CN218377634U - 一种齿轮箱换挡结构 - Google Patents

Abstract

一种齿轮箱换挡结构，属于齿轮箱换挡结构技术领域。现有技术中，虽然能够实现齿轮箱的换挡，但是没有明确的换挡位置的反馈，换挡结果不明确，且不能在换挡后对换挡机构进行定位，换挡结果不稳定。本实用新型包括花键轴、大齿轮、换挡传动结构与小齿轮；花键轴上绕轴设有花键轴花键，换挡传动结构滑动设置在花键轴花键外侧，换挡传动机构与花键轴花键之间设有伸缩装置与限位槽，限位槽设置在花键轴花键表面，伸缩装置一端固定连接换挡传动结构，另一端设置在限位槽内，限位槽沿换挡传动机构的滑动方向设有多个。大大提高了换挡效率、可靠性和稳定性，延长了齿轮箱的使用寿命，并且使齿轮箱的换挡手感更好。

Description

一种齿轮箱换挡结构

技术领域

一种齿轮箱换挡结构，属于齿轮箱换挡结构技术领域。

背景技术

在齿轮箱传动时，为了加工不同规格的产品，就需要一个齿轮箱具有不同的速比。为了实现一个齿轮箱具有不同的速比，就会用到齿轮换挡机构。现有技术中，换挡结构多为简单的硬连接或啮合齿的转换，虽然能够实现齿轮箱的换挡，但是没有明确的换挡位置的反馈，换挡结果不明确，且不能在换挡后对换挡机构进行定位，换挡结果不稳定；如果换挡位置不明确，则齿轮箱内继续保持传动减速状态，齿轮之间出现小部分啮合状态，极有可能出现齿损坏；如果换挡结构不稳定，则有可能运转振动过程出现挡位更换，从空挡滑入运转挡位，出现齿轮箱突然启动的安全隐患。

CN108412974A公开了一种齿轮箱换挡结构，在花键轴上设置弹簧与钢柱，而在换挡滑套上设置凹槽，当花键轴上的钢柱在压力作用下进入换挡滑套，则能够反馈空挡的换挡结构，但是，该结构只能对空挡起到一定的限位作用，既不能将换挡结果良好的反馈到外部，也不能对其他各挡位进行反馈和限制，无法保证运行过程中的齿轮箱稳定性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够实时反馈换挡结果，同时保证换挡稳定性的齿轮箱换挡结构。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种齿轮箱换挡结构，其特征在于：包括花键轴、大齿轮、换挡传动结构与小齿轮；花键轴上绕轴设有花键轴花键，换挡传动结构滑动设置在花键轴花键外侧；大齿轮与小齿轮分别设置在花键轴花键的两侧；大齿轮与小齿轮靠近花键轴花键的一侧均设有与换挡传动结构配合的传动部；并且换挡传动结构与花键轴花键之间设有伸缩装置与限位槽，限位槽设置在花键轴花键表面，伸缩装置一端固定连接换挡传动结构，另一端设置在限位槽内，限位槽沿换挡传动机构的滑动方向设有多个。

当换挡传动结构仅连接花键轴花键时，则位于空挡：大齿轮或小齿轮的扭矩无法传动到花键轴花键，花键轴静止。需要切换到其他挡位时，则拨动换挡传动结构，使换挡传动结构同时啮合齿轮的传动部和花键轴花键，齿轮的扭矩通过换挡传动结构传递给花键轴花键，花键轴获得对应挡位的扭矩，实现转动。

通过将限位槽设置在花键轴花键上，而伸缩装置固定在换挡传动结构上，形成挡位限位结构后，在换挡时，伸缩装置伸入限位槽结构则表示换挡到位，一方面使挡位传动结构的滑动受到一定阻力，相当于反馈到外部，表示换挡已到位，避免换挡过度或换挡啮合不足，保护花键齿；另一方面，挡位传动结构能够在一定程度的力条件下，也能保持位置，保证挡位啮合程度，避免滑脱挡位，从而保证换挡稳定性，大大提高了换挡效率、可靠性和稳定性，延长了齿轮箱的使用寿命，并且使齿轮箱的换挡手感更好。

在以下三个位置：换挡传动机构啮合了大齿轮传动部和花键轴花键的位置、空挡位置、换挡传动结构啮合了小齿轮传动部和花键轴花键的位置；至少应在这三个位置，对应设置相配合的限位槽，分别限位反馈：大齿轮对应挡位、空挡和小齿轮对应挡位。

通过将限位槽设置在花键轴花键上，而伸缩装置固定在换挡传动结构上，形成挡位固定与反馈结构，能够设置多个挡位槽，反馈多个不同挡位换挡结构，使各挡位均保持稳定且挡位切换效果明显，有效的在多种状态下均能保护齿轮箱内部结构，延长齿轮箱使用寿命。

进一步优选的，所述的伸缩装置包括弹簧与钢球，弹簧一端固定连接花键轴花键，另一端连接钢球，钢球设置在限位槽内。

一方面弹簧配合钢球构成的伸缩装置成本低，寿命长，使用方便；另一方面，弹簧将钢球压紧在限位槽内形成挡位限位结构，钢球既能在挡位限位结构内时，提供一定的限位阻力，又能在需要换挡时易于滑出限位槽，实现滑出挡位；同时，在接近换挡完成的位置时，钢球一部分已进入限位槽，钢球将产生向限位槽移动的趋势，从而带动挡位传动结构向对应的准确挡位滑动，提供良好的换挡引导作用。

进一步优选的，所述的换挡传动结构上设有容纳孔，伸缩装置设置在容纳孔内。保证弹簧在换挡传动结构内的稳定性，并且便于将钢球对限位槽的反应以力的形式反馈至换挡传动结构。

进一步优选的，所述的容纳孔内设有力度调节装置，伸缩装置固定连接力度调节装置。

进一步优选的，所述的力度调节装置包括堵头，堵头螺纹连接容纳孔内壁。

容纳孔形成盲孔结构，堵头可调节深度地设置在容纳孔内形成力度调节装置，通过调整堵头深度，即实现调整弹簧的压紧力，调整钢球对花键轴花键的压力，从而实现调整换挡力矩，改变换挡手感，适配多种不同的齿轮箱应用环境。

优选的，所述的大齿轮与小齿轮上的传动部分别为大齿轮传动花键与小齿轮传动花键，换挡传动结构两侧分别对应大齿轮传动花键与小齿轮传动花键设有内花键。

优选的，所述的大齿轮与小齿轮上的传动部在靠近花键轴花键的一侧均设有导入结构。

优选的，所述的换挡传动结构在其滑动方向的两端设有导入结构。

导入结构方便换挡传动结构滑入对应的挡位，实现对传动部的啮合连接。

优选的，还包括拨杆，拨杆转动连接在换挡传动结构上。

本发明的另一个优势在于，通过以上齿轮箱换挡结构，能实现挡位的稳定性，在换挡完成后，不需要拨杆提供外力维持挡位，因此，能够有效避免在齿轮箱运转过程中换挡传动结构与拨杆之间的摩擦，可使换挡传动结构随齿轮和花键轴自由转动而拨杆相对于外界保持静止，并且相互之间不会产生摩擦，进一步延长齿轮箱的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：当换挡传动结构仅连接花键轴花键时，则位于空挡：大齿轮或小齿轮的扭矩无法传动到花键轴花键，花键轴静止。需要切换到其他挡位时，则拨动换挡传动结构，使换挡传动结构同时啮合齿轮的传动部和花键轴花键，齿轮的扭矩通过换挡传动结构传递给花键轴花键，花键轴获得对应挡位的扭矩，实现转动。

通过将限位槽设置在花键轴花键上，而伸缩装置固定在换挡传动结构上，形成挡位限位结构后，在换挡时，伸缩装置伸入限位槽结构则表示换挡到位，一方面使挡位传动结构的滑动受到一定阻力，相当于反馈到外部，表示换挡已到位，避免换挡过度或换挡啮合不足，保护花键齿；另一方面，挡位传动结构能够在一定程度的力条件下，也能保持位置，保证挡位啮合程度，避免滑脱挡位，从而保证换挡稳定性，大大提高了换挡效率、可靠性和稳定性，延长了齿轮箱的使用寿命，并且使齿轮箱的换挡手感更好。

在以下三个位置：换挡传动机构啮合了大齿轮传动部和花键轴花键的位置、空挡位置、换挡传动结构啮合了小齿轮传动部和花键轴花键的位置；至少应在这三个位置，对应设置相配合的限位槽，分别限位反馈：大齿轮对应挡位、空挡和小齿轮对应挡位。

通过将限位槽设置在花键轴花键上，而伸缩装置固定在换挡传动结构上，形成挡位固定与反馈结构，能够设置多个挡位槽，反馈多个不同挡位换挡结构，使各挡位均保持稳定且挡位切换效果明显，有效的在多种状态下均能保护齿轮箱内部结构，延长齿轮箱使用寿命。

附图说明

图1为实施例齿轮箱换挡结构剖视图。

图2为图1中A处局部放大图。

图3为小齿轮结构示意图。

图4为换挡内花键套结构示意图。

其中，1、花键轴；2、连接轴承；3、大齿轮；4、大齿轮传动花键；5、花键轴花键；6、圆弧槽；7、小齿轮传动花键；8、小齿轮；9、换挡内花键套；10、拔杆；11、堵头；12、弹簧；13、钢球；14、导入键；15、导入齿；16、容纳孔；17、拨杆导轨。

具体实施方式

下面结合附图1~4对本实用新型做进一步说明。

参照附图1：一种齿轮箱换挡结构，包括大齿轮3、小齿轮8、花键轴1、连接轴承2、换挡内花键套9与拨杆10。

花键轴1中部绕轴设有花键轴花键5，花键轴花键5两侧分别设有大齿轮3与小齿轮8，大齿轮3与小齿轮8上靠近花键轴花键5的一侧分别设有大齿轮传动花键4与小齿轮传动花键7，大齿轮传动花键4与小齿轮传动花键7均与花键轴花键5相对应，大齿轮3与小齿轮8均通过连接轴承2连接花键轴1。

换挡内花键套9套设在花键轴花键5外侧，换挡内花键套9与花键轴花键5啮合；换挡内花键套9外侧转动连接拨杆10。

参照附图2、4：换挡内花键套9上绕圆心均匀布设有六个容纳孔16，容纳孔16靠外的一端设有堵头11，容纳孔16开口朝向花键轴花键5，堵头11与容纳孔16螺纹连接；容纳孔16内设有弹簧12，弹簧12靠近花键轴花键5的一端设有钢球13，弹簧12通过钢球13连接花键轴花键5。通过转动堵头11，调节堵头11在容纳孔16内的深度，从而改变弹簧12对花键轴花键5的压力，进而调整换挡力矩的大小。

参照附图1、2：花键轴花键5的各齿顶上沿长度方向均设有三个限位槽，限位槽为圆弧槽6，每个齿上的三个圆弧槽6沿着远离大齿轮3的方向依次为一挡槽、空挡槽和二挡槽。

在齿轮箱空挡状态下，钢球13设置在对应位置的齿上的空挡槽内。使换挡内花键套9位于花键轴花键5的中间，换挡内花键套9两端的花键不与大齿轮传动花键4或小齿轮传动花键7产生啮合，弹簧12对钢球13的产生的压紧力，使钢球13固定在空挡槽内，进而保证换挡内花键套9在花键轴花键5上的稳定。

各齿上均设置圆弧槽6一方面是为了方便加工花键轴花键5，一次车出所有齿上的圆弧槽；另一方面是为了方便安装换挡内花键套9，不需要专门的对准特定的齿即可套设安装换挡内花键套9。

参考附图1、3、4：大齿轮传动花键4与小齿轮传动花键5的齿在靠近花键轴花键5的一侧设有沿着靠近花键轴花键5的方向宽度逐渐减小的导入键14；换挡内花键套9的齿上在两端也均设有导入齿15，导入键14与导入齿15相配合，能使换挡内花键套9的齿更易于进入传动花键，实现啮合。

换挡内花键套9的外壁环形凸起，形成拨杆导轨17，拨杆10上设有与拨杆导轨17配合的槽，拨杆10通过槽插接拨杆导轨17，并且拨杆10的宽度略大于拨杆导轨17。可以在换挡内花键套9转动、拨杆10静止的状态下，拨杆10与拨杆导轨17之间不产生摩擦。

上述齿轮箱换挡结构的使用方法为：需要换向一挡时，拨动拨杆10，使换挡内花键套9沿花键轴花键5滑动，同时钢球13滑出空挡槽，当换挡内花键套9部分内花键齿滑入大齿轮传动花键4，内花键套9此时同时与大齿轮传动花键4、花键轴花键5啮合，换挡内花键套9成为传递扭矩的桥梁，大齿轮3的扭矩通过换挡内花键套9传递给花键轴1，花键轴1被带动转动，获得一挡减速。此时，钢球13在接近滑入一挡槽，在弹簧12压力作用下，钢球13向一挡槽内滑动，带动换挡内花键套9继续滑动，至钢球13进入一挡槽，提供一种换挡完成的反馈，对换挡内花键套9同时起到限位作用，避免移位，此时即使拨杆10不对换挡内花键套9提供力，也能保证换挡内花键套的位置稳定性，从而避免了拨杆10与拨杆导轨17的相对摩擦，此时为低速挡换挡完成；需要更换向空挡或二挡时，拨动拨杆10，均能够产生相同的换挡反馈与保持稳定效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种齿轮箱换挡结构，其特征在于：包括花键轴（1）、大齿轮（3）、换挡传动结构与小齿轮（8）；花键轴（1）上绕轴设有花键轴花键（5），换挡传动结构滑动设置在花键轴花键（5）外侧；大齿轮（3）与小齿轮（8）分别设置在花键轴花键（5）的两侧；大齿轮（3）与小齿轮（8）靠近花键轴花键（5）的一侧均设有与换挡传动结构配合的传动部；并且换挡传动结构与花键轴花键（5）之间设有伸缩装置与限位槽，限位槽设置在花键轴花键（5）表面，伸缩装置一端固定连接换挡传动结构，另一端设置在限位槽内，限位槽沿换挡传动机构的滑动方向设有多个。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的伸缩装置包括弹簧（12）与钢球（13），弹簧（12）一端固定连接花键轴花键（5），另一端连接钢球（13），钢球（13）设置在限位槽内。

3.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的换挡传动结构上设有容纳孔，伸缩装置设置在容纳孔内。

4.根据权利要求3所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的容纳孔内设有力度调节装置，伸缩装置固定连接力度调节装置。

5.根据权利要求4所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的力度调节装置包括堵头（11），堵头（11）螺纹连接容纳孔内壁。

6.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的大齿轮（3）与小齿轮（8）上的传动部分别为大齿轮传动花键（4）与小齿轮传动花键（7），换挡传动结构两侧分别对应大齿轮传动花键（4）与小齿轮传动花键（7）设有内花键。

7.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的大齿轮（3）与小齿轮（8）上的传动部在靠近花键轴花键（5）的一侧均设有导入结构。

8.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：所述的换挡传动结构在其滑动方向的两端设有导入结构。

9.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡结构，其特征在于：还包括拨杆（10），拨杆（10）转动连接在换挡传动结构上。

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