CN202392055U - 工程机械液力机械变速箱 - Google Patents

Abstract

一种工程机械液力机械变速箱，其特点是变速箱总成安装有输入轴齿轮、前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮、三-四挡轴齿轮和输出轴；变速箱各挡位功率均通过所述各轴及其上面装配的齿轮件进行传递，离合器均为多片湿式离合器，由一个电液比例操纵阀通过电信号调节电液比例操纵阀的六个压力油输出口的油液压力，控制不同离合器结合或分离，实现变速箱换挡。其优点是装配简单方便，效率较高；可实现前进6个挡位和后退3个挡位，能够充分利用发动机功率，可进行多种作业模式，提高了轮式装载机的适应性；采用电液比例操纵阀实现变速箱电控液压动力换挡，改善了整机操纵舒适性，并能实现半自动和全自动换挡。

Description

工程机械液力机械变速箱

技术领域

本实用新型是涉及一种机械变速箱，特别是涉及一种轮式装载机、重型车辆、牵引拖拉机等工程机械或车辆中使用的工程机械液力机械变速箱。 

背景技术

轮式装载机、重型车辆、牵引拖拉机等工程机械或车辆在作业时，需要改变行驶方向，并且在不同的作业模式下，需要不同的车速及牵引力，这些功能都需要变速箱来实现。轮式装载机作业工况恶劣，需要变速箱能够可靠地传递较大的扭矩，对变速箱的设计水平要求较高。 

目前国内装载机变速箱产品大多采用具有二个行星排的行星式结构，配有双涡轮变矩器和超越离合器，可实现二个前进挡和一个后退挡。整机挡位数少，不能适应多种工况模式，也不能充分利用发动机功率。同时，采用机械-液压式换挡操纵阀，换挡冲击较大，操纵舒适性差。随着人机工程学的发展及全世界对节能环保的重视，这种低级产品越来越不能满足市场需求。而具有多个行星排、能够实现较多挡位的行星式变速箱结构较为复杂，设计制造难度较大。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种结构紧凑、技术水平较高的工程机械液力机械变速箱。 

本实用新型的解决方案是这样的： 

本实用新型包括有变矩器总成和变速箱总成，所述的变速箱总成安装有输入轴齿轮、前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮、三-四挡轴齿轮和输出轴；所述的前进-一挡轴齿轮上采用轴承安装有前进挡齿轮、一挡齿轮，第一离合器的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮和前进挡齿轮相连接，第二离合器的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮和一挡齿轮相连接，所述前进挡齿轮与输入轴齿轮相啮合；所述的后退-二挡轴齿轮上采用轴承安装有后退挡齿轮、二挡小齿轮，第六离合器的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮和后退挡齿轮相连接，第三离合器的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮和二挡小齿轮相连接，二挡大齿轮过盈联接在所述二挡小齿轮上，后退-二挡轴齿轮与前进-一挡轴齿轮相啮合，后退挡齿轮与输入轴齿轮相啮合，二挡大齿轮与一挡齿轮相啮合；所述的三-四挡轴齿轮上采用轴承安装有三挡齿轮、四挡齿轮，第四离合器的输入输出分别与三-四挡轴齿轮和三挡齿轮相连接，第五离合器的输入输出分别与三-四挡轴齿轮和四挡齿轮相连接，三-四挡轴齿轮与后退-二挡轴齿轮相啮合，三挡齿轮与二挡小齿轮相啮合；所述的输出轴用键联接有输出齿轮，所述的输出齿轮与所述三挡齿轮相啮合；所述的四挡齿轮与惰轮相啮合，所述的后退挡齿轮与惰轮相啮合。

输入轴齿轮与前进-一挡轴齿轮的中心距d1为165～170mm；输入轴齿轮、后退-二挡轴齿轮的中心距d2为160～165mm；前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮的中心距d3为213～218mm；后退-二挡轴齿轮、三-四挡轴齿轮的中心距d4为210～215mm；三-四挡轴齿轮、输出轴的中心距d5为260～265mm。 

所述的变速箱总成的壳体采用分开式，箱体和端盖连接构成壳体，输入齿轮轴和输出轴两端采用轴承安装在箱体上，前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮和三-四挡轴齿轮的左端分别用轴承安装在箱体上，前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮和三-四挡轴齿轮的右端分别用轴承安装在端盖上。 

所述的第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器、第六离合器均为采用多片湿式离合器，其结构型式为焊接式；内装有纸基摩擦片及对偶钢片，通过压力油实现离合器结合，弹簧分离。 

所述的第一离合器、第二离合器的压力油输入口分别连通前进-一挡轴齿轮内的压力油管路；第三离合器、第六离合器压力油输入口分别连通后退-二挡轴齿轮内的压力油管路；第四离合器、第五离合器的压力油输入口分别连通三-四挡轴齿轮内的压力油管路。 

前进-一挡轴齿轮内的压力油管路、后退-二挡轴齿轮内的压力油管路、三-四挡轴齿轮内的压力油管路是连接到具有六个压力油输出口的电液比例操纵阀，通过电信号调节电液比例操纵阀的六个压力油输出口的油液压力，控制不同离合器结合或分离，实现变速箱换挡。 

前进-一挡轴齿轮内的压力油管路是连通到轴端，通过前进-一挡配油盖将来自电液比例操纵阀的压力油分配到第一离合器、第二离合器；后退-二挡轴齿轮内的压力油管路是连通到轴端，通过后退-二挡配油盖将来自电液比例操纵阀的压力油分配到第三离合器、第六离合器；三-四挡轴齿轮内的压力油管路是连通到轴端，通过三-四挡配油盖将来自电液比例操纵阀的压力油分配到第四离合器、第五离合器。 

所述的第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器、第六离合器通过控制不同离合器结合得到前进6个挡位和后退3个挡位，各挡传动比为： 

所述输入轴齿轮、前进-一挡轴齿轮、后退-二挡轴齿轮、三-四挡轴齿轮、输出轴、前进挡齿轮、一挡齿轮、后退挡齿轮、二挡小齿轮、二挡大齿轮、三挡齿轮、四挡齿轮、输出齿轮、惰轮均为斜齿轮，并为常啮合。

所述的输出轴所连接的输出法兰处设置有钳盘式制动器。 

变速箱采用模块化设计，所述的变矩器总成壳体与变速箱总成箱体输入轴齿轮所在的箱体部位连接。 

本实用新型的优点是装配简单方便，效率较高；可实现前进6个挡位和后退3个挡位，能够充分利用发动机功率，可进行多种作业模式，提高了轮式装载机的适应性；采用电液比例操纵阀实现变速箱电控液压动力换挡，改善了整机操纵舒适性，并能实现半自动和全自动换挡。 

附图说明

附图是本实用新型的实施例。 

附图1是本实用新型的结构示意图。 

附图2是附图1的右视图。 

附图3是各挡位轴中心距示意图。 

具体实施方式

本实施例中各部件明细如下： 

变矩器总成1、输入轴齿轮2、前进挡齿轮3、第一离合器4、前进-一挡轴齿轮5、第二离合器6、一挡齿轮7、端盖8、O型圈9、一挡配油盖10、合金铸铁密封环11、第三离合器12、二挡大齿轮13、二挡小齿轮14、后退-二挡配油盖15、三挡齿轮16、第四离合器17、三-四挡配油盖18、输出齿轮19、前输出法兰20、锁紧螺母21、骨架油封22、输出轴23、粗滤油器24、后输出法兰25、箱体26、三-四挡轴齿轮27、第五离合器28、四挡齿轮29、惰轮轴30、惰轮31、第六离合器32、后退挡齿轮33、后退-二挡轴齿轮34、电液比例操纵阀35、钳盘式制动器36。

如附图1所示，本实用新型包括有变矩器总成和变速箱总成，所述的变速箱总成安装有输入轴齿轮2、前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34、三-四挡轴齿轮27和输出轴23；所述的前进-一挡轴齿轮5上采用轴承安装有前进挡齿轮3、一挡齿轮7，第一离合器4的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮5和前进挡齿轮3相连接，第二离合器6的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮5和一挡齿轮7相连接，所述前进挡齿轮3与输入轴齿轮2相啮合；所述的后退-二挡轴齿轮34上采用轴承安装有后退挡齿轮33、二挡小齿轮14，第六离合器32的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮34和后退挡齿轮33相连接，第三离合器12的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮34和二挡小齿轮14相连接，二挡大齿轮13过盈联接在所述二挡小齿轮14上，后退-二挡轴齿轮34与前进-一挡轴齿轮5相啮合，后退挡齿轮33与输入轴齿轮2相啮合，二挡大齿轮13与一挡齿轮7相啮合；所述的三-四挡轴齿轮27上采用轴承安装有三挡齿轮16、四挡齿轮29，第四离合器17的输入输出分别与三-四挡轴齿轮27和三挡齿轮16相连接，第五离合器28的输入输出分别与三-四挡轴齿轮27和四挡齿轮29相连接，三-四挡轴齿轮27与后退-二挡轴齿轮34相啮合，三挡齿轮16与二挡小齿轮14相啮合；所述的输出轴23用键联接有输出齿轮19，所述的输出齿轮19与所述三挡齿轮16相啮合；所述的四挡齿轮29与惰轮31相啮合，所述的后退挡齿轮33与惰轮31相啮合。变速箱各挡位功率均通过所述各轴及其上面装配的齿轮件进行传递。 

如附图3所示，输入轴齿轮2与前进-一挡轴齿轮5的中心距d1为165～170mm；输入轴齿轮2、后退-二挡轴齿轮34的中心距d2为160～165mm；前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34的中心距d3为213～218mm；后退-二挡轴齿轮34、三-四挡轴齿轮27的中心距d4为210～215mm；三-四挡轴齿轮27、输出轴23的中心距d5为260～265mm。 

所述的变速箱总成的壳体采用分开式，箱体26和端盖8连接，输入轴齿轮2和输出轴23两端采用轴承安装在箱体26上，前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34和三-四挡轴齿轮27的左端分别用轴承安装在箱体26上，前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34和三-四挡轴齿轮27的右端分别用轴承安装在端盖8上。 

所述变速箱通过输入轴齿轮2，将单涡轮变矩器功率传递到变速箱；前进挡齿轮3、一挡齿轮7采用球轴承安装在前进-一挡轴齿轮5上，第一离合器4的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮5和前进挡齿轮3相连接，第二离合器6的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮5和一挡齿轮7相连接，所述前进挡齿轮3与输入轴齿轮2相啮合；后退挡齿轮33、二挡小齿轮14采用锥轴承安装在后退-二挡轴齿轮34上，第六离合器32的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮34和后退挡齿轮33相连接，第三离合器12的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮34和二挡小齿轮14相连接，二挡大齿轮13过盈联接在所述二挡小齿轮14上，后退-二挡轴齿轮34与前进-一挡轴齿轮5相啮合，后退挡齿轮33与输入轴齿轮2相啮合，二挡大齿轮13与一挡齿轮7相啮合；惰轮31采用锥轴承安装在惰轮轴30上，与后退挡齿轮33相啮合；三挡齿轮16、四挡齿轮29采用锥轴承安装在三-四挡轴齿轮27上，第四离合器17的输入输出分别与三-四挡轴齿轮27和三挡齿轮16相连接，第五离合器28的输入输出分别与三-四挡轴齿轮27和四挡齿轮29相连接，所述四挡齿轮29与惰轮31相啮合，三-四挡轴齿轮27与后退-二挡轴齿轮34相啮合，三挡齿轮16与二挡小齿轮14相啮合；输出齿轮19与所述三挡齿轮16相啮合，并采用花键与输出轴23相联接。 

所述输出轴23采用花键分别与前输出法兰20、后输出法兰25联接，采用锁紧螺母21对所述前输出法兰20和后输出法兰25进行轴向固定；所述前输出法兰20和后输出法兰25采用骨架油封22进行密封，分别与前后传动轴联接。 

所述的第一离合器4、第二离合器6、第三离合器12、第四离合器17、第五离合器28、第六离合器32均为采用多片湿式离合器，其结构型式为焊接式；内装有纸基摩擦片及对偶钢片，通过压力油实现离合器结合，弹簧分离。 

所述的第一离合器4、第二离合器6的压力油输入口分别连通前进-一挡轴齿轮5内的压力油管路；第三离合器12、第六离合器32压力油输入口分别连通后退-二挡轴齿轮34内的压力油管路；第四离合器17、第五离合器28的压力油输入口分别连通三-四挡轴齿轮27内的压力油管路。 

前进-一挡轴齿轮5内的压力油管路、后退-二挡轴齿轮34内的压力油管路、三-四挡轴齿轮27内的压力油管路是连接到具有六个压力油输出口的电液比例操纵阀35，通过电信号调节电液比例操纵阀的六个压力油输出口的油液压力，控制不同离合器结合或分离，实现变速箱换挡。 

前进-一挡轴齿轮5内的压力油管路是连通到轴端，通过前进-一挡配油盖10将来自电液比例操纵阀35的压力油分配到第一离合器4、第二离合器6；后退-二挡轴齿轮34内的压力油管路是连通到轴端，通过后退-二挡配油盖15将来自电液比例操纵阀35的压力油分配到第三离合器12、第六离合器32；三-四挡轴齿轮27内的压力油管路是连通到轴端，通过三-四挡配油盖18将来自电液比例操纵阀35的压力油分配到第四离合器17、第五离合器28。所述前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34和三-四挡轴齿轮27轴端分别有各离合器进油口，通过前进-一挡配油盖10、后退-二挡配油盖15和三-四挡配油盖18将来自电液比例操纵阀35的压力油分配到各离合器。为防止各离合器间窜油，采用合金铸铁密封环11密封。前进-一挡配油盖10与端盖8采用O型圈9密封，后退-二挡配油盖15、三-四挡配油盖18与端盖8采用金属面密封。 

所述的第一离合器4、第二离合器6、第三离合器12、第四离合器17、第五离合器28、第六离合器32通过控制不同离合器结合得到前进6个挡位和后退3个挡位，各挡传动比为： 

所述输入轴齿轮2、前进-一挡轴齿轮5、后退-二挡轴齿轮34、三-四挡轴齿轮27、输出轴23、前进挡齿轮3、一挡齿轮7、后退挡齿轮33、二挡小齿轮14、二挡大齿轮13、三挡齿轮16、四挡齿轮29、输出齿轮19、惰轮31均为斜齿轮，并为常啮合，齿轮采用磨齿工艺。

如附图2所示，所述的输出轴23所连接的输出法兰20处设置有钳盘式制动器36，制动器可采用液压控制或机械控制。 

变速箱采用模块化设计，所述的变矩器总成壳体与变速箱总成箱体26输入轴齿轮2所在的箱体部位连接。 

发动机动力经单涡轮变矩器，由输入轴齿轮2输入变速箱，经过变速箱内一系列齿轮传递，动力最终由输出轴23两端的前输出法兰20和后输出法兰25分别输到前、后传动轴上。各挡动力在变速箱中的传递路线如下： 

前进一挡：第一离合器4和第二离合器6结合，

          输入轴齿轮2→前进挡齿轮3→一挡齿轮7→二挡大齿轮13→二挡小齿轮14 →三挡齿轮16→输出齿轮19；

前进二挡：第一离合器4和第三离合器12结合，

        输入轴齿轮2→前进挡齿轮3→前进-一挡轴齿轮5→后退-二挡轴齿轮34→二挡小齿轮14→三挡齿轮16→输出齿轮19；

前进三挡：第五离合器28和第二离合器6结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→惰轮31→四挡齿轮29→三-四挡轴齿轮27 →后退-二挡轴齿轮34→前进-一挡轴齿轮5→一挡齿轮7→二挡大齿轮13→二挡小齿轮14→三挡齿轮16→输出齿轮19；

前进四挡：第一离合器4和第四离合器17结合，

          输入轴齿轮2→前进挡齿轮3→前进-一挡轴齿轮5→后退-二挡轴齿轮34→三-四挡轴齿轮27→三挡齿轮16→输出齿轮19；

前进五挡：第五离合器28和第三离合器12结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→惰轮31→四挡齿轮29→三-四挡轴齿轮27→后退-二挡轴齿轮34→二挡小齿轮14→三挡齿轮16→输出齿轮19；

前进六挡：第五离合器28和第四离合器17结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→惰轮31→四挡齿轮29→三-四挡轴齿轮27→三挡齿轮16→输出齿轮19；

后退一挡：第六离合器32和第二离合器6结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→后退-二挡轴齿轮34→前进-一挡轴齿轮5→一挡齿轮7→二挡大齿轮13→二挡小齿轮14→三挡齿轮16→输出齿轮19；

后退二挡：第六离合器32和第三离合器12结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→后退-二挡轴齿轮34→二挡小齿轮14→三挡齿轮16→输出齿轮19；

后退三挡：第六离合器32和第四离合器17结合，

          输入轴齿轮2→后退挡齿轮33→后退-二挡轴齿轮34→三-四挡轴齿轮27→三挡齿轮16→输出齿轮19。

Claims (11)

1.一种工程机械液力机械变速箱，包括有变矩器总成和变速箱总成，其特征在于所述的变速箱总成安装有输入轴齿轮（2）、前进-一挡轴齿轮（5）、后退-二挡轴齿轮（34）、三-四挡轴齿轮（27）和输出轴（23）；所述的前进-一挡轴齿轮（5）上采用轴承安装有前进挡齿轮（3）、一挡齿轮（7），第一离合器（4）的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮（5）和前进挡齿轮（3）相连接，第二离合器（6）的输入输出分别与所述前进-一挡轴齿轮（5）和一挡齿轮（7）相连接，所述前进挡齿轮（3）与输入轴齿轮（2）相啮合；所述的后退-二挡轴齿轮（34）上采用轴承安装有后退挡齿轮（33）、二挡小齿轮（14），第六离合器（32）的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮（34）和后退挡齿轮（33）相连接，第三离合器（12）的输入输出分别与后退-二挡轴齿轮（34）和二挡小齿轮（14）相连接，二挡大齿轮（13）过盈联接在所述二挡小齿轮（14）上，后退-二挡轴齿轮（34）与前进-一挡轴齿轮（5）相啮合，后退挡齿轮（33）与输入轴齿轮（2）相啮合，二挡大齿轮（13）与一挡齿轮（7）相啮合；所述的三-四挡轴齿轮（27）上采用轴承安装有三挡齿轮（16）、四挡齿轮（29），第四离合器（17）的输入输出分别与三-四挡轴齿轮（27）和三挡齿轮（16）相连接，第五离合器（28）的输入输出分别与三-四挡轴齿轮（27）和四挡齿轮（29）相连接，三-四挡轴齿轮（27）与后退-二挡轴齿轮（34）相啮合，三挡齿轮（16）与二挡小齿轮（14）相啮合；所述的输出轴（23）用键联接有输出齿轮（19），所述的输出齿轮（19）与所述三挡齿轮（16）相啮合；所述的四挡齿轮（29）与惰轮（31）相啮合，所述的后退挡齿轮（33）与惰轮（31）相啮合。

2.根据权利要求1所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于输入轴齿轮（2）与前进-一挡轴齿轮（5）的中心距d1为165～170mm；输入轴齿轮（2）、后退-二挡轴齿轮（34）的中心距d2为160～165mm；前进-一挡轴齿轮（5）、后退-二挡轴齿轮（34）的中心距d3为213～218mm；后退-二挡轴齿轮（34）、三-四挡轴齿轮（27）的中心距d4为210～215mm；三-四挡轴齿轮（27）、输出轴（23）的中心距d5为260～265mm。

3.根据权利要求1所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的变速箱总成的壳体采用分开式，箱体（26）和端盖（8）连接构成壳体；输入齿轴轮（2）和输出轴（23）两端采用轴承安装在箱体（26）上，前进-一挡轴齿轮（5）、后退-二挡轴齿轮（34）和三-四挡轴齿轮（27）的左端分别用轴承安装在箱体（26）上，前进-一挡轴齿轮（5）、后退-二挡轴齿轮（34）和三-四挡轴齿轮（27）的右端分别用轴承安装在端盖（8）上。

4.根据权利要求1所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的第一离合器（4）、第二离合器（6）、第三离合器（12）、第四离合器（17）、第五离合器（28）、第六离合器（32）均为采用多片湿式离合器，其结构型式为焊接式；内装有纸基摩擦片及对偶钢片，通过压力油实现离合器结合，弹簧分离。

5.根据权利要求4所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的第一离合器（4）、第二离合器（6）的压力油输入口分别连通前进-一挡轴齿轮（5）内的压力油管路；第三离合器（12）、第六离合器（32）压力油输入口分别连通后退-二挡轴齿轮（34）内的压力油管路；第四离合器（17）、第五离合器（28）的压力油输入口分别连通三-四挡轴齿轮（27）内的压力油管路。

6.根据权利要求5所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于前进-一挡轴齿轮（5）内的压力油管路、后退-二挡轴齿轮（34）内的压力油管路、三-四挡轴齿轮（27）内的压力油管路是连接到具有六个压力油输出口的电液比例操纵阀（35），通过电信号调节电液比例操纵阀的六个压力油输出口的油液压力，控制不同离合器结合或分离，实现变速箱换挡。

7.根据权利要求6所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于前进-一挡轴齿轮（5）内的压力油管路是连通到轴端，通过前进-一挡配油盖（10）将来自电液比例操纵阀（35）的压力油分配到第一离合器（4）、第二离合器（6）；后退-二挡轴齿轮（34）内的压力油管路是连通到轴端，通过后退-二挡配油盖（15）将来自电液比例操纵阀（35）的压力油分配到第三离合器（12）、第六离合器（32）；三-四挡轴齿轮（27）内的压力油管路是连通到轴端，通过三-四挡配油盖（18）将来自电液比例操纵阀（35）的压力油分配到第四离合器（17）、第五离合器（28）。

8.根据权利要求4或5或6或7所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的第一离合器（4）、第二离合器（6）、第三离合器（12）、第四离合器（17）、第五离合器（28）、第六离合器（32）通过控制不同离合器结合得到前进6个挡位和后退3个挡位，各挡传动比为：

。

9.根据权利要求1或2或3所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述输入轴齿轮（2）、前进-一挡轴齿轮（5）、后退-二挡轴齿轮（34）、三-四挡轴齿轮（27）、输出轴（23）、前进挡齿轮（3）、一挡齿轮（7）、后退挡齿轮（33）、二挡小齿轮（14）、二挡大齿轮（13）、三挡齿轮（16）、四挡齿轮（29）、输出齿轮（19）、惰轮（31）均为斜齿轮，并为常啮合。

10.根据权利要求1或2所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的输出轴（23）所连接的输出法兰（20）处设置有钳盘式制动器（36）。

11.根据权利要求1所述的工程机械液力机械变速箱，其特征在于所述的变矩器总成壳体与变速箱总成箱体（26）输入轴齿轮（2）所在的箱体部位连接。

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