適用于裝載機的動力換擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種適用于裝載機的動力換擋變速器。本發明所提供的變速器由七根傳動軸、五個摩擦離合器、五個空套齒輪和八個固定齒輪組成，共有四個前進擋和兩個后退擋，特別適用于裝載機。其特點在于：擋位分布合理，零部件數目較少，成本較低。
【專利說明】適用于裝載機的動力換擋變速器
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械傳動領域，具體涉及到裝載機的動力換擋變速器。
【背景技術】
[0002]裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施工機械。裝載機的作業特點是載荷變化劇烈，換擋換向頻繁。為了提高工作效率、縮短擋位切換時間，裝載機所用的變速器為動力換擋變速器，其擋位切換元件為摩擦離合器，可以在不切斷發動機動力的情況下快速換擋。
[0003]國內裝載機所用的動力換擋變速器主要有兩種類型:一種類型是傳統的行星式變速器，另一種類型為多擋位的定軸式變速器。
[0004]傳統的行星式變速器具有兩個前進擋位和一個后退擋位，與雙渦輪四元件液力變矩器組合使用，依靠超越離合器整合兩個渦輪的動力，這種變速器在裝載機上已經使用了幾十年。傳統的行星式變速器具有操作簡單、成本低廉的優點，在國內裝載機變速器市場上占據著很大的份額。這種變速器的擋位很少，前進擋只有一個低速擋和一個高速擋，低速擋用于鏟裝作業，高速擋用于轉場，因此裝載機作業時傳動效率較低，不能充分利用發動機的功率。此外，超越離合器是傳統的行星式變速器中的易損件，導致了變速器的可靠性差、使用壽命低。目前，傳統的行星式變速器正在被淘汰中。
[0005]多擋位定軸式變速器主要與中高檔裝載機配套使用，近年在裝載機變速器市場所占的比重越來越大。國內裝載機所用多擋位定軸式變速器的來源主要有三個:一是柳州采埃孚機器有限公司生產的WG200系列變速器；二是杭州前進齒輪箱集團股份有限公司引進德國采埃孚技術生產的WG180系列變速器；三是進口德國采埃孚公司生產的WG210/310系列產品。這幾種變速器均為定軸式結構，與三元件液力變矩器組合使用，既可以用于平地機，又可以用于裝載機，共有六個前進擋和三個后退擋，具有傳動效率高，使用壽命長的優點，但是結構比較復雜，零件數目較多，成本是傳統行星式變速器的兩倍以上。多擋位定軸式變速器應用于平地機是非常理想的，用于裝載機則不太經濟。多擋位定軸式變速器的擋位數多于裝載機的實際需要，裝載機只利用了多擋位變速器的四個前進擋位和三個后退擋位，還有兩個前進擋位沒有使用，造成較大的浪費。實際上，在裝載機的操作過程中，后退第三擋基本不用。裝載機變速器具有四個前進擋和兩個后退擋就足以滿足工作需要。因此，現有多擋位定軸式變速器應用于裝載機比較浪費，成本較高。
[0006]傳統的行星式變速器的擋位數少，傳動效率低，使用壽命短，不能滿足裝載機的需要。現有多擋位定軸式變速器的擋位數多于裝載機的實際需要，致使裝載機成本上升，造成不必要的浪費。因此，為裝載機開發一款擋位合理、功能足夠、成本低廉的變速器非常必要。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是:克服傳統行星式變速器傳動效率低、使用壽命短的缺點和多擋位定軸式變速器成本高的不足，為裝載機提供一種功能與多擋位定軸式變速器相當，成本比多擋位變速器明顯降低的動力換擋變速器。
[0008]為達到發明目的，本發明采用的技術方案是:設計專門針對裝載機的變速器，不再考慮裝載機變速器與平地機的兼容。使變速器所具有的擋位數與裝載機所需要的擋位數相同，消除閑置和不必要的擋位，將變速器的擋位數設置為四個前進擋位和兩個后退擋位，減少離合器、齒輪和軸的數量，從而降低變速器的成本。
[0009]本發明提供一種適用于裝載機的動力換擋變速器，由輸入軸(1)、第一中間軸
(2)、第二中間軸(3)、第三中間軸(4)、第四中間軸(5)、第五中間軸(6)、輸出軸(7)、第一前進離合器(F1)、第二前進離合器(F2)、后退離合器(R)、奇數擋離合器(C1)、偶數擋離合器(C2)、五個空套齒輪(10、11、15、17、18)和八個固定齒輪(8、9、12、13、14、16、19、20)組成，其特征在于:除輸入軸(1)和輸出軸(7)外，每一根中間軸上都有一個離合器和一個空套齒輪；所有空套齒輪都可以與它所在的軸相對轉動，但不能相對移動；所有固定齒輪與它所在的軸連為一個整體，不能有相對運動；第一固定齒輪(8)安裝在輸入軸(1)上；后退離合器(R)、第二固定齒輪(9)和第一空套齒輪(10)安裝在第一中間軸(2)上，第一空套齒輪
[10]與后退離合器(R)相連；第二空套齒輪(11)、第一前進離合器(F1)、第三固定齒輪(12)和第四固定齒輪(13)安裝在第二中間軸(3)上，第二空套齒輪(11)與第一前進離合器(F1)相連；第五固定齒輪(14)、第二前進離合器(F2)和第三空套齒輪(15)安裝在第三中間軸
(4)上，第三空套齒輪(15)與第二前進離合器(F2)相連；第六固定齒輪(16)、奇數擋離合器(C1)和第四空套齒輪(17)安裝在第四中間軸(5)上，第四空套齒輪(17)和奇數擋離合器(C1)相連；第七固定齒輪(19)、偶數擋離合器(C2)和第五空套齒輪(18)安裝在第五中間軸(6)上，偶數擋離合器(C2)和第五空套齒輪(18)相連；第八固定齒輪(20)安裝在輸出軸
(7)上；第一固定齒輪(8)與第三固定齒輪(12)和第一空套齒輪(10)保持常嚙合；第四固定齒輪(13)與第三空套齒輪(15)保持常嚙合；第五固定齒輪(14)與第二空套齒輪(11)、第六固定齒輪(16)和第五空套齒輪(18)保持常嚙合；第二固定齒輪(9)和第六固定齒輪
(16)保持常嚙合；第八固定齒輪(20)與第四空套齒輪(17)和第七固定齒輪(19)保持常嚙合；輸入軸(1)、第一中間軸(2)、第二中間軸(3)、第三中間軸(4)以及安裝在這四根軸上的齒輪和離合器組成前端輪系；第四中間軸(5)、第五中間軸(6)、輸出軸(7)以及安裝在這三根軸上的齒輪和離合器組成后端輪系；變速器工作時，前端輪系中只能有一個離合器處于閉合狀態，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為適用于裝載機的動力換擋變速器的傳動方案圖。
[0011]圖2為適用于裝載機的動力換擋變速器的端面投影圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，適用于裝載機的動力換擋變速器主要由七根軸、五個離合器、五個空套齒輪和八個固定齒輪組成。五個離合器均為摩擦式離合器，五個空套齒輪可以相對它們所在的軸轉動但不能移動，八個固定齒輪與它們所在的軸不能相對運動。
[0013]輸入軸(1)上安裝有第一固定齒輪(8)。第一固定齒輪(8)與第一中間軸(2)上的第一空套齒輪(10)和第二中間軸(3)上的第三固定齒輪(12)保持常嚙合。
[0014]第一中間軸(2)上安裝有第二固定齒輪(9)、后退離合器(R)和第一空套齒輪
(10)。后退離合器(R)與第一空套齒輪(10)相連，當后退離合器(R)斷開時，第一空套齒輪
(10)可以相對第一中間軸(2)轉動；當后退離合器(R)閉合時，第一空套齒輪(10)與第一中間軸(2)不能相對運動。第二固定齒輪(9)與第四中間軸(5)上的第六固定齒輪(16)保持常嚙合。
[0015]第二中間軸(3)上安裝有第三固定齒輪(12)、第四固定齒輪(13)、第一前進離合器(F1)和第二空套齒輪(11)。第一前進離合器(F1)和第二空套齒輪(11)相連，當第一前進離合器(F1)閉合時，第二空套齒輪(11)和第二中間軸(3)不能相對運動；當第一前進離合器(F1)斷開時，第二空套齒輪(11)和第二中間軸(3)可以相對轉動。第二空套齒輪(11)與第三中間軸(4)上的第五固定齒輪(14)保持常嚙合。第四固定齒輪(13)與第三中間軸
(4)上的第三空套齒輪(15)保持常嚙合。
[0016]第三中間軸(4)上安裝有第五固定齒輪(14)、第二前進離合器(F2)和第三空套齒輪(15)。第二前進離合器(F2)和第三空套齒輪(15)相連，當第二前進離合器(F2)閉合時，第三空套齒輪(15)和第三中間軸(4)不能相對運動；當第二前進離合器(F2)斷開時，第三空套齒輪(15)和第三中間軸(4)可以相對轉動。第五固定齒輪(14)與第二中間軸(3)上的第二空套齒輪(11)、第四中間軸(5)上的第六固定齒輪(16)和第五中間軸(6)上的第五空套齒輪(18)保持常嚙合。
[0017]第四中間軸(5)上安裝有第六固定齒輪(16)、奇數擋離合器(C1)和第四空套齒輪
(17)。奇數擋離合器(C1)和第四空套齒輪(17)相連，當奇數擋離合器(C1)閉合時，第四空套齒輪(17)與第四中間軸(5)不能相對運動；當奇數擋離合離合器(C1)斷開時，第四空套齒輪(17)與第四中間軸(5)可以相對轉動。第四空套齒輪(17)與輸出軸(7)上的第八固定齒輪(20)保持常嚙合。
(0018)第五中間軸(6)上安裝有第五空套齒輪(18)、偶數擋離合器(C2)和第七固定齒輪
(19)。第五空套齒輪(18)和偶數擋離合器(C2)相連，當偶數擋離合器(C2)閉合時，第五空套齒輪(18)和第五中間軸(6)不能相對運動；當偶數擋離合器(C2)斷開時，第五空套齒輪
[18]和第五中間軸(6)可以相對轉動。第七固定齒輪(19)與輸出軸(7)上的第八固定齒輪(20)保持常嚙合。
[0019]輸出軸(7)上安裝有第八固定齒輪(20)。
[0020]輸入軸(1)、第一中間軸(2)、第二中間軸(3)、第三中間軸(4)以及安裝在這四根軸上的齒輪和離合器組成前端輪系。第四中間軸(5)、第五中間軸(6)、輸出軸(7)以及安裝在這三根軸上的齒輪和離合器組成后端輪系。
[0021]前端輪系中包括第一前進離合器(F1)、第二前進離合器(F2)和后退離合器(R)，后端輪系包括奇數擋離合器(C1)和偶數擋離合器(C2 )。變速器工作時，前端輪系中只能有一個離合器處于閉合狀態，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態。現以前進一擋為例說明動力傳遞路線，前進一擋處于閉合狀態的離合器是第一前進離合器(F1)和奇數擋離合器(C1),動力由輸入軸(1)輸入，經過第一固定齒輪(8)傳遞到第三固定齒輪(12),然后經過第二中間軸(3)和第一前進離合器(F1)傳遞到第二空套齒輪(11 )，第二空套齒輪
(11)將動力傳遞到第五固定齒輪(14)，再經過第第六固定齒輪(16)、第四中間軸(5)、奇數擋離合器(C1)和第四空套齒輪(17)將動力傳遞到第八固定齒輪(20)，最后由輸出軸(7)輸出。
[0022]如圖1所示的適用于裝載機的變速器，共有六個擋位，各個擋位和參與工作的離合器以及齒輪嚙合次數如下。
[0023]前進一擋，第一前進離合器(F1)和奇數擋離合器(C1)閉合,從輸入軸到輸出軸共有四次外嚙合。
[0024]前進二擋，第一前進離合器(F1)和偶數擋離合器(C2)閉合，從輸入軸到輸出軸共有四次外嚙合。
[0025]前進三擋，第二前進離合器(F2)和奇數擋離合器(C1)閉合，從輸入軸到輸出軸共有四次外嚙合。
[0026]前進四擋，第二前進離合器(F2)和偶數擋離合器(C2)閉合，從輸入軸到輸出軸共有四次外嚙合。
[0027]后退一擋，后退離合器(R)和奇數擋離合器(C1)閉合，從輸入軸到輸出軸共有三次外嚙合。
[0028]后退二擋，后退離合器(R)和偶數擋離合器(C2)閉合，從輸入軸到輸出軸共有五次外嚙合。
[0029]圖2為本發明所述的適用于裝載機的變速器的端面投影圖，圖中的每一個圓代表一個齒輪，兩個相切的圓代表一對有哨合關系的齒輪。
【權利要求】
1.適用于裝載機的動力換擋變速器，由輸入軸(I)、第一中間軸(2)、第二中間軸(3)、第三中間軸(4)、第四中間軸(5)、第五中間軸(6)、輸出軸(7)、第一前進離合器(F1)、第二前進離合器(F2)、后退離合器(R)、奇數擋離合器(Cl)、偶數擋離合器(C2)、五個空套齒輪(10、11、15、17、18)和八個固定齒輪(8、9、12、13、14、16、19、20)組成，其特征在于:除輸入軸(I)和輸出軸(7)外，每一根中間軸上都有一個離合器和一個空套齒輪；所有空套齒輪都可以與它所在的軸相對轉動，但不能相對移動；所有固定齒輪與它所在的軸連為一個整體，不能有相對運動；第一固定齒輪(8)安裝在輸入軸(I)上；后退離合器(R)、第二固定齒輪(9)和第一空套齒輪(10)安裝在第一中間軸(2)上，第一空套齒輪(10)與后退離合器(R)相連；第二空套齒輪(11)、第一前進離合器(F1)、第三固定齒輪(12)和第四固定齒輪(13)安裝在第二中間軸(3)上，第二空套齒輪(11)與第一前進離合器(Fl)相連；第五固定齒輪(14)、第二前進離合器(F2)和第三空套齒輪(15)安裝在第三中間軸(4)上，第三空套齒輪(15)與第二前進離合器(F2)相連；第六固定齒輪(16)、奇數擋離合器(Cl)和第四空套齒輪(17)安裝在第四中間軸(5)上，第四空套齒輪(17)和奇數擋離合器(Cl)相連；第七固定齒輪(19)、偶數擋離合器(C2)和第五空套齒輪(18)安裝在第五中間軸(6)上，偶數擋離合器(C2)和第五空套齒輪(18)相連；第八固定齒輪(20)安裝在輸出軸(7)上；第一固定齒輪(8)與第三固定齒輪(12)和第一空套齒輪(10)保持常嚙合；第四固定齒輪(13)與第三空套齒輪(15)保持常嚙合；第五固定齒輪(14)與第二空套齒輪(11)、第六固定齒輪(16)和第五空套齒輪(18)保持常嚙合；第二固定齒輪(9)和第六固定齒輪(16)保持常嚙合；第八固定齒輪(20)與第四空套齒輪(17)和第七固定齒輪(19)保持常嚙合；輸入軸(I)、第一中間軸(2)、第二中間軸(3)、第三中間軸(4)以及安裝在這四根軸上的齒輪和離合器組成前端輪系；第四中間軸(5)、第五中間軸(6)、輸出軸(7)以及安裝在這三根軸上的齒輪和離合器組成后端輪系；變速器工作時，前端輪系中只能有一個離合器處于閉合狀態，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態。
2.根據權利要求1所述的適用于裝載機的動力換擋變速器，其特征在于:所有的離合器都是摩擦式離合器。
3.根據權利要求1所述的適用于裝載機的動力換擋變速器，其特征在于:具有四個前進擋和兩個后退擋。
【文檔編號】F16H3/093GK104455235SQ201410666289
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】李華, 姚進 申請人:四川大學