專利名稱：三擋液壓換擋定軸式變速箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓換擋變速箱。
背景技術：
三擋變速箱是安裝在井下無軌車輛上的傳動系部件之一，其主要作用是改變車輛 傳動系的傳動比，擴大傳給驅動輪的轉矩和轉速的變化范圍并能變換驅動輪的旋轉方向。 但是，現有三擋變速箱的轉矩變化范圍小、牽引性能較差且結構復雜。
發明內容本實用新型目的是提供一種三擋液壓換擋定軸式變速箱，其解決了現有變速箱轉 矩變化范圍小、牽引性能較差且結構復雜的技術問題。本實用新型的技術解決方案是一種三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特殊之處在于包括箱體組件、輸入軸組件、前進擋軸組件、三擋軸組件、后退二擋軸組件、一擋軸 組件、輸出軸組件、前進擋離合器FWD、三擋離合器3RD、倒擋離合器REV、二擋離合器2ND、一 擋離合器1ST和惰輪Z2 ；所述箱體組件包括前蓋11、箱體12、后蓋13以及設置在箱體12中部的中間板14 ；所述惰輪Z2通過軸承安裝在前蓋11上；所述輸入軸組件包括輸入軸21、固定在輸入軸21上的前進齒輪Z1 ；所述前進擋軸組件包括前進擋軸22、固定在前進擋軸22上的第一中間齒輪Z4和 第二中間齒輪Z6 ；所述三擋軸組件包括三擋軸23、固定在三擋軸23上的第三中間齒輪Z8 ；所述后退二擋軸組件包括后退二擋軸31、通過軸承安裝在后退二擋軸31上的后 退齒輪Z3，固定在后退二擋軸31上的第四中間齒輪Z5 ；所述一擋軸組件包括一擋軸32、通過軸承安裝在一擋軸32上的第五中間齒輪Z7、 固定在一擋軸32上的第六中間齒輪Z9 ；所述輸出軸組件包括輸出軸41、固定在輸出軸41上的輸出齒輪Z10 ；所述前進擋離合器FWD設置在輸入軸21和第一中間齒輪Z4之間；所述三擋離合 器3RD設置在第二中間齒輪Z6和第三中間齒輪Z8之間；所述倒擋離合器REV設置在后退 齒輪Z3和第四中間齒輪Z5之間；所述二擋離合器2ND設置在第四中間齒輪Z5和一擋軸32 之間；所述一擋離合器1ST設置在第五中間齒輪Z7和第六中間齒輪Z9之間；所述輸入軸21的一端通過軸承安裝在前蓋11上且前端伸出前蓋11外，其另一端 通過軸承與前進擋軸22連接，所述前進擋軸22的中部通過軸承安裝在中間板14上，所述 前進擋軸22的另一端通過軸承與三擋軸23連接，所述三擋軸23的另一端通過軸承安裝在 后蓋13上；所述后退二擋軸31的一端通過軸承安裝在前蓋11上，其另一端通過軸承與一擋軸32連接，所述一擋軸32的中部通過軸承安裝在中間板14上，另一端通過軸承安裝在后 蓋13上；所述輸出軸41的一端通過軸承安裝在后蓋13上，其另一端通過軸承安裝在前蓋 11上且端部伸出前蓋11外；所述輸出軸41的中部通過軸承安裝在中間板14上；所述前進齒輪Z1與惰輪Z2嚙合，所述惰輪Z2與后退齒輪Z3嚙合；所述第一中間 齒輪Z4和第四中間齒輪Z5嚙合；所述第二中間齒輪Z6和第五中間齒輪Z7嚙合；所述第三 中間齒輪Z8和第六中間齒輪Z9嚙合；所述第六中間齒輪Z9和輸出齒輪Z10嚙合。上述前進齒輪Z1、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第一中間齒輪Z4、第四中間齒輪Z5、第二 中間齒輪Z6、第五中間齒輪Z7、第三中間齒輪Z8、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10均為圓柱 斜齒輪。上述前進齒輪Z1的壓力角a =20°，螺旋角0 =16°，模數mn = 3. 25，齒數z =42 ；所述惰輪Z2的壓力角a =20°，螺旋角0 =16°，模數mn = 3. 25，齒數z = 31 ；所述后退齒輪Z3的壓力角a = 20°，螺旋角0 = 16°，模數mn = 3. 25，齒數z =42 ；所述第一中間齒輪Z4的壓力角 齒數z = 58 ；所述第四中間齒輪Z5的壓力角 齒數z = 58。上述第二中間齒輪Z6的壓力角 齒數z = 28 ；所述第五中間齒輪Z7的壓力角 齒數z = 61。上述第二中間齒輪Z6的壓力角 齒數z = 27 ；所述第五中間齒輪Z7的壓力角 齒數z = 62。上述第三中間齒輪Z8的壓力角 齒數z = 46 ；所述第六中間齒輪Z9的壓力角 齒數z = 25 ；所述輸出齒輪Z10的壓力角a =20°，螺旋角3 =9.8°，模數mn = 4. 25，齒數 z = 46。本實用新型的技術效果為1、本實用新型變速箱通過設置中間板，結構簡單、制造容易、維修與保養方便。2、本實用新型變速箱通過設置中間板，可靠性高，使用壽命長。3、本實用新型變速箱采用圓柱斜齒輪傳動，傳動效率高、噪音小。4、本實用新型變速箱具有足夠的擋位數和合適的傳動比，可使井下無軌車輛在合
a =20°，螺旋角 3 = 21.6°，模數 mn = 2.5， a =20°，螺旋角 3 = 21.6°，模數 mn = 2.5， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模數 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模數 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模數 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模數 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 9.8°，模數 mn = 4.25， a =20°，螺旋角 3 = 9.8°，模數 mn = 4.25，適的牽引力和行駛速度下工作，保證井下無軌車輛具有良好的牽引性能與經濟性能并獲得 較高的生產率；換擋迅速、平穩、可靠；不會發生同時掛上兩個或兩個以上擋位或者自動脫 擋和自動掛擋的現象。
圖1為本實用新型的傳動原理圖；圖2為本實用新型的結構示意圖；附圖標記如下INPUT_動力輸入，OUT-動力輸出，11-左蓋，12-箱體，13-右蓋， 14-中間板，21-輸入軸，22-前進擋軸，23-三擋軸，31-后退二擋軸，32- —擋軸，41-輸出 軸，Z1-前進齒輪，Z2-惰輪，Z3-后退齒輪，Z4-第一中間齒輪，Z5-第四中間齒輪，Z6-第二 中間齒輪，Z7-第五中間齒輪，Z8-第三中間齒輪，Z9-第六中間齒輪，Z10-輸出齒輪，FED-前 進擋離合器，1ST- —擋離合器，2ND- 二擋離合器，3RD-三擋離合器，REV-倒擋離合器。
具體實施方式
本實用新型三擋液壓換擋定軸式變速箱，包括箱體組件、輸入軸組件、前進擋軸組 件、三擋軸組件、后退二擋軸組件、一擋軸組件、輸出軸組件、前進擋離合器FWD、三擋離合器 3RD、倒擋離合器REV、二擋離合器2ND、一擋離合器1ST和惰輪Z2 ；箱體組件包括前蓋11、箱 體12、后蓋13以及設置在箱體12中部的中間板14 ；惰輪Z2通過軸承安裝在前蓋11上； 輸入軸組件包括輸入軸21、固定在輸入軸21上的前進齒輪Z1 ；前進擋軸組件包括前進擋軸
22、固定在前進擋軸22上的第一中間齒輪Z4和第二中間齒輪Z6；三擋軸組件包括三擋軸
23、固定在三擋軸23上的第三中間齒輪Z8；后退二擋軸組件包括后退二擋軸31、通過軸承 安裝在后退二擋軸31上的后退齒輪Z3，固定在后退二擋軸31上的第四中間齒輪Z5 ；—擋 軸組件包括一擋軸32、通過軸承安裝在一擋軸32上的第五中間齒輪Z7、固定在一擋軸32 上的第六中間齒輪Z9 ；輸出軸組件包括輸出軸41、固定在輸出軸41上的輸出齒輪Z10 ；前 進擋離合器FWD設置在輸入軸21和第一中間齒輪Z4之間；三擋離合器3RD設置在第二中 間齒輪Z6和第三中間齒輪Z8之間；倒擋離合器REV設置在后退齒輪Z3和第四中間齒輪 Z5之間；二擋離合器2ND設置在第四中間齒輪Z5和一擋軸32之間；一擋離合器1ST設置 在第五中間齒輪Z7和第六中間齒輪Z9之間；輸入軸21的一端通過軸承安裝在前蓋11上 且前端伸出前蓋11外，其另一端通過軸承與前進擋軸22連接，前進擋軸22的中部通過軸 承安裝在中間板14上，前進擋軸22的另一端通過軸承與三擋軸23連接，三擋軸23的另一 端通過軸承安裝在后蓋13上；后退二擋軸31的一端通過軸承安裝在前蓋11上，其另一端 通過軸承與一擋軸32連接，一擋軸32的中部通過軸承安裝在中間板14上，另一端通過軸 承安裝在后蓋13上；輸出軸41的一端通過軸承安裝在后蓋13上，其另一端通過軸承安裝 在前蓋11上且端部伸出前蓋11外；輸出軸41的中部通過軸承安裝在中間板14上；前進齒 輪Z1與惰輪Z2嚙合，惰輪Z2與后退齒輪Z3嚙合；第一中間齒輪Z4和第四中間齒輪Z5嚙 合；第二中間齒輪Z6和第五中間齒輪Z7嚙合；第三中間齒輪Z8和第六中間齒輪Z9嚙合； 第六中間齒輪Z9和輸出齒輪Z10嚙合。為了使傳動更加平穩，前進齒輪Z1、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第一中間齒輪Z4、第四 中間齒輪Z5、第二中間齒輪Z6、第五中間齒輪Z7、第三中間齒輪Z8、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10均采用圓柱斜齒輪。各齒輪的參數有兩種方案第一種方案是前進齒輪Z1的壓力角a = 20°，螺旋角3 = 16°，模數mn = 3. 25，齒數z = 42，左旋；惰輪Z2的壓力角a =20°，螺旋角0 =16°，模數mn = 3. 25，齒數z = 31，右 旋；后退齒輪Z3的壓力角a = 20°，螺旋角0 = 16°，模數％=3.25，齒數2 = 42，左 旋；第一中間齒輪Z4的壓力角a =20°，螺旋角0 =21.6°，模數mn = 2. 5，齒數z = 58，右旋；第四中間齒輪Z5的壓力角a =20°，螺旋角0 =21.6°，模數mn=2.5，齒數 z = 58，左旋；第二中間齒輪Z6的壓力角a =20°，螺旋角3 = 20.3°，模數mn=3.25， 齒數z = 28，右旋；第五中間齒輪Z7的壓力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模數mn = 3. 25，齒數z = 61，左旋；第三中間齒輪Z8的壓力角a =20°，螺旋角0 = 9. 8°，模數mn =4.25，齒數z = 46，右旋；第六中間齒輪Z9的壓力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模 數mn = 4.25，齒數z = 25，左旋；輸出齒輪Z10的壓力角a =20°，螺旋角3 = 9.8°， 模數mn = 4. 25，齒數z = 46，右旋。第二種方案是前進齒輪Z1、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第一中間齒輪Z4、第四中間齒輪、第三中間齒 輪Z8、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10的參數不變；第二中間齒輪Z6的齒數z = 27，其余 參數不變；第五中間齒輪Z7的齒數z = 62，其余參數不變。本實用新型的動力傳遞過程實施參見圖1，由發動機傳來的動力經液力變矩器變 化扭矩后傳至渦輪軸輸出，再通過傳動軸傳至本實用新型變速箱輸入軸齒輪Z1，以下為七 種動力傳輸方式1、空擋當速度操縱桿和方向操縱桿均處于中間位置(即空擋)時，雖然前進齒輪 Z1與惰輪Z2、惰輪Z2與后退齒輪Z3嚙合，但因離合器沒結合，前進齒輪Z1、后退齒輪Z3空 轉，因此井下無軌車輛停止不動。2、前進一擋當方向操縱桿處于前進位置，速度操縱桿處于一擋位置時，操縱壓力 油(1. 25 1. 55MPa)進入變速箱操縱閥，從操縱閥出來的壓力油分別經各自的油道進入前 進擋離合器FWD和一擋離合器1ST，使其主從動摩擦片接合；由輸入齒輪Z1輸入的動力經 第一中間齒輪Z4、第二中間齒輪Z6、第五中間齒輪Z7、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10后傳 給輸出軸，實現前進一擋，速比4. 01。3、前進二擋當方向操縱桿處于前進位置，速度操縱桿處于二擋位置時，壓力油分 別經各自的油道進入前進擋離合器FWD和二擋離合器2ND，使其主從動摩擦片接合，由輸入 齒輪Z1輸入的動力經第一中間齒輪Z4、第四中間齒輪Z5、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10 傳到輸出軸，實現前進二擋，速比1.84。4、前進三擋當方向操縱桿處于前進位置，速度操縱桿處于三擋位置時，壓力油分 別經各自的油道進入前進擋離合器FWD和三擋離合器3RD，使其主從動摩擦片接合，由輸入 齒輪Z1輸入的動力經第一中間齒輪Z4、第二中間齒輪Z6、第三中間齒輪Z8、第六中間齒輪 Z9、輸出齒輪Z10傳到輸出軸，實現前進三擋，速比1。5、倒退一擋當方向操縱桿處于后退位置，速度操縱桿處于一擋位置時，壓力油分 別經各自的油道進入倒退擋離合器REV和一擋離合器1ST，使其主從動摩擦片接合，由輸入齒輪Z1輸入的動力經第一中間齒輪Z4、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第四中間齒輪Z5、第一中間 齒輪Z4、第二中間齒輪Z6、第五中間齒輪Z7、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10傳到輸出軸， 實現倒退一擋，速比4.01。6、倒退二擋當方向操縱桿處于后退位置，速度操縱桿處于二擋位置時，壓力油分 別經各自的油道進入倒退擋離合器REV和二擋離合器2ND，使其主從動摩擦片接合，由輸入 齒輪Z1輸入的動力經第一中間齒輪Z4、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪 Z10傳到輸出軸，實現倒退二擋，速比1.84。7、倒退三擋當方向操縱桿處于后退位置，速度操縱桿處于三擋位置時，壓力油分 別經各自的油道進入倒退擋離合器REV和三擋離合器3RD，使其主從動摩擦片接合，由輸入 齒輪Z1輸入的動力經第一中間齒輪Z4、惰輪Z2、后退齒輪Z3、第四中間齒輪Z5、第一中間 齒輪Z4、第二中間齒輪Z6、第三中間齒輪Z8、第六中間齒輪Z9、輸出齒輪Z10傳到輸出軸， 實現倒退三擋，速比1。
權利要求一種三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于包括箱體組件、輸入軸組件、前進擋軸組件、三擋軸組件、后退二擋軸組件、一擋軸組件、輸出軸組件、前進擋離合器(FWD)、三擋離合器(3RD)、倒擋離合器(REV)、二擋離合器(2ND)、一擋離合器(1ST)和惰輪(Z2)；所述箱體組件包括前蓋(11)、箱體(12)、后蓋(13)以及設置在箱體(12)中部的中間板(14)；所述惰輪(Z2)通過軸承安裝在前蓋(11)上；所述輸入軸組件包括輸入軸(21)、固定在輸入軸(21)上的前進齒輪(Z1)；所述前進擋軸組件包括前進擋軸(22)、固定在前進擋軸(22)上的第一中間齒輪(Z4)和第二中間齒輪(Z6)；所述三擋軸組件包括三擋軸(23)、固定在三擋軸(23)上的第三中間齒輪(Z8)；所述后退二擋軸組件包括后退二擋軸(31)、通過軸承安裝在后退二擋軸(31)上的后退齒輪(Z3)，固定在后退二擋軸(31)上的第四中間齒輪(Z5)；所述一擋軸組件包括一擋軸(32)、通過軸承安裝在一擋軸(32)上的第五中間齒輪(Z7)、固定在一擋軸(32)上的第六中間齒輪(Z9)；所述輸出軸組件包括輸出軸(41)、固定在輸出軸(41)上的輸出齒輪(Z10)；所述前進擋離合器(FWD)設置在輸入軸(21)和第一中間齒輪(Z4)之間；所述三擋離合器(3RD)設置在第二中間齒輪(Z6)和第三中間齒輪(Z8)之間；所述倒擋離合器(REV)設置在后退齒輪(Z3)和第四中間齒輪(Z5)之間；所述二擋離合器(2ND)設置在第四中間齒輪(Z5)和一擋軸(32)之間；所述一擋離合器(1ST)設置在第五中間齒輪(Z7)和第六中間齒輪(Z9)之間；所述輸入軸(21)的一端通過軸承安裝在前蓋(11))上且前端伸出前蓋(11)外，其另一端通過軸承與前進擋軸(22)連接，所述前進擋軸(22)的中部通過軸承安裝在中間板(14)上，所述前進擋軸(22)的另一端通過軸承與三擋軸(23)連接，所述三擋軸(23)的另一端通過軸承安裝在后蓋(13)上；所述后退二擋軸(31)的一端通過軸承安裝在前蓋(11)上，其另一端通 過軸承與一擋軸(32)連接，所述一擋軸(32)的中部通過軸承安裝在中間板(14)上，另一端通過軸承安裝在后蓋(13)上；所述輸出軸(41)的一端通過軸承安裝在后蓋(13)上，其另一端通過軸承安裝在前蓋(11)上且端部伸出前蓋(11)外；所述輸出軸(41)的中部通過軸承安裝在中間板(14)上；所述前進齒輪(Z1)與惰輪(Z2)嚙合，所述惰輪(Z2)與后退齒輪(Z3)嚙合；所述第一中間齒輪(Z4)和第四中間齒輪(Z5)嚙合；所述第二中間齒輪(Z6)和第五中間齒輪(Z7)嚙合；所述第三中間齒輪(Z8)和第六中間齒輪(Z9)嚙合；所述第六中間齒輪(Z9)和輸出齒輪(Z10)嚙合。
2.根據權利要求1所述的三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于所述前進齒輪 (Z1)、惰輪(Z2)、后退齒輪(Z3)、第一中間齒輪(Z4)、第四中間齒輪(Z5)、第二中間齒輪 (Z6)、第五中間齒輪(Z7)、第三中間齒輪(Z8)、第六中間齒輪(Z9)、輸出齒輪(Z10)均為圓 柱斜齒輪。
3.根據權利要求2所述的三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于所述前進齒輪(Z1)的壓力角a =20°，螺旋角0 =16°，模數mn=3.25，齒數z =42 ；所述惰輪(Z2)的壓力角a = 20°，螺旋角3 = 16°，模數％ = 3.25，齒數2 = 31 ； 所述后退齒輪(Z3)的壓力角a =20°，螺旋角0 =16°，模數mn=3.25，齒數z =42 ；所述第一中間齒輪(Z4)的壓力角a =20°，螺旋角3 =21.6°，模數mn=2.5，齒 數 z = 58 ；所述第四中間齒輪(Z5)的壓力角a =20°，螺旋角3 =21.6°，模數mn=2.5，齒 數z = 58。
4.根據權利要求3所述的三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于所述第二中間齒輪(Z6)的壓力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模數mn = 3.25，齒 數 z = 28 ；所述第五中間齒輪(Z7)的壓力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模數mn = 3.25，齒 數z = 61。
5.根據權利要求3所述的三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于所述第二中間齒輪(Z6)的壓力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模數mn = 3.25，齒 數z = 27 ；所述第五中間齒輪(Z7)的壓力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模數mn = 3.25，齒 數z = 62。
6.根據權利要求4或5所述的三擋液壓換擋定軸式變速箱，其特征在于所述第三中間齒輪(Z8)的壓力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模數mn = 4.25，齒 數 z = 46 ；所述第六中間齒輪(Z9)的壓力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模數mn = 4.25，齒 數z = 25 ；所述輸出齒輪(Z10)的壓力角a =20°，螺旋角3 =9.8°，模數mn = 4. 25，齒數z =46。
專利摘要本實用新型涉及一種三擋液壓換擋定軸式變速箱，包括箱體組件、輸入軸組件、前進擋軸組件、三擋軸組件、后退二擋軸組件、一擋軸組件、輸出軸組件、前進擋離合器FWD、三擋離合器3RD、倒擋離合器REV、二擋離合器2ND、一擋離合器1ST和惰輪Z2；本實用新型解決了現有變速箱轉矩變化范圍小、牽引性能較差且結構復雜的技術問題。具有結構簡單、制造容易、維修與保養方便，可靠性高，使用壽命長的技術技術效果。
文檔編號F16H3/087GK201582385SQ20092024549
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者馮濤, 劉秋香, 支軍, 楊金松, 王宏衛, 肖群慶, 郭小平 申請人:陜西航天動力高科技股份有限公司