CN103912673A - 换挡锁定机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路大型养路机械齿轮箱的换挡锁定机构，包括箱体、拨动机构、啮合套、锁定机构、齿轮轴和第一从动齿轮和第二从动齿轮，啮合套的内花键与齿轮轴的外花键常啮合滑动配合，第一从动齿轮通过第一轴承转动支撑在齿轮轴上，第一从动齿轮具有第一内花键，第二从动齿轮通过第二轴承转动支撑在齿轮轴上，第二从动齿轮具有第二内花键，啮合套的两端分别具有第一外花键和第二外花键，啮合套在齿轮轴上移动时，啮合套的第一外花键能与第一从动齿轮的第一内花键啮合或脱离，啮合套的第二外花键能与第二从动齿轮的第二内花键啮合或脱离。本发明换挡过程平稳、锁定可靠、操作安全方便，且结构合理，易于制造安装。

Description

换挡锁定机构
技术领域
本发明涉及一种铁路大型养路机械车轴齿轮箱，尤其是齿轮箱的换挡机构。
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；另一种是国内自主研发的YHG-1200移动式闪光焊轨车车轴齿轮箱，通过拨动啮合套的方式换挡，其锁定机构与08-32型捣固车辅助驱动车轴齿轮箱类似，挡位锁定也不可靠，弹簧和钢球配合的锁定方式组装不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换挡过程平稳、锁定可靠、操作安全方便，且结构合理，易于制造安装的换挡锁定机构。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种换挡锁定机构，包括箱体、拨动机构、啮合套、锁定机构、齿轮轴和第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述拨动机构装连在箱体上且传动连接啮合套，所述锁定机构装连在箱体上，所述啮合套具有内花键，所述齿轮轴具有外花键，所述啮合套的内花键与齿轮轴的外花键常啮合滑动配合，所述第一从动齿轮通过第一轴承转动支撑在齿轮轴上， 所述第一从动齿轮具有第一内花键，所述第二从动齿轮通过第二轴承转动支撑在齿轮轴上，所述第二从动齿轮具有第二内花键，所述啮合套的两端分别具有第一外花键和第二外花键，所述啮合套在齿轮轴上移动时，啮合套的第一外花键能与第一从动齿轮的第一内花键啮合或脱离，啮合套的第二外花键能与第二从动齿轮的第二内花键啮合或脱离。
 所述啮合套的第一外花键和第二外花键均为倒锥齿，所述第一从动齿轮的第一内花键和第二从动齿轮的第二内花键均为倒锥齿。
所述拨动机构包括拨动缸、拨叉拉杆和拨叉，拨动缸固连在箱体上，拨动缸的活塞杆与拨叉拉杆固连，拨叉拉杆与箱体滑动配合且远离拨动缸的一端伸出箱体之外，所述拨叉与拨叉拉杆固连，拨叉与啮合套的第一外花键和第二外花键之间的凹槽连接。 
 所述锁定机构包括安装座、螺塞、定位螺柱组件、止动销、定位块，所述安装座固连在箱体上且具有相互贯通的滑孔和腔室，拨叉拉杆的一端伸进滑孔和腔室且与滑孔滑动配合，定位块固定在拨叉拉杆上且位于腔室中，所述螺塞与安装座的外端固连，定位螺柱组件与安装座螺纹连接，所述拨叉拉杆上有空挡锁定凹槽，安装座上具有横向插销孔，横向插销孔与安装座的滑孔相通，所述止动销插在横向插销孔中且能与拨叉拉杆的空挡锁定凹槽配合。
所述定位螺柱组件包括空心螺柱、螺堵、弹簧及定位头，所述空心螺柱螺纹连接在安装座上，所述空心螺柱的内孔中从里到外依次装有定位头、弹簧和螺堵，螺堵与空心螺柱的内孔外端螺纹连接，定位头能与拨叉拉杆的空挡锁定凹槽配合。 
 所述定位块具有左端面和右端面，定位块移动时，左端面能与安装座的腔室的底台阶相抵，右端面能与螺塞的内壁相抵。
所述安装座上安装有三个伸进腔室的位置开关传感器，定位块移动时，能分别与三个位置开关传感器相碰。
采用上述结构后，本发明的换挡锁定过程如下：当拨动缸的活塞杆带动拨叉拉杆伸出时，拨叉拉杆连同拨叉一起向前伸出，使啮合套的第二外花键与第二从动齿轮的第二内花键啮合，定位块的右端面与螺塞的内壁相抵，为低速作业挡；当拨动缸的活塞杆伸出或缩回至定位螺柱的定位头与拨叉拉杆的凹槽配合时，啮合套的第一外花键、第二外花键与第一从动齿轮或第二从动齿轮的第一内花键、第二内花键脱开，为空挡状态，手动插入止动销，可锁定空挡位置；当拨动缸的活塞杆缩回至定位块的左端面与安装座的底台阶相抵时，啮合套的第一外花键与第一从动齿轮的第一内花键啮合，为高速作业挡。本发明换挡过程平稳，花键副自锁可靠，结构简单，安装方便。
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是本发明的换挡锁定机构的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的局部放大图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是图1中的啮合套结构示意图；
图6是啮合套的锥齿的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6所示，本发明的一种换挡锁定机构，包括箱体1、拨动机构、啮合套4、锁定机构、齿轮轴2和第一从动齿轮3和第二从动齿轮6，所述拨动机构装连在箱体1上且传动连接啮合套4，所述锁定机构装连在箱体1上，所述啮合套4具有内花键4-4，所述齿轮轴2具有外花键2-1，所述啮合套4的内花键4-4与齿轮轴2的外花键2-1常啮合滑动配合，所述第一从动齿轮3通过第一轴承18转动支撑在齿轮轴2上，所述第一从动齿轮3具有第一内花键3-1，所述第二从动齿轮6通过第二轴承19转动支撑在齿轮轴2上，所述第二从动齿轮6具有第二内花键6-1，所述啮合套4的两端分别具有第一外花键4-1和第二外花键4-3，啮合套4在齿轮轴2上移动时，啮合套4的第一外花键4-1能与第一从动齿轮3的第一内花键3-1啮合或脱离，啮合套4的第二外花键4-3能与第二从动齿轮6的第二内花键6-1啮合或脱离。
当啮合套4的第一外花键4-1与第一从动齿轮3的第一内花键3-1啮合时，为高速走行挡，当啮合套4的第二外花键4-3与第二从动齿轮6的第二内花键6-1啮合时，为低速作业挡，当啮合套4的第一外花键4-1、第二外花键4-3均与第一从动齿轮3、第二从动齿轮6的第一内花键3-1、第二内花键6-1脱离啮合时，为空挡。
 如图1、5、6所示，所述啮合套4的第一外花键4-1和第二外花键4-3均为倒锥齿，所述第一从动齿轮3的第一内花键3-1和第二从动齿轮6的第二内花键6-1均为倒锥齿。
当啮合套4的第一外花键4-1与第一从动齿轮3的第一内花键3-1啮合时，或当啮合套4的第二外花键4-3与第二从动齿轮6的第二内花键6-1啮合时，花键副会自动派生出轴向力，防止花键副脱开。
如图1、2、6所示，所述拨动机构包括拨动缸7、拨叉拉杆8和拨叉5，拨动缸7固连在箱体1上，拨动缸7的活塞杆7-1与拨叉拉杆8固连，拨叉拉杆8与箱体1滑动配合且远离拨动缸7的一端伸出箱体1之外，所述拨叉5与拨叉拉杆8固连，拨叉5与啮合套4的第一外花键4-1和第二外花键4-3之间的凹槽4-2连接。 
如图2、3、4所示，所述锁定机构包括安装座9、螺塞13、定位螺柱组件20、止动销10、定位块12，所述安装座9固连在箱体1上且具有相互贯通的滑孔9-1和腔室9-2，拨叉拉杆8的一端伸进滑孔9-1和腔室9-2且与滑孔9-1滑动配合，定位块12固定在拨叉拉杆8上且位于腔室9-2中，所述螺塞13与安装座9的外端固连，定位螺柱组件20与安装座9螺纹连接，所述拨叉拉杆8上有空挡锁定凹槽8-1，安装座9上具有横向插销孔9-3，横向插销孔9-3与安装座9的滑孔9-1相通，所述止动销10插在横向插销孔9-3中且能与拨叉拉杆8的空挡锁定凹槽8-1配合。止动销10可手动插入安装座9的横向插销孔9-3中且与拨叉拉杆8的空挡锁定凹槽8-1配合，锁定空挡位置。
 如图3所示，所述定位螺柱组件20包括空心螺柱14、螺堵15、弹簧16及定位头17，所述空心螺柱14螺纹连接在安装座9上，所述空心螺柱14的内孔中从里到外依次装有定位头17、弹簧16和螺堵15，螺堵15与空心螺柱14的内孔外端螺纹连接，定位头17能与拨叉拉杆8的空挡锁定凹槽8-1配合。
 如图3所示，所述定位块12具有左端面12-1和右端面12-2，定位块12移动时，左端面12-1能与安装座9的腔室9-2的底台阶9-4相抵，右端面12-2能与螺塞13的内壁13-1相抵。锁定高速走行挡和低速作业挡。
如图2、3所示，所述安装座9上安装有三个伸进腔室9-2的位置开关传感器11，定位块12移动时，能分别与三个位置开关传感器11相碰。锁定挡位位置。
如图1、2、3、4所示，本发明的换挡锁定过程如下：当拨动缸7的活塞杆7-1带动拨叉拉杆8伸出时，拨叉拉杆8连同拨叉5一起向前伸出，使啮合套4的第二外花键4-3与第二从动齿轮6的第二内花键6-1啮合，定位块12的右端面12-2与螺塞13的内壁13-1相抵，如图3的ⅡⅠ位置，为低速作业挡；当拨动缸7的活塞杆7-1伸出或缩回至定位螺柱的定位头17与拨叉拉杆8的空挡锁定凹槽8-1配合时，啮合套4的第一外花键4-1、第二外花键4-3与第一从动齿轮3或第二从动齿轮6的第一内花键3-1、第二内花键6-1脱开，位置状态如图3的Ⅱ位置，为空挡状态，手动插入止动销10，可锁定空挡位置；当拨动缸7的活塞杆7-1缩回至定位块12的左端面12-1与安装座9的底台阶9-4相抵时，啮合套4的第一外花键4-1与第一从动齿轮3的第一内花键3-1啮合，位置状态如图3的Ⅰ位置，为高速作业挡。本发明换挡过程平稳，花键副自锁可靠，结构简单，安装方便。

Claims (7)

1.一种换挡锁定机构，包括箱体（1）、拨动机构、啮合套（4）、锁定机构、齿轮轴（2）和第一从动齿轮（3）和第二从动齿轮（6），所述拨动机构装连在箱体（1）上且传动连接啮合套（4），所述锁定机构装连在箱体（1）上，所述啮合套（4）具有内花键（4-4），所述齿轮轴（2）具有外花键（2-1），所述啮合套（4）的内花键（4-4）与齿轮轴（2）的外花键（2-1）常啮合滑动配合，所述第一从动齿轮（3）通过第一轴承（18）转动支撑在齿轮轴（2）上，其特征在于：
a、所述第一从动齿轮（3）具有第一内花键（3-1），
b、所述第二从动齿轮（6）通过第二轴承（19）转动支撑在齿轮轴（2）上，所述第二从动齿轮（6）具有第二内花键（6-1），
c、所述啮合套（4）的两端分别具有第一外花键（4-1）和第二外花键（4-3），
d、所述啮合套（4）在齿轮轴（2）上移动时，啮合套（4）的第一外花键（4-1）能与第一从动齿轮（3）的第一内花键（3-1）啮合或脱离，啮合套（4）的第二外花键（4-3）能与第二从动齿轮（6）的第二内花键（6-1）啮合或脱离。
2.根据权利要求1所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述啮合套（4）的第一外花键（4-1）和第二外花键（4-3）均为倒锥齿，所述第一从动齿轮（3）的第一内花键（3-1）和第二从动齿轮（6）的第二内花键（6-1）均为倒锥齿。
3.根据权利要求1所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述拨动机构包括拨动缸（7）、拨叉拉杆（8）和拨叉（5），拨动缸（7）固连在箱体（1）上，拨动缸（7）的活塞杆（7-1）与拨叉拉杆（8）固连，拨叉拉杆（8）与箱体（1）滑动配合且远离拨动缸（7）的一端伸出箱体（1）之外，所述拨叉（5）与拨叉拉杆（8）固连，拨叉（5）与啮合套（4）的第一外花键（4-1）和第二外花键（4-3）之间的凹槽（4-2）连接。
4.根据权利要求1所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述锁定机构包括安装座（9）、螺塞（13）、定位螺柱组件（20）、止动销（10）、定位块（12），所述安装座（9）固连在箱体（1）上且具有相互贯通的滑孔（9-1）和腔室（9-2），拨叉拉杆（8）的一端伸进滑孔（9-1）和腔室（9-2）且与滑孔（9-1）滑动配合，定位块（12）固定在拨叉拉杆（8）上且位于腔室（9-2）中，所述螺塞（13）与安装座（9）的外端固连，定位螺柱组件（20）与安装座（9）螺纹连接，所述拨叉拉杆（8）上有空挡锁定凹槽（8-1），安装座（9）上具有横向插销孔（9-3），横向插销孔（9-3）与安装座（9）的滑孔（9-1）相通，所述止动销（10）插在横向插销孔（9-3）中且能与拨叉拉杆（8）的空挡锁定凹槽（8-1）配合。
5.根据权利要求4所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述定位螺柱组件（20）包括空心螺柱（14）、螺堵（15）、弹簧（16）及定位头（17），所述空心螺柱（14）螺纹连接在安装座（9）上，所述空心螺柱（14）的内孔中从里到外依次装有定位头（17）、弹簧（16）和螺堵（15），螺堵（15）与空心螺柱（14）的内孔外端螺纹连接，定位头（17）能与拨叉拉杆（8）的空挡锁定凹槽（8-1）配合。
6.根据权利要求4所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述定位块（12）具有左端面（12-1）和右端面（12-2），定位块（12）移动时，左端面（12-1）能与安装座（9）的腔室（9-2）的底台阶（9-4）相抵，右端面（12-2）能与螺塞（13）的内壁（13-1）相抵。
7.根据权利要求1所述的换挡锁定机构，其特征在于：所述安装座（9）上安装有三个伸进腔室（9-2）的位置开关传感器（11），定位块（12）移动时，能分别与三个位置开关传感器（11）相碰。
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