CN103851180B - 齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路大型养路机械的齿轮箱，包括箱体、主动齿轮轴、从动齿轮、中间齿轮轴、车轴齿轮、换挡机构和锁定机构，从动齿轮固定在中间齿轮轴上，从动齿轮与主动齿轮轴常啮合，换挡机构包括换挡驱动缸，换挡驱动缸固连在箱体上，换挡机构还包括推杆、连接块和转动架，推杆位于箱体内，且相对箱体往复滑动，换挡驱动缸的活塞杆与推杆的一端连接，推杆的另一端与连接块铰接，连接块与转动架铰接，转动架套在主动齿轮轴之外，且绕主动齿轮轴摆动，中间齿轮轴的两端均转动支承在转动架上，中间齿轮轴与车轴齿轮啮合或分离，锁定机构包括箱体上安装的定位块和转动架上对应设有的行程块。本发明换挡过程平稳、操作安全方便，且结构合理。

Description

齿轮箱
技术领域
本发明涉及一种铁路大型养路机械的齿轮传动机构，尤其是液压驱动齿轮箱。
背景技术
齿轮箱根据不同工况要求，通过换挡机构实现挡位转换，为了防止挡位位置的意外移动，设有挡位锁定机构。现有的液压驱动齿轮箱的换挡锁定机构有如下两种方式：一种是从Plasser﹠Theurer公司引进的08-32型捣固车辅助驱动车轴齿轮箱，其通过拨动齿轮的方式换挡，它采用气缸推动拨叉，拨叉带动齿轮在花键轴上移动来实现挡位转换，由于齿轮啮合侧隙较小，在换挡时，主动齿轮很难准确地插入从动齿轮，换挡不方便；其锁定机构采用弹簧、钢球锁定，锁定可靠性不高，特别在车辆运行震动大或弹簧刚度不够的情况下，极易发生挡位位置的意外移动，即发生脱挡现象，从而损坏齿轮；另一种是从美国Jackson公司引进的PGM-48型钢轨打磨车车轴齿轮箱，其通过拨动啮合套的方式换挡，由于采用带有内、外花键的薄壁啮合套与带外花键的齿轮轴及带内花键的齿轮进行挡位转换，并利用啮合套的倒锥齿进行挡位锁定，啮合套制造难度大，挡位锁定也不可靠，齿轮轴配合部位多，加工要求高，制造难度大，受力复杂，结构不合理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换挡过程平稳、操作安全方便，且结构合理，易于制造的齿轮箱。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种齿轮箱，包括箱体、主动齿轮轴、从动齿轮、中间齿轮轴、车轴齿轮、换挡机构和锁定机构，其中所述从动齿轮固定在中间齿轮轴上，从动齿轮与主动齿轮轴常啮合，所述换挡机构包括换挡驱动缸，换挡驱动缸固连在箱体上，所述换挡机构还包括推杆、连接块和转动架，所述推杆位于箱体内，且相对箱体往复滑动，所述换挡驱动缸的活塞杆与推杆的一端连接，所述推杆的另一端与连接块铰接，所述连接块与转动架铰接，所述转动架套在主动齿轮轴之外，且绕主动齿轮轴摆动，所述中间齿轮轴的两端均转动支承在转动架上，所述转动架摆动时，中间齿轮轴与车轴齿轮啮合或分离，所述锁定机构包括箱体上安装的定位块和转动架上对应设有的行程块，当换挡驱动缸推动转动架摆动并挂档后，转动架上的行程块能与定位块相贴靠，以锁定位置。
所述箱体内壁设有导向槽，所述推杆与导向槽往复滑动配合。
所述转动架具有两个叉臂，两个叉臂上均具有连接孔和支撑孔，所述连接孔中装有第一轴承座，所述主动齿轮轴两端分别通过第一轴承转动支承在第一轴承座上，第一轴承座再通过第二轴承支承在箱体上，所述两个叉臂的支撑孔均装有第三轴承，所述中间齿轮轴的两端均通过第三轴承转动支承在转动架的叉臂上。
所述箱体上安装有固定轴，固定轴上松配合有两个定位块，转动架上的行程块对应为两个，定位块和行程块的贴合面均为平面。
所述锁定机构还包括插销，箱体的两侧各滑动配合有一个插销，当齿轮箱处于空挡位置时，两个插销能伸在转动架的行程块前面，以阻止转动架摆动。
所述换挡驱动缸上安装有两个位置传感器，两个位置传感器分别与挂档和空档位置相对应。
采用上述结构后，本发明的齿轮箱换挡过程如下，当换挡驱动缸的活塞杆伸出时，推杆向前直线运动，推动连接块，连接块再推动转动架绕主动齿轮轴摆动，使中间齿轮轴与车轴齿轮啮合，为挂挡状态；当换挡驱动缸的活塞杆缩回时，推杆向后直线运动，带动连接块，连接块再使转动架绕主动齿轮轴反向摆动，使中间齿轮轴与车轴齿轮脱开，为空挡状态。换挡过程中齿轮副是逐渐进入啮合或逐渐脱离啮合的，换挡过程平稳、无冲击、操作安全方便，与现有技术相比还具有挡位锁定可靠，结构合理，易于制造等优点。
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是本发明的齿轮箱连接在轮对上的结构示意图；
图2是本发明处于挂挡位置时的图1的A-A剖视图；
图3是本发明处于空挡位置时的图1的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是图3的C-C剖视图；
图6是本发明中的转动架的结构示意图；
图7是图6的俯视图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6、7所示，本发明的一种齿轮箱，包括箱体4、主动齿轮轴7、从动齿轮10、中间齿轮轴11、车轴齿轮12、换挡机构和锁定机构，其中所述从动齿轮10固定在中间齿轮轴11上，从动齿轮10与主动齿轮轴7常啮合，所述换挡机构包括换挡驱动缸6，换挡驱动缸6固连在箱体4上，所述换挡机构还包括推杆17、连接块18和转动架5，所述推杆17位于箱体4内，且相对箱体4往复滑动，所述换挡驱动缸6的活塞杆6-1与推杆17的一端连接，所述推杆17的另一端与连接块18铰接，所述连接块18与转动架5铰接，所述转动架5套在主动齿轮轴7之外，且绕主动齿轮轴7摆动，所述中间齿轮轴11的两端均转动支承在转动架5上，所述转动架5摆动时，中间齿轮轴11与车轴齿轮12啮合或分离，所述锁定机构包括箱体4上安装的定位块14和转动架5上对应设有的行程块15，当换挡驱动缸6推动转动架5摆动并挂档后，转动架5上的行程块15能与定位块14相贴靠，以锁定位置。
如图2、3、4、5所示，所述箱体4内壁设有导向槽4-1，所述推杆17与导向槽4-1往复滑动配合。
如图1、4、5、6、7所示，所述转动架5具有两个叉臂5-1，两个叉臂5-1上均具有连接孔5-1-1和支撑孔5-1-2，所述连接孔5-1-1中装有第一轴承座8，所述主动齿轮轴7两端分别通过第一轴承21转动支承在第一轴承座8上，第一轴承座8再通过第二轴承9支承在箱体4上，所述两个叉臂5-1的支撑孔5-1-2均装有第三轴承20，所述中间齿轮轴11的两端均通过第三轴承20转动支承在转动架5的叉臂5-1上。
如图2、3、4、5所示，为了保证挂挡位置的可靠性，所述箱体4上安装有固定轴13，固定轴13上松配合有两个定位块14，转动架5上的行程块15对应为两个，定位块14和行程块15的贴合面均为平面。这样，当换挡驱动缸6推动转动架5挂档后，转动架5上的行程块15与定位块14紧贴，锁定位置。定位块14可以绕固定轴13旋转，保证行程块15的贴合面与定位块14的贴合面相互贴合，锁定安全可靠。
如图3、4、5所示，为了使空挡位置锁定可靠，所述锁定机构还包括插销19，箱体4的两侧各滑动配合有一个插销19，当齿轮箱处于空挡位置时，两个插销19能伸在转动架5的行程块15前面，以阻止转动架5摆动。一个插销19由手动操作，另一个插销19由电控式的动力缸驱动。当齿轮箱处于空挡位置时，两个插销19同时伸出阻止转动架5摆动，防止因误操作而导致齿轮啮合损坏。
如图2、3所示，为了保证换挡锁定可靠，所述换挡驱动缸6上安装有两个位置传感器16，两个位置传感器16分别与挂档和空档位置相对应。
如图1、2、3、4、5所示，本发明的换挡锁定动作过程如下：将液压驱动装置3与本发明的主动齿轮轴7通过花键联接，当低速作业运行时，首先输入电信号，拔出箱体4两侧的插销19，再给换挡驱动缸6电信号，使活塞杆6-1向前伸出，推动推杆17沿箱体4的导向槽4-1向前运动，推动连接块18，连接块18带动转动架5向上绕主动齿轮轴7摆动（见图2），使中间齿轮轴11与车轴齿轮12啮合，行程块15与定位块14贴合锁定，车轴齿轮12固连在车轴1上，将动力传递至车轮2，驱动整车作业前行；当高速运行时，首先给换挡驱动缸6电信号，使活塞杆6-1向后缩回，带动推杆17沿箱体4的导向槽4-1向后运动，带动连接块18，连接块18使转动架5向下绕主动齿轮轴7摆动（见图3），使中间齿轮轴11与车轴齿轮12脱离啮合，当换挡结束后，再给插销19电信号，手动和电控一起使两侧的插销19伸出，空挡锁定，此时，齿轮箱被牵引运行，中间齿轮轴11与主动齿轮轴7均不旋转，齿轮箱处于空挡位置。

Claims (6)

1.一种齿轮箱，包括箱体（4）、主动齿轮轴（7）、从动齿轮（10）、中间齿轮轴（11）、车轴齿轮（12）、换挡机构和锁定机构，其中所述从动齿轮（10）固定在中间齿轮轴（11）上，从动齿轮（10）与主动齿轮轴（7）常啮合，所述换挡机构包括换挡驱动缸（6），换挡驱动缸（6）固连在箱体（4）上，其特征在于：
a、所述换挡机构还包括推杆（17）、连接块（18）和转动架（5），
b、所述推杆（17）位于箱体（4）内，且相对箱体（4）往复滑动，
c、所述换挡驱动缸（6）的活塞杆（6-1）与推杆（17）的一端连接，
d、所述推杆（17）的另一端与连接块（18）铰接，
e、所述连接块（18）与转动架（5）铰接，
f、所述转动架（5）套在主动齿轮轴（7）之外，且绕主动齿轮轴（7）摆动，
g、所述中间齿轮轴（11）的两端均转动支承在转动架（5）上，
h、所述转动架（5）摆动时，中间齿轮轴（11）与车轴齿轮（12）啮合或分离，
i、所述锁定机构包括箱体（4）上安装的定位块（14）和转动架（5）上对应设有的行程块（15），当换挡驱动缸（6）推动转动架（5）摆动并挂档后，转动架（5）上的行程块（15）能与定位块（14）相贴靠，以锁定位置。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：所述箱体（4）内壁设有导向槽（4-1），所述推杆（17）与导向槽（4-1）往复滑动配合。
3.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：所述转动架（5）具有两个叉臂（5-1），两个叉臂（5-1）上均具有连接孔（5-1-1）和支撑孔（5-1-2），所述连接孔（5-1-1）中装有第一轴承座（8），所述主动齿轮轴（7）两端分别通过第一轴承（21）转动支承在第一轴承座（8）上，第一轴承座（8）再通过第二轴承（9）支承在箱体（4）上，所述两个叉臂（5-1）的支撑孔（5-1-2）均装有第三轴承（20），所述中间齿轮轴（11）的两端均通过第三轴承（20）转动支承在转动架（5）的叉臂（5-1）上。
4.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：所述箱体（4）上安装有固定轴（13），固定轴（13）上松配合有两个定位块（14），转动架（5）上的行程块（15）对应为两个，定位块（14）和行程块（15）的贴合面均为平面。
5.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：所述锁定机构还包括插销（19），箱体（4）的两侧各滑动配合有一个插销（19），当齿轮箱处于空挡位置时，两个插销（19）能伸在转动架（5）的行程块（15）前面，以阻止转动架（5）摆动。
6.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：所述换挡驱动缸（6）上安装有两个位置传感器（16），两个位置传感器（16）分别与挂档和空档位置相对应。
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