CN102797804B - 一种动力传动装置的变速结构 - Google Patents

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本发明公开一种动力传动装置的变速结构，包括动力输入轴，还包括与动力输入轴通过离合装置相连接的第一轴，以及第二轴、第三轴、第四轴和第五轴；在输入轴上设置有输入一齿，在第一轴、第二轴、第三轴、第四轴和第五轴也对应设置有若干个传动齿轮，分别啮合形成齿轮副而传递动力；在第四轴上，空套的三个左、中、右排列的齿轮之间，形成牙嵌式离合器结构，在牙嵌式离合结构作用下，中间的齿轮分别或同时带动左侧、右侧的齿轮转动。本发明的动力传动装置的变速结构，传动轴和档位齿轮设置比较合理，在承受较大扭矩的同时，基本上不会降低输出扭矩；能顺利实现行走装置的前进或左、右转向等的行驶需要，操控性能明显增强；能够传递较大的扭矩。

Description

一种动力传动装置的变速结构
技术领域
本发明涉及一种对发动机产生的动力进行换档、变速的动力装置，尤其涉及一种动力传动装置的变速结构。
背景技术
在依靠发动机产生动力驱动的行走机械装置中，发动机是产生动力的重要装置；燃料（汽油、柴油等）通过在发动机燃烧室内的燃烧，将热能转化成机械动能，经活塞、连杆、曲轴、变速装置以及动力传动轴，将扭矩输送出来，带动行走机械装置（如汽车、摩托车、微耕机、履带式行走装置等）行走。由于发动机曲轴的转速通常很高，就需要在发动机后面设置减速箱等变速结构，通过多轴、多齿轮啮合将发动机的转速降低成多个档位，通过减速箱的输出轴将动力输出；在变速结构中，还要设置截断动力的离合器等部件，而且在需要左、右转向的行走机械装置中，通常还要设置转向结构，保证左、右转向的顺利实现。但，现有技术的变速结构，大都结构复杂，档位齿轮较多，要经过很多对齿轮的啮合才能将动力传递给输出轴，输出扭矩有一定的损耗，降低了输出扭矩；而且，其离合器结构比较复杂，通过复杂的结构才能满足行走装置的前进或左、右转向等的行驶需要，该种复杂结构的离合器，其故障率较高、维修保养较困难，而且使用寿命通常较短，难以满足人们对行走装置的实际要求。
发明内容
为了解决现有技术中的动力传动装置的变速结构的结构复杂、降低了输出扭矩、离合器的结构复杂、故障率较高等问题，本发明提供一种动力传动装置的变速结构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种动力传动装置的变速结构，包括动力输入轴，其特征在于：还包括与动力输入轴通过离合装置相连接的第一轴，与第一轴间隔设置的第二轴、第三轴、第四轴和第五轴；在输入轴上设置有输入一齿，在第一轴上设置有一轴一齿、一轴二齿、一轴三齿和一轴四齿，一轴二齿、一轴三齿和一轴四齿都能在第一轴上轴向移动；
在第二轴上，设置有二轴一齿、二轴二齿、二轴三齿和二轴四齿，二轴一齿和二轴二齿设置为双联齿结构，空套在第二轴上；输入一齿与二轴一齿长啮合，二轴二齿与一轴一齿啮合，带动第一轴转动；
在第三轴上，设置有三轴一齿、三轴二齿、三轴三齿、三轴四齿和三轴五齿，三轴一齿能与一轴二齿啮合，三轴三齿能与一轴三齿啮合，三轴四齿能与二轴四齿啮合，三轴五齿能与一轴四齿啮合，分别带动第三轴转动；三轴二齿跟随第三轴转动；
在第四轴上，空套有四轴一齿、四轴二齿和四轴三齿，四轴二齿与三轴二齿啮合；四轴一齿与四轴三齿分设在四轴二齿的两侧，四轴一齿、四轴三齿与四轴二齿之间，形成牙嵌式离合器结构，在牙嵌式离合结构作用下，四轴二齿分别或同时带动四轴一齿、四轴三齿转动；
第五轴为左、右两半轴，在第五轴的左半轴上设置有五轴一齿，在第五轴的右半轴上设置有五轴二齿，五轴一齿与四轴一齿啮合，带动第五轴的左半轴转动；五轴二齿与四轴三齿啮合，带动第五轴的右半轴转动；
所述的牙嵌式离合器结构，是在四轴二齿的内孔两侧，分别设置左内齿和右内齿，左内齿与左边的四轴一齿相配合设置，四轴一齿在轴向移动时能嵌入左内齿内，四轴二齿带动四轴一齿转动；通过右内齿与右边的配合设置的四轴三齿外齿啮合，四轴三齿在轴向移动时能嵌入右内齿内，四轴二齿带动四轴三齿转动；在四轴一齿与四轴三齿上，分别设置有一齿回位弹簧和三齿回位弹簧，分别给四轴一齿与四轴三齿弹簧作用力。
进一步的特征是：所述一轴二齿和一轴三齿为双联齿。
所述三轴四齿与二轴四齿是常啮合的结构
在四轴二齿的左内齿和右内齿内，都设置有轴用挡圈。
本发明的动力传动装置的变速结构，相对于现有技术，具有如下有益效果：
1、本发明结构简单，传动轴和档位齿轮设置比较合理，在承受较大扭矩的同时，基本上不会降低输出扭矩。
2、本发明的牙嵌式离合器，结构简单，通过简单的机械传动，就能顺利实现行走装置的前进或左、右转向等的行驶需要，操控性能明显增强。
3、牙嵌式离合器的结构简单，故障率得以降低，降低了维修保养的难度，而且延长了使用寿命。
4、直接在左、中、右排列的三个传动齿轮之间形成牙嵌式离合结构，由中间的齿轮同时或分别带动左、右两个齿轮转动，机械结构明显简化。
5、能够传递较大的扭矩，适应大型动力装置动力传动的需要。
附图说明
图1是本发明动力传动装置的变速结构原理图。
图2是本发明牙嵌式离合器结构剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1、2所示，一种动力传动装置的变速结构，通常设置在变速箱体内，在变速箱体内设置有动力输入轴1，动力输入轴1与发动机的曲轴相连接，将发动机工作时曲轴转动产生的扭矩输入到输入轴1时，通过动力输入轴1输入到变速箱体内；还包括与动力输入轴1通过离合装置2相连接的第一轴3，以及与第一轴3间隔设置（通常是平行设置）的第二轴4、第三轴5、第四轴6和第五轴7，在输入轴1上设置有输入一齿8，在第一轴3上设置有一轴一齿9、一轴二齿10、一轴三齿11和一轴四齿12，一轴二齿10和一轴三齿11设置为双联齿结构，一轴二齿10、一轴三齿11和一轴四齿12都能在拨叉作用下（图中未示出），在第一轴3上轴向移动（滑移）；在第二轴4上，设置有二轴一齿14、二轴二齿15、二轴三齿16和二轴四齿17，二轴一齿14和二轴二齿15设置为双联齿结构，空套在第二轴4上，不能直接带动第二轴4转动；输入一齿8与二轴一齿14长啮合，二轴二齿15与一轴一齿9啮合，输入轴1在离合装置2没有结合时，通过输入一齿8与二轴一齿14、二轴二齿15与一轴一齿9的啮合关系，能带动第一轴3转动，此时为抵挡，减速比较大；在离合装置2结合时，输入轴1通过离合装置2直接带动第一轴2转动，此时为高挡，减速比较小。离合装置2可以为现有的离合器，包括现有技术的牙嵌式离合器。
在第三轴5上，设置有三轴一齿18、三轴二齿19、三轴三齿20、三轴四齿21和三轴五齿22，三轴一齿18能与一轴二齿10啮合（一轴二齿10轴向移动到位就能啮合），三轴三齿20能与一轴三齿11啮合（一轴三齿11轴向移动到位就能啮合），三轴四齿21能与二轴四齿17啮合（倒档时，反转），三轴五齿22能与一轴四齿12啮合（一轴四齿12轴向移动到位就能啮合）；通过该几组齿轮的啮合，分别带动第三轴5转动（正转或反转），三轴二齿19跟随第三轴5同时转动。三轴四齿21与二轴四齿17可以是常啮合的结构。
在第四轴6上，空套有四轴一齿23、四轴二齿24和四轴三齿25，四轴二齿24与三轴二齿19啮合，三轴二齿19带动四轴二齿24转动；四轴一齿23与四轴三齿25分设在四轴二齿24的两侧，四轴一齿23、四轴三齿25与四轴二齿24之间，形成牙嵌式离合器结构，在牙嵌式离合器作用下，四轴二齿24分别或同时带动四轴一齿23、四轴三齿25转动；即在离合器拨叉（图中未示出）作用下，四轴一齿23与四轴三齿25在四轴二齿24带动下分别或同时转动。第五轴7为左、右两半轴，在第五轴7的左半轴上设置有五轴一齿28，在第五轴7的右半轴上设置有五轴二齿29，五轴一齿28与四轴一齿23啮合，带动第五轴7的左半轴转动；五轴二齿29与四轴三齿25啮合，带动第五轴7的右半轴转动。在四轴一齿23与四轴三齿25同时转动时，分别带动第五轴7的左、右两半轴同时转动，则为前进档，而且第五轴7的左、右两半轴的转动速度相同；如果，只有四轴一齿23带动第五轴7的左半轴转动，则为右转弯，如果只有四轴三齿25带动第五轴7的右半轴转动，则为左转弯。
本发明的牙嵌式离合器结构，是在四轴二齿24的内孔两侧，分别设置左内齿241和右内齿242，左内齿241与设置在四轴二齿24左边的四轴一齿23相配合设置，四轴一齿23在轴向移动时（离合器拨叉作用下），能嵌入左内齿241内，通过左内齿241与四轴一齿23的外齿啮合，四轴二齿24带动四轴一齿23转动；同理，四轴三齿25在轴向移动时（离合器拨叉作用下），能嵌入右内齿242内，通过右内齿242与四轴三齿25的外齿啮合，四轴二齿24带动设置在其右边、配合设置的四轴三齿25转动；在四轴一齿23与四轴三齿25上，分别设置有一齿回位弹簧231和三齿回位弹簧251，分别给四轴一齿23与四轴三齿25弹簧作用力，使其保持与四轴二齿24的结合状态，在离合器拨叉作用下，才分离。一齿回位弹簧231空套在第四轴6上，两端分别设置在四轴一齿23与左轴承之间，三齿回位弹簧251，空套在第四轴6上，两端分别设置在四轴二齿24与右轴承之间，分别产生弹簧作用力。
在四轴二齿24的左内齿241和右内齿242内，都设置有轴用挡圈30，能减缓左内齿241与四轴一齿23的外齿啮合以及右内齿242与四轴三齿25的外齿啮合时的冲击，防止齿轮被损坏，保护相关传动部件。
本发明的传动原理简介：
1、低档的动力传递如下：动力输入轴1——输入一齿8——二轴一齿14——二轴二齿15——一轴一齿9——第一轴3，高速旋转的动力输入轴1经过大减速比，带动第一轴3低速转动，经过后面的不同档位齿轮的啮合，以较低的速度带动第五轴7的左右两个半轴、或者其中的任一个半轴低速转动。
2、高档的动力传递如下：动力输入轴1——离合装置2（可以是牙嵌式，也可以是现有将技术的其他离合装置）——一轴一齿9——第一轴3，高速旋转的动力输入轴1直接带动第一轴3转动，第一轴3高速转动，经过后面的不同档位齿轮的啮合，以较高的速度带动第五轴7的左右两个半轴、或者其中的任一个半轴低速转动。
3、1档的传动原理简介：第一轴3的一轴四齿12轴向滑移与三轴五齿22啮合，通过第三轴5上的三轴二齿19的转动，带动四轴二齿24转动，四轴二齿24同时带动四轴一齿23与四轴三齿25转动，分别带动五轴一齿28和五轴二齿29转动，带动第五轴7的左、右两半轴同时转动。
4、R档（倒档）的传动原理简介：第一轴3的一轴四齿12轴向滑移与二轴三齿16啮合，通过二轴四齿17与三轴四齿21的常啮合传递给第三轴5，由于通过了二轴三齿16的啮合传动，第三轴5的转动方向是相反的；第三轴5的三轴二齿19带动四轴二齿24转动，四轴二齿24同时带动四轴一齿23与四轴三齿25转动，分别带动五轴一齿28和五轴二齿29转动，带动第五轴7的左、右两半轴同时反向转动，或者其中的任一个半轴转动，实现倒档。
5、2档的传动原理简介：第一轴3的一轴二齿10轴向滑移与三轴一齿18啮合，通过第三轴5上的三轴二齿19的转动，带动四轴二齿24转动，四轴二齿24同时带动四轴一齿23与四轴三齿25转动，分别带动五轴一齿28和五轴二齿29转动，带动第五轴7的左、右两半轴同时转动。
6、3档的传动原理简介：第一轴3的一轴二齿10轴向滑移与三轴三齿20啮合，通过第三轴5上的三轴二齿19的转动，带动四轴二齿24转动，四轴二齿24同时带动四轴一齿23与四轴三齿25转动，分别带动五轴一齿28和五轴二齿29转动，带动第五轴7的左、右两半轴同时转动。
7、车辆左转的传动原理简介：四轴二齿24在前述的传动齿轮啮合下转动，牙嵌式离合器结构的四轴一齿23在拨叉作用下，与四轴二齿24脱离而不转动，四轴三齿25仍然与四轴二齿24接触而转动，四轴三齿25带动五轴二齿29转动，五轴二齿29带动第五轴7的右半轴转动，而左半轴不转动，实现车辆左转。
8、车辆右转的传动原理简介：四轴二齿24在前述的传动齿轮啮合下转动，牙嵌式离合器结构的四轴三齿25在拨叉作用下，与四轴二齿24脱离而不转动，四轴一齿23仍然与四轴二齿24接触而转动，四轴一齿23带动五轴一齿28转动，五轴一齿28带动第五轴7的左半轴转动，而右半轴不转动，实现车辆右转。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种动力传动装置的变速结构，包括动力输入轴（1），其特征在于：还包括与动力输入轴（1）通过离合装置（2）相连接的第一轴（3），与第一轴（3）间隔设置的第二轴（4）、第三轴（5）、第四轴（6）和第五轴（7）；在输入轴（1）上设置有输入一齿（8），在第一轴（3）上设置有一轴一齿（9）、一轴二齿（10）、一轴三齿（11）和一轴四齿（12），一轴二齿（10）、一轴三齿（11）和一轴四齿（12）都能在第一轴（3）上轴向移动；
在第二轴（4）上，设置有二轴一齿（14）、二轴二齿（15）、二轴三齿（16）和二轴四齿（17），二轴一齿（14）和二轴二齿（15）设置为双联齿结构，空套在第二轴（4）上；输入一齿（8）与二轴一齿（14）长啮合，二轴二齿（15）与一轴一齿（9）啮合，带动第一轴（3）转动；
在第三轴（5）上，设置有三轴一齿（18）、三轴二齿（19）、三轴三齿（20）、三轴四齿（21）和三轴五齿(22)，三轴一齿(18)能与一轴二齿(10)啮合，三轴三齿（20）能与一轴三齿（11）啮合，三轴四齿（21）能与二轴四齿（17）啮合，三轴五齿（22）能与一轴四齿（12）啮合，分别带动第三轴（5）转动；三轴二齿（19）跟随第三轴（5）转动；
在第四轴（6）上，空套有四轴一齿（23）、四轴二齿（24）和四轴三齿（25），四轴二齿（24）与三轴二齿（19）啮合；四轴一齿（23）与四轴三齿（25）分设在四轴二齿（24）的两侧，四轴一齿（23）、四轴三齿（25）与四轴二齿（24）之间，形成牙嵌式离合器结构，在牙嵌式离合结构作用下，四轴二齿（24）分别或同时带动四轴一齿（23）、四轴三齿（25）转动；
第五轴（7）为左、右两半轴，在第五轴（7）的左半轴上设置有五轴一齿（28），在第五轴（7）的右半轴上设置有五轴二齿（29），五轴一齿（28）与四轴一齿（23）啮合，带动第五轴（7）的左半轴转动；五轴二齿（29）与四轴三齿（25）啮合，带动第五轴（7）的右半轴转动；
所述的牙嵌式离合器结构，是在四轴二齿（24）的内孔两侧，分别设置左内齿（241）和右内齿（242），左内齿（241）与左边的四轴一齿（23）相配合设置，四轴一齿（23）在轴向移动时能嵌入左内齿（241）内，四轴二齿（24）带动四轴一齿（23）转动；四轴三齿（25）在轴向移动时能嵌入右内齿（242）内，通过右内齿（242）与右边的四轴三齿（25）的外齿啮合，四轴二齿（24）带动四轴三齿（25）转动；在四轴一齿（23）与四轴三齿（25）上，分别设置有一齿回位弹簧（231）和三齿回位弹簧（251），分别给四轴一齿（23）与四轴三齿（25）弹簧作用力。
2.根据权利要求1所述动力传动装置的变速结构，其特征在于：所述一轴二齿（10）和一轴三齿（11）为双联齿。
3.根据权利要求1所述动力传动装置的变速结构，其特征在于：所述三轴四齿（21）与二轴四齿（17）是常啮合的结构。
4.根据权利要求1、2、3任一所述动力传动装置的变速结构，其特征在于：在四轴二齿（24）的左内齿（241）和右内齿（242）内，都设置有轴用挡圈（30）。
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