CN104653718B - 可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速箱，尤其涉及一种可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法。包括箱体，所述的箱体中输入部件、快速挡部件、倒车挡部件、顺车挡部件和附加减速齿轮部件，所述的快速挡部件、倒车挡部件和顺车挡部件中分别设有油路部件。按以下步骤进行：联结→空挡操作→顺车挡位操作→倒车挡位操作→换挡操作时→换向操作时。可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法结构合理，能实现连续无冲击换挡换向操作。

Description

可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其涉及一种可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法。

背景技术

在现有技术中，旋挖钻井机械所使用的变速箱，通常使用单一转向的大速比传动箱。这种传动型式的传动箱普遍存在以下问题：一是传动系统工作效率低下；二是负载变化会引发传动系统损坏性震动，产生工作冲击，；三是发动机的转速需要随机变化，操作强度大。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种种能够快速换向的多挡位机械传动箱，变矩器可以实现系统的柔性传动，消除系统工作冲击，多套湿式液压离合器组合传动可以实现整机快速换向和快速换挡的可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种可快速换向的多挡位特种机械变速箱，包括箱体，所述的箱体中设有输入部件、快速挡部件、倒车挡部件、顺车挡部件和附加减速齿轮部件，所述的快速挡部件、倒车挡部件和顺车挡部件中分别设有油路部件；

所述的输入部件包括变量机油泵轴，所述的变量机油泵轴外套有变矩器，所述的变量机油泵轴的尾部设有变量机油泵，所述的变量机油泵轴外套有输入齿轮；

所述的快速挡部件包括快速轴、前置快速挡齿轮和后置快速挡齿轮，所述 的快速轴外套有前置快速挡离合器和后置快速挡离合器，所述的前置快速挡齿轮与前置快速挡离合器相固定连接，所述的后置快速挡齿轮与后置快速挡离合器相固定连接，所述的前置快速挡齿轮与输入齿轮相活动啮合，所述的前置快速挡离合器和后置快速挡离合器外设有快速离合器齿轮；

所述的倒车挡部件包括倒车轴、倒车挡齿轮和减速挡齿轮，所述的倒车轴外套有倒车挡离合器和减速挡离合器，所述的倒车挡离合器和减速挡离合器外设有倒车离合器齿轮，所述的倒车离合器齿轮与快速离合器齿轮相啮合传动，所述的倒车挡齿轮与倒车挡离合器相固定连接，所述的减速挡齿轮与减速挡离合器相固定连接，所述的减速挡齿轮与后置快速挡齿轮相啮合传动，所述的倒车挡齿轮与输入齿轮相活动啮合；

所述的顺车挡部件包括顺车轴、顺车挡齿轮和低速挡齿轮，所述的顺车轴外套有顺车挡离合器和低速挡离合器，所述的顺车挡离合器和低速挡离合器外设有顺车离合器齿轮，所述的顺车离合器齿轮与快速离合器齿轮相啮合传动，所述的顺车挡齿轮与输入齿轮相活动啮合，所述的顺车挡齿轮与顺车挡离合器相固定连接，所述的低速挡齿轮与低速挡离合器相固定连接，所述的低速挡齿轮与减速挡齿轮相啮合传动；

所述的附加减速齿轮部件包括附加减速主动齿轮、附加减速从动齿轮和输出联轴节，所述的附加减速主动齿轮设在快速轴的尾部，所述的附加减速从动齿轮设在箱体中，所述的附加减速主动齿轮与附加减速从动齿轮相啮合传动，所述的输出联轴节与附加减速从动齿轮相固定连接；

所述的油路部件包括进油口和油路，所述的油路分别设在快速轴、顺车轴和倒车轴，所述的油路与进油口连接，所述的油路分别与前置快速挡离合器、后置快速挡离合器、倒车挡离合器、减速挡离合器、顺车挡离合器和低速挡离合器相连通。

作为优选，所述的变矩器位于箱体的外部，所述的变量机油泵设在箱体中。

作为优选，所述的变量机油泵轴与输出联轴节位于同一中心线上。

可快速换向的多挡位特种机械变速箱的操作方法，按以下步骤进行：

(1)、联结：

与发动机联接的变矩器驱动变量机油泵工作，压力油进入变速箱外部的机械操纵阀，减压后的压力油进入变矩器柔性传递扭矩，从变矩器流出的油液进入变速箱润滑系统；

机械操纵阀上的方向控制杆控制快速换向，挡位控制杆控制快速换挡；

(2)、空挡操作：

变速箱位于空挡时，所有离合器处于脱开状态，输入部件随发动机运转，输出部件静止；

(3)、顺车挡位操作：

变速箱位于顺车挡位时，顺车挡离合器结合，动力经输入齿轮和顺车挡齿轮传递到顺车挡离合器，顺车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车挡；

(4)、倒车挡位操作：

变速箱位于倒车挡时，倒车挡离合器结合，动力经输入齿轮和倒车挡齿轮传递到倒车挡离合器，倒车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→ 后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经减速挡离合器→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经后置快速挡离合器→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车3挡；

(5)、换挡操作时：

变速箱进行换挡操作时，顺车挡离合器或倒车挡离合器保持结合状态，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现不同挡位的相互变换；

(6)、换向操作时：

变速箱进行换向操作时，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器保持结合状态，顺车挡离合器或倒车挡离合器或前置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现变速箱输出转向的相互变换。

液压油泵输出的压力油经过变速箱外部的机械操纵阀调节压力后进入湿式离合器，机械操纵阀设有二个独立的操作杆分别控制方向离合器和挡位离合器，从机械操纵阀溢出的油液流入变矩器形成传递扭矩的介质，实现柔性传动，从变矩器流出的油液进入润滑系统对各传动元件进行润滑。

因此，本发明的可快速换向的多挡位特种机械变速箱及其操作方法，结构合理，能实现连续无冲击换挡换向操作。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，一种可快速换向的多挡位特种机械变速箱，包括箱体1，所述的箱体1中设有输入部件、快速挡部件、倒车挡部件、顺车挡部件和附加减速齿轮部件，所述的快速挡部件、倒车挡部件和顺车挡部件中分别设有油路部件；

所述的输入部件包括变量机油泵轴2，所述的变量机油泵轴2外套有变矩器3，所述的变量机油泵轴2的尾部设有变量机油泵4，所述的变量机油泵轴2外套有输入齿轮5；

所述的快速挡部件包括快速轴6、前置快速挡齿轮7和后置快速挡齿轮8，所述的快速轴6外套有前置快速挡离合器9和后置快速挡离合器10，所述的前置快速挡齿轮7与前置快速挡离合器9相固定连接，所述的后置快速挡齿轮8与后置快速挡离合器10相固定连接，所述的前置快速挡齿轮7与输入齿轮5相活动啮合，所述的前置快速挡离合器9和后置快速挡离合器10外设有快速离合器齿轮11；

所述的倒车挡部件包括倒车轴12、倒车挡齿轮13和减速挡齿轮14，所述的倒车轴12外套有倒车挡离合器15和减速挡离合器16，所述的倒车挡离合器15和减速挡离合器16外设有倒车离合器齿轮17，所述的倒车离合器齿轮17与快速离合器齿轮11相啮合传动，所述的倒车挡齿轮13与倒车挡离合器15相固定连接，所述的减速挡齿轮14与减速挡离合器16相固定连接，所述的减速挡齿轮14与后置快速挡齿轮8相啮合传动，所述的倒车挡齿轮13与输入齿轮5相活动啮合；

所述的顺车挡部件包括顺车轴18、顺车挡齿轮19和低速挡齿轮20，所述的顺车轴18外套有顺车挡离合器21和低速挡离合器22，所述的顺车挡离合器21和低速挡离合器22外设有顺车离合器齿轮23，所述的顺车离合器齿轮23与快速离合器齿轮11相啮合传动，所述的顺车挡齿轮19与输入齿轮5相 活动啮合，所述的顺车挡齿轮19与顺车挡离合器21相固定连接，所述的低速挡齿轮20与低速挡离合器22相固定连接，所述的低速挡齿轮20与减速挡齿轮14相啮合传动；

所述的附加减速齿轮部件包括附加减速主动齿轮24、附加减速从动齿轮25和输出联轴节26，所述的附加减速主动齿轮24设在快速轴6的尾部，所述的附加减速从动齿轮25设在箱体1中，所述的附加减速主动齿轮24与附加减速从动齿轮25相啮合传动，所述的输出联轴节26与附加减速从动齿轮25相固定连接；

所述的油路部件包括进油口27和油路28，所述的油路28分别设在快速轴6、顺车轴18和倒车轴12，所述的油路28与进油口27连接，所述的油路28分别与前置快速挡离合器9、后置快速挡离合器10、倒车挡离合器15、减速挡离合器16、顺车挡离合器21和低速挡离合器22相连通。

所述的变矩器3位于箱体1的外部，所述的变量机油泵4设在箱体1中。

所述的变量机油泵轴2与输出联轴节26位于同一中心线上。

可快速换向的多挡位特种机械变速箱的操作方法，按以下步骤进行：

(1)、联结：

与发动机联接的变矩器驱动变量机油泵工作，压力油进入变速箱外部的机械操纵阀，减压后的压力油进入变矩器柔性传递扭矩，从变矩器流出的油液进入变速箱润滑系统；

机械操纵阀上的方向控制杆控制快速换向，挡位控制杆控制快速换挡；

(2)、空挡操作：

变速箱位于空挡时，所有离合器处于脱开状态，输入部件随发动机运转，输出部件静止；

(3)、顺车挡位操作：

变速箱位于顺车挡位时，顺车挡离合器结合，动力经输入齿轮和顺车挡齿 轮传递到顺车挡离合器，顺车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车挡；

(4)、倒车挡位操作：

变速箱位于倒车挡时，倒车挡离合器结合，动力经输入齿轮和倒车挡齿轮传递到倒车挡离合器，倒车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经减速挡离合器→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经后置快速挡离合器→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车3挡；

(5)、换挡操作时：

变速箱进行换挡操作时，顺车挡离合器或倒车挡离合器保持结合状态，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现不同挡位的相互变换；

(6)、换向操作时：

变速箱进行换向操作时，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器保持结合状态，顺车挡离合器或倒车挡离合器或前置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现变速箱输出转向的相互变换。

Claims (4)

1.一种可快速换向的多挡位特种机械变速箱，其特征在于：包括箱体(1)，所述的箱体(1)中设有输入部件、快速挡部件、倒车挡部件、顺车挡部件和附加减速齿轮部件，所述的快速挡部件、倒车挡部件和顺车挡部件中分别设有油路部件；

所述的输入部件包括变量机油泵轴(2)，所述的变量机油泵轴(2)外套有变矩器(3)，所述的变量机油泵轴(2)的尾部设有变量机油泵(4)，所述的变量机油泵轴(2)外套有输入齿轮(5)；

所述的快速挡部件包括快速轴(6)、前置快速挡齿轮(7)和后置快速挡齿轮(8)，所述的快速轴(6)外套有前置快速挡离合器(9)和后置快速挡离合器(10)，所述的前置快速挡齿轮(7)与前置快速挡离合器(9)相固定连接，所述的后置快速挡齿轮(8)与后置快速挡离合器(10)相固定连接，所述的前置快速挡齿轮(7)与输入齿轮(5)相活动啮合，所述的前置快速挡离合器(9)和后置快速挡离合器(10)外设有快速离合器齿轮(11)；

所述的倒车挡部件包括倒车轴(12)、倒车挡齿轮(13)和减速挡齿轮(14)，所述的倒车轴(12)外套有倒车挡离合器(15)和减速挡离合器(16)，所述的倒车挡离合器(15)和减速挡离合器(16)外设有倒车离合器齿轮(17)，所述的倒车离合器齿轮(17)与快速离合器齿轮(11)相啮合传动，所述的倒车挡齿轮(13)与倒车挡离合器(15)相固定连接，所述的减速挡齿轮(14)与减速挡离合器(16)相固定连接，所述的减速挡齿轮(14)与后置快速挡齿轮(8)相啮合传动，所述的倒车挡齿轮(13)与输入齿轮(5)相活动啮合；

所述的顺车挡部件包括顺车轴(18)、顺车挡齿轮(19)和低速挡齿轮(20)，所述的顺车轴(18)外套有顺车挡离合器(21)和低速挡离合器(22)，所述的顺车 挡离合器(21)和低速挡离合器(22)外设有顺车离合器齿轮(23)，所述的顺车离合器齿轮(23)与快速离合器齿轮(11)相啮合传动，所述的顺车挡齿轮(19)与输入齿轮(5)相活动啮合，所述的顺车挡齿轮(19)与顺车挡离合器(21)相固定连接，所述的低速挡齿轮(20)与低速挡离合器(22)相固定连接，所述的低速挡齿轮(20)与减速挡齿轮(14)相啮合传动；

所述的附加减速齿轮部件包括附加减速主动齿轮(24)、附加减速从动齿轮(25)和输出联轴节(26)，所述的附加减速主动齿轮(24)设在快速轴(6)的尾部，所述的附加减速从动齿轮(25)设在箱体(1)中，所述的附加减速主动齿轮(24)与附加减速从动齿轮(25)相啮合传动，所述的输出联轴节(26)与附加减速从动齿轮(25)相固定连接；

所述的油路部件包括进油口(27)和油路(28)，所述的油路(28)分别设在快速轴(6)、顺车轴(18)和倒车轴(12)，所述的油路(28)与进油口(27)连接，所述的油路(28)分别与前置快速挡离合器(9)、后置快速挡离合器(10)、倒车挡离合器(15)、减速挡离合器(16)、顺车挡离合器(21)和低速挡离合器(22)相连通。

2.根据权利要求1所述的可快速换向的多挡位特种机械变速箱，其特征在于：所述的变矩器(3)位于箱体(1)的外部，所述的变量机油泵(4)设在箱体(1)中。

3.根据权利要求1所述的可快速换向的多挡位特种机械变速箱，其特征在于：所述的变量机油泵轴(2)与输出联轴节(26)位于同一中心线上。

4.根据权利要求1所述的可快速换向的多挡位特种机械变速箱的操作方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)、联结：

与发动机联接的变矩器驱动变量机油泵工作，压力油进入变速箱外部的机械操纵阀，减压后的压力油进入变矩器柔性传递扭矩，从变矩器流出的油液进入变速箱润滑系统；

机械操纵阀上的方向控制杆控制快速换向，挡位控制杆控制快速换挡；

(2)、空挡操作：

变速箱位于空挡时，所有离合器处于脱开状态，输入部件随发动机运转，输出部件静止；

(3)、顺车挡位操作：

变速箱位于顺车挡位时，顺车挡离合器结合，动力经输入齿轮和顺车挡齿轮传递到顺车挡离合器，顺车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从顺车挡离合器经后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成顺车挡；

(4)、倒车挡位操作：

变速箱位于倒车挡时，倒车挡离合器结合，动力经输入齿轮和倒车挡齿轮传递到倒车挡离合器，倒车方向各个挡位进入预备工作状态；

当低速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经低速挡齿轮→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递， 构成倒车1挡；

当减速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经减速挡离合器→减速挡齿轮→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车2挡；

当后置快速挡离合器结合，动力从倒车挡离合器经后置快速挡离合器→后置快速挡齿轮→附加减速主动齿轮→附加减速从动齿轮→输出联轴节传递，构成倒车3挡；

(5)、换挡操作时：

变速箱进行换挡操作时，顺车挡离合器或倒车挡离合器保持结合状态，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现不同挡位的相互变换；

(6)、换向操作时：

变速箱进行换向操作时，低速挡离合器或减速挡离合器或后置快速挡离合器保持结合状态，顺车挡离合器或倒车挡离合器或前置快速挡离合器相互交替变换结合状态，实现变速箱输出转向的相互变换。