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变速箱及汽车

阅读：377发布：2021-03-03

IPRDB可以提供变速箱及汽车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种手动变速箱及一种包括其的汽车，所述手动变速箱包括：与发动机相连的输入轴；与所述输入轴通过挡位齿轮选择性啮合的输出轴；以及与所述输入轴相平行的倒挡轴，其中，在所述输入轴上相连有前进挡主动齿轮和倒挡主动齿轮，在所述输出轴上相连有前进挡从动齿轮，每两个前进挡位齿轮副之间设置有同步器，在低挡位同步器齿套上连接有倒挡从动齿轮，在所述倒挡轴上设置有倒挡惰轮，其能够前后滑动以接合所述倒挡主动齿轮和所述倒挡从动齿轮。本发明的手动变速箱布置紧凑、成本低、重量轻、强度高、换档质量和噪声水平满足客户需求，保证了与现有生产工艺的最大兼容性。，下面是变速箱及汽车专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种手动变速箱，其特征在于，所述手动变速箱包括：

与发动机相连的输入轴；

与所述输入轴通过挡位齿轮选择性啮合的输出轴；以及

与所述输入轴相平行的倒挡轴，

其中，在所述输入轴上相连有前进挡主动齿轮和倒挡主动齿轮，在所述输出轴上相连有前进挡从动齿轮，每两个前进挡位齿轮副之间设置有同步器，在低挡位同步器齿套上连接有倒挡从动齿轮，在所述倒挡轴上设置有倒挡惰轮，其能够前后滑动以接合所述倒挡主动齿轮和所述倒挡从动齿轮。

2.如权利要求1所述的手动变速箱，其中，在所述输入轴上相连有一、二、三、四、五、六、倒挡主动齿轮和三/四、五/六挡同步器，在所述输出轴上相连有一、二、三、四、五、六挡从动齿轮和一/二挡同步器，所述一/二挡同步器的齿套上包括倒挡从动齿。

3.如权利要求1所述的手动变速箱，其中，所述输入轴和所述输出轴均通过球轴承或锥轴承形式的后轴承支撑在所述变速箱的后壳体上。

4.如权利要求3所述的手动变速箱，其中，所述后轴承的外圈通过外涨式卡簧的轴向定位方式固定在所述变速箱的后壳体上，所述输入轴和所述输出轴与相应的后轴承的内圈之间的轴向定位通过内收式卡簧或空心螺钉来实现。

5.如权利要求1所述的手动变速箱，其中，所述手动变速箱还包括主减速和差速器，所述主减速的齿轮副与各挡位的齿轮副分别布置在所述输出轴的前轴承的两侧，所述输入轴和所述输出轴的前轴承使用圆柱滚子轴承或锥轴承通过轴承板固定在变速箱前壳体上，所述输入轴通过前端辅助圆柱滚子轴承支撑在发动机飞轮内，所述输入轴和所述输出轴的后轴承位于轴端。

6.如权利要求5所述的手动变速箱，其中，所述变速箱的后壳体上采用轴端闷盖结构来实现壳体后端密封。

7.如权利要求5所述的手动变速箱，其中，所述输入轴和所述输出轴的前轴承支撑在变速箱轴承板上，所述轴承板与所述前壳体之间通过销钉定位螺栓紧固的形式连接在一起，并且使用输出轴前轴承外圈进行辅助定位的形式。

8.如权利要求1所述的手动变速箱，其中，所述输入轴上的五、六挡主动齿轮及所述输出轴上的二挡从动齿轮采用内衬套定位的结构形式，径向通过轴承套在衬套上定心，轴向用衬套挡边限位，并且所述输入轴及所述输出轴的后轴承内圈轴向采用安装于轴上卡簧槽内的卡簧固定，所述输入轴的轴端卡簧选片或采用空心螺钉。

9.如权利要求1所述的手动变速箱，其中，所述输入轴和所述输出轴上对应的挡位齿轮，均只有作为唯一挡位的齿轮。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车的变速箱包括如前述权利要求1至9中任一项所述的手动变速箱。

说明书全文

变速箱及汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车变速箱技术领域；更具体地说，本发明涉及一种手动变速箱，并进一步涉及一种包括这种手动变速箱的汽车。

背景技术

[0002] 中国汽车业的发展始终是本着客户需求为导向的，手动变速箱凭借其成本优势始终占据着汽车市场的半壁江山。随着时代的发展，一方面用户对汽车动力性要求越来越高，另一方面，能源问题的日益严峻使客户对车辆油耗的关注度也直线上升。

[0003] 为了平衡车辆动力性与经济性之间的矛盾，需要配置手动变速箱车辆的挡位数不断增加，使发动机的动力输出能保持在更经济的工况。目前国内汽车企业生产的配置手动变速箱的乘用车辆，以五前进挡一倒挡的布置形式为主流，而六前进挡一倒挡的布置形式也逐渐出现。

[0004] 由于轿车前舱布置的空间限制，手动变速箱从五速增加为六速，如果不采用新的结构，必然带来其整车空间布置困难、重量增加过多、结构刚性不足等问题。目前配置六速手动变速箱的车辆，一般针对大扭矩发动机为主，六速手动变速箱采用三轴式双输出轴的布局结构，以解决轴向空间布置的问题，但是同时也带来了变速箱径向尺寸大、零件约束复杂、成本高、噪声振动严重等问题。

[0005] 例如，中国专利“双输出轴变速器（公告号：CN2799978；公告日期：2006年7月26日）”公开了一种双输出轴变速器，它包括输入轴总成和两个输出轴总成，变速箱径向尺寸大、重量和成本高、噪声振动性能差，同时在集成到动力总成时需使用双质量飞轮来减少噪声问题，势必会带来装配空间和成本的增加。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题在于提供一种布置紧凑、成本低、重量轻、强度高、换挡质量和噪声水平满足客户需求的手动变速箱。

[0007] 进一步地，本发明要解决的技术问题还在于要提供一种包括前述手动变速箱的汽车。

[0008] 为了解决前述提供问题，本发明的第一方面提供了一种手动变速箱，所述手动变速箱包括：与发动机相连的输入轴；
与所述输入轴通过挡位齿轮选择性啮合的输出轴；以及
与所述输入轴相平行的倒挡轴，
其中，在所述输入轴上相连有前进挡主动齿轮和倒挡主动齿轮，在所述输出轴上相连有前进挡从动齿轮，每两个前进挡位齿轮副之间设置有同步器，在低挡位同步器齿套上连接有倒挡从动齿轮，
在所述倒挡轴上设置有倒挡惰轮，其能够前后滑动以接合所述倒挡主动齿轮和所述倒挡从动齿轮。

[0009] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，在所述输入轴上相连有一、二、三、四、五、六、倒挡主动齿轮和三/四、五/六挡同步器，在所述输出轴上相连有一、二、三、四、五、六挡从动齿轮和一/二挡同步器，所述一/二挡同步器的齿套上包括倒挡从动齿。

[0010] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述输入轴和所述输出轴均通过球轴承或锥轴承形式的后轴承支撑在所述变速箱的后壳体上。

[0011] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述后轴承的外圈通过外涨式卡簧的轴向定位方式固定在所述变速箱的后壳体上，所述输入轴和所述输出轴与相应的后轴承的内圈之间的轴向定位通过内收式卡簧或空心螺钉来实现。

[0012] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述手动变速箱还包括主减速和差速器，所述主减速的齿轮副与各挡位的齿轮副分别布置在所述输出轴的前轴承的两侧，所述输入轴和所述输出轴的前轴承使用圆柱滚子轴承或锥轴承通过轴承板固定在变速箱前壳体上，所述输入轴通过前端辅助圆柱滚子轴承支撑在发动机飞轮内，所述输入轴和所述输出轴的后轴承位于轴端。通过上述齿轮副和轴承的布置形式，能提高变速箱轴系的支撑刚度，降低轴系受载时的挠度，有利于提升齿轮与轴承的安全系数，减少由轴系受载变形过大所导致的噪声问题。

[0013] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述变速箱的后壳体上采用轴端闷盖结构来实现壳体后端密封。所述闷盖结构设计使得前壳体为固定件，轴系零件、壳体零件装入前壳体的常规装配工艺得以实现，保证了与常规生产线的高兼容性，并使得手动变速箱的空间布置能够压缩的更加紧凑，缩短手动变速箱的轴向尺寸。

[0014] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述输入轴和所述输出轴的前轴承支撑在变速箱轴承板上，所述轴承板与所述前壳体之间通过销钉定位螺栓紧固的形式连接在一起，并且使用输出轴前轴承外圈进行辅助定位的形式。这种设置增加了变速箱的系统支撑刚性，有利于提升手动变速箱轴系与壳体的安全系数。

[0015] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述输入轴上的五、六挡主动齿轮及所述输出轴上的二挡从动齿轮采用内衬套定位的结构形式，径向通过轴承套在衬套上定心，轴向用衬套挡边限位，并且所述输入轴及所述输出轴的后轴承内圈轴向采用安装于轴上卡簧槽内的卡簧固定，所述输入轴的轴端卡簧选片或采用空心螺钉。这些布置形式能减小齿轮的轴向窜动量，从而提升齿轮传动的平稳度，有利于降低手动变速箱的噪声振动。

[0016] 可选地，在如前所述的手动变速箱中，所述输入轴和所述输出轴上对应的挡位齿轮，均只有作为唯一挡位的齿轮。由于不存在公用齿轮对或借用齿轮的作用，所以这种齿轮副的布置结构可以降低齿轮的累积损伤，从而提高齿轮的接触强度。同时可以降低齿轮的噪声振动，提升手动变速箱的性能。

[0017] 为了解决前述技术问题，根据本发明的第二方面提供了一种汽车，所述汽车的变速箱包括如前述方面中任一项所述的手动变速箱。

[0018] 本发明所述的六速手动变速箱架构在轴向尺寸、径向尺寸、重量上较三轴式布局方式均有优势。优化之后的变速箱布置更加紧凑，同时同步器的前述布置形式可以减少手动变速箱在换挡同步过程中轴系的惯量冲击，使得手动变速箱换挡性能得到提升。齿轴类零件均可采用传统工艺加工完成，同时由于没有采用三轴式机构，动力总成里不需要搭配使用双质量飞轮系统，只需要采用传统的单质量飞轮即可满足噪声振动性能方面的要求，因此在手动变速箱成本以及所述手动变速箱所集成应用到的动力总成成本上均有优势。

[0019] 根据本发明的手动变速箱的这些布置方式保证了与现有生产工艺的最大兼容性。即，在考虑六前进挡手动变速箱设计的同时，本发明也可以兼容目前主流的五前进挡手动变速箱布置，只需要做较小的改动即可应用到五速动力总成里，大部分零件可以直接使用，在零件的通用性和互换性上有很大的柔度。由于前述的一系列提升变速箱布置紧凑性、压缩轴向长度、降低重量和成本、提升性能和装配性的细节，使得本发明的变速箱在进行五速前进挡布置时，也更加具有性能和成本上的竞争性。

附图说明

[0020] 参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中：图1是根据本发明的手动变速箱的一种实施方式的示意图。

[0021] 图2是图1中示出的根据本发明的手动变速箱的实施方式所兼容的五速变速箱的示意图。

具体实施方式

[0022] 下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。

[0023] 图1是根据本发明的手动变速箱的一种实施方式的示意图，该变速箱是一种兼容性六前进挡手动变速箱。如图1所示，该变速箱包括与发动机相连的输入轴101和与输入轴101通过挡位齿轮选择性啮合的输出轴201以及主减速401和差速器402，还有与输入轴101相平行的倒挡轴301。

[0024] 在输入轴101上从前往后依次布置有输入轴前轴承102、一挡主动齿轮103、倒挡主动齿轮104、二挡主动齿轮105、三挡主动齿轮106、三/四挡同步器107、四挡主动齿轮108、五挡主动齿轮109、五/六挡同步器110、六挡主动齿轮111、输入轴后轴承112和输入轴轴端卡簧114。

[0025] 在输出轴201上从前往后依次布置有主减速主动齿轮212、输出轴前轴承202、一挡从动齿轮203、一/二挡同步器204（一/二挡同步器齿套上连接有倒挡从动齿轮205）、二挡从动齿轮206、三挡从动齿轮207、四挡从动齿轮208、五挡从动齿轮209、六挡从动齿轮210、输出轴后轴承211和输出轴轴端卡簧212。

[0026] 在倒挡轴301上安装有浮动在轴上、可被拨叉拨动而前后移动的倒挡惰轮302。差速器402通过主减速从动齿轮401与输出轴201上的主减速主动齿轮212相啮合。如图2所示，输入轴101、输出轴201、倒挡轴301和差速器402采用平行轴布置形式。

[0027] 在五挡主动齿轮109处布置有五挡衬套116，在六挡主动齿轮111处布置有六挡衬套115，在二挡从动齿轮处布置有二挡衬套214。所述衬套均采用内衬套的结构形式，这些齿轮的径向通过轴承套在衬套上定心，轴向用衬套挡边限位。

[0028] 输入轴后轴承112选用深沟球轴承或圆锥滚子轴承，通过输入轴后轴承卡簧113约束轴承的轴向位置固定在后壳体502上。输入轴101与输入轴201的后轴承112之间通过输入轴轴端卡簧114来进行轴向定位，并且输入轴轴端卡簧114使用选片式结构或采用空心螺钉。

[0029] 输出轴后轴承211选用深沟球轴承或圆锥滚子轴承，通过输出轴后轴承卡簧213约束轴承的轴向位置固定在后壳体502上。输出轴201与输出轴后轴承211之间通过输出轴轴端卡簧212来进行轴向定位。

[0030] 输入轴前轴承102与输出轴前轴承202使用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承，通过轴承板503的支撑固定在前壳体501上。同时轴承板503与前壳体501安装时，利用输出轴前轴承202的轴承外圈进行辅助定心的作用。

[0031] 输入轴101和输出轴201在进行变速箱总成装配时，使用工装与轴后端的吊装螺纹作用，将轴压入到后轴承内孔中。可以了解，在轴系安装过程中，开创性地可以采用通过输入轴和输出轴后端螺纹孔或台阶孔向已安装在后壳体内的后轴承进行吊装的装配形式，使得装配过程更加轻松，最大程度地保证了架构的可制造性与可装配性。

[0032] 图2给出了图1中的变速箱所兼容的五前进挡手动变速箱的示意图。与图1中的六前进挡的结构相比，取消了六挡主动齿轮111、六挡从动齿轮210以及对应的同步环，缩短了输入轴101、输出轴201和后壳体502，更改五/六挡同步器110为五挡同步器结构。其余零件均可直接借用到五速结构上来。

[0033] 挂入各个挡位时动力传递路线说明：一挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动一/二挡同步器204挂上一挡从动齿轮203，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、一挡主动齿轮103、一挡从动齿轮
203、一/二挡同步器204、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0034] 二挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动一/二挡同步器204挂上二挡从动齿轮206，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、二挡主动齿轮105、二挡从动齿轮206、一/二挡同步器204、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0035] 三挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动三/四挡同步器107挂上三挡主动齿轮106，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、三/四挡同步器107、三挡主动齿轮106、三挡从动齿轮207、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0036] 四挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动三/四挡同步器107挂上四挡主动齿轮108，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、三/四挡同步器107、四挡主动齿轮108、四挡从动齿轮208、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0037] 五挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动五/六挡同步器110挂上五挡主动齿轮109，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、五/六挡同步器110、五挡主动齿轮109、五挡从动齿轮209、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0038] 六挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动五/六挡同步器110挂上六挡主动齿轮111，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、五/六挡同步器110、六挡主动齿轮111、六挡从动齿轮210、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0039] 倒挡动力传递路线：通过选换挡机构拨动倒挡惰轮302，与倒挡主动齿轮104和倒挡从动齿轮205均啮合上，动力依次经过与离合器从动盘花键啮合的输入轴101、倒挡主动齿轮104、倒挡惰轮302、倒挡从动齿轮205、一/二挡同步器204、输出轴201、主减速主动齿轮212、主减速从动齿轮401，最终通过差速器402传递出去。

[0040] 应当了解，如上示例性实施方式中所描述的具体示例仅仅是对符合本发明的一种兼容性六前进挡手动变速箱架构思路的举例说明；毫无疑问，所属领域的技术人员可以根据本发明的构思设计制造出具有其它档位数的兼容性手动变速箱。在理解这些手动变速箱的结构的基础上，所属领域的技术人员易于实现具有这些手动变速箱的汽车，在此不再赘述。

[0041] 所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，而不会偏离本发明专利的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
汽车-专利编号CN103010021B	2020-05-11	317
汽车-专利编号CN109353193A	2020-05-12	901
汽车-专利编号CN108215736A	2020-05-11	793
汽车-专利编号CN101484336B	2020-05-13	452
汽车-专利编号CN104828022A	2020-05-11	1062
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汽车-专利编号CN109017239A	2020-05-11	809
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