CN110822021A - 一种动力输出装置 - Google Patents

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欧德亭
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Abstract

本发明公开了一种动力输出装置，涉及动力传输设备技术领域。包括壳体，所述的壳体内转动设置有动力输入轴和动力输出轴，所述的动力输入轴上固定设置有主动齿轮，所述的动力输出轴上设置有与所述的主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述的从动齿轮通过轴承组件与所述的动力输出轴转动连接。所述的动力输出轴和从动齿轮之间设置有用于控制从动齿轮和动力输出轴之间动力传递通断的液压离合器。所述的壳体内设置有用于向液压离合器供油的液压泵，且所述的从动齿轮和液压泵之间设置有为液压泵提供动力的动力传递机构。该装置可将柴油发动机曲轴前端动力有效、高效传输到拖拉机前端，配合前端的三点悬挂设备，实现拖拉机前端农机具的正常作业。

Description

一种动力输出装置
技术领域
本发明涉及动力传输设备技术领域，具体地说是一种动力输出装置。
背景技术
国内拖拉机不具备前端动力输出作业能力，无法实现拖拉机的前后同时复式作业，拖拉机的使用范围很小，利用率很低，而且因为拖拉机前端无动力输出能力，导致很多先进的农机具设备无法与拖拉机前端安装使用。部分改装厂将拖拉机后部的动力输出进行多级传动传输到拖拉机前端，传输复杂效率低，同时丧失掉拖拉机后部作业能力，得不偿失。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种动力输出装置，该装置可将柴油发动机曲轴前端动力有效、高效传输到拖拉机前端，配合前端的三点悬挂设备，实现拖拉机前端农机具的正常作业。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种动力输出装置，包括壳体，所述的壳体内转动设置有动力输入轴和动力输出轴，所述的动力输入轴上固定设置有主动齿轮，所述的动力输出轴上设置有与所述的主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述的从动齿轮通过轴承组件与所述的动力输出轴转动连接；
所述的动力输出轴和从动齿轮之间设置有用于控制从动齿轮和动力输出轴之间动力传递通断的液压离合器；
所述的壳体内设置有用于向液压离合器供油的液压泵，且所述的从动齿轮和液压泵之间设置有为液压泵提供动力的动力传递机构。
进一步地，所述的液压泵包括缸体，所述的缸体内从上往下依次设置有柱塞和第二弹簧，所述柱塞的上端设置有滚轮，所述的动力传递机构为设置于所述从动齿轮上的凸轮轨道，所述的滚轮在第二弹簧的作用下压紧在所述的凸轮轨道上，所述缸体的底部设置有出油孔，且所述的出油孔内设置有用于控制单向导通的阀芯组件，所述缸体的侧壁上设置有进油孔。
进一步地，所述的液压泵为齿轮泵，所述的动力传递机构为设置于所述从动齿轮上的驱动齿轮，且所述的驱动齿轮与齿轮泵输入轴上的被动齿轮相啮合。
进一步地，所述的液压离合器设置于所述从动齿轮的后侧，包括从前往后依次套设于动力输出轴上的挡板、摩擦片、第一弹簧、活塞和活塞座，且所述的活塞和活塞座共同形成了压力腔，所述的动力输出轴上设置有与所述的压力腔相连通的液压油进口，所述摩擦片的外部套设有离合器外壳，且所述的离合器外壳与从动齿轮固定连接，所述离合器外壳的内侧面上设置有与摩擦片的外花钢片相配合的齿形结构，所述的动力输出轴上设置有与摩擦片的内花钢片相配合的齿形结构，所述第一弹簧的一端抵靠在活塞上，所述第一弹簧的另一端抵靠在所述动力输出轴齿形结构的端面上。
进一步地，所述的动力传递机构设置于所述离合器外壳的外侧圆柱面上。
进一步地，所述的活塞上设置有用于容纳所述活塞座的第一座孔，所述的活塞和壳体之间设置有刹车片，且所述的刹车片通过导向螺栓与所述的壳体滑动连接，所述的导向螺栓上位于所述的壳体和刹车片之间套设有第四弹簧。
进一步地，所述壳体的壳腔底部设置有液压油，且所述液压泵的进油孔浸没在所述的液压油内。
进一步地，所述液压泵的出油孔分别通过第一管道和第二管道与电磁换向阀的压力油口和背压阀的进油口相连，所述的壳体分别通过第三管道和第四管道与背压阀的出油口和电磁换向阀的回油口相连，所述电磁换向阀的工作油口通过第五管道与液压离合器的液压油进口相连。
进一步地，所述的壳体内位于液压油的上方设置有防溅板。
本发明的有益效果是：
1、在离合器外壳的外侧设置成椭圆形的凸轮轨道，并与液压泵配合实现柱塞的往复运动，从而为液压离合器供油、供压，该结构简单、紧凑、占用箱体空间小，便于安装。
2、本装置利用新开发的液压离合器作为传动啮合装置，传输扭矩大，前端输出动力可达到发动机总功率的33％以上，可与更多机具相匹配。
3、设计安装刹车片，液压离合器作用时液压油推动活塞位移与刹车片分开，液压离合器不作用时，活塞与刹车片结合，从而使动力输出轴的迅速降速，避免动力输出轴惯性转动造成油封、密封环等磨损。
4、本装置不仅可以将拖拉机发动机曲轴前端的动力输出到挂接的农机具，实现拖拉机的前后同时复式作业，扩大拖拉机的使用方向，以此提升拖拉机的利用率。同时该装置也可作为收获机械、工程机械、商用车等的柴油发动机曲轴前端动力输出，用于整机使用范围扩展的改装升级。
5、本装置和电磁阀相配合，可以实现驾驶室内电控动力的结合与分离，操作更简便。
6、降低了前动力输出设备的占用空间，便于安装，适用机型范围更广。
附图说明
图1为动力输出装置的主视图；
图2为动力输出装置的侧视图；
图3为图1中的A-A剖视图；
图4为图2中的B-B剖视图；
图5为图4中A部分的放大结构示意图；
图6为刹车片与后壳体之间的连接结构示意图；
图7为图6中B部分的放大结构示意图；
图8为从动齿轮与离合器外壳的连接结构示意图；
图9为摩擦片的立体结构示意图；
图10为液压原理图。
图中：11-前壳体，12-后壳体，121-进油孔道，122-出油孔道，2-动力输入轴，21-主动齿轮，3-动力输出轴，31-液压油进口，4-从动齿轮，51-离合器外壳，511-凸轮轨道，52-挡板，53-摩擦片，531-外花钢片，532-内花钢片，54-活塞，55-活塞座，56-第一弹簧，6-刹车片，61-导向螺钉，62-第四弹簧，71-缸体，711-凹槽，72-柱塞，721-滚轮，73-第二弹簧，74-轴向孔，75-径向孔，76-进油孔，77-钢球，78-第二弹簧，79-螺塞，8-防溅板，9-轴承组件。
具体实施方式
实施例一
如图1和图2所示，一种动力输出装置包括壳体，所述的壳体包括前壳体11和后壳体12，且所述前壳体11和后壳体12通过螺钉固定连接。
如图3所示，所述的壳体内设置有动力输入轴2，所述动力输入轴2的前、后两端分别通过轴承组件9与所述的壳体转动连接。所述动力输入轴2的后端穿过所述的后壳体12延伸至所述壳体的外部。工作时，所述的动力输入轴2通过传动轴与发动机的曲轴前端相连接。
如图3所示，所述的动力输入轴2上固定设置有主动齿轮21，所述的壳体内位于所述动力输入轴2的下方设置有动力输出轴3。所述动力输出轴3的前、后两端分别通过轴承组件9与所述的壳体转动连接，且所述动力输出轴3的前端穿过所述的前壳体11延伸至所述壳体的外部。工作时，所述的动力输出轴3通过传动轴与相配合的机具的输入轴相连。所述的动力输出轴3上设置有与所述的主动齿轮21相啮合的从动齿轮4，且所述的从动齿轮4通过轴承组件9与所述的动力输出轴3转动连接。
所述的动力输出轴3上位于所述从动齿轮4的后侧设置有液压离合器，且所述的液压离合器可以控制从动齿轮4和动力输出轴3之间动力传递的通断。
如图3所示，所述的液压离合器包括从前往后依次套设于动力输出轴3上的挡板52、摩擦片53、第一弹簧56、活塞54和活塞座55，且所述的活塞54上设置有用于容纳所述活塞座55的第一座孔。所述的活塞54和活塞座55共同形成了用于容纳液压油的压力腔，所述的动力输出轴3上设置有与所述的压力腔相连通的液压油进口31。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的液压油进口31包括设置于所述动力输出轴3端面的轴向油孔和用于连通所述轴向油孔和压力腔的径向油孔，且所述的轴向油孔和径向油孔共同形成了T型结构。所述的活塞座55和动力输出轴3之间，活塞54和动力输出轴3之间，以及活塞54和活塞座55之间均设置有密封圈。
如图3所示，所述摩擦片53的外部套设有离合器外壳51，且所述的离合体壳体与所述的从动齿轮4固定连接。作为一种具体实施方式，如图8所示，本实施例中所述的从动齿轮4与离合器外壳51为一体式结构，即所述的离合器外壳51和从动齿轮4共同形成了一圆柱孔，所述的挡板52和摩擦片53位于所述的圆柱孔内。如图9所示，所述的摩擦片53由多个外花钢片531和多个内花钢片532组成，且所述的外花钢片531和内花钢片532间隔布置。所述离合器外壳51的内侧面上设置有与外花钢片531相配合的齿形结构，所述的动力输出轴3上设置有与所述的内花钢片532相配合的齿形结构。所述第一弹簧56的一端抵靠在所述活塞54的前端面上，所述第一弹簧56的另一端抵靠在所述动力输出轴3齿形结构的后端面上，且所述的活塞座55在第一弹簧56的作用力下压紧在所述后壳体12和动力输出轴3之间的轴承组件9的内圈上。优选的，所述轴承组件9的内圈和活塞座55之间设置有轴套。
如图4和图8所示，所述离合器外壳51的外侧面上设置有一呈椭圆形的凸轮轨道511，所述凸轮轨道511的下方设置有一液压泵。
如图5所示，所述的液压泵包括缸体71，所述的缸体71内从上往下依次设置有柱塞72和第二弹簧73，所述柱塞72的上端设置有滚轮721，且所述的滚轮721在第二弹簧73的作用下压紧在所述的凸轮轨道511上。优选的，所述的滚轮721采用滚针轴承。
所述缸体71的底部设置有出油孔，所述的出油孔包括沿轴向贯穿所述缸体71底部的轴向孔和沿径向贯穿所述缸体71底部的径向孔75，且所述的径向孔75与轴向孔相连通。所述的轴向孔内从上往下依次设置有钢球77、第三弹簧78和螺塞79，且所述的钢球77在第三弹簧78的作用力下压紧在所述轴向孔的台阶面上。所述轴向孔的台阶面位于所述径向孔75的上方，优选的，所述的台阶面为一锥形面。该结构类似于弹簧单向阀的内部结构，其通断原理与单向阀相同，在此不再过多赘述。
所述缸体71的侧壁上设置有进油孔76，所述壳体所形成的壳腔的底部设置有液压油，且所述的液压泵的进油孔76浸没在所述的液压油内。在这里，所述的壳体相当于油箱。
所述液压泵的出油孔处设置有密封结构，且所述液压泵的出油孔通过密封结构与所述的壳腔隔断。作为一种具体实施方式，如图5和图6所示，本实施例中所述壳体的底部设置有用于容纳所述液压泵的第二座孔，所述液压泵的下端插入到所述的第二座孔内。所述液压泵缸体71的外侧壁上设置有一环形凹槽711，所述的凹槽711与所述第二座孔的内侧壁共同形成了一环形空腔，且所述缸体71上的径向孔75与所述的环形空腔相连通。所述的后壳体12上设置有与所述的环形空腔相连通的出油孔道122。所述的缸体71和第二座孔的内侧壁之间位于所述环形空腔的上、下两侧分别设置有密封圈。这样，在连接油管时，将油管直接与后壳体12上的出油孔道122密封连接即可。
所述液压泵的工作原理为，当柱塞72向下移动时，缸体71内的压力会不断增大，直至钢球77在压力的过程中克服第三弹簧78的作用力向下移动。此时轴向孔处于导通状态，液压油通过出油孔排出。当柱塞72向上移动时，钢球77在第三弹簧78的作用下压紧在轴向孔的台阶面上，此时，所述的轴向孔处于封堵状态，壳腔内的液压油会通过进油孔76被动吸入缸体71内。
如图4所示，所述壳体的下部设置有进油孔道121。
液压回路如图10所示，所述壳体上的出油孔道122分别通过第一管道和第二管道与电磁换向阀的压力油口(P)和背压阀的进油口相连。所述壳体上的进油孔道121分别通过第三管道和第四管道与背压阀的出油口和电磁换向阀的回油口(T)相连。所述电磁换向阀的工作油口(A)通过第五管道与液压离合器的液压油进口31相连。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的电磁换向阀采用两位四通阀，因此所述电磁换向阀的另一个工作油口(B)处于封堵状态。在这里所述的电磁换向阀也可以采用两位三通阀。
工作时，当需要动力输出轴3输出动力时，通过电气控制，使电磁换向阀的压力油口(P)和工作油口(A)导通。从动齿轮4在主动齿轮21的驱动下带动离合器外壳51转动，离合器外壳51在转动的过程中，凸轮轨道511以540-1000次/min的频率作用在液压泵的柱塞72，使液压泵形成持续有效的对外供油、供压。液压油通过第一管道和第五管道进入到液压离合器的压力腔内，从而推动活塞54向前侧移动(第一弹簧56被压缩)，直至所述的摩擦片53处于压紧状态，从而将从动齿轮4的动力传递到动力输出轴3上。
当不需要动力输出轴3输出动力时，通过电气控制，使电磁换向阀的工作油口(A)和回油口(T)导通。此时，液压离合器的活塞54会在第一弹簧56的作用力下恢复原位，液压离合器的压力腔内的液压油会通过第五管道和第四管道回到壳体内。液压泵将油泵送到第一管道内，由于此时电磁换向阀的压力油口(P)与处于封堵状态的工作油口(B)导通，因此第一管道内的压力会随之升高，直至达到背压阀的压力，第一管道内的油会顶开背压阀通过第三管道回到壳体内。
进一步地，为了防止液压离合器不工作时，动力输出轴3因摩擦片53间的油膜连接使得动力切断不彻底，造成动力输出轴3惯性转动，进而造成造成油封、密封环等部件的磨损。
如图3所示，所述的活塞54和后壳体12之间设置有刹车片6，如图6和图7所示，所述的刹车片6和后壳体12之间设置有至少三个导向螺栓，作为一种具体实施方式，本实施例中所述的刹车片6和后壳体12之间设置有四个导向螺栓，且所述的导向螺栓沿圆周方向均布。所述导向螺栓的端部与所述的后壳体12螺纹连接，所述的刹车片6上设置有用于容纳所述导向螺栓的通孔。所述的导向螺栓上位于所属的后壳体12和刹车片6之间套设有第四弹簧62。
这样，当液压离合器停止工作时，活塞54会在第一弹簧56的作用力下压紧在刹车片6上，从而通过液压离合器活塞54与刹车片6减的摩擦作用，使离合器的活塞54迅速停止转动。
进一步地，如图3和图4所示，所述的壳体内位于所述进油孔道121的上方设置有防溅板8。
实施例二
所述缸体71的底面上设置有沿轴向贯穿所述缸体71底部的轴向孔，所述轴向孔的中部设置有沿径向延伸的出油孔，且所述轴向孔和出油孔共同形成了T型结构。所述的出油孔上设置有刚性油管，且所述刚性油管的一端与所述的出油孔密封连接，所述刚性油管的另一端穿过后壳体12延伸至所述壳体的外部，所述的刚性油管和后壳体12之间设置有密封圈。所述刚性油管的开口端通过分别通过第一管道和第二管道与电磁换向阀的压力油口(P)和背压阀的进油口相连。其余结构同实施例一。
实施例三
所述的液压泵采用市场上现有的齿轮泵，且所述的齿轮泵通过螺钉与所述的壳体固定连接。所述离合器外壳51的外侧圆柱面上设置有驱动齿轮，且所述的驱动齿轮与齿轮泵输入轴上的被动齿轮相啮合。所述齿轮泵的进油孔76浸没在液压油内，所述齿轮泵的出油孔通过密封结构与壳腔隔断。其余结构同实施例一。
实施例四
所述的电磁换向阀和背压阀均采用插装的形式集成在壳体上，且所述的油路管道通过在壳体上钻孔的方式集成在所述的壳体上。其余结构同实施例一。
在这里，所述油路管道在壳体上的具体布置取决于壳体的形状、选择的电磁换向阀和背压阀的进、出油口的位置，需要本领域技术人员根据上述因素做出适应性设计，这对于本领域技术人员来说属于基本常识，因此，在此不再对油路管道的具体布置做过多赘述。
实施例五
所述的动力输出轴3上位于所述从动齿轮4的后侧设置有液压离合器，且所述的液压离合器可以控制从动齿轮4和动力输出轴3之间动力传递的通断。在这里，所述的液压离合器采用现有技术中传统的液压离合器。所述从动齿轮4的前侧设置有一呈椭圆形的凸轮轨道511，其余结构同实施例一。

Claims (9)

1.一种动力输出装置，包括壳体，所述的壳体内转动设置有动力输入轴和动力输出轴，所述的动力输入轴上固定设置有主动齿轮，所述的动力输出轴上设置有与所述的主动齿轮相啮合的从动齿轮，其特征在于：所述的从动齿轮通过轴承组件与所述的动力输出轴转动连接；
所述的动力输出轴和从动齿轮之间设置有用于控制从动齿轮和动力输出轴之间动力传递通断的液压离合器；
所述的壳体内设置有用于向液压离合器供油的液压泵，且所述的从动齿轮和液压泵之间设置有为液压泵提供动力的动力传递机构。
2.根据权利要求1所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的液压泵包括缸体，所述的缸体内从上往下依次设置有柱塞和第二弹簧，所述柱塞的上端设置有滚轮，所述的动力传递机构为设置于所述从动齿轮上的凸轮轨道，所述的滚轮在第二弹簧的作用下压紧在所述的凸轮轨道上，所述缸体的底部设置有出油孔，且所述的出油孔内设置有用于控制单向导通的阀芯组件，所述缸体的侧壁上设置有进油孔。
3.根据权利要求1所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的液压泵为齿轮泵，所述的动力传递机构为设置于所述从动齿轮上的驱动齿轮，且所述的驱动齿轮与齿轮泵输入轴上的被动齿轮相啮合。
4.根据权利要求2或3所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的液压离合器设置于所述从动齿轮的后侧，包括从前往后依次套设于动力输出轴上的挡板、摩擦片、第一弹簧、活塞和活塞座，且所述的活塞和活塞座共同形成了压力腔，所述的动力输出轴上设置有与所述的压力腔相连通的液压油进口，所述摩擦片的外部套设有离合器外壳，且所述的离合器外壳与从动齿轮固定连接，所述离合器外壳的内侧面上设置有与摩擦片的外花钢片相配合的齿形结构，所述的动力输出轴上设置有与摩擦片的内花钢片相配合的齿形结构，所述第一弹簧的一端抵靠在活塞上，所述第一弹簧的另一端抵靠在所述动力输出轴齿形结构的端面上。
5.根据权利要求4所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的动力传递机构设置于所述离合器外壳的外侧圆柱面上。
6.根据权利要求4所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的活塞上设置有用于容纳所述活塞座的第一座孔，所述的活塞和壳体之间设置有刹车片，且所述的刹车片通过导向螺栓与所述的壳体滑动连接，所述的导向螺栓上位于所述的壳体和刹车片之间套设有第四弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述壳体的壳腔底部设置有液压油，且所述液压泵的进油孔浸没在所述的液压油内。
8.根据权利要求7所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述液压泵的出油孔分别通过第一管道和第二管道与电磁换向阀的压力油口和背压阀的进油口相连，所述的壳体分别通过第三管道和第四管道与背压阀的出油口和电磁换向阀的回油口相连，所述电磁换向阀的工作油口通过第五管道与液压离合器的液压油进口相连。
9.根据权利要求7所述的一种动力输出装置，其特征在于：所述的壳体内位于液压油的上方设置有防溅板。
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