CN109780147B - 一种推土机用变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种推土机用变速箱，该变速箱包括输入轴和输出轴，还包括五个单行星排，分别为第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排和第五行星排，所述输入轴上连接有第一行星排、第二行星排和第三行星排，所述输出轴上连接有第四行星排和第五行星排，五个行星排上共设置有六个离合器，通过不同离合器的同时啮合，可实现不同挡位的切换。本发明提出的推土机用变速箱通过五个行星排实现前进四挡和后退四挡的换挡功能，零件较少，全部使用单星排，制造安装简单，结构尺寸小。

Description

一种推土机用变速箱

技术领域

本发明涉及变速箱领域，特别涉及一种推土机用变速箱。

背景技术

现有变速箱分为人力换挡和动力换挡两种，由于工程机械采用人力换挡后会出现低挡位发动机功率发挥不充分，高挡位机器难以起步，因此工程机械广泛采用动力换挡变速箱。而行星式动力换挡变速箱中有许多行星排，具有零件受力平衡，结构尺寸小，刚度大等优点，在工程机械中被大量使用。为满足不同工况的需求，提高行驶的舒适性和燃油经济性，推土机变速箱一般需要有6-8个挡位。

但是现有推土机用行星式变速箱一般采用5排及以上行星排仅实现6挡位需求，如CN105351462A，就是一种只能实现6挡变速的变速箱，还有专利CN203348495U以及专利CN205618616U，都是只能实现少挡位变速且零件数量比较多的变速箱。

还有一些变速箱使用的是双星排，如专利CN205618616U中的第二行星排和第四行星排中使用了双星排，结构复杂。

还有些方案为了方便轴的引出，其中心轴存在空心嵌套结构，如专利CN102221076A中第一行星排的中心轴存在三层嵌套结构，这导致中心轴结构比较复杂，制造安装难度大，机构整体尺寸也比较大。

所以需要一种新的多挡位且零件比较少的变速箱来供推土机进行使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种推土机用变速箱，结构简单，在满足多挡位需求的情况下使用较少的零件数量，降低结构复杂性，使制造安装简易，减小变速箱尺寸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种推土机用变速箱，包括输入轴、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第五行星排和输出轴；

所述的第一行星排包括第一太阳轮、第一齿圈、第一行星架和第一行星轮，所述的第一行星轮设置在第一行星架上且分别与第一太阳轮和第一齿圈啮合，所述的第一行星架的一端设置有第一离合器，所述的第一齿圈外部设置有第二离合器，所述的输入轴与第一太阳轮固定连接；

所述的第二行星排包括第二太阳轮、第二齿圈、第二行星架和第二行星轮，所述的第二行星轮设置在第二行星架上，所述的第二齿圈固定连接在第一行星架的另一端，所述的第二行星轮分别与第二太阳轮和第二齿圈啮合，所述的第一太阳轮和第二行星架之间设置第三离合器；

所述第三行星排包括第三太阳轮、第三齿圈、第三行星架和第三行星轮，所述的第三行星轮设置在第三行星架上，所述的第三行星架的一端与第二齿圈固定连接，第三行星轮分别与第三太阳轮和第三齿圈啮合，所述第三齿圈外部设置第四离合器，所述的第二太阳轮与第三太阳轮同轴固定连接；

所述第四行星排包括第四太阳轮、第四齿圈、第四行星架和第四行星轮，所述的第四行星轮设置在第四行星架上，所述的第四行星架固定连接在第三太阳轮的一端，所述的第四行星轮分别与第四太阳轮和第四齿圈啮合，所述第四齿圈一端设置有第五离合器；

所述第五行星排包括第五太阳轮、第五齿圈、第五行星架和第五行星轮，所述的第五行星轮设置在第五行星架上，所述的第五齿圈固定连接在第四行星架的一端，所述的第五行星轮分别与第五太阳轮和第五齿圈啮合，所述第五行星架一端设置第六离合器，所述的第四太阳轮与第五太阳轮同轴固定连接，所述的第五太阳轮和输出轴固定连接；

所述第一离合器用于将所述第一行星架可选择性地固定至变速箱箱体，所述第二离合器用于将所述第一齿圈可选择性地固定至变速箱箱体，所述第四离合器用于将所述第三齿圈可选择性地固定至变速箱箱体，所述第五离合器用于将所述第四齿圈可选择性地固定至变速箱箱体，所述第六离合器用于将所述第五行星架可选择性地固定至变速箱箱体。

进一步的，所述第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器和第六离合器均为湿式多片式离合器。

当所述第二离合器、第四离合器和第五离合器同时接合，分别将第一齿圈、第三齿圈和第四齿圈固定，此时所述变速箱实现前进一挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第四离合器和第五离合器同时接合，分别将第三齿圈和第四齿圈固定，此时所述变速箱实现前进二挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第二离合器和第五离合器同时接合，分别将第一齿圈和第四齿圈固定，此时所述变速箱实现前进三挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第一离合器和第五离合器同时接合，分别将第一行星架和第四齿圈固定，此时所述变速箱实现前进四挡；

当所述第二离合器、第四离合器和第六离合器同时接合，分别将第一齿圈、第三齿圈和第五行星架固定，此时所述变速箱实现后退一挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第四离合器和第六离合器同时接合，分别将第三齿圈和第五行星架固定，此时所述变速箱实现后退二挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第二离合器和第六离合器同时接合，分别将第一齿圈和第五行星架固定，此时所述变速箱实现后退三挡；

当所述第三离合器接合，将第一太阳轮和第二行星架连接为一个整体，同时，第一离合器和第六离合器同时接合，分别将第一行星架和第五行星架固定，此时所述变速箱实现后退四挡。

进一步的：

所述的前进一挡的传动比范围为0.17～0.42；

所述的前进二挡的传动比范围为0.10～0.23；

所述的前进三挡的传动比范围为0.07～0.16；

所述的前进四挡的传动比范围为0.05～0.11；

所述的后退一挡的传动比范围为-0.17～-0.40；

所述的后退二挡的传动比范围为-0.10～-0.22；

所述的后退三挡的传动比范围为-0.07～-0.15；

所述的后退四挡的传动比范围为-0.05～-0.11。

有益效果：本发明涉及一种推土机用变速箱，包括5个单行星排，以及在行星排上设置的6个离合器，能实现4个前进挡和4个后退挡，利用较少的行星排实现多挡位的变速需求，且未使用双星排，无空心轴嵌套，结构简单，制造安装方便，机构尺寸小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记：1、输入轴；2、输出轴；3、第一行星排；31、第一太阳轮；32、第一齿圈；33、第一行星架；34、第一行星轮；4、第二行星排；41、第二太阳轮；42、第二齿圈；43、第二行星架；44、第二行星轮；5、第三行星排；51、第三太阳轮；52、第三齿圈；53、第三行星架；54、第三行星轮；6、第四行星排；61、第四太阳轮；62、第四齿圈；63、第四行星架；64、第四行星轮；7、第五行星排；71、第五太阳轮；72、第五齿圈；73、第五行星架；74、第五行星轮；8、第一离合器；9、第二离合器；10、第三离合器；11、第四离合器；12、第五离合器；13、第六离合器。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明的实施方式涉及一种推土机用变速箱，包括输入轴1、第一行星排3、第二行星排4、第三行星排5、第四行星排6、第五行星排7和输出轴2；

所述的第一行星排3包括第一太阳轮31、第一齿圈32、第一行星架33和第一行星轮34，所述的第一行星轮34设置在第一行星架33上且分别与第一太阳轮31和第一齿圈32啮合，所述的第一行星架33的一端设置有第一离合器8，所述的第一齿圈32外部设置有第二离合器9，所述的输入轴1与第一太阳轮31固定连接；

所述的第二行星排4包括第二太阳轮41、第二齿圈42、第二行星架43和第二行星轮44，所述的第二行星轮44设置在第二行星架43上，所述的第二齿圈42固定连接在第一行星架33的另一端，所述的第二行星轮44分别与第二太阳轮41和第二齿圈42啮合，所述的第一太阳轮31和第二行星架43之间设置第三离合器10；

所述第三行星排5包括第三太阳轮51、第三齿圈52、第三行星架53和第三行星轮54，所述的第三行星轮54设置在第三行星架53上，所述的第三行星架55的一端与第二齿圈42固定连接，第三行星轮54分别与第三太阳轮51和第三齿圈52啮合，所述第三齿圈52外部设置第四离合器11，所述的第二太阳轮41与第三太阳轮51同轴固定连接；

所述第四行星排6包括第四太阳轮61、第四齿圈62、第四行星架63和第四行星轮64，所述的第四行星轮64设置在第四行星架63上，所述的第四行星架63固定连接在第三太阳轮51的一端，所述的第四行星轮64分别与第四太阳轮61和第四齿圈62啮合，所述第四齿圈62一端设置有第五离合器12；

所述第五行星排7包括第五太阳轮71、第五齿圈72、第五行星架73和第五行星轮74，所述的第五行星轮74设置在第五行星架73上，所述的第五齿圈72固定连接在第四行星架63的一端，所述的第五行星轮74分别与第五太阳轮71和第五齿圈72啮合，所述第五行星架73一端设置第六离合器13，所述的第四太阳轮61与第五太阳轮71同轴固定连接，所述的第五太阳轮71和输出轴2固定连接。

所述第一离合器8用于将所述第一行星架33可选择性地固定至变速箱箱体，所述第二离合器9用于将所述第一齿圈32可选择性地固定至变速箱箱体，所述第四离合器11用于将所述第三齿圈52可选择性地固定至变速箱箱体，所述第五离合器12用于将所述第四齿圈62可选择性地固定至变速箱箱体，所述第六离合器13用于将所述第五行星架73可选择性地固定至变速箱箱体。

进一步的，所述第一离合器8、第二离合器9、第三离合器10、第四离合器11、第五离合器12和第六离合器13均为湿式多片式离合器。

具体的工作过程如下：

当所述第二离合器9、第四离合器11和第五离合器12同时接合，分别将第一齿圈32、第三齿圈52和第四齿圈62固定，此时所述变速箱实现前进一挡，前进一挡的传动比范围为0.17～0.42；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第四离合器11和第五离合器12同时接合，分别将第三齿圈52和第四齿圈62固定，此时所述变速箱实现前进二挡，前进二挡的传动比范围为0.10～0.23；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第二离合器9和第五离合器12同时接合，分别将第一齿圈32和第四齿圈62固定，此时所述变速箱实现前进三挡，前进三挡的传动比范围为0.07～0.16；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第一离合器8和第五离合器12同时接合，分别将第一行星架33和第四齿圈62固定，此时所述变速箱实现前进四挡，前进四挡的传动比范围为0.05～0.11；

当所述第二离合器9、第四离合器11和第六离合器13同时接合，分别将第一齿圈32、第三齿圈52和第五行星架73固定，此时所述变速箱实现后退一挡，后退一挡的传动比范围为-0.17～-0.40；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第四离合器11和第六离合器13同时接合，分别将第三齿圈52和第五行星架73固定，此时所述变速箱实现后退二挡，后退二挡的传动比范围为-0.10～-0.22；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第二离合器9和第六离合器13同时接合，分别将第一齿圈32和第五行星架73固定，此时所述变速箱实现后退三挡，后退三挡的传动比范围为-0.07～-0.15；

当所述第三离合器10接合，将第一太阳轮31和第二行星架43连接为一个整体，同时，第一离合器8和第六离合器13同时接合，分别将第一行星架33和第五行星架73固定，此时所述变速箱实现后退四挡，后退四挡的传动比范围为-0.05～-0.11。

本实施例提供的其中一种变速箱行星排参数，如表1所示。

表1本实施例变速箱行星排参数

通过计算得到该实施例变速箱各挡位传动比，如表2所示。

表2本实施例变速箱各挡位传动比

挡位	接合离合器	传动比值
			前进1挡	第二离合器、第四离合器、第五离合器	0.318
前进2挡	第三离合器、第四离合器、第五离合器	0.179
			前进3挡	第二离合器、第三离合器、第五离合器	0.116
前进4挡	第一离合器、第三离合器、第五离合器	0.079
			后退1挡	第二离合器、第四离合器、第六离合器	-0.279
后退2挡	第三离合器、第四离合器、第六离合器	-0.157
			后退3挡	第二离合器、第三离合器、第六离合器	-0.101
后退4挡	第一离合器、第三离合器、第六离合器	-0.069

根据上述行星排参数及传动比，可满足推土机的使用生产需求。

本发明包括5个单行星排，以及在行星排上设置的6个离合器，能实现4个前进挡和4个后退挡，利用较少的行星排实现多挡位的变速需求，且未使用双星排，无空心轴嵌套，结构简单，制造安装方便，机构尺寸小。

Claims (4)

1.一种推土机用变速箱，其特征在于，包括输入轴(1)、第一行星排(3)、第二行星排(4)、第三行星排(5)、第四行星排(6)、第五行星排(7)和输出轴(2)；

所述的第一行星排(3)包括第一太阳轮(31)、第一齿圈(32)、第一行星架(33)和第一行星轮(34)，所述的第一行星轮(34)设置在第一行星架(33)上且分别与第一太阳轮(31)和第一齿圈(32)啮合，所述的第一行星架(33)的一端设置有第一离合器(8)，所述的第一齿圈(32)外部设置有第二离合器(9)，所述的输入轴(1)与第一太阳轮(31)固定连接；

所述的第二行星排(4)包括第二太阳轮(41)、第二齿圈(42)、第二行星架(43)和第二行星轮(44)，所述的第二行星轮(44)设置在第二行星架(43)上，所述的第二齿圈(42)固定连接在第一行星架(33)的另一端，所述的第二行星轮(44)分别与第二太阳轮(41)和第二齿圈(42)啮合，所述的第一太阳轮(31)和第二行星架(43)之间设置第三离合器(10)；

所述第三行星排(5)包括第三太阳轮(51)、第三齿圈(52)、第三行星架(53)和第三行星轮(54)，所述的第三行星轮(54)设置在第三行星架(53)上，所述的第三行星架(55)的一端与第二齿圈(42)固定连接，第三行星轮(54)分别与第三太阳轮(51)和第三齿圈(52)啮合，所述第三齿圈(52)外部设置第四离合器(11)，所述的第二太阳轮(41)与第三太阳轮(51)同轴固定连接；

所述第四行星排(6)包括第四太阳轮(61)、第四齿圈(62)、第四行星架(63)和第四行星轮(64)，所述的第四行星轮(64)设置在第四行星架(63)上，所述的第四行星架(63)固定连接在第三太阳轮(51)的一端，所述的第四行星轮(64)分别与第四太阳轮(61)和第四齿圈(62)啮合，所述第四齿圈(62)一端设置有第五离合器(12)；

所述第五行星排(7)包括第五太阳轮(71)、第五齿圈(72)、第五行星架(73)和第五行星轮(74)，所述的第五行星轮(74)设置在第五行星架(73)上，所述的第五齿圈(72)固定连接在第四行星架(63)的一端，所述的第五行星轮(74)分别与第五太阳轮(71)和第五齿圈(72)啮合，所述第五行星架(73)一端设置第六离合器(13)，所述的第四太阳轮(61)与第五太阳轮(71)同轴固定连接，所述的第五太阳轮(71)和输出轴(2)固定连接；

所述第一离合器(8)用于将所述第一行星架(33)可选择性地固定至变速箱箱体，所述第二离合器(9)用于将所述第一齿圈(32)可选择性地固定至变速箱箱体，所述第四离合器(11)用于将所述第三齿圈(52)可选择性地固定至变速箱箱体，所述第五离合器(12)用于将所述第四齿圈(62)可选择性地固定至变速箱箱体，所述第六离合器(13)用于将所述第五行星架(73)可选择性地固定至变速箱箱体。

2.根据权利要求1所述的推土机用变速箱，其特征在于，所述第一离合器(8)、第二离合器(9)、第三离合器(10)、第四离合器(11)、第五离合器(12)和第六离合器(13)均为湿式多片式离合器。

3.根据权利要求1所述的推土机用变速箱，其特征在于：当所述第二离合器(9)、第四离合器(11)和第五离合器(12)同时接合，分别将第一齿圈(32)、第三齿圈(52)和第四齿圈(62)固定，此时所述变速箱实现前进一挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第四离合器(11)和第五离合器(12)同时接合，分别将第三齿圈(52)和第四齿圈(62)固定，此时所述变速箱实现前进二挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第二离合器(9)和第五离合器(12)同时接合，分别将第一齿圈(32)和第四齿圈(62)固定，此时所述变速箱实现前进三挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第一离合器(8)和第五离合器(12)同时接合，分别将第一行星架(33)和第四齿圈(62)固定，此时所述变速箱实现前进四挡；

或者，

当所述第二离合器(9)、第四离合器(11)和第六离合器(13)同时接合，分别将第一齿圈(32)、第三齿圈(52)和第五行星架(73)固定，此时所述变速箱实现后退一挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第四离合器(11)和第六离合器(13)同时接合，分别将第三齿圈(52)和第五行星架(73)固定，此时所述变速箱实现后退二挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第二离合器(9)和第六离合器(13)同时接合，分别将第一齿圈(32)和第五行星架(73)固定，此时所述变速箱实现后退三挡；

或者，

当所述第三离合器(10)接合，将第一太阳轮(31)和第二行星架(43)连接为一个整体，同时，第一离合器(8)和第六离合器(13)同时接合，分别将第一行星架(33)和第五行星架(73)固定，此时所述变速箱实现后退四挡。

4.根据权利要求3所述的推土机用变速箱，其特征在于：

所述的前进一挡的传动比范围为0.17～0.42；

所述的前进二挡的传动比范围为0.10～0.23；

所述的前进三挡的传动比范围为0.07～0.16；

所述的前进四挡的传动比范围为0.05～0.11；

所述的后退一挡的传动比范围为-0.17～-0.40；

所述的后退二挡的传动比范围为-0.10～-0.22；

所述的后退三挡的传动比范围为-0.07～-0.15；

所述的后退四挡的传动比范围为-0.05～-0.11。

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