CN219493025U - 变档结构及变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变档结构，包括传动系统总成、变档单元总成、锁紧单元，传动单元总成与所述变档单元总成传动相连，锁紧单元与变档单元总成信号连接，锁紧单元对位于一档位状态下的变档单元总成进行锁紧，另一档位依靠零件重力及油缸保压维持。变档单元总成包括拨叉及齿轮组，通过油缸驱动拨叉带动齿轮组移动实现档位间的切换。本实用新型中的变档结构通过分置档位锁紧单元，改变锁紧单元使其只对一档位进行锁紧，简化变档结构组成，降低装配复杂度及零件尺寸要求，变档简单可靠，便于加工装配。本实用新型还涉及一种带有上述变档结构的变速箱，所述变速箱换挡流畅，故障率低，可靠性高。

Description

变档结构及变速箱

技术领域

本实用新型涉及变速箱，尤其涉及一种变档结构及带有该种变档结构的变速箱。

背景技术

立式车床、立式车铣床、立式车削中心等机床为实现既可大扭矩重车削，又可高速高效精加工，往往采用二级变速结构变速箱。传统的两档变速箱变档结构采用油缸活塞杆推动拨叉上下运动，拨叉一端托着滑移轮上下运动，拨叉另一端沿档位锁紧轴上下运动，档位锁紧轴、油缸轴、滑移齿轮轴，三轴孔必须平行，易受配件加工精度和装配准确性影响，精度不足会造成变档卡阻现象，导致返修率较高，制造难度大；变档完成后的锁紧结构一般采用插键式锁紧换档上限位和下限位，变档时齿轮位置未达到理想位置，插键就无法插入键槽内，故障率较高。

为解决上述的技术问题，有必要提出一种变档结构，优化结构设计，提升换档流畅性及可靠度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的主要目的是，提供了一种变档结构。其目的为提出一种变档结构，其通过分置档位锁紧机构，上档位用锁紧轴锁紧，下档位则通过零件重力及油缸保压装置压紧，锁紧简单可靠；使用以上锁紧机构的变档结构只需保证油缸轴、滑移齿轮轴两轴平行，结构复杂度降低。

本实用新型的另一目的是提供一种变速箱，该变速箱通过使用以上变档结构使得变档更顺畅，降低变速箱装配难度及故障率。

为实现本实用新型的上述目的和其他优点，本实用新型提供了以下的技术方案：

本实用新型公开了一种变档结构，包括传动系统总成、变档单元总成、锁紧单元，其中：

所述传动系统总成包括传动比不同的上档位齿轮及下档位齿轮；

所述变档单元总成包括拨叉及齿轮组，所述拨叉由油缸驱动，所述齿轮组通过轴承连接在所述拨叉一端；所述齿轮组由所述拨叉带动分别与所述上档位齿轮及所述下档位齿轮配合，实现两档位间的传动切换；

所述锁紧单元包括锁紧活塞轴，所述齿轮组与所述上档位齿轮配合时，所述锁紧活塞轴伸出抵接所述拨叉，保持所述变档单元位于上档位；所述锁紧活塞轴缩回，所述齿轮组下降与所述下档位齿轮配合，变档单元切换为下档位，通过零件重力及油缸压力保持档位状态。

进一步地，所述变档单元还包括驱动油缸，所述驱动油缸包括上缸体、下缸体以及连接在所述上缸体及所述下缸体之间的活塞轴；所述下缸体油缸面积大于所述上缸体油缸面积。

进一步地，所述变档单元总成还包括档位识别单元，所述档位识别单元包括档位识别轴及档位识别开关，所述档位识别轴连接在所述拨叉上，所述档位识别开关设置在所述档位识别轴一侧。

进一步地，所述锁紧单元包括锁紧活塞轴及活塞轴识别开关，所述锁紧活塞轴由油缸驱动，所述齿轮组与所述上档位齿轮啮合时，所述锁紧活塞轴伸出，所述活塞轴识别开关进行识别实现档位锁紧。

进一步地，所述传动系统总成还包括传动轴及输出轴，所述上档位齿轮及所述下档位齿轮连接在所述传动轴上；所述变档单元中的齿轮组套接在所述输出轴上，所述齿轮组移动与所述上档齿轮及所述下档齿轮配合，实现以不同速度带动所述输出轴转动。

进一步地，所述输出轴上安装有配合齿轮，所述配合齿轮通过轴承与所述输出轴连接，所述配合齿轮与所述下档位齿轮配合。

进一步地，所述配合齿轮靠近所述齿轮组一端开设有齿轮槽。

进一步地，所述齿轮组包括传动齿轮及插接齿轮，所述传动齿轮及所述插接齿轮通过螺栓固定，所述齿轮组下移换档时，所述插接齿轮插接于所述齿轮槽，所述配合齿轮带动所述齿轮组旋转。

进一步地，所述传动系统总成还包括输入轴，所述输入轴上连接有输入齿轮，所述传动轴上连接有中间齿轮，所述输入齿轮与所述中间齿轮配合带动所述传动轴转动。

另一方面，本实用新型还包括一种变速箱，其包含有上述的变档结构。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型中的换档结构通过将换档单元，档位识别单元以及锁紧单元分置，简化平行轴系结构复杂度，只需保证油缸轴、滑移齿轮轴两轴平行，降低装配难度以及零件精度需求。

2.本实用新型中的换档结构通过改变油缸结构，使上油腔面积小，下油腔面积大，解决向上换挡和向下换挡力均衡，换挡顺畅。

3.本实用新型中的换档结构通过改变档位识别结构，利用无触点开关识别端盖，信号更可靠。

4.本实用新型中的换档结构通过改变档位锁紧结构，上档位用锁紧轴锁紧，下档位通过零件重力及油缸保压装置压紧，档位控制简单更可靠。

上述说明仅是本实用新型方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下本实用新型的较佳实施例并配合附图说明详细如后。本实用新型的具体实施方式有以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。在附图中：

图1为本实用新型中变档结构的立体结构示意图；

图2为本实用新型中变档结构俯视视角下的示意图；

图3为本实用新型中变档结构A-A方向剖面示意图；

图4为本实用新型中变档结构B-B方向剖面示意图；

图5为本实用新型中变档结构C-C方向剖面示意图；

图6为本实用新型中变档结构D-D方向剖面示意图；

图7为本实用新型中变档结构E位置的局部放大图。

图中：

1、变档单元总成；101、上缸体；102、法兰套；103、活塞杆；104、拨叉；105、活塞；106、螺钉；107、下缸体；108、传动齿轮；109、第一调整垫；110、第一法兰盘；111、轴承；112、齿轮；113、档位识别轴；114、第二法兰盘；115、第二调整垫；116、螺母；117、上档位识别开关；118、下档位识别开关；119、开关支架；2、传动系统总成；201、输入轴；202、输入齿轮；203、中间齿轮；204、传动轴；205、上档位齿轮；206、下档位齿轮；108、传动齿轮；112、插接齿轮；207、输出轴；208、配合齿轮；209、输出齿轮；3、锁紧单元；301、缸体；302、法兰端盖；303、活塞轴；304、活塞轴后端盖；305、活塞轴收回识别开关；306、活塞轴伸出识别开关；307、活塞轴识别开关支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。

涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

为实现本实用新型的上述目的和其他优点，本实用新型提供了以下的技术方案：

图1至图7为本实用新型变档结构及变速箱的结构示意图，如图1所示，本实用新型中的一种变档结构包括变档单元总成1、传动系统总成2、锁紧单元3。

传动系统总成2包括传动比不同的上档位齿轮205及下档位齿轮206；

如图4所示，变档单元总成1包括拨叉104及齿轮组，齿轮组通过轴承111、第一法兰盘110、第一调整垫109固定在拨叉104上。齿轮组包括传动齿轮108及插接齿轮112，插接齿轮112与传动齿轮108通过螺钉连接。油缸驱动拨叉104带动齿轮组移动，齿轮组分别与所述上档位齿轮205及下档位齿轮206配合实现两档位间的切换。

驱动油缸包括上缸体101，法兰套102，活塞杆103，活塞105，螺钉106，下缸体107。法兰套102通过螺钉固定在变速箱上，上缸体101安装在法兰套102上，下缸体107安装在变速箱下部，活塞105通过螺钉106固定在活塞杆103上，活塞杆103通过法兰套102导向，拨叉104安装在活塞杆103上。

优选的，活塞105容纳在下缸体107中，下缸体107油腔面积大于上缸体101油腔面积。双作用液压缸变档动力油是由同一根油管靠电磁换向阀切换提供，传统换挡结构中换挡活塞在上，活塞上面与液压油接触面积大，活塞下面因有活塞杆影响与液压油接触面积小，导致活塞杆向下推动拨叉运动的推力明显大于向上拉力，同时滑移齿轮及拨叉等重量也是向下的，导致向上换挡没有向下换挡顺畅，会出现多次执行向下换挡动作才能执行到位。通过改变油缸结构，使上缸体101油腔面积小，下缸体107油腔面积大，能够使向上换挡和向下换挡力均衡，换挡更顺畅。

如图6所示，变档单元总成1还包括档位识别单元，档位识别单元包括档位识别轴113及档位识别开关，档位识别轴113连接在拨叉104上。具体的，第二法兰盘114固定在变速箱上，档位识别轴113通过第二法兰盘114导向，档位识别轴113固定端通过第二调整垫115、螺母116固定在拨叉104上。档位识别开关通过开关支架119安装在档位识别轴113一侧，包括上档位识别开关117，下档位识别开关118。

当上缸体101给压力油时，拨叉104带动齿轮组(传动齿轮108及插接齿轮112)下移，档位识别轴113也随之下移，下档位识别开关118进行识别；当下缸体107给压力油时，拨叉104带动齿轮组(传动齿轮108及插接齿轮112)上移，档位识别轴113也随之上移，上档位识别开关117进行识别。

如图3所示，传动系统总成2包含输入轴201，传动轴204，输出轴207，输入齿轮202，中间齿轮203，上档位齿轮205，下档位齿轮206，齿轮组(传动齿轮108及插接齿轮112)，配合齿轮208，输出齿轮209。

输入轴201通过轴承固定在变速箱上，输入齿轮202安装在输入轴201，中间齿轮203安装在传动轴204，与输入齿轮202啮合；上档位齿轮205安装传动轴204上部，传动齿轮108安装在输出轴207上部，上档位齿轮205与传动齿轮108啮合；下档位齿轮206安装在传动轴204下部，配合齿轮208固定输出轴207中间，下档位齿轮206与配合齿轮208啮合；输出齿轮209安装于输出轴207上。

当变速箱处于上档位状态时，动力由输入轴201输入，通过输入齿轮202、中间齿轮203、传动轴204、上档位齿轮205、传动齿轮108、输出轴207将动力传至输出齿轮209输出。当变速箱处于下档位状态时，齿轮组(传动齿轮108、传动插接齿轮112)通过变档单元总成1下移，传动齿轮108与上档位齿轮205脱开。

配合齿轮208靠近齿轮组一端开设有齿轮槽，插接齿轮112插接于该齿轮槽，使插接齿轮112与配合齿轮208啮合，此时动力由输入轴201输入，通过输入齿轮202、中间齿轮203、传动轴204、下档位齿轮206、配合齿轮208、插接齿轮112、输出轴207将动力传至输出齿轮209输出。

锁紧单元3与变档单元总成1信号连接；齿轮组与上档位齿轮205配合时，锁紧单元3锁紧档位；齿轮组与下档位齿轮206配合时，处于下档位的变档单元总成1通过零件重力及油缸压力保持档位状态。

如图5，图7所示，锁紧单元3包含锁紧活塞轴303及活塞轴识别开关。锁紧活塞轴303由油缸驱动，活塞轴识别开关进行锁紧活塞轴303状态识别。活塞轴识别开关包括活塞轴收回识别开关305，活塞轴伸出识别开关306，活塞轴识别开关支架307。

活塞轴驱动油缸包括缸体301，法兰端盖302，活塞轴后端盖304。缸体301安装在变速箱上，活塞轴303安装在缸体301内，法兰端盖302安装缸体301上，活塞轴后端盖304安装在活塞轴303上，活塞轴识别开关支架307固定变速箱上，活塞轴伸出识别开关306、活塞轴收回识别开关305安装在活塞轴识别开关支架307上。

如图6、图7所示，锁紧单元3安装在档位识别轴113与上缸体101之间的变速箱箱体上，当变速箱处于上档位时，活塞轴303在压力油的作用下伸出，抵接至拨叉104下表面，活塞轴伸出识别开关306进行识别，活塞轴303支撑拨叉104及齿轮组从而实现档位锁紧，防止变速箱拨叉104托动的齿轮组(传动齿轮108、传动插接齿轮112)改变位置；需要变档时，活塞轴303在压力油的作用下收回，活塞轴收回识别开关305进行识别，开关发出信号后，拨叉104及齿轮组执行变档至下档位的动作。

优选的，档位识别开关以及活塞轴识别开关均为无触点识别开关。传统换档结构的换档档位识别开关是通过拨叉的一端安装长撞块，换挡到位以后，通过长撞块改变弹簧销轴伸缩来触发开关，此种结构容易产生销轴没有被弹簧弹回，造成误信号不准确。本实用新型通过无接触识别开关检测安装在档位识别轴113及活塞轴303末端的端盖位置，信号更可靠。

本实用新型还涉及一种带有前述变档结构的二级变速箱，该种装配简单，故障率低，可靠性好。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种变档结构，包括传动系统总成、变档单元总成、锁紧单元，其特征在于：

所述传动系统总成包括传动比不同的上档位齿轮及下档位齿轮；

所述变档单元总成包括拨叉及齿轮组，所述拨叉由油缸驱动，所述齿轮组通过轴承连接在所述拨叉一端；所述齿轮组由所述拨叉带动分别与所述上档位齿轮或所述下档位齿轮配合，实现两档位间的传动切换；

所述锁紧单元包括锁紧活塞轴，所述齿轮组与所述上档位齿轮配合时，所述锁紧活塞轴伸出抵接支撑所述拨叉，保持所述变档单元位于上档位；所述锁紧活塞轴缩回，所述齿轮组下降与所述下档位齿轮配合，所述变档单元切换为下档位。

2.根据权利要求1所述的变档结构，其特征在于，所述变档单元还包括驱动油缸，所述驱动油缸包括上缸体、下缸体以及连接在所述上缸体及所述下缸体之间的活塞轴；所述下缸体油缸面积大于所述上缸体油缸面积。

3.根据权利要求1所述的变档结构，其特征在于，所述变档单元总成还包括档位识别单元，所述档位识别单元包括档位识别轴及档位识别开关，所述档位识别轴连接在所述拨叉上，所述档位识别开关设置在所述档位识别轴一侧。

4.根据权利要求1所述的变档结构，其特征在于，所述锁紧单元包括锁紧活塞轴及活塞轴识别开关，所述锁紧活塞轴由油缸驱动，所述齿轮组与所述上档位齿轮啮合时，所述锁紧活塞轴伸出，所述活塞轴识别开关进行识别实现档位锁紧。

5.根据权利要求1所述的变档结构，其特征在于，所述传动系统总成还包括传动轴及输出轴，所述上档位齿轮及所述下档位齿轮连接在所述传动轴上；所述变档单元中的齿轮组套接在所述输出轴上，所述齿轮组移动与所述上档齿轮及所述下档齿轮配合，实现以不同速度带动所述输出轴转动。

6.根据权利要求5所述的变档结构，其特征在于，所述输出轴上安装有配合齿轮，所述配合齿轮通过轴承与所述输出轴连接，所述配合齿轮与所述下档位齿轮配合。

7.根据权利要求6所述的变档结构，其特征在于，所述配合齿轮靠近所述齿轮组一端开设有齿轮槽。

8.根据权利要求7所述的变档结构，其特征在于，所述齿轮组包括传动齿轮及插接齿轮，所述传动齿轮及所述插接齿轮通过螺栓固定，所述齿轮组下移换档时，所述插接齿轮插接于所述齿轮槽，所述配合齿轮带动所述齿轮组旋转。

9.根据权利要求5所述的变档结构，其特征在于，所述传动系统总成还包括输入轴，所述输入轴上连接有输入齿轮，所述传动轴上连接有中间齿轮，所述输入齿轮与所述中间齿轮配合带动所述传动轴转动。

10.一种变速箱，其特征在于，其包含有如权利要求1-9任一项所述的变档结构。