CN106352027A - 一种换挡齿轮箱 - Google Patents

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费秀国
柳伟
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Abstract

本发明公开了一种换挡齿轮箱，包括输入轴、输出轴、两个齿轮啮合机构、两个连接切换机构以及换挡杆机构。两个齿轮啮合机构均由两个分别安装在输入轴和输出轴上的双齿轮机构组成。双齿轮机构包括相互固定连接的啮合齿轮和连接齿轮，通过轴承安装在中心轴上，使双齿轮机构相对于中心轴旋转。齿轮啮合机构的两个的双齿轮机构的啮合齿轮相互啮合。两个连接切换机构分别位于输入轴和输出轴上。连接切换机构包括固定齿轮和活动齿套。固定齿轮位于两个齿轮啮合机构的连接齿轮之间。各连接齿轮和固定齿轮具有相同规格的横齿，活动齿套具有内齿，使活动齿套啮合的方式套在固定齿轮上。活动齿套的一端能够移动至连接齿轮上。

Description

一种换挡齿轮箱
技术领域
本发明涉及齿轮箱。
背景技术
齿轮换挡结构一般用于汽车等动力传动系统中。汽车动力传动系统中的换挡结构多考虑操作手感，所传动的动力也不大。这种换挡结构不能用于超大动力的大型机械设备的齿轮箱上，因为超大动力所产生的超大扭矩很容易将换挡结构蹦坏。
发明内容
本发明所要解决的问题：超大动力下的齿轮箱换挡。
为解决上述问题，本发明采用的方案如下：
一种换挡齿轮箱，包括输入轴、输出轴、第一齿轮啮合机构、第二齿轮啮合机构、两个连接切换机构以及换挡杆机构；第一齿轮啮合机构和第二齿轮啮合机构均由两个分别安装在输入轴和输出轴上的双齿轮机构组成；所述双齿轮机构包括相互固定连接的啮合齿轮和连接齿轮，通过轴承安装在中心轴上，使得双齿轮机构的啮合齿轮和连接齿轮能够同步围绕中心轴并相对于中心轴旋转；第一齿轮啮合机构的两个的双齿轮机构的啮合齿轮相互啮合；第二齿轮啮合机构的两个的双齿轮机构的啮合齿轮相互啮合；两个连接切换机构分别位于输入轴和输出轴上；连接切换机构包括固定齿轮和活动齿套；固定齿轮与中心轴相固定，并位于第一齿轮啮合机构的双齿轮机构的连接齿轮和第二齿轮啮合机构的双齿轮机构的连接齿轮之间；各连接齿轮和固定齿轮具有相同规格的横齿，活动齿套具有内齿，使得活动齿套以横齿和内齿相啮合的方式套在固定齿轮上，并能够移动使活动齿套的一端移动至第一齿轮啮合机构的双齿轮机构的连接齿轮或第二齿轮啮合机构的双齿轮机构的连接齿轮上与相应的连接齿轮相啮合；活动齿套的外侧设有卡槽；所述换挡杆机构包括两根竖直安装在摆动轴上的摆动杆；摆动轴与输入轴和输出轴相垂直，摆动杆的中间卡在活动齿套的卡槽内。
进一步，活动齿套的长度不大于固定齿轮的长度，使得活动齿套的两端均能够位于固定齿轮上形成空挡状态。
进一步，连接齿轮上的横齿末端具有楔形机构；活动齿套上的内齿末端具有楔形机构。
进一步，连接齿轮和固定齿轮上的横齿的齿面呈圆弧状。
进一步，第一齿轮啮合机构和第二齿轮啮合机构的两个双齿轮机构的啮合齿轮具有不同的半径比。
本发明的技术效果如下：本发明的结构适用于超大动力下的齿轮箱。
附图说明
图1、图2、图3是本发明实施例的整体结构示意图。其中图1是第一挡位的状态，图2是空挡挡位的状态，图3是第二挡位的状态。
图4是换挡杆机构的连接示意图。
图5是连接切换机构的纵向截面示意图。
图6是横齿末端和内齿末端的楔形结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种换挡齿轮箱，包括输入轴11、输出轴12、第一齿轮啮合机构21、第二齿轮啮合机构22、两个连接切换机构23以及换挡杆机构。输入轴11和输出轴12相互平行的水平安装在齿轮箱箱体13上。其中，输入轴11连接发动机，输出轴12连接所带动的机械设备。第一齿轮啮合机构21和第二齿轮啮合机构22均由两个分别安装在输入轴11和输出轴12上的双齿轮机构组成。双齿轮机构包括相互固定连接的啮合齿轮31和连接齿轮3，通过轴承安装在中心轴上，使得双齿轮机构的啮合齿轮31和连接齿轮32能够同步围绕中心轴并相对于中心轴旋转。这里的中心轴是指输入轴11和输出轴12。对于输入轴11上安装的双齿轮机构而言，中心轴是输入轴11；而对于输出轴12上安装的双齿轮机构而言，中心轴是输出轴12。第一齿轮啮合机构21的两个的双齿轮机构的啮合齿轮31相互啮合，也即，第一齿轮啮合机构21位于输入轴11上的双齿轮机构的啮合齿轮31与输出轴12上的双齿轮机构的啮合齿轮31相互啮合。第二齿轮啮合机构22的两个的双齿轮机构的啮合齿轮31相互啮合，也即，第二齿轮啮合机构22位于输入轴11上的双齿轮机构的啮合齿轮31与输出轴12上的双齿轮机构的啮合齿轮31相互啮合。位于输入轴11上的第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32的位置与位于输入轴11上的第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32的位置相对设置。位于输出轴12上的第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32的位置与位于输出轴12上的第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32的位置相对设置。第一齿轮啮合机构21和第二齿轮啮合机构22的两个双齿轮机构的啮合齿轮31具有不同的半径比，也即第一齿轮啮合机构21位于输入轴11上的双齿轮机构的啮合齿轮31与输出轴12上的双齿轮机构的啮合齿轮31之间的半径比，与第二齿轮啮合机构22位于输入轴11上的双齿轮机构的啮合齿轮31与输出轴12上的双齿轮机构的啮合齿轮31之间的半径比，两者不相同。
两个连接切换机构23分别位于输入轴11和输出轴12上。连接切换机构23包括固定齿轮4和活动齿套5。固定齿轮4与中心轴相固定，并位于第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32和第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32之间，并相互留有间隙49。也就是，输入轴11上的连接切换机构23的固定齿轮4与输入轴11相固定，当输入轴11转动时，带动相应的固定齿轮4转动；输出轴12上的连接切换机构23的固定齿轮4与输出轴12相固定，当固定齿轮4转动时，带动输出轴12转动。如图5所示，固定齿轮4设有横齿41，活动齿套5具有内齿51。固定齿轮4的横齿41和活动齿套5的内齿51的齿面均呈呈圆弧状，并相互啮合使活动齿套5套在固定齿轮4上。活动齿套5套在固定齿轮4上，能够沿着轴向移动。各连接齿轮32和固定齿轮4具有相同规格的横齿，使得活动齿套5的一端移动至第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32或第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32上。当活动齿套5的一端移动至第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32上时，连接齿轮32上的横齿与活动齿套5的内齿51相啮合，并且活动齿套5的另一端还留在固定齿轮4上，使得活动齿套5横跨固定齿轮4和第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32。当活动齿套5的一端移动至第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32上时，连接齿轮32上的横齿与活动齿套5的内齿51相啮合，并且活动齿套5的另一端还留在固定齿轮4上，使得活动齿套5横跨固定齿轮4和第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32。活动齿套5的外侧柱面上设有环状的卡槽52。卡槽52由活动齿套5柱面上两个向外凸出的环状体53夹持所形成。
换挡杆机构包括摆动轴14和摆动杆15。摆动轴14安装在水平安装在齿轮箱箱体13上，并与与输入轴11和输出轴12相垂直。摆动杆15竖直安装在摆动轴14上，中间卡在活动齿套5的卡槽52内。摆动杆15有两根，分别对应连接切换机构23的活动齿套5。两根摆动杆15能够围绕摆动轴14同步摆动。当摆动杆15摆动时，通过中间所连接的活动齿套5的卡槽52带动活动齿套5沿着输入轴11或输出轴12的轴向移动。由于两根摆动杆15同步摆动，由此带动两个连接切换机构23的两个活动齿套5同时向第一齿轮啮合机构21或第二齿轮啮合机构22的方向摆动。当两个活动齿套5横跨固定齿轮4和第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32时，如图1所示，形成第一挡位的状态。此时，输入轴11的转动带动输入轴11上的固定齿轮4和活动齿套5转动，通过活动齿套5和第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的连接齿轮32的啮合作用进而带动输入轴11上的第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的啮合齿轮31转动，再通过第一齿轮啮合机构21两个双齿轮机构的啮合齿轮31的啮合作用带动输出轴12上的第一齿轮啮合机构21的双齿轮机构的啮合齿轮31转动，再经输出轴12上的固定齿轮4和活动齿套5最终带动输出轴12的转动。当两个活动齿套5横跨固定齿轮4和第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32时，如图3所示，形成第二挡位的状态。此时，输入轴11的转动带动输入轴11上的固定齿轮4和活动齿套5转动，通过活动齿套5和第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的连接齿轮32的啮合作用进而带动输入轴11上的第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的啮合齿轮31转动，再通过第二齿轮啮合机构22两个双齿轮机构的啮合齿轮31的啮合作用带动输出轴12上的第二齿轮啮合机构22的双齿轮机构的啮合齿轮31转动，再经输出轴12上的固定齿轮4和活动齿套5最终带动输出轴12的转动。当两个活动齿套5完全位于固定齿轮4上时，如图2所示，形成空挡状态。此时，输入轴11的转动无法带动输出轴12转动。显而易见地，这种空挡状态下要求活动齿套5的长度不大于固定齿轮4的长度。
此外，为便于活动齿套5移动至双齿轮机构的连接齿轮32上，连接齿轮32上的横齿末端具有楔形机构，活动齿套5上的内齿末端具有楔形机构。如图6所示， 81是连接齿轮32上的横齿，84是活动齿套5上的内齿。内齿84也即为图5中的内齿51。横齿81的末端具有楔形结构82，内齿84的末端具有楔形结构85。横齿81末端的的楔形结构82使得齿间具有宽口结构83，内齿84末端的楔形结构85使得齿间具有宽口结构86。宽口结构83正对着内齿84末端的楔形结构85，楔形结构82正对着内齿84末端的宽口结构86，从而能够便于活动齿套5移动至连接齿轮32上。

Claims (5)

1.一种换挡齿轮箱，其特征在于，包括输入轴(11)、输出轴(12)、第一齿轮啮合机构(21)、第二齿轮啮合机构(22)、两个连接切换机构(23)以及换挡杆机构；第一齿轮啮合机构(21)和第二齿轮啮合机构(22)均由两个分别安装在输入轴(11)和输出轴(12)上的双齿轮机构组成；所述双齿轮机构包括相互固定连接的啮合齿轮(31)和连接齿轮(32)，通过轴承安装在中心轴上，使得双齿轮机构的啮合齿轮(31)和连接齿轮(32)能够同步围绕中心轴并相对于中心轴旋转；第一齿轮啮合机构(21)的两个的双齿轮机构的啮合齿轮(31)相互啮合；第二齿轮啮合机构(22)的两个的双齿轮机构的啮合齿轮(31)相互啮合；两个连接切换机构(23)分别位于输入轴(11)和输出轴(12)上；连接切换机构(23)包括固定齿轮(4)和活动齿套(5)；固定齿轮(4)与中心轴相固定，并位于第一齿轮啮合机构(21)的双齿轮机构的连接齿轮(32)和第二齿轮啮合机构(22)的双齿轮机构的连接齿轮(32)之间；各连接齿轮(32)和固定齿轮(4)具有相同规格的横齿，活动齿套(5)具有内齿，使得活动齿套(5)以横齿和内齿相啮合的方式套在固定齿轮(4)上，并能够移动使活动齿套(5)的一端移动至第一齿轮啮合机构(21)的双齿轮机构的连接齿轮(32)或第二齿轮啮合机构(22)的双齿轮机构的连接齿轮(32)上与相应的连接齿轮(32)相啮合；活动齿套(5)的外侧设有卡槽(52)；所述换挡杆机构包括两根竖直安装在摆动轴(14)上的摆动杆(15)；摆动轴(14)与输入轴(11)和输出轴(12)相垂直，摆动杆(15)的中间卡在活动齿套(5)的卡槽(52)内。
2.如权利要求1所述的换挡齿轮箱，其特征在于，活动齿套(5)的长度不大于固定齿轮(4)的长度，使得活动齿套(5)的两端均能够位于固定齿轮(4)上形成空挡状态。
3.如权利要求1所述的换挡齿轮箱，其特征在于，连接齿轮(32)上的横齿末端具有楔形机构；活动齿套(5)上的内齿末端具有楔形机构。
4.如权利要求1所述的换挡齿轮箱，其特征在于，连接齿轮(32)和固定齿轮(4)上的横齿的齿面呈圆弧状。
5.如权利要求1所述的换挡齿轮箱，其特征在于，第一齿轮啮合机构(21)和第二齿轮啮合机构(22)的两个双齿轮机构的啮合齿轮(31)具有不同的半径比。
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