郝 爽

（中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司技術(shù)中心， 山西 大同 037305）

引言

HW13709XST系列變速器是一款雙中間軸系列全同步器變速器，主箱采用了雙中間軸斜齒、全同步器結(jié)構(gòu)，副箱采用行星減速機(jī)構(gòu)，承載力強(qiáng)，如圖1所示。該變速器具有結(jié)構(gòu)可靠，操縱靈活、輕便等優(yōu)點(diǎn)。一擋傳動(dòng)比為13.11，根據(jù)車(chē)型和發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配要求，開(kāi)發(fā)了直接擋和超速擋兩種箱型，并且取力器有不同的傳動(dòng)比和法蘭及直插式連接互換方式。

圖1 變速器布置圖

1 HW13709XST變速器結(jié)構(gòu)的介紹

HW13709XST變速器由主變速箱和副變速箱兩部分構(gòu)成，主變速箱有5個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒車(chē)擋，副變速箱有2個(gè)擋，合并組成9個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒車(chē)擋。主變速箱采用雙中間軸結(jié)構(gòu)，副變速箱采用行星減速機(jī)構(gòu)。

主箱換擋操縱采用傳扭容量更大的單錐加寬同步器和雙錐面同步器。為增加同步器可靠性，利用主軸前軸承與輸入軸和副箱行星架總成相互配合實(shí)現(xiàn)主軸的徑向定位。采用輸入軸進(jìn)行主軸軸向定位，即利用固定在輸入軸上的軸承座圈和行星架上的滾針軸承進(jìn)行主軸徑向定位，可增大同步器可靠性。

對(duì)齒輪的結(jié)構(gòu)、軸的剛度及殼體進(jìn)行受力優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)變速器的整體承載能力和使用壽命，傳動(dòng)比級(jí)差均勻，提升換擋平順性（見(jiàn)表1），同時(shí)對(duì)齒輪和花鍵類(lèi)零件涉及到的工裝和刀具等產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)考慮了以盡量用現(xiàn)有條件加工為原則，保證了產(chǎn)品的工藝性、可制造性和可裝配性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)的品系列化和通用化。

表1 HW13709XST變速器的技術(shù)參數(shù)

2 換擋操縱

2.1 操縱擋位

HW13709XST變速器有單桿和雙桿兩種操縱形式，并且可以配置氣動(dòng)助力器，大大減輕司機(jī)繁重的換擋操作，模擬駕駛乘用車(chē)的操作感覺(jué)。下頁(yè)圖2為換擋機(jī)構(gòu)換擋手柄位置圖。

2.2 換擋叉軸結(jié)構(gòu)

換擋桿系通用結(jié)構(gòu)為三桿操縱，為了減小換擋力，超速擋采用四桿及支撐端用線軸承支撐結(jié)構(gòu)，改變以往超速擋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，增大撥叉軸支撐跨距，降低換擋滑動(dòng)摩擦系數(shù)，線軸承安裝在超速擋撥叉軸支撐內(nèi)孔，可有效降低換擋力。下頁(yè)圖3為該結(jié)構(gòu)示意圖。

3 新結(jié)構(gòu)換擋力的測(cè)試結(jié)果

對(duì)新結(jié)構(gòu)換擋力進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)下頁(yè)表2、表3，可見(jiàn)新結(jié)構(gòu)換擋力減小效果明顯。

圖2 換擋機(jī)構(gòu)換擋手柄位置

圖3 叉軸四桿結(jié)構(gòu)

表2 原結(jié)構(gòu)換擋力 N

表3 新結(jié)構(gòu)換擋力 N

4 強(qiáng)制潤(rùn)滑系統(tǒng)

變速器采用油泵加導(dǎo)油管潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖4），對(duì)齒輪、軸承、取力器等重要傳動(dòng)零件進(jìn)行潤(rùn)滑，起到散熱作用，降低產(chǎn)品工作溫度。通過(guò)對(duì)各潤(rùn)滑部位的出油量進(jìn)行模擬測(cè)試，調(diào)整潤(rùn)滑油道孔的大小，保證各部位合理的出油量，并進(jìn)行溫升試驗(yàn)加以驗(yàn)證。模擬測(cè)試與溫升試驗(yàn)驗(yàn)證表明，變速箱的工作壽命得到了延長(zhǎng)。

5 行星減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

變速器副箱采用行星減速結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖5），改變以往單軸或雙軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)受力更加均勻。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是輸出軸基本不受彎曲力矩，只承受扭矩，使得整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力狀態(tài)好，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的密封性也有好處[1]。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)速比，滿足各種整車(chē)匹配的需求，通過(guò)加寬齒輪厚度以及采用行星架前后體連接技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高了產(chǎn)品的可靠性。

圖4 變速器總成潤(rùn)滑系統(tǒng)布置圖

圖5 行星減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

6 新技術(shù)的運(yùn)用

1）產(chǎn)品采用三維設(shè)計(jì)手段，模擬產(chǎn)品工作時(shí)的傳動(dòng)和潤(rùn)滑狀態(tài)以及工作中受力狀態(tài)的分析，對(duì)強(qiáng)度薄弱零件及相應(yīng)部位加強(qiáng)，對(duì)強(qiáng)度富余的部位進(jìn)行減弱，起到了減重的作用，

2）單錐加寬同步器和雙錐面同步器的采用使得產(chǎn)品傳扭容量大，保證了換擋操縱的平順性和可靠性。

7 結(jié)語(yǔ)

HW13709XST變速器的設(shè)計(jì)，作為新一代產(chǎn)品，既保留了傳統(tǒng)變速器的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又從潤(rùn)滑及副箱結(jié)構(gòu)出發(fā)，大膽創(chuàng)新，運(yùn)用新技術(shù)，完成產(chǎn)品的各種測(cè)試和驗(yàn)證，可以滿足不同用戶的需求。