CN104913011B - 机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱 - Google Patents

机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，包括箱体、输入轴、输入法兰、输出轴、输出法兰以及强制润滑系统，箱体固定安装在试验台上，其中，齿轮箱中设有输入输出轴组成的主传动支路，输入输出轴位于同一中轴线上，还有与主传动支路平行的两段式旁通传动支路，旁通传动支路的前段和后段也位于同一中轴线上；输入输出轴以及旁通传动支路的前段和后段均由支撑轴承支撑于箱体中；旁通传动支路的前段通过变速齿轮副与输入轴连接后同步运行，旁通传动支路的后段通过齿轮副与输出轴连接后同步运行；输入输出轴之间以及旁通传动支路的前段与后段之间均设有停机同步调节的离合装置，离合装置择一选择传动支路传递动力。

Description

机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱
技术领域
本发明涉及一种机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，尤其是一种至少可以提供换挡方式提供的至少双速比的机车发动机试验台用高速齿轮箱，属于发动机试验台的配件总成。
背景技术
机车发动机试验平台也称为发动机测试台或发动机试验工作台。主要用于对发动机性能进行实验或检测，为发动机设计人员提供技术支持，为产品出厂提供质量保证，由此可见，机车发动机试验平台是发动机制造行业不可缺少的工具之一。
目前发动机试验平台中配套的齿轮箱一般采用平行的输入轴和输出轴，输入轴和输出轴的轴向距离都比较大，导致齿轮箱的体积较大。此外，由于换挡机构一般建立在两个可以相对独立转动的齿轮之间，换挡结构比较复杂。同时，由于换挡机构难免存在空转齿轮，而空转齿轮没有负载容易产生振动和噪音。
发动机试验平台中配套齿轮箱存在的这些技术缺陷已经是发动机试验平台生产企业针对发动机试验平台进行技术升级的一个主要瓶颈，是发动机试验平台生产企业在针对发动机试验平台进行技术改进中迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于：针对发动机试验平台中配套齿轮箱存在的体积较大，以及运行中容易产生振动和噪音，提供一种设计理念和换挡结构。
本发明的目的是这样实现的：一种机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，包括箱体、输入轴、输入法兰、输出轴、输出法兰以及基于试验台上润滑油站构建的齿轮箱强制润滑系统，箱体固定安装在试验台上，其特征在于，高速调试齿轮箱中设有输入轴和输出轴组成的主传动支路，输入轴和输出轴位于同一中轴线上，还有一条与主传动支路平行的两段式旁通传动支路，旁通传动支路的前段和后段也位于同一中轴线上；输入轴和输出轴以及旁通传动支路的前段和后段均通过轴承支撑于箱体中；旁通传动支路的前段通过变速齿轮副与输入轴连接后同步运行，旁通传动支路的后段通过齿轮副与输出轴连接后同步运行；输入轴与输出轴之间以及旁通传动支路的前段与后段之间均设有停机同步调节的离合装置，离合装置择一选择主传动支路或旁通传动支路传递动力。
在本发明中，所述的变速齿轮副和齿轮副均为单斜齿轮副
在本发明中，所述的停机同步调节的离合装置包括同步驱动的一对内花键套，一对内花键套中的第一内花键套位于主传动支路，第二内花键套位于旁通传动支路；输入轴与输出轴之间以及旁通传动支路的前段与后段之间的结合部错位设置在调控区段内，它们的结合部上均设有与对应的第一或第二内花键套匹配的外花键，当一对内花键套位于调控区段的前段或后段时，离合装置只能择一选择主传动支路或旁通传动支路传递动力。
在本发明中，在第一内花键套和第二内花键套均设有一道环形凸堰，环形凸堰位于它们的不同端面上，调控区段两端设有与所述环形凸堰对应的环形槽，当第一内花键套或第二内花键套端部的环形凸堰嵌入调控区段端部的环形槽时，与该环形凸堰为一体的内花键套对应的传动支路结合部被分离，另一传动支路结合部的两个外花键由另一内花键套啮合传递动力。
在本发明中，主传动支路和旁通传动支路中均设有一无齿环形带，无齿环形带的长度与该支路上内花键套的内花键长度对应，当第一内花键套或第二内花键套端部的环形凸堰嵌入调控区段端部的环形槽时，与该环形凸堰为一体的内花键套中的内花键位于无齿环形带，被分离传动支路上的内花键套处于静止状态。
在本发明中，输入轴、输出轴、旁通传动支路的前段和后段的支撑轴承均由试验台上润滑油站构建的齿轮箱强制润滑系统提供润滑。
在本发明中，所述的输出法兰上还设有输出锁紧装置，输出锁紧装置包括基座、限位座、限位块和销轴，其中，基座固定安装在试验台上，限位座通过销轴活动安装在基座上，限位座上设有限位块和限位行程开关，输出法兰上设有与限位块对应的限位槽；一旦输出法兰被限位，限位块则同步触及限位行程开关，输入端的变频驱动电机的启动电路将被限位行程开关切断。
本发明的优点在于：由于齿轮箱采用两条并列的传动支路，换挡调节采用的是停机对两条传动支路同步调节的离合装置，结构相对比较紧凑。由于在第一内花键套和第二内花键套均设有一道环形凸堰，环形凸堰位于它们的不同端面上，调控区段两端设有与所述环形凸堰对应的环形槽，当环形凸堰嵌入所述的环形槽后，可以为对应的内花键套提供支撑依托，使其悬浮于对应的传动支路上，同时，由于两条传动支路中都与花键套中内花键位于无齿环形带，使被分离传动支路上的内花键套处于静止状态，可以减小齿轮箱的工作噪音。由于齿轮箱的润滑体系是基于试验台上润滑油站构建的强制润滑，不仅节约了设备占用空间，而且还提高了试验台上润滑油站综合应用效率。由于本发明的输出端还设置了输出锁紧装置，可以确保在测试过程的间隙需要对被测对象进行调整时，齿轮箱的输出端可以对被测对象提供相对定位，利于对被测对象进行调整或维修，由于输出锁紧装置与输入端的变频驱动电机之间设有连锁机构，输出锁紧装置对输出轴限位后，可以通过行程开关通过限位行程开关切断输入端的变频驱动电机的启动电路，避免对被测对象进行调整或维修时的误操作。
附图说明
图1是本发明实施例处于一种工作状态的结构示意图。
图2是本发明实施例处于另一种工作状态的结构示意图。
图3是本发明涉及的离合器实施例处于一种工作状态的结构示意图。
图4是本发明涉及的离合器实施例处于另一种工作状态的结构示意图。
图5是本发明涉及的输出锁紧装置的结构示意图。
图中：1、输入轴，2、输入法兰，3、旁通传动支路的前段，4、第二内花键套，5、旁通传动支路的后段，6、输出法兰，7、输出轴，8、输出锁紧装置，9、第一内花键套，10、箱体，11、润滑油站，12、安装板，13、基座，14、限位座，15、限位块，16、销轴。17、变速齿轮副，18、齿轮副，19、支撑轴承，20、环形凸堰，21、环形槽，22、无齿环形带,23、限位槽。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明一种实施列的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1和图2可见：本发明包括箱体10、输入轴1、输入法兰2、输出轴7、输出法兰6以及基于试验台上润滑油站11构建的齿轮箱强制润滑系统，箱体10固定安装在试验台上，其中，高速调试齿轮箱中的输出轴1和输出轴7组成的主传动支路，输出轴1和输出轴7位于同一中轴线上，还有一条与主传动支路平行的两段式旁通传动支路，旁通传动支路的前段3和后段5也位于同一中轴线上；输入轴1和输出轴7以及旁通传动支路的前段3和后段5均通过支撑轴承19支撑于箱体10中；旁通传动支路的前段3通过变速齿轮副17与输入轴1连接后同步运行，旁通传动支路的后段5通过齿轮副18与输出轴7连接后同步运行；输入轴1与输出轴7之间以及旁通传动支路的前段3与后段5之间均设有停机同步调节的离合装置，离合装置择一选择主传动支路或旁通传动支路传递动力。
在本实施例中，所述的变速齿轮副17和齿轮副18均为单斜齿轮副。所述的停机同步调节的离合装置包括同步驱动的两路内花键套，两路内花键套中的第一内花键套9位于主传动支路，第二内花键套4位于旁通传动支路；输入轴1与输出轴7之间以及旁通传动支路的前段3与后段5之间的结合部错位设置在调控区段内，它们的结合部上均设有与对应的第一内花键套9或第二内花键套4匹配的外花键，当一对内花键套位于调控区段的前段（置于靠近输入轴一端）时，离合装置选择的是主传动支路传递动力（如图1）；当一对内花键套位于调控区段的后段（置于靠近输入轴一端）时，离合装置选择的是旁通传动支路传递动力（如图2）。
在本实施例中，输出法兰6上还设有输出锁紧装置。同时，输入轴1、输出轴7、旁通传动支路的前段3和后段5的支撑轴承19均由试验台上润滑油站11构建的齿轮箱强制润滑系统提供润滑。
图4和图5是以旁通传动支路上离合装置为例说明离合装置的结构和原理，由图可见，在第一内花键套和第二内花键套均设有一道环形凸堰20，环形凸堰20位于它们的不同端面上，调控区段两端设有与所述环形凸堰20对应的环形槽21（请结合图1和图2），当第二内花键套4位于调控区段一端，第二内花键套4端部的环形凸堰20嵌入调控区段端部的环形槽21时，与第二内花键套4对应的旁通传动支路结合部被分离（如图3），此时主传动支路结合部的两个外花键由第一内花键套9啮合传递动力。当第二内花键套4位于调控区段另一端，旁通传动支路结合部的两个外花键由第二内花键套4啮合传递动力（如图4），此时第一内花键套9对应的主传动支路结合部被分离。
在本实施例中，由于主传动支路和旁通传动支路中均设有一无齿环形带22，无齿环形带22的长度与该支路上内花键套的内花键长度对应，当第一内花键套9或第二内花键套4端部的环形凸堰20嵌入调控区段端部的环形槽21时，与该环形凸堰20为一体的内花键套中的内花键位于无齿环形带22，此时，环形槽21可以为对应的内花键套提供支撑依托，该内花键套处于静止状态。
由图5可见，所述的输出法兰6上的输出锁紧装置包括基座13、限位座14、限位块15和销轴16，其中，基座13固定安装在试验台的安装板12上，限位座14通过销轴16活动安装在基座13上，限位座14上设有限位块15和限位行程开关（图中未显示），输出法兰6上设有与限位块15对应的限位槽23；一旦输出法兰6被输出锁紧装置限位，限位块15则同步触及限位行程开关，输入端的变频驱动电机的启动电路将被限位行程开关切断，变频驱动电机将无法启动，避免误操作。
本发明在实际使用前将齿轮箱与试验台进行组装，具体步骤是，将齿轮箱的箱体10与试验台固定连接，输出锁紧装置同步与试验台的安装板12固定连接，将输入端通过输入法兰2与变频驱动电机输出端连接。测试前，将输出轴通过输出法兰6与被测机车发动机的输入端连接，然后解除输出锁紧装置对输出法兰6的限位，通过停机同步调节的离合装置选择适当的传动支路，再启动变频驱动电机，由试验台中的各种探头获取被测发动机的动态信息，如果需要对被测机车发动机进行调试或维修，则应该通过输出锁紧装置对齿轮箱的输出端进行限位。

Claims (5)

1.一种机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，包括箱体、输入轴、输入法兰、输出轴、输出法兰以及基于试验台上润滑油站构建的齿轮箱强制润滑系统，箱体固定安装在试验台上，其特征在于，高速调试齿轮箱中设有输入轴和输出轴组成的主传动支路，输入轴和输出轴位于同一中轴线上，还有一条与主传动支路平行的两段式旁通传动支路，旁通传动支路的前段和后段也位于同一中轴线上；输入轴和输出轴以及旁通传动支路的前段和后段均通过支撑轴承支撑于箱体中；旁通传动支路的前段通过变速齿轮副与输入轴连接后同步运行，旁通传动支路的后段通过齿轮副与输出轴连接后同步运行；输入轴与输出轴之间以及旁通传动支路的前段与后段之间均设有停机同步调节的离合装置，离合装置择一选择主传动支路或旁通传动支路传递动力；
所述的停机同步调节的离合装置包括同步驱动两路中的内花键套，其中第一内花键套位于主传动支路，第二内花键套位于旁通传动支路；输入轴与输出轴之间以及旁通传动支路的前段与后段之间的结合部错位设置在调控区段内，它们的结合部上均设有与对应的第一或第二内花键套匹配的外花键，当一对内花键套位于调控区段的前段或后段时，离合装置只能择一选择主传动支路或旁通传动支路传递动力；
在第一内花键套和第二内花键套均设有一道环形凸堰，环形凸堰位于它们的不同端面上，调控区段两端设有与所述环形凸堰对应的环形槽，当第一内花键套或第二内花键套端部的环形凸堰嵌入调控区段端部的环形槽时，与该环形凸堰为一体的内花键套对应的传动支路结合部被分离，另一传动支路结合部的两个外花键由另一内花键套啮合传递动力。
2.根据权利要求1所述的机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，其特征在于：所述的变速齿轮副和齿轮副均为单斜齿轮副。
3.根据权利要求1所述的机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，其特征在于：主传动支路和旁通传动支路中均设有一无齿环形带，无齿环形带的长度与该支路上内花键套的内花键长度对应，当第一内花键套或第二内花键套端部的环形凸堰嵌入调控区段端部的环形槽时，与该环形凸堰为一体的内花键套中的内花键位于无齿环形带，被分离传动支路上的内花键套处于静止状态。
4.根据权利要求1-3之一所述的机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，其特征在于，输入轴、输出轴、旁通传动支路的前段和后段的支撑轴承均由试验台上润滑油站构建的齿轮箱强制润滑系统提供润滑。
5.根据权利要求4所述的机车发动机试验台专用高速调试齿轮箱，其特征在于，所述的输出法兰上还设有输出锁紧装置，输出锁紧装置包括基座、限位座、限位块和销轴，其中，基座固定安装在试验台上，限位座通过销轴活动安装在基座上，限位座上设有限位块和限位行程开关，输出法兰上设有与限位块对应的限位槽；一旦输出法兰被限位，限位块则同步触及限位行程开关，输入端的变频驱动电机的启动电路将被限位行程开关切断。
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