CN103671805A - 动力传动箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力传动箱，包括箱体、输入轴、输出轴、主动齿轮、从动齿轮、换档离合器、拨动机构和液压马达，箱体包括左箱体和右箱体，左箱体和右箱体剖分面为垂直面，主动齿轮的轮孔中设有轴承座和内花键，轴承座内安装有两个球轴承，输入轴具有外花键，换档离合器由换档啮合套、啮合套定位机构和主动齿轮内花键组成，啮合套定位机构装在输入轴上，换档啮合套具有内花键和外花键，换档啮合套的内花键与输入轴的外花键啮合且轴向滑动配合，换档啮合套的外花键能与主动齿轮的内花键啮合或分开，所述拨动机构包括拨动缸、拨叉拉杆和拨叉。本发明结构简单合理，易于制造，实现快速多功能作业车高速运行和低恒速作业走行驱动要求。

Description

动力传动箱
技术领域
本发明涉及一种轨道养护机械，尤其是有关工程车辆的工况变换动力传动箱。
背景技术
轨道养护机械——快速多功能综合作业车，是电气化铁路、高速客运专线接触网检修、维护、抢修的专业设备，也可用于线路、桥梁等设施的检查和维护的铁路工程车辆。
随着我国高速铁路在“十一五”期间迅猛发展，截至目前开通里程已达1万多公里，尤其自京沪高铁开通运营后，接触网事故频发，对接触网进行快速抢修、救援，保证旅客列车正点运行将是重中之重。国内高速电气化铁路缺少快速多功能综合作业车，进行接触网检修、抢修、救援和应对冰冻等自然灾害。
据了解，目前国外主要有PLASSER公司生产的MTW100型接触网检修车（120km/h）、GBM公司生产的BR711型快速多功能综合作业车（160km/h以上）、ROBEL公司生产的57.44型检修车（140km/h）；而国内目前没有成熟的产品，正准备研制该车型。
快速多功能作业车需同时具备高速运行和低恒速作业两种工况，两种工况共用同一个发动机。最高运行速度160km/h，作业走行速度0～10km/h；高速运行时，高速时为机械传动，低速作业时采用液压驱动的方式，以实现低恒速。根据整车功能需求，需配置具备高、低速工况变换且能实现低恒速作业走行的动力传动箱。
动力传动箱用于液力变速箱和车轴齿轮箱之间的过渡动力传递；作业走行时，动力由直接安装于动力传动箱上的液压马达提供，动力通过动力传动箱传递至车轴齿轮箱，从而驱动整车作业走行；两种工况之间的转换通过动力箱内设置的换档离合系统实现。
国外主要有STIEBEL和OMSI两家公司生产动力传动箱，主要应用于建筑工程车辆、市政环卫车辆、消防车辆等，其产品系列中没有完全符合新开发的快速多功能作业车技术要求的产品；而国内目前亦没有满足该车型的工况动力传动箱的成熟产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理，易于制造，且可以满足高、低速工况变换及动力传动要求，实现快速多功能作业车高速运行和低恒速作业走行驱动要求的动力传动箱。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种动力传动箱，包括箱体、输入轴、输出轴、主动齿轮、从动齿轮、换档离合器、拨动机构和液压马达，所述拨动机构装连在箱体上，液压马达传动连接输入轴，所述箱体包括左箱体和右箱体，左箱体和右箱体剖分面为垂直面，所述主动齿轮与从动齿轮常啮合，主动齿轮的轮孔中设有轴承座和内花键，轴承座内安装有两个球轴承，主动齿轮通过两个球轴承转动支撑在输入轴上，所述输入轴具有外花键，所述换档离合器由换档啮合套、啮合套定位机构和主动齿轮内花键组成，所述啮合套定位机构装在输入轴上，换档啮合套具有内花键和外花键，换档啮合套的内花键与输入轴的外花键啮合且轴向滑动配合，换档啮合套的外花键能与主动齿轮的内花键啮合或分开，所述拨动机构包括拨动缸、拨叉拉杆和拨叉，拨叉拉杆与拨动缸的活塞杆轴向固定连接，拨叉固定在拨叉拉杆上，拨叉拉杆两端分别与左箱体和右箱体滑动配合。
所述输出轴的一端由两个背靠背安装的圆锥滚子轴承支撑，输出轴的另一端由单列圆柱滚子轴承支撑。
所述输出轴的两端均装有法兰盘，所述输出轴上的法兰盘的旋转贯通部位通过接触式旋转骨架油封密封。
所述啮合套定位机构包括弹簧和钢球，钢球与换档啮合套内孔中的定位凹槽配合。
所述箱体的底部有油泵安装座，油泵安装座上装有润滑油泵，输出轴上具有偏心环，偏心环与润滑油泵的柱塞配合，润滑油泵通过润滑油管及油路分配块与各轴承处油路相通。
所述输入轴通过两个圆柱滚子轴承分别支撑在左箱体和右箱体上，输入轴通过花键与液压马达的输出轴相连，液压马达的机体与箱体固连。
所述箱体上设置锁紧机构，锁紧机构由螺栓、定位弹簧和定位钢球组成，拨叉拉杆上设有挂档凹槽和空档凹槽，锁紧机构的定位钢球能分别与拨叉拉杆上的挂档凹槽和空档凹槽相配合。
所述拨动机构还包括两个接近开关和挡位指示块，两个接近开关均装在拨动缸的活塞杆的侧面，挡位指示块与拨动缸的活塞杆装连，挡位指示块可分别与两个接近开关单独靠近。
所述箱体上具有通气器接口，通气器连接在通气器接口上，箱体上具有安装支座 。
采用上述结构后，由于所述箱体包括左箱体和右箱体，左箱体和右箱体剖分面为垂直面，因此箱体两侧的轴承座孔不被剖分，可使轴承座孔的加工精度更高，更好地保证轴承座孔的同轴度，同时组装也比较方便；
由于所述主动齿轮通过两个球轴承转动支撑在输入轴上，因此，无需在箱体上的内部设置轴承座，使箱体结构简单，精度易得到保证； 
由于所述换档啮合套的内花键与输入轴的外花键啮合且轴向滑动配合，换档啮合套的外花键能与主动齿轮的内花键啮合或分开，实现离合。因此，结构更简单，对输入轴的定位精度要求不高，便于主动齿轮和输入轴的制造，组装过程简单，便于润滑。
由于所述拨叉拉杆与拨动缸的活塞杆轴向固定连接，拨叉拉杆两端分别与左箱体和右箱体滑动配合，因此，通过活塞杆的往复运动直接带动拨叉拉杆的运动，活塞杆和拨叉拉杆处于同一直线上，不会产生转矩，损坏，结构简单实用，拨叉拉杆刚度好，不易磨损，箱体等零件加工精度要求不高；
由于所述输出轴的一端由两个背靠背安装的圆锥滚子轴承支撑，输出轴的另一端由单列圆柱滚子轴承支撑，因此，圆锥滚子轴承的游隙的调整可通过轴承内圈间的隔圈来调整，调整时在压力机上单独进行，调整准确、方便；另外，圆锥滚子轴承背靠背安装使力的作用点距离大，力矩承载能力相比面对面安装的轴承大。
本发明结构简单合理，易于制造，且可满足轨道工程车辆高速运行和低速作业走行工况变换及动力传递要求，减少车辆布置空间和配重；使轨道工程车辆具备机械传动和液压传动两种传动方式，满足车辆低恒速作业驱动要求。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的动力传动箱的结构示意图；
图2是图1的左视（逆时针旋转90°）图；
图3是图1的右视（顺时针旋转90°）图；
图4是图2的A-A剖视图；
图5是图2的B-B剖视图；
图6是图4中的啮合套定位机构部位的局部放大图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，本发明的一种动力传动箱，包括箱体1、输入轴16、输出轴18、主动齿轮13、从动齿轮7、换档离合器、拨动机构4和液压马达3，所述拨动机构4装连在箱体1上，液压马达3传动连接输入轴16，所述箱体1包括左箱体1-1和右箱体1-2，左箱体1-1和右箱体1-2剖分面为垂直面，所述主动齿轮13与从动齿轮7常啮合，主动齿轮13的轮孔中设有轴承座13-1和内花键13-2，轴承座13-1内安装有两个球轴承12，主动齿轮13通过两个球轴承12转动支撑在输入轴16上，所述输入轴16具有外花键16-1，所述换档离合器由换档啮合套14、啮合套定位机构17和主动齿轮内花键13-2组成，所述啮合套定位机构17装在输入轴16上，换档啮合套14具有内花键14-2和外花键14-1，换档啮合套14的内花键14-2与输入轴16的外花键16-1啮合且轴向滑动配合，换档啮合套14的外花键14-1能与主动齿轮13的内花键13-2啮合或分开，所述拨动机构4包括拨动缸4-1、拨叉拉杆4-4和拨叉4-5，拨叉拉杆4-4与拨动缸4-1的活塞杆4-1-1轴向固定连接，拨叉4-5固定在拨叉拉杆4-4上，拨叉拉杆4-4 两端分别与左箱体1-1和右箱体1-2滑动配合。
液压马达3最好采用变量泵变量马达，可实现无级变速，较好地满足车辆低恒速作业速度控制要求。
换档啮合套14的外花键14-1与主动齿轮13的内花键13-2齿的齿端采用倒圆角结构，便于换挡啮合套14的外花键14-1齿与主动齿轮13的内花键13-2齿槽对中，缓和冲击，避免齿端损伤，且换挡阻力较小，有效延长拨动机构4和换挡离合器的寿命。
如图4所示，所述输出轴18的一端由两个背靠背安装的圆锥滚子轴承20支撑，输出轴18的另一端由单列圆柱滚子轴承10支撑。
如图4所示，所述输出轴18的两端均装有法兰盘9，所述输出轴18上的法兰盘9的旋转贯通部位通过接触式旋转骨架油封8、19密封。
如图4、6所示，所述啮合套定位机构17包括弹簧17-1和钢球17-2，钢球17-2与换档啮合套14内孔中的定位凹槽14-3配合。结构简单、限位可靠。
如图1、2、3所示，所述箱体1的底部有油泵安装座1-5，油泵安装座1-5上装有润滑油泵5，输出轴18上具有偏心环21，偏心环21与润滑油泵5的柱塞5-1配合，润滑油泵5通过润滑油管24及油路分配块23与各轴承处油路相通。采用润滑油泵5和浸油飞溅润滑相结合的方式，不论车辆高速、低速运行，整个动力传动箱的齿轮、轴承均能得到有效润滑。
如图4、5所示，所述输入轴16通过两个圆柱滚子轴承11、15分别支撑在左箱体1-1和右箱体1-2上，输入轴16通过花键与液压马达3的输出轴3-1相连，液压马达3的机体通过连接法兰与箱体1固连。
如图5所示，所述箱体1上设置锁紧机构22，锁紧机构22由螺栓22-1、定位弹簧22-2和定位钢球22-3组成，拨叉拉杆4-4上设有挂档凹槽4-4-1和空档凹槽4-4-2，锁紧机构22的定位钢球22-3能分别与拨叉拉杆4-4上的挂档凹槽4-4-1和空档凹槽4-4-2相配合。
如图5所示，所述拨动机构4还包括两个接近开关4-3和挡位指示块4-2，两个接近开关4-3均装在拨动缸4-1的活塞杆4-1-1的侧面，挡位指示块4-2与拨动缸4-1的活塞杆4-1-1装连，挡位指示块4-2可分别与两个接近开关4-3单独靠近。
如图1、3、2所示，所述箱体1上具有通气器接口1-3，通气器6连接在通气器接口1-3上，箱体1上具有安装支座 1-4。
如图1、4、5所示，本发明使用过程如下，当车辆高速运行时，拨动缸4-1动作，使换档啮合套14与主动齿轮13脱开，此时动力传动箱处在脱档状态，从动齿轮7随输出轴18转动，带动主动齿轮13，主动齿轮13在其内部的两个球轴承12的支撑下绕输入轴16自由转动，液压马达3被脱开；液力变速箱的动力通过传动轴（不包含在本发明内）25传递到输出轴18，再通过另一传动轴（不包含在本发明内）26将动力传递给车轴齿轮箱，由车轴齿轮箱驱动轮对，实现车辆高速走行。当车辆低速作业时，拨动缸4-1动作，使换档啮合套14与主动齿轮13啮合，此时动力传动箱处在挂档状态，液压马达3的动力通过输入轴16传递到主动齿轮13，经从动齿轮7传递给输出轴18，通过传动轴26将动力传递给车轴齿轮箱，由车轴齿轮箱驱动轮对，实现车辆低速作业走行。
本发明具有以下显著优点：整体结构紧凑，重量轻巧，布置合理，加工制造方便。可满足轨道工程车辆高速运行和低速作业走行工况变换及动力传递要求，减少车辆布置空间和配重；使轨道工程车辆具备机械传动和液压传动两种传动方式，满足车辆低恒速作业驱动要求。

Claims (9)

1.一种动力传动箱，包括箱体（1）、输入轴（16）、输出轴（18）、主动齿轮（13）、从动齿轮（7）、换档离合器、拨动机构（4）和液压马达（3），所述拨动机构（4）装连在箱体（1）上，液压马达（3）传动连接输入轴（16），其特征在于： 
a、所述箱体（1）包括左箱体（1-1）和右箱体（1-2），左箱体（1-1）和右箱体（1-2）剖分面为垂直面， 
b、所述主动齿轮（13）与从动齿轮（7）常啮合，主动齿轮（13）的轮孔中设有轴承座（13-1）和内花键（13-2），轴承座（13-1）内安装有两个球轴承（12），主动齿轮（13）通过两个球轴承（12）转动支撑在输入轴（16）上，
c、所述输入轴（16）具有外花键（16-1），
d、所述换档离合器由换档啮合套（14）、啮合套定位机构（17）和主动齿轮内花键（13-2）组成，所述啮合套定位机构（17）装在输入轴（16）上，换档啮合套（14）具有内花键（14-2）和外花键（14-1），换档啮合套（14）的内花键（14-2）与输入轴（16）的外花键（16-1）啮合且轴向滑动配合，换档啮合套（14）的外花键（14-1）能与主动齿轮（13）的内花键（13-2）啮合或分开， 
e、所述拨动机构（4）包括拨动缸（4-1）、拨叉拉杆（4-4）和拨叉（4-5），拨叉拉杆（4-4）与拨动缸（4-1）的活塞杆（4-1-1）轴向固定连接，拨叉（4-5）固定在拨叉拉杆（4-4）上，拨叉拉杆（4-4） 两端分别与左箱体（1-1）和右箱体（1-2）滑动配合。
2. 根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述输出轴（18）的一端由两个背靠背安装的圆锥滚子轴承（20）支撑，输出轴（18）的另一端由单列圆柱滚子轴承（10）支撑。
3.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述输出轴（18）的两端均装有法兰盘（9），所述输出轴（18）上的法兰盘（9）的旋转贯通部位通过接触式旋转骨架油封（8、19）密封。
4.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述啮合套定位机构（17）包括弹簧（17-1）和钢球（17-2），钢球（17-2）与换档啮合套（14）内孔中的定位凹槽（14-3）配合。
5.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述箱体（1）的底部有油泵安装座（1-5），油泵安装座（1-5）上装有润滑油泵（5），输出轴（18）上具有偏心环（21），偏心环（21）与润滑油泵（5）的柱塞（5-1）配合，润滑油泵（5）通过润滑油管（24）及油路分配块（23）与各轴承处油路相通。
6.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述输入轴（16）通过两个圆柱滚子轴承（11、15）分别支撑在左箱体（1-1）和右箱体（1-2）上，输入轴（16）通过花键与液压马达（3）的输出轴（3-1）相连，液压马达（3）的机体与箱体（1）固连。
7.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述箱体（1）上设置锁紧机构（22），锁紧机构（22）由螺栓（22-1）、定位弹簧（22-2）和定位钢球（22-3）组成，拨叉拉杆（4-4）上设有挂档凹槽（4-4-1）和空档凹槽（4-4-2），锁紧机构（22）的定位钢球（22-3）能分别与拨叉拉杆（4-4）上的挂档凹槽（4-4-1）和空档凹槽（4-4-2）相配合。
8.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述拨动机构（4）还包括两个接近开关（4-3）和挡位指示块（4-2），两个接近开关（4-3）均装在拨动缸（4-1）的活塞杆（4-1-1）的侧面，挡位指示块（4-2）与拨动缸（4-1）的活塞杆（4-1-1）装连，挡位指示块（4-2）可分别与两个接近开关（4-3）单独靠近。
9.根据权利要求1所述的动力传动箱，其特征在于：所述箱体（1）上具有通气器接口（1-3），通气器（6）连接在通气器接口（1-3）上，箱体（1）上具有安装支座 （1-4）。
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