一种物料运输车车轴齿轮箱II的制作方法

本实用新型涉及一种车轴齿轮箱，属于铁路大型养路机械设计与制造技术领域。

背景技术：

目前大型养路机械产品装车使用的车轴齿轮箱，除少量自主，基本上均为外购或进口，不仅成本高，而且技术上也受制于人。随着列车提速及高速重载铁路的迅速发展，大型养路机械在线路维护保养中发挥着日益重要的作用。车轴齿轮箱作为大型养路机械动力转向架的重要组成部件，其作用是为大型养路机械自走行及作业走行提供驱动力，并满足列车联挂运行的要求。

物料运输车作为大型养路机械的系列产品之一，其作业时一般和清筛机配套使用，作业速度控制在0～10km/h，与列车连挂运行时要求齿轮箱无动力输出，连挂运行最高速度120 km/h。物料运输车轴重较大，制动方式采用货车的基础制动装置，依据车轴齿轮箱在转向架上布置的空间位置小，工作强度高，工况恶劣，要求重量轻等特点，能满足物料运输车的使用要求，而且价格低廉，性能稳定可靠的车轴齿轮箱是此实用新型的目标所在。

技术实现要素：

本实用新型提供一种物料运输车车轴齿轮箱，其包括箱体，箱体内设置一级减速机构，该一级减速机构包括两个相互啮合的齿轮I和齿轮II，所述齿轮I套装于物料运输车走行轮的车轴上，所述齿轮II装于中间轴，该中间轴上还套装齿轮III，该齿轮III与齿轮IV啮合，该齿轮IV套装于输入轴上，所述齿轮III构成二级减速机构，所述齿轮IV为换挡齿轮，该齿轮IV还连接换挡机构，所述换挡机构连接挡位锁定装置。

优选的是，所述换挡机构包括齿轮IV一端连接的换挡拨叉，该换挡拨叉还连接于换挡油缸的活塞杆，且该活塞杆上还设置复位弹簧，该复位弹簧位于所述换挡拨叉和箱体之间，所述活塞杆末端穿过所述箱体并延伸至箱体外；脱挡时，换挡油缸的压力为零，复位弹簧带动所述换挡拨叉一端的齿轮IV产生脱挡动作，脱挡完成后，复位弹簧仍保持一定弹力，防止齿轮IV再回位进行挂挡动作。

在上述任一方案中优选的是，所述换挡油缸的活塞杆末端装有定位块，该定位块包括定位孔。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体还包括软轴，该软轴一端设有锁定座，连挂运行前，推动锁定座从而使软轴插入所述定位块的所述定位孔中，进行手动软轴插销空挡机械锁定。相当于弹簧机械锁定和手动软轴锁定双重锁定作用。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮IV通过外内花键在所述输入轴上定位，并在所述复位弹簧的作用下沿输入轴上既定的滑槽滑动，外内花键确保所述齿轮IV沿所述输入轴直线滑移；通过在输入轴上滑动的方式进行挡位切换，此种换挡方式结构简单可靠。

在上述任一方案中优选的是，所述挂挡油缸的活塞杆末端的箱体上安装有挡位检测装置，该挡位检测装置包括传感器，通过传感器的探测感知挡位，进而达到控制目标。

在上述任一方案中优选的是，所述挡位检测装置在脱挡位和挂挡位均设置感应开关，在空挡指示灯点亮时才能进行连挂运行，避免似脱非脱状态连挂运行损坏齿轮箱。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮I、齿轮II、齿轮III和齿轮IV为圆柱直齿轮。

在上述任一方案中优选的是，所述物料运输车车轴齿轮箱的换挡机构采用外置油缸驱动滑移式齿轮换挡方式。

在上述任一方案中优选的是，所述物料运输车车轴齿轮箱箱体为焊接箱体。

在上述任一方案中优选的是，所述焊接箱体的壁厚不超过12mm，铸造箱体的壁厚至少为 16mm，相比铸造箱体，所述焊接箱体有如下优点：重量轻，原材料Q345D质量控制成熟，结构强度高，制造缺陷少，箱壁薄，箱体散热性能好。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮I、齿轮II、齿轮III和齿轮IV的材质选用 17CrNiMo6。

在上述任一方案中优选的是，所述车轴齿轮箱总宽度为437mm。

在上述任一方案中优选的是，所述车轴齿轮箱的脱挡位采用液压缸反向主动进油脱挡和弹簧复位，同时弹簧进行空挡机械锁定，脱挡后保证间隙5－7mm，相比原端面齿式2－3mm 安全可靠。

本实用新型所述物料运输车车轴齿轮箱的工作原理是：该齿轮箱采用两级减速，第一级齿轮(即齿轮I和齿轮II)常啮合，第二级齿轮进行挡位变换。在系统压力为零时，车轴齿轮箱换挡机构通过复位弹簧弹力始终处于脱挡位；控制系统发出挂挡动作时，换挡油缸大腔进油，推动活塞杆伸出，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III啮合，进行挂挡，挂挡完成后挂挡油缸大腔保持压力，维持挂挡状态。控制系统发出脱挡动作时，换挡油缸小腔进油，推动活塞杆缩回，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III 脱开，进行脱挡。在挂挡过程中，如系统泄压或关闭发动机，此时挂挡油缸大腔失压，此时通过复位弹簧使挂挡齿轮(即齿轮IV)脱挡并维持脱挡状态，确保行车安全。

本实用新型具有下列优点和效果：空间结构紧凑，车轴齿轮箱重量轻，总计约500KG；焊接箱体箱壁薄，散热性能好；可安装于相比物料车使用强度低，自行在0～10km/h，连挂运行120km/h的同类型产品。在紧凑的内部空间中采用换挡拨叉与油缸体集成方式进行挡位变换，将空间位置发挥到极限。

本实用新型实现了物料运输车车轴齿轮箱研制的完全自主化，拥有完整的全套图纸，不受外部技术条件的制约，并且具有可扩展性，形成系列化、模块化、通用化的产品，制造成本和周期将大幅降低，对于今后物料运输车的装机使用还是其他车型的拓展借用，都是一个意义深远的技术储备。

本实用新型所述箱体在脱、挂挡位均设置感应开关，在空挡指示灯点亮才能进行连挂运行，避免似脱非脱状态连挂运行损坏齿轮箱；且增加空挡锁定装置，在连挂状态下通过复位弹簧和机械软轴空挡双重锁定，确保行车安全。按照国内加工制造成本，本实用新型所述齿轮箱相比同类型进口箱体节约成本50％以上。

附图说明

图1为本实用新型所述一种物料运输车车轴齿轮箱的一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的箱体内的齿轮组结构示意图；

图3为图2所示实施例的齿轮III、齿轮IV以及输入轴的结构示意图；

图4为图3的剖面图；

图5为图1和图3所示实施例的锁定装置的结构示意图；

图6为图1所示实施例的锁定装置的结构示意图；

图7为图1及图6所示实施例的锁定装置的结构示意图；

图8为图1所示实施例的工作流程原理图；

图1-图8中的数字标记的含义是：

1一级减速机构 2焊接箱体 3换挡机构 4二级减速机构

5空挡锁定装置 6挡位检测装置 7车轴 8输入轴 9车轴齿轮箱

31换挡油缸 32换挡拨叉 33复位弹簧

11齿轮I 12齿轮II 13齿轮III 14齿轮IV

141齿轮IV脱挡位 51软轴 52定位块 53挂挡油缸活塞杆

54锁定座 55手柄。

具体实施方式

实施例1.1:一种物料运输车车轴齿轮箱，其包括箱体，箱体内包括两个相互啮合的齿轮 I和齿轮II组成的一级减速机构，所述齿轮I套装于物料运输车走行轮的车轴上，所述齿轮 II装于中间轴上，该中间轴上还套装齿轮III，该齿轮III与齿轮IV啮合，该齿轮IV套装于输入轴上，所述齿轮III构成二级减速机构，所述齿轮IV为换挡齿轮，该齿轮IV连接换挡机构，该换挡机构末端包括挡位锁定装置；齿轮速比分配为：ZI＝71，齿宽115mm；ZII＝16，齿宽119mm；ZIII＝65，齿宽60mm；ZIV＝18，齿宽66mm。

挡位锁定装置包括齿轮IV一端连接的换挡拨叉下部，该换挡拨叉的上部套装于换挡油缸的活塞杆，该活塞杆上与齿轮IV同侧的位置装有复位弹簧。

所述箱体外侧通过安装座的中心孔嵌装软轴，该软轴的尾部连接锁定座，该锁定座还包括手柄，连挂运行前，推动手柄使锁定座推动所述软轴，从而使软轴的头部插入换挡油缸活塞杆末端的定位块的定位孔中，完成手动软轴插销空挡机械锁定。

弹簧机械锁定和手动软轴锁定双重锁定确保连挂运行时，齿轮箱一直处于空挡状态，避免出现似脱非脱的连挂运行状态损坏齿轮箱的工况。

所述换挡油缸活塞杆上方的箱体上装有挡位检测装置，该挡位检测装置与脱挡状态和挂挡状态对应的位置分别装有感应装置，该感应装置通过电路连接感应开关和指示灯，在空挡指示灯点亮时才进行连挂运行，避免似脱非脱状态连挂运行损坏齿轮箱。

上述齿轮箱采用两级减速，第一级齿轮(即齿轮I和齿轮II)常啮合，第二级齿轮进行挡位变换。如图8所示，在系统压力为零时，车轴齿轮箱换挡机构通过复位弹簧弹力始终处于脱挡位；控制系统发出挂挡动作时，换挡油缸大腔进油，推动活塞杆伸出，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III啮合，进行挂挡，挂挡完成后挂挡油缸大腔保持压力，维持挂挡状态。控制系统发出脱挡动作时，换挡油缸小腔进油，推动活塞杆缩回，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III脱开，进行脱挡。在挂挡过程中，如系统卸荷或关闭发动机，此时挂挡油缸大腔失压，此时通过复位弹簧使挂挡齿轮(即齿轮IV) 脱挡并维持脱挡状态，确保行车安全。

实施例1.2:一种物料运输车车轴齿轮箱的作业方法：其包括

a.在系统压力为零时，车轴齿轮箱换挡机构通过复位弹簧弹力始终处于脱挡位；

b.控制系统发出挂挡动作时，换挡油缸大腔进油，推动活塞杆伸出，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III啮合，进行挂挡；

c.挂挡完成后挂挡油缸大腔保持压力，维持挂挡状态。

d.控制系统发出脱挡动作时，换挡油缸小腔进油，推动活塞杆缩回，带动拔叉上挂挡齿轮(即齿轮IV)与中间轴上的齿轮III脱开，进行脱挡。

e.在挂挡过程中，如系统卸荷或关闭发动机，此时挂挡油缸大腔失压，此时通过复位弹簧使挂挡齿轮(即齿轮IV)脱挡并维持脱挡状态，确保行车安全。

挂挡过程依次执行步骤a、b、c。

需要脱挡时，依次执行步骤a、b、c、d。

或依次执行步骤a、b、c、e。

本实施例中优选的是，采用实施例1.1所述的物料运输车车轴齿轮箱。