专利名称：无需拆卸可变换齿轮齿数的作业机械的变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及作业机械领域，尤其涉及一种用于此类作业机械上的变速器。
背景技术：
作业机械，例如农业拖拉机，可以利用原动力使其驱动，原动力可采用多种驱动形 式，如后轮驱动、四轮驱动(4WD)、机械前轮驱动(MFWD)、履带型驱动等。在拖拉机使用机械 前轮驱动方式的情况下，前轮驱动是一个典型的非全时驱动方式，驾驶室内的电子开关被 用来在后轮驱动和机械前轮驱动方式之间进行切换。MFWD拖拉机可包括内燃(IC)发动机，该内燃发动机提供输入功率给变速器，变速 器又通过后端差速器连接和驱动后轴。所述变速器可还包括一个通常朝向前进方向的输出 轴，该输出轴通过传动轴或与其相似轴在拖拉机的前端连接MFWD。操作员可以在前胎和后胎之间给配有MFWD的拖拉机指令选择的轮胎组合，或可 以因某种原因要求改变不同的轮胎组合。依靠该选择的轮胎组合，变速器可能需要为MFWD 的输出轴具有不同的齿轮齿数比。传统的配有MFWD输出轴的变速器通常不允许随便改变 齿轮齿数比，无论在最初的装置还是在更新情形下皆如此。因此需要使用具有不同齿轮齿 数比的不同的变速器，或拆卸变速器并替换连接MFWD输出轴的齿轮组。就效率和成本而 言，这些解决方案不是最佳的。因此，本领域需要一种具有变速器的拖拉机，其可以被改变以提供不同齿轮齿数 比给MFWD输出轴而不需要完全拆卸和替换变速器。
发明内容
本发明的第一种形式涉及一种用于车辆的变速器，包括齿轮装置，所述齿轮装置 设有齿轮轴和安装在齿轮轴上的齿轮。所述齿轮可轴向移动并且其与所述齿轮轴的相对旋 转被固定。外壳包括进出口和覆盖在进出口上的进出口盖。进出口盖可旋转地支承齿轮轴 的一端。进出口的尺寸和形状允许齿轮移动穿过外壳并移动到外壳之外。本发明的另一形式涉及一种用于车辆的变速器套件，包括功率输出，所述功率输 出设有输出轴和由输出轴支承的输出齿轮。惰轮装置设有惰轮轴和多个驱动齿轮。每个驱 动齿轮选择性安装到惰轮轴以使其可轴向移动并固定其与所述惰轮轴的相对旋转。每个 驱动齿轮具有相对其它驱动齿轮不同数量的齿，并且每个驱动齿轮被构形用以驱动输出齿 轮。外壳包括进出口和覆盖在进出口上的进出口盖。进出口盖可旋转地支承惰轮轴的一端， 并且进出口的尺寸和形状允许驱动齿轮移动穿过外壳并移动到外壳之外。本发明的再另一形式涉及一种作业机械，包括发动机和与发动机连接的变速器。 该变速器包括功率输入，所述功率输入设有输入轴和由输入轴支承的输入齿轮，以及功率 输出，所述功率输出设有输出轴和由输出轴支承的输出齿轮。惰轮装置机械地互连所述输 入齿轮和所述输出齿轮。惰轮装置设有惰轮轴和驱动齿轮。驱动齿轮安装到惰轮轴以使其 可轴向移动并固定其与所述惰轮轴的相对旋转。外壳包括进出口和覆盖在进出口上的进出口盖。进出口盖可旋转地支承惰轮轴的一端，并且进出口的尺寸和形状允许驱动齿轮移动 穿过外壳并移动到外壳之外。
图1是农业拖拉机中所用的本发明实施例所述的变速器的透视图；图2是图1中所示的变速器的沿线2-2的侧剖视图；图3是图2中细部A的放大视图；图4是图3中所示的惰轮装置的分解透视图。
具体实施例方式现在参照附图，尤其参照图1和图2，示出了农业拖拉机形式的作业机械10的一部 分，特别是拖拉机的后部传动系统。尽管显示为农业拖拉机，作业机械10可以是一个不同 类型作业机械的形式，例如建筑拖拉机或林业机械。拖拉机10包括连接后部差速器14的变速器12，后部差速器14又驱动一对后轴 16。每一后轴16包括外侧轮毂18，相应的后驱动车轮(未画出)安装到外侧轮毂18上。如图1所示的示意图，变速器12包括从动轴20，从动轴20机械连接IC发动机22 并接收来自IC发动机22的旋转输入功率。从动轴20通过与差速器传动轴M相称的齿轮 装置传递旋转功率，差速器传动轴M又从后部差速器齿轮组沈延伸并提供旋转输入功率 给后部差速器齿轮组26(见图2)。从动轴20延伸穿过外壳28并由外壳28可旋转地支承，外壳28同样装载和可旋 转地支承多个其它部件。惰轮装置30也位于外壳28内并由外壳28支承，惰轮装置30在 功率输入32和功率输出34之间机械互连。参照图2和图3，功率输入32包括输入轴36和 由输入轴36支承的输入齿轮38。在所示实施例中，输入轴36其实就是差速器传动轴24， 但它可能是提供输入功率给惰轮装置30的不同的可旋转传动轴。输入轴36接收与IC发 动机22连接的从动轴20的输入功率。术语功率输入32和功率输出34均相对用于惰轮装置30。也就是说，功率输入32 提供输入功率给惰轮装置30，功率输出34从惰轮装置30接收和提供功率输出。功率输出34相似地包括输出轴40和由输出轴40支承的输出齿轮42。在所示的 实施例中，输出轴40延伸穿过外壳28并提供旋转输出功率给拖拉机10前轴上的MFWD。输 出齿轮42与输出轴40联轴，因此，当MFWD通过驾驶室内的开关(未画出)启动而接合时， 输出齿轮42主动跟随输出轴40旋转。惰轮装置30 (图3和图4)包括惰轮轴44、从动齿轮46和驱动齿轮48。从动齿轮 46刚性地固定到惰轮轴44并在运作期间随其一起转动。当在已安装位置时，驱动齿轮48 具有花键联接惰轮轴44的外直径的内直径。驱动齿轮48紧靠惰轮轴44上的肩50以保持 在一个轴向方向，并由卡环52保持在另一轴向方向(用卡环52与驱动齿轮48之间的止推 垫圈53)。进出口盖M构成外壳观的一部分，其装配在外壳观上形成的进出口 56内。进 出口盖M支承一对环形密封垫58，密封垫58密封进出口 56的内直径。进出口盖M利用 三个螺栓60或其它紧固定技术固定在外壳28上。5
进出口盖M还限定支撑轴承62的轴承支撑，轴承62又具有可旋转地支承惰轮轴 44的外端的内圈。惰轮轴44的外端具有圆角64，圆角64提供更容易引导惰轮轴44进入 轴承62的内圈。在拖拉机10的运行条件确定情况下，例如具体的轮胎组合等，期望和/或必须改 变惰轮装置的输入输出(I/O)比率，进而改变输出轴40到MFWD的旋转传动速度。本实施 例中，可以在惰轮装置30上的多个驱动齿轮之间选择，包括驱动齿轮48和附加的驱动齿轮 66(如图3)。驱动齿轮48和66中的每一个具有相同内直径和同样的花键结构，允许与惰 轮轴44上的外部花键配合连接。驱动齿轮48和驱动齿轮66相互不同在于它们具有不同 数量的齿和稍微不同的总体外直径。本实施例中，驱动齿轮48具有三十个齿，而驱动齿轮 66具有三十一个齿，总体外直径的差距小于1毫米。为了将驱动齿轮66调换为驱动齿轮48，反之亦然，把紧固件60从进出口盖M上 移除，进出口盖M沿轴向方向滑出进出口 56。轴承62被压在进出口盖M内并和进出口 盖M —并从惰轮轴44上移除。然后，卡环52和止推垫圈53被从惰轮轴44上移除并通过 进出口 56取出。驱动齿轮48沿轴向方向滑移以至于内部花键脱离惰轮轴44的外部花键。 驱动齿轮48的总体外直径稍少于进出口 56的内直径以使驱动齿轮48可以通过进出口 56 取出。然后，驱动齿轮66移动通过进出口 56并沿轴向方向滑移到惰轮轴44上直到紧靠肩 50固定。卡环52和止推垫圈53重新安装到惰轮轴44上，进出口盖M安装到进出口 56并 螺栓固定至外壳28。在将进出口盖M插入进出口 56过程中，圆角64使惰轮轴44在轴承 62内圈内自居中。利用上述的本发明，惰轮装置30到输出轴40的I/O比率可以变换。传统的变速 器需要从后部差速器14移除变速器12，然后使用一个不同的变速器或从变速器12的背面 拆卸/重装各种部件和齿轮来变换输出轴40的I/O比率。本发明中，I/O比率可以迅速且 方便地变换而无需从后部差速器14移除变速器12，或拆卸变速器12内的其他部件。因此， 本发明提供一种快速且方便的变换输出轴40到车轴上MFWD的I/O比率的方法。已经说明了优选的实施例，显然，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范 围的情况下可以进行各种变型。
权利要求
1.一种用于车辆的变速器，包括一齿轮装置，其包括一齿轮轴和安装至该齿轮轴的一齿轮，所述齿轮可轴向移动并且 其与所述齿轮轴的相对旋转被固定；和一外壳，其包括一进出口和覆盖在该进出口上的一进出口盖，所述进出口盖可旋转地 支承所述齿轮轴的一端，所述进出口的尺寸和形状允许所述齿轮被移动穿过所述壳体并移 动到所述外壳之外。
2.如权利要求1所述的变速器，包括一固定器，其连接所述齿轮轴并轴向地保持所述 齿轮在所述齿轮轴上。
3.如权利要求2所述的变速器，其中，所述固定器是一卡环。
4.如权利要求1所述的变速器，包括由所述进出口盖支承的一轴承，所述轴承可旋转 地支承所述齿轮轴。
5.如权利要求4所述的变速器，其中，在所述进出口盖从所述外壳上移除时所述齿轮 轴从所述轴承上轴向地移除。
6.如权利要求1所述的变速器，其中，所述齿轮通过花键联接所述齿轮轴。
7.如权利要求1所述的变速器，其中，所述齿轮装置进一步包括刚性地固定到所述齿 轮轴的一从动齿轮。
8.如权利要求1所述的变速器，其中，所述进出口盖通过多个紧固件安装到所述外壳。
9.如权利要求1所述的变速器，其中，所述齿轮轴是一惰轮轴，所述齿轮是一驱动齿轮。
10.如权利要求1所述的变速器，其中，所述车辆包括一作业机械。
11.一种用于车辆的变速器套件，包括一功率输出，其包括一输出轴和由该输出轴支承的一输出齿轮；一惰轮装置，其包括一惰轮轴；和多个驱动齿轮，每一驱动齿轮选择性地可安装到所述惰轮轴，使得所述驱动齿轮可轴 向移动并固定其与所述惰轮轴的相对旋转，每一驱动齿轮相对另一所述驱动齿轮具有不同 数量的齿，每一驱动齿轮被构形用以驱动所述输出齿轮；和一外壳，其包括一进出口和覆盖在该进出口上的一进出口盖，所述进出口盖可旋转地 支承所述惰轮轴的一端，所述进出口的尺寸和形状允许所述驱动齿轮被移动穿过所述外壳 并移动到所述外壳之外。
12.如权利要求11所述的变速器套件，进一步包括一固定器，其连接所述惰轮轴并轴 向地保持所述齿轮在所述惰轮轴上。
13.如权利要求12所述的变速器套件，其中，所述固定器是一卡环。
14.如权利要求11所述的变速器套件，包括由所述进出口盖支承的一轴承，所述轴承 可旋转地支承所述惰轮轴。
15.如权利要求14所述的变速器套件，其中，在所述进出口盖从所述外壳上移除时所 述惰轮轴从所述轴承上轴向地移除。
16.如权利要求11所述的变速器套件，其中，所述驱动齿轮通过花键联接所述惰轮轴。
17.如权利要求11所述的变速器套件，其中，所述进出口盖通过多个紧固件安装到所述外壳。
18.一种作业机械，包括一发动机；和一变速器，其与该发动机连接，所述变速器包括一功率输入，其包括一输入轴和由该输入轴支承的一输入齿轮；一功率输出，其包括一输出轴和由该输出轴支承的一输出齿轮；一惰轮装置，其机械地互连所述输入齿轮和所述输出齿轮，所述惰轮装置包括一惰轮 轴和一驱动齿轮，所述驱动齿轮安装到所述惰轮轴，使得所述驱动齿轮可轴向移动并固定 其与所述惰轮轴的相对旋转；和一外壳，其包括一进出口和覆盖在该进出口上的一进出口盖，所述进出口盖可旋转地 支承所述惰轮轴的一端，所述进出口的尺寸和形状允许所述驱动齿轮被移动穿过所述外壳 并移动到所述外壳之外。
19.如权利要求18所述的作业机械，进一步包括一固定器，其连接所述惰轮轴并轴向 地保持所述齿轮在所述惰轮轴上。
20.如权利要求19所述的作业机械，其中，所述固定器是一卡环。
21.如权利要求18所述的作业机械，包括由所述进出口盖支承的一轴承，所述轴承可 旋转地支承所述惰轮轴。
22.如权利要求21所述的作业机械，其中，在所述进出口盖从所述外壳上移除时所述 惰轮轴从所述轴承上轴向地移除。
23.如权利要求18所述的作业机械，其中，所述驱动齿轮通过花键联接所述惰轮轴。
24.如权利要求18所述的作业机械，其中，所述进出口盖通过多个紧固件安装到所述 外壳。
25.如权利要求18所述的作业机械，其中，所述作业机械是一拖拉机，以及所述输出轴 连接机械前轮驱动。
全文摘要
一种用于车辆(10)的变速器(12)，包括齿轮装置，所述齿轮装置设有齿轮轴(44)和安装在齿轮轴(44)上的齿轮(48，66)。所述齿轮(48，66)可轴向移动并且其与齿轮轴(44)的相对旋转被固定。外壳(28)包括进出口(56)和覆盖在进出口(56)上的进出口盖(54)。进出口盖(54)可旋转地支承齿轮轴(44)的一端。进出口(56)的尺寸和形状允许齿轮(48，66)被移动穿过外壳(28)并移动到外壳(28)之外。
文档编号F16H57/02GK102057188SQ200880129736
公开日2011年5月11日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者罗曼·西瑟克, 赫伯特·艾伦·拉森, 雷蒙德·唐纳德·米可 申请人:迪尔公司