專利名稱：螺旋齒輪組合式變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及最好用于有多個基本相同的副軸的車輛用組合式變速器的一種改進的裝有螺旋齒輪的組合式機械變速齒輪傳動裝置。本發明特別涉及一種改進的，螺旋齒輪傳動的組合式機械傳動裝置，在傳動能力和壽命一定的情況下相對于現有技術中可類比的傳動裝置而言提供一種更輕、軸向尺寸更短和/或成本更低的傳動裝置。
通常用于重型車輛變速器的具有與主傳動區串聯的一個或多個輔助區的組合式齒輪變速裝置在現有技術中是眾所周知的。簡單地說，通過采用串聯的主輔傳動區，設定適當大小的傳動比間隔，可獲得的傳動比總和數將等于主傳動區傳動比數和輔助傳動區傳動比數之積。舉例來說，至少在理論上，包含與一個三速輔助區串聯的有四個前進速度的主區在內的組合式齒輪變速裝置可以提供十二個前進變速比(4×3＝12)。輔助傳動區一般有三種型式分段型、分隔型或分段/分隔結合型。
在具有一個分段型輔助區的組合式變速器中，輔助區的傳動比間隔大于用于每個分段中的主區傳動比的總傳動比范圍，主區是逐一通過它在每個分段中的傳動比進行換檔的。具有分段型輔助區的組合式變速器的例子可參見美國專利US 3105395;US2637222和US2637221，這些專利所公開的內容在此引作參考。
在具有一分隔輔助區的組合式變速器中，分隔輔助區的傳動比間隔小于主傳動區的傳動間隔，并且每個主區傳動比被輔助區分隔，也就是細分。具有分隔型輔助區的組合式變速器的例子可參見美國專利US 4290515;US 3799002;US440037和US 4527 447，這些專利所公開的內容在此引作參考。
在分段和分隔組合型的輔助區中，既有分段型傳動比又有分隔型傳動比，使主區即可以在至少兩個分段中進行傳動比逐一換檔，也可以使一個或多個主區傳動比在至少一個分段中被細分。
帶有一個分段/分隔組合型輔助區的組合式變速器的例子可參見美國專利US 3282613;US 3648546，這些專利所公開的內容在此引作參考。另一個例子是由聯邦德國的Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft of Friedrichshafen出售的"Ecosplit"型變速器，它采用一個在主傳動區前面的單獨的分隔輔助區和一個在主傳動區后面的單獨的分段輔助區。
另一個具有單個分隔/分段結合型三齒輪對四速傳動裝置的組合式車輛變速器的例子可參見美國專利US 4754665和US 4944197，這些專利所公開的內容在此引作參考。
應當注意的是術語主區和輔助區是相對的，如果把主區和輔助區的指定換一下，那么輔助區的類型(分段或分隔)也要換一下。換言之，對于一個習慣上認為帶有雙速分段式輔助區的四速主區，如果把通常所稱的輔助區看作是主區，那么通常所稱的主區就被看作是四速分隔型輔助區。根據變速器行業普遍接受的慣例，也正如本發明的說明書中所使用的那樣，一個組合式變速器的主傳動區就是包含最大數量的(或者至少不少于其他部分的)前進傳動比的部分，它允許選擇空檔，并且包含倒檔傳動比，和/或它(在手動或半自動變速器中)的換檔是通過操縱與主動/隨動閥/缸或類似結構不同的換檔桿或換檔手柄或換檔軸/換檔銷來進行的。
現有技術的組合變換齒輪變速裝置，特別是兼有分段型和分隔型輔助齒輪傳動的現有組合式變速器，例如Eaton Corporation提供的"Roadranger"型和"Super10"型，以及Zahnradfabrik Friedrich-shafen Aktiengeseushaft提供的"Ecosplit"型，得到普遍認可并被廣泛地用于手動換檔的重型車輛中。然而，現有的這些或其它類型的組合變換齒輪變速裝置不完全令人滿意，特別是對車輛用傳動裝置來說，與現有的變速器在可類比的能力和可靠性方面而言，提供一種具有更少的部件和/或更短軸向尺寸和/或重量更輕而且具有相同或改善的能力和可靠性的變速器是一個持久的目標。
本發明的目的是提供一種結構改進的螺旋齒輪組合式變速器，它與具有相同能力和可靠性的現有組合式變速器相比具有更少的部件和/或軸向尺寸更短和/或重量更輕。
上述目標是這樣實現的，在所提供的組合式螺旋齒輪變速器中，(ⅰ)主區和輔區的副軸形成一個通過軸承僅僅支承在變速器殼體的前端壁和后端壁中的同軸的副軸組件，最好是主區和輔區副軸中的一個副軸從殼體的前端壁延伸至后端壁，而其他副軸都是包圍并可轉動地支承在那一個副軸上的大致呈管形的部件，和/或(ⅱ)主軸僅由輸入和/或輸出軸并且最好以一種徑向可浮動的方式支承，不使用裝在殼體中間壁中的中間軸承。上述結構省去了現有技術中可類比的螺旋齒輪組合變速器設計中所必需的全部或大部分殼體中間壁以及與之有關的各種軸用支承軸承。取消全部或大部分殼體中部壁和有關的軸承、軸承保持器和類似物，就能提供比現有技術中可類比的變速器重量更輕，軸向長度更短和/或部件更少的組合型變速齒輪傳動裝置。
所以，提供一種新的改進的螺旋齒輪組合式變速裝置是本發明的一個目的。
閱讀結合附圖對最佳實施例的詳細說明，必將明白本發明的這個和其他的目的和優點。
圖1和1A是現有技術的組合式變速器的橫截面剖視圖。
圖2是本發明的變速器的一個推薦的實施例的剖視圖。
圖2A是表示圖2的變速器結構改進的局部視圖。
圖3表示圖1或圖2的變速器的典型的換檔模式和典型的傳動比圖4表示本發明的另一個替換的實施例。
圖5是本發明的一個替換的實施例的局部剖視圖。
在下面的說明中使用某些術語僅僅是為了方便而不是限定。"向上"、向下"、"向右"和"向左"表示在作為參考的附圖中的方向。"前方"和"后方"分別指按常規安裝在車輛中的變速器的前端和后端，對應于圖1中所示變速器分別是左側和右側。"向內"和"向外"分別指朝向和離開該裝置及其指定部件的幾何中心的方向。所說的術語包括以上專門提到的詞，它們的派生詞和類似的引入詞。
術語"組合式變速器"用來表示一種變速或變檔的傳動裝置，該裝置有串聯的一個主傳動部分和一個諸如輔助傳動部分的輔助系，因此在主傳動部分中選定的齒輪減速級可以與輔助傳動部分中另行選定的齒輪減速級組合。術語"螺旋齒輪"變速器是指至少一半前進檔齒輪傳動是螺旋齒輪傳動的變速器。這里所用的術語"加速"是指從低速傳動比向高速傳動比換檔，而"減速"則指從高速傳動比向低速傳動比換檔。這里所用的術語"低速齒輪"或"低齒輪"是指在變速器中用于相對較低的前進檔操作的齒輪副，即輸出軸速度相對輸入軸速度具有較高減速比的一組齒輪。"同步離合器組件"和類似的引入語是指借助于一個剛性離合器將一選定的齒輪無相對轉動地聯接到一根軸上的離合器組件，該剛性離合器中，所要進行的嚙合在離合器元件基本同步旋轉之前是受阻的，較大能力的摩擦裝置與離合器元件相結合并足以在離合器發生嚙合時使離合器元件以及與它們一起旋轉的所有部件以基本上同步的速度轉動。
參照圖1和1A，圖中所示的是現有技術的組合式變速器10。該變速器10包括一個與輔助傳動區14串聯的主傳動區12，輔助傳動區14既有分段型齒輪傳動也有分隔型齒輪傳動。變速器10一般裝在一個多部件的殼體16內，并且包括一輸入軸18。該輸入軸18由一臺諸如柴油發動機(未顯示)這類的原動機通過一個通常為嚙合的但也可有選擇地分離的摩擦式主離合器(未顯示)來驅動。
在主傳動部分12中，輸入軸18帶有一個用來驅動至少一個副軸組件22的輸入齒輪20。輸入齒輪20最好以基本相同的旋轉速度同時帶動若干個基本上相同的主區副軸組件，就象現有技術中公知的并且在美國專利文獻US 3105395和US 3335616中所說明的那樣。因此這些專利所公開的內容在此被引作參考。每個主區副軸組件有一個主區副軸24，該軸由軸承26和28支承于殼體16中，并且裝有主區副軸齒輪30、32、34、36和38。若干個主區傳動齒輪即主軸齒輪40、42和44圍繞變速器主軸46，并象現有技術中熟知的那樣，通過滑動離合套48和50的滑移，每次使這些齒輪中的一個與主軸46聯接，以便與該主軸一起轉動。離合套48也可以用來使輸入齒輪20與主軸46聯接，提供輸入軸18與主軸46之間的直接傳動關系。最好每個主區主軸齒輪都繞主軸46旋轉，與有關的副軸齒輪組持續嚙合并且由這些副軸齒輪組浮動地支撐，其安裝方法和由此產生的特別的好處在上面提到的美國專利文獻US 3105395和US 3335616中有詳細的說明。一般利用分別與一個換檔桿支架組件56相配合的換檔撥叉52和54使離合套48和50在軸向上定位。在圖示的推薦的實施例中，離合套48和50是公知的非同步雙動爪式離合器，但它們也可以是美國專利US 4989706和US 5141087中所述的同步型的，這些專利所公開的內容此處引作參考。
主區的主軸齒輪44是倒檔齒輪，它借助于普通的中間齒輪57(見圖1A)與副軸齒輪38持續嚙合。設置主區副軸齒輪32的目的在于驅動功率輸出裝置及類似裝置。爪式離合器48和50是三位離合器，其中，它們可以被設置在一個如圖所示的中央的、無軸向位移的非嚙合位置，或者被設置在一個最右嚙合位置或最左嚙合位置上。
輔助傳動區14與主傳動區12串聯，如上面提及的美國專利US 4754665中所示的三對四速分段/分隔組合型。主軸46伸入輔區14并支承于從變速器后端前伸的輸出軸58的內端。
輔助傳動區14包括若干個基本上相同的輔助副軸組件60(見圖1A)，每個組件包含一個由軸承64和66支承在殼體16中并裝有三個輔助區副軸齒輪68，70和72以便一起轉動的輔助副軸62，輔助區副軸齒輪68與輔助區分隔齒輪74常嚙合并支承后者，輔助區副軸齒輪70支承輔助區分隔/分段齒輪76并與之常嚙合，齒輪76圍繞著輸出軸58的鄰近于同軸主軸46內端的那一端。輔助區副軸齒輪72支承圍繞輸出軸58的輔助區分段齒輪78并與之常嚙合。因此，輔助副軸齒輪68和分隔齒輪74構成了分隔和分段組合型的輔助傳動區14的第一齒輪或齒輪組，輔助區副軸齒輪70和分隔/分段齒輪76構成第二齒輪對或齒輪組，輔助區副軸齒輪72和分段齒輪78構成第三齒輪對或齒輪組。
雙位爪式滑移離合套80被用來有選擇地將分隔齒輪74或分隔/分段齒輪76連接到主軸46上，而雙位同步離合器組件82則被用來有選擇地將分隔/分段齒輪76或分段齒輪78連接到輸出軸58上。雙動爪式離合套80的結構和功能與用在主傳動區12中的滑移式離合套48和50的結構和功能基本相同，雙動式同步離合器組件82的功能與現有技術的雙動式同步離合器組件的結構和功能基本相同。關于現有技術的雙動式同步離合器組件的例子可參見美國專利US4462489，US4125179和2667955，所有這些專利所公開的內容在此引作參考。這里所述的同步離合器組件82屬于上面提到的美國專利US 4462489中的銷軸型。
爪式分隔離合器80是一個雙位離合器組件，它可以被有選擇地設置在最右邊或最左邊的位置，以使齒輪76或齒輪74分別與主軸46嚙合。爪式分隔離合器80通過由雙位活塞致動器86控制的換檔撥叉實現軸向定位。雙位活塞致動器86象現有技術中熟知的那樣通過一個例如在換檔把手上的按鈕或類似物之類的操縱選擇開關來操縱。雙位同步離合器組件82也是一個雙位離合器，它可以被有選擇地設置在最右邊或最左邊的位置以便有選擇地將齒輪78或76分別連接到軸58上。離合器組件82前一個用雙位活塞裝置90操縱的換檔撥叉88定位。
參照圖1、1A和6可以看出，通過沿軸向有選擇地設定分隔離合器80和分段離合器82的軸向前后位置，可以提供四種不同的主軸對輸出軸的轉速比。所以，輔助傳動區14是一個分段型和分隔型相結合的三對齒輪的輔助傳動部分，可提供四種可選擇的速度，即四種輸入(主軸46)與輸出(輸出軸58)的傳動比。主區12提供一個倒檔和三個可供選擇的前進檔。但是，可選擇的主區前進傳動比之一，即與主軸齒輪42有關的低速傳動比，在高速段中不采用。所以，根據低速分隔傳動比的合意性和實用性，可把變速器10適當地稱為能提供9個或10個可選擇前進檔的"(2+1)×(2×2)"型變速器。
圖3概略地表示了換檔變速器10的換檔模式。每一變速桿位置上的垂直方向的細分表示分隔換檔，而從H模式的3/4和5/6位到H模式的7/8和9/10位的水平方向的移動則表示變速器從低速段向高速段換檔。象上面已討論的那樣，分隔換檔是以一種常見的方式借助于一個通常位于變速桿把手上的由車輛操縱者致動的分隔按鈕或類似物來完成的，而分段離合器換檔組件的動作則是對變速換檔桿在圖2所示的換檔模式的中央位和最右位之間的移動的自動響應，下面將對此作更詳細的說明。這種一般型式的分段換檔裝置是公知的現有技術，可參見上面提到的美國專利US 3429202;US 4455883;US4561，325和US4663725。
再對照圖3，假設希望一個變速器的傳動比間隔大體相等，那么主區的傳動比間隔應該大體相等，分隔間隔應大致等于主區傳動比間隔的平方根而分段間隔應約等于主區傳動比間隔的N次冪，這里，N等于在每個分段中出現的主區傳動比的間隔數(即，在(2+1)×(2×2)的變速器10中N＝2。給定所需的理想的傳動比之后，要選擇接近這些傳動比的齒數比。在上面的例子中，分隔間隔約為33.3%而分段間隔約為316%，這一般適合于一個具有大約78%傳動比間隔的"2+1"主傳動區，因為1.78的平方根約等于1.33，而1.78的二次冪(即N等于2)約等于3.16。
殼體16可以是一個如圖所示的多部件組裝總成。包括前端壁16A，后端壁16B和一個中間壁16C。值得注意的是支承主區副軸后端的軸承28，支承輔助副軸62的軸承64和支承齒輪74并間接支承主軸46的軸承74A都支承在殼體16的中間壁16C中。
在上述變速器10中和將在下面敘述并要求專利保護的其他變速器中，副軸齒輪是固定在副軸上的，而某些主軸和/或輸出換檔齒輪則是有選擇地連接到有關的軸上的。盡管這是推薦的結構，但本發明同樣可用于功能等同但其中某些主軸和/或輸出軸齒輪固定安裝在與之相應的軸上而副軸齒輪卻有選擇地連接到副軸上的結構。
圖2和2A顯示十速變速器310。變速器310采用本發明的結構。變速器310的部件的功能和操作(但不是結構)與圖1和1A中所示變速器10相應部件的功能和操作是相同的。變速器310中與變速器310的部件功能相當，操作相當的部件用相應的標號前面加"3"來表示。
變速器310是本發明的一個推薦的實施例，它主要為螺旋齒輪傳動而設計。上述現有技術的變速器10主要適用于正齒輪傳動。裝有螺旋齒輪的雙副軸組合式變速器是公知的，可參見美國專利US2700311;US3885446，和US4876908。這些專利所公開的內容在此引作參考。
同上述變速器10一樣，變速器310是一個"(2+1)×(2×2)"型的組合式變型器，它包括一個主區312和一個與之串聯的輔區314，兩個部分都在一個共同的殼體16內。該共同的殼體16有一個前端壁316A和一個后端壁316B，但是沒有與現有變速器10的中間壁16C相應的中間壁。
雖然圖示的本發明的推薦的實施例是"(2+1)×(2×2)"組合式變速器，但本發明并不局限于此，本發明可用于多種類型的組合式變速器。
輸入軸318裝有固定的輸入齒輪320以便一起轉動，并且形成一個向內延伸的直徑減小的部分318A，該部分直接或間接地支承主軸346的前端346A。輸出軸358從變速器310的后端伸出并帶有用于接納輸出法蘭358B的鍵槽358A。輸出軸358的內端358C設有用于直接或間接支承主軸346之后端346B的向內向后傾斜的錐形表面358D。
輸入軸318通過圓錐滾柱軸承支承于前端壁316A，而輸出軸358則由雙列圓錐滾柱軸承組件358E支承于后端壁316B。
主軸346帶有主軸離合器348和350，以及帶有分隔離合器380，主軸在輸入軸和輸出軸之間大致同軸地延伸并且由輸入軸和輸出軸的兩個內端支承。主軸齒輪340，342和344，分隔齒輪374和分隔/分段齒輪376環繞著主軸，最好能相對于主軸作有限的徑向移動，并且可以借助于離合器348，350和380有選擇地連接到主軸上。分段離合器382由被分隔/分段齒輪376和分段齒輪378環繞的輸出軸358支承。離合器382的作用是將齒輪376或齒輪378連接到輸出軸358上。變速器310的功能和操作與以上討論的變速器10，110，210相同。
在功能和操作方面，副軸組件322和360分別與變速器10的主區副軸組件22及輔助區副軸組件60基本相同。簡單地說，主區副軸324上固定安裝著副軸齒輪330，334，336和338，這些副軸齒輪與主軸齒輪318，340，342和空轉齒輪357常嚙合，和/或支承著齒輪318，340，342和357。輔助副軸362帶有輔助區副軸齒輪368，370，372，這些輔助區副軸齒輪分別與分隔齒輪374，分隔/分段齒輪376及分段齒輪378常嚙合。輔助副軸362一般由主區副軸上的軸承362A，362B和362C直接或間接地支承。一軸承326在前壁316A中支承主區副軸324的前端，而軸承362C則在后壁316B中直接或間接地支承主區副軸324的后端。
輸入軸318的直徑減小的延伸部318A上裝有軸向滾柱軸承318C和一個一般為球面形的軸承鋼墊圈318D。該墊圈緊貼一個與之大致互補的在主軸346的前端346A上形成的徑向向內、軸向向后的錐形表面346C。分段/分隔齒輪376的輪轂部分376A包圍著主軸346的直徑減小的部分346B，主軸346上也裝有兩個球面墊圈346D和346E，這兩個球面墊圈結構上與墊圈318D相同，分別與主軸和輸出軸上的與之大致互補的傾斜表面346F和358D相配合。軸向滾柱軸承346G和346H將這些球面墊圈與輪轂部分376A隔開。
軸向軸承是用來在兩個相對轉動的部件之間傳遞軸向負荷的軸承。一個典型的軸向軸承包括多個滾柱，這些滾柱的旋轉軸線相對于相對轉動部件的旋轉軸線318E/358F在徑向方向上延伸。
于是，主軸346的前端靠輸入軸318直接或間接地支承，而球面墊圈318D和表面346C則允許主軸相對于輸入軸的旋轉軸線318E作有限的徑向移動。主軸的后端由輸出軸358直接或間接地支承，而球面墊圈346D和346E與傾斜表面346F和358D相配合，使主軸能相對于與軸線318E基本同軸的輸出軸358的旋轉軸線358F作有限的徑向移動。
正如前面所指出的，變速器310的全部或者大致上全部的傳動齒輪都是螺旋齒輪，其結果可能在各個變速器零件上產生軸向力。主軸346和/或分隔/分段齒輪376上的向前的軸向力通過軸承346G，318C和/或318B傳遞給殼體，而主軸和分隔/分段齒輪上的向后的軸向力則通過軸承346G、346H和/或358E傳遞給殼體。
所以，主軸346僅由輸入和輸出軸支承，最好具有有限的徑向自由度或浮動，不要求中部支承在殼體上，并能夠將伴隨螺旋齒輪傳動而產生的軸向力通過適當的軸承傳遞給殼體。
象變速器10一樣，爪式離合器348，350和/或380中的一個或多個可以被聯動和/或同步。本發明的結構對于具有多個基本相同的副軸的變速器特別有利，但是它也可以用于單副軸和交換軸型變速器。
圖5A表示對變速器310的結構改進，簡單地說，球面墊圈346DD和346EE取代了圖5中所示的墊圈346D和346E。墊圈346DD和346EE包括軸向延伸的軸套346DDA和346EEA，后者為使軸承346G和346H各自的軸承保持架和滾柱分別與表面346DDB和346EEB保持平行而提供了一個引導面。
在功能和操作方面，變速器310與上述現有技術的變速器10相同。在結構方面，變速器310不同于變速器10之處在于，主軸346僅由輸入和/或輸出軸支承，一個副軸即主區副軸324從前端壁316A延伸到后端壁316B，另一個副軸即輔助區副軸362是套筒式地圍繞這一個副軸的管形部件。這個改進后的結構省去了變速器10所要求的中間壁16C及軸承28、64和74A。與變速器10相比較，相對于同樣的能力和可靠性而言，變速器310短得多也輕得多。作為例子，為了傳遞1450磅英尺的輸入扭矩，變速器10的長度約為25.8英寸，重量約為634磅，而本發明的變速器310的估計長度約為20.5英寸，重量約為465磅。
本發明的另一個替換的實施例，變速器402，用示意4表示。與上述變速器10，110，210和310不同，變速器402是一個"(2)×(4)×(2)"型的16速變速器，具有串聯的二檔分隔部分404，四前進檔的主區406和二檔分段部分408。變速器402的傳動齒輪可以是螺旋齒輪傳動。
簡單地說，輸入軸410由軸承411支承在變速器前壁(未顯示)中，并被兩個輸入齒輪412和414環繞，其中被選出的一個齒輪通過同步離合器416連接到輸入軸上以形成一個有兩個速度檔的分隔輸入部分。前副軸組件418各包含一個帶有副軸齒輪422，424，426，428，430和432的副軸420。齒輪422和424與輸入齒輪412和414常嚙合。在主區406中，齒輪426，428，430和432分別與主軸齒輪434，436，438和與倒檔主軸齒輪440嚙合的一個倒檔空轉齒輪(未顯示)常嚙合。裝在主軸446上的雙動式同步離合器442和444將主軸446連接到輸入軸410或主軸齒輪434，436或438中被選出的一個上。非同步離合器448被用來將倒檔主軸齒輪440與主軸446相聯接。
主軸446的后端伸入到有兩個速度檔的分段部分408中并帶有固定安裝的齒輪450，齒輪450與主軸一起轉動。一對輔助區副軸組件452各包含一個帶有兩個輔助區副軸齒輪456和458的輔助區副軸454。齒輪456與輔助區輸入齒輪450常嚙合，齒輪458與圍繞輸出軸462的輸出齒輪460常嚙合。輸出軸462由軸承463支承于殼體后端壁(未顯示)中。一個雙位同步分段離合器464由輸出軸462支承，用于將輸出齒輪460或主軸446聯接到輸出軸462上。
軸承466和468被用來將前副軸420可轉動地安裝到變速器殼體的前后端壁(未顯示)上。輔助區副軸254是套筒式地包圍前副軸后端的大致呈管形的部件并可借助于滾針軸承470和472或類似物支承在前副軸上。主軸由輸入軸和/或輸出軸以類似于前述變速器110，210，310中所示的方式支承。
本發明的另一個替換的實施例510如圖5所示。除了主軸546后端和輸出軸558前端分別通過球面墊圈546D，546E和圓錐滾柱軸承546G，546H來支承分隔/分段齒輪576或被分隔/分段齒輪576所支承，以及軸向軸承318C，346G，346H分別被圓錐滾柱軸承518C，546G和546H所取代之外，變速器510與變速器310相同。
雖然本發明是以帶有一定程度的特殊性的方式被說明的，但是應當理解，在不脫離下面權利要求所限定的發明的精神實質和范圍的前提下，可以對形狀和細節作各種改變。
權利要求
1.一種車輛用組合式螺旋齒輪變速器(310)，包括與一個多速輔助傳動部分(314)串聯的一個多速主傳動部分(312)，該主傳動部分和輔助傳動部分裝在一個有前端壁(316A)和后端壁(316B)的共同的變速器殼體(316)中；該主傳動部分包括一個由裝在所述前端壁中的輸入軸軸承裝置(318B)所支承以便在所述殼體中旋轉的輸入軸(318)，至少一個可固定在所述輸入軸上的輸入齒輪(320)，一個與所述輸入軸大致同軸并伸入所述輔助傳動部分的主軸(346)，若干個可轉動地支承于所述殼體中并由所述輸入軸帶動的基本相同的主區副軸(324)，若干個固定安裝在各個主區副軸上的主區副軸齒輪(334，336，338)，若干個圍繞所述主軸并分別與成對所述主區副軸齒輪常嚙合的主軸齒輪(340，342)，和裝在所述主軸上用于有選擇地將所述主軸齒輪連接到所述主軸上以便一同旋轉的主區離合器裝置(348，350)；該輔助傳動部分包括若干個與所述主區副軸同軸并且可轉動地支承于所述殼體的基本上相同的輔區副軸(362)，一個借助于裝在所述后端壁(316B)上的輸出軸軸承裝置(358E)可轉動地支承于所述殼體的與所述主軸大致同軸的輸出軸(358)，裝在每個所述的輔區副軸上的一個輔區副軸齒輪，至少一個與所述輸出軸大致同軸并且與一對所述的輔區副軸齒輪常嚙合的輸出齒輪(374，376，378)，和用于有選擇地將至少一個所述的輔區中心齒輪和所述主軸連接到所述的輸出軸上的輔區離合器裝置(380，382)；該變速器的特征在于所述同軸的主區副軸和輔區副軸能在所述殼體中彼此獨立地轉動并且一起形成一個僅僅由裝在所述前端壁和后端壁中的軸承裝置(326，362B，362C)可轉動地支承著的同軸的副軸組件；而主軸僅借助于所述輸入軸和輸出軸支承在所述殼體中。
2.權利要求1的組合式螺旋齒輪變速器，其中;所述主傳動部分和輔助傳動部分的副軸中的一個副軸有一個套筒式地圍繞所述主傳動部分和輔助傳動部分的副軸中的另一個副軸的大致呈管形的部分。
3.權利要求2的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的主軸和主軸齒輪相對于所述輸入軸和輸出軸的旋轉軸線在徑向上浮動。
4.權利要求3的組合式螺旋齒輪變速器，其中，一個輸入齒輪永久地固定安裝在所述的輸入軸上，與該輸入軸一起轉動。
5.權利要求3的組合式螺旋齒輪變速器，其中，若干個輸入齒輪(412，414)圍繞輸入軸以便相對于該軸轉動，一個輸入離合器(416)用來有選擇地將一個選定的輸入齒輪固定連接到所述的輸入軸上。
6.權利要求1，2，3，4或5的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述輸入軸的后端設有大致呈錐形的表面，用于與一個設在所述主軸前端上的大致互補的錐形表面貼合。
7.權利要求1，2，3，4或5的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述輸出軸的前端設有一錐形表面，用于與一個設在所述主軸后端上的大致互補的錐形表面貼合。
8.權利要求7的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述輸入軸的后端形成一個錐形表面，用于與一個設在所述主軸前端的大致互補的錐形表面貼合。
9.權利要求1，2，3，4或5的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述輸入軸的后端和所述主軸的前端二者之一有一錐形表面，該表面與所述輸入軸后端和所述主軸前端二者之另一所帶有的一個大致為球面形的墊圈貼合。
10.權利要求9的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述輸入軸后端和主軸前端中的一個形成面向所述輸入軸后端和主軸前端中的另一個的一個大致沿徑向延伸的表面，并且另外有一個插在所述表面和所述球面墊圈上大致沿徑向延伸的表面之間的軸向軸承部件。
11.權利要求9的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的球面墊圈是用軸承鋼制成的。
12.權利要求10的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的球面墊圈是用軸承鋼制成的。
13.權利要求10的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的墊圈有一個從所述的沿徑向延伸的表面延伸的直徑減小的軸套，所述的軸向軸承有一個被所述軸套的外徑表面引導的內徑表面。
14.權利要求12的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的墊圈有一個從所述的沿徑向延伸的表面延伸的直徑減小的軸套，所述的軸向軸承有一個被所述軸套的外徑表面引導的內徑表面。
15.權利要求9的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輸入軸后端和主軸前端中的一個是主軸的前端，所述的錐形表面沿徑向向里并沿軸向向后地延伸。
16.權利要求10的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輸入軸后端和主軸前端中的一個是主軸的前端，所述的錐形表面沿徑向向內并沿軸向向后地延伸。
17.權利要求13的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輸入軸后端和主軸前端中的一個是主軸的前端，所述錐形表面沿徑向向內并沿軸向向后地延伸。
18.權利要求1，2，3，4或5的組合式螺旋齒輪變速器，其中，輸出軸前端和主軸后端二者中的一個有一個錐形表面與輸出軸前端和主軸后端二者中的另一個所帶的一個大致為球面形的墊圈貼合。
19.權利要求18的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輸出軸前端和主軸后端二者中的一個有一個面向所述的輸出軸前端和主軸后端二者中的另一個的大致沿徑向延伸的表面，并且另有一個插在所述表面和所述球面墊圈上大致沿徑向延伸的表面之間的軸向軸承部件。
20.權利要求18的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的球面墊圈是軸承鋼制的。
21.權利要求19的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的球面墊圈是軸承鋼制的。
22.權利要求19的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的墊圈有一個從所述的沿徑向延伸的表面延伸的直徑減小的軸套，所述的軸向軸承有一個被所述軸套的外徑表面引導的內徑表面。
23.權利要求21的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的墊圈有一個從所述的沿徑向延伸的表面延伸的直徑減小的軸套，所述的軸向軸承有一個被所述軸套的外徑表面引導的內徑表面。
24.權利要求18的組合式螺旋齒輪變速器，其中所述的輸出軸前端和主軸后端二者中的一個是主軸的后端，所述的錐形表面沿徑向向內并沿軸向向后延伸。
25.權利要求19的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的墊圈有一個從所述的沿徑向延伸的表面延伸的直徑減小的軸套，所述的軸向軸承有一個被所軸套的外徑表面引導的內徑表面。
26.權利要求22的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輸出軸前端和主軸后端二者中的一個是主軸的后端，所述的錐形表面沿徑向向內并沿軸向向后延伸。
27.一種車輛用組合式螺旋齒輪變速器(310)，包括與一個分隔和分段結合型多速輔助傳動部分(314)相串聯的一個多速主傳動部分(312)，該主傳動部分和輔助傳動部分裝在一個有前端壁(316A)和一個后端壁(316B)的共同的變速器殼體(316)中;該主傳動部分包括一個由裝在所述前端壁中的輸入軸軸承裝置(318A)支承以便在所述的殼體中旋轉的輸入軸(318)，至少一個固定安裝在所述輸入軸上的輸入齒輪(320)，一個與所述輸入軸大致同軸并伸入所述輔助傳動部分的主軸(346)，若干個可轉動地支承于所述殼體中并由所述輸入軸帶動的基本相同的主區副軸(324)，若干個固定安裝在各個所述的主區副軸上的主區副軸齒輪(334，336，338)，若干個圍繞所述主軸并分別與成對的所述主區副軸齒輪常嚙合的主軸齒輪(340，342)，和裝在所述主軸上用于有選擇地將所述主軸齒輪固定到所述主軸上以便一同旋轉的主區離合器裝置(348，350);該輔助傳動部分包括若干個與所述主區副軸同軸并可轉動地支承于所述殼體的基本上相同的輔區副軸(362)，一個借助于裝在后端壁(316B)上的輸出軸軸承裝置(358E)可轉動地支承在所述殼體中的并與所述主軸大致同軸的輸出軸(358)，若干個裝在每個所述的輔區副軸上的輔區副軸齒輪，若干個大致與所述輸出軸同軸并與一對所述輔區副軸齒輪常嚙合的輔區控制齒輪(374，376，378)，和用于有選擇地將所述的輔區中心齒輪連接到所述主軸和所述輸出軸中的一個上的輔區離合器裝置(380，382);該變速器的特征在于所述同軸的主區副軸和輔區副軸能在所述殼體中彼此獨立地轉動，并且一起形成一個僅僅由裝在所述前端壁中的軸承裝置(326，362C)可轉動地支承在所述殼體中的副軸組件，所述的主區副軸和輔區副軸中的一個副軸有一個套筒式地包圍所述主區副軸和輔區副軸中的另一個副軸的一部分的大致呈管形的部分;所述主軸僅由所述的輸入軸和輸出軸支承在所述殼體中，所述主軸和主軸齒輪相對于所述輸入軸和輸出軸的旋轉軸線可以沿徑向浮動，所述輸入軸的后端設有一個大致呈錐形的表面，用于與設在所述主軸前端的一個大致互補的錐形表面貼合，而所述輸出軸的前端有一個錐形的表面，用于與設在所述主軸后端上的大致互補的錐形表面相貼合。
28.權利要求27的螺旋齒輪組合式變速器，其中，所述主軸的前端形成與裝在所述輸入軸后端的大致呈球形的墊圈貼合的一個完整的錐形面，而所述主軸的后端則形成與裝在所述輸出軸前端的一個大致呈球面形的墊圈貼合的一個完整的錐形面。
29.權利要求28的組合式變速器，其中，所述輸入軸的后端和所述輸出軸的前端各形成一個大致沿徑向延伸的表面，一個軸向軸承部件介于每個這樣的表面在每個所述的球面墊圈上大致沿徑向延伸的表面之間。
30.權利要求28的螺旋齒輪組合式變速器，其中，所述的球面墊圈是軸承鋼制的。
31.權利要求29的螺旋齒輪組合式變速器，其中，所述的球面墊圈是軸承鋼制的。
32.權利要求29的組合式螺旋齒輪變速器，其中，每個所述的墊圈有一個離開所述的徑向延伸表面沿軸向延伸的直徑減小的軸套，每個所述的軸向軸承有一個被一個所述的軸套的外徑表面導向的內徑表面。
33.權利要求30的組合式螺旋齒輪變速器，其中，每個所述的墊圈有一個離開所述的徑向延伸表面沿軸向延伸的直徑減小的軸套，每個所述的軸向軸承有一個被一個所述的軸套的外徑表面導向的內徑表面。
34.權利要求29的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輔區包括一個可以有選擇地連接到所述主軸和所述輸出軸上的輔助中心齒輪，所述的輔區齒輪包括一個具有一對平行而相背表面的沿徑向向內延伸的軸套部分，附加的徑向軸承和球面墊圈貼靠在每個所述表面上，球面墊圈還貼靠在主軸和輸出軸上與之互補的錐形表面上。
35.權利要求30的組合式螺旋齒輪變速器，其中，所述的輔區包括一個可以選擇地連接到所述主軸和所述輸出軸上的輔助中心齒輪，所述的輔區齒輪包括一個具有一對平行而相背表面的沿徑向向內延伸的軸套部分，附加的徑向軸承和球面墊圈貼靠在每個所述表面上，球面墊圈還貼靠在主軸和輸出軸上與之互補的錐形表面上。
36.權利要求34的組合式螺旋齒輪變速器，其中，每個所述的墊圈有一個離開所述的徑向延伸表面沿軸向延伸的直徑減小的軸套，每個所述的軸向軸承有一個被一個所述的軸套的外徑表面導向的內徑表面。
37.一種車輛用組合式螺旋齒輪變速器(310)，包括與一個多速輔助傳動部分(314)串聯的一個多速主傳動部分(312)，該主傳動部分和輔助傳動部分裝在有一個前端壁(316A)和一個后端壁(316B)的共同的變速器殼體中。該主傳動部分包括一個由裝在所述前端壁中的輸入軸軸承裝置(318B)支承以便在所述殼體內旋轉的輸入軸(318)，至少一個可固定在所述輸入軸上的輸入齒輪(320)，一個與所述輸入軸大致同軸并伸入所述輔助傳動部分中的主軸(346)，若干個可轉動地支承于所述殼體上并由所述輸入軸帶動的基本上相同的主區副軸(324)，若干個固定安裝在每個所述的主區副軸上的主區副軸齒輪(334，336，338)，若干個圍繞所述主軸并分別與成對的所述主區副軸齒輪常嚙合的主軸齒輪(340，342)，和裝在所述主軸上用于有選擇地將所述主軸齒輪固定連接到所述主軸上以便一同旋轉的主區離合器裝置(348，350);該輔助傳動部分包括若干個與所述主區副同軸并且可轉動地支承于所述殼體上的基本上相同的輔區副軸(362)，一個由裝在所述的后端壁(316B)上的輸出軸軸承裝置(358E)可轉動地支承于所述殼體上并與所述主軸大致同軸的輸出軸(358)，一個固定安裝在各所述輔區副軸上的輔區副軸齒輪，至少一個與所述輸出軸大致同軸并與一對所述的輔區副軸齒輪常嚙合的輸出齒輪(374，376，378)，和用于有選擇地將至少一個所述的輔區中心齒輪和所述主軸連接到所述輸出軸上的輔區離合器裝置(380，382);該變速器的特征在于所述同軸的主區副軸和輔區副軸在所述殼體中彼此獨立地旋轉并且一起形成一個僅靠裝在所述前端壁和后端壁中的軸承裝置(326，362B，362C)可轉動地支承在所述殼體上的同軸的副軸組件;所述主軸僅靠裝在所述的前端壁和后端壁中的軸承裝置支承在所述的殼體上。
全文摘要
本發明提供一種與現有技術中可類比的變速器相比重量更輕和/或軸向長度更短的組合式螺旋齒輪變速器。該變速器采用借助于軸承僅僅支承在變速器殼體(316)的前后端壁(316A，316B)上的同軸的主區副軸和輔區副軸(324，362)。主軸(346)僅靠其前后端的錐形面支承，這些錐形面與輸入軸后端和輸出軸前端上的或者這些端部所攜帶的互補的錐形面貼合。
文檔編號F16H3/08GK1100499SQ9410774
公開日1995年3月22日 申請日期1994年5月20日 優先權日1993年5月20日
發明者J·D·雷諾茲, A·C·施泰恩 申請人:易通公司