；主箱中间轴前端通过轴承连接在前壳体A上，后端通过轴承连接在中壳体B上；副箱主轴前端通过轴承与副箱驱动齿轮 31连接，后端通过轴承连接在后壳体C上；副箱中间轴前端通过轴承连接在中壳体B上，后端通过轴承连接在后壳体C上。
优选的，主箱主轴的后端与副箱驱动齿轮之间采用止口定位、花键连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明变速器包括主箱和副箱，主箱和副箱均采用单中间轴结构，能减小变速器外形尺寸和变速器自身重量；主箱主轴、主箱中间轴的连线与副箱主轴、副箱中间轴的连线呈一定夹角布置，即主箱、副箱呈夹角布置，从而可以将主箱中间轴后端轴承与副箱中间轴前端轴承重叠设置在同一横截面上，使得变速器整体轴向尺寸小，利于整车布置，且重量减轻；变速器壳体全部采用铝合金压铸工艺，保证变速器重量轻，整箱重量小于90Kg；变速器内所有齿轮采用斜齿齿轮，保证变速器的高承载能力与低噪音；本发明带副箱变速器，通过副箱的倍挡功能，变速器头挡速比可以更容易实现10以上速比。本发明变速器承载能力强、外形尺寸小、重量轻，将进一步降低轻卡整车质量，符合目前蓝牌轻卡的主流需求。
进一步的，变速器除倒挡外，其余挡位均采用同步器换挡，保证变速器良好的换挡性能。
进一步的，本发明副箱内集成副箱气缸体功能，副箱布置更加紧凑，可以减小变速器尺寸和质量。
进一步的，主箱主轴后端与副箱驱动齿轮连接采用止口定位、花键传扭的连接方式，确保副箱驱动齿轮与副箱中间轴传动齿轮啮合平稳性。
进一步的，副箱中间轴(34)、副箱中间轴传动齿轮和副箱中间轴低挡齿轮三者为一体式设计，减少了焊接工艺，零件种类少，可靠性高。
附图说明
图1为本发明所述8挡小扭矩变速器主箱与副箱夹角设置示意图(从后端向前端看)。
图2为本发明所述8挡小扭矩变速器剖视图(图1中A-A剖视图)。
图3为本发明所述8挡小扭矩变速器剖视图(图1中B-B剖视图)。
图中：输入轴1、主箱主轴10、主箱中间轴20、介轮轴25、主箱主轴一挡轮13、主箱主轴二挡轮12、主箱主轴三挡轮11、主箱主轴倒挡轮14、第一滚针轴承18、第一同步器16、第二同步器15、倒挡滑套17、主箱中间轴传动齿轮21、主箱中间轴三挡齿轮22、倒挡介轮23、第二滚针轴承24、副箱驱动齿轮31、副箱主轴30、副箱中间轴34、副箱减速齿轮32、副箱同步器33、法兰盘35、副箱拨叉40、副箱气缸42、活塞41。
具体实施方式
下面结合附图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。
本发明所述8挡小扭矩变速器包括主箱和副箱，主箱为四挡主变速器，副箱为两挡副变速器。如图2所示，本发明变速器的壳体分为前、中、后三段(对应图2中前壳体A、中壳体B、后壳体C)，为“筒式”结构。
如图2所示，主箱包括输入轴1、主箱主轴10、主箱中间轴20和介轮轴25。输入轴1上安装有输入齿轮。主箱主轴10上安装有主箱主轴一挡轮 13、主箱主轴二挡轮12、主箱主轴三挡轮11和主箱主轴倒挡轮14，主箱主轴10与主箱主轴一挡轮13、主箱主轴二挡轮12、主箱主轴三挡轮11和主箱主轴倒挡轮14之间分别设置有第一滚针轴承18。主箱主轴一挡轮13与主箱主轴二挡轮12之间设置有短行程的第一同步器16，主箱主轴三挡轮11 与输入齿轮之间设置有短行程的第二同步器15，主箱主轴倒挡轮14前端设置有倒挡滑套17。
如图2所示，主箱中间轴20上安装有主箱中间轴传动齿轮21、主箱中间轴一挡齿轮、主箱中间轴二挡齿轮、主箱中间轴三挡齿轮22和主箱中间轴倒挡轮，主箱中间轴传动齿轮21、主箱中间轴一挡齿轮、主箱中间轴二挡齿轮、主箱中间轴三挡齿轮22和主箱中间轴倒挡轮分别与输入齿轮、主箱主轴一挡轮13、主箱主轴二挡轮12、主箱主轴三挡轮11和主箱主轴倒挡轮14常啮合。
如图3所示，介轮轴25上安装有倒挡介轮23，倒挡介轮23与介轮轴 25之间设置有第二滚针轴承24，倒挡介轮23同时与主箱中间轴倒挡轮和主箱主轴倒挡轮14分别啮合。
如图2所示，副箱包括副箱驱动齿轮31、副箱主轴30和副箱中间轴 34。副箱驱动齿轮31通过花键连接在主箱主轴10的后端。副箱主轴30上安装有副箱减速齿轮32，副箱驱动齿轮31和副箱减速齿轮32之间安装有副箱同步器33，副箱减速轮32与副箱主轴30之间设置有滚针轴承，副箱主轴30的输出端连接有法兰盘35。副箱同步器33上方有副箱拨叉40和副箱气缸42，副箱拨叉40与副箱气缸42的活塞41连接。本发明在变速器后壳体集成副箱气缸体功能，副箱布置更加紧凑，减小变速器尺寸和质量。
如图3所示，副箱中间轴34上安装有副箱中间轴传动齿轮和副箱中间轴低挡齿轮，副箱中间轴传动齿轮和副箱中间轴低挡齿轮分别与副箱驱动齿轮31和副箱减速齿轮32常啮合。
如图2和图3所示，输入轴1通过轴承连接在前壳体A上。主箱主轴 10前端通过轴承与输入轴1连接，后端通过轴承连接在中壳体B上。主箱中间轴20前端通过轴承连接在前壳体A上，后端通过轴承连接在中壳体B 上。介轮轴25支撑在中壳体B上。副箱主轴30前端通过轴承与副箱驱动齿轮31连接，后端通过轴承连接在后壳体C上。副箱中间轴34前端通过轴承连接在中壳体B上，后端通过轴承连接在后壳体C上。
主箱主轴10和主箱中间轴20的连线与副箱主轴30和副箱中间轴34的连线成一定夹角布置(见图1)，主箱中间轴20后端连接的轴承与副箱中间轴34前端连接的轴承位于同一截面上，因此，主箱和副箱的夹角大小由主箱中间轴20后端的轴承与副箱中间轴34前端的轴承外圆直径确定。主箱、副箱呈夹角布置，变速器整体轴向尺寸小，利于整车布置。
本发明变速器壳体，包括操纵壳体、后轴承盖等全部壳体均采用铝合金压铸工艺。
本发明主箱主轴10的后端与副箱驱动齿轮31之间的连接采用止口定位、花键传扭的连接方式，确保副箱驱动齿轮31与副箱中间轴传动齿轮啮合平稳性。
本发明所有齿轮均为斜齿齿轮，主箱中间轴20、副箱中间轴34上的各齿轮通过设计不同的螺旋角使得轴向力完全抵消(确定一对齿轮螺旋角后，通过传递的速比及轴向力抵消来反向计算其它齿轮副的螺旋角)，主箱中间轴20、副箱中间轴34两端的轴承不需要承受额外的轴向力。
本发明主箱、副箱均为单中间轴结构，输入扭矩450Nm、主箱中心距 100mm、副箱中心距105mm。与单箱结构的变速器相比，在同等输出扭矩的前提下，带副箱的变速器低挡区挡位，共有四对齿轮传递扭矩，每对齿轮的减速比更小，相应也可以选择小中心距。
所述8挡小扭矩变速器的工作过程：发动机的动力经由离合器传给变速器的输入轴1，输入轴1上的输入齿轮与主箱中间轴传动齿轮21常啮合，驱动主箱中间轴20传递动力，主箱中间轴20上各齿轮与主箱主轴10上的各齿轮分别常啮合，主箱主轴10上的各齿轮在主箱主轴10上空转。由于第二同步器15或第一同步器16的同步器齿毂与主箱主轴10通过花键连接，同步器结合齿圈与主箱主轴10上的齿轮也通过花键连接，执行换挡动作后，同步器结合齿圈与同步器齿毂、同步器结合齿圈与主箱主轴10上的某个齿轮同时花键连接，实现主箱主轴10与主箱主轴10上的某个齿轮成为一体并按一定速比转动、传递动力到副箱驱动齿轮31；
当副变速器副箱位于高挡区时，即副箱同步器33与副箱驱动齿轮31连接时，主箱主轴10输出的动力通过副箱驱动齿轮31和副箱同步器33上的齿套传给副箱主轴30直接输出，再经法兰盘35输出动力；位于低挡区时，即副箱同步器33与副箱减速齿轮32连接时，主箱主轴10输出的动力通过副箱驱动齿轮31和副箱中间轴传动齿轮传给副箱中间轴34，再通过副箱减速齿轮32和副箱同步器33上的齿套传递给副箱主轴30经法兰盘35输出动力。副箱同步器33的齿套通过内置于副箱壳体内的副箱气缸42的活塞运动推动副箱拨叉40操纵。
