適用于裝載機(jī)的動力換擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于裝載機(jī)的動力換擋變速器。本發(fā)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(jìn)擋和兩個后退擋，特別適用于裝載機(jī)。其特點在于：擋位分布合理，零部件數(shù)目較少，成本較低。
【專利說明】適用于裝載機(jī)的動力換擋變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械傳動領(lǐng)域，具體涉及到裝載機(jī)的動力換擋變速器。

【背景技術(shù)】
[0002]裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械。裝載機(jī)的作業(yè)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(jī)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(fā)動機(jī)動力的情況下快速換擋。
[0003]國內(nèi)裝載機(jī)所用的動力換擋變速器主要有兩種類型:一種類型是傳統(tǒng)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(tǒng)的行星式變速器具有兩個前進(jìn)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(jī)上已經(jīng)使用了幾十年。傳統(tǒng)的行星式變速器具有操作簡單、成本低廉的優(yōu)點，在國內(nèi)裝載機(jī)變速器市場上占據(jù)著很大的份額。這種變速器的擋位很少，前進(jìn)擋只有一個低速擋和一個高速擋，低速擋用于鏟裝作業(yè)，高速擋用于轉(zhuǎn)場，因此裝載機(jī)作業(yè)時傳動效率較低，不能充分利用發(fā)動機(jī)的功率。此外，超越離合器是傳統(tǒng)的行星式變速器中的易損件，導(dǎo)致了變速器的可靠性差、使用壽命低。目前，傳統(tǒng)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(jī)配套使用，近年在裝載機(jī)變速器市場所占的比重越來越大。國內(nèi)裝載機(jī)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(jī)器有限公司生產(chǎn)的WG200系列變速器；二是杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)股份有限公司引進(jìn)德國采埃孚技術(shù)生產(chǎn)的WG180系列變速器；三是進(jìn)口德國采埃孚公司生產(chǎn)的WG210/310系列產(chǎn)品。這幾種變速器均為定軸式結(jié)構(gòu)，與三元件液力變矩器組合使用，既可以用于平地機(jī)，又可以用于裝載機(jī)，共有六個前進(jìn)擋和三個后退擋，具有傳動效率高，使用壽命長的優(yōu)點，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件數(shù)目較多，成本是傳統(tǒng)行星式變速器的兩倍以上。多擋位定軸式變速器應(yīng)用于平地機(jī)是非常理想的，用于裝載機(jī)則不太經(jīng)濟(jì)。多擋位定軸式變速器的擋位數(shù)多于裝載機(jī)的實際需要，裝載機(jī)只利用了多擋位變速器的四個前進(jìn)擋位和三個后退擋位，還有兩個前進(jìn)擋位沒有使用，造成較大的浪費。實際上，在裝載機(jī)的操作過程中，后退第三擋基本不用。裝載機(jī)變速器具有四個前進(jìn)擋和兩個后退擋就足以滿足工作需要。因此，現(xiàn)有多擋位定軸式變速器應(yīng)用于裝載機(jī)比較浪費，成本較高。
[0006]傳統(tǒng)的行星式變速器的擋位數(shù)少，傳動效率低，使用壽命短，不能滿足裝載機(jī)的需要?，F(xiàn)有多擋位定軸式變速器的擋位數(shù)多于裝載機(jī)的實際需要，致使裝載機(jī)成本上升，造成不必要的浪費。因此，為裝載機(jī)開發(fā)一款擋位合理、功能足夠、成本低廉的變速器非常必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是:克服傳統(tǒng)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(jī)提供一種功能與多擋位定軸式變速器相當(dāng)，成本比多擋位變速器明顯降低的動力換擋變速器。
[0008]為達(dá)到發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:設(shè)計專門針對裝載機(jī)的變速器，不再考慮裝載機(jī)變速器與平地機(jī)的兼容。使變速器所具有的擋位數(shù)與裝載機(jī)所需要的擋位數(shù)相同，消除閑置和不必要的擋位，將變速器的擋位數(shù)設(shè)置為四個前進(jìn)擋位和兩個后退擋位，減少離合器、齒輪和軸的數(shù)量，從而降低變速器的成本。
[0009]本發(fā)明提供一種適用于裝載機(jī)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(jìn)離合器(F1)、第二前進(jìn)離合器(F2)、后退離合器(R)、奇數(shù)擋離合器(C1)、偶數(shù)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(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)離合器(F1)相連；第五固定齒輪(14)、第二前進(jìn)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(jìn)離合器(F2)相連；第六固定齒輪(16)、奇數(shù)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(shù)擋離合器(C1)相連；第七固定齒輪(19)、偶數(shù)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(shù)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(tài)，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為適用于裝載機(jī)的動力換擋變速器的傳動方案圖。
[0011]圖2為適用于裝載機(jī)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(jī)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(zhuǎn)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(dāng)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(zhuǎn)動；當(dāng)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(jìn)離合器(F1)和第二空套齒輪(11)。第一前進(jìn)離合器(F1)和第二空套齒輪(11)相連，當(dāng)?shù)谝磺斑M(jìn)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(dāng)?shù)谝磺斑M(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)離合器(F2)和第三空套齒輪(15)。第二前進(jìn)離合器(F2)和第三空套齒輪(15)相連，當(dāng)?shù)诙斑M(jìn)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(dāng)?shù)诙斑M(jìn)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(zhuǎn)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(shù)擋離合器(C1)和第四空套齒輪
(17)。奇數(shù)擋離合器(C1)和第四空套齒輪(17)相連，當(dāng)奇數(shù)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(dāng)奇數(shù)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(zhuǎn)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(shù)擋離合器(C2)和第七固定齒輪
(19)。第五空套齒輪(18)和偶數(shù)擋離合器(C2)相連，當(dāng)偶數(shù)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(dāng)偶數(shù)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(zhuǎn)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(jìn)離合器(F1)、第二前進(jìn)離合器(F2)和后退離合器(R)，后端輪系包括奇數(shù)擋離合器(C1)和偶數(shù)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(tài)，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態(tài)?，F(xiàn)以前進(jìn)一擋為例說明動力傳遞路線，前進(jìn)一擋處于閉合狀態(tài)的離合器是第一前進(jìn)離合器(F1)和奇數(shù)擋離合器(C1),動力由輸入軸(1)輸入，經(jīng)過第一固定齒輪(8)傳遞到第三固定齒輪(12),然后經(jīng)過第二中間軸(3)和第一前進(jìn)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(jīng)過第第六固定齒輪(16)、第四中間軸(5)、奇數(shù)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(jī)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(shù)如下。
[0023]前進(jìn)一擋，第一前進(jìn)離合器(F1)和奇數(shù)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(jìn)二擋，第一前進(jìn)離合器(F1)和偶數(shù)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(jìn)三擋，第二前進(jìn)離合器(F2)和奇數(shù)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(jìn)四擋，第二前進(jìn)離合器(F2)和偶數(shù)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(shù)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(shù)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(fā)明所述的適用于裝載機(jī)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(guān)系的齒輪。
【權(quán)利要求】
1.適用于裝載機(jī)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(jìn)離合器(F1)、第二前進(jìn)離合器(F2)、后退離合器(R)、奇數(shù)擋離合器(Cl)、偶數(shù)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(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)離合器(Fl)相連；第五固定齒輪(14)、第二前進(jìn)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(jìn)離合器(F2)相連；第六固定齒輪(16)、奇數(shù)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(shù)擋離合器(Cl)相連；第七固定齒輪(19)、偶數(shù)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(shù)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(tài)，后端輪系中也只能有一個離合器處于閉合狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于裝載機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述的適用于裝載機(jī)的動力換擋變速器，其特征在于:具有四個前進(jìn)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(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】李華, 姚進(jìn) 申請人:四川大學(xué)