CN2864244Y - 行星传动式全同步型变速器 - Google Patents

行星传动式全同步型变速器 Download PDF

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Abstract

一种与旋转动力输出装置相匹配的行星传动式全同步型变速器，包括变速器壳体、输入轴、四级传动轴和四级行星轮系传动机构，这些轴和传动机构分别通过轴承、行星轮轴、行星轮架安装在变速器的壳体上。传动机构的前三级行星轮系传动机构上均设置有锁套式惯性同步器换档并受电气与机械组合控制，第四级行星传动由滑移齿套换档。本实用新型一改传统变速器中的单齿啮合为多齿啮合，改善了齿轮和轴的受力状况。同步器的合理使用，使换档柔和且轻便，从而延长了变速器的寿命。采用单级双速、多级组合的传动方式，从根本上消除了乱档的现象。键盘换档不仅减轻操作人员的疲劳，而且操作简便、可靠，保证旋转动力输出装置的平稳性、安全性。

Description

行星传动式全同步型变速器
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，更进一步涉及一种与机动车船的发动机相匹配使用的行星传动式全同步型变速器。
背景技术
通常的机动车船的发动机，其动力均经机械有级变速器输出，变速器一般均有固定轴和相应的齿轮啮合传动，并用滑移齿套换档。这种变速器由于均为单齿啮合，变速器所承受的输出扭矩受到限制，尤其是变速过程中存在有乱档现象，如操作不当，齿轮撞击造成齿轮机构的早期损坏。目前，有的变速器采用了无级变速器，虽然操作方便，但是传动效率低，制造成本高。
发明内容
为了克服现有变速器的上述缺点，本实用新型一改传统多轴滑移齿轮变速为多级行星轮系变速，摒弃了传统变速器单齿啮合的形式，提供一种与旋转动力输出装置配套使用的行星传动式全同步型变速器。
本实用新型包括变速器壳体、输入轴、四级传动轴和四级行星轮系传动机构，这些轴和传动机构分别通过轴承、行星轮轴、行星轮架安装在变速器的壳体上。四级行星轮系传动机构的前三级行星轮系传动机构上均设置有锁套式惯性同步器换档并受电气与机械组合控制，第四级行星传动由滑移齿套换档。
本实用新型由于将多轴滑移齿轮变速改为行星轮系变速，使单齿啮合变为多齿啮合，通过多齿啮合，大大改善了齿轮和轴的受力状况。本实用新型从根本上消除了变速过程中的乱档现象，提高了变速器的性能，延长了使用寿命。同时，又因为采用了键盘操作换档，使变速过程更为简便、平稳、快捷、可靠。
本实用新型的行星轮系传动机构，通过多级组合，从而形成具有八个正转前进档及一个(或多个)反转倒档的变速器。各档之间装有锁套式惯性同步器，避免换档过程中齿端冲击、噪声过大以及换档操作不当而导致齿轮的早期损坏，使换档变速过程柔和轻便。
本实用新型的操作也一改传统变速器的换档变速操纵结构，提供一套由电子键盘控制的，以车辆总气泵(或以液压泵)为动力源的，电气与机械组合的换档变速操作系统，使换档变速简便可靠，减轻了操作人员的劳动强度。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型换档操纵系统结构示意图。
图3为本实用新型同步器结构示意图。
图中零件的编号与名称为：
1、壳体；2、第一级大齿圈；3、第一级双排行星齿轮；4、第一级行星轮轴；5、输入轴；6、第一级双联滑移齿套；7、第一级传动轴；8、第一级单排行星齿轮；9、第一级行星轮轴；10、第一级拨叉；11、第一级行星轮轴架；12、第一级同步器；13、第二级行星轮轴；14、第二级双排行星齿轮；15、第二级行星轮架；16、第二级拨叉；17、第二级同步器；18、第二级双联滑移齿套；19、第三级内齿圈；20、第三级行星齿轮；21、第三级行星轮轴；22、第二级传动轴；23、第三级拨叉；24、第三级同步器；25、第三级双联滑移齿套；26、第三级行星轮架；27、齿轮；28、第三级传动轴；29、第四级大齿圈；30、第四级行星齿轮；31、第四级行星轮轴；32、第四级拨叉；33、输出法兰；34、输出轴；35、第四级双联滑移齿套；36、中心齿轮；37、电线；38、进气管；39、电磁阀；40、软管；41、档位键盘；42气缸；43、拨叉摇臂；44、滑套；45、销；46、锁套；47、同步锥环；48、双联滑移齿套；49、定位弹簧；50、钢球。
具体实施方式：
本实用新型四级传动变速机构中的第一级传动变速机构包括以下部件。一端带有太阳轮的输入轴5，安装于壳体1上的第一级行星轮轴4，啮合转动的第一级双排行星齿轮3，通过第一级行星轮轴9安装于第一级行星轮轴架11上的第一级单排行星齿轮8，同时与第一级双排行星齿轮3和第一级单排行星齿轮8啮合的第一级大齿圈2，一端用轴承安装于输入轴5的右端中心、另一端用轴承安装在壳体1上的第一级传动轴7，以及套装在第一级传动轴7上的第一级双联滑移齿套6、第一级拨叉10和第一级同步器12。
本实用新型四级传动变速机构中第一级传动轴7右端的齿轮为第二级传动的太阳轮；第二级双排行星齿轮14用滚针轴承安装在第二级行星轮轴13上，而第二级行星轮轴13则固定在壳体1上。二级双排行星齿轮14与第一级传动轴7的太阳轮及第二级行星轮架15的内齿圈同时啮合。二级行星轮架15的内齿圈与轮架为一整体，其右端部带有内齿，行星轮架15自身用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴22上。第二级传动轴22左端用短圆柱滚子轴承安装在第一级传动轴7右端的中心部，其右端用短圆柱滚子轴承安装在壳体1上。第二级同步器17与第二级双联滑移齿套18活套相联。第二级双联滑移齿套18通过其内孔花键与第二级传动轴22套装，并受第二级拨叉16的控制，分别与第一级传动轴7右端太阳轮的内齿和第二级行星轮架15右端部的内齿啮合。
本实用新型四级传动变速机构中第二级传动轴22右端部的齿轮为第三级传动的太阳轮。第三级行星齿轮20用滚针轴承安装在第三级行星轮轴21上，而第三级行星轮轴21则固定在第三级行星轮架26上，第三级内齿圈19用螺栓固定在壳体1上。第三级行星轮架26右端部带有内齿，行星轮架26自身用短圆柱滚子轴承安装在第三级传动轴28上，第三级传动轴28的左端用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴22右端中心部，其右端用滚动轴承安装在壳体1上。第三级同步器24与第三级双联滑移齿套25活套相联，第三级双联滑移齿套25通过其内孔花键与第三级传动轴28套装，并受第三级拨叉23的控制，分别与第二级传动轴22右端太阳轮的内齿和第三级行星轮架26右端的内齿啮合。
本实用新型第三级传动轴28上固定安装有齿轮27，并与第四级大齿圈29的外齿啮合，该齿圈右端既有外齿，又有内齿，其左端带有内齿，第四级大齿圈29的自身用圆柱滚子轴承安装在输出轴34上，输出轴34的两端分别用圆柱滚子轴承安装在壳体1上。第四级行星齿轮30用圆柱滚子轴承安装在第四级行星轮轴31上，而第四级行星轮轴31则固定在壳体1上。中心齿轮36用滚针轴承安装在输出轴34上。第四级行星齿轮30同时与第四级大齿圈29的内齿和中心齿轮36右端外齿相啮合。第四级双联滑移齿套35通过其内孔花键与输出轴34套装，并受第四级拨叉32控制，分别与第四级大齿圈29左端的内齿和中心齿轮36的内齿啮合。
本实用新型变速器档位键盘41通过信号线路与四个电磁阀39相联，四个电磁阀39通过管路分别与四个气缸42连接，四个气缸42中的活塞连杆分别与四个拨叉摇臂43相联。
本实用新型锁套式惯性同步器的滑套44依靠销45、锁套46与双联滑移齿套48联结，定位弹簧49与钢球50安装在双联滑移齿套48上与销45直线对应的位置。锁套46套装在同步锥环47上。
第一级传动：
本实用新型动力由输入轴5输入，输入轴5用轴承安装在壳体1上。第一级双排行星齿轮3用滚针轴承装在第一级行星轮轴4上，而第一级行星轮轴4固定在壳体1上。第一级单排行星齿轮8用滚针轴承装在第一级行星轮轴9上，第一级行星轮轴9固定在第一级行星轮轴架11上，两组行星轮同时与输入轴5的太阳轮和第一级大齿圈2啮合。第一级传动轴7左端用短圆柱滚子轴承安装在输入轴5右端的心部，其右端用短圆柱滚子轴承安装在壳体1上。第一级行星轮轴架11右部带有内齿，并用短圆柱滚子轴承安装在第一级传动轴7上。第一级同步器12与第一级双联滑移齿套6活套相联。第一级双联滑移齿套6通过其内孔花键与第一级传动轴7相联，并由第一级拨叉10的左右拨动，推动同步器使第一级双联滑移齿套6向左与输入轴5内齿啮合或向右与第一级行星轮轴架11的内齿啮合，实现第一级变速。
第二级传动：
本实用新型第一级传动轴7右端的齿轮为第二级传动的太阳轮，第二级双排行星齿轮14用滚针轴承安装在第二级行星轮轴13上，而第二级行星轮轴13则固定在壳体1上。第二级双排行星齿轮14与第一级传动轴7的太阳轮及第二级行星轮架15同时啮合，第二级行星轮架15的内齿圈与轮架为一整体，其右端部带有内齿，并用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴22上。第二级传动轴22左端用短圆柱滚子轴承安装在第一级传动轴7右端的心部，其右端用短圆柱滚子轴承安装在壳体1上。第二级同步器17与第二级双联滑移齿套18活套相联。第二级双联滑移齿套18通过其内孔花键与第二级传动轴22相联，并由第二级拨叉16的左右拨动，推动同步器使第二级双联滑移齿套18向左与第一级传动轴7右端太阳轮的内齿啮合；向右与第二级行星轮架15右部的内齿啮合，实现第二级变速。
第三级传动：
本实用新型第二级传动轴22右端部的齿轮为第三级传动的太阳轮。第三级行星齿轮20用滚针轴承安装在第三级行星轮轴21上，而第三级行星轮轴21则固定在第三级行星轮架26上，第三级内齿圈19用螺栓固定在壳体1上。第三级行星齿轮架26右端部带有内齿，并用短圆柱滚子轴承安装在第三级传动轴28上。第三级传动轴28的左端用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴22右端心部，其右端用滚动轴承安装在壳体1上。第三级同步器24与第三级双联滑移齿套25活套相联。第三级双联滑移齿套25通过其内孔花键与第三级传动轴28相联，并由第三级拨叉23的左右拨动，推动同步器使第三级双联滑移齿套25向左与第二级传动轴22右端太阳轮的内齿啮合，向右与第三级行星轮架26右端的内齿啮合，实现第三级变速。
动力输出与改变方向：
本实用新型齿轮27用花键固定安装在第三级传动轴28上，并与第四级大齿圈29啮合，该齿圈右端既有外齿，又有内齿，其左端带有内齿，并用圆柱滚子轴承安装在输出轴34上。输出轴34左右端分别用圆柱滚子轴承安装在壳体1上。第四级行星轮30用滚针轴承安装在第四级行星轮轴31上，而第四级行星轮轴31则固定在壳体1上。中心齿轮36用滚针轴承安装在输出轴34上。第四级行星齿轮30同时与第四级大齿圈29的内齿和中心齿轮36右端外齿相啮合。第四级双联滑移齿套35通过其内孔花键与输出轴34相联，并由第四级拨叉32拨动。当第四级双联滑移齿套35向左与第四级大齿圈29左端内齿啮合，使输出轴按档位分别输出不同转速的旋转动力。当第四级双联滑移齿套35向右与中心齿轮36左端内齿啮合，使动力输出的转向改变。当第四级双联滑移齿套35处于中间位置时，则为空挡，无动力输出。
换档操作系统：
本实用新型档位键盘41上的汉字及其数字代表变速器的不同档位以及所处的状态。它按照某一固定的程序编排，分别对四个电磁阀39进行控制，以使压缩空气(或液压油)推动气缸中的活塞移位而带动拨叉摇臂43使拨叉移动到所需位置，实现换档变速及改变转向的要求。同时也可在操作台单独设置备用的手动操纵杆，用手动操作转向亦十分方便可靠。
本实用新型在第一、二、三级变速传动中各安装一套锁套式惯性同步器。三个同步器除尺寸略有差异外，其工作原理和作用参数完全相同。如图3所示，它由滑套44、销45、锁套46、同步锥环47、双联滑移齿套48、定位弹簧49、钢球50等零件组成。附图3的M-N剖面视图中A、B所指的表面为同步器作用过程中主要工作面，具有特殊要求。当拨叉向左或向右拨动，滑套44、双联滑移齿套48尚未与相关齿啮合时，B面首先推动A面使锁套46上的同步锥环47与要啮合的对象相接合，达到两者同步转速后，继续沿C面滑动完成两齿轮啮合过程，保证了换档柔和、轻便、无齿轮啮合撞击声。

Claims (8)

1.行星传动式全同步型变速器，它包括变速器壳体、输入轴、四级传动轴和四级行星轮系传动机构，这些轴和传动机构分别通过轴承、行星轮轴、行星轮架安装在变速器壳体上，其特征在于：所述传动机构的前三级行星轮系传动机构上均设置有锁套式惯性同步器换档并受电气与机械组合控制；第四级行星传动由滑移齿套换档。
2.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述的四级传动变速机构中的第一级传动变速机构包括一端带有太阳轮的输入轴(5)；安装于壳体(1)上的第一级行星轮轴(4)；啮合转动的第一级双排行星齿轮(3)；通过第一级行星轮轴(9)安装于第一级行星轮轴架(11)上的第一级单排行星齿轮(8)；同时与第一级双排行星齿轮(3)和第一级单排行星齿轮(8)啮合的第一级大齿圈(2)；一端用轴承安装于输入轴(5)的右端中心、另一端用轴承安装在壳体(1)上的第一级传动轴(7)；以及套装在第一级传动轴(7)上的第一级双联滑移齿套(6)，拨叉(10)和第一级锁套式惯性同步器(12)。
3.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述的四级传动变速机构中第一级传动轴(7)右端的齿轮为第二级传动的太阳轮；第二级双排行星齿轮(14)用滚针轴承安装在第二级行星轮轴(13)上，而第二级行星轮轴(13)则固定在壳体(1)上；第二级双排行星齿轮(14)与第一级传动轴(7)的太阳轮及第二级行星轮架(15)的内齿圈同时啮合；第二级行星轮架(15)的内齿圈与轮架为一整体，其右端部带有内齿，行星轮架(15)自身用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴(22)上；第二级传动轴(22)左端用短圆柱滚子轴承安装在第一级传动轴(7)右端的中心部，其右端用短圆柱滚子轴承安装在壳体(1)上；第二级同步器(17)与第二级双联滑移齿套(18)活套相联；第二级双联滑移齿套(18)通过其内孔花键与第二级传动轴(22)套装，并受第二级拨叉(16)的控制，分别与第一级传动轴(7)右端太阳轮的内齿和第二级行星轮架(15)右端部的内齿啮合。
4.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述四级传动变速机构中第二级传动轴(22)右端部的齿轮为第三级传动的太阳轮；第三级行星齿轮(20)用滚针轴承安装在第三级行星轮轴(21)上，而第三级行星轮轴(21)则固定在第三级行星轮架(26)上；第三级内齿圈(19)用螺栓固定在壳体(1)上；第三级行星轮架(26)右端部带有内齿，行星轮架(26)自身用短圆柱滚子轴承安装在第三级传动轴(28)上；第三级传动轴(28)的左端用短圆柱滚子轴承安装在第二级传动轴(22)右端中心部，其右端用滚动轴承安装在壳体(1)上；第三级同步器(24)与第三级双联滑移齿套(25)活套相联；第三级双联滑移齿套(25)通过其内孔花键与第三级传动轴(28)套装，并受第三级拨叉(23)的控制，分别与第二级传动轴(22)右端太阳轮的内齿和第三级行星轮架(26)右端的内齿啮合。
5.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所x述的第三级传动轴(28)上固定安装有齿轮(27)，并与第四级大齿圈(29)的外齿啮合，该齿圈右端既有外齿，又有内齿，其左端带有内齿，第四级大齿圈(29)的自身用圆柱滚子轴承安装在输出轴(34)上；输出轴(34)的两端分别用圆柱滚子轴承安装在壳体(1)上；第四级行星轮(30)用圆柱滚子轴承安装在第四级行星轮轴(31)上，而第四级行星轮轴(31)则固定在壳体(1)上；中心齿轮(36)用滚针轴承安装在输出轴(34)上；第四级行星齿轮(30)同时与第四级大齿圈(29)的内齿和中心齿轮(36)右端外齿相啮合；第四级双联滑移齿套(35)通过其内孔花键与输出轴(34)套装，并受第四级拨叉(32)控制；分别与第四级大齿圈(29)左端的内齿和中心齿轮(36)的内齿啮合。
6.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述的变速器档位键盘(41)通过信号线路与四个电磁阀(39)相联，四个电磁阀(39)通过管路分别与四个气缸(42)连接，四个气缸(42)中的活塞连杆分别与四个拨叉摇臂(43)相联。
7.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述的锁套式惯性同步器的滑套(44)依靠销(45)、锁套(46)与双联滑移齿套(48)联结，定位弹簧(49)与钢球(50)安装在双联滑移齿套(48)上与销(45)直线对应的位置，锁套(46)套装在同步锥环(47)上。
8.根据权利要求1所述的行星传动式全同步型变速器，其特征在于：所述的操作台设置备用的手动操纵杆。
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