CN103939493B - 末级离合器及装有该离合器的液力机械变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种末级离合器及装有该离合器的液力机械变速箱，包括冷却润滑油路、末级输出轴（3）、末级齿轮（4）、第一端面齿齿轮（7）、从动输出轴（17）、复位弹簧（8）、支撑芯（19）、外壳框架（10），所述外壳框架（10）上安装有传感器（11、12），所述传感器（11、12）对所述端面齿齿轮（7）上安装的凸环（13）的位置进行检测、输出信号，该末级离合器啮合准确稳定、不易打齿、稳定性较高。

Description

末级离合器及装有该离合器的液力机械变速箱

技术领域

本发明涉及一种末级离合器及装有该离合器的液力机械变速箱。

背景技术

由于液力机械变速箱具有根据外载荷的变化自动改变牵引力和速度的作用，被广泛应用在工程机械上，实现了车辆的操纵简化、起步平稳以及加速迅速等功能；同时，通过液体传递动力，可降低传动系统的动载荷和振动，延长传动系统的使用寿命，提高车辆行驶安全性和通过性。

现有的液力机械变速箱的末级离合器脱挂末级离合器较为困难，特别是挂末级离合器时，经常出现挂不到位的情况，特别是在挂末级离合器的过程中容易出现打齿情况，造成齿轮损伤。

专利号为ZL00133784.X的日本发明专利公开了一种用于液力变矩器的锁止离合器,包括一泵延伸部,一接收板,该接收板与该泵延伸部联接从而限定一液压室,该液压室与在一泵叶轮和一透平叶轮之间限定的部分相通,与该接收板相对的压片板,用于朝向或远离该接收板移动,一设置在该接收板与该压片板之间并与该透平叶轮联接的环形摩擦离合器板,一复位弹簧,该复位弹簧用于沿收缩方向偏压该压片板,及一泄漏孔,该泄漏孔使上述接收板的内部和外部在上述摩擦离合器板的内圆周侧相互联通。当该泵叶轮的旋转速度增加到等于或高于一预定值的值时,该压片板在该液压室中的离心液压力的作用下与该接收板配合将该摩擦离合器板夹住。该锁止离合器结构简单，不需要专门的控制装置，但是该液力变矩器的锁止离合器通过其内部的接收板和压片板传递力矩的方式并不能够承受较大的转矩，容易磨损相关部件缺结合的稳定性较差。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本发明的第一个目的在于提供一种啮合准确稳定、不易打齿、稳定性较高的一种末级离合器。

本发明是通过如下技术方案实现的，一种末级离合器，包括冷却润滑油路、末级输出轴、末级齿轮、第一端面齿齿轮、从动输出轴、复位弹簧、支撑芯、外壳框架，所述外壳框架上安装有传感器，所述传感器对所述第一端面齿齿轮上安装的凸环的位置进行检测、并输出信号。

优选的是，所述传感器的数量为两个。

在上述任一方案中优选的是，所述两个传感器在轴向方向上留有间隙，在径向方向上形成夹角，所述夹角的错开的距离大于所述间隙的距离。

在上述任一方案中优选的是，所述末级输出轴的左端悬臂安装有第一端面齿齿轮，第一端面齿齿轮套在所述末级输出轴的左端部。

在上述任一方案中优选的是，所述末级齿轮安装在所述末级输出轴上，所述末级输出轴的左端开设有能容纳支撑芯的空腔。

在上述任一方案中优选的是，所述从动输出轴的右端为第二端面齿齿轮，所述从动输出轴与所述第二端面齿齿轮为一次制造成型的一体式结构。

在上述任一方案中优选的是，所述从动输出轴的第二端面齿齿轮与第一端面齿齿轮相互啮合连接形成密封的空腔结构。

在上述任一方案中优选的是，所述第二端面齿齿轮的上下两侧开设有贯穿的垂向孔。

在上述任一方案中优选的是，所述支撑芯的一端通过滚针轴承安装在所述末级输出轴的空腔内，另一端置于所述空腔结构内并置于从动输出轴底部的圆孔内。

在上述任一方案中优选的是，所述从动输出轴通过安装在其上的圆锥滚子轴承固定支撑在所述外壳框架上。

在上述任一方案中优选的是，所述末级输出轴上套有复位弹簧，复位弹簧与所述末级输出轴左端的径向凸出部活动接合。

在上述任一方案中优选的是，所述复位弹簧通过所述径向凸出部与所述第一端面齿齿轮轴向限位。

在上述任一方案中优选的是，所述末级输出轴穿过所述第一端面齿齿轮并置于所述从动输出轴的第二端面齿齿轮与端面齿齿轮相互啮合连接形成的密封空腔内。

在上述任一方案中优选的是，所述第一端面齿齿轮与所述外壳框架之间形成一个空腔。

在上述任一方案中优选的是，所述空腔轴向两端分别设置有密封圈。

在上述任一方案中优选的是，所述末级输出轴内的轴心位置开设有贯通的轴向油道并且该轴向油道与所述支撑芯的轴心位置开设的轴向油道贯通连接。

在上述任一方案中优选的是，所述支撑芯的左端开设有垂直于所述轴向油道的贯通圆孔且该贯通圆孔与所述支撑芯的轴向油道贯通连接。

在上述任一方案中优选的是，所述外壳框架与所述从动输出轴的圆周外壁之间留有间隙。

在上述任一方案中优选的是，所述外壳框架内开设有油道且该油道与所述第一端面齿齿轮内的油道贯通连接。

在上述任一方案中优选的是，所述垂向孔通过所述外壳框架与所述从动输出轴之间的间隙贯通。

在上述任一方案中优选的是，所述末级输出轴内的轴向油道与所述支撑芯内的轴向油道、所述外壳框架内的油道、所述第一端面齿齿轮的油道导通。

本发明的第二个目的在于提供一种液力机械变速箱，包括末级离合器、变速器、壳体，所述末级离合器的一端与所述壳体固定，另一端通过其上的末级输出轴两端的圆锥滚子轴承支撑在壳体的框架上。

优选的是，所述末级输出轴上固定安装有末级齿轮。

在上述任一方案中优选的是，所述末级齿轮置于所述变速器内，所述变速器内的液体推动所述末级输出轴转动。

附图说明

图1为按照本发明的末级离合器的一优选实施例的结构示意图。

图2为带有按照本发明的末级离合器的液力机械变速箱的一优选实施例在挂上时的结构示意图。

图3为带有按照本发明的末级离合器的液力机械变速箱的一优选实施例在脱开时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中示出的末级离合器的一优选实施例、带有本发明中的末级离合器的液力机械变速箱的一优选实施例做进一步阐述说明。

按照本发明的末级离合器的一优选实施例如图1所示，其包括冷却润滑油路23、末级输出轴3、末级齿轮4、第一端面齿齿轮7、从动输出轴17、复位弹簧8、支撑芯19、外壳框架10，所述外壳框架10的上安装有传感器11、传感器12，所述传感器的数量至少为两个，具体是将两个传感器在轴向方向上留有一定的间隙，在径向方向上形成一个夹角，需要说明的是所述轴向和所述径向是相对于所述第一端面齿齿轮7而言，所述夹角错开的距离大于所述间隙的距离，有利于对所述第一端面齿齿轮7上的凸环13的位置进行检测，在所述第一端面齿齿轮7上安装有凸环13，凸环13固定套装在所述第一端面齿齿轮7上，所述传感器对所述凸环13的位置进行检测、输出相应电信号，当凸环13处于所述传感器的下方时，所述传感器产感应信号，并输出电信号。

所述末级输出轴3的左端悬臂安装有第一端面齿齿轮7，第一端面齿齿轮7套在所述末级输出轴3的左端部。所述末级齿轮4安装在所述末级输出轴3上，末级输出轴3的左端开设有能容纳支撑芯19的空腔A。所述从动输出轴17的右端为第二端面齿齿轮16，从动输出轴17与所述第二端面齿齿轮16为一次制造成型的一体式结构，所述端面齿齿轮16与第一端面齿齿轮7相互啮合连接形成密封的空腔结构B。所述复位弹簧8套在所述末级输出轴3上并置于所述空腔B内。

所述支撑芯19的一端通过滚针轴承20安装在所述末级输出轴3的空腔A内，另一端穿过所述空腔结构B并置于从动输出轴17底部的圆孔内，支撑芯芯19可沿着轴向移动。从动输出轴17通过安装在其上圆锥滚子轴承18固定支撑在所述外壳框架10上。所述末级输出轴3上套有复位弹簧8，复位弹簧8通过所述末级输出轴3左端的径向凸出部活动接合，复位弹簧8通过所述径向凸出部与所述第一端面齿齿轮7轴向限位，支撑芯19的移动可压缩所述复位弹簧8，但不能拉伸所述复位弹簧8，所述末级输出轴3穿过所述第一端面齿齿轮7并置于所述从动输出轴17的第二端面齿齿轮16与第一端面齿齿轮7相互啮合连接形成密封的空腔结构B内。所述第一端面齿齿轮7与所述外壳框架10之间形成一个空腔14，空腔14轴向两端分别设置有密封圈15。

所述第二端面齿齿轮16的圆周壁面上开设有贯穿的垂向孔，所述垂向孔与所述支撑芯19的左端开设的贯通圆孔相对应，所述末级输出轴3内的轴心位置开设有贯通的轴向油道C并且与所述支撑芯19的轴心位置开设的轴向油道D贯通连接。支撑芯19的左端设有的垂直于所述轴向油道D的贯通圆孔与所述轴向油道D贯穿连接。所述外壳框架10与所述从动输出轴17的圆周外壁之间留有间隙。在所述外壳框架10内开设有油道E，油道E与所述第一端面齿齿轮7内的油道贯通连接。所述垂向孔通过所述外壳框架10与所述从动输出轴17之间的间隙贯通。所述末级输出轴3内的轴向油道C与所述支撑芯19内的轴向油道D、所述间隙、所述外壳框架10内的油道、所述第一端面齿齿轮7的油道导通,构成了本发明中末级离合器的冷却润滑油路系统23。所述第一端面齿齿轮7也可以采用其他形状结构的齿轮。

带有按照本发明的末级离合器的按照本发明的液力机械变速箱的一优选实施例如图1-3所示，一种装有本发明中的末级离合器的液力机械变速箱，包括末级离合器、变速器2、壳体1，所述末级离合器的一端与所述壳体1固定，另一端通过其上的末级输出轴3两端的圆锥滚子轴承5支撑在壳体1的框架6上，所述末级输出轴3上固定安装有末级齿轮4，所述末级齿轮4置于所述变速器2内，所述变速器2内填充有润滑油，发动机的动力通过所述变速器2传递给所述末级齿轮4，末级齿轮4带动末级输出轴3旋转，此时第一端面齿齿轮7旋转，润滑油因为压力首先进入末级输出轴3的轴向油道C内，推动所述支撑芯19向左移动，支撑芯19与所述从动输出轴17结合的同时，所述第一端面齿齿轮7与所述从动输出轴17的第二端面齿齿轮16 啮合，此时所述传感器11的电信号从负变为正，传感器12从正变为负，说明此时的末级离合器9已经挂上，末级输出轴3通过第一端面齿齿轮7与所述从动输出轴17的第二端面齿齿轮16将旋转动力传递给所述从动输出轴17。当撤掉润滑油后，所述第一端面齿齿轮7在复位弹簧8的作用下向右滑动，同时使第一端面齿齿轮7与第二端面齿齿轮16脱开，此时，传感器11从正变为负、传感器12从负变为正，说明所述末级离合器9已经脱开。如果所述末级离合器9没有挂上，也就是传感器没有检测到信号时，例如，传感器11检测到的信号为正，传感器12检测到的信号也是正，此时说明所述末级离合器9没有挂上或者是没有完全挂上。这是首先应该释放润滑油的压力，在复位弹簧8的作用下使末级离合器9处于脱开状态，然后通过控制所述液力机械变速箱点动一下，是的末级输出轴3旋转一定角度，在尝试挂所述末级离合器9，直至挂上为止。

支撑芯19的作用就在于：对所述末级输出轴3和从动输出轴17起到支撑作用；使末级输出轴3和从动输出轴17 能够很好地啮合，并保持二者的同轴度。

当脱开所述末级离合器9时，复位弹簧8把第一端面齿齿轮7恢复到初始位置，此时安装在所述末级离合器9的外壳框架10 上的传感器得到一个反馈信号，所述第一端面齿齿轮7与所述外壳框架10 之间形成一个空腔14，该空腔14的两端分别设有密封圈15，密封圈15控制所述润滑油流入所述油路系统23内，润滑油通过填充所述空腔14克服所述复位弹簧8的弹力，从而推动所述第一端面齿齿轮7向左滑动并压缩所述复位弹簧8，使所述第一端面齿齿轮7与所述第二端面齿齿轮16相互结合，挂上所述末级离合器9，当撤掉所述润滑油或润滑液后，所述第一端面齿齿轮7在所述复位弹簧8的作用下，第一端面齿齿轮7向右滑动。此时，第一端面齿齿轮7与所述第二端面齿齿轮16分开，实现脱开所述末级离合器9的功能。

所述润滑油，首先通过所述末级输出轴3内的轴向油道C，经过所述支撑芯19轴向油道D，然后通过所述支撑芯19的贯通圆孔、所述垂向孔最后进入所述外壳框架10与所述从动输出轴17的圆周外壁之间留有间隙内。间隙内的润滑油充满所述圆锥滚子轴承18后进入所述外壳框架10内开设的油道E中，随后进入所述第一端面齿齿轮7内的油道、末级输出轴3两端的圆锥滚子轴承5与所述壳体1导通，对相关部件进行润滑冷却。

需要说明的是以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是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均属于本发明的技术范围，例如，所述传感器数量的多少，还需要说明的是，按照本本发明的末级离合器、液力机械变速箱的技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。

Claims (22)

1.一种末级离合器，包括冷却润滑油路（23）、末级输出轴（3）、末级齿轮（4）、第一端面齿齿轮（7）、从动输出轴（17）、复位弹簧（8）、支撑芯（19）、外壳框架（10），其特征在于：所述外壳框架（10）上安装有传感器（11、12），所述传感器（11、12）对所述第一端面齿齿轮（7）上安装的凸环（13）的位置进行检测，并输出信号，所述传感器的数量为两个，所述两个传感器（11、12）在轴向方向上留有间隙，在径向方向上形成夹角，所述夹角的错开的距离大于所述间隙的距离。

2.如权利要求1所述的末级离合器，其特征在于：所述末级输出轴（3）的左端悬臂安装有第一端面齿齿轮（7），第一端面齿齿轮（7）套在所述末级输出轴（3）的左端部。

3.如权利要求1所述的末级离合器，其特征在于：所述末级齿轮（4）安装在所述末级输出轴（3）上，所述末级输出轴（3）的左端开设有能容纳支撑芯（19）的空腔（A）。

4.如权利要求1所述的末级离合器，其特征在于：所述从动输出轴（17）的右端为第二端面齿齿轮(16)，所述从动输出轴(17)与所述第二端面齿齿轮(16)为一次制造成型的一体式结构。

5.如权利要求4所述的末级离合器，其特征在于：所述从动输出轴（17）的第二端面齿齿轮（16）与第一端面齿齿轮(7)相互啮合连接形成密封的空腔结构(B)。

6.如权利要求4或5所述的末级离合器，其特征在于：所述第二端面齿齿轮(16)的上下两侧开设有贯穿的垂向孔。

7.如权利要求1或3所述的末级离合器，其特征在于：所述支撑芯(19)的一端通过滚针轴承(20)安装在所述末级输出轴(3)的空腔（A）内，另一端置于所述空腔结构(B)内并置于从动输出轴(17)底部的圆孔内。

8.如权利要求1或4所述的末级离合器，其特征在于：所述从动输出轴(17)通过安装在其上圆锥滚子轴承(18)固定支撑在所述外壳框架(10)上。

9.如权利要求8所述的末级离合器，其特征在于：所述末级输出轴(3)上套有复位弹簧(8)，复位弹簧(8)与所述末级输出轴(3)左端的径向凸出部活动接合。

10.如权利要求9所述的末级离合器，其特征在于：所述复位弹簧（8）通过所述径向凸出部与所述第一端面齿齿轮（7）轴向限位。

11.如权利要求1或2所述的末级离合器，其特征在于：所述末级输出轴（3）穿过所述第一端面齿齿轮（7）并置于所述从动输出轴（17）的第二端面齿齿轮（16）与第一端面齿齿轮（7）相互啮合连接形成的密封的空腔结构（B）内。

12.如权利要求11所述的末级离合器，其特征在于：所述第一端面齿齿轮（7）与所述外壳框架（10）之间形成一个空腔（14）。

13.如权利要求12所述的末级离合器，其特征在于：所述空腔（14）轴向两端分别设置有密封圈（15）。

14.如权利要求1、2、3、9中任一项所述的末级离合器，其特征在于：所述末级输出轴（3）内的轴心位置开设有贯通的轴向油道（C）并且该轴向油道（C）与所述支撑芯（19）的轴心位置开设的轴向油道(D)贯通连接。

15.如权利要求14所述的末级离合器，其特征在于：所述支撑芯(19)的左端开设有垂直于所述轴向油道(D)的贯通圆孔且该贯通圆孔与所述轴向油道(D)贯通连接。

16.如权利要求12所述的末级离合器，其特征在于：所述外壳框架(10)与所述从动输出轴(17)的圆周外壁之间留有间隙。

17.如权利要求16所述的末级离合器，其特征在于：所述外壳框架(10)内开设有油道(E)且该油道(E)与所述第一端面齿齿轮(7)内的油道贯通连接。

18.如权利要求6所述的末级离合器，其特征在于：所述垂向孔通过所述外壳框架(10)与所述从动输出轴(17)之间的间隙贯通。

19.如权利要求14所述的末级离合器，其特征在于：所述末级输出轴(3)内的轴向油道（C）与所述支撑芯(19)内的轴向油道(D)、所述外壳框架(10)内的油道、所述第一端面齿齿轮(7)的油道导通。

20.一种液力机械变速箱，包括末级离合器、变速器(2)、壳体(1)，其特征在于：所述末级离合器（9）为如权利要求1-19中任一项的末级离合器，且其一端与所述壳体(1)固定，另一端通过其上的末级输出轴（3）两端的圆锥滚子轴承(5)支撑在壳体(1)的框架(6)上。

21.如权利要求20所述的液力机械变速箱，其特征在于：所述末级输出轴(3)上固定安装有末级齿轮(4)。

22.如权利要求20或21所述的液力机械变速箱，其特征在于：所述末级齿轮(4)置于所述变速器(2)内。