一种行星排功率分合流的双中间轴变速箱的制作方法

本发明涉及车辆变速器，具体地提供了一种行星排功率分合流的双中间轴变速箱。

背景技术：

1、在重型卡车及越野车辆传动系统领域，双中间轴变速箱因其结构对称、承载能力强、齿轮受力均匀等优点而得到广泛应用。传统的双中间轴变速箱通常采用前后副分段式结构，前副变速箱负责主要的速度变换，后副变速箱则多作为副箱或减速机构使用。然而，随着重卡越野、山区运输、特种作业等复杂工况对车辆动力性和适应性要求的不断提高，现有变速箱结构在功能集成度和空间布局上逐渐暴露出局限性。首先，在传统的变速箱布局中，倒挡机构通常设置在主变速箱内部。为了实现倒挡，需要在主变速箱中增加惰轮传动副和相应的换挡机构，这不仅破坏了双中间轴结构原有的高度对称性，还导致主变速箱内部齿轮数量增多、轴向尺寸加长，使得整体体积庞大，不利于车辆底盘的空间紧凑化布置。同时，由于倒挡机构的存在，主变速箱内部结构复杂，润滑和散热难以做到均匀一致，易出现局部过热现象。再者，传统变速箱的倒挡通常只有一个固定速比，在重载倒车爬坡或越野脱困等需要大扭矩或特定速度的倒车场景下，无法灵活调整，限制了车辆的机动性能。现有技术cn120983157a提供了一种带行星轮减速机构的双中间轴电动变速箱，所述带行星轮减速机构的双中间轴电动变速箱中，行星轮输入轴和变速箱输入轴与变速箱输出轴同轴设置，变速箱输出轴与第一中间轴及第二中间轴平行设置，且第一中间轴和第二中间轴设置于变速箱输出轴的两侧并对称布置；行星轮输入轴与驱动电机连接，行星轮输入轴和行星齿轮与固定于壳体上的行星轮内齿圈配合，且行星轮输入轴与变速箱输入轴同轴布置，同时变速箱输入轴与行星架以齿轮啮合的形式同轴布置，并且在轴向设置有固定装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于将前副变速箱中的倒挡功能省略并变更至后副变速箱中，适配重卡越野、倒挡爬坡等多场景需求。其次，简化了主变速箱的传动结构，缩小主变速箱的体积，同时，使得车辆采用倒挡功能时也能够进行变速。

2、一种行星排功率分合流的双中间轴变速箱，包括前副变速箱、主变速箱、后副变速箱和一个倒挡机构，后副变速箱还包括后副输出轴和后副输入轴，主箱输出轴和后副输入轴动力连接，主箱输出轴和前副输入轴同轴布置，所述后副变速箱由包括倒挡机构的三挡变速机构构成，三档变速机构包括倒挡机构、前进挡机构和停车机构，前副变速箱由双中间轴结构、主箱输出轴和前副输入轴构成，所述主箱输出轴和前副输入轴同轴布置，双中间轴结构包括根据所述主箱输出轴对称设置的第一中间轴和第二中间轴，并且所述第一中间轴和第二中间轴对称。

3、双中间轴结构包括根据主箱输出轴对称设置的第一中间轴和第二中间轴，并且第一中间轴和第二中间轴对称，前副输入轴空套有至少两个一级传动齿轮，主箱输出轴空套有至少三个三级传动齿轮，第一中间轴和第二中间轴均设有至少五个二级传动齿轮，二级传动齿轮分别与一级传动齿轮和三级传动齿轮对应。

4、动力从前副输入轴输入后，通过一级传动齿轮分流至对称布置的两个中间轴，再由中间轴的二级传动齿轮同步传递至主箱输出轴的三级传动齿轮，实现功率合流，动力最终传递至后副变速箱，通过后副三挡变速机构实现前进、停车与倒挡功能。上述技术特征将传统的前副变速箱中的倒挡功能转移至后副变速箱，简化了前副变速箱的传动结构，缩小了前副变速箱的体积。同时，车辆在采用倒挡功能时也能够至少进行两挡变速，以适配重卡越野、倒挡爬坡等多场景需求。

5、作为优选，主箱输出轴和前副输入轴之间设有连接结构，连接结构包括连接管，主箱输出轴的内部沿轴线设有第一油道，前副输入轴的内部沿轴线设有两段贯通的第二油道，第一油道和第二油道之间采用连接管轴向定位。

6、同轴布置的前副输入轴与输出轴内部油道通过连接管实现轴向对接，连接管仅承担润滑油路的过渡定位功能，不传递扭矩，压力润滑油从第二油道流入，经过连接管过渡进入第一油道，为主箱输出轴上的传动部件提供润滑介质。该内置油路结构解决了传统同轴旋转轴润滑需要多油路的问题，相比外部润滑管路设计，润滑油可同步送达双中间轴的传动啮合面，并且两侧中间轴具有等量的润滑油；连接管的浮动定位设计可抵消前后轴的安装同轴度公差，且无需预留外部管路安装空间；同时，由于前副变速箱取消了倒挡机构，使得前副变速箱不必设有倒挡齿轮组或者倒挡惰轮轴等倒挡机构，而具有高度的对称性，从同轴布置且位于对称线上的前副输入轴与输出轴内部油道供给润滑油，能够保证前副变速箱整体的散热效率统一，避免局部过热。

7、作为优选，连接管的两端边缘设有凸出部，凸出部与第一油道和第二油道径向定位，连接管允许前副输入轴和主箱输出轴发生相对旋转。连接管两端的凸出部卡入油道内壁的定位槽实现径向限位，避免连接管随轴旋转过程中发生晃动，同时连接管外壁与油道内壁预留微小间隙，允许前副输入轴与输出轴存在转速差，润滑油可通过间隙在接触面形成动压油膜，降低旋转摩擦阻力。

8、作为优选，一级传动齿轮包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一传动齿轮和第二传动齿轮之间设有第一接合套，第一接合套的两侧设有内锥面，第一传动齿轮和第二传动齿轮靠近第一接合套的一侧设有相应的外锥面，第一接合套与前副输入轴传动连接，第一接合套能够在前副输入轴上沿轴向方向滑动选择与第一传动齿轮或第二传动齿轮结合。

9、换挡时第一接合套沿前副输入轴轴向滑动，内锥面先与目标挡位传动齿轮的外锥面接触摩擦，实现输入轴与目标齿轮的转速同步，之后接合套完全啮合齿轮传动齿，实现动力传递。

10、作为优选，三级传动齿轮还包括第三传动齿轮和第二接合套，第二接合套设置在第三传动齿轮和第二传动齿轮之间，第二接合套与主箱输出轴传动连接，第二接合套能够在主箱输出轴上沿轴向方向滑动选择是否与第三传动齿轮结合。第二接合套既可与第三传动齿轮啮合，实现前副变速箱常规挡位的动力传递；也可处于空挡状态，让前副输入轴的第二传动齿轮动力直接跨级传递至后副变速箱，实现动力路径的跨级切换。

11、作为优选，第二接合套的两侧设有内锥面，第三传动齿轮靠近第二接合套的一侧设有相应的外锥面。第二接合套两侧均设置内锥面，分别适配第二传动齿轮与第三传动齿轮的外锥面，升挡、降挡时均可先通过锥面摩擦实现预同步，再完成啮合，无需额外设置倒挡同步结构即可实现倒挡平顺换挡。

12、作为优选，三级传动齿轮包括第四传动齿轮和第五传动齿轮，第四传动齿轮和第五传动齿轮之间设有第三接合套，第三接合套的两侧设有内锥面，第四传动齿轮和第五传动齿轮靠近第三接合套的一侧设有相应的外锥面，第三接合套与主箱输出轴传动连接，第三接合套能够在主箱输出轴上沿轴向方向滑动选择与第四传动齿轮或第五传动齿轮结合。第三接合套控制高速挡位的切换，换挡时通过双锥面结构实现快速同步，完成第四、第五传动齿轮的挡位切换，承担高速工况下的挡位调节功能。

13、作为优选，主箱输出轴为齿轮轴，主箱输出轴包括第一齿轮段和第二齿轮段，第一齿轮段和第二接合套相配合，第二齿轮段和第三接合套相配合，主箱输出轴还包括第一光轴段和第二光轴段，第一光轴段和第二光轴段位于第一齿轮段和第二齿轮段之间，第一光轴段和第二光轴段依次与第三传动齿轮和第四传动齿轮相配合。齿轮段加工外花键与接合套内花键啮合，传递扭矩；光轴段做高精度精加工，与空套的第三、第四传动齿轮内孔配合，提供径向支撑。

14、作为优选，第二油道设有分支油道，分支油道连通三级传动齿轮的内圈。压力润滑油通过第二油道的分支油道直接喷射到空套三级传动齿轮的内圈与轴的配合面，强制润滑摩擦副，同时润滑油通过齿轮内部的径向孔甩到齿轮啮合齿面，实现支撑面与啮合面的双重润滑，以及，齿轮段的轴向尺寸大于光轴段，光轴段形成环槽，能够帮助将润滑油限制在光轴段流动。

15、作为优选，后副输入轴设有第一花键毂和太阳轮，后副输出轴设有第三花键毂和第二花键毂，后副变速箱还包括行星齿轮组、第一耦合机构和第二耦合机构，行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和至少一个行星架，行星架安装有至少两个行星轮，齿圈和太阳轮配置为与至少一个行星轮啮合，每个行星架共同连接于第二花键毂；第一耦合机构，用于实现三种选择性连接状态：使齿圈固定或可旋转；使行星架固定或可绕太阳轮公转；以及使第一花键毂与行星架接合或分离；第二耦合机构，用于选择性地将第三花键毂与行星齿轮组的齿圈或第二花键毂中的一个接合或分离。第一耦合机构可选择性锁止齿圈、行星架，或连接第一花键毂与行星架，第二耦合机构可选择性连接第三花键毂与齿圈或第二花键毂，通过不同的组合状态配合前副变速器前进挡和倒挡的速比切换，动力从太阳轮输入，可选择行星架或齿圈输出。

16、本发明具有如下显著有益效果：将前副变速箱的倒挡功能后移至带有三挡变速机构的后副变速箱，显著简化了前副变速箱，实现了紧凑化与轻量化设计，并使车辆在倒车时也能拥有多挡变速能力，完美适配重卡越野和倒挡爬坡等严苛工况；前副变速箱采用同轴内置油道并通过浮动连接管对接，保证了双中间轴传动的散热均匀与可靠性，还通过分支油道实现了支撑面与啮合面的双重润滑；前副输入轴与输出轴上集成了多个带双锥面同步器的接合套，分别控制高低挡位切换及动力跨级传递，确保了所有工况下换挡的平顺与迅速。