专利名称：一种工程机械用整体式动力换档液力变速器的传动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工程机械用的整体式动力换档液力变速器的部件，采用该部件 的整体式动力换档液力变速器可以对发动机传递过来的一定转速的扭矩进行速度和扭 矩的变换。
背景技术：
现有的装载机、平地机等工程机械，在其发动机工作时，需通过变速装置来实现其 主要功率的输出。而整体式动力换档液力变速器是指将液力变距器与动力换档定轴式液 力变速装置组合在一起的变速器。液力变距器的输出轴和动力换档定轴式液力变速装置 的输入轴为同一根轴。
中国专利文献CN2599318U公开了一种能够实现前后桥驱动的动力传递液力变速 器，在结构形式上主要由液力变矩器与动力换档变速箱组成，液压控制的多片摩擦片式 离合器对档位的转换进行控制，即当对各离合器进行相应的分离与接合的控制时，即可 对输出轴进行转动方向的控制(也就是对车辆前进或后退的控制)、以及对前进的转速 或后退的转速进行控制。这种液力变速器的轴的数量较多，在进行传动时，实现不同档 位的传动链的形式也较为复杂，因而传动效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用中传动效率较高、可实现前四后四车 速的的工程机械用整体式动力换档液力变速器的传动机构。
实现本实用新型目的的技术方案是本实用新型的工程机械用的整体式动力换档液 力变速器的传动机构具有液力变距器和动力换档定轴式的变速装置；变速装置的输入轴 也是液力变距器的动力输出轴；其特征在于还具有左箱体和右箱体;左箱体与右箱体 固定连接在一起而构成箱体；
变速装置还具有换向轴、第二轴、第三轴和输出轴；换向轴固定在左箱体上；输入 轴、第二轴、第三轴和输出轴通过各自的轴承被支承在箱体上，且各轴的轴线相平行； 变速装置还具有设置在输入轴上的输入轴离合部件、转动连接在换向轴上的换向齿轮、 设置在第二轴上的第二轴离合部件、固定在第二轴上的第一传动齿轮、设置在第三轴上
的第三轴离合部件、固定在第三轴上的第二传动齿轮和第三传动齿轮、固定在输出轴上 的输出齿轮；
输入轴离合部件具有前进档离合器和后退档离合器第二轴离合部件具有一档离合 器和三档离合器；第三轴离合部件具有二档离合器和四档离合器；上述各离合器均为湿 式多片离合器，各离合器均主要包括缸体、设有内花键的齿圈、摩擦副组件、带有外花 键的离合器齿轮和压紧分离装置；设置在同一根轴上的两个离合器的缸体为一体件，根 据所在的不同离合部件，分别称为前后档缸体、 一三档缸体和二四档缸体，且一三档缸 体和二四档缸体也各是一个缸体齿轮；各缸体均具有2个活塞腔及其活塞腔油道和泄压 小孔，设置有离合器的轴的内部则具有相应的离合器油道；
各离合器的齿圈与缸体固定在一起；摩擦副组件具有主动片组和摩擦片组，主动片 组的主动片与摩擦片组的摩擦片呈相互交错排列布置；主动片组的各主动片均带有外花 键，主动片组由其各主动片的外花键与齿圈的内花键相啮合；摩擦片组的各摩擦片均带 有内花键，摩擦片组由其各摩擦片的内花键与离合器齿轮的套体的外花键相啮合；各离 合器齿轮通过轴承被支承在各自所在的轴上；压紧分离装置具有挡板、挡圈和活塞；挡 板设置在齿圈的轴向外端部且位于齿圈内，挡圈设置在齿圈上且位于挡板的轴向外侧， 活塞设置在缸体的活塞腔中；挡板的轴向内端面与摩擦副组件的轴向外侧平面相接触， 摩擦副组件的轴向内侧平面与活塞的外端面相接触；
一三档缸体齿轮同时与前进档离合器齿轮和四档离合器齿轮常啮合；换向齿轮同时 与后退档离合器齿轮和第一传动齿轮常啮合，第一传动齿轮又同时与二档离合器齿轮常 啮合； 一档离合器齿轮与二四档缸体齿轮常啮合；三档离合器齿轮与第二传动齿轮常啮 合；第三传动齿轮与输出齿轮常啮合。
上述各离合器的摩擦副组件还具有波形弹簧组；波形弹簧组的环状波形弹簧与主动 片组的主动片呈相互交错排列布置，且各环状波形弹簧与相邻两主动片弹性接触；各主 动片为钢片，各摩擦片为纸基摩擦片。
上述前进档离合器的齿圈和后退档离合器的齿圈为一体件，可称为前后档齿圈；前 后档齿圈的中部带有内花键，前后档缸体带有外花键；前后档齿圈由其内花键与前后档 缸体的外花键相啮合，设置在前后档齿圈上的孔用挡圈在轴向对前后档缸体进行了限 位，从而使前后档齿圈与前后档缸体固定在一起。
上述一档离合器的齿圈焊接固定在一三档缸体上且位于缸体左侧，三档离合器的齿
圈焊接固定在一三档缸体上且位于缸体右侧。
上述二档离合器的齿圈焊接固定在二四档缸体上且位于缸体左侧，四档离合器的齿 圏焊接固定在二四档缸体上且位于缸体右侧。
本传动机构还具有输出法兰，输出法兰有2个，它们是固定在输出轴前端的前输出 法兰和固定在输出轴后端的后输出法兰。
在上述前进档离合器的摩擦副组件处于啮合的状态下，而一档离合器、二档离合器、 三档离合器或四档离合器的摩擦副组件也处于啮合的状态、且其余离合器的摩擦副组件 处于分离的状态时，则使传动机构形成可输出前进一档、前进二档、前进三档或前进四 档速度的传动链；在后退档离合器的摩擦副组件处于啮合的状态下，而一档离合器、二 档离合器、三档离合器或四档离合器的摩擦副组件也处于啮合的状态、且其余离合器的 摩擦副组件处于分离的状态时，则使传动机构形成可输出后退一档、后退二档、后退三 档或后退四档速度的传动链。
本实用新型具有积极的效果(1)本实用新型结构合理紧凑，体积小，重量轻，使 用范围广，传动效率高，可靠性高，能实现前四后四档的车速。(2)本实用新型的结构 使得快速后退容易实现。(3)本实用新型的变速装置的各离合器中以及停车制动装置中 的摩擦副组件采用波形弹簧，由于其变形小、推力均匀，可以使主动片和摩擦片分离迅 速而彻底，使它们之间的间隙控制在较佳的范围内。(4)本实用新型的传递动力的传动 链的形成规律性强，为得到机电化一体程度较高的变速器提供了可能性。
图1为本实用新型的一种结构示意图2为图1的A-A剖视示意图3为图1的B-B剖视示意图4为图1的C-C剖视示意图5为图2中的变距器的主要部分的结构示意图6-1为图2中的前进档离合器和后退档离合器的结构、以及它们安装在输入轴上
的结构示意图6-2为图6-1的I处的放大示意图7为图2中二档离合器和四档离合器的结构、以及它们安装在第三轴上的结构示 意图8为图2中停车制动装置的结构、以及停车制动装置设置在左箱体和输出轴上的 示意图9为图2所示传动机构的传动原理图； 图10为从图9左侧观察时的传动原理图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1及图2，本实施例的整体式动力换档液力变速器的传动机构，具有左箱体6、 右箱体2、液力变距器1和动力换档定轴式的变速装置5。左箱体6与右箱体2固定连 接在一起而构成箱体。
见图2及图3，液力变距器1是单级单相向心式液力变距器，具有泵轮l-l、导轮 1-2、涡轮1-3、泵壳1-4、导轮座1-5、涡轮座1-6、泵轮齿轮1-7、泵壳齿轮1-41、第 一取力装置3、第二取力装置12以及动力输出轴17。该动力输出轴17与变速装置5的 输入轴17是同一根轴。
见图2、图3及图5，输入轴17的左端通过轴承被支承在左箱体6上，输入轴17 的中段通过轴承被支承在右箱体2上，从而输入轴17可相对于箱体转动；液力变距器l 的涡轮座1-6被固定在输入轴17的右端，涡轮1-3通过螺栓固定连接在涡轮座1-6上， 涡轮座1-6上还设有涡轮座轴承1-8、且涡轮座轴承1-8由其内圈固定在涡轮座1-6上。 导轮座1-5通过螺栓固定连接在右箱体2上，且导轮座1-5套在输入轴17外、不与输入 轴17相接触；导轮座1-5上设有导轮座轴承1-9、且导轮座轴承1-9由其内圈固定在导 轮座1-5上。导轮1-2通过渐开线内花键与导轮座1-5花键连接并由轴用挡圈在轴向上 限位；泵轮齿轮1-7、泵轮1-1与泵壳l-4依次通过螺栓两两固定连接在一起而成为一个 整体，该整体的左部由泵轮齿轮1-7和泵轮1-1同时固定在轴承1-9的外圈上，从而转 动连接在导轮座l-5上，该整体的右部由泵壳1-4固定在轴承1-8的外圈上，从而转动 连接在涡轮座1-6上。泵壳1-4具有泵壳齿轮1-41，泵壳齿轮1-41使用时与发动机飞轮 上的外齿圈51相啮合(图9)。
见图5及图9，发动机输出的动力依次经过发动机飞轮、固定连接在发动机飞轮上 的外齿圈51后，而传递到与该外齿圈51啮合的变距器1的泵壳1-4的泵壳齿轮1-41。 随着泵壳齿轮1-41的转动，与泵壳1-4连成一个整体的泵轮1-1和泵轮齿轮1-7通过轴
7
承1-8、 1-9围绕涡轮座1-6和导轮座1-5 —同转动。
见图10及图9，泵轮齿轮l-7的转动则带动与其啮合的两个卫星齿轮一同转动，其 中的一个卫星齿轮3-1属于第一取力装置3，另一个卫星齿轮12-1属于第二取力装置12。 第一取力装置3具有作为取力口的轴套3-2，轴套3-2通过2只轴承转动连接在右箱体2 上，卫星齿轮3-l套在轴套3-2外且固定在轴套3-2上。当油泵的输入轴固定在轴套中 后，即可通过卫星齿轮3-l获得转动力矩；固定在轴套3-2上的输入轴可以驱动变速器 液压油泵和变速器润滑泵4 (图2),固定在第二取力装置12上的输入轴可以驱动工作 系统液压泵(图3)。
见图5及图2，泵轮1-1的转动则使处于变距器1中的工作油在泵轮叶片1-11的带 动下形成液流，该液流通过导轮的轮体及导轮叶片1-21所形成的流道后，在涡轮叶片 1-31的引导下流过涡轮1-3。工作油流过涡轮叶片1-31的同时也将液体动力传递给涡轮 1-3,而使涡轮1-3顺着与泵轮1-1转动方向相同的方向转动，随着涡轮l-3的转动，涡 轮座1-6带动输入轴17 —同转动，从而将来自发动机动动力通过输入轴17传递给变速 装置5。
见图1及图2，变速装置5还具有换向轴37、第二轴22、第三轴34和输出轴27。 换向轴37以悬臂轴的形式固定在左箱体6上。第二轴22和第三轴34的左端通过轴承 被支承在左箱体6上，第二轴22和第三轴34的右端通过轴承被支承在右箱体2上，从 而第二轴22和第三轴34可相对于箱体转动。输出轴27通过2只轴承被支承在左箱体6 上，而可相对于左箱体6转动。输入轴17、第二轴22、第三轴34和输出轴27的轴线 相平行。
变速装置5还具有设置在输入轴17上的输入轴离合部件7、设置在换向轴37上的 换向轴部件ll，设置在第二轴22上的第二轴离合部件8、固定在第二轴22上的第一传 动齿轮23、设置在第三轴34上的第三轴离合部件9、固定在第三轴34上的第二传动齿 轮36和第三传动齿轮24、设置在输出轴27上的输出轴部件10;设置有离合器部件的 轴的内部则具有相应的离合器油道。
见图2及图6-1，输入轴离合部件7具有前进档离合器14和后退档离合器15前进 档离合器14和后退档离合器15均为湿式多片离合器，均具有缸体、带有内花键的齿圈 14-2、摩擦副组件、离合器齿轮和压紧分离装置，压紧分离装置具有活塞14-7、挡板14-8 和挡圈14-9。
两个离合器的缸体为一体件，故可称为前后档缸体14-1;两个离合器的齿圈也为一
体件，故可称为前后档齿圈14-2;前进档离合器14的摩擦副组件与启退档离合器15的 摩擦副组件相互独立设置，故可分别称为前进档摩擦副组件和后退档摩擦副组件；前进 档离合器14的离合器齿轮与后退档离合器15的离合器齿轮相互独立设置，故可分别称 为前进档离合器齿轮13和后退档离合器齿轮16;前进档离合器14的压紧分离装置的活 塞与后退档离合器15的压紧分离装置的活塞相互独立设置，故可分别称为前进档活塞 14-7-1和后退档活塞14-7-2;前进档离合器14的压紧分离装置的挡板与后退档离合器 15的压紧分离装置的挡板相互独立设置，故可分别称为前进档挡板14-8-1和后退档挡 板14-8-2;前进档离合器14的压紧分离装置的挡圈与后退档离合器15的压紧分离装置 的挡圈相互独立设置，故可分别称为前进档挡圈14-9-1和后退档挡圈14-9-2。
前后档缸体14-1通过过盈配合固定在输入轴17上；前后档缸体14-1带有位于周向 外侧的轴向外花键，设有2个开口朝向轴向外侧的截面形状为环形的活塞腔，它们是用 于放置前进档活塞14-7-1的前进档活塞腔和用于放置后退档活塞14-7-2的后退档活塞 腔；前后档缸体14-1还设有与前进档活塞腔相通的前进档活塞油道15-1，还设有与前 进档活塞腔相通、且通往缸体外的泄压小孔15-3，其中的前进档活塞油道15-1与输入 轴17的前进档离合器油道17-1相接通；前后档缸体14-1还设有与后退档活塞腔相通的 后退档活塞油道15-2,还设有与后退档活塞腔相通、且通往缸体外的泄压小孔15-4,其 中的后退档活塞油道15-2与输入轴17的后退档离合器油道17-2相接通。
前后档齿圈14-2还设有位于右部的前进档内花键、位于中部的缸体内花键和位于 左部的后退内花键。前后档齿圈14-2套在前后档缸体14-1夕卜，且通过其内花键与前后 档缸体14-1的外花键相啮合，从而两者在周向上相互限位，设置在前后档齿圈14-2上 的孔用挡圈在轴向对前后档缸体14-1进行了限位，从而使前后档齿圈14-2与前后档缸 体14-1固定在一起。
前进档摩擦副组件和后退档摩擦副组件均具有主动片组、摩擦片组和波形弹簧组； 主动片组的主动片14-3与摩擦片组的摩擦片14-4呈相互交错排列布置，主动片组的主 动片14-3与波形弹簧组的环状波形弹簧14-5也呈相互交错排列布置，且摩擦副组件的 两侧均为主动片14-3;设置在两相邻主动片14-3之间的环状波形弹簧14-5位于相应的 摩擦片14-4的外周、且与两相邻主动片14-3弹性接触。主动片组的各主动片14-3均带 有外花键，摩擦片组的各摩擦片14-4均带有内花键。
见图6-2，各主动片14-3为钢片，各摩擦片14-4为纸基摩擦片，各环状波形弹簧的 弹性变形方向为轴向。
见图6-1，前进档摩擦副组件的主动片组由其各主动片14-3的外花键与前后档齿圈 14-2的位于右部的内花键相啮合，从而该主动片组与前后档齿圈14-2在周向上相互限
位，且该主动片组可在轴向上相对于前后档齿圈滑动；后追档JT擦副组件的主动片组由 其各主动片14-3的外花键与前后档齿圈14-2的位于左部的内花键相啮合，从而该主动 片组与前后档齿圈14-2在周向上相互限位，且该主动片组可在轴向上相对于前后档齿 圈滑动。
前进档离合器齿轮13和后退档离合器齿轮16的套体14-6上均带有外花键；前进 档摩擦副组件的摩擦片组由其各摩擦片H-4的内花键与前进档离合器齿轮13的套体 14-6-1的外花键相啮合，从而该摩擦片组与前进档离合器齿轮13的套体14-6-1在周向 上相互限位，且该摩擦片组可在轴向上相对于前进档离合器齿轮13的套体14-6-1滑动。 后退档摩擦副组件的摩擦片组由其各摩擦片14-4的内花键与后退档离合器齿轮16的套 体14-6-2的外花键相啮合，从而该摩擦片组与后退档离合器齿轮16的套体14-6-2在周 向上相互限位，且该摩擦片组可在轴向上相对于后退档离合器齿轮16的套体14-6-2滑 动。
前进档离合器齿轮13通过滚针轴承被支承在输入轴17上而可相对于输入轴17转 动，且前进档离合器齿轮13在轴向上被限位。后退档离合器齿轮16通过滚针轴承被支 承在输入轴17上而可相对于输入轴17转动，且后退档离合器齿轮16在轴向上被限位。 输入轴17的内部设有前进档离合器袖道17-1和后退档离合器油道17-2。
前进档活塞14-7-1和后退档活塞14-7-2均具有环状的止退环。前进档活塞14-7-1 设置在前后档缸体14-1的前进档活塞腔中，前进档挡板14-8-1设置在前后档齿圈14-2 的右端部、且位于前后档齿圈14-2内；前进档挡圈14-9-1为孔用挡圈，设置在前后档 齿圈14-2上、且位于前进档挡板14-8-1的右侧，从而在右侧对前进档挡板14-8-1进行 阻挡。前进档挡板14-8-1的左端面与前进档摩擦副组件的右侧平面相弹性接触，前进档 摩擦副组件的左侧平面与前进档活塞的右端面弹性接触，前进档活塞14-7-1的背部朝向 前后档缸体14-1的前进档活塞油道15-1。
后退档活塞14-7-2设置在前后档缸体14-1的后退档活塞腔中，后退档挡板14-8-2 设置在前后档齿圈14-2的左端部、且位于前后档齿圈14-2内；后退档挡圈14-9-2为孔 用挡圈，设置在前后档齿圈H-2上、且位于后退档挡板14-8-2的左侧，从而在左侧对 后退档挡板14-8-2进行阻挡。后退档挡板14-8-2的右端面与后退档摩擦副组件的左侧 平面相弹性接触，后退档摩擦副组件的右侧平面与后退档活塞14-7-2的左端面相弹性接 触，后退档活塞14-7-2的背部朝向前后档缸体14-1的后退档活塞油道15-2。
不论是前进档离合器14的摩擦副组件、还是后退档离合器15的摩擦副组件处于"分 离"的状态下，在输入轴17转动时，固定在输入轴17上的前后档缸体14-1以及与前 后档缸体14-1固定连接在一起的前后档齿圈14-2随着一起转动，而在周向上与前后档
齿圈14-2的内花键相啮合的2个摩擦副组'件的生动片组的各主动片14-3则因在周向上 被限位，故随同输入轴17—同转动。因为此时主动片组的各相邻主动片14-3与夹在其 中的相应的摩擦片14-4之间处于"相离"的状态，故摩擦片组的状态不受主动片组的 转动的影响，仍然保持不传递动力的状态，从而使设置在输入轴17上的输入轴离合部 件7处于不传递动力的状态。
当发动机启动后，将原动力传递给变距器l，变距器l一方面将动力由动力输出轴 17 (变速装置的输入轴)传递给变速装置5，使固定在输入轴17上的前后档缸体14-1、 与前后档缸体14-1固定连接在一起的前后档齿圈14-2、被前后档齿圈14-2在周向上进 行限位的摩擦副组件的主动片组随着一起转动；变距器1另一方面通过第一取力装置3 使液压油泵启动而使变速装置5的液压系统工作。
当操作人员将档位操作杆推向前进档位中的一个或后退档位中的一个时，与操作杆 相连的控制电路则控制相应的电磁阀导通，进而控制变速器液压油路中的油路阀门的导 通与闭合，从而使液压油流向相应的离合器，而使这个或这些离合器的摩擦副组件的状 态由"分离"变为"啮合"，从而在变速装置5中形成相应档位的传动链，而通过其输 出轴27输出一定方向和转速的扭距。
若上述由"分离"变为"啮合"的摩擦副组件属于前进档离合器14时，则在输入 轴17的转动中，液压油流入输入轴17的前进档离合器油道17-1后，再经过前后档缸 体14-1的前进档活塞油道15-1而流入前进档活塞腔，从而对前进档活塞14-7-1施加压 力，使之克服波形弹簧组的各环状波形弹簧14-5的弹力，而将前进档摩擦副组件的主 动片组与被夹在它们中间的各摩擦片14-5相互压紧而啮合在一起(泄压小孔15-3的存 在虽然会降低液压袖的压力，但是不影响对前进档活塞14-7-1的推动)。此时，摩擦副 组件处于啮合状态，在静摩擦力的作用下摩擦片组跟随主动片组一同转动，进而摩擦片 组带动在周向上相互限位的前进档离合器齿轮13的套体14-6-1随之一同转动，前进档 离合器齿轮13的套体14-6-1的转动则同时使前进档离合器齿轮13将动力传递至第二轴 离合部件8。
若要变速装置5形成与档位操作杆的档位所对应的传动链、而此时又需要前进档离 合器14的摩擦副组件由"啮合"变为"分离"时，则流向前进档离合器14的液压油通 道被相应的阀门关闭，留在阀门至前进档离合器14的前进档活塞腔的油路中的液压油 因为泄压小孔15-3的存在而继续向前后档缸体14-1外流动而进入油压较低的润滑油油 路，直到前进档活塞腔中的油压与润滑油油路中的油压相同为止，从而实现了对前进档 活塞腔中液压油的泄压。此时，前进档摩擦副组件在其各环状波形弹簧14-5的弹力作 用下，向前进档活塞14-7-1施加压力使之左移而使前进档摩擦副组件松开，此时，各摩
擦片14-4不再随主动片14-3 —同转动，前进档离合器齿轮13也不苒抟递动力给第二轴 离合部件8。当前进档活塞14-7-1在前进档摩擦副组件的弹力作用下向左移动至其止退 环与前后档缸体14-1相接触时，因受阻而不再左移。
同理，若要变速装置形成与档位操作杆的档位所对应的传动链、而需要后退档离合 器15的摩擦副组件由"分离"变为"啮合"时，则后退档离合器15在其摩擦副组件"啮 合"的状态下，将由输入轴17传递的动力通过后退档离合器15的摩擦副组件传递给后 退档离合器齿轮16，再由后退档离合器齿轮16传递给换向轴部件11;若后退档离合器 的摩擦副组件由"啮合"变为"分离"后，则后退档摩擦副组件的摩擦片组不再跟随主 动片组一同转动，而不能继续传递动力。
见图4、图9及图10,换向轴部件11具有向心球轴承38和换向齿轮39;向心球轴 承38由其内圈固定在换向轴37上，换向齿轮39固定在向心球轴承38的外圈上；换向 齿轮39与输入轴离合部件7的后退档离合器齿轮16常啮合，同时还与第二轴离合部件 8的第一传动齿轮23常啮合。
换向轴部件11部件的作用是当后退档离合器15的摩擦副组件由"分离"变为"啮 合"时，由后退档离合器齿轮16将动力传递给换向齿轮39,再由换向齿轮39将动力通 过第二轴离合部件8的第一传动齿轮23传递给第二轴22。
此时，第二轴22的转动方向与通过前进档离合器齿轮13传递动力至第二轴离合部 件8时第二轴22的转动方向相反。
见图2、图9及图10、并参见图7，第二轴离合部件8具有一档离合器20和三档离 合器21。
从结构上来说，第二轴离合部件8与输入轴离合部件7基本相同。其中， 一档离合 器20的结构与后退档离合器15的结构基本相同，三档离合器21的结构与前进档离合 器14的结构基本相同，其中 一档离合器齿轮40的结构与后退档离合器齿轮16的结 构相同，只是在齿数上可以有不同，而三档离合器齿轮19的结构与前进档离合器齿轮 13的结构相同，也只是在齿数上可以有不同。另外，和输入轴离合部件7的前后档缸体 14-1与输入轴17过盈配合固定连接在一起相类似，第二轴离合部件8的一三档缸体也 与所在的第二轴22过盈配合固定连接在一起；再有，和输入轴离合部件7的前进档离 合器齿轮13和后退档离合器齿轮16均通过各自的滚针轴承与输入轴17转动连接并在 轴向上被限位相类似，第二轴离合部件8的三档离合器齿轮19和一档离合器齿轮40也 均通过各自的滚针轴承与第二轴22转动连接并在轴向上被限位。
第二轴离合部件8与输入轴离合部件7的不同之处在于第二轴离合部件8的一挡 离合器20的缸体和三档离合器21的缸体虽然也是一体件，而可称为一三档缸体，但是， 该缸体还起到一个齿轮的作用，因此，又将一三档缸体作为一三档缸体齿轮18。另外， 两个离合器的齿圈并不是一个一体件，而是将一档离合器20的设有内花键的齿圈焊接 固定在一三档缸体上且位于缸体左侧，将三档离合器21的设有内花键的齿圈焊接固定 在一三档缸体上且位于缸体右侧而得到的一个整体构件。
另外，对于第二轴22来说，第二轴22的内部设有一档离合器油道和三档离合器油道。
固定在第二轴22上的第一传动齿轮23同时与换向轴部件11的换向齿轮39和第三
轴离合部件9的二档离合器齿轮25常啮合；
一档离合器齿轮40与第三轴离合部件9的二四档缸体齿轮33常啮合； 一三档缸体齿轮18同时与输入轴离合部件7的前进档离合器齿轮13和第三轴离合
部件9的四档离合器齿轮35常啮合；
三档离合器齿轮19与固定在第三轴24上的第二传动齿轮36常啮合。 第二轴离合部件8中的一挡离合器20的摩擦副组件和三档离合器21的摩擦副组件
也由相应的油路是否接通液压油而确定其是处于"啮合"的状态，还是处于"分离"的状态。
见图2、图7、图9及图10，第三轴离合部件9具有二档离合器31和四档离合器32。
从结构上来说，第三轴离合部件9与第二轴离合部件8基本相同。其中，二档离合 器31的结构与一档离合器20的结构相同，四档离合器32的结构与三档离合器21的结 构相同，其中的二档离合器齿轮25的结构与一档离合器齿轮40的结构相同，只是在齿 数上可以有不同，而四档离合器齿轮35的结构与三档离合器齿轮19的结构相同，也只 是在齿数上可以有不同。第三轴离合部件9的二四档缸体也与一三档缸体相同，故又可 将二四档缸体作为二四档缸体齿轮33。
另外，第三轴离合部件9的二档离合器齿轮25与第三轴34的连接关系相似于第二 轴离合部件8的一档离合器齿轮40与第二轴22的连接关系，不同之处在于所使用的 滚针轴承的数量不同。
再有，第三轴离合部件9的四档离合器齿轮35与第三轴34的连接关系相似于第二 轴离合部件8的三档离合器齿轮19与第二轴22的连接关系，不同之处在于所使用的 滚针轴承的数量不同。
另外，对于第三轴34来说，第三轴34的内部设有二档离合器油道34-1和四档离 合器油道34-2。
固定在第三轴34上的第三传动齿轮24与输出轴部件10的输出齿轮29常啮合。 第三轴离合部件9中的二挡离合器31的摩擦副组件和四档离合器32的摩擦副组件
也由相应的油路是否接通液压油而确定其是处于"啮合"的状态，还是处于"分离"的状态。
见图2，输出轴部件10具有输出齿轮29、前输出法兰26和后输出法兰30;输出齿 轮29固定在输出轴27上；前输出法兰26固定在输出轴27的前端，后输出法兰30固 定在输出轴27的后端。
见图8及图2，本实施例的变速器的传动机构还具有停车制动装置28;停车制动装 置28安装在左箱体6和输出轴27上。本实施例的停车制动装置28为常制动型制动装 置。
见图8及图2，停车制动装置28的轴与输出轴27为同一根轴，停车制动装置28 还具有支承座28-2、制动壳体28-l、制动摩擦副组件、轴套28-8、制动压紧分离装置和 制动解除装置。
支承座28-2具有开口向左的压簧腔，支承座28-2固定连接在左箱体6上；输出轴 27通过设置在其左部的轴承28-14被支承在支承座28-2上，通过设置在其右部的轴承 28-20被支承在左箱体6上，从而输出轴27可相对于左箱体6转动；带有内花键的制动 壳体28-1具有开口向右的活塞腔28-10，制动壳体28-1位于支承座28-2的左侧且固定 连接在左箱体6上；带有外花键的轴套28-8固定在输出轴27上、且位于制动壳体28-1 的中间；制动摩擦副组件包括主动片组、摩擦片组和波形弹簧组；主动片组的主动片28-4 与摩擦片组的摩擦片28-5呈相互交错排列布置，主动片组的主动片28-4与波形弹簧组 的环状波形弹簧28-7也呈相互交错排列布置，且摩擦副组件的两侧均为主动片28-4; 各环状波形弹簧28-7位于相应的摩擦片28-5的外周、且与两相邻主动片28-4弹性接触。 主动片组的各主动片28-4均带有外花键，摩擦片组的摩擦片28-5均带有内花键；各主 动片28-4为钢片，各摩擦片28-5为纸基摩擦片，；各环状波形弹簧28-7的弹性变形方 向为轴向；摩擦片组由其各摩擦片28-5的内花键与轴套28-8的外花键相啮合，从而摩 擦片组与轴套28-8在周向上相互限位，且摩擦片组可在轴向相对于轴套28-8滑动；主 动片组由其各主动片28-4的外花键与制动壳体28-1的内花键相啮合，从而主动片组与
制动壳体28-1在周向上相互限位，且主动片组可在轴向相对于制动壳体28-l滑动；
制动压紧分离装置具有挡板28-6、左挡圈、制动活塞28-9和制动压簧28-9。挡板 28-6设置在制动壳体28-1左端且位于制动壳体28-l内，左挡圈设置在制动壳体28-1上 且位于挡板28-6的左侧而对挡板28-6进行阻挡，制动压簧28-9设置在支承座28-2的 压簧腔中；制动活塞28-3是通过环形连接板将同轴线的小圆环柱体和大圆环柱体连为 一体的一体件，且大圆环柱体位于小圆环柱体的外围；制动活塞28-3的大圆环柱体的 左部位于制动壳体28-l的开口向右的活塞腔中。
挡板28-6的右端面与制动摩擦副组件的左侧平面相接触，制动摩擦副组件的右侧 平面与制动活塞28-3的小圆环柱体的左端面相接触，制动活塞28-3的右端面与制动压 簧28-9相弹性接触，制动压簧28-9的弹力克服制动摩擦副组件中的环状波形弹簧28-7 的弹力而使制动摩擦副组件的主动片组与被夹在它们中间的各摩擦片28-5相互压紧而 啮合在一起；此时，制动摩擦副组件处于啮合状态。
制动压簧28-9为组合压簧，组合压簧有5组，每组组合压簧28-9具有两只直径不 同的圆柱压簧、且由大圆柱压簧套在小圆柱压簧外组成。
因为此时对于制动摩擦副组件的主动片组来说，不仅与制动壳体28-1处于相互周 向限位状态，而制动壳体28-l又固定在左箱体6上，而且因与制动摩擦副组件的摩擦 片组之间在轴向被压紧而啮合后，各主动片284与摩擦片28-5的径向表面之间存在较 大的静摩擦力，而使摩擦片28-5不能转动，从而控制在周向与摩擦片组相互限位的轴 套28-8不能转动，进而使得与轴套28-8固定在一起的输出轴27不能转动，从而使变速 装置5传递过来的动力在制动摩擦副组件处被切断，实现了常制动的功能。
当需要变速装置5通过输出轴27或通过输出法兰向外输出动力时，在发动机启动 的状态下，将制动开关的拨钮拨向解除制动的位置，此时，控制电路控制常开的制动用 电磁阀闭合，而使液压系统对停车制动的油路进行加压，液压油进入制动壳体28-1的 活塞腔28-10中，液压油克服组合压簧28-9的弹力，从左侧对制动活塞28-3的大圆环 柱体施加向右移动的压力，使制动活塞28-3克服组合压簧28-9的弹力而向右移动，制 动摩擦副组件中的主动片组则在各环状波形弹簧28-7的弹力的作用下在向右移动的同 时而拉开相邻主动片28-4之间的距离，从而与摩擦片28-5相分离。此时的制动摩擦副 组件则处于分离状态，各摩擦片28-5可随输出轴27 —同转动，从而使输出轴27可向 外输出动力。
若在此状态下，将制动开关的拨钮拨向制动的位置时，则控制电路控制制动用电磁 阀导通，而使停车制动油路的被泄压，则组合压簧28-9克服环状波形弹簧28-7的弹力 而使制动摩擦副组件的主动片组与被夹在它们中间的各摩擦片28-5被压紧而啮合在一
起，从而使变速装置5回到制动状态。
停车制动装置28的制动解除装置具有3个解除螺栓28-12，制动壳体28-1还设有 与其活塞腔相通，且通向壳体外的3个螺孔；各解除螺栓28-12穿过固定连接在制动壳 体28-l上的端盖28-11后，旋合在制动壳体28-l的相应1个螺孔上，且解除螺栓28-12 的尾端对准活塞28-3的大圆环柱体的左端面。
当发动机不工作或由于停车制动操纵电气或油路故障等问题，则需要解除停车制动 进行整机牵引相应的工程机械(如装载机等)，使之行走至安全地方。此时，通过操纵 三只解除螺栓28-12，使三只解除螺栓28-12顶紧制动活塞28-3，克服组合弹簧28-9的 弹力，而使制动摩擦副组件的主动片28-4与摩擦片28-5分离，从而使解除了停车制动 状态。
见图9及图10,在停车制动装置28处于解除制动的状态下，本传动机构实现前四 后四的传动链的过程如下
在前进档离合器14的摩擦副组件处于啮合的状态下，而一档离合器20、 二档离合 器31、三档离合器21或四档离合器32的摩擦副组件也处于啮合的状态、且其余离合器 的摩擦副组件处于分离的状态时，从而使传动机构形成可输出前进一档、前进二档、前 进三档或前进四档速度的传动链；在后退档离合器15的摩擦副组件处于啮合的状态下， 而一档离合器20、 二档离合器31、三档离合器21或四档离合器32的摩擦副组件也处 于啮合的状态、且其余离合器的摩擦副组件处于分离的状态时，从而使传动机构形成可 输出后退一档、后退二档、后退三档或后退四档的速度的传动链。现详细说明如下
当前进档离合器14的摩擦副组件和二挡离合器31的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传递 给前进档离合器14的摩擦副组件，再由前进档离合器14的摩擦副组件将动力依次经过 前进档离合器齿轮13、 一三档缸体齿轮18、第二轴22、第一传动齿轮23、 二档离合器 31的二档离合器齿轮25而传递给二档离合器31的摩擦副组件，再由二档离合器31的 摩擦副组件将动力依次经过二四档缸体、第三轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而 传递给输出轴27;从而使变速器的传动机构形成可输出前进二档速度的传动链。
当后退档离合器15的摩擦副组件和二挡离合器31的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给后退档离合器15的摩擦副组件，再由后退档离合器15的摩擦副组件将动力依次经 过后退档离合器齿轮16、换向齿轮39、第一传动齿轮23、 二档离合器31的二档离合器 齿轮25而传递给二档离合器31的摩擦副组件，再由二档离合器31的摩擦副组件将动
力依次经过二四档缸体、第三轴34、第三传动齿轮24、输tH齿轮29而传递给输出轴27; 从而使变速器的传动机构形成可输出后退二档速度的传动链。
当前进档离合器14的摩擦副组件和四挡离合器32的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给前进档离合器14的摩擦副组件，再由前进档离合器14的摩擦副组件将动力依次经 过前进档离合器齿轮13、 一三档缸体齿轮18、四档离合器32的四档离合器齿轮35而 传递到四档离合器32的摩擦副组件，再由四档离合器32的摩擦副组件将动力依次经过 二四档缸体、第三轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而传递给输出轴27;从而使变 速器的传动机构形成可输出前进四档速度的传动链。
当后退档离合器15的摩擦副组件和四挡离合器32的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给后退档离合器15的摩擦副组件，再由后退档离合器15的摩擦副组件将动力依次经 过后退档离合器齿轮16、换向齿轮39、第一传动齿轮23、第二轴22、 一三档缸体齿轮 18、四挡离合器32的四档离合器齿轮35而传递给四档离合器32的摩擦副组件，再由 四档离合器32的摩擦副组件将动力依次经过二四档缸体、第三轴34、第三传动齿轮24、 输出齿轮29而传递给输出轴27;从而使变速器的传动机构形成可输出后退四档速度的 传动链。
当前进档离合器14的摩擦副组件和一挡离合器20的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给前进档离合器14的摩擦副组件，再由前进档离合器14的摩擦副组件将动力依次经 过前进档离合器齿轮13、 一三档缸体齿轮18而传递给一档离合器20的摩擦副组件，再 由一挡离合器20的摩擦副组件将动力依次经一档离合器齿轮40、 二四档缸体齿轮33、 第三轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而传递给输出轴27;从而使变速器的传动机 构形成可输出前进一档速度的传动链。
当后退档离合器15的摩擦副组件和一挡离合器20的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给后退档离合器15的摩擦副组件，再由后退档离合器15的摩擦副组件将动力依次经 过后退档离合器齿轮16、换向齿轮39、第一传动齿轮23、第二轴22、 一三档缸体而传 递给一档离合器20的摩擦副组件，再由一挡离合器20的摩擦副组件将动力依次经一档 离合器齿轮40、 二四档缸体齿轮33、第三轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而传 递给输出轴27;从而使变速器的传动机构形成可输出后退一档速度的传动链。
当前进档离合器14的摩擦副组件和三挡离合器21的摩擦副组件均处于"啮合"的
状态、而其余的离合器的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传递 给前进档离合器14的摩擦副组件，再由前进档离合器14的摩擦副组件将动力依次经过 前进档离合器齿轮13、 一三档缸体齿轮18而传递给三档离合器21的摩擦副组件，再由 三档离合器21的摩擦副组件将动力依次经三档离合器齿轮19、第二传动齿轮36、第三 轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而传递给输出轴27;从而使变速器的传动机构形 成可输出前进三档速度的传动链。
当后退档离合器15的摩擦副组件和三挡离合器21的摩擦副组件均处于"啮合"的 状态、而其余的离合器的的摩擦副组件处于分离状态时，由输入轴17将输入的动力传 递给后退档离合器15的摩擦副组件，再由后退档离合器15的摩擦副组件将动力依次经 过后退档离合器齿轮16、换向齿轮39、第一传动齿轮23、第二轴22、 一三档缸体而传 递给三档离合器20的摩擦副组件，再由三档离合器20的摩擦副组件将动力依次经三档 离合器齿轮19、第二传动齿轮36、第三轴34、第三传动齿轮24、输出齿轮29而传递 给输出轴27;从而使变速器的传动机构形成可输出后退三档速度的传动链。
权利要求1、一种工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构，具有液力变距器(1)和动力换档定轴式的变速装置(5)；变速装置(5)的输入轴(17)也是液力变距器(1)的动力输出轴；其特征在于还具有左箱体(6)和右箱体(2)；左箱体(6)与右箱体(2)固定连接在一起而构成箱体；变速装置(5)还具有换向轴(37)、第二轴(22)、第三轴(34)和输出轴(27)；换向轴(37)固定在左箱体(6)上；输入轴(17)、第二轴(22)、第三轴(34)和输出轴(27)通过各自的轴承被支承在箱体上，且各轴的轴线相平行；变速装置(5)还具有设置在输入轴(17)上的输入轴离合部件(7)、转动连接在换向轴(37)上的换向齿轮(39)、设置在第二轴(22)上的第二轴离合部件(8)、固定在第二轴(22)上的第一传动齿轮(23)、设置在第三轴(34)上的第三轴离合部件(9)、固定在第三轴(34)上的第二传动齿轮(36)和第三传动齿轮(24)、固定在输出轴(27)上的输出齿轮(29)；输入轴离合部件(7)具有前进档离合器(14)和后退档离合器(15)；第二轴离合部件(8)具有一档离合器(20)和三档离合器(21)；第三轴离合部件(9)具有二档离合器(31)和四档离合器(32)；上述各离合器均为湿式多片离合器，各离合器均主要包括缸体、具有内花键的齿圈、摩擦副组件、带有外花键的离合器齿轮和压紧分离装置；设置在同一根轴上的两个离合器的缸体为一体件，根据所在的不同离合部件，分别称为前后档缸体、一三档缸体和二四档缸体，且一三档缸体和二四档缸体也各是一个缸体齿轮(18，33)；各缸体均具有2个活塞腔及其活塞腔油道和泄压小孔，设置有离合器的轴的内部则具有相应的离合器油道；各离合器的齿圈与缸体固定在一起；摩擦副组件具有主动片组和摩擦片组，主动片组的主动片与摩擦片组的摩擦片呈相互交错排列布置；主动片组的各主动片均带有外花键，主动片组由其各主动片的外花键与齿圈的内花键相啮合；摩擦片组的各摩擦片均带有内花键，摩擦片组由其各摩擦片的内花键与离合器齿轮的套体的外花键相啮合；各离合器齿轮通过轴承被支承在各自所在的轴上；压紧分离装置具有挡板、挡圈和活塞；挡板设置在齿圈的轴向外端部且位于齿圈内，挡圈设置在齿圈上且位于挡板的轴向外侧，活塞设置在缸体的活塞腔中；挡板的轴向内端面与摩擦副组件的轴向外侧平面相接触，摩擦副组件的轴向内侧平面与活塞的外端面相接触；一三档缸体齿轮(18)同时与前进档离合器齿轮(13)和四档离合器齿轮(35)常啮合；换向齿轮(39)同时与后退档离合器齿轮(16)和第一传动齿轮(23)常啮合，第一传动齿轮(23)又同时与二档离合器齿轮(25)常啮合；一档离合器齿轮(40)与二四档缸体齿轮(33)常啮合；三档离合器齿轮(19)与第二传动齿轮(36)常啮合；第三传动齿轮(24)与输出齿轮(29)常啮合。
2、 根据权利要求1所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构， 其特征在于各离合器的摩擦副组件还具有波形弹簧组；波形弹簧组的环状波形弹簧与 主动片组的主动片呈相互交错排列布置，且各环状波形弹簧与相邻两主动片弹性接触； 各主动片为钢片，各摩擦片为纸基摩擦片。
3、 根据权利要求1所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构， 其特征在于前进档离合器(14)的齿圈和后退档离合器(15)的齿圈为一体件，可称 为前后档齿圈；前后档齿圈的中部带有内花键，前后档缸体带有外花键；前后档齿圈由 其内花键与前后档缸体的外花键相啮合，设置在前后档齿圈上的孔用挡圈在轴向对前后 档缸体进行了限位，从而使前后档齿圈与前后档缸体固定在一起。
4、 根据权利要求1所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构， 其特征在于 一档离合器(20)的齿圈焊接固定在一三档缸体上且位于缸体左侧，三档 离合器(21)的齿圈焊接固定在一三档缸体上且位于缸体右侧。
5、 根据权利要求1所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构， 二档离合器(31)的齿圈焊接固定在二四档缸体上且位于缸体左侧，四档离合器(32) 的齿圈焊接固定在二四档缸体上且位于缸体右侧。
6、 根据权利要求1所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构， 其特征在于还具有输出法兰，输出法兰有2个，它们是固定在输出轴(27)前端的前 输出法兰(26)和固定在输出轴(27)后端的后输出法兰(30)。
7、 根据权利1至6之一所述的工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机 构，其特征在于在前进档离合器(14)的摩擦副组件处于啮合的状态下，而一档离合 器(20)、 二档离合器(31)、三档离合器(21)或四档离合器(32)的摩擦副组件也处 于啮合的状态、且其余离合器的摩擦副组件处于分离的状态时，则使传动机构形成可输 出前进一档、前进二档、前进三档或前进四档速度的传动链；在后退档离合器(15)的 摩擦副组件处于啮合的状态下，而一档离合器(20)、 二档离合器(31)、三档离合器(21) 或四档离合器(32)的摩擦副组件也处于啮合的状态、且其余离合器处于分离的状态时， 则使传动机构形成可输出后退一档、后退二档、后退三档或后退四档车速的传动链。
专利摘要本实用新型涉及一种工程机械用的整体式动力换档液力变速器的传动机构，它主要由单级单相向心式液力变距器和动力换档定轴式变速装置组成，液力变距器安装变速装置前端，动力换档定轴式变速装置具有轴线相互平行的换向轴、第二轴、第三轴和输出轴以及设置在输入轴上的输入轴离合部件、转动连接在换向轴上的换向齿轮、设置在第二轴上的第二轴离合部件、固定在第二轴上的第一传动齿轮、设置在第三轴上的第三轴离合部件、固定在第三轴上的第二传动齿轮和第三传动齿轮、固定在输出轴上的输出齿轮。本传动机构不仅能形成前四后四档车速的传动链，而且使变速器的结构合理，紧凑，传动力矩大，使用寿命长，并且具有装拆方便，便于维修保养等特点。
文档编号F16H57/02GK201190775SQ20082003375
公开日2009年2月4日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者包振义, 史华杰, 廖晓明, 李锦林, 沈星宇, 跃 陈 申请人:常林股份有限公司