CN112324886A - 一种双输出集成式取力器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双输出集成式取力器及其使用方法，包括取力器壳体和设置在取力器壳体内的输出齿轮轴；输出齿轮轴后端内部为中空结构，输出齿轮轴后端内壁上设置有花键；输出齿轮轴后端内部能通过花键连接法兰盘，当连接法兰盘时，法兰盘的内部通过法兰盘拉紧螺栓与输出齿轮轴连接；输出齿轮轴后端内部还能通过花键与齿轮泵轴连接。本发明取力器的输出形式集成了法兰盘式和插泵式两种，后端既可法兰盘输出，又可直插泵输出。当采用插泵式输出形式时，只需要拆除法兰盘及其相关附件即可，其他零件无需更换或改动，提高了取力器总成的通用性。

Description

一种双输出集成式取力器及其使用方法

技术领域

本发明涉及取力器，具体为一种双输出集成式取力器及其使用方法。

背景技术

取力器是各类专用车的一个重要部件，为了满足不同需求的专用车，取力器的形式和种类也较多。取力器原理较简单，因此取力器的设计着重点在于尺寸小、可靠性高、通用性强。

取力器的输出方式一般采用法兰盘输出型和齿轮泵轴与取力器直连型两种，法兰盘型具有较好的强度和紧密性，但零件数量增加，拆卸步骤较多，成本较高；齿轮泵直连型安装简单，占用空间小，零件数少，但取力器承载力较大。设计上一般根据客户的要求选用一种输出方式，不能够两种或多种输出方式并存。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双输出集成式取力器及其使用方法，后端既可法兰盘输出，又可直插泵输出。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种双输出集成式取力器，包括取力器壳体和设置在取力器壳体内的输出齿轮轴；

输出齿轮轴后端内部为中空结构，输出齿轮轴后端内壁上设置有花键；输出齿轮轴后端内部能通过花键连接法兰盘，当连接法兰盘时，法兰盘的内部通过法兰盘拉紧螺栓与输出齿轮轴连接；输出齿轮轴后端内部还能通过花键与齿轮泵轴连接。

优选的，取力器壳体内设置有输入齿轮轴，输入齿轮轴和输出齿轮轴啮合；

输入齿轮轴内部呈同轴孔设置，输入齿轮轴前端内部通过花键同轴安装有滑套，输入齿轮轴后端内部同轴安装有输入端连接轴，滑套内部通过同轴设置的滑套拉紧螺栓与输入端连接轴前端相连；输入端连接轴后端套装有复位弹簧，复位弹簧前端顶在输入齿轮轴内的凸台上，复位弹簧后端顶在输入端连接轴的凸台上；取力器壳体上设置有活塞安装孔，活塞安装孔中安装有活塞，输入端连接轴的后端顶在活塞的端面上；取力器壳体与活塞构成气缸结构，取力器壳体的后端面上加工有用于气缸进出气的通气孔。

进一步的，活塞的前端且位于输入轴后轴承和取力器壳体的凸台之间安装有一个活塞挡环，输入轴后轴承的外圈压在活塞挡环上。

进一步的，活塞挡环上加工有通孔，取力器壳体上与活塞挡环相对的位置处设置有凹槽，凹槽与活塞挡环上的通孔及活塞安装孔均连通。

进一步的，取力器壳体的后端面上设置有压力开关预留孔，压力开关预留孔用于安装气动压力开关，当气缸进气产生气压时，气动压力开关指示取力器处于工作状态。

进一步的，活塞与取力器壳体之间装有密封圈。

进一步的，输入端连接轴与活塞之间装有一个平面轴承。

进一步的，输入齿轮轴前端安装输入端前轴承盖，输入端轴承盖的内部安装有输入轴前轴承，输入轴前轴承套装在输入齿轮轴前端；输入齿轮轴与取力器壳体之间还装有输入轴后轴承。

优选的，输出齿轮轴前后端分别安装有输出轴前轴承和输出轴后轴承，输出轴后轴承的外圈通过卡簧限位，输出轴前轴承通过取力器壳体限位。

所述的双输出集成式取力器的使用方法，当需要采用法兰盘输出动力时，输出齿轮轴后端内部通过花键连接法兰盘，法兰盘的内部通过法兰盘拉紧螺栓与输出齿轮轴连接；

当需要采用直插式输出动力时，输出齿轮轴后端内部通过花键与齿轮泵轴相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明取力器的输出形式集成了法兰盘式和插泵式两种，后端既可法兰盘输出，又可直插泵输出。当采用插泵式输出形式时，只需要拆除法兰盘及其相关附件即可，其他零件无需更换或改动，提高了取力器总成的通用性。

进一步的，取力器较常见的操纵方式为气操纵，通常需要用到气缸、活塞、复位弹簧、拨叉、拨叉轴等零件组成的气缸总成来完成取力器的挂挡、退档，这种结构需要专门的气缸壳体或取力器壳体上加工有气缸，使得取力器尺寸增大，零件数较多。同时，拨叉、拨叉轴结构需要一个螺钉或弹性圆柱销来固定，这种固定方法会存在螺钉松动、弹性圆柱销被剪切等风险，使取力器可靠性降低。为此，本发明采用气缸集成式设计，气缸整体集成于取力器壳体中，无需拨叉类零件，简化了安装过程并减少了取力器零件数量，减小了取力器总成的径向、轴向尺寸，提高了取力器总成可靠性。

进一步的，活塞挡环的设置可以避免活塞脱出活塞安装孔外。

进一步的，活塞挡环上的通孔能够保证取力器挂入档位时，活塞安装孔内的气体的顺利排出，反之亦然，保证该处不形成负压区。

进一步的，取力器工作时，平面轴承承受来自活塞的轴向载荷，并防止了活塞与输入端连接轴的相互磨损。

附图说明

图1展示的是取力器非工作状态下，各零件位置的示意图；

图2展示的是取力器工作状态下，输出形式采用法兰盘型的示意图；

图3展示的是取力器工作状态下，输出形式采用直插型的示意图；

图4为活塞挡环结构图；(a)A–A剖面图；(b)主视图。

图5为活塞挡环安装位置细节图。

图中所有的输出齿轮轴12以及输入齿轮轴18上加工的齿轮均为斜齿，二维图以直齿示意。

1-取力器壳体，2-第一O形圈，3-第二O形圈，4-输入端连接轴，5-活塞，6-第一油封，7-第二油封，8-法兰拉紧螺栓，9-法兰盘，10-内卡簧，11-输出轴后轴承，12-输出齿轮轴，13-输出轴前轴承，14-输入端前轴承盖，15-输入轴前轴承，16-滑套拉紧螺栓，17-滑套，18-输入齿轮轴，19-复位弹簧，20-输入轴后轴承，21-活塞挡环，22-平面轴承。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明所述的取力器包括取力器壳体1，取力器壳体1内设置有输入齿轮轴18和输出齿轮轴12，输入齿轮轴18和输出齿轮轴12啮合连接。

如图1所示，输入齿轮轴18前端安装一个输入端前轴承盖14，用于限位输入齿轮轴18的轴向运动，输入端轴承盖14的内部安装有输入轴前轴承15，输入轴前轴承15套装在输入齿轮轴18前端；输入齿轮轴18与取力器壳体1之间还装有输入轴后轴承20，使输入齿轮轴18仅能做转动。

如图1所示，输入齿轮轴18内部呈同轴孔设置，输入齿轮轴18前端内部同轴安装有滑套17，滑套17通过花键与输入齿轮轴18内壁连接。输入齿轮轴18后端内部同轴安装有输入端连接轴4，滑套17内部通过一个同轴设置的滑套拉紧螺栓16与输入端连接轴4前端相连。输入端连接轴4后端套装有复位弹簧19，复位弹簧19前端顶在输入齿轮轴18内的凸台上，复位弹簧19后端顶在输入端连接轴4的凸台上。取力器壳体1上设置有活塞安装孔，活塞安装孔中安装有活塞5，活塞5与取力器壳体1之间装有第一O形圈2和第二O形圈3，输入端连接轴4的后端顶在活塞5的端面上，输入端连接轴4与活塞5之间装有一个平面轴承22。取力器壳体1与活塞5构成气缸结构，取力器壳体1的后端面上加工有一个用于气缸进出气的通气孔23和一个压力开关预留孔，压力开关预留孔用于安装气动压力开关，当密封气腔进气产生气压时，压力开关指示取力器工作状态。为了防止活塞5滑出活塞安装孔，在活塞5的前端且输入轴后轴承20和取力器壳体1的凸台之间安装有一个活塞挡环21，输入轴后轴承20的外圈压在活塞挡环21上，限制活塞挡环21的轴向运动。

如图1所示，输出齿轮轴12前后端分别安装有输出轴前轴承13和输出轴后轴承11，输出轴后轴承11的外圈通过卡簧10限位，输出轴前轴承13通过取力器壳体1限位。输出齿轮轴12与输入齿轮轴18啮合，且两轴均被轴承限位，仅能做转动。输出齿轮轴12后端内部为中空结构，输出齿轮轴12后端内壁上设置有花键。输出齿轮轴12后端内部可以通过花键连接法兰盘9，当连接法兰盘9时，法兰盘9的内部通过一个法兰盘拉紧螺栓8与输出齿轮轴12连接，用于法兰盘9的轴向定位；取力器壳体1在输出端安装有第一油封6和第二油封7，其中第二油封7与法兰盘9外圆配合，第一油封6与输出齿轮轴12外圆配合。

图1展示的是取力器不工作时，各零件状态示意图：此时通气孔23未通气，输入端连接轴4在复位弹簧19的作用下，与活塞5一同位于取力器壳体1后端；滑套17通过滑套拉紧螺栓16与输入端连接轴4相连，因此也位于后端；此时滑套17未与前端贯通轴花键啮合，动力没有从变速器输入至取力器。

图2展示的是取力器工作时，各零件状态示意图：此时通气孔23进气，气压推动活塞5克服复位弹簧19的弹簧力向前运动，运动至与活塞挡环21接触位置停止；活塞5推动输入端连接轴4和滑套17向前运动，滑套17与贯通轴啮合开始转动；输入齿轮轴18与滑套17通过花键连接，输入端连接轴4与滑套18通过滑套拉紧螺栓16连接，三者一同转动，但活塞5不转动，平面轴承22此时承受来自活塞5的轴向载荷，并防止了活塞5与输入端连接轴4的相互磨损；输出齿轮轴12与输入齿轮轴18啮合传动，输出齿轮轴12又与法兰盘9花键连接，因此法兰盘9输出动力。

图3展示的是直插式输出示意图，在原有的结构基础上，去除法兰盘9、法兰盘拉紧螺栓8和第二油封7，其他零件位置不变，此时输出齿轮轴12后端的内花键与齿轮泵轴相连，依靠第一油封6密封，取力器输出动力。

图4为活塞挡环21的零件结构图，活塞挡环21上加工有6个通孔，通孔完全不被输入轴后轴承20外圈遮挡。

图5为活塞挡环21安装部位的细节图，取力器壳体1上与活塞挡环21相对的位置处设置有凹槽，凹槽与活塞挡环21上的通孔及活塞安装孔均连通。图5中箭头表示取力器进气时，活塞安装孔内原有的气体排出走向，先经过取力器壳体1上加工的凹槽，再通过活塞挡环21上的通孔排入取力器中。通孔能够保证取力器挂入档位时，活塞安装孔内的气体的顺利排出，反之亦然，保证该处不形成负压区。

本发明是一种贯通轴式后取力器，取力器壳体为一体式设计，总成安装时无需分体安装，壳体承担了气缸体、前后轴承盖的任务，简化了安装过程并减少了取力器零件数量。输出形式集成了法兰盘式和插泵式两种，当采用插泵式输出形式时，只需要拆除法兰盘及其相关附件即可，其他零件无需更换或改动，提高了取力器总成的通用性。取力器内部零件布置紧凑，某些单个零件能够实现多种功能，使总成空间利用率高，减小了取力器总成的径向、轴向尺寸，减少了零件数量，提高了取力器总成可靠性。

Claims (10)

1.一种双输出集成式取力器，其特征在于，包括取力器壳体(1)和设置在取力器壳体(1)内的输出齿轮轴(12)；

输出齿轮轴(12)后端内部为中空结构，输出齿轮轴(12)后端内壁上设置有花键；输出齿轮轴(12)后端内部能通过花键连接法兰盘(9)，当连接法兰盘(9)时，法兰盘(9)的内部通过法兰盘拉紧螺栓(8)与输出齿轮轴(12)连接；输出齿轮轴(12)后端内部还能通过花键与齿轮泵轴连接。

2.根据权利要求1所述的双输出集成式取力器，其特征在于，取力器壳体(1)内设置有输入齿轮轴(18)，输入齿轮轴(18)和输出齿轮轴(12)啮合；

输入齿轮轴(18)内部呈同轴孔设置，输入齿轮轴(18)前端内部通过花键同轴安装有滑套(17)，输入齿轮轴(18)后端内部同轴安装有输入端连接轴(4)，滑套(17)内部通过同轴设置的滑套拉紧螺栓(16)与输入端连接轴(4)前端相连；输入端连接轴(4)后端套装有复位弹簧(19)，复位弹簧(19)前端顶在输入齿轮轴(18)内的凸台上，复位弹簧(19)后端顶在输入端连接轴(4)的凸台上；取力器壳体(1)上设置有活塞安装孔，活塞安装孔中安装有活塞(5)，输入端连接轴(4)的后端顶在活塞(5)的端面上；取力器壳体(1)与活塞(5)构成气缸结构，取力器壳体(1)的后端面上加工有用于气缸进出气的通气孔(23)。

3.根据权利要求2所述的双输出集成式取力器，其特征在于，活塞(5)的前端且位于输入轴后轴承(20)和取力器壳体(1)的凸台之间安装有一个活塞挡环(21)，输入轴后轴承(20)的外圈压在活塞挡环(21)上。

4.根据权利要求3所述的双输出集成式取力器，其特征在于，活塞挡环(21)上加工有通孔，取力器壳体(1)上与活塞挡环(21)相对的位置处设置有凹槽，凹槽与活塞挡环(21)上的通孔及活塞安装孔均连通。

5.根据权利要求2所述的双输出集成式取力器，其特征在于，取力器壳体(1)的后端面上设置有压力开关预留孔，压力开关预留孔用于安装气动压力开关，当气缸进气产生气压时，气动压力开关指示取力器处于工作状态。

6.根据权利要求2所述的双输出集成式取力器，其特征在于，活塞(5)与取力器壳体(1)之间装有密封圈。

7.根据权利要求2所述的双输出集成式取力器，其特征在于，输入端连接轴(4)与活塞(5)之间装有一个平面轴承(22)。

8.根据权利要求2所述的双输出集成式取力器，其特征在于，输入齿轮轴(18)前端安装输入端前轴承盖(14)，输入端轴承盖(14)的内部安装有输入轴前轴承(15)，输入轴前轴承(15)套装在输入齿轮轴(18)前端；输入齿轮轴(18)与取力器壳体(1)之间还装有输入轴后轴承(20)。

9.根据权利要求1所述的双输出集成式取力器，其特征在于，输出齿轮轴(12)前后端分别安装有输出轴前轴承(13)和输出轴后轴承(11)，输出轴后轴承(11)的外圈通过卡簧(10)限位，输出轴前轴承(13)通过取力器壳体(1)限位。

10.权利要求1-9任一项所述的双输出集成式取力器的使用方法，其特征在于，当需要采用法兰盘输出动力时，输出齿轮轴(12)后端内部通过花键连接法兰盘(9)，法兰盘(9)的内部通过法兰盘拉紧螺栓(8)与输出齿轮轴(12)连接；

当需要采用直插式输出动力时，输出齿轮轴(12)后端内部通过花键与齿轮泵轴相连。

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