專利名稱：變速器齒輪嚙合機(jī)構(gòu)及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作業(yè)機(jī)械，以及尤其涉及一種用于此作業(yè)機(jī)械的變速器。
背景技術(shù)：
作業(yè)機(jī)械，例如農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)或建筑業(yè)拖拉機(jī)，可以含有內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)，其提供 輸入功率給變速器，其又通過后部差速器連接并驅(qū)動(dòng)后軸。拖拉機(jī)上的變速器通常是手動(dòng)變速器，其為特定的輸入速率提供數(shù)個(gè)輸出速率， 這些輸出速率中的每一個(gè)都通常被稱為擋位，每個(gè)率按次序地給定更高的擋位號(hào)，最低速 率給定號(hào)1或稱作“第一擋”，等等。不同的擋位由一系列變速器齒輪提供，該系列變速器 齒輪被設(shè)置用來形成特定的齒輪系以產(chǎn)生特定的速率或擋位。所述變速器包括多個(gè)擋位和 軸，數(shù)個(gè)齒輪安裝在每一根軸上。在每個(gè)齒輪系中并非用到所有齒輪。不同的齒輪在變速 器正在操作時(shí)是空轉(zhuǎn)的，這取決于選擇的擋位。換擋機(jī)構(gòu)沿軸向移動(dòng)用來選擇性更嚙合的 系列齒輪以形成產(chǎn)生特定擋位或速率的不同的齒輪系。同樣，離合器可被設(shè)置在齒輪系中 以使部分軸和齒輪空轉(zhuǎn)。一種類型的換擋機(jī)構(gòu)是調(diào)擋軸套。調(diào)擋軸套圍繞輪轂裝配并可旋轉(zhuǎn)地連接到輪 轂，輪轂可旋轉(zhuǎn)地連接到軸上。齒輪在該軸上旋轉(zhuǎn)并裝配在所述軸套旁邊。當(dāng)軸套朝向擋 位軸向移動(dòng)時(shí)，所述調(diào)擋軸套具有接合齒輪上部件的部件，致使該齒輪隨著軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)軸套 朝向遠(yuǎn)離齒輪方向軸向移動(dòng)時(shí)，軸套上的部件與齒輪間隔以允許齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)。所述軸套可以往往在軸套接合齒輪時(shí)由變速器的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)，也可過度沿相互朝 向或者相互遠(yuǎn)離方向移動(dòng)以及可移開脫離接合?？梢岳斫獾氖牵哂写髷?shù)量的速度的變速器，例如四種或更多種速度，每個(gè)軸上的 齒輪數(shù)量以及軸的數(shù)量可以十分大。而且，大型拖拉機(jī)具有大型的大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，輪齒輪 必須十分大以傳輸這種大功率發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力。大量的齒輪和軸以及大型號(hào)軸和齒輪均 是具有多種速度的變速器的大型拖拉機(jī)所需要的，導(dǎo)致重型、大型的變速器。該拖拉機(jī)運(yùn)送 大型、重型的變速器可以需要工作在建筑工作站或在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中有限的空間內(nèi)。而且，這種 拖拉機(jī)可以需要被運(yùn)送到公共公路上。因此，本領(lǐng)域需要一種具有更可靠的，允許使用更小、更輕、低成本部件的變速器 的拖拉機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
第一種形式中，本發(fā)明涉及一種用于車輛的變速器。該變速器包括具有外邊緣和 轂的擋位軸。所述轂具有限定穿過該轂的孔的內(nèi)壁。所述轂的內(nèi)壁可旋轉(zhuǎn)固定并軸向可移 動(dòng)地連接到所述擋位軸的外邊緣。所述轂具有外邊緣。所述轂的外邊緣的至少一部分限定 若干齒。所述變速器還包括調(diào)擋軸套和齒輪。所述調(diào)擋軸套具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定穿過該 調(diào)擋軸套的孔。所述調(diào)擋軸套的內(nèi)壁限定若干齒。所述調(diào)擋軸套的若干齒中的至少一些齒 配合地嚙合所述轂的若干齒中的至少一些齒。所述齒輪可旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)地安裝到所述擋位軸上。所述齒輪具有外邊緣。所述齒輪的外邊緣的至少一部分限定若干齒。所述齒輪和調(diào)擋 軸套具有第一構(gòu)型，在該構(gòu)型中調(diào)擋軸套的所有齒均與齒輪的所有齒間隔，以及具有第二 構(gòu)型，在該構(gòu)型中所述調(diào)擋軸套的若干齒中的至少一些齒嚙合所述齒輪的若干齒中的一些 齒。當(dāng)齒輪和調(diào)擋軸套位于第二構(gòu)型時(shí)，所述調(diào)擋軸套限定一部件以限制齒輪相對(duì)于調(diào)擋 軸套的軸向移動(dòng)。


圖1是用于農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)中的本發(fā)明實(shí)施例所述的變速器的透視圖；圖2是穿過圖1中所示的沿線2-2箭頭方向的變速器的截面?zhèn)纫晥D；圖3是圖2中所示的變速器的部分截面示意圖，示出了依照本發(fā)明在脫離接合構(gòu) 型中的調(diào)擋裝置；圖4是圖2中所示的變速器的部分截面示意圖，示出了圖2中在接合構(gòu)型中的調(diào) 擋裝置；圖5是圖3中所示的調(diào)擋裝置的調(diào)擋軸套的透視圖，示出了擋塊形式的軸向移動(dòng) 限制部件；圖6是圖3中所示的調(diào)擋裝置的局部截面視圖，示出了齒輪嚙合軸套的擋塊以限 制其沿軸的軸向移動(dòng)；圖7是圖3中所示的調(diào)擋裝置的調(diào)擋軸套的局部截面視圖，示出了調(diào)擋軸套的內(nèi) 齒中三個(gè)間隔的內(nèi)齒部分的形式的軸向移動(dòng)限制部件，中間部分具有更小的齒間隔寬度；圖8是圖3中所示的調(diào)擋裝置的局部截面視圖，示出了齒輪嚙合調(diào)擋軸套的內(nèi)齒 中三個(gè)間隔的內(nèi)齒中較小端部分以及輪轂接合內(nèi)齒中三個(gè)間隔的內(nèi)齒中另一較小端部分， 調(diào)擋軸套上的內(nèi)齒的三個(gè)間隔的內(nèi)齒的較厚部分阻止軸套和齒輪彼此脫離；圖9是圖3中所示的調(diào)擋裝置的輪轂的透視圖；圖10是圖2中所示的變速器的局部截面視圖，利用焊接的傳動(dòng)裝置示出了依照本 發(fā)明的第二調(diào)擋裝置，以及利用具有根切齒輪面以容納止推墊圈的止推墊圈傳動(dòng)裝置示出 了依照本發(fā)明的第三調(diào)擋裝置。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，尤其參照?qǐng)D1和圖2，以農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的形式示出了作業(yè)機(jī)械10的一 部分，特別是該拖拉機(jī)的后部傳動(dòng)系。盡管以農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)示出，作業(yè)機(jī)械10可以是不同類 型的作業(yè)機(jī)械，例如建筑業(yè)拖拉機(jī)或林業(yè)機(jī)械。拖拉機(jī)10包括變速器12，變速器12與后部差速器14耦合，其又驅(qū)動(dòng)一對(duì)后軸16。 每一后軸16包括外側(cè)輪轂18，相應(yīng)的后部驅(qū)動(dòng)輪(未畫出)安裝在輪轂18上。變速器12包括從動(dòng)軸20，從動(dòng)軸20機(jī)械地連接IC發(fā)動(dòng)機(jī)并接收來自IC發(fā)動(dòng)機(jī) 的旋轉(zhuǎn)輸入功率，如圖1所示。從動(dòng)軸20通過恰當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)裝置傳遞旋轉(zhuǎn)功率到差速器驅(qū)動(dòng) 軸或第一擋軸124，其又從后部延伸并提供旋轉(zhuǎn)輸入功率給后部差速齒輪組沈(參照?qǐng)D2)。從動(dòng)軸20延伸穿過殼體觀并由殼體觀可旋轉(zhuǎn)地支撐，殼體觀同樣也裝有并可 旋轉(zhuǎn)地支撐一些其它部件。同樣位于殼體觀內(nèi)并由殼體觀支撐的是第一空轉(zhuǎn)裝置30，其 機(jī)械地互連功率輸入裝置32和備用功率輸出裝置34。該備用功率輸出裝置34可被使用到例如為具有四輪驅(qū)動(dòng)的作業(yè)機(jī)械傳遞功率到前部差速器(未畫出)以驅(qū)動(dòng)前輪(未畫出)。如圖2所示，變速器12包括一系列齒輪和軸以提供一系列傳動(dòng)系，每組傳動(dòng)系為 拖拉機(jī)10對(duì)應(yīng)其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出速率或者對(duì)應(yīng)特定輸入速率的擋位。所述變速器12包括 一系列擋位裝置，每一擋位裝置包括軸和若干個(gè)安裝在軸上的齒輪，所屬齒輪相互協(xié)作以 形成相應(yīng)的傳動(dòng)系。所述變速器12包括第一空轉(zhuǎn)裝置30，功率輸入裝置32和備用功率輸 出裝置34。如圖1所示，所述變速器12進(jìn)一步包括第二空轉(zhuǎn)裝置38和第三空轉(zhuǎn)裝置40。 本發(fā)明可實(shí)際用更少或更多擋位裝置。參照附圖2，備用功率輸出裝置34包括輸入軸36。輸入軸36接收來自與IC發(fā)動(dòng) 機(jī)22連接的第一空轉(zhuǎn)裝置30的輸入功率。術(shù)語功率輸入裝置32和備用功率輸出裝置34 相對(duì)于空轉(zhuǎn)裝置30使用。也就是說，功率輸入裝置32提供輸入功率給空轉(zhuǎn)裝置30，以及備 用功率輸出裝置34接收來自空轉(zhuǎn)裝置30的功率輸入并提供功率輸入給例如前部差速器以 驅(qū)動(dòng)前輪。圖2示出了變速器12的部分截面視圖。五個(gè)擋位裝置中的三個(gè)，即空轉(zhuǎn)裝置30、 功率輸入裝置32和備用功率輸出裝置34以截面示出。第二空轉(zhuǎn)裝置38和第三空轉(zhuǎn)裝置 40在圖2中未畫出且僅在圖1中示出了它們的端部。應(yīng)該意識(shí)到的是，第二空轉(zhuǎn)裝置38和 第三空轉(zhuǎn)裝置40所必需的齒輪和軸為本領(lǐng)域熟知。如圖2所示，所述變速器12的備用功率輸出裝置34包括第一調(diào)擋裝置42。如所 示，變速器12的功率輸入裝置32包括第二調(diào)擋裝置142和第三調(diào)擋裝置143，下文將更加 詳細(xì)地說明。第一調(diào)擋裝置42包括滑動(dòng)安裝在調(diào)擋轂M上的調(diào)擋軸套44。第一調(diào)擋裝置 42提供調(diào)擋軸套44的軸向調(diào)擋，以使傳動(dòng)系或擋位裝置可通過軸向變換調(diào)擋軸套44從接 合位置到脫離位置。致動(dòng)器46與所述調(diào)擋軸套44合作以軸向沿備用輸出功率軸或第二擋位軸M推 動(dòng)調(diào)擋軸套44。致動(dòng)器46包括部分48，該部分48被構(gòu)形用以與在調(diào)擋軸套44的外邊緣 52內(nèi)形成的外槽50合作。致動(dòng)器46可以是任何適合的致動(dòng)器并可以機(jī)械驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)或 機(jī)械、電和液壓驅(qū)動(dòng)的結(jié)合，以推動(dòng)調(diào)擋軸套44沿第二擋位軸M軸向移動(dòng)。調(diào)擋裝置42 包括安裝到調(diào)擋轂M上的調(diào)擋軸套44。調(diào)擋裝置42進(jìn)一步包括轂M和第一擋位56。變 速器12的備用功率輸出裝置34還包括與第一調(diào)擋裝置42相似的第四調(diào)擋裝置55，?，F(xiàn)在參照附圖3，更加詳細(xì)地示出了第一調(diào)擋裝置42。調(diào)擋裝置42用來選擇性接 合和脫離第一擋位56以提供候選的速度或變速器12內(nèi)的擋位。擋位軸M包括外邊緣57。 轂討具有內(nèi)壁58，其限定穿過轂M的孔60。轂M的內(nèi)壁58可旋轉(zhuǎn)固定并軸向可移動(dòng)地 連接到擋位軸M的外邊緣57上。轂M具有轂M的外邊緣61。轂M的外邊緣61的至少 一部分限定若干外齒62。調(diào)擋軸套44具有內(nèi)壁63，其限定穿過調(diào)擋軸套44的孔64。調(diào)擋軸套44的內(nèi)壁 63限定若干齒65。調(diào)擋軸套44的若干齒65中的至少一些齒配合地嚙合轂M的若干齒62 中的至少一些齒。第一擋位56可旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)地安裝到擋位軸M上。第一擋位56具有外邊緣66。 第一擋位56的外邊緣66的至少一部分限定若干第一齒67。調(diào)擋裝置42的第一擋位56和 調(diào)擋軸套44具有第一構(gòu)型68，如圖3所示，在該構(gòu)型68中調(diào)擋軸套44的所有齒65均與第 一擋位56的所有第一齒67相間隔。
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現(xiàn)在參照附圖4，調(diào)擋裝置42的第一擋位56和調(diào)擋軸套44具有第二構(gòu)型70，在 該構(gòu)型70中調(diào)擋軸套44的若干齒65中的至少一些齒嚙合第一擋位56的若干第一齒67 中的至少一些齒。在第一擋位56和調(diào)擋軸套44位于第二構(gòu)型70時(shí)調(diào)擋軸套44限定一部 件71以限制第一擋位56相對(duì)于調(diào)擋軸套44的軸向移動(dòng)。在調(diào)擋軸套44和第一擋位56 的第二構(gòu)型70中，調(diào)擋軸套44的全部齒65嚙合第一擋位56的全部齒67。應(yīng)該意識(shí)到的 是，選擇性地一些齒可嚙合其它齒以及一些齒可不嚙合其它齒。應(yīng)該意識(shí)到，調(diào)擋裝置42 的調(diào)擋軸套44通過沿箭頭86方向移動(dòng)調(diào)擋軸套44從調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第一 構(gòu)型68移動(dòng)到調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第二構(gòu)型70。再次參照?qǐng)D3，第一擋位56的若干第一齒67限定若干花鍵齒。第一擋位56的外 邊緣66進(jìn)一步限定若干輪齒72。所述若干輪齒72用來傳遞功率到所述擋位軸M或從擋 位軸M傳遞功率并用來為變速器12的至少其中一個(gè)速度或擋位提供部分齒輪系。第一擋 位56的若干輪齒72具有齒距，以及第一擋位56的若干第一齒67具有齒距，相應(yīng)的齒距可 彼此相同或不同。轂M的外齒62、第一擋位56的第一齒67和調(diào)擋軸套44的齒65均是花鍵齒的形 式。所述花鍵齒可以是漸開線齒形狀或可具有不同的齒形狀。如圖3所示，擋位軸M的至少一部分外邊緣57限定若干外齒73。相似地，所述轂 54的至少一部分內(nèi)壁58限定了若干第二內(nèi)齒74。所述轂M的第二內(nèi)齒74嚙合擋位軸24 的若干外齒73。齒73和74可具有任何適合的形狀，如所示，是花鍵齒的形式。齒73和74 可以例如是漸開線花鍵齒的形式。齒73和74可包括缺齒，并且齒73和74可具有任何合 適的形狀。繼續(xù)參照附圖3，所述調(diào)擋裝置42進(jìn)一步包括第二擋位75，該第二擋位75可旋轉(zhuǎn) 可移動(dòng)地安裝到擋位軸24。第二擋位75具有第二擋位75的外邊緣76。第二擋位75的至 少一部分外邊緣76限定若干第一齒77。第二擋位75和調(diào)擋軸套44具有第一構(gòu)型78，如 實(shí)線所示。在第二擋位75和調(diào)擋軸套44的第一構(gòu)型78中，調(diào)擋軸套44的所述若干齒65 與第二擋位75的全部所述第一齒77相間隔。調(diào)擋裝置42的調(diào)擋軸套44和第二擋位75還具有第二構(gòu)型80，如虛線所示，其中 調(diào)擋軸套44的若干齒65中的至少一些齒嚙合第二擋位75的若干第一齒77中的至少一些 齒。應(yīng)該意識(shí)到，如圖4所示，第二擋位75的一些或全部所述第一齒77嚙合調(diào)擋軸套44 的全部所述齒65。在第二擋位75和調(diào)擋軸套44位于調(diào)擋軸套44和第二擋位75的第二構(gòu) 型80時(shí)，調(diào)擋軸套44的部件71限制調(diào)擋軸套44的軸向移動(dòng)?，F(xiàn)在參照附圖5和圖6，更加詳細(xì)地示出具有部件71形式的調(diào)擋軸套44。如圖5 所示，調(diào)擋軸套44的部件71是從調(diào)擋軸套44的內(nèi)壁延伸的前擋塊的形式。部件71可包 括位于調(diào)擋軸套44的所述若干輪齒65中的兩個(gè)輪齒65之間的第一擋塊81。第一擋塊81 可具有任何合適的形狀以限制調(diào)擋軸套44沿箭頭82方向的軸向移動(dòng)?，F(xiàn)在參照附圖6，軸套44示出了嚙合于第一擋位56以及調(diào)擋裝置42的轂M。圖 6是后視圖，如這樣，與圖3-5部件按倒序出現(xiàn)。第一擋塊81包括接合第一擋位56的面83 的第一面79。第一擋塊81進(jìn)一步包括與第一面79相對(duì)的第二面84，該第二面84位于調(diào) 擋軸套44的所述若干輪齒65中的兩個(gè)輪齒65之間。第一擋塊81的第二面84與第二擋 位75的表面85相一致(虛線所示)并限制軸套44沿箭頭86方向移動(dòng)。
再次參照附圖5，調(diào)擋裝置42的部件71進(jìn)一步包括與第一擋塊81間隔的第二擋 塊87。第二擋塊87可與第一擋塊81相似或相同。第一擋塊81和第二擋塊87可以具有任 何適合的形狀，簡(jiǎn)單地，擋塊81和87都具有相對(duì)的面79和84以及面79和84之間通常凹 的部分。調(diào)擋軸套44的部件71進(jìn)一步包括與擋塊81和87相似的第三擋塊(未畫出)。 第三擋塊同等間隔地位于第一擋塊81和第二擋塊87之間?，F(xiàn)在參照附圖7，第一部件71可以是以調(diào)擋軸套44的若干齒65的形狀的形式，齒 的中間部分較厚以促進(jìn)齒輪56和75中的一個(gè)維持與調(diào)擋軸套44的接合。調(diào)擋軸套44包 括若干具有第一部分88的齒65，第一部分88限定第一組齒90，第一組齒90在毗鄰的齒和 限定第二組齒92的第二部分91之間具有第一齒間隔寬度FTS，該第二組齒92在毗鄰的齒 之間具有第二齒間隔寬度STS。第一齒間隔寬度FTS大于第二齒間隔寬度STS。所述若干 齒65的所述部分88和91限定部件71。所述部分88和91促使第一擋位56在負(fù)載下接合 調(diào)擋軸套44。調(diào)擋軸套44的若干齒65進(jìn)一步包括第三部分93，其作為部件71的一部分。所 述第三部分93與第二部分91 一起促使第二擋位75在負(fù)載下維持與調(diào)擋軸套44接合。所 述第三部分93限定所述若干齒65的第三組齒94。第三組齒94在毗鄰的齒之間具有第三 齒間隔寬度TTS。第一齒間隔寬度FTS和第三齒間隔寬度TTS均大于第二齒間隔寬度STS。 第一組齒90、第二組齒92和第三組齒94限定部件71?，F(xiàn)在參照附圖8，示出了第一擋位56和轂M具有三個(gè)單獨(dú)的部分88，91和93的 軸套44的內(nèi)齒65形式的部件71與第一擋位56和轂M合作。所述軸套44、轂M和第一 擋位56隨調(diào)擋裝置42在第二構(gòu)型70中調(diào)擋軸套44嚙合第一擋位56情況下共同示出。包 括軸套44的齒65的第一組齒90的軸套44的齒65的第一部分88接合第一擋位56的花 鍵齒67，以及包括軸套44的齒65的第三組齒94的軸套44的齒65的第三部分93接合轂 54的外齒62。軸套44的外齒65的第二組齒92的第二部分91位于第一擋位56的花鍵齒 67與轂M的齒62之間的空隙95內(nèi)。因?yàn)榈诙X間隔寬度STS大于第一齒間隔寬度FTS 和第三齒間隔寬度TTS，第二組齒92厚于第一組齒90和第三組齒94。因此，第二組齒92 限定一臺(tái)階或凸起表面96，其接合轂M的齒62的外部邊緣97，抑制調(diào)擋軸套44沿箭頭82 方向移動(dòng)脫離第一擋位56?，F(xiàn)在參照附圖9，更加詳細(xì)地示出了轂M。所述轂M包括在轂M的外邊緣61上 形成的若干外齒62。所述若干外齒62包括三個(gè)間隔開的缺齒部分98。轂M進(jìn)一步包括 內(nèi)壁58，其限定孔60。所述內(nèi)壁限定轂M的內(nèi)齒74。內(nèi)齒74可以是漸開線花鍵形式，并 在毗鄰的轂討的花鍵齒74之間有超過一處缺花鍵齒。外齒62和轂M的內(nèi)齒74可以具 有任何合適的齒形式。再次參照附圖3和圖4，根據(jù)是否調(diào)擋軸套44和第一擋位56處在第一構(gòu)型68，在 第一構(gòu)型68中調(diào)擋軸套44的齒65間隔于第一擋位56的齒67 (其與調(diào)擋軸套44的齒65 和第二擋位75的第一齒77的第一構(gòu)型78相同)，是否調(diào)擋軸套44和第一擋位56處在第 二構(gòu)型70，在該構(gòu)型70中第一擋位56的齒67嚙合于調(diào)擋軸套44的齒65，或是否調(diào)擋軸 套44和第二擋位75處在第二構(gòu)型80，在該構(gòu)型80中調(diào)擋軸套44的齒65嚙合于第二擋位 75的第一齒77，調(diào)擋裝置42提供三種不同的功率流。在調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第 一構(gòu)型68，如圖3所示，擋位軸M旋轉(zhuǎn)。擋位軸M的齒73接合調(diào)擋轂M的內(nèi)齒74，致使調(diào)擋軸套44以與擋位軸M相同的方向旋轉(zhuǎn)。在調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第一構(gòu)型68 中，擋位軸M在第一擋位56和第二擋位75的孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，允許第一擋位56和第二擋位 75保持空轉(zhuǎn)。調(diào)擋軸套44可以沿?fù)跷惠SM以箭頭86方向軸向移動(dòng)到調(diào)擋軸套44和第一擋位 56的第二構(gòu)型70，如圖4所示。在調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第二構(gòu)型70中，擋位軸M 旋轉(zhuǎn)。擋位軸M的齒73接合調(diào)擋轂M的內(nèi)齒74，致使調(diào)擋軸套44以與擋位軸M相同的 方向旋轉(zhuǎn)。在調(diào)擋軸套44和第一擋位56的第二構(gòu)型70中，調(diào)擋軸套44的齒65接合第一 擋位56的花鍵齒67，致使第一擋位56以與調(diào)擋軸套44和擋位軸M相同的方向旋轉(zhuǎn)。擋 位軸M在第二擋位75的孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，允許第二擋位75保持空轉(zhuǎn)。調(diào)擋軸套44可以沿?fù)跷惠SM以箭頭82方向軸向移動(dòng)到調(diào)擋軸套44和第二擋位 75的第二構(gòu)型80，如圖4中虛線所示。在調(diào)擋軸套44和第二擋位75的第二構(gòu)型80中，擋 位軸M旋轉(zhuǎn)。擋位軸M的齒73接合調(diào)擋軸套44的內(nèi)齒65，致使調(diào)擋軸套44以與擋位軸 24相同的方向旋轉(zhuǎn)。在調(diào)擋軸套44和第二擋位75的第二構(gòu)型80中，調(diào)擋軸套44的齒65 接合第二擋位75的花鍵齒77，致使第二擋位75以與調(diào)擋軸套44和擋位軸M相同的方向 旋轉(zhuǎn)。擋位軸M在第一擋位56的孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，允許第一擋位56保持空轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參照附圖10，更加詳細(xì)地示出了變速器12的第二調(diào)擋裝置142和第三調(diào)擋裝 置。第二調(diào)擋裝置142和第三調(diào)擋裝置143是功率輸入裝置32的一部分。第二調(diào)擋裝置 142和第三調(diào)擋裝置143與圖4-9中所述的第一調(diào)擋裝置42相似。第二調(diào)擋裝置142包括 第一調(diào)擋軸套144、第一轂154、擋位軸IM和第一擋位156。第一擋位156包括花鍵齒形式的第一齒167。第一擋位156包括第一部分115和 第二部分117。第一部分115包括花鍵齒167以及第二部分117包括輪齒172。第一擋位 156的第二部分117在焊接區(qū)域119焊接到第一擋位156的第一部分115。與第一擋位156 由第一部分115和第二部分117被制成整體結(jié)構(gòu)相比，所述部分115和117焊接在一起以 允許輪齒172和花鍵齒167被軸向更緊靠安置在一起。與把機(jī)械制成整體部件相比，擋位 156的焊接允許第一擋位156具有更短的軸向長(zhǎng)度。制造花鍵齒167和輪齒172的生產(chǎn)方 法需要齒輪上的工具間隙部分用以為機(jī)器制造花鍵齒167和輪齒172調(diào)整切割工具(未畫 出)。用于切割工具的間隙部分導(dǎo)致第一擋位156具有增加的軸向長(zhǎng)度。第一擋位156上 焊接區(qū)域119的使用避免了用于齒167和172切割的間隙部分的需求。因此，當(dāng)制造焊接 的裝置時(shí)，第一擋位156，與其它必需相比可以具有更短的軸向長(zhǎng)度，以允許變速器更加緊 湊。第三調(diào)擋裝置143包括第二擋位121、第二調(diào)擋軸套145、第二轂155和擋位軸 124。第三調(diào)擋裝置143進(jìn)一步包括止推墊圈123。第二擋位121限定第二擋位121的旋轉(zhuǎn) 軸125。第二擋位121限定端面127形式的第一面，其垂直于第二擋位121的旋轉(zhuǎn)軸125。 第二擋位121限定凹面1 形式的第二面，其從第二擋位121的端面127凹進(jìn)。凹面1 被構(gòu)形以接觸止推墊圈123。通過提供凹面129，止推墊圈123可以被第二擋位121使用而 無最大厚度的止推墊圈123附加到調(diào)擋裝置143的軸向長(zhǎng)度。因此，變速器112可以設(shè)置 在更短的殼體內(nèi)并可通常被制成更小或更緊湊。具有凹面的齒輪、焊接的擋位裝置以及帶 有擋塊的止動(dòng)軸套以及較厚的齒部分可以全部應(yīng)用在同樣的變速器內(nèi)用來協(xié)作以提供更 小的和更緊湊的變速器。
已經(jīng)說明了優(yōu)選的實(shí)施例，顯然，在不偏離如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范 圍的情況下可以進(jìn)行各種變型。
權(quán)利要求
1.一種用于作業(yè)機(jī)械的變速器，包括一擋位軸，其具有一外邊緣；一轂，其具有一內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定一穿過該轂的孔，所述轂的內(nèi)壁可旋轉(zhuǎn)地固定并軸向 可移動(dòng)地連接到所述擋位軸的所述外邊緣，所述轂具有所述轂的一外邊緣，所述轂的所述 外邊緣的至少一部分限定若干齒；一擋位，其可旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)地安裝到所述擋位軸上，所述擋位具有所述擋位的一外邊緣， 所述擋位的所述外邊緣的至少一部分限定若干齒；以及一調(diào)擋軸套，其具有一內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定一穿過該調(diào)擋軸套的孔，所述調(diào)擋軸套的所 述內(nèi)壁限定若干齒，所述調(diào)擋軸套的所述若干齒中的至少一些齒配合地嚙合所述轂的所述 若干齒中的至少一些齒，所述擋位和所述調(diào)擋軸套具有一第一構(gòu)型，在該第一構(gòu)型中所述 調(diào)擋軸套的所有齒均與所述擋位的所有齒相間隔，所述擋位和所述調(diào)擋軸套具有一第二構(gòu) 型，在該第二構(gòu)型中所述調(diào)擋軸套的所述若干齒中的至少一些齒嚙合所述擋位的若干齒中 的至少一些齒，所述調(diào)擋軸套限定一部件，以在所述擋位和所述調(diào)擋軸套位于第二構(gòu)型時(shí) 限制所述擋位相對(duì)于所述調(diào)擋軸套的軸向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述部件包括設(shè)置在所述調(diào)擋軸套的所述若干 輪齒中的兩個(gè)齒之間的擋塊。
3.如權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述部件進(jìn)一步包括與所述第一提及的擋塊相 間隔的第二擋塊。
4.如權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述擋塊包括一第一面，其與所述擋位的一表面接合。
5.如權(quán)利要求4所述的變速器，進(jìn)一步包括一第二擋位，所述擋塊包括一第二面，該第 二面與所述第一面相對(duì)并位于所述調(diào)擋軸套的所述若干輪齒中的兩個(gè)齒之間并接合所述 第二擋位的一表面，所述部件被構(gòu)形以阻止所述調(diào)擋軸套超出所述第二構(gòu)型的所述調(diào)擋軸 套進(jìn)一步朝向所述第二擋位前進(jìn)。
6.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述調(diào)擋軸套的所述若干齒限定具有第一組齒 的第一部分，所述第一組齒在毗鄰的齒之間具有第一齒間隔寬度，以及限定第二組齒的第 二部分，所述第二組齒在毗鄰的齒之間具有第二齒間隔寬度，所述第一齒間隔寬度大于所 述第二齒間隔寬度，所述第一組齒和所述第二組齒限定所述部件，所述部件被構(gòu)形以幫助 制止所述擋位和所述調(diào)擋軸套返回所述第一構(gòu)型。
7.如權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包括一第二擋位，其可旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)地安裝到所 述擋位軸上，所述第二擋位具有所述第二擋位的一外邊緣，所述第二擋位的所述外邊緣的 至少一部分限定若干齒，所述第二擋位和所述調(diào)擋軸套具有一第一構(gòu)型，在該第一構(gòu)型中 所述調(diào)擋軸套的全部所述若干齒與所述第二擋位的全部所述若干齒相間隔，以及具有一第 二構(gòu)型，在第二構(gòu)型中所述調(diào)擋軸套的所述若干齒中的至少一些齒嚙合所述第二擋位的所 述若干齒中的至少一些齒，當(dāng)所述第二擋位和所述調(diào)擋軸套處于所述第二構(gòu)型時(shí)，所述調(diào) 擋軸套的所述部件限制所述調(diào)擋軸套的軸向移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的變速器，其中，所述調(diào)擋軸套的所述若干齒限定具有第一組齒 的第一部分，所述第一組齒在毗鄰的齒之間具有第一齒間隔寬度，限定第二組齒的第二部 分，所述第二組齒在毗鄰的齒之間具有第二齒間隔寬度，限定第三組齒的第三部分，所述第三組齒在毗鄰的齒之間具有第三齒間隔寬度，所述第一齒間隔寬度和所述第三齒間隔寬度 大于所述第二齒間隔寬度，所述第一組齒、所述第二組齒和所述第三組齒限定所述部件，所 述部件被構(gòu)形以幫助制止所述第一擋位和所述調(diào)擋軸套返回其所述第一構(gòu)型并被構(gòu)形以 幫助制止所述第二擋位和所述調(diào)擋軸套返回其所述第一構(gòu)型。
9.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中所述擋位的所述若干齒限定若干花鍵齒，所述擋 位的所述外邊緣進(jìn)一步限定若干輪齒。
10.如權(quán)利要求9所述的變速器，其中，所述若干輪齒具有一齒距，且所述擋位的所述 若干花鍵齒具有與所述若干輪齒的所述齒距不同的齒距。
11.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述轂的所述齒、所述擋位的所述齒和所述調(diào) 擋軸套的所述齒包括花鍵齒。
12.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述擋位軸的所述外邊緣的至少一部分限定若 干齒，所述轂的所述內(nèi)壁的至少一部分限定若干第二齒，所述轂的所述若干第二齒中的至 少一些齒嚙合所述擋位軸的所述若干齒中的至少一些齒。
13.如權(quán)利要求12所述的變速器，其中，所述轂的所述外邊緣的至少一部分限定若干 漸開線花鍵齒。
14.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述調(diào)擋軸套具有所述調(diào)擋軸套的一外邊緣， 所述調(diào)擋軸套的所述外邊緣的一部分在其中限定一外槽。
15.如權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包括一致動(dòng)器，其用于與所述調(diào)擋軸套合作以 沿所述擋位軸軸向推動(dòng)所述調(diào)擋軸套軸。
16.如權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包括一致動(dòng)器，所述調(diào)擋軸套具有所述調(diào)擋軸 套的一外邊緣，所述調(diào)擋軸套的所述外邊緣的一部分在其中限定一外槽，所述致動(dòng)器與所 述調(diào)擋軸套合作以沿所述擋位軸軸向推動(dòng)所述調(diào)擋軸套，所述擋塊包括一部分，該部分被 構(gòu)形以與限定所述外槽的所述轂的所述外邊緣的所述部分合作。
17.如權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述擋位的所述齒包括花鍵齒，所述擋位包括 一第一部分和一第二部分，所述第一部分包括花鍵齒以及所述第二部分包括輪齒，所述擋 位的所述第二部分焊接到所述擋位的所述第一部分上。
18.如權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包括一止推墊圈，所述擋位限定所述擋位的一 旋轉(zhuǎn)軸，所述齒輪限定一第一面，該第一面垂直于所述擋位的所述旋轉(zhuǎn)軸，以及所述擋位限 定一第二面，該第二面從所述擋位的所述第一面凹進(jìn)，所述第二面被構(gòu)形以接觸所述止推 墊圈。
19.一種作業(yè)機(jī)械，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；以及一與該發(fā)動(dòng)機(jī)連接的變速器，所述變速器包括一擋位軸，其具有一外邊緣；一轂，其具有一內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定一穿過該轂的孔，所述轂的內(nèi)壁可旋轉(zhuǎn)地固定并軸向 可移動(dòng)地連接到所述擋位軸的所述外邊緣，所述轂具有所述轂的一外邊緣，所述轂的所述 外邊緣的至少一部分限定若干齒；一擋位，其可旋轉(zhuǎn)可移動(dòng)地安裝到所述擋位軸上，所述擋位具有所述擋位的一外邊緣， 所述擋位的所述外邊緣的至少一部分限定若干齒；以及一調(diào)擋軸套，其具有一內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定一穿過該調(diào)擋軸套的孔，所述調(diào)擋軸套的所 述內(nèi)壁限定若干齒，所述調(diào)擋軸套的所述若干齒中的至少一些齒配合地嚙合所述轂的所述 若干齒中的至少一些齒，所述擋位和所述調(diào)擋軸套具有一第一構(gòu)型，在該第一構(gòu)型中所述 調(diào)擋軸套的所有齒均與所述擋位的所有齒相間隔，所述擋位和所述調(diào)擋軸套具有一第二構(gòu) 型，在該第二構(gòu)型中所述調(diào)擋軸套的所述若干齒中的至少一些齒嚙合所述擋位的若干齒中 的至少一些齒，所述調(diào)擋軸套限定一部件，以在所述擋位和所述調(diào)擋軸套位于第二構(gòu)型時(shí) 限制所述擋位相對(duì)于所述調(diào)擋軸套的軸向移動(dòng)。
20.如權(quán)利要求19所述的作業(yè)機(jī)械，其中所述部件包括設(shè)置在所述調(diào)擋軸套的所述若 干輪齒中的兩個(gè)齒之間的擋塊，所述部件被構(gòu)形以阻止所述調(diào)擋軸套超出所述第二構(gòu)型的 所述調(diào)擋軸套進(jìn)一步朝向所述第二擋位前進(jìn)。
21.如權(quán)利要求20所述的作業(yè)機(jī)械，其中，所述調(diào)擋軸套的所述若干齒限定具有第一 組齒的第一部分，所述第一組齒在毗鄰的齒之間具有第一齒間隔寬度，以及限定第二組齒 的第二部分，所述第二組齒在毗鄰的齒之間具有第二齒間隔寬度，所述第一齒間隔寬度大 于所述第二齒間隔寬度，所述第一組齒和所述第二組齒限定所述部件，所述部件被構(gòu)形以 幫助制止所述第一擋位和所述調(diào)擋軸套返回所述第一構(gòu)型。
全文摘要
一種用于車輛(10)的變速器(12)，包括具有外邊緣(57)和轂(54)的擋位軸(24)，所述轂(54)可旋轉(zhuǎn)地固定并軸向可移動(dòng)地連接到所述擋位軸(24)的外邊緣(57)上，以及還具有若干外齒(62)。變速器(12)還包括與所述擋位軸(24)連接的擋位(56)。所述擋位的外邊緣(66)限定齒(67)。所述變速器進(jìn)一步包括調(diào)擋軸套(44)，其具有穿過調(diào)擋軸套(44)的孔(64)。調(diào)擋軸套(44)具有與轂(54)的齒(62)嚙合的內(nèi)齒(65)。所述擋位和調(diào)擋軸套(44)具有第一構(gòu)型，在該第一構(gòu)型中調(diào)擋軸套(44)的所有齒(65)均與擋位(56)的所有齒(67)相間隔。
文檔編號(hào)F16D11/00GK102105708SQ200880130458
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者杰里米·J·瓦格納 申請(qǐng)人:迪爾公司