CN103267102A

CN103267102A - 液力传动箱机械换向机构

Info

Publication number: CN103267102A
Application number: CN2013102147364A
Authority: CN
Inventors: 王贺鹏; 乔巍; 朱家景
Original assignee: CNR Dalian Locomotive Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Dalian Institute Co Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-08-28

Abstract

本发明公开了液力传动箱机械换向机构包括：一级动力输出齿轮、二级动力输出齿轮、换向花键轴和活塞机构；换向花键轴通过花键分别与一级动力输出齿轮、二级动力输出齿轮交替配合，并且采用浮动式装配换向花键轴，即通过换向花键轴轴向移动促使啮合齿轮转换；换向花键轴通过活塞机构驱动轴向移动，且与活塞机构通过调心轴承转配连接，即实现各自的动作要求，又可补偿活塞与换向花键轴的安装误差。

Description

液力传动箱机械换向机构

技术领域

本发明涉及液力传动箱机械换向机构。

背景技术

目前国内液力传动箱大多采用液力换向方式，须有两根液力轴组成，势必造成传动箱体积、零件数量和成本的增加；由于有两根液力轴组成，运行时绝大部分时间只有一个液力轴组成工作，这样鼓风和摩擦损失较大，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过浮动换向花键轴实现扭矩传递变更的机械换向机构。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

液力传动箱机械换向机构，包括：一级动力输出齿轮、二级动力输出齿轮、换向花键轴和活塞机构；一级动力输出齿轮和二级动力输出齿轮通过轴承与轴承把持件配合固定于液力传动箱箱体内部，且一级动力输出齿轮和二级动力输出齿轮中心轴孔大小相同；一级动力输出齿轮中心轴孔内壁加工有一级配合花键；二级动力输出齿轮中心轴孔内壁加工有二级配合花键，且上述二级配合花键与一级配合花键相同；换向花键轴安装于一级动力输出齿轮和二级动力输出齿轮中心轴孔处，即一级动力输出齿轮和二级动力输出齿轮套置于换向花键轴上，并且换向花键轴上加工有能够与一级配合花键和二级配合花键啮合的花键表面轴肩；换向花键轴一端与液力传动箱动力输入机构输出端连接，另一端与活塞机构连接固定；活塞机构包括：固定于液力传动箱箱体内部的活塞体、设置于活塞体内部的活塞和与活塞固定并轴向伸出于活塞体的活塞杆；活塞体加工有充排流体流道Ⅰ和充排流体流道Ⅱ，且充排流体流道Ⅰ和充排流体流道Ⅱ分别与由活塞将活塞体内部活塞腔分隔形成的两个密封腔连通；活塞杆与换向花键轴中心同轴；活塞杆伸缩端部通过紧固螺栓装配固定有调心轴承（即活塞杆通过紧固螺栓与调心轴承内环连接固定），且调心轴承通过轴承压盖与螺栓配合装配固定于换向花键轴非动力输入端部（即换向花键轴通过轴承压盖和螺栓配合与调心轴承外环固定），即活塞杆与换向花键轴不传递扭矩，且能够传力拉伸动力；

采用此种结构液力传动箱动力输入机构与换向花键轴的连接保证扭矩的输入；

初始状态：换向花键轴的花键表面轴肩与一级配合花键啮合，即换向花键轴带动一级动力输出齿轮转动（此时活塞机构为第一定位状态，充排流体流道Ⅰ注入压力流体）；

机械换向：充排流体流道Ⅱ注入压力流体，充排流体流道Ⅰ排出压力流体，进而活塞移动，进而活塞杆移动带动换向花键轴移动，促使换向花键轴的花键表面轴肩与二级配合花键啮合，即换向花键轴带动二级动力输出齿轮转动（此时活塞机构为第二定位状态，充排流体流道Ⅱ注入压力流体）；

为便于换向花键轴上的花键与一级动力输出齿轮或二级动力输出齿轮上的花键脱开到啮合过程中滑顺性，花键啮合处外花键和内花键的端部加工成倾斜面，从齿根到齿顶由R光滑过渡到r，花键采用渐开线形式。

活塞机构还包括：压缩弹簧和滚动体；活塞体内壁径向加工有容纳压缩弹簧以及提供滚动体上行空间的凹槽；活塞径向加工有一级定位环槽和二级定位环槽，且一级定位环槽与二级定位环槽的环槽部两侧壁都为相对对中倾斜的斜面壁（采用斜面主要用于驱动滚动体的上行动作，下行动作由压缩弹簧实现）；一级定位环槽与二级定位环槽中心间距等于一级配合花键与二级配合花键中心的间距，采用此种结构通过压缩弹簧、滚动体和凹槽组成可复位定位机构，即通过活塞的移动实现一级定位环槽与二级定位环槽交替同压下的滚动体定位（即滚动体嵌入一级定位环槽或者二级定位环槽），且能够保证一级定位环槽与二级定位环槽的位置正好匹配换向花键轴的花键表面轴肩与一级配合花键和二级配合花键啮合传递扭矩；滚动体与一级定位环槽配合定位为活塞机构第一定位状态，滚动体与二级定位环槽配合定位为活塞机构第二定位状态；

换向花键轴与液力传动箱动力输入机构输出端连接方式采用花键连接传递扭矩，即通过在换向花键轴加工外花键与液力传动箱动力输入机构输出轴的花键套配合传递扭矩，采用此种连接方式主要用于保证扭矩传递稳定以及换向花键轴在平移过程中不会纵向发生位置偏移。

综上本发明针对小功率等级液力传动箱采用机械换向，可以降低鼓风和摩擦损失，提高效率，减小传动箱体积。该换向机构结构紧凑，采用浮动换向花键轴，调心轴承将两种不同动作方式分隔，活塞位置的锁紧机构等增加了结构的可靠性。此外，花键配合处的内外花键端面采用倒圆和倾斜结构利于换向过程的滑顺性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共3幅附图,其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的花键结合处外花键端面结构示意图。

图3为本发明的花键结合处内花键端面结构示意图。

图中：1、一级动力输出齿轮，1.1、一级配合花键，2、二级动力输出齿轮，2.1、二级配合花键2.1，3、换向花键轴，3.1、花键表面轴肩，4、活塞机构，5、活塞体，5.1、充排流体流道Ⅰ，5.2、充排流体流道Ⅱ，6、活塞，7、活塞杆，8、紧固螺栓，9、调心轴承，10、轴承压盖，11、压缩弹簧，12、滚动体，13、凹槽，14、一级定位环槽，15、二级定位环槽，16、外花键，17、花键套。

具体实施方式

如图1所示的液力传动箱机械换向机构，包括：一级动力输出齿轮1、二级动力输出齿轮2、换向花键轴3和活塞机构4；一级动力输出齿轮1和二级动力输出齿轮2通过轴承与轴承把持件配合固定于液力传动箱箱体内部，且一级动力输出齿轮1和二级动力输出齿轮2中心轴孔大小相同；一级动力输出齿轮1中心轴孔内壁加工有一级配合花键1.1；二级动力输出齿轮2中心轴孔内壁加工有二级配合花键2.1，且上述二级配合花键2.1与一级配合花键1.1相同；换向花键轴3安装于一级动力输出齿轮1和二级动力输出齿轮2中心轴孔处，即一级动力输出齿轮1和二级动力输出齿轮2套置于换向花键轴3上，并且换向花键轴3上加工有能够与一级配合花键1.1和二级配合花键2.1啮合的花键表面轴肩3.1；换向花键轴3一端与液力传动箱动力输入机构输出端连接，另一端与活塞机构4连接固定；活塞机构4包括：固定于液力传动箱箱体内部的活塞体5、设置于活塞体5内部的活塞6和与活塞6固定并轴向伸出于活塞体5的活塞杆7；活塞体5加工有充排流体流道Ⅰ5.1和充排流体流道Ⅱ5.2，且充排流体流道Ⅰ5.1和充排流体流道Ⅱ5.2分别与由活塞6将活塞体5内部活塞腔分隔形成的两个密封腔连通；活塞杆7与换向花键轴3中心同轴；活塞杆7伸缩端部通过紧固螺栓8装配固定有调心轴承9（即活塞杆7通过紧固螺栓8与调心轴承9内环连接固定），且调心轴承9通过轴承压盖10与螺栓配合装配固定于换向花键轴3非动力输入端部（即换向花键轴3通过轴承压盖10和螺栓配合与调心轴承9外环固定），即活塞杆7与换向花键轴3不传递扭矩，且能够传力拉伸动力；

采用此种结构液力传动箱动力输入机构与换向花键轴3的连接保证扭矩的输入；

初始状态：换向花键轴3的花键表面轴肩3.1与一级配合花键1.1啮合，即换向花键轴3带动一级动力输出齿轮1转动（此时活塞机构4为第一定位状态，充排流体流道Ⅰ5.1注入压力流体）；

机械换向：充排流体流道Ⅱ5.2注入压力流体，充排流体流道Ⅰ5.1排出压力流体，进而活塞6移动，进而活塞杆7移动带动换向花键轴3移动，促使换向花键轴3的花键表面轴肩3.1与二级配合花键2.1啮合，即换向花键轴3带动二级动力输出齿轮2转动（此时活塞机构4为第二定位状态，充排流体流道Ⅱ5.2注入压力流体）；

如图2和图3所示，为便于换向花键轴3上的花键与一级动力输出齿轮1或二级动力输出齿轮2上的花键脱开到啮合过程中滑顺性，花键啮合处外花键和内花键的端部加工成倾斜面，从齿根到齿顶由R光滑过渡到r，花键采用渐开线形式。

该换向机构中换向花键轴3旋转，活塞只作反复直线动作，两者之间通过调心轴承9装配连接，即实现各自的动作要求，又可补偿活塞与换向花键轴的安装误差。

如图1所示的活塞机构4还包括：压缩弹簧11和滚动体12；活塞体5内壁径向加工有容纳压缩弹簧11以及提供滚动体12上行空间的凹槽13；活塞6径向加工有一级定位环槽14和二级定位环槽15，且一级定位环槽14与二级定位环槽15的环槽部两侧壁都为相对对中倾斜的斜面壁（采用斜面主要用于驱动滚动体12的上行动作，下行动作由压缩弹簧11实现）；一级定位环槽14与二级定位环槽15中心间距等于一级配合花键1.1与二级配合花键2.1中心的间距，采用此种结构通过压缩弹簧11、滚动体12和凹槽13组成可复位定位机构，即通过活塞6的移动实现一级定位环槽14与二级定位环槽15交替同压下的滚动体12定位（即滚动体12嵌入一级定位环槽14或者二级定位环槽15），且能够保证一级定位环槽14与二级定位环槽15的位置正好匹配换向花键轴3的花键表面轴肩3.1与一级配合花键1.1和二级配合花键2.1啮合传递扭矩；滚动体12与一级定位环槽14配合定位为活塞机构4第一定位状态，滚动体12与二级定位环槽15配合定位为活塞机构4第二定位状态；

换向花键轴3与液力传动箱动力输入机构输出端连接方式采用花键连接传递扭矩，即通过在换向花键轴3加工外花键16与液力传动箱动力输入机构输出轴的花键套17配合传递扭矩，采用此种连接方式主要用于保证扭矩传递稳定以及换向花键轴3在平移过程中不会纵向发生位置偏移（即保证换向花键轴3支撑稳定性）。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.液力传动箱机械换向机构，其特征在于：包括，一级动力输出齿轮（1）、二级动力输出齿轮（2）、换向花键轴（3）和活塞机构（4）；所述一级动力输出齿轮（1）和二级动力输出齿轮（2）通过轴承与轴承把持件配合固定于液力传动箱箱体内部，且一级动力输出齿轮（1）和二级动力输出齿轮（2）中心轴孔大小相同；所述一级动力输出齿轮（1）中心轴孔内壁加工有一级配合花键（1.1）；所述二级动力输出齿轮（2）中心轴孔内壁加工有二级配合花键（2.1），且上述二级配合花键（2.1）与一级配合花键（1.1）相同；所述换向花键轴（3）安装于一级动力输出齿轮（1）和二级动力输出齿轮（2）中心轴孔处，即一级动力输出齿轮（1）和二级动力输出齿轮（2）套置于换向花键轴（3）上，并且换向花键轴（3）上加工有能够与一级配合花键（1.1）和二级配合花键（2.1）啮合的花键表面轴肩（3.1）；所述换向花键轴（3）一端与液力传动箱动力输入机构输出端连接，另一端与活塞机构（4）连接固定；

所述活塞机构（4）包括：固定于液力传动箱箱体内部的活塞体（5）、设置于活塞体（5）内部的活塞（6）和与活塞（6）固定并轴向伸出于活塞体（5）的活塞杆（7）；所述活塞体（5）加工有充排流体流道Ⅰ（5.1）和充排流体流道Ⅱ（5.2），且所述充排流体流道Ⅰ（5.1）和充排流体流道Ⅱ（5.2）分别与由活塞（6）将活塞体（5）内部活塞腔分隔形成的两个密封腔连通；所述活塞杆（7）与换向花键轴（3）中心同轴；所述活塞杆（7）伸缩端部通过紧固螺栓（8）装配固定有调心轴承（9），且所述调心轴承（9）通过轴承压盖（10）与螺栓配合装配固定于换向花键轴（3）非动力输入端部，即所述活塞杆（7）与换向花键轴（3）不传递扭矩，且能够传力拉伸动力。

2.根据权利要求1所述的液力传动箱机械换向机构，其特征在于：所述活塞机构（4）还包括：压缩弹簧（11）和滚动体（12）；所述活塞体（5）内壁径向加工有容纳压缩弹簧（11）以及提供滚动体（12）上行空间的凹槽（13）；所述活塞（6）径向加工有一级定位环槽（14）和二级定位环槽（15），且所述一级定位环槽（14）与二级定位环槽（15）的环槽部两侧壁都为相对对中倾斜的斜面壁；所述一级定位环槽（14）与二级定位环槽（15）中心间距等于一级配合花键（1.1）与二级配合花键（2.1）中心的间距。

3.根据权利要求1所述的液力传动箱机械换向机构，其特征在于：所述换向花键轴（3）与液力传动箱动力输入机构输出端连接方式采用花键连接传递扭矩，即通过在换向花键轴（3）加工外花键（16）与液力传动箱动力输入机构输出轴的花键套（17）配合传递扭矩。