CN102296654A

CN102296654A - 推土机机械式变速箱

Info

Publication number: CN102296654A
Application number: CN2010102053397A
Authority: CN
Inventors: 段会文; 吴江涛; 余伟霞; 杨俊扣; 施纯泰; 孙学文
Original assignee: Tianjin Construction Machinery Factory
Current assignee: Tianjin Construction Machinery Factory
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-12-28

Abstract

推土机机械式变速箱主要应用于机械式传动推土机及其衍生机械，使推土机以不同的牵引力和行驶速度工作，实现进退行驶，以及挂在空档时切断发动机传给驱动轮的动力。推土机机械式变速箱可满足工作时换档频繁的要求，各轴成三角形安装，采用斜齿轮传动，拨叉拨动啮合套的换档形式，换档平稳性较高，使得推土机在换档过程中无冲击，操纵轻便、换档迅速，有利于提高机械的加速性能和经济性。锁定机构能够防止推土机自动挂档和自动脱档，并防止同时挂两个档，互锁机构确保换档时必须切断动力，采用喷淋等强制润滑，使变速箱由良好的润滑性和散热性，以免发生机械故障。

Description

推土机机械式变速箱

技术领域

本发明适用于低速、重载机械式传动推土机，也可应用于其它推土机衍生机械。

技术背景

推土机是工程建设中必不可少的工程机械，广泛应用于国民经济建设中的能源、矿山、农、林、水利、市政建设和现代化国防建设事业中，作为我国工程机械制造业的重要组成部分，推土机及其衍生机械在整个装备工业体系中具有举足轻重、无可替代的地位和作用。目前，机械传动推土机应用较为普遍，但传统的推土机变速箱输入、输出轴不在同一轴线上，使得推土机机械式变速箱体积较大，不便在结构紧凑的推土机中布置。推土机兼有牵引和铲运两种工况，这就要求其传动系统有良好的牵引性能，能够输出足够大的牵引力，保证牵引力能在一定范围内与外负荷的变化相适应，有较高的传动效率，功率损失少，有较好的载荷适应性能。为了满足推土机适应高温等各种恶劣的工况，传统的变速箱飞溅润滑系统已经不能满足现代推土机变速箱的散热及润滑要求。推土机主要采用前进1档和前进2档进行推土作业，推土速度低、载荷大，推土后还需要快速返回，这就要求传动系统具有良好的速度性能，有较高的行驶速度和较宽的速度调节范围，并且档数和各档传动比选择适当，保证推土机具有较高的动力性和经济性，设有倒档和空档，保证推土机能实现反向运动和中断动力传递，并且要求操纵灵活、省力、换档迅速、无冲击、工作可靠、不跳档、乱当、结构紧凑、容易制造、成本低、噪声小等技术特点。

发明内容

本发明目的在于解决以上所提出的问题，使推土机可以变换排档，以不同的牵引力和行驶速度工作以适应外负荷的变化，实现前进5档倒退4档进退行驶，有较宽的速度范围，不仅适用于推土作业时的低速、大扭矩输出的工作要求，而且挂在空档时切断发动机传给驱动轮的动力，推土后可以快速返回等特点。本发明的输入、输出轴处于一条轴线上，并与中间轴和副轴成三角形安装，采用斜齿轮传动，采用啮合套换档，工作时换档平稳性较高，在换档过程中无冲击，操纵轻便、换档迅速，有利于提高机械的加速性能和经济性，适用于推土机换挡频繁的工况。由于输入、输出轴在同一轴线上，采用了斜齿轮传动，减小了变速箱传动齿轮的模数，使得推土机变速箱的体积大大减小，便于在结构紧凑的推土机中的布置。为了满足推土机能在高温等各种恶劣工况下作业，本发明将经过冷却得润滑油通过油道进入变速箱，一部分通过喷淋油管对整个变速箱进行喷淋润滑，另一部分通过各轴的中心油道对各处齿轮、啮合套及轴承进行强制润滑，润滑油最后流入变速箱进入到下一个冷却、润滑循环，并且将变速箱所产生的热量散发出去，大大提高了变速箱的使用寿命。

为防止推土机驾驶员在未切断动力的情况下搬动变速杆造成变速箱齿轮打齿等不必要损害，在变速杆与主离合器操纵杆之间设置又联动锁销式互锁机构，这种机构使得驾驶员在未切断动力或者在主离合器未完全分离的情况下无法搬动变速杆进行变速，也防止工作齿轮由于机器负载的变动而引起的跳档及齿轮不规则的磨损，从而保护了变速箱，延长了变速箱的使用寿命。

变速互锁机构采用摆架式和锁销式的结构，所起的作用是防止非工作齿轮进入啮合，所以，不会同时挂上两个档，也使得推土机在后退状态下不能挂五档，避免给推土机造成重大机械损坏。

附图说明

图1是推土机机械式变速箱构造图

1、轴端挡板2、连接盘3、中间轴轴端挡板4、润滑油进油口

图2是图1的A-A视图

1、箱体2、隔套3、油管4、啮合套(5速)5、隔套6、中间轴7、隔套8、轴承座9、输出轴10、盖11、轴端挡板12、副轴13、啮合套(1、2速)14、啮合套(3、4速)15、啮合套(前进、后退)16、盖17、轴端挡板、18、输入轴19、轴端挡板20、连接盘21、油封座22、轴承座23、轴承座24、轴端挡板25、盖

A、输入轴前进齿轮(24齿)B、输入轴后退齿轮(29齿)C、输出轴四速齿轮(22齿)D、输出轴五速齿轮(21齿)E、输出轴三速齿轮F、输出轴两速齿轮(32齿)G、输出轴一速齿轮(37齿)H、副轴前进齿轮(36齿)I、副轴后退齿轮(37齿)J、副轴四速齿轮(39齿)K、副轴三速齿轮(34齿)L、副轴两速齿轮(28齿)M、副轴一速齿轮(23齿)N、中间轴后退从动齿轮(28齿)O、中间轴后退驱动齿轮(31齿)P、中间轴五速齿轮(35齿)Q、小螺旋锥齿轮(14齿)

图3是变速箱齿轮防滑机构

1、变速杆 2、变速箱进退杆 3、主离合器操纵杆 4、锁定轴 5、主离合器助力器

图4是锁销式锁定机构

1锁定轴 2锁定销 3锁销 4锁销弹簧 5拨叉轴

图5是防止双啮合装置

1、变速杆 2、进退杆 3、摆架 4、锁销 5、锁定轴 6、后退五速锁杆 7、一、二速拨叉8、五速拨叉 9、三、四速拨叉 10、五速拨叉轴 11、三、四速拨叉轴 12、进退拨叉 13、一、二速拨叉轴 14、进退拨叉轴 15、摆架销轴

具体实施方式

以下结合说明书附图对推土机机械式变速箱作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均列入本实施例的保护范围。

如图1所示，本发明输入轴、输出轴、中间轴、副轴成三角形安状，经过冷却得润滑油通过润滑油进油口4进入变速箱对变速箱进行强制润滑。如图2所示，输入轴18与输出轴9处于同一轴线，输入轴18前端有万向节接盘20(图1中2)，由此接盘通过万向节与主离合器相连，动力从发动机通过主离合器传递到变速箱。啮合套和各传动齿轮安装在各轴上，机械传动推土机的变速箱为常啮合式，有五个前进档和四个后退档。换档时，通过换档拨叉拨动不同的啮合套实现各档传动齿轮的啮合，从而实现换挡。啮合套15用以改变推土机的前进、后退。前进一档时，固定在输入轴18花键上的前进齿轮A与前进齿轮H常啮合，与前进齿轮A装配成整体的齿轮B与上轴上的后退从动齿轮N常啮合。来自连接盘20的动力驱动输入轴时，前进齿轮H、后退从动齿轮N和后退驱动齿轮O将连续转动。把进退杆放在前进档位置上，并把变速杆移放到一档位置，副轴上的啮合套15被变速拨叉移向左侧(前进位置)，则使啮合套15的内齿与前进齿轮上的外齿相啮合。前进齿轮H通过啮合套15及固定在副轴花键上啮合齿轮将输入轴的转动传递到副轴上。副轴上的啮合套13被拨叉拨向一档位置，使啮合套13的内齿与一档齿轮M上的外齿相啮合。一档齿轮M与啮合套13连接并把副轴的转动传递给输出轴上的一档齿轮G上。当输入轴被发动机驱动时，副轴将与输入轴相反的方向转动，副轴上的齿轮M使输出轴的一档齿轮G与输入轴相同的方向转动，并把动力传递给小螺旋锥齿轮Q，从而实现了前进一档速度。

如图2所示，输入轴18、输出轴9、中间轴6、副轴12在中心轴线上均加工出润滑油油道，经过冷却得润滑油经过图1中的润滑油进油口4进入变速箱后，一部分经过图2中油管3对整个变速箱进行喷淋润滑，另一部分通过各轴上的中心油道对各处齿轮、啮合套和轴承进行强制润滑，同时，由于齿轮的转动，又能将变速箱底部的润滑油溅起形成飞溅润滑，将三种润滑方式集于一身，使得本发明的润滑效果达到最好，润滑油最后由变速箱输出轴9端面上的孔流入后桥箱，使润滑油进入下一个冷却、润滑循环，并且将变速箱所产生的热量很好的散发出去，大大提高了变速箱的使用寿命。

如同前进一档的原理，通过拨叉波动不同的啮合套，可以实现前进五档、后退一档的速度组合，下表列出了机械式变速箱的档位及各档时动力通过各齿轮的传递路线：

变速互锁机构所起的作用是防止工作齿轮由于机器负载的变动而引起的跳档，并防止齿轮不规则的磨损。同时也起到防止由于上述原因而产生的非工作齿轮进入啮合，所以不会有两档齿轮同时进入啮合。互锁机构主要起到两个方面的作用，即防止齿轮跳档与防止同时挂两个档的作用。

为防止驾驶员在不切断动力的情况下换档造成推土机变速箱齿轮打齿等不必要损害，在变速杆与住离合器操纵杆之间设置又联动互锁机构，如图3所示，该机构是由连接主离合器操纵杆3、变速箱进退杆2和变速杆1之间的连杆机构组成的联动装置，即如果移动主离合器操纵杆3，互锁机构也移动。当主离合器操纵杆3处于分离位置时，可搬动变速箱进退杆2和变速杆1进行换档，但主离合器处于接合位置时，则互锁机构使变速箱进退杆2和变速杆1不能搬动，从而使变速箱不能换档。

如图4所示，锁销式锁定机构采用锁销3与拨叉轴5上的凹穴啮合来锁住拨叉轴，拨叉轴上凹穴的位置起了定位作用，一个具有两个档的拨叉轴，其拨叉共有三个移动位置，对应地在拨叉轴上有三个凹穴。由于啮合套齿面磨损不均匀出现斜度等原因会引起轴向力，当轴向力达到一定值时，有可能克服锁销弹簧4的压力，使锁销抬起拨叉轴移动，引起自动脱档。为防止这种现象产生，需加大锁定弹簧的力，但是这会使操纵力增加。因此，该机械式速箱采用和离合器操纵杆3联动的联锁机构，此机构还能防止离合器没有完全分离前换档。锁定轴1(同图3中4)和锁定销2固定连接。当离合器分离时，锁定轴的缺口K对准锁销3的上端，这时由于锁销上端可以进入缺口K内，如图3(b)所示，允许锁销抬起，拨叉轴可以移动进行换档。当离合器结合时，通过杠杆系统使锁定轴杠杆和锁定轴转动，锁定轴的非凹槽部分将锁销推下，使锁销下端顶住拨叉轴凹穴，故拨叉轴不能移动，如图3(a)所示，不能进行换档。

为防止机械式变速箱同时挂上两个档，该机械式变速箱采用了摆架式互锁机构和锁销式两种互锁机构。防止双啮合装置如图5所示，这种防止双啮合装置是当把变速杆1移动到任意位置时，能防止其他齿轮移动不进入其档位的一种装置。这种装置由一只摆架(3)、四只拨叉(7)、(8)、(9)、(12)和几只锁销组成。当变速杆(在A的方向)向右或者向左移动时，将选择三个拨叉中一、二速拨叉7、三、四速拨叉9或五速拨叉8中的一个，若为向前或向后移动(在B的方向)则选择一档或二档、三档或四档、或五档中的某一变速档。当变速杆1移动到左侧或右侧时，支承在摆架销轴15上的摆架3被移动到左侧或右侧。摆架3的下端有凸出部，在其中部前后方向有一直槽。凸出部只能插入两个变速拨叉的拨槽中，例如，当变速杆1在一档和二档位置时，则摆架3的凸出部插入三、四速拨叉和五速拨叉的拨槽中，因此同时锁住这两个拨叉，使其不能前后移动，而一、二档的拨叉的拨槽却正好与摆架3中部的直槽对正，所以，它可以前后移动。如果把变速杆1移动到一档位置，它使摆架销轴15作为支点将变速拨叉7移至右侧一档位置，即当选择一档或二档时，摆架3的凸出部分能防止三、四档拨叉和五档拨叉的移动。

当进退杆在后退位置时，后退五速锁杆6就压往后退五速锁销，使五速拨叉轴不能移动，所以也不能把变速杆1移入五速位置。如果变速杆1位于五速位置，要把进退杆2从前进位置移动到后退位置时，后退五速锁杆6与后退五速锁销的顶部相接触，所以进退杆不能移动，要选择五档时，要首先把进退杆移动到前进档位，然后才能把变速杆挂上五档。

Claims

1.机械传动推土机的变速箱由齿轮传动系统和操纵系统组成，齿轮传动系统为斜齿常啮合式，输入轴、输出轴处于同一轴线上，与中间轴和副轴成三角形安装，且在各轴中心开有油道，润滑油通过此油道进行强制润滑，换档时，通过换档拨叉拨动不同的啮合套实现各档传动齿轮的啮合，从而实现换挡，啮合套15用以改变推土机的前进、后退，有5个前进档和4个后退档，操纵系统采用联动锁销式互锁装置，防止在未切断动力的情况下换档和作业中自动脱档、跳档，摆架式互锁机构和锁销式互锁机构防止同时挂上两个档。

2.根据权利要求1所述的机械式变速箱采用联动锁销式互锁装置，由锁定轴、锁定销、锁销、锁销弹簧和拨叉轴及变速杆与主离合器操纵杆的联动装置组成，用来保证拨叉轴和拨叉能拨到合适的位置上，并锁定在此位置上，以防止自动脱档、跳档。

3.根据权利要求1所述的机械式变速箱采用了摆架式互锁机构和锁销式两种互锁机构，主要由摆架、锁定轴、锁销、摆架销轴、后退五速锁杆组成，起到防止变速箱同时有两对变档齿轮进入啮合状态，也起到进退杆处于后退位置时使五档齿轮不能进入啮合状态的作用。

4.根据权利要求1所诉的机械式变速箱采用顶部强制喷淋润滑，并在输入轴、输出轴、中间轴和副轴上加工出轴线方向的中心轴孔，润滑油通过这些轴孔对变速箱各齿轮及各零部件进行强制润滑，各处齿轮在高速回转时会将变速箱底部的油溅起，又形成飞溅润滑。

5.经冷却的润滑油在润滑变速箱后通过图2中输出轴9端面上的孔流入后桥箱，进入下一个冷却、润滑循环，此方式将变速箱所产生的大量热量散发出去。