CN220828487U - 一种齿轮箱换挡机构以及机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮箱换挡机构，属于机床领域，包括箱体组件、移动组件、主动轮轴、从动轮轴，箱体组件包括箱体、活塞轴，移动组件包括中间轴、第一齿轮组，箱体设有导向孔，中间轴活动安装在导向孔内，第一齿轮组套接于中间轴外部，第一齿轮组包括多个换挡齿轮，主动轮轴与一换挡齿轮相啮合，从动轮轴上设有第二齿轮组，中间轴一端设有活塞孔，活塞轴固定安装在导向孔内且将活塞孔分为互不连通的第一容纳腔、第二容纳腔，第一容纳腔的体积不断变大以使得中间轴在第一方向移动，第二容纳腔的体积不断变大以使得中间轴在第二方向移动，从而实现不同的换挡齿轮与第二齿轮组相啮合以完成换挡动作。本申请结构可靠、紧凑，占用齿轮箱空间较少，节省成本。

Description

一种齿轮箱换挡机构以及机床

技术领域

本实用新型涉及机床领域，尤其是涉及一种齿轮箱换挡机构以及包括上述齿轮箱换挡机构的机床。

背景技术

传统的齿轮箱挡位控制是使用成品独立油缸安装在齿轮箱外部，油缸端头连接换挡拨叉，拨叉上面安装轴承和齿轮，齿轮中间割花键槽套在中间花键轴上，中间花键轴两端通过轴承安装在箱体上，中间轴上布置一大一小两个齿轮，与从动轮轴上一小一大从动齿轮啮合，从动轮轴即为齿轮箱的输出轴，当主传动电机旋转时，主动齿轮旋转带动中间齿轮旋转，中间齿轮通过拨叉上的油缸进行切换挡位，改变与从动齿轮的齿数比，从而完成整个齿轮箱切换挡动作，输出不同扭矩。该机构油缸外置，占用较大齿轮箱空间，且拨叉换挡，拨叉仅仅半圆与轴承连接，无法满足高速高扭矩旋转，且中间轴与中间齿轮为花键连接，对单个零件的加工要求较高，使之成本较高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种结构紧凑且成本较低的齿轮箱换挡机构。

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之二在于提供一种结构紧凑且成本较低的机床。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种齿轮箱换挡机构，包括箱体组件、移动组件、主动轮轴、从动轮轴，所述箱体组件包括箱体、活塞轴，所述移动组件包括中间轴、第一齿轮组，所述箱体设有导向孔，所述中间轴活动安装在所述导向孔内，所述第一齿轮组套接于所述中间轴外部，所述第一齿轮组包括多个换挡齿轮，所述主动轮轴与一所述换挡齿轮相啮合，所述从动轮轴上设有第二齿轮组，所述中间轴一端设有活塞孔，所述活塞轴固定安装在所述导向孔内且将所述活塞孔分为互不连通的第一容纳腔、第二容纳腔，所述第一容纳腔的体积不断变大以使得所述中间轴在第一方向移动，所述第二容纳腔的体积不断变大以使得所述中间轴在第二方向移动，所述第二方向与第一方向的方向相反，从而实现不同的所述换挡齿轮与所述第二齿轮组相啮合以完成换挡动作。

进一步的，所述活塞轴设有互不连通的第一通道和第二通道，所述活塞轴还设有凸起部、凹陷部，所述凸起部与所述中间轴之间形成所述第一容纳腔，所述凹陷部与所述中间轴之间形成所述第二容纳腔，所述第一通道与所述第一容纳腔连通，所述第二通道与所述第二容纳腔连通。

进一步的，所述第一通道包括第一入口和第一出口，所述第二通道包括第二入口和第二出口，所述第一出口导通所述第一容纳腔，所述第二出口导通所述第二容纳腔；其中，传动液体从所述第一入口注入，并从所述第一出口输出至所述第一容纳腔，以使所述中间轴沿所述第一方向移动，或者，所述传动液体从所述第二入口注入，并从所述第二出口输出至所述第二容纳腔，以使所述中间轴沿所述第二方向移动。

进一步的，所述第一入口和所述第二入口设置于所述活塞轴的同一端。

进一步的，所述轴承的数量为多个，各个所述换挡齿轮分别套接于不同所述轴承上，所述换挡齿轮的尺寸与其所套接的轴承的尺寸相匹配。

进一步的，所述齿轮箱换挡机构还包括伸缩组件，所述中间轴沿其轴线方向设有多个限位槽，所述伸缩组件一端与所述箱体固定连接，另一端设置在所述限位槽内。

进一步的，所述箱体组件还包括顶轴套、顶轴，所述箱体设有容纳孔，所述顶轴套套设在所述顶轴外部且位于所述容纳孔内，所述顶轴一端与所述顶轴套固定连接，另一端与所述伸缩组件连接。

进一步的，所述伸缩组件包括弹簧、钢球，所述弹簧一端与所述箱体固定连接，另一端与所述钢球抵触，所述钢球设置在所述限位槽内。

进一步的，所述箱体组件还包括压盖，所述压盖固定安装在所述箱体上且位于所述活塞轴末端。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种机床，包括上述任意一种齿轮箱换挡机构。

相比现有技术，本实用新型齿轮箱换挡机构包括箱体组件、移动组件、主动轮轴、从动轮轴，箱体组件包括箱体、活塞轴，移动组件包括中间轴、第一齿轮组，箱体设有导向孔，中间轴活动安装在导向孔内，第一齿轮组套接于中间轴外部，第一齿轮组包括多个换挡齿轮，主动轮轴与一换挡齿轮相啮合，从动轮轴上设有第二齿轮组，中间轴一端设有活塞孔，活塞轴固定安装在导向孔内且将活塞孔分为互不连通的第一容纳腔、第二容纳腔，第一容纳腔的体积不断变大以使得中间轴在第一方向移动，第二容纳腔的体积不断变大以使得中间轴在第二方向移动，第二方向与第一方向的方向相反，从而实现换挡齿轮与第二齿轮组相啮合以完成换挡动作。本申请一方面能够提高活塞轴负荷能力，另一方面由于无需借助拨叉等其他机构实现换挡，也有利于节省换挡机构内部空间。本申请结构可靠，省去单独油缸的布置空间，使齿轮箱整体空间紧凑，同时不需中间花键齿轮轴，节省成本，中间轴与第一齿轮组通过轴承紧密连接，可高转速高扭矩旋转，同时可防止控制机构电磁阀过热损坏。

附图说明

图1为本实用新型齿轮箱换挡机构的结构示意图；

图2为图1齿轮箱换挡机构的A处的放大图；

图3为图1齿轮箱换挡机构的另一结构示意图；

图4为图3齿轮箱换挡机构的B处的放大图。

图中：10、箱体组件；11、箱体；111、容纳孔；112、导向孔；12、活塞轴；121、第一通道；122、第二通道；123、凸起部；13、顶轴套；14、顶轴；15、压盖；124、凹陷部；20、移动组件；21、中间轴；211、活塞孔；212、凹槽；213、第一容纳腔；214、第二容纳腔；22、轴承；23、第一齿轮组；30、主动轮轴；40、从动轮轴；41、第二齿轮组；50、伸缩组件；51、弹簧；52、钢球。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1-图4为本实用新型齿轮箱换挡机构，包括箱体组件10、移动组件20、主动轮轴30、从动轮轴40以及伸缩组件50。

在本实施例中：

箱体组件10包括箱体11、活塞轴12、顶轴套13、顶轴14、压盖15。

箱体11设有容纳孔111、导向孔112，顶轴套13套设在顶轴14外部且位于容纳孔111内，导向孔112用于安装移动组件20中的中间轴21，顶轴14一端与顶轴套13固定连接，另一端与伸缩组件50连接。本实施例中，顶轴14的轴向方向与导向孔112的延伸方向垂直。

活塞轴12固定安装在导向孔112内且至少部分位于中间轴21的活塞孔211内，活塞轴12设有互不连通的第一通道121和第二通道122，活塞轴12还设有凸起部123、凹陷部124，凸起部123与中间轴21之间形成第一容纳腔213，凹陷部124与中间轴21之间形成第二容纳腔214，第一容纳腔213与第二容纳腔214互不连通，第一通道121与第一容纳腔213连通，第二通道122与第二容纳腔214连通，第一通道121包括第一入口和第一出口，第二通道122包括第二入口和第二出口，第一出口导通第一容纳腔213，第二出口导通第二容纳腔214；其中，传动液体从第一入口注入，并从第一出口输出至第一容纳腔213，以使中间轴21沿第一方向移动，或者，传动液体从第二入口注入，并从第二出口输出至第二容纳腔214，以使中间轴21沿第二方向移动，第二方向与第一方向的方向相反。本实施例中，凸起部123与活塞孔211的内侧壁密封连接，可以确保第一容纳腔213与第二容纳腔214互不连通，进而确保中间轴21移动时不会出现第一容纳腔213与第二容纳腔214贯通现象，大大提高了齿轮箱的稳定性。第一入口、第二入口设置于活塞轴12的同一端，可以更加快速且有效得操作换挡工作，即切换第一入口或者第二入口引入传动液体，快速且精准完成一系列换挡操作，使齿轮箱的稳定性更好。

压盖15固定安装在箱体11上且位于活塞轴12末端，确保活塞轴12的密封性。在本实施例中，压盖15具备耐磨性好、抗挤出、耐冲击、压缩变形小、易于安装等特点，减少对压盖15造成消耗而影响活塞轴12正常工作的情况。在此对压盖15的具体型号不做要求，可以根据实际情况进行设置。

移动组件20包括中间轴21、轴承22、第一齿轮组23。

中间轴21活动安装在导向孔112内，中间轴21设有活塞孔211，活塞孔211的延伸方向与中间轴21的轴向方向在同一直线上，中间轴21沿其轴线方向设有多个凹槽212，用于安装伸缩组件50。

轴承22套接于中间轴21外侧，轴承22的数量为多个，各个换挡齿轮分别套接于不同轴承22上，换挡齿轮的尺寸与其所套接的轴承22的尺寸相匹配，不同的换挡齿轮可以切换不同的挡位，可以更加稳定并且方便进行换挡。

第一齿轮组23套接于轴承22外部，第一齿轮组23包括多个换挡齿轮，当通过第一通道121不断注入传动液体时，第一容纳腔213的体积不断变大，以使得中间轴21在第一方向移动，当通过第二通道122不断注入传动液体时，第二容纳腔214的体积不断变大，以使得中间轴21在第二方向移动，从而实现换挡齿轮与第二齿轮组41相啮合以完成换挡动作。故相较于拨叉换挡而言，通过活塞轴12与中间轴21能够形成分别用于使中间轴21朝第一方向移动的第一容纳腔213和朝第二方向移动的第二容纳腔214，换挡齿轮能够直接受活塞轴12与中间轴21之间的配合而移动，从而实现换挡，故一方面能够提高活塞轴12负荷能力，另一方面由于无需借助拨叉等其他机构实现换挡，也有利于节省换挡机构内部空间。

主动轮轴30设置在箱体11内部，箱体11顶部通过电机输入扭矩，主动轮轴30与一换挡齿轮相啮合，换挡齿轮旋转时与中间轴21隔开，不带动中间轴21旋转。

从动轮轴40设置在箱体11内部，从动轮轴40上设有第二齿轮组41，第二齿轮组41与第一齿轮组23相啮合。

伸缩组件50设置在顶轴套13内部，伸缩组件50包括弹簧51、钢球52，弹簧51套设在顶轴14上，即一端与箱体11固定连接，另一端与钢球52抵触，钢球52设置在凹槽212内，当齿轮箱换挡时，中间轴21到达某个挡位正好将凹槽212对准钢球52，钢球52在弹簧51的压力下嵌入凹槽212，从而使中间轴21固定于挡位状态，此时可保证电磁阀可位于中位状态不得电而不会使齿轮箱脱挡。

本申请在使用时，通过第一通道121不断注入传动液体时，第一容纳腔213的体积不断变大，以使得中间轴21在第一方向移动，或者，通过第二通道122不断注入传动液体时，第二容纳腔214的体积不断变大，以使得中间轴21在第二方向移动，从而实现不同的换挡齿轮与第二齿轮组41相啮合以完成换挡动作。故相较于拨叉换挡而言，通过活塞轴12与中间轴21能够形成分别用于使中间轴21朝第一方向移动的第一容纳腔213和朝第二方向移动的第二容纳腔214，换挡齿轮能够直接受活塞轴12与中间轴21之间的配合而移动，从而实现换挡，故一方面能够提高活塞轴12负荷能力，另一方面由于无需借助拨叉等其他机构实现换挡，也有利于节省换挡机构内部空间。本申请结构可靠，省去单独油缸的布置空间，使齿轮箱整体空间紧凑，同时不需中间花键齿轮轴，节省成本，中间轴21与第一齿轮组23通过轴承22紧密连接，可高转速高扭矩旋转，同时可防止控制机构电磁阀过热损坏。

本申请还涉及一种包括上述齿轮箱换挡机构的机床。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本实用新型实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种齿轮箱换挡机构，包括箱体组件、移动组件、主动轮轴、从动轮轴，其特征在于：所述箱体组件包括箱体、活塞轴，所述移动组件包括中间轴、第一齿轮组，所述箱体设有导向孔，所述中间轴活动安装在所述导向孔内，所述第一齿轮组套接于所述中间轴外部，所述第一齿轮组包括多个换挡齿轮，所述主动轮轴与一所述换挡齿轮相啮合，所述从动轮轴上设有第二齿轮组，所述中间轴一端设有活塞孔，所述活塞轴固定安装在所述导向孔内且将所述活塞孔分为互不连通的第一容纳腔、第二容纳腔，所述第一容纳腔的体积不断变大以使得所述中间轴在第一方向移动，所述第二容纳腔的体积不断变大以使得所述中间轴在第二方向移动，所述第二方向与第一方向的方向相反，从而实现不同的所述换挡齿轮与所述第二齿轮组相啮合以完成换挡动作。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述活塞轴设有互不连通的第一通道和第二通道，所述活塞轴还设有凸起部、凹陷部，所述凸起部与所述中间轴之间形成所述第一容纳腔，所述凹陷部与所述中间轴之间形成所述第二容纳腔，所述第一通道与所述第一容纳腔连通，所述第二通道与所述第二容纳腔连通。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述第一通道包括第一入口和第一出口，所述第二通道包括第二入口和第二出口，所述第一出口导通所述第一容纳腔，所述第二出口导通所述第二容纳腔；其中，传动液体从所述第一入口注入，并从所述第一出口输出至所述第一容纳腔，以使所述中间轴沿所述第一方向移动，或者，所述传动液体从所述第二入口注入，并从所述第二出口输出至所述第二容纳腔，以使所述中间轴沿所述第二方向移动。

4.根据权利要求3所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述第一入口和所述第二入口设置于所述活塞轴的同一端。

5.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述移动组件还包括轴承，所述轴承套接于所述中间轴外侧，所述轴承的数量为多个，各个所述换挡齿轮分别套接于不同所述轴承上，所述换挡齿轮的尺寸与其所套接的轴承的尺寸相匹配。

6.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述齿轮箱换挡机构还包括伸缩组件，所述中间轴沿其轴线方向设有多个限位槽，所述伸缩组件一端与所述箱体固定连接，另一端设置在所述限位槽内。

7.根据权利要求6所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述箱体组件还包括顶轴套、顶轴，所述箱体设有容纳孔，所述顶轴套套设在所述顶轴外部且位于所述容纳孔内，所述顶轴一端与所述顶轴套固定连接，另一端与所述伸缩组件连接。

8.根据权利要求6所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述伸缩组件包括弹簧、钢球，所述弹簧一端与所述箱体固定连接，另一端与所述钢球抵触，所述钢球设置在所述限位槽内。

9.根据权利要求1所述的齿轮箱换挡机构，其特征在于：所述箱体组件还包括压盖，所述压盖固定安装在所述箱体上且位于所述活塞轴末端。

10.一种机床，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的齿轮箱换挡机构。