CN117605794A - 一种多模式动力换挡变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多模式动力换挡变速器,包括变速器壳体,变速器壳体内贯穿输出轴,输出轴轴向设置四驱输出轴,输出轴的外侧壁由内至外依次套设回位弹簧、四驱活塞和四驱活塞座,四驱活塞和四驱活塞座之间配合形成油腔,四驱活塞与四驱输出轴能够啮合或分离;四驱活塞座与变速器壳体连接,四驱活塞座连接电磁阀,四驱活塞座轴向连接轴承座,四驱输出轴贯穿轴承座;回位弹簧一端与四驱活塞相抵,另一端相抵限位组件,限位组件套设在输出轴上。本装置实现双向动力传递,使变速器在未接分动箱的前提下将驱动力同时双向输出,达到四轮驱动目的,传动系统布局更加紧凑,提高了车辆的通过性,减少了行驶中动力不足的可能性。
Description
技术领域
本发明属于变速器技术领域,涉及一种多模式动力换挡变速器。
背景技术
越野轮胎起重机(简称越野轮胎吊)作为非道路工程机械产品,是把起重机构安装在特制底盘上并拥有重型轮胎的一种全回转式起重机,起重机设有四个可伸缩的支腿,在平坦地面上可不用支腿进行小重量吊装及吊物,其特点为集超强越野和带重载运输等优点于一体,适用于狭窄小场地作业,也适用于油田、化工、矿山、风电等场景的吊装作业。
目前工程机械动力换挡变速器主要致力于中低端装载机动力换挡变速器,其结构简单,输出接口单一。而对于应用工况复杂,多输出模式的动力换挡变速器的开发尚不成熟,因此动力换挡变速器的动力多输出模式优化设计,是动力换挡变速器开发必不可少的环节。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中动力换挡变速器的动力输出结构单一,仅仅以驱动力单向输出功能为主,无法满足多模式动力输出的需求的问题,提供一种多模式动力换挡变速器,通过合理优化变速器壳体结构及所述输出零件构成的驱动力输出结构,输出轴可将从变速器内部获得的动力分别输出至输出轴两端,一端花键连接法兰盘,将驱动力输出至变速器前侧车轮;另一端花键连接四驱活塞,同时电磁阀通电建立油压,推动四驱活塞向右移动与四驱输出轴啮合,将驱动力由四驱活塞经四驱输出轴传递至法兰盘,进而输出至变速器后侧车轮,形成驱动力前后双向同时输出的设计。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种多模式动力换挡变速器,包括变速器壳体,所述变速器壳体内贯穿输出轴,所述输出轴轴向设置四驱输出轴;
所述输出轴的上由内至外依次套设回位弹簧、四驱活塞和四驱活塞座,所述四驱活塞和四驱活塞座之间配合形成油腔,四驱活塞与四驱输出轴能够啮合或分离;
所述四驱活塞座与变速器壳体连接,所述四驱活塞座连接电磁阀,四驱活塞座轴向连接轴承座,所述四驱输出轴贯穿轴承座;
回位弹簧一端与四驱活塞相抵,另一端相抵限位组件,所述限位组件套设在输出轴上。
本发明的进一步改进在于:
所述限位组件包括轴向分布的垫圈和卡环;
所述回位弹簧一端与四驱活塞相抵,另一端与垫圈相抵。
所述四驱活塞的外侧壁上开设凹槽,所述四驱活塞座的内侧壁与凹槽配合形成油腔。
所述四驱活塞的外侧套设第一密封环和第二密封环;
所述油腔位于第一密封环和第二密封环之间。
所述四驱输出轴外侧轴向套设卡环和深沟球轴承,所述卡环和深沟球轴承嵌入在轴承座内部。
所述变速器壳体内设置圆锥滚子轴承,所述圆锥滚子轴承用于支撑输出轴。
所述输出轴和四驱输出轴相靠近的端部均开设油对应的端面齿。
所述输出轴远离四驱输出轴的端部和四驱输出轴远离输出轴的端部均连接法兰。
所述四驱活塞座与变速器壳体的连接处设置第一O型圈。
所述四驱活塞座和轴承座的连接处设置第二O型圈。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明公开了一种多模式动力换挡变速器,其中四驱输出轴与输出轴轴向配合,通过四驱活塞实现动力的传递或分离,在输出轴上设置回位弹簧、四驱活塞和四驱活塞座,其中,四驱活塞和四驱活塞座之间配合形成了油腔,当电磁阀通电后建立油压,油压的作用下,四驱活塞向四驱输出轴的方向啮合,并与四驱输出轴啮合,此时动力通过输出轴和四驱输出轴分别向两端输出,实现双向动力传递,使变速器在未接分动箱的前提下将驱动力同时双向输出,达到四轮驱动目的,同时降低了传动系统的复杂程度,使传动系统布局更加紧凑,节省了传动系统的布置空间和开发成本,提高了车辆的通过性,减少了行驶中动力不足的可能性,当电磁阀断电时,油腔泄压,四驱活塞在回位弹簧的作用下回位,四驱活塞与四驱输出轴分离,其中一个方向传递的驱动力切断,驱动力只由输出轴输出,本装置安装适应性更高,可以根据需求实现双向或单向动力输出,通用性和便捷性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的驱动力双向同时输出及驱动力仅前向输出截面图;
图2为本发明的驱动力双向同时输出及驱动力仅前向输出左后视图;
图3为本发明的输出轴整体视图;
图4为本发明的驱动力仅后向输出截面图;
图5为本发明的驱动力仅后向输出左前视图;
图6为本发明的驱动力前向、取力后向输出截面图;
图7为本发明的驱动力前向、取力后向输出左后视图
图8为本发明的驱动力后向、取力前向输出截面图;
图9为本发明的驱动力后向、取力前向输出左后视图。
其中:01-变速器壳体;02-圆锥滚子轴承;03-四驱活塞座;04-第一O型圈;05-四驱活塞;06-第一密封环;07-回位弹簧;08-卡环;09-深沟球轴承;10-第一油封;11-四驱输出轴;12-第一锁紧螺母;13-第三O型圈;14-卡环;15-垫圈;16-第二O型圈;17-第二密封环;18-轴承盖;19-轴承盖螺栓;20-第二锁紧螺母;21-输出轴;22-第四O型圈;23-第二油封;24-第五O型圈;26-电磁阀;27-轴承座;28-轴承座螺栓;29-法兰;30-取力器连接壳体;31-取力器;32-取力器连接螺栓。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,若出现术语“水平”,并不表示要求部件绝对水平,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1至图2,本发明实施例公开了一种多模式动力换挡变速器,包括变速器壳体01,所述变速器壳体01内贯穿输出轴21,所述输出轴21轴向设置四驱输出轴11,所述输出轴21与四驱输出轴11能够啮合或分离;所述输出轴21的外侧壁由内至外依次套设回位弹簧07、四驱活塞05和四驱活塞座03,所述四驱活塞05和四驱活塞座03之间配合形成油腔,所述四驱活塞座03与变速器壳体01连接,所述四驱活塞座03连接电磁阀26,四驱活塞座03轴向连接轴承座27,所述四驱输出轴11贯穿轴承座27;回位弹簧07一端与四驱活塞05相抵,另一端相抵限位组件,所述限位组件套设在输出轴21上。
进一步的,本实施例中,变速器壳体01内部轴向间隔安装两个圆锥滚子轴承02,圆锥滚子轴承02与变速器壳体01间隙配合,圆锥滚子轴承02内圈与输出轴21过盈配合,用于支撑输出轴21,并对输出轴21进行轴向定位。
进一步的,变速器壳体01的一端连接四驱活塞座03,另一端连接轴承盖18,四驱活塞座03上套设第一O型圈04,第一O型圈04与变速器壳体01、四驱活塞座03配合,用于密封,保证壳体内部油液不向外泄露。
进一步的,四驱活塞座03与轴承座27通过轴承座螺栓28与变速器壳体01固连,四驱活塞座03上连接电磁阀26,电磁阀26通过电磁阀螺栓25固定,四驱活塞座03与轴承座27连接处设置第二O型圈16,第二O型圈16用于密封,保证壳体内部油液不向外泄露。
进一步的,四驱活塞05通过花键与输出轴21连接,四驱活塞座03套设在四驱活塞05的外侧,四驱活塞05外侧壁上开设凹槽,所述四驱活塞座03的内侧壁与凹槽配合形成油腔,四驱活塞05与四驱活塞座03之间轴向安装第一密封环06和第二密封环17,油腔位于第一密封环06和第二密封环17之间,用于形成密封油腔,通过电磁阀26控制油路,建立油压推动活塞,使四驱活塞05在输出轴21上向右运动。四驱活塞05靠近四驱输出轴11的端部还设有端面齿,运动后和四驱输出轴11啮合,用于输出动力。
进一步的,回位弹簧07套在输出轴21上,四驱活塞05内部有一台阶面,四驱活塞05与输出轴21之间形成一空腔,回位弹簧07的一端伸入空腔内,并于台阶面相抵,另一端相抵垫圈15,垫圈15轴向连接卡环14,垫圈15和卡环14套在输出轴21上,卡环14用于固定垫圈15,泄油后,回位弹簧07的回弹作用使四驱活塞05回位,四驱活塞05与输出轴21分离。
进一步的,四驱输出轴11通过深沟球轴承09与轴承座27连接,其中,深沟球轴承09,外圈与轴承座27间隙配合,内圈与四驱输出轴11过盈配合,深沟球轴承09用于支撑四驱输出轴11,并对四驱输出轴11进行轴向定位。四驱输出轴11远离输出轴21的一端设置第一锁紧螺母12,第一锁紧螺母12与四驱输出轴11通过螺纹配合,第一锁紧螺母12用于锁紧固定法兰盘29,法兰盘29上设置第一油封10,四驱输出轴11上还套设第三O型圈13,第三O型圈13与四驱输出轴11、第一锁紧螺母12、法兰盘29配合,用于密封,保证壳体内部油液不向外泄露。
进一步的,轴承盖18通过轴承盖螺栓19与变速器壳体01固连,轴承盖18用于对轴承02进行轴向限位,输出轴21远离四驱输出轴11的端部连接法兰29,四驱输出轴11与法兰29通过第二锁紧螺母20连接,法兰29和轴承盖18之间安装第二油封23。法兰29与四驱输出轴11之间设置第四O型圈22,轴承盖18与变速器壳体01之间安装第五O型圈24。
参见图3,进一步的,输出轴21与四驱活塞05通过花键配合,输出轴21上轴向依次分布有输入花键2101、输出花键2102、输出花键2103,输入花键2101将动力从变速器内部传递至输出轴21的两端,输出花键2102、输出花键2103用于将驱动力分别向外输出。
进一步的,本发明实施例公开的换挡变速器还可以与取力器配合连接:
变速器壳体01通过取力器连接螺栓32与取力器壳体30连接,实现取力器31与变速器壳体01的连接。
本实施例还公开了多种动力传动路线,具体以农机的集成式行车制动器为例:
第一种,驱动力前后双向同时输出:
参见图1,输出轴21上的输入花键2101从变速器内部获得动力,分别输出至输出轴21的两端。一端输出花键2102连接法兰盘29,将驱动力输出至变速器前侧车轮;另一端输出花键2103连接四驱活塞05,当电磁阀26通电建立油压,推动四驱活塞05向右移动与四驱输出轴11通过端面齿啮合,将驱动力由四驱活塞05经四驱输出轴11传递至法兰盘29,进而输出至变速器后侧车轮,形成驱动力前后双向同时输出的设计。此设计实现了动力换挡变速器在未接分动箱的前提下将驱动力同时双向输出,达到四轮驱动目的,同时降低了整车传动系统的复杂程度,使传动系统布局更加紧凑,节省了传动系统的布置空间和开发成本。此外将车辆由传统两轮驱动升级为四轮驱动,提高了车辆的通过性,减少了行驶中动力不足的可能性。
第二种,驱动力仅前向输出:
在驱动力前后同时双向输出的结构布置上,通过将电磁阀26断电,使由四驱活塞座03、四驱活塞05、密封环06和密封环17构成的油腔泄油,四驱活塞05在回位弹簧07的作用下向左回位,进而与四驱输出轴11脱开,此时向后传递的驱动力切断,驱动力只由输出轴21向前输出至法兰盘29,再传递至变速器前侧车轮。
此设计在所有零件结构不改变,且不改变零件安装位置的情况下,使变速器输出的驱动力由两端输出变为仅前向输出,达到了车辆由四轮驱动变为前轮驱动的目的,缩短了整车两轮驱动的开发周期,同时降低了发动机的油耗,提升了车辆经济性。
第三种,驱动力仅后向输出:
参见图4至图5,轴承盖18和四驱活塞座03均通过螺栓(周向6处)固定于变速器壳体01,因此保证轴承盖18和四驱活塞座03上的6处螺栓过孔的相对位置相同,同时轴承盖螺栓19和轴承座螺栓28规格相同,通过将原负责驱动力后向输出的零件(如四驱活塞05、四驱活塞座03、轴承座27、回位弹簧07等)与原负责驱动力前向输出的零件(轴承盖18)安装位置交换,可使控制驱动力前后输出的零件在变速器壳体上的功能互换。如需将驱动力仅向后输出至变速器后侧车轮,只要将电磁阀26断电,如前所述四驱活塞05便会回位,使驱动力则无法传递至前侧法兰盘29。
此设计在所有零件结构不改变,且只改变零件安装位置的情况下,使变速器的驱动力由前后双向同时输出变为仅后向的输出。其设计提高了变速器的安装适应性,在变速器在整车安装位置不变的情况下,使变速器输出的驱动力由后向变为前向,使变速器可匹配不同的车型,如需要仅后轮驱动的机械车辆。此外提高了零件通用性,缩短了变速器驱动力后向输出的再开发周期
第四种,驱动力前向输出、取力后向输出:
参见图6至图7,轴承盖18和取力器连接壳体30均通过螺栓(周向6处)固定于变速器壳体01,因此将轴承盖18和取力器连接壳体30上的6处螺栓过孔的相对位置相同,同时轴承盖螺栓19和取力连接螺栓32规格相同。在驱动力仅后向输出的构型上,通过将负责驱动力后向输出的零件(如轴承盖18、法兰盘29)替换为连接取力器的零件(取力器连接壳体30),可使变速器原驱动力后向输出接口变为取力器接口,进而可向后连接取力器31,即输出轴输出花键2102连接取力器内部零件,为整车其他部件如吊机、铲斗、举升平台等提供动力。其巧妙设计在不改变变速器壳体及其其他零件结构的情况下,增加了变速器后侧的功能。同时配合驱动力前向输出机构中电磁阀26的使用,实现了停车及行车取力,使其不受整车运动状态的影响,拓展了整车的功能性及使用便利性。
第五种,驱动力后向输出、取力前向输出:
参见图8至图9,在驱动力前后双向同时输出的基础构型上,因轴承盖18和取力器连接壳体30通过相同规格、数量及安装位置的螺栓固定与变速器壳体01,通过将负责驱动力前向输出的零件(如轴承盖18、法兰盘29)替换为连接取力器的零件(取力器连接壳体30),可使变速器向前驱动车轮的驱动力变为驱动前向取力器的动力,进而可连接向前的取力器31,即通过输出轴输出花键2102传递动力至前向取力器31。其巧妙设计在不改变变速器壳体及其其他零件结构的情况下,实现了变速器前向取力的功能,同时避免了后向取力机构与整车系统上其他结构产生干涉的可能,特此开发此构型。不仅实现了停车及行车取力,还提高了变速器匹配不同车型的适应性,使整车可后轮驱动,取力器前向安装,在变速器前侧位置进行取力。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,包括变速器壳体(01),所述变速器壳体(01)内贯穿输出轴(21),所述输出轴(21)轴向设置四驱输出轴(11);
所述输出轴(21)的上由内至外依次套设回位弹簧(07)、四驱活塞(05)和四驱活塞座(03),所述四驱活塞(05)和四驱活塞座(03)之间配合形成油腔,四驱活塞(05)与四驱输出轴(11)能够啮合或分离;
所述四驱活塞座(03)与变速器壳体(01)连接,所述四驱活塞座(03)连接电磁阀(26),四驱活塞座(03)轴向连接轴承座(27),所述四驱输出轴(11)贯穿轴承座(27);
回位弹簧(07)一端与四驱活塞(05)相抵,另一端相抵限位组件,所述限位组件套设在输出轴(21)上。
2.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述限位组件包括轴向分布的垫圈(15)和卡环(14);
所述回位弹簧(07)一端与四驱活塞(05)相抵,另一端与垫圈(15)相抵。
3.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述四驱活塞(05)的外侧壁上开设凹槽,所述四驱活塞座(03)的内侧壁与凹槽配合形成油腔。
4.根据权利要求3所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述四驱活塞(05)的外侧套设第一密封环(06)和第二密封环(17);
所述油腔位于第一密封环(06)和第二密封环(17)之间。
5.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述四驱输出轴(11)外侧轴向套设卡环(08)和深沟球轴承(09),所述卡环(08)和深沟球轴承(09)嵌入在轴承座(27)内部。
6.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述变速器壳体(01)内设置圆锥滚子轴承(02),所述圆锥滚子轴承(02)用于支撑输出轴(21)。
7.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述输出轴(21)和四驱输出轴(11)相靠近的端部均开设油对应的端面齿。
8.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述输出轴(21)远离四驱输出轴(11)的端部和四驱输出轴(11)远离输出轴(21)的端部均连接法兰(29)。
9.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述四驱活塞座(03)与变速器壳体(01)的连接处设置第一O型圈(04)。
10.根据权利要求1所述的一种多模式动力换挡变速器,其特征在于,所述四驱活塞座(03)和轴承座(27)的连接处设置第二O型圈(16)。
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