一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構及其換擋方法
【專利摘要】一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構及其換擋方法，包括實心輸入軸與空心輸入軸，所述實心輸入軸通過奇數擋中間軸與輸出軸傳動配合，所述空心輸入軸通過偶數擋中間軸與輸出軸傳動配合；所述空心輸入軸上從其首端到末端依次套設有空心軸固連同步齒輪、空心軸固連齒輪，所述空心軸固連齒輪分別與奇數擋中間軸空套齒輪、偶數擋中間軸固連齒輪相嚙合，所述空心軸固連同步齒輪與奇數擋中間軸空套同步齒輪相嚙合，奇數擋中間軸通過同步摩擦輪分別與奇數擋中間軸空套同步齒輪、奇數擋中間軸空套齒輪傳動配合，所述奇數擋中間軸固連齒輪與實心輸入軸上套設的實心輸入軸固連齒輪相嚙合。本設計不僅結構簡單、布置空間小，而且便于檢修、生產成本低。
【專利說明】一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構及其換擋方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變速箱同步結構，尤其涉及一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構及其換擋方法，具體適用于簡化變速箱結構、優化換擋方式、降低生產成本。
【背景技術】
[0002]雙離合器變速器使車輛在動力不中斷的情況下自動換擋，不僅使汽車的駕駛變得更簡單，而且還有效地提高了汽車的舒適性、動力性與安全性。
[0003]中國專利申請公布號為CN103032528A，申請公布日為2013年4月10日的發明專利公開了一種雙中間軸DCT結構及其擋位傳動比的計算方法，包括雙離合器、實心輸入軸和空心輸入軸，同軸設置的實心輸入軸與空心輸入軸一端與雙離合器相連接，另一端各設置有一個常嚙合齒輪，其中空心輸入軸通過常嚙合齒輪組與偶數擋中間軸相配合，偶數擋中間軸通過齒輪組與輸出軸相配合，實心輸入軸通過常嚙合齒輪組與奇數擋中間軸相配合，奇數擋中間軸通過齒輪組與輸出軸相配合，實心輸入軸末端依次通過內嵌式軸承與五擋七擋同步器與輸出軸的首端相配合，且各擋位的總傳動比從七擋至一擋呈等比數列分布。雖然該發明能使布局較為緊湊，但其仍存在以下缺陷:
該發明需要使用多個同步器進行換擋，同步器占用的布置空間較大，增長了變速箱的軸向設計長度，使變速箱變得更大更笨重；同時同步器結構復雜，制造成本高，將其安裝于變速箱內不便于變速箱的檢修維護。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的布置空間大、制造成本高的問題，提供一種布置空間小、制造成本低的空心軸同步的雙中間軸變速器結構及其換擋方法。
[0005]為實現以上目的，本發明的技術解決方案是:
一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，包括實心輸入軸與空心輸入軸，所述實心輸入軸通過奇數擋中間軸與輸出軸傳動配合，所述空心輸入軸通過偶數擋中間軸與輸出軸傳動配合；
所述空心輸入軸上從其首端到末端依次套設有空心軸固連同步齒輪、空心軸固連齒輪，所述空心軸固連齒輪分別與奇數擋中間軸空套齒輪、偶數擋中間軸固連齒輪相嚙合，所述空心軸固連同步齒輪與奇數擋中間軸空套同步齒輪相嚙合，所述奇數擋中間軸上從其首端到末端依次套設有奇數擋中間軸空套同步齒輪、同步摩擦輪、奇數擋中間軸空套齒輪、奇數擋中間軸固連齒輪，奇數擋中間軸通過同步摩擦輪分別與奇數擋中間軸空套同步齒輪、奇數擋中間軸空套齒輪傳動配合，所述奇數擋中間軸固連齒輪與實心輸入軸上套設的實心軸固連齒輪相嚙合。
[0006]所述奇數擋中間軸包括從其首端到末端依次套設的奇數擋中間軸空套同步齒輪、同步摩擦輪、奇數擋中間軸空套齒輪、奇數擋中間軸固連齒輪、一擋空套主動齒輪、一擋三擋滑套、三擋空套主動齒輪、五擋空套主動齒輪和五擋倒擋滑套，所述偶數擋中間軸包括從其首端到末端依次套設的偶數擋中間軸固連齒輪、二擋空套主動齒輪、二擋四擋滑套、四擋空套主動齒輪、六擋空套主動齒輪和六擋滑套，所述輸出軸包括從其首端到末端依次套設的七擋滑套、一擋二擋固連從動齒輪、三擋四擋固連從動齒輪和五擋六擋固連從動齒輪；所述一擋二擋固連從動齒輪分別與一擋空套主動齒輪、二擋空套主動齒輪相嚙合，所述三擋四擋固連從動齒輪分別與三擋空套主動齒輪、四擋空套主動齒輪相嚙合，所述五擋六擋固連從動齒輪分別與五擋空套主動齒輪、六擋空套主動齒輪相嚙合；
所述奇數擋中間軸通過一擋三擋滑套分別與一擋空套主動齒輪、三擋空套主動齒輪傳動配合，奇數擋中間軸通過五擋倒擋滑套與五擋空套主動齒輪傳動配合；偶數擋中間軸通過二擋四擋滑套分別與二擋空套主動齒輪、四擋空套主動齒輪傳動配合，偶數擋中間軸通過六擋滑套與六擋空套主動齒輪傳動配合。
[0007]所述實心輸入軸的末端通過七擋滑套與輸出軸的首端傳動配合。
[0008]所述奇數擋中間軸固連齒輪與偶數擋中間軸空套齒輪齒數相等；所述一擋空套主動齒輪與二擋空套主動齒輪形狀一致，所述三擋空套主動齒輪與四擋空套主動齒輪形狀一致，所述五擋空套主動齒輪與六擋空套主動齒輪形狀一致。
[0009]所述偶數擋中間軸固連齒輪與空心軸固連齒輪的齒數比為a，所述奇數擋中間軸固連齒輪與實心軸固連齒輪的齒數比為b，則擋間比q = a/b ;
所述奇數擋中間軸空套同步齒輪與空心軸固連同步齒輪的齒數比為c，c = b/q。
[0010]所述奇數擋中間軸設置的倒擋空套主動齒輪通過偶數擋中間軸末端設置的倒擋惰輪與輸出軸末端設置的倒擋固連從動齒輪傳動配合，所述倒擋空套主動齒輪通過五擋倒擋滑套與奇數擋中間軸傳動配合。
[0011]一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構的換擋方法，所述換擋方法包括以下步驟:
第一步:同步轉速:利用同步摩擦輪同步中間軸上待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉
速；
第二步:結合滑套:當待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同時，同步摩擦輪脫離，相同轉速待進擋滑套與待進擋主動齒輪的花鍵副相結合；
第三步:退擋、動力切換:雙離合器動力切換，雙輸入軸動力切換，待退擋滑套與待退擋主動齒輪分離，換擋過程完成。
[0012]所述第一步:同步轉速分為三種情況:
第一種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪轉速相同，奇數擋中間軸空套齒輪與偶數擋中間軸固連齒輪形狀一致、轉速相同，控制偶數擋中間軸上與其花鍵配合的同步摩擦輪靠近奇數擋中間軸空套齒輪，使奇數擋中間軸和偶數擋中間軸的轉速相同，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第二種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪中，處于奇數擋上的主動齒輪與處于偶數擋上的主動齒輪的轉速比為q的平方，控制偶數擋中間軸上與其花鍵配合的同步摩擦輪靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪，使奇數擋中間軸和偶數擋中間軸的轉速相差相同的q的平方，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成； 第三種是當待進擋或待退擋中有一個為七擋時，輸出軸與六擋空套主動齒輪之間的轉速比等于a*q，控制偶數擋中間軸上與其花鍵配合的同步摩擦輪靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪，使實心輸入軸和偶數擋中間軸的轉速比等于a*q，從而使七擋滑套與實心輸入軸的轉速相同，此時同步轉速步驟完成。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
1、本發明一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構將傳統同步器分成兩個部分，一部分是同步摩擦輪，另一部分是滑套，分別對應同步器的同步錐環和嚙合齒圈。整個設計中只使用一個同步摩擦輪及其配套的同步齒輪，來實現多組同步器的功能，使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速同步，有效節約了生產成本和布置空間，有效縮短了傳動軸的長度，提高了傳動軸的機械性能。因此，本設計生產成本低、布置空間小、機械強度好。
[0014]2、本發明一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構中的同步摩擦輪和滑套相對于現有的同步器結構更加簡單、布置空間更小、便于檢修維護、降低了制造、維修成本成本。因此，本設計結構簡單便于檢修和維護。
[0015]3、本發明一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構中一擋空套主動齒輪與二擋空套主動齒輪形狀一致，述三擋空套主動齒輪與四擋空套主動齒輪形狀一致，五擋空套主動齒輪與六擋空套主動齒輪形狀一致，形狀一致的主動齒輪可與同一從動齒輪相嚙合，減少了從動齒輪的數量，縮短了變速箱的軸向長度，且相同的齒輪可以用同一套模具制造，降低了生產成本；一擋二擋固連從動齒輪、三擋四擋固連從動齒輪和五擋六擋固連從動齒輪從大到小依次套設于輸出軸上，使中間軸上主動齒輪從小到大安裝，裝配更加方便。因此，本設計結構設計合理、裝配方便。
[0016]4、本發明一種實心軸同步的雙中間軸變速器結構中奇數擋中間軸空套同步齒輪與空心軸固連同步齒輪的齒數比為c = b/q，在同步摩擦輪靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪時，能夠保證奇數擋中間軸與偶數擋中間軸的轉速比為q的平方，實心輸入軸與輸出軸轉速相同，確保了換擋的順利進行。因此，本設計能夠實現單同步摩擦輪同步換擋。
[0017]5、本發明一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，在換擋時先完成待換擋滑套就與待換擋主動齒輪接合完成，然后雙離合器動力直接切換，真正實現了不中斷自動換擋，本設計在簡化同步器設計的同時達到了與同步器相同的換擋效果換。因此，本設計換擋過程更加合理、換擋效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖。
[0019]圖中:實心輸入軸1、實心軸固連齒輪11、空心輸入軸2、空心軸固連同步齒輪21、空心軸固連齒輪22、奇數擋中間軸3、奇數擋中間軸空套同步齒輪31、同步摩擦輪32、奇數擋中間軸空套齒輪33、奇數擋中間軸固連齒輪34、一擋空套主動齒輪35、一擋三擋滑套36、三擋空套主動齒輪37、五擋空套主動齒輪38、五擋倒擋滑套39、偶數擋中間軸4、偶數擋中間軸固連齒輪41、二擋空套主動齒輪42、二擋四擋滑套43、四擋空套主動齒輪44、六擋空套主動齒輪45、六擋滑套46、輸出軸5、七擋滑套51、一擋二擋固連從動齒輪52、三擋四擋固連從動齒輪53、五擋六擋固連從動齒輪54、倒擋空套主動齒輪61、倒擋惰輪62、倒擋固連從動齒輪63。【具體實施方式】
[0020]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0021]參見圖1，一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，包括實心輸入軸I與空心輸入軸2，所述實心輸入軸I通過奇數擋中間軸3與輸出軸5傳動配合，所述空心輸入軸2通過偶數擋中間軸4與輸出軸5傳動配合；
所述空心輸入軸2上從其首端到末端依次套設有空心軸固連同步齒輪21、空心軸固連齒輪22，所述空心軸固連齒輪22分別與奇數擋中間軸空套齒輪33、偶數擋中間軸固連齒輪41相嚙合，所述空心軸固連同步齒輪21與奇數擋中間軸空套同步齒輪31相嚙合，所述奇數擋中間軸3上從其首端到末端依次套設有奇數擋中間軸空套同步齒輪31、同步摩擦輪32、奇數擋中間軸空套齒輪33、奇數擋中間軸固連齒輪34，奇數擋中間軸3通過同步摩擦輪32分別與奇數擋中間軸空套同步齒輪31、奇數擋中間軸空套齒輪33傳動配合，所述奇數擋中間軸固連齒輪34與實心輸入軸I上套設的實心軸固連齒輪11相嚙合。
[0022]所述奇數擋中間軸3包括從其首端到末端依次套設的奇數擋中間軸空套同步齒輪31、同步摩擦輪32、奇數擋中間軸空套齒輪33、奇數擋中間軸固連齒輪34、一擋空套主動齒輪35、一擋三擋滑套36、三擋空套主動齒輪37、五擋空套主動齒輪38和五擋倒擋滑套39，所述偶數擋中間軸4包括從其首端到末端依次套設的偶數擋中間軸固連齒輪41、二擋空套主動齒輪42、二擋四擋滑套43、四擋空套主動齒輪44、六擋空套主動齒輪45和六擋滑套46，所述輸出軸5包括從其首端到末端依次套設的七擋滑套51、一擋二擋固連從動齒輪52、三擋四擋固連從動齒輪53和五擋六擋固連從動齒輪54 ；
所述一擋二擋固連從動齒輪52分別與一擋空套主動齒輪35、二擋空套主動齒輪42相嚙合，所述三擋四擋固連從動齒輪53分別與三擋空套主動齒輪37、四擋空套主動齒輪44相嚙合，所述五擋六擋固連從動齒輪54分別與五擋空套主動齒輪38、六擋空套主動齒輪45相嚙合；
所述奇數擋中間軸3通過一擋三擋滑套36分別與一擋空套主動齒輪35、三擋空套主動齒輪37傳動配合，奇數擋中間軸3通過五擋倒擋滑套39與五擋空套主動齒輪38傳動配合；偶數擋中間軸4通過二擋四擋滑套43分別與二擋空套主動齒輪42、四擋空套主動齒輪44傳動配合，偶數擋中間軸4通過六擋滑套46與六擋空套主動齒輪45傳動配合。
[0023]所述實心輸入軸I的末端通過七擋滑套51與輸出軸5的首端傳動配合。
[0024]所述奇數擋中間軸固連齒輪33與偶數擋中間軸空套齒輪41齒數相等；所述一擋空套主動齒輪35與二擋空套主動齒輪42形狀一致，所述三擋空套主動齒輪37與四擋空套主動齒輪44形狀一致，所述五擋空套主動齒輪38與六擋空套主動齒輪45形狀一致。
[0025]所述偶數擋中間軸固連齒輪41與空心軸固連齒輪22的齒數比為a，所述奇數擋中間軸固連齒輪34與實心軸固連齒輪11的齒數比為b，則擋間比q = a/b ;
所述奇數擋中間軸空套同步齒輪31與空心軸固連同步齒輪21的齒數比為c，c = b/q。
[0026]所述奇數擋中間軸3設置的倒擋空套主動齒輪61通過偶數擋中間軸4末端設置的倒擋惰輪62與輸出軸5末端設置的倒擋固連從動齒輪63傳動配合，所述倒擋空套主動齒輪61通過五擋倒擋滑套39與奇數擋中間軸3傳動配合。[0027]—種空心軸同步的雙中間軸變速器結構的換擋方法，所述換擋方法包括以下步驟:
第一步:同步轉速:利用同步摩擦輪32同步中間軸上待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速；
第二步:結合滑套:當待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同時，同步摩擦輪32脫離，相同轉速待進擋滑套與待進擋主動齒輪的花鍵副相結合；
第三步:退擋、動力切換:雙離合器動力切換，雙輸入軸動力切換，待退擋滑套與待退擋主動齒輪分離，換擋過程完成。
[0028]所述第一步:同步轉速分為三種情況:
第一種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪轉速相同，奇數擋中間軸空套齒輪33與偶數擋中間軸固連齒輪41形狀一致、轉速相同，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套齒輪33，使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4的轉速相同，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第二種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪中，處于奇數擋上的主動齒輪與處于偶數擋上的主動齒輪的轉速比為q的平方，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4的轉速相差相同的q的平方，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第三種是當待進擋或待退擋中有一個為七擋時，輸出軸5與六擋空套主動齒輪45之間的轉速比等于a*q，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，使實心輸入軸I和偶數擋中間軸4的轉速比等于a*q，從而使七擋滑套51與實心輸入軸I的轉速相同，此時同步轉速步驟完成。
[0029]本發明的原理說明如下:
現有同步器的特點是依靠同步錐環作用實現嚙合齒圈與齒輪轉速同步，同步錐環使得兩個原本有很大轉速差的部件能夠在短時間通過內非剛性方式減小轉速差，然后相同轉速的嚙合齒圈與齒輪齒圈不受阻礙地接合。本發明將傳統同步器分成兩個部分，一部分是同步摩擦輪32，另一部分是滑套，分別對應同步器的同步錐環和嚙合齒圈。整個設計中只使用一個同步摩擦輪32及其配套的同步齒輪，來實現多組同步器的功能，使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速同步，簡化了 DCT的控制難度，有效節約了生產成本和布置空間，有效縮短了傳動軸的長度，提高了傳動軸的機械性能。
[0030]同步摩擦輪32:為蝶形零件，內孔上設有內花鍵與軸上的外花鍵相配合，同步摩擦輪32隨軸轉動，不會與軸發生相對轉動，同時可沿軸向滑動，同步摩擦輪32的外圓表面上加工有槽，用于軸向移動操作；同步摩擦輪32兩側端面加工有錐面，用于與其配偶件(同步齒輪)對應錐面形成摩擦副，可以通過摩擦傳遞扭矩；本設計通過對同步摩擦輪32施加一定軸向力，使同步摩擦輪32與配偶件(同步齒輪)通過摩擦副連接在一起。
[0031]擋間比q:即變速箱傳動比等比系數，變速箱的擋位傳動比成等比數列排布，其公比為相鄰高擋位傳動比與低擋位傳動比的比，稱為擋間比。本發明中，q=a/b，其中，a為偶數擋中間軸固連齒輪41和空心軸固連齒輪22的齒數比，b為奇數擋中間軸固連齒輪34和實心軸固連齒輪11的齒數比。
[0032]換擋過程分析，換擋分為三種情況:待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合；待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合；進七擋和退七擋。
[0033]1、當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合時:待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪轉速一致，這時需要使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4轉速相同，待進擋滑套才能與待進擋主動齒輪相接合。
[0034]例如:一擋升擋二擋:換擋之前，實心輸入軸I提供動力，固連于實心輸入軸I上的實心軸固連齒輪11帶動固連于奇數擋中間軸3上的偶數擋中間軸固連齒輪41轉動，從而帶動奇數擋中間軸3以及其上的一擋三擋滑套36和五擋倒擋滑套39轉動，在此工作狀態下，一擋三擋滑套36連接一擋空套主動齒輪35，一擋空套主動齒輪35被一擋三擋滑套36帶動旋轉，將動力通過一擋二擋固連從動齒輪52傳遞到輸出軸5，偶數擋中間軸4上的二擋空套主動齒輪42、四擋空套主動齒輪44、六擋空套主動齒輪45、倒擋惰輪62隨輸出軸5轉動，而空心輸入軸2、偶數擋中間軸4均處于靜止或者低速旋轉狀態，奇數擋中間軸空套齒輪33和偶數擋中間軸固連齒輪41形狀一致、轉速相同；二擋空套主動齒輪42和一擋空套主動齒輪35形狀一致、轉速相同；四擋空套主動齒輪44和三擋空套主動齒輪37形狀一致、轉速相同；六擋空套主動齒輪45和五擋空套主動齒輪38形狀一致、轉速相同。
[0035]需要奇數擋升偶數擋的時候，首先同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套齒輪33，因為奇數擋中間軸空套齒輪33轉速和偶數擋中間軸固連齒輪41的轉速相同，同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套齒輪33，使奇數擋中間軸空套齒輪33的摩擦帶動偶數擋中間軸4轉動，此時偶數擋中間軸4轉速等于奇數擋中間軸3的轉速，從而使偶數擋中間軸4轉速等于二擋空套主動齒輪42的轉速，此時，二擋四擋滑套43轉速等于二擋空套主動齒輪42轉速，轉速同步完成；
然后，同步摩擦輪32脫離，二擋四擋滑套43靠近二擋空套主動齒輪42進行滑套嚙合；最后，雙離合器動力切換，實心輸入軸I失去動力的同時空心輸入軸2獲得動力，一擋三擋滑套36脫離一擋空套主動齒輪35，換擋過程完成。其他待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合的換擋過程與上述過程類似。
[0036]2、當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合時；待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪中，處于奇數擋上的主動齒輪與處于偶數擋上的主動齒輪的轉速比為q的平方，這時需要使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4的轉速相差相同的q的平方，待進擋滑套才能與待進擋主動齒輪相接合。
[0037]例如:二擋升擋三擋:換擋之前，空心輸入軸2提供動力，固連于空心輸入軸2上的空心軸固連齒輪22帶動固連于偶數擋中間軸4上的偶數擋中間軸固連齒輪41轉動，從而帶動偶數擋中間軸4以及其上的二擋四擋滑套43和六擋滑套46轉動，在此工作狀態下，二擋四擋滑套43連接二擋空套主動齒輪42，則二擋空套主動齒輪42被二擋四擋滑套43帶動旋轉，動力通過一擋二擋固連從動齒輪52傳遞到輸出軸5，奇數擋中間軸3上的一擋空套主動齒輪35、三擋空套主動齒輪37、五擋空套主動齒輪38、倒擋空套主動齒輪61隨著輸出軸5轉動，而實心輸入軸1、奇數擋中間軸3均處于靜止或低速旋轉狀態；因為實心軸固連齒輪11和奇數擋中間軸固連齒輪34的齒數比Ι/b與空心軸固連同步齒輪21和奇數擋中間軸空套同步齒輪31的齒數比Ι/c的比為q，則實心輸入軸I此時轉速和空心輸入軸2的轉速的比為q ;
需要偶數擋升擋奇數擋的時候，首先同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，因為空心軸固連齒輪22和偶數擋中間軸固連齒輪41的齒數比Ι/a與實心軸固連齒輪11和奇數擋中間軸固連齒輪34的齒數比Ι/b的比為Ι/q，則實心輸入軸I此時轉速和空心輸入軸2的轉速的比為q，且實心軸固連齒輪11和奇數擋中間軸固連齒輪34的齒數比I/b與空心軸固連齒輪22和偶數擋中間軸固連齒輪41齒數比Ι/a的比為q，則奇數擋中間軸3轉速與偶數擋中間軸4轉速比為q的平方，奇數擋中間軸3轉速與二擋四擋滑套43的轉速比為q的平方，而此時三擋空套主動齒輪37與二擋空套主動齒輪42比為q的平方，則奇數擋中間軸3轉速與二擋空套主動齒輪42的轉速比為q的平方，從而一擋三擋滑套36轉速等于三擋空套主動齒輪37轉速，轉速同步完成；
當一擋三擋滑套36與三擋空套主動齒輪37轉速相同時，同步摩擦輪32脫離，一擋三擋滑套36靠近三擋空套主動齒輪37進行滑套嚙合；
最后，雙離合器動力切換，空心輸入軸2失去動力的同時實心輸入軸I獲得動力，二擋四擋滑套43脫離二擋空套主動齒輪42，換擋過程完成。其他待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合的過程與上述過程類似。
[0038]3、當待進擋位或待退擋位中有一個為七擋時，輸出軸5與六擋空套主動齒輪45之間的轉速比等于a*q,這時需要使實心輸入軸I和偶數擋中間軸4的轉速比等于a*q,才能使擋滑套51與實心輸入軸I的轉速相等，七擋滑套51才能與實心輸入軸I的末端相接合。
[0039]例如:六擋升擋七擋，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，換擋之前，空心輸入軸2提供動力，固連于空心輸入軸2上的空心軸固連齒輪22帶動固連于偶數擋中間軸4上的偶數擋中間軸固連齒輪41轉動，從而帶動偶數擋中間軸4以及其上的二擋四擋滑套43和六擋滑套46轉動，在此工作狀態下，因為五擋六擋固連從動齒輪54與六擋空套主動齒輪45的齒數比為l/(a*q)，所以輸出軸5轉速與偶數擋中間軸4的轉速比為a*q。
[0040]當準備要換擋的時候，同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，使得實心輸入軸I與輸出軸5的轉速同步，因為實心軸固連齒輪11和奇數擋中間軸固連齒輪34的齒數比為Ι/b，奇數擋中間軸空套同步齒輪31和空心軸固連同步齒輪21的齒數比為b/q，且空心軸固連齒輪22和偶數擋中間軸固連齒輪41的齒數比為Ι/a，所以實心輸入軸I的轉速和偶數擋中間軸4的轉速比為a*q ；
當七擋滑套51兩邊的實心輸入軸I與輸出軸5轉速達到同步時，同步摩擦輪32脫離，推動滑套七擋滑套51與實心輸入軸I的末端嚙合，此時實心輸入軸I和輸出軸5的剛性連接，然后雙離合器動力切換，空心輸入軸2失去動力的同時實心輸入軸I獲得動力；最后，六擋滑套46脫離六擋空套主動齒輪45，六擋升擋七擋的換擋過程完成，七擋退擋六擋過程與上述過程類似。
[0041]實施例1:
參見圖1，一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，包括實心輸入軸I與空心輸入軸2，所述實心輸入軸I通過奇數擋中間軸3與輸出軸5傳動配合，所述空心輸入軸2通過偶數擋中間軸4與輸出軸5傳動配合；所述空心輸入軸2上從其首端到末端依次套設有空心軸固連同步齒輪21、空心軸固連齒輪22，所述空心軸固連齒輪22分別與奇數擋中間軸空套齒輪33、偶數擋中間軸固連齒輪41相嚙合，所述空心軸固連同步齒輪21與奇數擋中間軸空套同步齒輪31相嚙合，所述奇數擋中間軸3上從其首端到末端依次套設有奇數擋中間軸空套同步齒輪31、同步摩擦輪32、奇數擋中間軸空套齒輪33、奇數擋中間軸固連齒輪34，奇數擋中間軸3通過同步摩擦輪32分別與奇數擋中間軸空套同步齒輪31、奇數擋中間軸空套齒輪33傳動配合，所述奇數擋中間軸固連齒輪34與實心輸入軸I上套設的實心軸固連齒輪11相嚙合；所述奇數擋中間軸3包括從其首端到末端依次套設的奇數擋中間軸空套同步齒輪31、同步摩擦輪32、奇數擋中間軸空套齒輪33、奇數擋中間軸固連齒輪34、一擋空套主動齒輪35、一擋三擋滑套36、三擋空套主動齒輪37、五擋空套主動齒輪38和五擋倒擋滑套39，所述偶數擋中間軸4包括從其首端到末端依次套設的偶數擋中間軸固連齒輪41、二擋空套主動齒輪42、二擋四擋滑套43、四擋空套主動齒輪44、六擋空套主動齒輪45和六擋滑套46，所述輸出軸5包括從其首端到末端依次套設的七擋滑套51、一擋二擋固連從動齒輪52、三擋四擋固連從動齒輪53和五擋六擋固連從動齒輪54 ;所述一擋二擋固連從動齒輪52分別與一擋空套主動齒輪35、二擋空套主動齒輪42相嚙合，所述三擋四擋固連從動齒輪53分別與三擋空套主動齒輪37、四擋空套主動齒輪44相嚙合，所述五擋六擋固連從動齒輪54分別與五擋空套主動齒輪38、六擋空套主動齒輪45相嚙合；所述奇數擋中間軸3通過一擋三擋滑套36分別與一擋空套主動齒輪35、三擋空套主動齒輪37傳動配合，奇數擋中間軸3通過五擋倒擋滑套39與五擋空套主動齒輪38傳動配合；偶數擋中間軸4通過二擋四擋滑套43分別與二擋空套主動齒輪42、四擋空套主動齒輪44傳動配合，偶數擋中間軸4通過六擋滑套46與六擋空套主動齒輪45傳動配合；所述實心輸入軸I的末端通過七擋滑套51與輸出軸5的首端傳動配合；所述奇數擋中間軸固連齒輪33與偶數擋中間軸空套齒輪41齒數相等；所述一擋空套主動齒輪35與二擋空套主動齒輪42形狀一致，所述三擋空套主動齒輪37與四擋空套主動齒輪44形狀一致，所述五擋空套主動齒輪38與六擋空套主動齒輪45形狀一致；所述奇數擋中間軸3設置的倒擋空套主動齒輪61通過偶數擋中間軸4末端設置的倒擋惰輪62與輸出軸5末端設置的倒擋固連從動齒輪63傳動配合，所述倒擋空套主動齒輪61通過五擋倒擋滑套39與奇數擋中間軸3傳動配合。
[0042]所述偶數擋中間軸固連齒輪41與空心軸固連齒輪22的齒數比為a，所述奇數擋中間軸固連齒輪34與實心軸固連齒輪11的齒數比為b，則擋間比q = a/b ;
所述奇數擋中間軸空套同步齒輪31與空心軸固連同步齒輪21的齒數比為c，c = b/q。
[0043]一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構的換擋方法，所述換擋方法包括以下步驟:
第一步:同步轉速:利用同步摩擦輪32同步中間軸上待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速；
同步轉速分為三種情況:
第一種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪轉速相同，奇數擋中間軸空套齒輪33與偶數擋中間軸固連齒輪41形狀一致、轉速相同，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套齒輪33，使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4的轉速相同，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第二種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪中，處于奇數擋上的主動齒輪與處于偶數擋上的主動齒輪的轉速比為q的平方，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，使奇數擋中間軸3和偶數擋中間軸4的轉速相差相同的q的平方，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第三種是當待進擋或待退擋中有一個為七擋時，輸出軸5與六擋空套主動齒輪45之間的轉速比等于a*q，控制偶數擋中間軸4上與其花鍵配合的同步摩擦輪32靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪31，使實心輸入軸I和偶數擋中間軸4的轉速比等于a*q，從而使七擋滑套51與實心輸入軸I的轉速相同，此時同步轉速步驟完成；
第二步:結合滑套:當待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同時，同步摩擦輪32脫離，相同轉速待進擋滑套與待進擋主動齒輪的花鍵副相結合；
第三步:退擋、動力切換:雙離合器動力切換，雙輸入軸動力切換，待退擋滑套與待退擋主動齒輪分離，換擋過程完成。
【權利要求】
1.一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，包括實心輸入軸(I)與空心輸入軸(2)，所述實心輸入軸(I)通過奇數擋中間軸(3)與輸出軸(5)傳動配合，所述空心輸入軸(2)通過偶數擋中間軸(4)與輸出軸(5)傳動配合，其特征在于: 所述空心輸入軸(2)上從其首端到末端依次套設有空心軸固連同步齒輪(21 )、空心軸固連齒輪(22)，所述空心軸固連齒輪(22)分別與奇數擋中間軸空套齒輪(33)、偶數擋中間軸固連齒輪(41)相嚙合，所述空心軸固連同步齒輪(21)與奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)相嚙合，所述奇數擋中間軸(3)上從其首端到末端依次套設有奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)、同步摩擦輪(32)、奇數擋中間軸空套齒輪(33)、奇數擋中間軸固連齒輪(34)，奇數擋中間軸(3)通過同步摩擦輪(32)分別與奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)、奇數擋中間軸空套齒輪(33)傳動配合，所述奇數擋中間軸固連齒輪(34)與實心輸入軸(I)上套設的實心軸固連齒輪(11)相嚙合。
2.根據權利要求1所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，其特征在于: 所述奇數擋中間軸(3)包括從其首端到末端依次套設的奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)、同步摩擦輪(32)、奇數擋中間軸空套齒輪(33)、奇數擋中間軸固連齒輪(34)、一擋空套主動齒輪(35)、一擋三擋滑套(36)、三擋空套主動齒輪(37)、五擋空套主動齒輪(38)和五擋倒擋滑套(39)，所述偶數擋中間軸(4)包括從其首端到末端依次套設的偶數擋中間軸固連齒輪(41)、二擋空套主動齒輪(42)、二擋四擋滑套(43)、四擋空套主動齒輪(44)、六擋空套主動齒輪(45)和六擋滑套(46)，所述輸出軸(5)包括從其首端到末端依次套設的七擋滑套(51 )、一擋二擋固連從動齒輪(52)、三擋四擋固連從動齒輪(53)和五擋六擋固連從動齒輪(54)； 所述一擋二擋固連從動 齒輪(52)分別與一擋空套主動齒輪(35)、二擋空套主動齒輪(42)相嚙合，所述三擋四擋固連從動齒輪(53)分別與三擋空套主動齒輪(37)、四擋空套主動齒輪(44 )相嚙合，所述五擋六擋固連從動齒輪(54 )分別與五擋空套主動齒輪(38 )、六擋空套主動齒輪(45)相嚙合； 所述奇數擋中間軸(3 )通過一擋三擋滑套(36 )分別與一擋空套主動齒輪(35 )、三擋空套主動齒輪(37)傳動配合，奇數擋中間軸(3)通過五擋倒擋滑套(39)與五擋空套主動齒輪(38)傳動配合；偶數擋中間軸(4)通過二擋四擋滑套(43)分別與二擋空套主動齒輪(42)、四擋空套主動齒輪(44)傳動配合，偶數擋中間軸(4)通過六擋滑套(46)與六擋空套主動齒輪(45)傳動配合。
3.根據權利要求2所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，其特征在于:所述實心輸入軸(I)的末端通過七擋滑套(51)與輸出軸(5)的首端傳動配合。
4.根據權利要求2所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，其特征在于:所述奇數擋中間軸固連齒輪(33)與偶數擋中間軸空套齒輪(41)齒數相等；所述一擋空套主動齒輪(35)與二擋空套主動齒輪(42)形狀一致，所述三擋空套主動齒輪(37)與四擋空套主動齒輪(44)形狀一致，所述五擋空套主動齒輪(38)與六擋空套主動齒輪(45)形狀一致。
5.根據權利要求4所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，其特征在于: 所述偶數擋中間軸固連齒輪(41)與空心軸固連齒輪(22)的齒數比為a，所述奇數擋中間軸固連齒輪(34)與實心軸固連齒輪(11)的齒數比為b，則擋間比q = a/b ; 所述奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)與空心軸固連同步齒輪(21)的齒數比為c，c =b/q。
6.根據權利要求2或3所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構，其特征在于: 所述奇數擋中間軸(3)設置的倒擋空套主動齒輪(61)通過偶數擋中間軸(4)末端設置的倒擋惰輪(62)與輸出軸(5)末端設置的倒擋固連從動齒輪(63)傳動配合，所述倒擋空套主動齒輪(61)通過五擋倒擋滑套(39)與奇數擋中間軸(3)傳動配合。
7.—種權利要求1 - 6所述的空心軸同步的雙中間軸變速器結構的換擋方法，其特征在于:所述換擋方法包括以下步驟: 第一步:同步轉速:利用同步摩擦輪(32)同步中間軸上待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速； 第二步:結合滑套:當待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同時，同步摩擦輪(32)脫離，相同轉速待進擋滑套與待進擋主動齒輪的花鍵副相結合； 第三步:退擋、動力切換:雙離合器動力切換，雙輸入軸動力切換，待退擋滑套與待退擋主動齒輪分離，換擋過程完成。
8.根據權利要求7所述的一種空心軸同步的雙中間軸變速器結構的換擋方法，其特征在于: 所述第一步:同步轉速分為三種情況: 第一種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與同一從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪轉速相`同，奇數擋中間軸空套齒輪(33)與偶數擋中間軸固連齒輪(41)形狀一致、轉速相同，控制偶數擋中間軸(4)上與其花鍵配合的同步摩擦輪(32)靠近奇數擋中間軸空套齒輪(33 )，使奇數擋中間軸(3 )和偶數擋中間軸(4)的轉速相同，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成； 第二種是當待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪與不同的從動齒輪相嚙合時，待進擋主動齒輪與待退擋主動齒輪中，處于奇數擋上的主動齒輪與處于偶數擋上的主動齒輪的轉速比為q的平方，控制偶數擋中間軸(4)上與其花鍵配合的同步摩擦輪(32)靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)，使奇數擋中間軸(3)和偶數擋中間軸(4)的轉速相差相同的q的平方，從而使待進擋滑套與待進擋主動齒輪的轉速相同，此時同步轉速步驟完成； 第三種是當待進擋或待退擋中有一個為七擋時，輸出軸(5)與六擋空套主動齒輪(45)之間的轉速比等于a*q，控制偶數擋中間軸(4)上與其花鍵配合的同步摩擦輪(32)靠近奇數擋中間軸空套同步齒輪(31)，使實心輸入軸(I)和偶數擋中間軸(4)的轉速比等于a*q，從而使七擋滑套(51)與實心輸入軸(I)的轉速相同，此時同步轉速步驟完成。
【文檔編號】F16H3/12GK103821882SQ201410076125
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】張成海, 殷政, 魏為民, 劉旭 申請人:東風商用車有限公司