CN114347783A - 一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成及全地面起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了起重机技术领域的一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成及全地面起重机。桥箱一体总成包括分动箱总成、上车取力器总成和主减速器总成，所述分动箱总成包括平行布置并依次传动连接的一轴单元、二轴单元和三轴单元，所述上车取力器总成与所述二轴单元传动连接；主减速器总成与所述三轴单元传动连接。桥箱一体总成降低了分动箱以及驱动桥的整体尺寸，提高了底盘空间利用率并使整车重心下降，提高了上车取力工况的效率。

Description

一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成及全地面起重机

技术领域

本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成及全地面起重机。

背景技术

目前，针对单发配置的大吨位全地面起重机（100吨以上全地面起重机）底盘车桥布置主要为4-6根机械驱动桥驱动形式。为了实现单一发动机分别为整车行驶和上车吊装作业提供动力，需要在变速箱和驱动桥之间布置带有上车取力器（PTO）的分动箱结构，以实现在整车行驶时，将发动机动力经过分动箱传递给驱动桥，带动整车行驶；当上车吊装作业时，将下车动力切断，通过PTO装置给上车作业提供动力。现有设计方案主要存在如下缺点：（1）受传动轴最短长度的要求，这种底盘布置方案造成整车前后尺寸较长，整车转弯半径大，影响整车的操作灵活性；（2）现有分动箱箱体轴降尺寸大，造成发动机和变速箱布置位置高，整车重心高，影响整车稳定性；（3）现有分动箱自身尺寸大、重量重，使得整车底盘布置不够紧凑，不利于整车的轻量化设计；（4）上车取力器（PTO）布置在一轴，取力速比为1，在上车取力时发动机转速高，取力燃油经济性差。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成及全地面起重机，降低了分动箱以及驱动桥的整体尺寸，提高了底盘空间利用率并使整车重心下降，提高了上车取力工况的效率。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种桥箱一体总成，包括分动箱总成、上车取力器总成和主减速器总成，所述分动箱总成包括平行布置并依次传动连接的一轴单元、二轴单元和三轴单元，所述上车取力器总成与所述二轴单元传动连接；主减速器总成与所述三轴单元传动连接。

进一步地，所述一轴单元包括齿轮一、齿轮二和换挡机构一，换挡机构一与一轴处于常啮合状态；换挡机构一与齿轮一结合时，齿轮一与一轴固连，一轴为低速挡状态；换挡机构一与齿轮二结合时，齿轮二与一轴固连，一轴为高速挡状态；一轴单元通过齿轮一、齿轮二与二轴单元传动连接。

进一步地，所述二轴单元包括齿轮三、齿轮四、换挡机构二和换挡机构三；齿轮三与齿轮一常啮合；齿轮四与二轴固连并与齿轮二常啮合；换挡机构二用于实现齿轮三与二轴的脱开与结合；换挡机构三用于实现上车取力器总成与二轴的脱开与结合。

进一步地，所述换挡机构一、换挡机构二和换挡机构三通过电力或液力驱动。

进一步地，所述三轴单元包括齿轮五和差速器一，齿轮五与差速器一的壳体固连并与齿轮三啮合；差速器一的半轴齿轮分别与分动箱总成的第一输出轴总成、第二输出轴总成传动连接，并通过第一输出轴总成与主减速器总成传动连接。

进一步地，所述第一输出轴总成与主减速器总成通过花键传动连接。

进一步地，所述差速器一配置有差速锁一，所述差速锁一处于常开状态；当差速锁一结合时，实现差速器一与第一输出轴总成、第二输出轴总成刚性连接。

进一步地，所述差速器一用于实现1:1差速分扭功能，或者用于实现1:2差速分扭功能。

进一步地，所述主减速器总成包括贯通轴、齿轮六、齿轮七、齿轮八、齿轮九和差速器三；齿轮六与贯通轴连接并与齿轮七啮合，齿轮七与齿轮八同轴连接，齿轮九与差速器三的壳体固连并与齿轮八啮合；差速器三的半轴齿轮分别与输出半轴一、输出半轴二连接；贯通轴与第一输出轴总成连接。

进一步地，所述差速器三配置有差速锁三，所述差速锁三处于常开状态；当差速锁三结合时，差速器三无法实现差速功能。

进一步地，所述贯通轴上安装有差速器二，所述差速器二分别与贯通轴和第三输出轴总成相连，齿轮六与差速器二的半轴齿轮相连并与齿轮七啮合。

进一步地，所述差速器二用于实现1:1差速分扭功能，或者用于实现1:2差速分扭功能。

进一步地，所述差速器二配置有差速锁二，所述差速锁二处于常开状态，当差速锁二结合时，差速器二无法实现差速功能。

第二方面，提供一种全地面起重机，所述全地面起重机配置有第一方面所述的桥箱一体总成。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明通过设计桥箱一体总成，将分动箱总成设置为平行布置并依次传动连接的一轴单元、二轴单元和三轴单元，上车取力器总成与二轴单元传动连接；主减速器总成与三轴单元传动连接；降低了分动箱以及驱动桥的整体尺寸，提高了底盘空间利用率并使整车重心下降，提高了上车取力工况的效率；

（2）本发明的底盘布置方案缩短了整车前后尺寸，整车转弯半径变小，整车的操作更加灵活；

（3）本发明中分动箱总成轴降尺寸小，降低了发动机和变速箱布置位置，整车重心低，稳定性好；

（4）本发明上车取力器布置在二轴，取力档速比小于1，上车取力时具有更好的燃油经济性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成在底盘上的布置示意图；

图2是图1中的桥箱一体总成的传动原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成，包括分动箱总成、上车取力器总成和主减速器总成，分动箱总成包括平行布置并依次传动连接的一轴单元、二轴单元和三轴单元，上车取力器总成与二轴单元传动连接；主减速器总成与三轴单元传动连接。

本实施例所述带有下偏取力功能的桥箱一体总成用于单发中大吨位全地面起重机，布置在底盘传动系统中变速箱和驱动桥之间，并且位于4根驱动桥的中间位置，如图1所示，实现对前后1:1的动力输出。桥箱一体总成主要包括分动箱总成、主减速器总成，其中分动箱总成布置在主减速器总成的后面，主减速器总成的动力由后往前输入，桥箱一体传动原理，如图2所示。本实施例中，前面、后面：指总成布置的相对位置描述，车辆前进方向为前；单发：指整车为单一发动机；PTO：给上车吊装作业提供动力的辅助动力输出机构；下偏取力：PTO位于分动箱输入轴下方；上车：起重机转台、臂架等吊装作业结构；下车：起重机驱动桥及轮胎等结构。

如图2所示，分动箱总成为三根平行轴上下分布式分动箱，一轴单元包括作为输入轴的一轴，安装在一轴上的齿轮一11、齿轮二12和换挡机构一13，共包括高速档、低速档两个档位。齿轮一11为小齿轮，齿轮二12为大齿轮，齿轮一11和齿轮二12的内圈通过轴承与一轴相连；换档机构一13为双向换档机构，该机构通过花键与一轴处于常啮合状态。换档机构一13通过左移动与齿轮一11结合，实现齿轮一11与一轴固接，此时分动箱一轴为低速档状态；换档机构一13通过右移动与齿轮二12结合，实现齿轮二12与一轴固接，此时分动箱一轴为高速档状态。一轴单元通过齿轮一11、齿轮二12与二轴单元传动连接。

二轴单元包括安装在二轴上的齿轮三14、齿轮四15、换挡机构二16和换挡机构三17；其中，齿轮三14为大齿轮，该齿轮内圈通过轴承与二轴相连，并与齿轮一11常啮合。齿轮四15为小齿轮，其与二轴固连并与齿轮二12常啮合。换档机构二16为单向换档机构，换档机构二16通过左、右移动实现齿轮三14和二轴的脱开与结合。换档机构三17为单向换档机构，该机构通过左右移动控制PTO（上车取力器）总成与二轴的脱开与结合。

换挡机构一13、换挡机构二16和换挡机构三17通过电力或液力等操纵形式进行驱动。

换挡机构一13、换挡机构二16和换挡机构三17可做成端面齿、平键、摩擦片等各种类似差速锁的连接形式。

三轴单元包括安装在三轴上的齿轮五18和差速器一19，齿轮五18与差速器一19的壳体固连并与齿轮三14啮合；差速器一19的半轴齿轮分别与分动箱总成的第一输出轴总成（前输出轴总成）、第二输出轴总成（后输出轴总成）传动连接，并通过第一输出轴总成与主减速器总成传动连接。差速器一19为分动箱前、后输出差速器，主要为了实现分动箱总成前、后输出轴之间的差速功能。分动箱总成的前输出轴总成从后往前方向与主减速器总成的差速器二的十字轴通过花键固连，实现分动箱总成与主减速器总成结构的集成。

差速器一19配置有差速锁一191，差速锁一191其处于常开状态；当差速锁一191结合时，实现差速器一19与第一输出轴总成、第二输出轴总成刚性连接，此时差速器一19无法实现差速功能。

差速器一是普通差速器用于实现1:1差速分扭功能，差速器一19可以用行星差速器机构代替，以实现1:2差速分扭功能。

主减速器总成包括贯通轴21，贯通轴21上安装有差速器二22、齿轮六23、齿轮七24、齿轮八25、齿轮九26和差速器三27；差速器二22分别与贯通轴21和第三输出轴总成（主减速器总成的前输出轴总成）相连，齿轮六23与差速器二22的半轴齿轮固连并与齿轮七24啮合。差速器二22为桥间差速器，主要为了实现本桥主减速器与下一根桥主减速器之间的差速功能，并将分动箱前轴输入的扭矩1:1分配给前输出轴总成和齿轮六23，差速锁二221为差速器二22的差速锁，其处于常开状态。当差速锁二221结合时，差速器二22的前、后输出轴变为刚性连接，此时差速器无法实现差速功能。齿轮六23与差速器二22的右半轴齿轮固连，并与齿轮七24处于常啮合状态。齿轮七24与齿轮八25固连在同一根轴上。齿轮八25、齿轮九26为一对相互啮合的锥齿轮，齿轮九26与差速器三27的差速器壳体固连。差速器三27为轮间差速器，实现输出半轴一和输出半轴二之间的差速功能，并将齿轮九26输入的扭矩1:1分配给输出半轴一和输出半轴二。差速锁三271为差速器三27的差速锁，其处于常开状态，通过差速锁三271的锁止可实现输出半轴一和输出半轴二的刚性连接，此时差速器三27无法实现差速功能。

本实施例中，差速器二22是普通差速器用于实现1:1差速分扭功能，或者是行星差速器机构，用于实现1:2差速分扭功能。

本实施例中的差速器二22可以取消，形成脱动本桥结构的脱桥桥箱一体总成，此时，贯通轴21与第三输出轴总成连接。差速锁221布置在贯通轴和齿轮六26之间，当差速锁221结合时，齿轮六26与贯通轴刚性连接并与齿轮七24啮合，脱动本桥工作；当差速锁221脱开时，齿轮六26与贯通轴分离，贯通轴上动力通过第三输出轴总成输出。

本实施例中，换档机构一、二、三和差速锁一、二、三均通过气缸作为动力源来带动其执行换档结合与脱离的动作，并在各气源执行元件上布置了感应传感器，用来检测各机构的动作是否已经执行完成。另外，对于各机构相互组合完成的动作，则主要通过换档控制逻辑来防止动作执行时出现错误。

本实施例设计了三平行轴上下分布形式分动箱与驱动桥主减速器通过后输入形式集成的桥箱一体产品，分动箱结构位于驱动桥主减速器的后方，使得整车底盘空间布置更紧凑，整车前后及上下尺寸更小，整车操纵更加灵活，重车重量更轻，燃油经济性更好的轻量化全地面起重机设计变为了可能。三轴分动箱取力端与动力输出端轴降小，降低了整车高度；分动箱与主减速器集成实现整车底盘前后尺寸变短，减小了整车前后长度；全新设计传动路线，使得PTO实现增速取力，提高了整车燃油经济性。相对于现有技术的单独四轴分动箱结构，实现了整车的轻量化设计，降低了整车重量，提高了整车的操纵性及燃油经济性。

本实施例可用在4-6根机械驱动桥驱动的全地面起重机底盘传动系统，三轴分动箱与主减速器通过后输入形式集成的桥箱一体结构，该分动箱前输出轴与差速器二的十字轴通过花键固连，实现动力传递。上车取力装置（PTO）布置在二轴，降低了PTO的布置高度；通过合理设计传动路线及换档控制逻辑，实现PTO在增速状态下取力，提高燃油经济性。齿轮三和二轴的连接形式以及换档机构二的设计，确保齿轮三和二轴的脱开与结合，从而实现全地面起重机下车行驶动力传递的通断。

实施例二：

基于实施例一所述的一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成，本实施例提供一种全地面起重机，所述全地面起重机配置有实施例一所述的一种带有下偏取力功能的桥箱一体总成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种桥箱一体总成，其特征是，包括分动箱总成、上车取力器总成和主减速器总成，所述分动箱总成包括平行布置并依次传动连接的一轴单元、二轴单元和三轴单元，所述上车取力器总成与所述二轴单元传动连接；主减速器总成与所述三轴单元传动连接。

2.根据权利要求1所述的桥箱一体总成，其特征是，所述一轴单元包括齿轮一、齿轮二和换挡机构一，换挡机构一与一轴处于常啮合状态；换挡机构一与齿轮一结合时，齿轮一与一轴固连，一轴为低速挡状态；换挡机构一与齿轮二结合时，齿轮二与一轴固连，一轴为高速挡状态；一轴单元通过齿轮一、齿轮二与二轴单元传动连接。

3.根据权利要求2所述的桥箱一体总成，其特征是，所述二轴单元包括齿轮三、齿轮四、换挡机构二和换挡机构三；齿轮三与齿轮一常啮合；齿轮四与二轴固连并与齿轮二常啮合；换挡机构二用于实现齿轮三与二轴的脱开与结合；换挡机构三用于实现上车取力器总成与二轴的脱开与结合。

4.根据权利要求3所述的桥箱一体总成，其特征是，所述换挡机构一、换挡机构二和换挡机构三通过电力或液力驱动。

5.根据权利要求3所述的桥箱一体总成，其特征是，所述三轴单元包括齿轮五和差速器一，齿轮五与差速器一的壳体固连并与齿轮三啮合；差速器一的半轴齿轮分别与分动箱总成的第一输出轴总成、第二输出轴总成传动连接，并通过第一输出轴总成与主减速器总成传动连接。

6.根据权利要求5所述的桥箱一体总成，其特征是，所述第一输出轴总成与主减速器总成通过花键传动连接。

7.根据权利要求5所述的桥箱一体总成，其特征是，所述差速器一配置有差速锁一，所述差速锁一处于常开状态；当差速锁一结合时，实现差速器一与第一输出轴总成、第二输出轴总成刚性连接。

8.根据权利要求5所述的桥箱一体总成，其特征是，所述差速器一用于实现1:1差速分扭功能，或者用于实现1:2差速分扭功能。

9.根据权利要求1所述的桥箱一体总成，其特征是，所述主减速器总成包括贯通轴、齿轮六、齿轮七、齿轮八、齿轮九和差速器三；齿轮六与贯通轴连接并与齿轮七啮合，齿轮七与齿轮八同轴连接，齿轮九与差速器三的壳体固连并与齿轮八啮合；差速器三的半轴齿轮分别与输出半轴一、输出半轴二连接；贯通轴与第一输出轴总成连接。

10.根据权利要求9所述的桥箱一体总成，其特征是，所述差速器三配置有差速锁三，所述差速锁三处于常开状态；当差速锁三结合时，差速器三无法实现差速功能。

11.根据权利要求9所述的桥箱一体总成，其特征是，所述贯通轴上安装有差速器二，所述差速器二分别与贯通轴和第三输出轴总成相连，齿轮六与差速器二的半轴齿轮相连并与齿轮七啮合。

12.根据权利要求11所述的桥箱一体总成，其特征是，所述差速器二用于实现1:1差速分扭功能，或者用于实现1:2差速分扭功能。

13.根据权利要求11所述的桥箱一体总成，其特征是，所述差速器二配置有差速锁二，所述差速锁二处于常开状态，当差速锁二结合时，差速器二无法实现差速功能。

14.一种全地面起重机，其特征是，所述全地面起重机配置有权利要求1~13任一项所述的桥箱一体总成。

Images