专利名称：三挡液压换挡定轴式变速箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压换挡变速箱。
背景技术：
三挡变速箱是安装在井下无轨车辆上的传动系部件之一，其主要作用是改变车辆 传动系的传动比，扩大传给驱动轮的转矩和转速的变化范围并能变换驱动轮的旋转方向。 但是，现有三挡变速箱的转矩变化范围小、牵引性能较差且结构复杂。
发明内容本实用新型目的是提供一种三挡液压换挡定轴式变速箱，其解决了现有变速箱转 矩变化范围小、牵引性能较差且结构复杂的技术问题。本实用新型的技术解决方案是一种三挡液压换挡定轴式变速箱，其特殊之处在于包括箱体组件、输入轴组件、前进挡轴组件、三挡轴组件、后退二挡轴组件、一挡轴 组件、输出轴组件、前进挡离合器FWD、三挡离合器3RD、倒挡离合器REV、二挡离合器2ND、一 挡离合器1ST和惰轮Z2 ；所述箱体组件包括前盖11、箱体12、后盖13以及设置在箱体12中部的中间板14 ；所述惰轮Z2通过轴承安装在前盖11上；所述输入轴组件包括输入轴21、固定在输入轴21上的前进齿轮Z1 ；所述前进挡轴组件包括前进挡轴22、固定在前进挡轴22上的第一中间齿轮Z4和 第二中间齿轮Z6 ；所述三挡轴组件包括三挡轴23、固定在三挡轴23上的第三中间齿轮Z8 ；所述后退二挡轴组件包括后退二挡轴31、通过轴承安装在后退二挡轴31上的后 退齿轮Z3，固定在后退二挡轴31上的第四中间齿轮Z5 ；所述一挡轴组件包括一挡轴32、通过轴承安装在一挡轴32上的第五中间齿轮Z7、 固定在一挡轴32上的第六中间齿轮Z9 ；所述输出轴组件包括输出轴41、固定在输出轴41上的输出齿轮Z10 ；所述前进挡离合器FWD设置在输入轴21和第一中间齿轮Z4之间；所述三挡离合 器3RD设置在第二中间齿轮Z6和第三中间齿轮Z8之间；所述倒挡离合器REV设置在后退 齿轮Z3和第四中间齿轮Z5之间；所述二挡离合器2ND设置在第四中间齿轮Z5和一挡轴32 之间；所述一挡离合器1ST设置在第五中间齿轮Z7和第六中间齿轮Z9之间；所述输入轴21的一端通过轴承安装在前盖11上且前端伸出前盖11外，其另一端 通过轴承与前进挡轴22连接，所述前进挡轴22的中部通过轴承安装在中间板14上，所述 前进挡轴22的另一端通过轴承与三挡轴23连接，所述三挡轴23的另一端通过轴承安装在 后盖13上；所述后退二挡轴31的一端通过轴承安装在前盖11上，其另一端通过轴承与一挡轴32连接，所述一挡轴32的中部通过轴承安装在中间板14上，另一端通过轴承安装在后 盖13上；所述输出轴41的一端通过轴承安装在后盖13上，其另一端通过轴承安装在前盖 11上且端部伸出前盖11外；所述输出轴41的中部通过轴承安装在中间板14上；所述前进齿轮Z1与惰轮Z2啮合，所述惰轮Z2与后退齿轮Z3啮合；所述第一中间 齿轮Z4和第四中间齿轮Z5啮合；所述第二中间齿轮Z6和第五中间齿轮Z7啮合；所述第三 中间齿轮Z8和第六中间齿轮Z9啮合；所述第六中间齿轮Z9和输出齿轮Z10啮合。上述前进齿轮Z1、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第一中间齿轮Z4、第四中间齿轮Z5、第二 中间齿轮Z6、第五中间齿轮Z7、第三中间齿轮Z8、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10均为圆柱 斜齿轮。上述前进齿轮Z1的压力角a =20°，螺旋角0 =16°，模数mn = 3. 25，齿数z =42 ；所述惰轮Z2的压力角a =20°，螺旋角0 =16°，模数mn = 3. 25，齿数z = 31 ；所述后退齿轮Z3的压力角a = 20°，螺旋角0 = 16°，模数mn = 3. 25，齿数z =42 ；所述第一中间齿轮Z4的压力角 齿数z = 58 ；所述第四中间齿轮Z5的压力角 齿数z = 58。上述第二中间齿轮Z6的压力角 齿数z = 28 ；所述第五中间齿轮Z7的压力角 齿数z = 61。上述第二中间齿轮Z6的压力角 齿数z = 27 ；所述第五中间齿轮Z7的压力角 齿数z = 62。上述第三中间齿轮Z8的压力角 齿数z = 46 ；所述第六中间齿轮Z9的压力角 齿数z = 25 ；所述输出齿轮Z10的压力角a =20°，螺旋角3 =9.8°，模数mn = 4. 25，齿数 z = 46。本实用新型的技术效果为1、本实用新型变速箱通过设置中间板，结构简单、制造容易、维修与保养方便。2、本实用新型变速箱通过设置中间板，可靠性高，使用寿命长。3、本实用新型变速箱采用圆柱斜齿轮传动，传动效率高、噪音小。4、本实用新型变速箱具有足够的挡位数和合适的传动比，可使井下无轨车辆在合
a =20°，螺旋角 3 = 21.6°，模数 mn = 2.5， a =20°，螺旋角 3 = 21.6°，模数 mn = 2.5， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模数 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模数 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模数 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 20.3°，模数 mn = 3.25， a =20°，螺旋角 3 = 9.8°，模数 mn = 4.25， a =20°，螺旋角 3 = 9.8°，模数 mn = 4.25，适的牵引力和行驶速度下工作，保证井下无轨车辆具有良好的牵引性能与经济性能并获得 较高的生产率；换挡迅速、平稳、可靠；不会发生同时挂上两个或两个以上挡位或者自动脱 挡和自动挂挡的现象。
图1为本实用新型的传动原理图；图2为本实用新型的结构示意图；附图标记如下INPUT_动力输入，OUT-动力输出，11-左盖，12-箱体，13-右盖， 14-中间板，21-输入轴，22-前进挡轴，23-三挡轴，31-后退二挡轴，32- —挡轴，41-输出 轴，Z1-前进齿轮，Z2-惰轮，Z3-后退齿轮，Z4-第一中间齿轮，Z5-第四中间齿轮，Z6-第二 中间齿轮，Z7-第五中间齿轮，Z8-第三中间齿轮，Z9-第六中间齿轮，Z10-输出齿轮，FED-前 进挡离合器，1ST- —挡离合器，2ND- 二挡离合器，3RD-三挡离合器，REV-倒挡离合器。
具体实施方式
本实用新型三挡液压换挡定轴式变速箱，包括箱体组件、输入轴组件、前进挡轴组 件、三挡轴组件、后退二挡轴组件、一挡轴组件、输出轴组件、前进挡离合器FWD、三挡离合器 3RD、倒挡离合器REV、二挡离合器2ND、一挡离合器1ST和惰轮Z2 ；箱体组件包括前盖11、箱 体12、后盖13以及设置在箱体12中部的中间板14 ；惰轮Z2通过轴承安装在前盖11上； 输入轴组件包括输入轴21、固定在输入轴21上的前进齿轮Z1 ；前进挡轴组件包括前进挡轴
22、固定在前进挡轴22上的第一中间齿轮Z4和第二中间齿轮Z6；三挡轴组件包括三挡轴
23、固定在三挡轴23上的第三中间齿轮Z8；后退二挡轴组件包括后退二挡轴31、通过轴承 安装在后退二挡轴31上的后退齿轮Z3，固定在后退二挡轴31上的第四中间齿轮Z5 ；—挡 轴组件包括一挡轴32、通过轴承安装在一挡轴32上的第五中间齿轮Z7、固定在一挡轴32 上的第六中间齿轮Z9 ；输出轴组件包括输出轴41、固定在输出轴41上的输出齿轮Z10 ；前 进挡离合器FWD设置在输入轴21和第一中间齿轮Z4之间；三挡离合器3RD设置在第二中 间齿轮Z6和第三中间齿轮Z8之间；倒挡离合器REV设置在后退齿轮Z3和第四中间齿轮 Z5之间；二挡离合器2ND设置在第四中间齿轮Z5和一挡轴32之间；一挡离合器1ST设置 在第五中间齿轮Z7和第六中间齿轮Z9之间；输入轴21的一端通过轴承安装在前盖11上 且前端伸出前盖11外，其另一端通过轴承与前进挡轴22连接，前进挡轴22的中部通过轴 承安装在中间板14上，前进挡轴22的另一端通过轴承与三挡轴23连接，三挡轴23的另一 端通过轴承安装在后盖13上；后退二挡轴31的一端通过轴承安装在前盖11上，其另一端 通过轴承与一挡轴32连接，一挡轴32的中部通过轴承安装在中间板14上，另一端通过轴 承安装在后盖13上；输出轴41的一端通过轴承安装在后盖13上，其另一端通过轴承安装 在前盖11上且端部伸出前盖11外；输出轴41的中部通过轴承安装在中间板14上；前进齿 轮Z1与惰轮Z2啮合，惰轮Z2与后退齿轮Z3啮合；第一中间齿轮Z4和第四中间齿轮Z5啮 合；第二中间齿轮Z6和第五中间齿轮Z7啮合；第三中间齿轮Z8和第六中间齿轮Z9啮合； 第六中间齿轮Z9和输出齿轮Z10啮合。为了使传动更加平稳，前进齿轮Z1、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第一中间齿轮Z4、第四 中间齿轮Z5、第二中间齿轮Z6、第五中间齿轮Z7、第三中间齿轮Z8、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10均采用圆柱斜齿轮。各齿轮的参数有两种方案第一种方案是前进齿轮Z1的压力角a = 20°，螺旋角3 = 16°，模数mn = 3. 25，齿数z = 42，左旋；惰轮Z2的压力角a =20°，螺旋角0 =16°，模数mn = 3. 25，齿数z = 31，右 旋；后退齿轮Z3的压力角a = 20°，螺旋角0 = 16°，模数％=3.25，齿数2 = 42，左 旋；第一中间齿轮Z4的压力角a =20°，螺旋角0 =21.6°，模数mn = 2. 5，齿数z = 58，右旋；第四中间齿轮Z5的压力角a =20°，螺旋角0 =21.6°，模数mn=2.5，齿数 z = 58，左旋；第二中间齿轮Z6的压力角a =20°，螺旋角3 = 20.3°，模数mn=3.25， 齿数z = 28，右旋；第五中间齿轮Z7的压力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模数mn = 3. 25，齿数z = 61，左旋；第三中间齿轮Z8的压力角a =20°，螺旋角0 = 9. 8°，模数mn =4.25，齿数z = 46，右旋；第六中间齿轮Z9的压力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模 数mn = 4.25，齿数z = 25，左旋；输出齿轮Z10的压力角a =20°，螺旋角3 = 9.8°， 模数mn = 4. 25，齿数z = 46，右旋。第二种方案是前进齿轮Z1、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第一中间齿轮Z4、第四中间齿轮、第三中间齿 轮Z8、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10的参数不变；第二中间齿轮Z6的齿数z = 27，其余 参数不变；第五中间齿轮Z7的齿数z = 62，其余参数不变。本实用新型的动力传递过程实施参见图1，由发动机传来的动力经液力变矩器变 化扭矩后传至涡轮轴输出，再通过传动轴传至本实用新型变速箱输入轴齿轮Z1，以下为七 种动力传输方式1、空挡当速度操纵杆和方向操纵杆均处于中间位置(即空挡)时，虽然前进齿轮 Z1与惰轮Z2、惰轮Z2与后退齿轮Z3啮合，但因离合器没结合，前进齿轮Z1、后退齿轮Z3空 转，因此井下无轨车辆停止不动。2、前进一挡当方向操纵杆处于前进位置，速度操纵杆处于一挡位置时，操纵压力 油(1. 25 1. 55MPa)进入变速箱操纵阀，从操纵阀出来的压力油分别经各自的油道进入前 进挡离合器FWD和一挡离合器1ST，使其主从动摩擦片接合；由输入齿轮Z1输入的动力经 第一中间齿轮Z4、第二中间齿轮Z6、第五中间齿轮Z7、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10后传 给输出轴，实现前进一挡，速比4. 01。3、前进二挡当方向操纵杆处于前进位置，速度操纵杆处于二挡位置时，压力油分 别经各自的油道进入前进挡离合器FWD和二挡离合器2ND，使其主从动摩擦片接合，由输入 齿轮Z1输入的动力经第一中间齿轮Z4、第四中间齿轮Z5、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10 传到输出轴，实现前进二挡，速比1.84。4、前进三挡当方向操纵杆处于前进位置，速度操纵杆处于三挡位置时，压力油分 别经各自的油道进入前进挡离合器FWD和三挡离合器3RD，使其主从动摩擦片接合，由输入 齿轮Z1输入的动力经第一中间齿轮Z4、第二中间齿轮Z6、第三中间齿轮Z8、第六中间齿轮 Z9、输出齿轮Z10传到输出轴，实现前进三挡，速比1。5、倒退一挡当方向操纵杆处于后退位置，速度操纵杆处于一挡位置时，压力油分 别经各自的油道进入倒退挡离合器REV和一挡离合器1ST，使其主从动摩擦片接合，由输入齿轮Z1输入的动力经第一中间齿轮Z4、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第四中间齿轮Z5、第一中间 齿轮Z4、第二中间齿轮Z6、第五中间齿轮Z7、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10传到输出轴， 实现倒退一挡，速比4.01。6、倒退二挡当方向操纵杆处于后退位置，速度操纵杆处于二挡位置时，压力油分 别经各自的油道进入倒退挡离合器REV和二挡离合器2ND，使其主从动摩擦片接合，由输入 齿轮Z1输入的动力经第一中间齿轮Z4、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第六中间齿轮Z9、输出齿轮 Z10传到输出轴，实现倒退二挡，速比1.84。7、倒退三挡当方向操纵杆处于后退位置，速度操纵杆处于三挡位置时，压力油分 别经各自的油道进入倒退挡离合器REV和三挡离合器3RD，使其主从动摩擦片接合，由输入 齿轮Z1输入的动力经第一中间齿轮Z4、惰轮Z2、后退齿轮Z3、第四中间齿轮Z5、第一中间 齿轮Z4、第二中间齿轮Z6、第三中间齿轮Z8、第六中间齿轮Z9、输出齿轮Z10传到输出轴， 实现倒退三挡，速比1。
权利要求一种三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于包括箱体组件、输入轴组件、前进挡轴组件、三挡轴组件、后退二挡轴组件、一挡轴组件、输出轴组件、前进挡离合器(FWD)、三挡离合器(3RD)、倒挡离合器(REV)、二挡离合器(2ND)、一挡离合器(1ST)和惰轮(Z2)；所述箱体组件包括前盖(11)、箱体(12)、后盖(13)以及设置在箱体(12)中部的中间板(14)；所述惰轮(Z2)通过轴承安装在前盖(11)上；所述输入轴组件包括输入轴(21)、固定在输入轴(21)上的前进齿轮(Z1)；所述前进挡轴组件包括前进挡轴(22)、固定在前进挡轴(22)上的第一中间齿轮(Z4)和第二中间齿轮(Z6)；所述三挡轴组件包括三挡轴(23)、固定在三挡轴(23)上的第三中间齿轮(Z8)；所述后退二挡轴组件包括后退二挡轴(31)、通过轴承安装在后退二挡轴(31)上的后退齿轮(Z3)，固定在后退二挡轴(31)上的第四中间齿轮(Z5)；所述一挡轴组件包括一挡轴(32)、通过轴承安装在一挡轴(32)上的第五中间齿轮(Z7)、固定在一挡轴(32)上的第六中间齿轮(Z9)；所述输出轴组件包括输出轴(41)、固定在输出轴(41)上的输出齿轮(Z10)；所述前进挡离合器(FWD)设置在输入轴(21)和第一中间齿轮(Z4)之间；所述三挡离合器(3RD)设置在第二中间齿轮(Z6)和第三中间齿轮(Z8)之间；所述倒挡离合器(REV)设置在后退齿轮(Z3)和第四中间齿轮(Z5)之间；所述二挡离合器(2ND)设置在第四中间齿轮(Z5)和一挡轴(32)之间；所述一挡离合器(1ST)设置在第五中间齿轮(Z7)和第六中间齿轮(Z9)之间；所述输入轴(21)的一端通过轴承安装在前盖(11))上且前端伸出前盖(11)外，其另一端通过轴承与前进挡轴(22)连接，所述前进挡轴(22)的中部通过轴承安装在中间板(14)上，所述前进挡轴(22)的另一端通过轴承与三挡轴(23)连接，所述三挡轴(23)的另一端通过轴承安装在后盖(13)上；所述后退二挡轴(31)的一端通过轴承安装在前盖(11)上，其另一端通 过轴承与一挡轴(32)连接，所述一挡轴(32)的中部通过轴承安装在中间板(14)上，另一端通过轴承安装在后盖(13)上；所述输出轴(41)的一端通过轴承安装在后盖(13)上，其另一端通过轴承安装在前盖(11)上且端部伸出前盖(11)外；所述输出轴(41)的中部通过轴承安装在中间板(14)上；所述前进齿轮(Z1)与惰轮(Z2)啮合，所述惰轮(Z2)与后退齿轮(Z3)啮合；所述第一中间齿轮(Z4)和第四中间齿轮(Z5)啮合；所述第二中间齿轮(Z6)和第五中间齿轮(Z7)啮合；所述第三中间齿轮(Z8)和第六中间齿轮(Z9)啮合；所述第六中间齿轮(Z9)和输出齿轮(Z10)啮合。
2.根据权利要求1所述的三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于所述前进齿轮 (Z1)、惰轮(Z2)、后退齿轮(Z3)、第一中间齿轮(Z4)、第四中间齿轮(Z5)、第二中间齿轮 (Z6)、第五中间齿轮(Z7)、第三中间齿轮(Z8)、第六中间齿轮(Z9)、输出齿轮(Z10)均为圆 柱斜齿轮。
3.根据权利要求2所述的三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于所述前进齿轮(Z1)的压力角a =20°，螺旋角0 =16°，模数mn=3.25，齿数z =42 ；所述惰轮(Z2)的压力角a = 20°，螺旋角3 = 16°，模数％ = 3.25，齿数2 = 31 ； 所述后退齿轮(Z3)的压力角a =20°，螺旋角0 =16°，模数mn=3.25，齿数z =42 ；所述第一中间齿轮(Z4)的压力角a =20°，螺旋角3 =21.6°，模数mn=2.5，齿 数 z = 58 ；所述第四中间齿轮(Z5)的压力角a =20°，螺旋角3 =21.6°，模数mn=2.5，齿 数z = 58。
4.根据权利要求3所述的三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于所述第二中间齿轮(Z6)的压力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模数mn = 3.25，齿 数 z = 28 ；所述第五中间齿轮(Z7)的压力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模数mn = 3.25，齿 数z = 61。
5.根据权利要求3所述的三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于所述第二中间齿轮(Z6)的压力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模数mn = 3.25，齿 数z = 27 ；所述第五中间齿轮(Z7)的压力角a =20°，螺旋角0 =20.3°，模数mn = 3.25，齿 数z = 62。
6.根据权利要求4或5所述的三挡液压换挡定轴式变速箱，其特征在于所述第三中间齿轮(Z8)的压力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模数mn = 4.25，齿 数 z = 46 ；所述第六中间齿轮(Z9)的压力角a =20°，螺旋角0 =9.8°，模数mn = 4.25，齿 数z = 25 ；所述输出齿轮(Z10)的压力角a =20°，螺旋角3 =9.8°，模数mn = 4. 25，齿数z =46。
专利摘要本实用新型涉及一种三挡液压换挡定轴式变速箱，包括箱体组件、输入轴组件、前进挡轴组件、三挡轴组件、后退二挡轴组件、一挡轴组件、输出轴组件、前进挡离合器FWD、三挡离合器3RD、倒挡离合器REV、二挡离合器2ND、一挡离合器1ST和惰轮Z2；本实用新型解决了现有变速箱转矩变化范围小、牵引性能较差且结构复杂的技术问题。具有结构简单、制造容易、维修与保养方便，可靠性高，使用寿命长的技术技术效果。
文档编号F16H3/087GK201582385SQ20092024549
公开日2010年9月15日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者冯涛, 刘秋香, 支军, 杨金松, 王宏卫, 肖群庆, 郭小平 申请人:陕西航天动力高科技股份有限公司