CN102146988B

CN102146988B - 滑动轴键锁齿轮变速器

Info

Publication number: CN102146988B
Application number: CN201110069636.8A
Authority: CN
Inventors: 陈蜀乔; 陈雨彤
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: CN102146988A

Abstract

一种滑动轴键锁齿轮变速器，本发明由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、变速齿轮、调速环、换档装置等构成。离合器将动力输入动力输入轴，实现初级减速。传动齿轮轴上的全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，在键锁处于闭锁状态时，变速齿轮相对于动力输出轴自由转动，表现为空档状态。调速时，通过档位拨叉拉动键锁滑动轴，改变键锁位置来选择锁紧某一档位的变速齿轮，实现档位调整。倒档时，通过调速环拨杆拉动键锁滑动轴，使得键锁从键锁窗口中弹出，动力输出轴与倒档齿轮被锁紧，动力输出轴输出反扭矩，实现倒档功能。本发明具有齿轮组件少、使用可靠、加工工艺简单、重量轻等优点。可广泛应用在载运工具领域。

Description

滑动轴键锁齿轮变速器

技术领域

本发明涉及一种车用齿轮变速器，特别是滑动轴键锁齿轮变速器，属于载运工具领域。

背景技术

简单、便宜、可靠的变速器一直是变速器的研究方向，目前的变速器结构相对而言，过于复杂，使得变速器成本过高。如何解发明出最简单、最可靠的变速器装置是极其重要的课题。在专利“滑动轴键锁齿轮变速器”中，由于遮盖板的设计方案导致动力输出轴过长，需要避免此缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种滑动轴键锁齿轮变速器，可以替代现有的有级变速器。具有：结构简单，成本极低，使用可靠；齿轮组件少，重量轻，体积小。

本发明滑动轴键锁齿轮变速器的解决技术问题所采用的方案是：本发明由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、变速齿轮、调速环、换档装置、变速器外壳构成。

基本结构为：离合器与主传动齿轮相连接，动力输入轴安装有主传动齿轮，该齿轮与主减速齿轮啮合，主减速齿轮通过齿轮固定键与传动齿轮轴连接固定，并设有主减速齿轮外罩。

初级减速：离合器与动力输入轴相连接，发动机通过离合器将动力输入动力输入轴，动力输入轴带动主传动齿轮转动，该齿轮与主减速齿轮啮合，而主减速齿轮通过齿轮固定键与传动齿轮轴连接固定，这样就实现了初级减速，使得传动齿轮轴处于适当的转速范围。为了保护主减速齿轮和倒档齿轮，并更好的固定传动齿轮轴和主传动齿轮，设有主减速齿轮外罩。

变速齿轮的构成：在变速器齿轮箱内，传动齿轮轴通过齿轮固定键与8个传动齿轮连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环，使得传动齿轮间不发生干涉。在变速齿轮箱腔体内，动力输出轴装有8个变速齿轮，每一档传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，构成一个独立的档位，每一个变速齿轮之间设有齿轮隔离环，使得变速齿轮间不发生干涉。变速齿轮在动力输出轴上自由转动。由于全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，在键锁处于非闭锁状态时，传动齿轮轴的转动带动所有变速齿轮以不同的转速转动，变速齿轮相对于动力输出轴自由转动，没有动力输出，表现为空档状态。为了减少齿轮箱的重量，齿轮均采用辐板齿轮结构。

滑动轴键锁齿轮变速器的工作过程：为了实现调速功能，需要在变速齿轮加工有齿轮锁紧槽，并在动力输出轴内安装键锁装置。在转动条件下，变速齿轮可以自由转动。在动力输出轴上设有九个键锁窗口，键锁可以透过键锁窗口伸出到动力输出轴外进入到变速齿轮锁紧槽内，实现动力输出轴与相对应的减速齿轮锁紧，起到齿轮固定键的作用。实现动力输出轴与某一档传动齿轮动态耦合锁紧。

动力输出轴的结构：在键锁滑动轴内加工键锁安装孔槽，在空槽内安装键锁，两对称键锁分别固定连接弹簧固定轴和弹簧固定轴套，固定轴套上安放键锁弹簧，构成键锁装置。在动力输出轴加工有键锁轴滑动空腔，键锁滑动轴插入至键锁轴滑动空腔构成一个完整的轴。

调速机构工作原理：在调速的过程中，通过改变档位来拖动键锁滑动轴来改变键锁的位置，选择锁紧某一档位的变速齿轮，这样便方便的实现档位调整。在调整档位的过程中，一方面键锁滑动轴插入到动力输出轴内会随之转动，另一方面键锁滑动轴又能自由地在键锁轴滑动空腔内滑动，这一功能是通过调速环来实现的。在键锁滑动轴的一端安装有调速环，调速环由调速环内圈和调速环外圈组成，两层环之间有调速环滚珠，具有轴承结构，调速环内圈通过调速环内圈与键锁滑动轴固定螺钉与键锁滑动轴连接固定，调速环外圈焊接安装调速环拨杆。调速环外罩设有调速环拨杆运动槽。这样的结构使得调速环拨杆能够拖动处于转动状态的键锁滑动轴作轴向运动。具体的换档是通过拨动调速换档手柄来实现调速。调速换挡手柄转轴与调速换档手柄支架铰接，调速换档手柄下端为换档拨叉，与调速环拨杆活动连接。当拨动调速换档手柄时，换档拨叉拨动调速环拨杆在调速环拨杆运动槽内前后运动，改变键锁滑动轴上键锁的位置，实现调速换档。

倒档功能：在非倒档状态工作时，倒档齿轮空转。挂倒档时，通过调速环拨杆拉动键锁滑动轴，使得键锁从键锁窗口中弹出，动力输出轴与倒档齿轮被锁紧，倒档传动齿轮反转，带动动力输出轴反转，输出反力矩，实现倒档功能。

本发明的有益效果和显著进步是:实现了换档功能，具有结构简单、成本极低、使用可靠、齿轮组件少、加工工艺简单、重量轻、体积小的优点。

附图说明

图1为本发明主剖面示意图；

图2为本发明调速环剖面图；

图3为本发明主截面图；

图4为本发明动力输出轴处于锁紧状态剖面图；

图5为本发明动力输出轴处于非锁紧状态剖面图；

图6为本发明动力输出轴处于闭锁及非闭锁状态俯视面图；

图7动力输出轴横截面图；

图8拨叉式档位调节装置示意图。

图1、2、3、4、5、6、7、8中：1. 调速环外罩加油端盖，2.调速环外罩，3.调速环，4. 调速环拨杆，5. 调速环滚珠，6.调速环内圈，7. 键锁轴滑动空腔，8. 调速环内圈与键锁滑动轴固定螺钉，9. 调速环外圈，10. 调速环拨杆运动槽，11. 键锁滑动轴，12. 倒档齿轮箱，13.一挡变速齿轮，14. 二挡变速齿轮，15. 三挡变速齿轮，16. 四挡变速齿轮，17. 五挡变速齿轮，18. 六挡变速齿轮，19. 七挡变速齿轮，20. 八挡变速齿轮，21.变速齿轮箱，22. 齿轮挡环，23.倒档键锁窗口，24. 倒档齿轮，25.动力输出轴，26.齿轮固定键，27.八档传动齿轮，28.七档传动齿轮，29.六档传动齿轮，30.五档传动齿轮，31.四档传动齿轮，32.三档传动齿轮，33.二档传动齿轮，34.一档传动齿轮，35.主传动齿轮，36.动力输入轴，37.主减速齿轮，38.传动齿轮轴，39.主减速齿轮外罩，40.键锁窗口，41.键锁，42.键锁弹簧，43.齿轮锁紧槽，44.弹簧固定轴，45.弹簧固定轴套，46.键锁安装孔槽，47.调速换档手柄，48.调速换挡手柄转轴，49.调速换挡手柄支架，50.换挡拨叉。

具体实施方式

下面结合附图1～8和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所要解决的技术问题是提供一种滑动轴键锁齿轮变速器，可以替代现有的有级变速器。具有：结构简单，成本低，使用可靠；齿轮组件少，重量轻，体积小。

采用本发明的具体实施的方案是：变速器由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、变速齿轮、调速环、换档装置、变速器外壳构成。其基本结构为：离合器与主传动齿轮36相连接，动力输入轴安装有主传动齿轮35，该齿轮与主减速齿轮37啮合，主减速齿轮37通过齿轮固定键26与传动齿轮轴38连接固定，并设有主减速齿轮外罩39。在变速器齿轮箱12内，传动齿轮轴38用过齿轮固定键26与八档传动齿轮27、七档传动齿轮28、六档传动齿轮29、五档传动齿轮30、四档传动齿轮31、三档传动齿轮32、二档传动齿轮33、一档传动齿轮34连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环22。变速齿轮箱腔体21中，设有动力输出轴25，该轴安装有一挡变速齿轮13、二挡变速齿轮14、三挡变速齿轮15、四挡变速齿轮16、五挡变速齿轮17、六挡变速齿轮18、七挡变速齿轮19和八挡变速齿轮20，每一档传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，每一个变速齿轮之间设有齿轮隔离环22，变速齿轮可以在动力输出轴25上自由转动，变速齿轮加工有齿轮锁紧槽43和齿轮辐板辐槽52。动力输出轴25的动力输出轴端头1与在调速环外罩2活动连接，调速环相对于动力输出轴可以自由转动，调速环外罩2设有调速环拨杆运动槽10。动力输出轴25的一端安装有调速环3，调速环由调速环内圈6和调速环外圈9组成，两层环之间有调速环滚珠5，具有轴承结构，调速环内圈6通过键锁滑动轴固定螺钉8与键锁滑动轴连接固定，调速环外圈9焊接安装调速环拨杆4。换档装置设有调速换档手柄47，通过调速换挡手柄转轴57与调速换档手柄支架49铰接，调速换档手柄47下端为换档拨叉49，与调速环拨杆4活动连接。动力输出轴25具有套筒结构，设有键锁轴滑动空腔7，键锁滑动轴11插入至键锁轴滑动空腔7构成一个完整的轴。键锁滑动轴11顶端安装键锁41，键锁滑动轴11上设有与传动齿轮对应的键锁窗口40。键锁轴滑动空腔7内加工键锁安装孔槽46，在空槽内安装键锁41，两对称键锁41分别固定连接弹簧固定轴45和弹簧固定轴套46，固定轴套上安放键锁弹簧42，构成键锁装置。动力输出轴25的一端安装有倒档键锁窗口23和倒档齿轮24，倒档齿轮24设有齿轮锁紧槽43。倒档齿轮外有主减速齿轮外罩39。动力输入轴36固定安装主传动齿轮35该齿轮与主减速齿轮37啮合，该齿轮与倒档齿轮24啮合，在没有挂倒档时，倒档齿轮24处于空转状态。挂倒档时，通过调速环拨杆4拉动键锁滑动轴11，使得键锁41从键锁窗口40中弹出，动力输出轴25与倒档齿轮24被锁紧，动力输出轴25输出反扭矩。倒档传动齿轮外设有主减速齿轮外罩39。

滑动轴键锁齿轮变速器的具体的工作过程：离合器与动力输入轴36相连接，发动机通过离合器将动力输入动力输入轴36，动力输入轴带动主传动齿轮35转动，该齿轮与主减速齿轮37啮合，而主减速齿轮37通过齿轮固定键26与传动齿轮轴38连接固定，这样就实现了初级减速，使得传动齿轮轴38处于适当的转速范围。为了保护主减速齿轮和倒档齿轮，并更好的固定传动齿轮轴38和主传动齿轮36，加设有主减速齿轮外罩39。

在变速器齿轮箱内，传动齿轮轴38通过齿轮固定键26与8个传动齿轮连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环22，使得传动齿轮间不发生干涉。在变速齿轮箱腔体21内，动力输出轴25装有8个变速齿轮20，每一档传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，构成一个独立的档位，每一个变速齿轮之间设有齿轮隔离环22，使得变速齿轮间不发生干涉。变速齿轮在动力输出轴25上自由转动。由于全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，在键锁处于非闭锁状态时，传动齿轮轴38的转动带动所有变速齿轮以不同的转速转动，变速齿轮相对于动力输出轴25自由转动，没有动力输出，表现为空档状态。为了减少齿轮箱的重量，齿轮均采用辐板齿轮结构。

为了实现调速，必须在转动条件下，实现动力输出轴25与某一档传动齿轮动态耦合锁紧，才能实现调速。为了实现这一功能，需要在变速齿轮加工有齿轮锁紧槽43，并在动力输出轴25内安装键锁装置。为了安装键锁，在键锁滑动轴11内加工键锁安装孔槽46，在空槽内安装键锁41，两对称键锁41分别固定连接弹簧固定轴44和弹簧固定轴套45，固定轴套上安放键锁弹簧42，构成键锁装置。在动力输出轴25加工有键锁轴滑动空腔7，键锁滑动轴11插入至键锁轴滑动空腔7构成一个完整的轴。变速齿轮可以自由转动。在动力输出轴25上设有九个键锁窗口40，键锁41可以透过键锁窗口40伸出到动力输出轴25外进入到变速齿轮锁紧槽43内，实现动力输出轴25与相对应的减速齿轮锁紧，起到齿轮固定键的作用。在调速的过程中，通过改变档位来拖动键锁滑动轴11来改变键锁41的位置，选择锁紧某一档位的变速齿轮，这样便方便的实现档位调整。在调整档位的过程中，一方面键锁滑动轴11插入到动力输出轴25内会随之转动，另一方面键锁滑动轴11又能自由地在键锁轴滑动空腔7内滑动，这一功能是通过调速环3来实现的。在键锁滑动轴11的一端安装有调速环3，调速环由调速环内圈6和调速环外圈9组成，两层环之间有调速环滚珠5，具有轴承结构，调速环内圈6通过调速环内圈与键锁滑动轴固定螺钉8与键锁滑动轴连接固定，调速环外圈9焊接安装调速环拨杆4。调速环外罩2设有调速环拨杆运动槽10。这样的结构使得调速环拨杆4能够拖动处于转动状态的键锁滑动轴11作轴向运动。具体的换档是通过拨动调速换档手柄47来实现调速。调速换挡手柄转轴57与调速换档手柄支架49铰接，调速换档手柄47下端为换档拨叉49，与调速环拨杆4活动连接。当拨动调速换档手柄47时，换档拨叉49拨动调速环拨杆4在调速环拨杆运动槽10内前后运动，改变键锁滑动轴11上键锁41的位置，实现调速换档。

该变速器还设有倒档功能。其原理与上一致。在非倒档状态工作时，倒档齿轮空转。挂倒档时，通过调速环拨杆4拉动键锁滑动轴11，使得键锁41从键锁窗口40中弹出，动力输出轴25与倒档齿轮24被锁紧，倒档传动齿轮31反转，带动动力输出轴25反转，输出反力矩，实现倒档功能。

Claims

1.一种滑动轴键锁齿轮变速器，其特征在于：由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、变速齿轮、调速环、换档装置、变速器外壳构成；离合器与动力输入轴相连接，动力输入轴安装主传动齿轮，该齿轮与主减速齿轮啮合，主减速齿轮通过齿轮固定键与传动齿轮轴连接固定并设有主减速齿轮外罩，在变速器齿轮箱内，传动齿轮轴用过齿轮固定键与八档传动齿轮、七档传动齿轮、六档传动齿轮、五档传动齿轮、四档传动齿轮、三档传动齿轮、二档传动齿轮、一档传动齿轮连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环；变速齿轮箱腔体中，设有动力输出轴，该轴安装有一挡变速齿轮、二挡变速齿轮、三挡变速齿轮、四挡变速齿轮、五挡变速齿轮、六挡变速齿轮、七挡变速齿轮和八挡变速齿轮，每一档传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，每一个变速齿轮之间设有齿轮隔离环，变速齿轮可以在动力输出轴上自由转动，变速齿轮加工有齿轮锁紧槽和齿轮辐板辐槽；动力输出轴的动力输出轴端头与在调速环外罩活动连接，调速环相对于动力输出轴可以自由转动，调速环外罩设有调速环拨杆运动槽，动力输出轴的一端安装有调速环，调速环由调速环内圈和调速环外圈组成，两层环之间有调速环滚珠，具有轴承结构，调速环内圈通过键锁滑动轴固定螺钉与键锁滑动轴连接固定，调速环外圈焊接安装调速环拨杆；换档装置设有调速换档手柄，通过调速换挡手柄转轴与调速换档手柄支架铰接，调速换档手柄下端为换档拨叉，与调速环拨杆活动连接；动力输出轴具有套筒结构，设有键锁轴滑动空腔，键锁滑动轴插入至键锁轴滑动空腔构成一个完整的轴，键锁滑动轴顶端安装键锁，键锁滑动轴上设有与传动齿轮对应的键锁窗口，键锁轴滑动空腔内加工键锁安装孔槽，在空槽内安装键锁，两对称键锁分别固定连接弹簧固定轴和弹簧固定轴套，固定轴套上安放键锁弹簧，构成键锁装置；动力输出轴的一端安装有倒档键锁窗口和倒档齿轮，倒档齿轮设有齿轮锁紧槽，倒档齿轮外有主减速齿轮外罩，动力输入轴固定安装主传动齿轮该齿轮与主减速齿轮啮合，该齿轮与倒档齿轮啮合。