CN101576147B - 适用于工程机械的变速器 - Google Patents

Abstract

提供一种适用于工程机械的变速器，它由一根输入轴(1)，一根输出轴(6)，四根中间轴(2、3、4、5)，四个多片式摩擦离合器(F1、F2、R1、R2)，两个滑套(H1，H2)，若干固定齿轮(7、8、10、12、15、19、21、22)和浮动齿轮(9、11、13、14、16、17、18、20)组成。它具有前进四挡和后退四挡，并可很容易也扩展为前五后五、前六后六、前七后七、前八后八等多种传动方式；该变速器具有传动链短、齿轮啮合次数少、传动效率高、成本低廉、挡位数扩展容易等优点。

Description

适用于工程机械的变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，特别是适用于装载机、挖掘式装载机等工程机械的多挡变速器。

背景技术：

工程机械的工况复杂多变，为适应工况，其变速器通常具有多个前进挡位和多个后退挡位。工程机械所用的变速器有行星式和定轴式两种，与行星式变速器相比，定轴式变速器具有制造容易，设置取力口方便，容易满足轴降要求，不需要分动箱等优点。目前在工程机械变速器中，定轴式变速器占主导地位。

工程机械的定轴式变速器一般为动力换挡变速器，即不切断原动机动力的情况下实现换挡。换挡部件通常为多片式摩擦离合器，通过不同摩擦离合器的结合与分离改变传动路线，实现换挡。随着现代工程机械的发展，变速器的挡位数有进一步增多的趋势，挡位数的增多，则导致了摩擦离合器数目的增多和传动路线延长。由于摩擦离合器的价格较高，其数目的增多，使变速器的成本大幅上升；此外，传动路线的延长使变速器的传动效率下降。为控制变速器的成本，部分工程机械厂家生产的变速器的换挡装置采用滑套(即啮合套)，但滑套换挡有冲击，需要切断动力后换挡，操作麻烦且影响工程机械的作业效率。

发明内容

本发明的目的：提供一种价格便宜且传动效率高的变速器。

本发明的技术方案：为降低变速器的成本，应当减少摩擦离合器的数量，部分摩擦离合器以滑套代替，采用摩擦离合器与滑套组合进行换挡，摩擦离合器作为方向离合器，摩擦离合器与滑套组合决定挡位，并实现不切断动力的平顺换挡。为提高变速器的传动效率，将前进挡的啮合次数设计为两次，后退挡的啮合次数设计为三次。

附图说明

图1变速器的结构

图2变速器的端面示意图

图3变速器扩展为前六后六传动方案的结构

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的变速器由六根轴、四个多片式摩擦离合器、两个滑套、八个固定齿轮和八个浮动齿轮构成。

输入轴(1)上固定着两个固定齿轮(7，8)，齿轮(7)与两个后退离合器齿轮(9，11)保持常啮合，齿轮(8)与两个前进离合器浮动齿轮(16，20)保持常啮合。

第一中间轴(2)上有一个固定齿轮(10)，一个离合器浮动齿轮(9)和一个多片式摩擦离合器R1。固定齿轮(10)与第三中间轴(4)上的固定齿轮(15)保持常啮合，后退离合器浮动齿轮(9)与输入轴上的固定齿轮(7)保持常啮合。当多片式摩擦离合器R1断开时，后退离合器浮动齿轮(9)可以绕第一中间轴(2)转动；当摩擦离合器(R1)结合时，后退离合器浮动齿轮(9)与第一中间轴(2)连为一个整体。

第二中间轴(3)及其上的零部件结构与第一中间轴(2)的类似，不再详述。

第三中间轴(4)上有一个固定齿轮(15)，一个前进离合器浮动齿轮(16)，一个多片式摩擦离合器F1，一个滑套(H1)和两个可与滑套接合的浮动齿轮(13，14)。多片式摩擦离合器F1断开时，前进离合器浮动齿轮(16)可以绕第三中间轴(4)转动；多片式摩擦离合器F1结合时，前进离合器浮动齿轮(16)与中间轴(4)连为一个整体。滑套(H1)可在沿第三中间轴(4)的轴线滑动但不能绕第三中间轴(4)转动。当滑套(H1)与浮动齿轮(13)接合时，浮动齿轮(13)与第三中间轴(4)连为一个整体；当滑套(H1)与浮动齿轮(14)接合时，浮动齿轮(14)与第三中间轴(4)连为一个整体。当浮动齿轮(13，14)与滑套H1没有接合关系时，它们可以绕第三中间轴(4)转动。

第四中间轴(5)及其上的零部件结构与第三中间轴(4)的类似，不再详述。

输出轴上有两个固定齿轮(21，22)，固定齿轮(21)与浮动齿轮(13)和浮动齿轮(17)保持常啮合关系，固定齿轮(22)与浮动齿轮(14)和浮动齿轮(18)保持常啮合关系。

本发明所述的变速器可以实现前进四挡和后退四挡，变速器处于前进挡时，动力由输入轴(1)传递到输出轴(6)需要两次外啮合，变速器处于后退挡时，需要三次外啮合。因此，传动效率较高。在不同挡位工作时，摩擦离合器和滑套的工作状态如下：

挡位	需结合的离合器	滑套的工作状态
			前进一挡	F1	H1左移
前进二挡	F2	H2左移
			前进三挡	F1	H1右移
前进四挡	F2	H2右移
			后退一挡	R1	H1左移
后退二挡	R2	H2左移
			后退三挡	R1	H1右移
后退四挡	R2	H2右移

本发明所述的变速器可以实现不切断动力换挡，切换到某个挡位分两个步骤，首先将该挡位的滑套与浮动齿轮结合，然后结合该挡位的摩擦离合器。现以前进一挡切换到前进二挡为例介绍换挡过程。当变速器工作于前进一挡需要进入前进二挡时，首先，将滑套(H2)左移，使它与浮动齿轮(17)接合，由于四个摩擦离合器中只有F1处于工作状态，故滑套(H2)与浮动齿轮(17)的接合非常平顺，冲击极小；然后，控制装置使摩擦离合器(F1)断开，并使摩擦离合器(F2)结合，变速器自然退出一挡，进入二挡。因此，变速器虽有滑套，但可实现不切断动力的平顺换挡。

本发明所述的变速器共有六根传动轴，各轴空间位置的端面投影如图2所示，图中的圆代表一根轴，连接圆心的直线代表两根轴之间运动传递关系。

本发明所述的变速器具有很好挡位扩展性，如果在第三中间轴(4)和第四中间轴(5)上增加一些浮动齿轮和滑套，并在输出轴上增加固定齿轮，则可实现前五后五，前六后六，前七后七、前八后八的挡位。如图3所示，在第三中间轴(4)上增加浮动齿轮(23)和滑套(H3)，在第四中间轴(5)上增加浮动齿轮(25)和滑套(H4)，并在输出轴(6)上增加固定齿轮(24)，则变速器扩展为前六后六的传动结构。

Claims (3)

1.一种适用于工程机械的多挡变速器，由一根输入轴(1)，一根输出轴(6)，第一中间轴(2)，第二中间轴(3)，第三中间轴(4)，第四中间轴(5)，四个多片式摩擦离合器F1、F2、R1、R2，两个滑套(H1，H2)，八个固定齿轮(7、8、10、12、15、19、21、22)和八个浮动齿轮(9、11、13、14、16、17、18、20)组成，其特征在于：在输入轴上有两个固定齿轮(7，8)，一个固定齿轮(7)与两个后退离合器浮动齿轮(9，11)保持常啮合，另一个固定齿轮(8)与两个前进离合器浮动齿轮(16，20)保持常啮合；输出轴(6)上有两个固定齿轮(21，22)，一个固定齿轮(21)与两个第一浮动齿轮(13，17)保持常啮合，另一个固定齿轮(22)与两个第二浮动齿轮(14，18)保持常啮合；通过操纵滑套和多片式摩擦离合器实现换挡，滑套与浮动齿轮结合时不需要切断原动机的动力，可以实现平顺换挡；变速器工作时，只有一个摩擦离合器结合，其余三个处于断开状态；变速器可以实现四个前进挡和四个后退挡，如果在第三中间轴(4)和第四中间轴(5)上增加一些浮动齿轮和滑套，并在输出轴上增加固定齿轮，则可实现前五后五，前六后六，前七后七、前八后八的挡位。

2.按照权利要求1所述的变速器，其特征在于：去掉第一中间轴(2)或第二中间轴(3)，变速器仍然可以工作，只不过减少了部分后退挡位。

3.按照权利要求1所述的变速器，其特征在于：多片式摩擦离合器F1、F2、R1、R2控制输出轴(6)的旋转方向，多片式摩擦离合器F1、F2、R1、R2和滑套(H1，H2)的组合决定变速器的挡位；前进挡工作的离合器为F1或F2，后退挡工作的离合器为R1或R2。

Images