CN218326157U - 变速箱换挡执行机构及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程车辆技术领域，尤其涉及一种变速箱换挡执行机构及工程车辆。变速箱换挡执行机构包括传动轴、挡位齿轮和传动组件，挡位齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮均套设于传动轴上，且第一齿轮能够同传动轴转动，第二齿轮与传动轴之间设置有轴承，第一齿轮与传动轴之间形成有容纳腔；部分传动组件设置于容纳腔内，传动组件与第一齿轮传动连接并能够随第一齿轮转动，传动组件能够沿传动轴轴向滑动并选择性与第二齿轮传动连接或断开。本实用新型中提供的变速箱换挡执行机构，通过将传动组件与第一齿轮传动连接，且传动组件与第二齿轮选择性传动连接或断开，能够根据实际需要实现机械换挡，减少带排损失。

Description

变速箱换挡执行机构及工程车辆

技术领域

本实用新型涉及工程车辆技术领域，尤其涉及一种变速箱换挡执行机构及工程车辆。

背景技术

电机控制模式有转速控制模式和扭矩控制模式，控制灵活，车辆行驶过程采用扭矩控制方式使车辆加速，电机调速范围大，低速时恒扭矩，高速时恒功率，但仍不能适应轮式工程机械特别是装载机，既需要低速大扭矩，也需要行驶时大的车速，因此需要一个变速箱来适配。由于电机调速范围大，需要的挡位数不多，二挡即可，一挡用于工作，二挡用于转场；电机可正反转，变速箱就不再需要前进后退挡；离合器前后转速可调到一致没有转速差，结合不再需要缓冲，快速结合就好。基于上述结论获得的工程车辆的两挡定轴传动动力换挡变速箱，在测试过程中发现此变速箱换挡过程中，由于非工作多片式离合器摩擦片与钢片之间存在较大转速差且充满润滑油造成较大的液粘阻力(俗称带排损失)，造成换挡期间车辆降速严重问题。

如果更改成机械拨叉换挡的变速箱，结构差异比较大，风险比较大，实施周期长，主机上不通用且需停车换挡等缺点。

因此，亟需一种变速箱换挡执行机构，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种变速箱换挡执行机构，能够在变速箱主要结构不变的前提下，换挡操纵及润滑油路不变，方便将电驱动动力换挡变速箱达成机械换挡效果，减少带排损失。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

变速箱换挡执行机构，包括：

传动轴；

挡位齿轮，包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮均套设于所述传动轴上，且所述第一齿轮能够同所述传动轴转动，所述第二齿轮与所述传动轴之间设置有轴承，所述第一齿轮与所述传动轴之间形成有容纳腔；

传动组件，设置于所述容纳腔内，所述传动组件与所述第一齿轮传动连接并能够随所述第一齿轮转动，所述传动组件能够沿所述传动轴轴向滑动并选择性与所述第二齿轮传动连接或断开。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述传动组件包括活塞、回位弹簧和啮合滑套，所述活塞设置于所述容纳腔内并能够在所述容纳腔内往复移动，所述活塞与所述第一齿轮之间形成有容纳油液的油液腔室，所述回位弹簧套设于所述传动轴上，且所述回位弹簧位于所述活塞与所述第二齿轮之间，所述活塞与所述啮合滑套固定连接，且所述啮合滑套的外周与所述第一齿轮啮合，所述啮合滑套的内周选择性与所述第二齿轮啮合或脱离。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述啮合滑套与所述活塞通过紧固螺钉固定连接，所述紧固螺钉固定设置于所述啮合滑套朝向所述第二齿轮的侧壁上。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述传动组件还包括挡板，所述回位弹簧的一端与所述活塞抵接，所述回位弹簧的另一端与所述挡板抵接。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述第一齿轮包括第一齿轮主体和齿圈，所述第一齿轮主体与所述齿圈固定连接，所述啮合滑套与所述齿圈啮合。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述第二齿轮包括第二齿轮主体和连接部，所述第二齿轮主体与所述连接部固定连接，且所述连接部设置于所述第二齿轮主体朝向所述第一齿轮的一侧，所述连接部的外周设置有连接齿与所述啮合滑套啮合。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述传动轴设置有润滑油道，所述润滑油道为所述啮合滑套提供润滑油。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述传动轴设置有压力油道，所述压力油道与所述油液腔室连通。

作为上述变速箱换挡执行机构的一种优选技术方案，所述压力油道包括第一径向油道、轴向油道和第二径向油道，所述轴向油道的两端分别与所述第一径向油道和所述第二径向油道连通，所述轴向油道与所述传动轴的轴向同向，且所述轴向油道与所述第一径向油道连接的一端的端部设置有封堵。

本实用新型提供了一种工程车辆，包括上述任一方案所述的变速箱换挡执行机构。

本实用新型有益效果：

本实施例中提供的变速箱换挡执行机构，通过将传动组件与第一齿轮传动连接，且传动组件与第二齿轮选择性传动连接或断开，能够根据实际使传动组件将第一齿轮和第二齿轮连接或者断开，需要实现机械换挡，减少带排损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的变速箱换挡执行机构的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图。

图中：

1、传动轴；2、第一齿轮；3、密封圈；4、齿圈；5、活塞；6、啮合滑套；7、紧固螺钉；8、回位弹簧；9、挡板；10、第二齿轮；11、第一挡圈；12、第二挡圈；13、第一径向油道；14、轴向油道；15、第二径向油道；16、润滑油道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

对于现有的两挡定轴传动动力换挡变速箱，在测试过程中发现该种速箱换挡过程时，由于非工作多片式离合器摩擦片与钢片之间存在较大转速差且充满润滑油造成较大的液粘阻力(俗称带排损失)，造成换挡期间车辆降速严重问题。

为此，本实施例中提供了一种变速箱换挡执行结构，以解决上述技术问题。

如图1和图2所示，变速箱换挡执行机构包括传动轴1、挡位齿轮和传动组件，其中挡位齿轮包括第一齿轮2和第二齿轮10，第一齿轮2和第二齿轮10均套设于传动轴1上，且第一齿轮2能够同传动轴1转动，第二齿轮10与传动轴1之间设置有轴承，第一齿轮2与传动轴1之间形成有容纳腔；传动组件设置于容纳腔内，传动组件与第一齿轮2传动连接并能够随第一齿轮2转动，传动组件能够沿传动轴1轴向滑动并选择性与第二齿轮10传动连接或断开。

传动组件与第一齿轮2传动连接，当传动组件与第二齿轮10传动连接后能够将第一齿轮2的转动传递给第二齿轮10，第二齿轮10与第三齿轮(图中未示出)连接，第三齿轮设置于输出轴上，输出轴动作实现换挡的目的。

本实施例中提供的变速箱换挡执行机构，通过将传动组件与第一齿轮2传动连接，且传动组件与第二齿轮10选择性传动连接或断开，能够根据实际需要实现机械换挡，减少带排损失。

在本实施例中传动轴1与电机通过联轴器连接，通过控制电机工作状态，方便实现传动组件运动，实现机械换档。可快速方便地从现有的工作多片式离合器动力换挡变速箱，达成到机械拔叉换档变速箱的传递效果，又最大化的保持现有主机动力换挡变速箱的主要结构和换挡操纵及润滑油路，实现变速箱的通用性。

本实施例中充分利用电机控制灵活的特点，控制实现啮合滑套6运动，实现不停车机械换档；啮合滑套6与第二齿轮10结合时利用转速控制，使第一齿轮2和第二齿轮10转速一致后，再对电机进行转矩为零的控制，使电机端为浮动状态，方便非作用花键套脱离和作用花键套啮合，而后再逐渐提升电机输出扭矩，车辆加速。

进一步地，继续参考图2，在本实施例中传动组件包括活塞5、回位弹簧8和啮合滑套6，活塞5设置于容纳腔内并能够在容纳腔内往复移动，活塞5与第一齿轮2之间形成有容纳油液的油液腔室，且活塞5与传动轴1之间设置有密封圈3以实现油液腔室的密封，防止油液腔室漏油。油液在油液腔室的体积的改变以及回位弹簧8的弹性变形能够实现活塞5的往复移动，其中回位弹簧8套设于传动轴1上，且回位弹簧8位于活塞5与第二齿轮10之间。活塞5与啮合滑套6固定连接，且啮合滑套6的外周设置有啮合齿以与第一齿轮2啮合，啮合滑套6的内周设置有啮合齿以选择性与第二齿轮10啮合或脱离。通过啮合滑套6选择性与第二齿轮10啮合或脱离以实现机械换挡的目的，减少带排损失。

啮合滑套6不论设置在外周的啮合齿还是设置在内周的啮合齿均需要进行齿侧倒角优化，这样便于啮合滑套6与第一齿轮2和第二齿轮10啮合。

在本实施例中，为了防止回位弹簧8在移动过程中没有良好的限位而造成回位弹簧8随意移动，传动组件还包括挡板9，其中挡板9通过第二挡圈12固定在传动轴1上，回位弹簧8的一端与活塞5抵接，回位弹簧8的另一端与挡板9抵接，回位弹簧8预压缩在活塞5与挡板9之间。

传动组件还包括第一挡圈11，第一挡圈11设置在传动轴1上，第一挡圈11位于活塞5与第二齿轮10之间，当活塞5移动至第一挡圈11位置后，活塞5与第二齿轮10啮合，第一挡圈11在活塞5再次移动造成活塞5脱离容纳腔。

具体地，在本实施例中，啮合滑套6与活塞5通过紧固螺钉7固定连接，紧固螺钉7固定设置于啮合滑套6朝向第二齿轮10的侧壁上。紧固螺钉7设置于啮合滑套6朝向第二齿轮10的侧壁上，这样易于对啮合滑套6的安装，并能够使紧固螺钉7在安装后不会对活塞5产生干涉。活塞5相较于现有技术中的活塞5的横街面积后减小，即活塞5的直径减小，这样可增大活塞5的行程，保证换挡充油操作时间不变。

在本实施例中，传动轴1设置有润滑油道16和压力油道，润滑油道16为啮合滑套6提供润滑油。润滑油道16的延伸方向与传动轴1的轴向同向，这样便于对润滑油道16的加工。润滑油主要用于对啮合滑套6与第二齿轮10的润滑，使二者啮合后转动更为顺畅。压力油道与油液腔室连通，油液经过压力油道进入油液腔室或退出油液腔室，从而通过油液在油液腔室的体积以控制活塞5的移动，进而控制啮合滑套6于第二齿轮10的啮合以及脱离。

具体地，压力油道包括第一径向油道13、轴向油道14和第二径向油道15，轴向油道14的两端分别与第一径向油道13和第二径向油道15连通，轴向油道14与传动轴1的轴向同向，这样便于对轴向油道14的加工，且轴向油道14与第一径向油道13连接的一端的端部设置有封堵，以实现对轴向油道14的密封，并能够在维修时将轴向油道14内的油液清理出传动轴1。

在本实施例中，第一齿轮2包括第一齿轮主体和齿圈4，第一齿轮主体与齿圈4固定连接，啮合滑套6与齿圈4啮合。第一齿轮主体具体通过花键固定在传动轴1上，齿圈4通过止口定位焊接在第一齿轮主体上，齿圈4的设置能够适应活塞5的行程，且降低了第一齿轮2整体的制造难度。

在本实施例中，第二齿轮10包括第二齿轮主体和连接部，第二齿轮主体与连接部固定连接，且连接部设置于第二齿轮主体朝向第一齿轮2的一侧，连接部的外周设置有连接齿与啮合滑套6啮合。连接部的设置能够使第二齿轮10分别于不同结构进行连接，实现换挡的目的。

该变速箱换挡执行机构工作过程如下：

活塞5通过压力油的作用下在第一齿轮2和传动轴1的转动下带动啮合滑套6移动，当活塞5接触安装在传动轴1上的挡圈时，啮合滑套6与第二齿轮10啮合连接完毕，第二齿轮10随第一齿轮2同步转动，实现换挡的目的；当压力油泄油时，回位弹簧8将活塞5复位，啮合滑套6与第二齿轮10断开连接，实现换挡的目的。

在本实施例中还提供了一种工程车辆，包括本实用新型实施例中提供的变速箱换挡执行机构。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.变速箱换挡执行机构，其特征在于，包括：

传动轴(1)；

挡位齿轮，包括第一齿轮(2)和第二齿轮(10)，所述第一齿轮(2)和所述第二齿轮(10)均套设于所述传动轴(1)上，且所述第一齿轮(2)能够同所述传动轴(1)转动，所述第二齿轮(10)与所述传动轴(1)之间设置有轴承，所述第一齿轮(2)与所述传动轴(1)之间形成有容纳腔；

传动组件，设置于所述容纳腔内，所述传动组件与所述第一齿轮(2)传动连接并能够随所述第一齿轮(2)转动，所述传动组件能够沿所述传动轴(1)轴向滑动并选择性与所述第二齿轮(10)传动连接或断开。

2.根据权利要求1所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述传动组件包括活塞(5)、回位弹簧(8)和啮合滑套(6)，所述活塞(5)设置于所述容纳腔内并能够在所述容纳腔内往复移动，所述活塞(5)与所述第一齿轮(2)之间形成有容纳油液的油液腔室，所述回位弹簧(8)套设于所述传动轴(1)上，且所述回位弹簧(8)位于所述活塞(5)与所述第二齿轮(10)之间，所述活塞(5)与所述啮合滑套(6)固定连接，且所述啮合滑套(6)的外周与所述第一齿轮(2)啮合，所述啮合滑套(6)的内周选择性与所述第二齿轮(10)啮合或脱离。

3.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述啮合滑套(6)与所述活塞(5)通过紧固螺钉(7)固定连接，所述紧固螺钉(7)固定设置于所述啮合滑套(6)朝向所述第二齿轮(10)的侧壁上。

4.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述传动组件还包括挡板(9)，所述回位弹簧(8)的一端与所述活塞(5)抵接，所述回位弹簧(8)的另一端与所述挡板(9)抵接。

5.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述第一齿轮(2)包括第一齿轮主体和齿圈(4)，所述第一齿轮主体与所述齿圈(4)固定连接，所述啮合滑套(6)与所述齿圈(4)啮合。

6.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述第二齿轮(10)包括第二齿轮主体和连接部，所述第二齿轮主体与所述连接部固定连接，且所述连接部设置于所述第二齿轮主体朝向所述第一齿轮(2)的一侧，所述连接部的外周设置有连接齿与所述啮合滑套(6)啮合。

7.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述传动轴(1)设置有润滑油道(16)，所述润滑油道(16)为所述啮合滑套(6)提供润滑油。

8.根据权利要求2所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述传动轴(1)设置有压力油道，所述压力油道与所述油液腔室连通。

9.根据权利要求8所述的变速箱换挡执行机构，其特征在于，所述压力油道包括第一径向油道(13)、轴向油道(14)和第二径向油道(15)，所述轴向油道(14)的两端分别与所述第一径向油道(13)和所述第二径向油道(15)连通，所述轴向油道(14)与所述传动轴(1)的轴向同向，且所述轴向油道(14)与所述第一径向油道(13)连接的一端的端部设置有封堵。

10.一种工程车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的变速箱换挡执行机构。

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