HW13709XST九擋變速器的設計

郝 爽

（中國重汽集團大同齒輪有限公司技術中心， 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、全同步器結構，副箱采用行星減速機構，承載力強，如圖1所示。該變速器具有結構可靠，操縱靈活、輕便等優點。一擋傳動比為13.11，根據車型和發動機的匹配要求，開發了直接擋和超速擋兩種箱型，并且取力器有不同的傳動比和法蘭及直插式連接互換方式。

圖1 變速器布置圖

1 HW13709XST變速器結構的介紹

HW13709XST變速器由主變速箱和副變速箱兩部分構成，主變速箱有5個前進擋和1個倒車擋，副變速箱有2個擋，合并組成9個前進擋和1個倒車擋。主變速箱采用雙中間軸結構，副變速箱采用行星減速機構。

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現主軸的徑向定位。采用輸入軸進行主軸軸向定位，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行主軸徑向定位，可增大同步器可靠性。

對齒輪的結構、軸的剛度及殼體進行受力優化設計，增強變速器的整體承載能力和使用壽命，傳動比級差均勻，提升換擋平順性（見表1），同時對齒輪和花鍵類零件涉及到的工裝和刀具等產品進行模塊化設計。設計時考慮了以盡量用現有條件加工為原則，保證了產品的工藝性、可制造性和可裝配性，實現產的品系列化和通用化。

表1 HW13709XST變速器的技術參數

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，并且可以配置氣動助力器，大大減輕司機繁重的換擋操作，模擬駕駛乘用車的操作感覺。下頁圖2為換擋機構換擋手柄位置圖。

2.2 換擋叉軸結構

換擋桿系通用結構為三桿操縱，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構，改變以往超速擋轉換結構，增大撥叉軸支撐跨距，降低換擋滑動摩擦系數，線軸承安裝在超速擋撥叉軸支撐內孔，可有效降低換擋力。下頁圖3為該結構示意圖。

3 新結構換擋力的測試結果

對新結構換擋力進行測試，測試數據見下頁表2、表3，可見新結構換擋力減小效果明顯。

圖2 換擋機構換擋手柄位置

圖3 叉軸四桿結構

表2 原結構換擋力 N

表3 新結構換擋力 N

4 強制潤滑系統

變速器采用油泵加導油管潤滑的結構（見圖4），對齒輪、軸承、取力器等重要傳動零件進行潤滑，起到散熱作用，降低產品工作溫度。通過對各潤滑部位的出油量進行模擬測試，調整潤滑油道孔的大小，保證各部位合理的出油量，并進行溫升試驗加以驗證。模擬測試與溫升試驗驗證表明，變速箱的工作壽命得到了延長。

5 行星減速機構結構

變速器副箱采用行星減速結構（見圖5），改變以往單軸或雙軸的傳動結構受力更加均勻。它的結構特點是輸出軸基本不受彎曲力矩，只承受扭矩，使得整體結構穩定、受力狀態好，同時對產品的密封性也有好處[1]。本設計結構可以實現不同的傳動速比，滿足各種整車匹配的需求，通過加寬齒輪厚度以及采用行星架前后體連接技術進行改進設計，提高了產品的可靠性。

圖4 變速器總成潤滑系統布置圖

圖5 行星減速機構結構圖

6 新技術的運用

1）產品采用三維設計手段，模擬產品工作時的傳動和潤滑狀態以及工作中受力狀態的分析，對強度薄弱零件及相應部位加強，對強度富余的部位進行減弱，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品傳扭容量大，保證了換擋操縱的平順性和可靠性。

7 結語

HW13709XST變速器的設計，作為新一代產品，既保留了傳統變速器的優勢，同時又從潤滑及副箱結構出發，大膽創新，運用新技術，完成產品的各種測試和驗證，可以滿足不同用戶的需求。