專利名稱：車軸齒輪箱換檔鎖定機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車軸齒輪箱的換檔機構，尤其是用于軌道式液壓驅動車軸齒輪箱的換檔鎖定機構。
背景技術：
軌道式液壓驅動車軸齒輪箱車輛，除本身自行外，還要滿足聯(lián)掛運行這一特殊需要。自行時，通過換檔操縱機構掛檔，液壓馬達輸入動力，傳到主動齒輪，帶動從動齒輪使整車自行。當隨列車聯(lián)掛時，車軸齒輪箱必須處于空檔位置，即將液壓馬達本身和齒輪傳動系統(tǒng)脫開，防止輪對帶動從動齒輪、從動齒輪進而驅動主動齒輪的逆向運動，從而損壞液壓馬達。為了防止掛檔、空檔位置發(fā)生移動，必須有換檔鎖定機構。現有的軌道式液壓驅動車軸齒輪箱的換檔機構結構比較復雜，如從奧地利Plasser公司引進的08-32型搗固車的輔助驅動車軸齒輪箱，其換檔機構采用撥動齒輪換檔，結構較龐大、復雜；又如美國Jackson公司的鋼軌打磨車上所用車軸齒輪箱的換檔機構，它采用薄壁嚙合套與帶外花鍵的齒輪軸及大齒輪掛檔，嚙合套具有內、外花鍵，薄壁嚙合套在齒輪軸的外花鍵上移動，自行時通過嚙合套的外花鍵與大齒輪的內花鍵嚙合實現掛檔，并利用倒錐齒進行檔位鎖定，防止脫檔；聯(lián)掛時齒輪箱處于空檔狀態(tài)，則依靠齒輪軸內裝入的鋼球與薄壁嚙合套內的空檔凹槽配合，鎖緊薄壁嚙合套，使空檔位置得到鎖定。但是該結構仍存在以下不足由于薄壁嚙合套具有內、外花鍵，制造難度大；齒輪軸為一整體長軸，軸上配合部位多，難加工，受力復雜，結構龐大；薄壁嚙合套的外花鍵做成倒錐齒以鎖定掛檔位置，進一步加大薄壁嚙合套的制造難度，結構不合理。此外，還存在檔位鎖定可靠性不高的缺點，特別在車輛運行震動大的情況下，極易發(fā)生掛檔位置或空檔位置的移動，即產生脫檔現象，從而損壞薄壁嚙合套或齒輪。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種易于制造，結構合理，且檔位鎖定可靠的車軸齒輪箱換檔鎖定機構。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種車軸齒輪箱換檔鎖定機構，包括裝連在箱體上的撥動機構、嚙合套和帶有外花鍵的主動齒輪軸，撥動機構傳動連接嚙合套，嚙合套具有內花鍵，嚙合套的內孔壁具有空檔凹槽，主動齒輪軸的一端串接有花鍵軸，花鍵軸上具有外花鍵，且外花鍵與主動齒輪軸的外花鍵相對應，花鍵軸上設有定位件及其定位彈簧，嚙合套端部還設置有掛檔面或掛檔凹槽，當嚙合套的內花鍵同時與主動齒輪軸上的外花鍵及花鍵軸上的外花鍵嚙合，為掛檔狀態(tài)，定位件與嚙合套的掛檔面或掛檔凹槽相配合；當嚙合套的內花鍵只與花鍵軸上的外花鍵嚙合，為空檔狀態(tài)，定位件與嚙合套的空檔凹槽相配合。
所述的定位件是鋼球。
花鍵軸上設有兩個盲孔，每個盲孔內均裝入一個定位彈簧和一個鋼球?；蛘呋ㄦI軸上設有一個通孔，通孔內裝入一個定位彈簧，定位彈簧兩端各頂接一個鋼球。
撥動機構包括撥動缸、連接件、撥叉桿和撥叉，連接件與撥動缸的活塞桿及撥叉桿緊定連接，且與導向件滑動配合。
為了使掛檔、空檔鎖定更可靠，撥叉桿上還設有掛檔凹槽和空檔凹槽，在箱體上設有由螺栓、定位彈簧和定位件組成的定位機構，定位機構的定位件可分別與撥叉桿上的掛檔凹槽和空檔凹槽相配合。定位機構設在箱體的軸承座中，撥叉桿與軸承座的滑動軸承滑配，定位件是鋼球。
為了使掛檔、空檔鎖定更可靠，撥叉桿外端設有止檔，箱體上裝有鎖緊缸，當嚙合套處于掛檔或空檔狀態(tài)時，鎖緊缸的活塞桿或與活塞桿裝連的擋件均能與撥叉桿上的止檔相擋，撥動機構設有接近開關且接近開關與鎖緊缸的控制器電連接。撥動機構有兩個接近開關，均裝在撥動缸的活塞桿側面，當嚙合套處于掛檔或空檔狀態(tài)時，與撥動缸活塞桿裝連的擋塊可分別與兩個接近開關單獨靠近。
為了更好地使主動齒輪軸與花鍵軸保持同軸，主動齒輪軸的外花鍵內端處的軸身支撐在軸承上，主動齒輪軸具有軸向內孔，花鍵軸的前部具有伸出軸，伸出軸伸在主動齒輪軸的軸向內孔中，且與軸向內孔轉動配合。
采用上述結構后，由于嚙合套僅有內花鍵，無外花鍵且無倒錐齒，因此與現有技術中的薄壁嚙合套相比，降低了制造難度，加工更容易；還由于嚙合套僅有內花鍵，因此壁厚可以增加，熱處理變形相對較小，進一步降低了制造難度。再由于采用主動齒輪軸串接有花鍵軸的結構，便于加工主動齒輪軸和花鍵軸，且受力得以改善，結構緊湊合理；在嚙合套端部設置的掛檔面或掛檔凹槽與定位件的配合進行檔位鎖定，與采用倒錐齒進行檔位鎖定相比，不僅加工容易，而且鎖定的可靠性更高。
綜上所述表明，與現有技術相比，本發(fā)明具有加工容易、結構合理、各零件配合好、檔位鎖定可靠性高等優(yōu)點。
當本發(fā)明在對嚙合套鎖定后，可增加撥叉桿鎖定機構作為第二重鎖定，即進一步在撥叉桿上設置掛檔凹槽和空檔凹槽，在箱體上設有可分別與撥叉桿上的掛檔凹槽和空檔凹槽相配合的由螺栓、定位彈簧和定位件組成的定位機構時，提供二重鎖定，能夠進一步提高本發(fā)明的檔位鎖定的可靠性。
當本發(fā)明在對嚙合套鎖定和撥叉桿鎖定后，還可進一步增加氣缸鎖定機構作為第三重鎖定機構，即撥叉桿外端設有止檔，箱體上裝有鎖緊缸，當嚙合套處于掛檔或空檔狀態(tài)時，鎖緊缸的活塞桿或與活塞桿裝連的擋件均能與撥叉桿上的止檔相擋，撥動機構設有接近開關且接近開關與鎖緊缸的控制器電連接。撥動機構有兩個接近開關，均裝在撥動缸的活塞桿側面，當嚙合套處于掛檔或空檔狀態(tài)時，與撥動缸活塞桿裝連的擋塊可分別與兩個接近開關單獨靠近。從而能夠進一步提高本發(fā)明的檔位鎖定的可靠性，減少誤操作的可能性。采用三重鎖定機構后，大大減少了誤操作的可能性，且檔位鎖定的可靠性達到了最佳的效果。
此外，本發(fā)明由于是采用嚙合套與花鍵軸及主動齒輪軸上的外花鍵嚙合換檔，而不是采用撥動齒輪換檔，因此還具有結構合理，布置空間緊湊、占用空間小的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的車軸齒輪箱換檔鎖定機構的結構示意圖；圖2是本發(fā)明中的嚙合套的結構示意圖；圖3是嚙合套的處于掛檔狀態(tài)的狀態(tài)圖；圖4是嚙合套的處于空檔狀態(tài)的狀態(tài)圖；圖5是圖1的A部放大視圖；圖6是本發(fā)明應用于車軸齒輪箱的示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步詳細地說明。
如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，包括裝連在箱體10上的撥動機構、嚙合套6和帶有外花鍵9-1的主動齒輪軸9，撥動機構傳動連接嚙合套6，嚙合套6具有內花鍵6-1，嚙合套6的內孔壁具有空檔凹槽6-2，主動齒輪軸9的一端串接有花鍵軸8，花鍵軸8上具有外花鍵8-1，且外花鍵8-1與主動齒輪軸9的外花鍵9-1相對應，花鍵軸8上設有定位件7及其定位彈簧7-1，嚙合套6端部還設置有掛檔面6-3或掛檔凹槽，當嚙合套6的內花鍵6-1同時與主動齒輪軸9上的外花鍵9-1及花鍵軸8上的外花鍵8-1嚙合，為掛檔狀態(tài)，定位件7與嚙合套6的掛檔面6-3或掛檔凹槽相配合；當嚙合套6的內花鍵6-1只與花鍵軸8上的外花鍵8-1嚙合，為空檔狀態(tài)，定位件7與嚙合套6的空檔凹槽6-2相配合。
如圖1、3、4所示，所述的定位件7是鋼球，定位件7也可以是銷柱。
如圖1、3、4所示，花鍵軸(8)上設有兩個盲孔8-2，每個盲孔8-2內均裝入一個定位彈簧7-1和一個鋼球。另一種可選方案是花鍵軸8上設有一個通孔，通孔內裝入一個定位彈簧7-1，定位彈簧7-1兩端各頂接一個鋼球。
如圖1所示，撥動機構包括撥動缸3、連接件14、撥叉桿2和撥叉5，連接件14與撥動缸3的活塞桿3-1及撥叉桿2緊定連接，且與導向件13滑動配合。撥動缸3是氣缸3或油缸。撥動缸3還可替換為撥動桿。撥動機構也可以是美國Jackson公司的鋼軌打磨車所采用的結構，其撥動缸與撥叉桿通過拐臂垂直布置。
如圖1、5所示，為了使掛檔、空檔鎖定更可靠，最好撥叉桿2上還設有掛檔凹槽2-1和空檔凹槽2-2，在箱體10上設有由螺栓4-3、定位彈簧4-2和定位件4-1組成的定位機構4，定位機構4的定位件4-1可分別與撥叉桿2上的掛檔凹槽2-1和空檔凹槽2-2相配合。
如圖1、5所示，定位機構4設在箱體10的軸承座10-1中，撥叉桿2與軸承座10-1的滑動軸承10-2滑配，定位件4-1是鋼球，定位件4-1也可以是銷柱。
如圖1所示，為了使掛檔、空檔鎖定更可靠，最好撥叉桿2外端設有止檔12，箱體10上裝有鎖緊缸11，當嚙合套6處于掛檔或空檔狀態(tài)時，鎖緊缸11的活塞桿11-1或與活塞桿11-1裝連的擋件均能與撥叉桿2上的止檔12相擋，撥動機構設有接近開關1且接近開關1與鎖緊缸11的控制器電連接。
如圖1所示，撥動機構有兩個接近開關1，均裝在撥動缸3的活塞桿3-1側面，當嚙合套6處于掛檔或空檔狀態(tài)時，與撥動缸3活塞桿3-1裝連的擋塊15可分別與兩個接近開關1單獨靠近。
如圖1所示，連接件14與止檔12及擋塊15制成一體，當然，連接件14、止檔12和擋塊15也可以單獨制造。
如圖1所示，為了更好地使主動齒輪軸9與花鍵軸8保持同軸，主動齒輪軸9的外花鍵9-1內端處的軸身支撐在軸承16上，主動齒輪軸9具有軸向內孔9-2，花鍵軸8的前部具有伸出軸8-3，伸出軸8-3伸在主動齒輪軸9的軸向內孔9-2中，且與軸向內孔9-2轉動配合。
如圖1、6所示，本發(fā)明的動作過程如下油馬達17輸入的動力通過輸入花鍵軸8、嚙合套6傳遞給主動齒輪軸9，帶動從動齒輪18，然后帶動車軸19和車輪20完成走行驅動工作，這時車軸齒輪箱處于掛檔位置。
當軌道車輛需要聯(lián)掛運行時，車軸齒輪箱應處于空檔位置，油馬達17不工作，也不允許被反向帶動。首先給鎖緊缸11信號，鎖緊缸11進氣后縮回，撥動缸3進氣向右移動，帶動撥叉桿2、嚙合套6向右移動。嚙合套6的空檔凹槽6-2被定位件7鎖住，同時嚙合套6被花鍵軸8的端面限位，這時，嚙合套6和主動齒輪軸9的外花鍵9-1完全脫開。與此同時，撥叉桿2的空檔凹槽2-2被定位機構4鎖住。撥動缸3走完這段行程時，安裝在撥動缸3旁的接近開關1得到信號后，鎖緊缸11停止供氣，壓力為零，鎖緊缸11的活塞桿11-1靠彈簧力伸出，鎖定撥叉桿2外端的止檔12。軌道車輛被聯(lián)掛時，從動齒輪18反向帶動主動齒輪軸9旋轉，而嚙合套6、油馬達17均不旋轉，這時車軸齒輪箱就處于空檔位置。
權利要求
1.一種車軸齒輪箱換檔鎖定機構，包括裝連在箱體(10)上的撥動機構、嚙合套(6)和帶有外花鍵(9-1)的主動齒輪軸(9)，撥動機構傳動連接嚙合套(6)，嚙合套(6)具有內花鍵(6-1)，嚙合套(6)的內孔壁具有空檔凹槽(6-2)，其特征在于a、主動齒輪軸(9)的一端串接有花鍵軸(8)，b、花鍵軸(8)上具有外花鍵(8-1)，且外花鍵(8-1)與主動齒輪軸(9)的外花鍵(9-1)相對應，c、花鍵軸(8)上設有定位件(7)及其定位彈簧(7-1)，d、嚙合套(6)端部還設置有掛檔面(6-3)或掛檔凹槽，e、當嚙合套(6)的內花鍵(6-1)同時與主動齒輪軸(9)上的外花鍵(9-1)及花鍵軸(8)上的外花鍵(8-1)嚙合，為掛檔狀態(tài)，定位件(7)與嚙合套(6)的掛檔面(6-3)或掛檔凹槽相配合；當嚙合套(6)的內花鍵(6-1)只與花鍵軸(8)上的外花鍵(8-1)嚙合，為空檔狀態(tài)，定位件(7)與嚙合套(6)的空檔凹槽(6-2)相配合。
2.根據權利要求1所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于所述的定位件(7)是鋼球。
3.根據權利要求2所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于花鍵軸(8)上設有兩個盲孔(8-2)，每個盲孔(8-2)內均裝入一個定位彈簧(7-1)和一個鋼球。
4.根據權利要求2所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于花鍵軸(8)上設有一個通孔，通孔內裝入一個定位彈簧(7-1)，定位彈簧(7-1)兩端各頂接一個鋼球。
5.根據權利要求1所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于撥動機構包括撥動缸(3)、連接件(14)、撥叉桿(2)和撥叉(5)，連接件(14)與撥動缸(3)的活塞桿(3-1)及撥叉桿(2)緊定連接，且與導向件(13)滑動配合。
6.根據權利要求5所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于撥叉桿(2)上還設有掛檔凹槽(2-1)和空檔凹槽(2-2)，在箱體(10)上設有由螺栓(4-3)、定位彈簧(4-2)和定位件(4-1)組成的定位機構(4)，定位機構(4)的定位件(4-1)可分別與撥叉桿(2)上的掛檔凹槽(2-1)和空檔凹槽(2-2)相配合。
7.根據權利要求6所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于定位機構(4)設在箱體(10)的軸承座(10-1)中，撥叉桿(2)與軸承座(10-1)的滑動軸承(10-2)滑配，定位件(4-1)是鋼球。
8.根據權利要求5所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于撥叉桿(2)外端設有止檔(12)，箱體(10)上裝有鎖緊缸(11)，當嚙合套(6)處于掛檔或空檔狀態(tài)時，鎖緊缸(11)的活塞桿(11-1)或與活塞桿(11-1)裝連的擋件均能與撥叉桿(2)上的止檔(12)相擋，撥動機構設有接近開關(1)且接近開關(1)與鎖緊缸(11)的控制器電連接。
9.根據權利要求8所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于撥動機構有兩個接近開關(1)，均裝在撥動缸(3)的活塞桿(3-1)側面，當嚙合套(6)處于掛檔或空檔狀態(tài)時，與撥動缸(3)活塞桿(3-1)裝連的擋塊(15)可分別與兩個接近開關(1)單獨靠近。
10.根據權利要求1所述的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，其特征在于主動齒輪軸(9)的外花鍵(9-1)內端處的軸身支撐在軸承(16)上，主動齒輪軸(9)具有軸向內孔(9-2)，花鍵軸(8)的前部具有伸出軸(8-3)，伸出軸(8-3)伸在主動齒輪軸(9)的軸向內孔(9-2)中，且與軸向內孔(9-2)轉動配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于軌道式液壓驅動車軸齒輪箱的車軸齒輪箱換檔鎖定機構，它包括裝連在箱體上的撥動機構、嚙合套和帶有外花鍵的主動齒輪軸，撥動機構傳動連接嚙合套，嚙合套具有內花鍵，嚙合套的內孔壁具有空檔凹槽，主動齒輪軸的一端串接有花鍵軸，花鍵軸上具有外花鍵，且外花鍵與主動齒輪軸的外花鍵相對應，花鍵軸上設有定位件及其定位彈簧，嚙合套端部還設置有掛檔面或掛檔凹槽，當嚙合套的內花鍵同時與主動齒輪軸上的外花鍵及花鍵軸上的外花鍵嚙合，為掛檔狀態(tài)，定位件與嚙合套的掛檔面或掛檔凹槽相配合；當嚙合套的內花鍵只與花鍵軸上的外花鍵嚙合，為空檔狀態(tài)，定位件與嚙合套的空檔凹槽相配合。本發(fā)明易于制造，結構合理，檔位鎖定可靠。
文檔編號F16H61/22GK101016947SQ20071001979
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權日2007年2月12日
發(fā)明者李勝, 胡高華 申請人:中國南車集團戚墅堰機車車輛工藝研究所