CN202431849U - 具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器 - Google Patents

Abstract

一种具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、扭矩传动轴、键锁滑动轴、滚轮键锁装置、变速齿轮、调速环、换挡装置、变速器外壳构成。离合器将动力输入动力输入轴，实现初级减速。传动齿轮轴上的全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，滚轮键锁处于闭锁状态时，传动齿轮相对于扭矩传动轴自由转动，为空挡状态。调速时，通过挡位拨叉拉动键锁滑动轴，改变滚轮键锁位置来选择锁紧某一挡位的变速齿轮，实现变速。倒挡时，通过倒挡挡位换挡装置，倒挡齿轮被锁紧，动力输出轴输出反扭矩，实现多级倒挡功能。可广泛应用在载运工具领域。

Description

具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器

技术领域

本发明涉及一种车用齿轮变速器，特别是具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，属于载运工具领域。 

背景技术

简单、便宜、可靠的变速器一直是变速器的研究方向，目前的变速器结构相对而言，过于复杂，使得变速器成本过高。如何解发明出最简单、最可靠的变速器装置是极其重要的课题。在专利“滑动键锁齿轮变速器”“滑动轴键锁齿轮变速器”中，倒挡只有一个挡位，需要避免此缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，可以替代现有的有级变速器。具有：结构简单，成本极低，使用可靠；换挡范围宽；摩擦力小；齿轮组件少，重量轻，体积小。 

本发明具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器解决技术问题所采用的方案是：本发明由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、扭矩传动轴、键锁滑动轴、滚轮键锁装置、变速齿轮、调速环、换挡装置、变速器外壳构成。 

基本结构为：离合器与主传动轴相连接，倒挡齿轮箱内，动力输入轴安装有两个主传动齿轮，其中一个齿轮与主减速齿轮啮合；另一个与倒挡传动齿轮轴啮合之后由与倒挡齿轮啮合。 

初级减速：发动机通过离合器将动力输入动力输入轴。倒挡齿轮箱内，动力输入轴安装有两个主传动齿轮，其中一个齿轮与主减速齿轮啮合；另一个与倒挡传动齿轮轴啮合之后由与倒挡齿轮啮合。实现了初级减速，使得扭矩传动轴处于适当的转速范围。 

变速齿轮的构成：变速齿轮箱腔体中，主传动轴安装有一组，共计八个传动齿轮。连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环，该齿轮隔离环设有滚珠，变速齿轮间的相对运动由滑动摩擦变为滚动摩擦。全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，在键锁处于非闭锁状态时，扭矩传动轴上的齿轮处于空转状态，没有动力输出，表现为空挡状态。为了减少齿轮箱的重量，齿轮均采用辐板齿轮结构。 

键锁滑动轴工作过程：键锁滑动轴在扭矩传动轴空腔内自由滑动，其滑动范围限制在调速环外罩内，调速环外罩设有调速环拨杆运动槽。键锁滑动轴的一端安装有调速环，调速环相对于键锁滑动轴可以自由转动，换挡装置设有调速换挡手柄，通过调速换挡手柄转轴与调速换挡手柄支架铰接，调速换挡手柄下端为换挡拨叉，与调速环拨杆活动连接。这样，在键锁滑动轴转动条件下，调速环可以做轴向运动，改变键锁位置，实现换挡。 

调速机构工作原理：正常工作时，没有挂倒挡时，扭矩传动轴与主减速齿轮被锁紧，动力输出轴输出正扭矩，此时，倒挡齿轮处于空转状态，扭矩传动轴内键锁与主减速齿轮啮合输出正向扭矩，此时，调整下端键锁滑动轴，可以有八个挡位，输出正向扭矩。 

倒挡功能：挂倒挡时，通过调速环拨杆拉动上端键锁滑动轴，使得滚珠键锁从键锁窗口中弹出，扭矩传动轴与倒挡齿轮被锁紧，动力输出轴输出反扭矩。在此状态下，仍然调整下端键锁滑动轴，同样有八个挡位，输出反向扭矩，这样，就有八个倒挡位。 

本发明的有益效果是:具有正向及倒挡换两种工作状态，且每种工作状态均有八个挡位，其结构简单、成本极低、使用可靠、齿轮组件少、摩擦力小、加工工艺简单、重量轻、体积小的优点。 

附图说明

图1为本发明主剖面示意图； 

图2为本发明调速环剖面图；

图3为本发明主截面图；

图4为本发明动力输出轴处于锁紧状态剖面图；

图5为本发明动力输出轴处于非锁紧状态剖面图；

图6为本发明动力输出轴处于闭锁及非闭锁状态俯视面图； 

图7动力输出轴横截面图；

图8拨叉式挡位调节装置示意图。

图1、2、3、4、5、6、7、8中：1.调速环外罩加油端盖，2.调速环外罩，3.调速环，4. 调速环拨杆，5. 调速环滚珠，6.调速环内圈，7.倒挡挡位换挡装置，8. 调速环内圈与键锁滑动轴固定螺钉，9. 调速环外圈，10. 调速环拨杆运动槽，11. 键锁滑动轴，12. 倒挡齿轮箱，13.一挡变速齿轮，14. 二挡变速齿轮，15. 三挡变速齿轮，16. 四挡变速齿轮，17. 五挡变速齿轮，18. 六挡变速齿轮，19. 七挡变速齿轮，20. 八挡变速齿轮，21.变速齿轮箱，22. 齿轮挡环，23.倒挡键锁窗口，24. 倒挡齿轮，25.动力输出轴，26.齿轮固定键，27.八挡传动齿轮，28.七挡传动齿轮，29.六挡传动齿轮，30.五挡传动齿轮，31.四挡传动齿轮，32.三挡传动齿轮，33.二挡传动齿轮，34.一挡传动齿轮，35.主传动齿轮，36.扭矩传动轴，37.主减速齿轮，38.倒挡传动齿轮轴，39.前进挡键锁窗口，40.键锁窗口，41.滚轮键锁，42.键锁弹簧，43.齿轮锁紧槽，44. 滚轮键锁摆动臂，45.弹簧固定柱，46.滚珠，47.调速换挡手柄，48.调速换挡手柄转轴，49.调速换挡手柄支架，50.换挡拨叉，51.动力输入轴。 

　　具体实施方式

下面结合附图1～8和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，可以替代现有的有级变速器。具有：结构简单，成本低，使用可靠；齿轮组件少，重量轻，体积小；机械能损耗小；具有多级倒挡功能。 

本发明采用的实施方案是：本发明由主减速机构、传动齿轮、动力输出轴、扭矩传动轴、键锁滑动轴、滚轮键锁装置、变速齿轮、调速环、换挡装置、变速器外壳构成。其基本结构为：离合器与主传动轴36相连接，倒挡齿轮箱12内，动力输入轴51安装有两个主传动齿轮35，其中一个齿轮与主减速齿轮37啮合；另一个与倒挡传动齿轮轴38啮合之后又与倒挡齿轮24啮合。变速齿轮箱腔体21中，主传动轴36安装有一组传动齿轮，分别是八挡传动齿轮27、七挡传动齿轮28、六挡传动齿轮29、五挡传动齿轮30、四挡传动齿轮31、三挡传动齿轮32、二挡传动齿轮33、一挡传动齿轮34。连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环22，该齿轮隔离环设有滚珠46，滚珠在齿轮隔离环滚珠槽内运动。传动齿轮可以在扭矩传动轴36上自由转动，变速齿轮加工有齿轮锁紧槽43，该轴具有套筒结构，键锁滑动轴11插入至扭矩传动轴36空腔内构成一个完整的轴。键锁滑动轴11顶端安装滚珠键锁41，键锁滑动轴11上设有与传动齿轮对应的键锁窗口40。键锁滑动轴11顶端通过滚轮键锁摆动臂44铰接滚珠键锁41，滚珠键锁41可以上下自由摆动。滚轮键锁摆动臂44和键锁滑动轴11支承端焊接有弹簧固定柱45，滚轮键锁摆动臂44与键锁滑动轴11支承端之间设有键锁弹簧42，键锁弹簧固定在弹簧固定柱45上。 

键锁滑动轴11能在扭矩传动轴36空腔内自由滑动，其滑动范围限制在调速环外罩2内，调速环外罩2设有调速环拨杆运动槽10。键锁滑动轴11的一端安装有调速环3，调速环相对于键锁滑动轴11可以自由转动，调速环由调速环内圈6和调速环外圈9组成，两层环之间有调速环滚珠5，具有轴承结构，调速环内圈6通过键锁滑动轴固定螺钉8与键锁滑动轴连接固定，调速环外圈9焊接安装调速环拨杆4。换挡装置设有调速换挡手柄47，通过调速换挡手柄转轴57与调速换挡手柄支架49铰接，调速换挡手柄47下端为换挡拨叉49，与调速环拨杆4活动连接。扭矩传动轴36的一端设有倒挡挡位换挡装置7和两个键锁窗口，一个为正向传动键锁窗口，另一个为倒挡键锁窗口23，该轴安装的倒挡齿轮24和主减速齿轮37，两齿轮分别设有齿轮锁紧槽43。轴内键锁与主减速齿轮37啮合输出正向扭矩，与倒挡齿轮24啮合输出正向扭矩。倒挡挡位换挡装置7的内部结构与另一端挡位调速装置一致。在没有挂倒挡时，扭矩传动轴36与主减速齿轮37被锁紧，动力输出轴25输出正扭矩，此时，倒挡齿轮24处于空转状态；挂倒挡时，通过调速环拨杆4拉动上端键锁滑动轴11，使得滚珠键锁41从键锁窗口40中弹出，扭矩传动轴36与倒挡齿轮24被锁紧，动力输出轴25输出反扭矩，倒挡传动齿轮外设有调速环外罩。动力输出轴25通过齿轮固定键26连接固定安装一组变速齿轮，分别是一挡变速齿轮13、二挡变速齿轮14、三挡变速齿轮15、四挡变速齿轮16、五挡变速齿轮17、六挡变速齿轮18、七挡变速齿轮19、八挡变速齿轮20。每一挡传动齿轮与对应的变速齿轮啮合。 

具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器的具体的工作过程：发动机通过离合器将动力输入动力输入轴51。倒挡齿轮箱12内，动力输入轴安装有两个主传动齿轮35，其中一个齿轮与主减速齿轮37啮合；另一个与倒挡传动齿轮轴38啮合之后由与倒挡齿轮24啮合。实现了初级减速，使得扭矩传动轴36处于适当的转速范围。 

变速齿轮箱腔体21中，主传动轴36安装有一组，共计八个传动齿轮。连接固定，每一个传动齿轮之间设有齿轮隔离环22，该齿轮隔离环设有滚珠46，变速齿轮间的相对运动由滑动摩擦变为滚动摩擦。全部传动齿轮与对应的变速齿轮啮合，在键锁处于非闭锁状态时，扭矩传动轴36上的齿轮处于空转状态，没有动力输出，表现为空挡状态。 

键锁滑动轴11分为两段；上键锁滑动轴和下键锁滑动轴11，从扭矩传动轴36的两端分别插入，短的一端构成倒挡挡位换挡装置7，另一端构成换挡装置。键锁滑动轴11能在扭矩传动轴36空腔内自由滑动，其滑动范围限制在调速环外罩2内，调速环外罩2设有调速环拨杆运动槽10。键锁滑动轴11的一端安装有调速环3，调速环相对于键锁滑动轴11可以自由转动，换挡装置设有调速换挡手柄47，通过调速换挡手柄转轴57与调速换挡手柄支架49铰接，调速换挡手柄47下端为换挡拨叉49，与调速环拨杆4活动连接。 

正常工作时，没有挂倒挡时，扭矩传动轴36与主减速齿轮37被锁紧，动力输出轴25输出正扭矩，此时，倒挡齿轮24处于空转状态，扭矩传动轴36内键锁与主减速齿轮37啮合输出正向扭矩，此时，调整下端键锁滑动轴11，可以有八个挡位，输出正向扭矩。挂倒挡时，通过调速环拨杆4拉动上端键锁滑动轴11，使得滚珠键锁41从键锁窗口40中弹出，扭矩传动轴36与倒挡齿轮24被锁紧，动力输出轴25输出反扭矩。在此状态下，仍然调整下端键锁滑动轴11，同样有八个挡位，输出反向扭矩，这样，就有八个倒挡位。 

Claims (4)

1.一种具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，变速器由主减速机构、传动齿轮、变速齿轮、齿轮隔离环、动力输入轴、扭矩传动轴、键锁滑动轴、滚轮键锁装置、调速环、换位装置、倒挡挡位换挡装置构成，其特征在于：所述的倒挡挡位换挡装置，倒挡挡位换挡装置[7]的内部结构是，在没有挂倒挡时，扭矩传动轴[36]与主减速齿轮[37]被锁紧，动力输出轴[25]输出正扭矩，倒挡齿轮[24]处于空转状态；在挂倒挡时，通过调速环拨杆[4]拉动上端键锁滑动轴[11]，使得滚珠键锁[41]从键锁窗口[40]中弹出，扭矩传动轴[36]与倒挡齿轮[24]被锁紧，动力输出轴[25]输出反扭矩，倒挡传动齿轮外设有调速环外罩；扭矩传动轴[36]与倒挡齿轮[24]被锁紧，动力输出轴[25]输出反扭矩；调整下端键锁滑动轴[11]，输出八个挡位反向扭矩；结构为：离合器与主传动轴[36]相连接，倒挡齿轮箱[12]内，动力输入轴[51]安装有两个主传动齿轮[35]，其中一个齿轮与主减速齿轮[37]啮合；另一个与倒挡传动齿轮轴[38]啮合之后又与倒挡齿轮[24]啮合。

2.根据权利要求1所述的具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，其特征在于：所述的扭矩传动轴，键锁滑动轴[11]在扭矩传动轴[36]空腔内自由滑动，其滑动范围限制在调速环外罩[2]内，扭矩传动轴[36]的一端设有倒挡挡位换挡装置[7]和两个键锁窗口，一个为前进挡键锁窗口[39]，另一个为倒挡键锁窗口[23]，该轴安装的倒挡齿轮[24]和主减速齿轮[37]，两齿轮分别设有齿轮锁紧槽[43]；另一个与倒挡传动齿轮轴[38]啮合之后与倒挡齿轮[24]啮合。

3.根据权利要求1所述的具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，键锁滑动轴，其特征在于：所述的键锁滑动轴，键锁滑动轴[11]分为两段；上键锁滑动轴和下键锁滑动轴[11]，从扭矩传动轴[36]的两端分别插入，短的一端构成倒挡挡位换挡装置[7]，另一端构成换挡装置，键锁滑动轴[11]顶端通过滚轮键锁摆动臂[44]铰接滚珠键锁[41]，滚珠键锁[41]上下自由摆动；滚轮键锁摆动臂[44]和键锁滑动轴[11]支承端焊接有弹簧固定柱[45]，滚轮键锁摆动臂[44]与键锁滑动轴[11]支承端之间设有键锁弹簧[42]，键锁弹簧固定在弹簧固定柱[45]上，滚珠键锁[41]在遇到键锁窗口[40]时弹出，反之则收回。

4.根据权利要求1所述的具有多级倒挡的滚轮式键锁齿轮变速器，扭矩传动轴，其特征在于：所述的扭矩传动轴，扭矩传动轴[36]安装有一组传动齿轮，传动齿轮可以在扭矩传动轴[36]上自由转动，变速齿轮加工有齿轮锁紧槽[43]，该轴具有套筒结构，键锁滑动轴[11]插入至扭矩传动轴[36]空腔内构成一个完整的轴；轴内键锁与主减速齿轮[37]啮合输出正向扭矩，与倒挡齿轮[24]啮合输出正向扭矩。

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