一种四进两退工程机械变速箱的制作方法

本实用新型涉及工程机械变速设备技术领域，尤其涉及一种四进两退工程机械变速箱。

背景技术：

目前，工程机械中使用的变速箱多为机械式变速箱，无法实现自动变矩的功能，操控性能差。液力变速箱是由液力变矩器与液控变速箱共同组成的传动系统，能够实现自动变矩，但目前的小型工程机械中，匹配的多为二进二退液力变速箱，虽然能够实现全液控，但由于工作档位较少，相邻档位之间的速比差值较小，使得工作过程中效率低下。

专利号为201621194987.6的中国实用新型专利，公开了一种装载机高低档液力变速箱。包括变速箱壳体和设在变速箱壳体内的动力输入机构、传动机构和动力输出机构；所述动力输入机构包括输入轴和安装在输入轴上的输入齿轮；所述动力输出机构包括输出轴；所述传动机构包括离合传动机构、中间轴传动机构和高低速切换机构。本实用新型的优点：1、重新构造变速箱内部的传动结构，产品结构更合理；2、输出轴带高低速切换，实现了多档位输出，同时，可根据客户不同需求，调整出不同速比，能满足产品的多样性；3、变速箱零部件加工、装配简单，可降低劳动强度，节约成本。上述结构的变速箱，虽实现了多档位输出，能够调整出所需求的速比，提高了工作效率，但过多的档位及底部机械高低速切换机构却增加了操控的复杂性，操作不方便，容易因误操作导致变速箱故障。

专利号为201621194911.3的中国实用新型专利，公开了一种全液控多档位工程机械变速箱。包括变速箱体和设在变速箱体内的动力输入机构、传动机构和动力输出机构；所述动力输入机构包括输入轴和固定安装在输入轴上的输入齿轮；所述动力输出机构包括输出轴和固定安装在输出轴上的输出齿轮；所述传动机构包括前进档离合器轴、倒档离合器轴、中间离合器轴、前进档盘古齿轮、倒档盘古齿轮、一档盘古齿轮、二档盘古齿轮、三档盘古齿轮和传动齿轮。本实用新型为三进三退式变速箱，即设有三个前进档位和三个倒退档位，既能提高工作效率，又能降低驾驶员的劳动强度，同时，还能避免误操作对变速箱的损坏。上述结构的变速箱，虽同样实现了多方位输出，能够提高工作效率，但档位之间的倍比较大，实用性有待进一步改善。

此外，上述的两种变速箱，前进与倒退档位数相同，前者是四进四退带机械高低速换挡，后者是三进三退全液压换挡，过多的倒挡不利于操作时的快速选档，增加了动力传动路线，降低了作业人员操作效率。

因此，开发一种四进两退工程机械变速箱，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种四进两退工程机械变速箱，以实现四个前进档位和两个倒退档位的动力输出，进而在提高工作效率的同时，操控方便，且结构简单，便于维护，使用性能显著提高。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种四进两退工程机械变速箱，包括箱体，所述箱体内设有动力输入轴和动力输出轴，所述箱体内还设有用以实现与所述动力输入轴和所述动力输出轴配合并传递动力的第一离合器轴、第二离合器轴和第三离合器轴，所述动力输入轴通过输入传动机构与所述第二离合器轴、所述第三离合器轴相连接，所述第一离合器轴、所述第二离合器轴和所述第三离合器轴间通过传动离合机构相连接，所述第二离合器轴、所述第三离合器轴通过输出传动机构与所述动力输出轴相连接。

作为一种改进的技术方案，所述输入传动机构包括第一盘古齿轮、第二盘古齿轮和第三盘古齿轮，所述第一盘古齿轮固定安装于所述动力输入轴上，所述第二盘古齿轮转动安装于所述第二离合器轴上，所述第三盘古齿轮转动安装于所述第三离合器轴上，且所述第一盘古齿轮分别与所述第二盘古齿轮、所述第三盘古齿轮相啮合。

作为一种改进的技术方案，所述输出传动机构包括第四盘古齿轮、第五盘古齿轮、转轴、第一齿轮和第二齿轮，所述第四盘古齿轮转动安装于所述第二离合器轴上，所述第五盘古齿轮转动安装于所述第三离合器轴上，且所述第五盘古齿轮与所述第四盘古齿轮相啮合，所述转轴转动安装于所述箱体内，所述第一齿轮固定安装于所述转轴上，且所述第一齿轮与所述第五盘古齿轮相啮合，所述第二齿轮固定安装于所述动力输出轴上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。

作为一种改进的技术方案，所述传动离合机构包括第一离合器齿圈、第二离合器齿圈和第三离合器齿圈；

所述第一离合器齿圈固定安装于所述第一离合器轴上，且所述第一离合器齿圈与所述第一盘古齿轮间设有第一离合器，所述第一离合器闭合时，所述第一盘古齿轮与所述第一离合器齿圈相连接；

所述第二离合器齿圈固定安装于所述第二离合器轴上，且所述第二离合器齿圈与所述第一离合器齿圈相啮合，所述第二离合器齿圈与所述第二盘古齿轮间设有第二离合器，所述第二离合器闭合时，所述第二盘古齿轮与所述第二离合器齿圈相连接，所述第二离合器齿圈与所述第四盘古齿轮间设有第三离合器，所述第三离合器闭合时，所述第二离合器齿圈与所述第四盘古齿轮相连接；

所述第三离合器齿圈固定安装于所述第三离合器轴上，且所述第三离合器齿圈与所述第二离合器齿圈相啮合，所述第三离合器齿圈与所述第三盘古齿轮间设有第四离合器，所述第四离合器闭合时，所述第三盘古齿轮与所述第三离合器齿圈相连接，所述第三离合器齿圈与所述第五盘古齿轮间设有第五离合器，所述第五离合器闭合时，所述第三离合器齿圈与所述第五盘古齿轮相连接。

作为一种进一步改进的技术方案，所述动力输入轴与所述第一离合器轴同轴向设置。

作为一种改进的技术方案，所述第一离合器轴靠近所述动力输入轴的一端开设有供所述动力输入轴插装的盲孔，所述动力输入轴的安装端通过复合套插装于所述盲孔内；

所述第一盘古齿轮通过花键安装于所述动力输入轴上，所述第一离合器齿圈固定安装于所述第一离合器轴上靠近所述第一盘古齿轮的一端，且所述第一离合器齿圈通过所述第一离合器与所述第一盘古齿轮相连接。

作为一种进一步改进的技术方案，所述第二盘古齿轮、所述第三盘古齿轮和所述第四盘古齿轮的齿径均相同，所述第一离合器齿圈、所述第二离合器齿圈和所述第三离合器齿圈的齿径均相同，且所述第二盘古齿轮、所述第三盘古齿轮和所述第四盘古齿轮的齿径均小于所述第一离合器齿圈、所述第二离合器齿圈和所述第三离合器齿圈的齿径。

作为一种改进的技术方案，所述箱体上还设有通过供油管分别向所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第四离合器、所述第五离合器供油的操纵阀。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

设有的该四进两退工程机械变速箱，结构简单，便于维护，通过控制各离合器的闭合，能够将动力输入轴的输入动力进行传动切换，实现四个前进档位和两个倒退档位的多档位动力输出，进而大大提高了工作效率，且倒挡位数少，利于作业人员的快速选档，降低了动力传递路线，提高了作业人员的操作效率，能够有效避免误操作对变速箱的损坏，此外，该变速箱各档位的速比差值均衡、适中，相较传统的变速箱，通过液控自动变矩实现工程机械的动力传动，其使用性能显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的工作原理示意图；

图2为本实用新型动力输入轴与第一离合器轴间的连接结构示意图；

附图标记：1-箱体；2-动力输入轴；3-动力输出轴；4-第一离合器轴；5-第二离合器轴；6-第三离合器轴；7-第一盘古齿轮；8-第二盘古齿轮；9-第三盘古齿轮；10-第四盘古齿轮；11-第五盘古齿轮；12-第一齿轮；13-第二齿轮；14-第一离合器齿圈；15-第二离合器齿圈；16-第三离合器齿圈；17-第一离合器；18-第二离合器；19-第三离合器；20-第四离合器；21-第五离合器；22-转轴；23-复合套。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，本实施例提供了一种四进两退工程机械变速箱，包括箱体1，箱体1内设有动力输入轴2和动力输出轴3，箱体1内还设有用以实现与动力输入轴2和动力输出轴3配合并传递动力的第一离合器轴4、第二离合器轴5和第三离合器轴6，动力输入轴2通过输入传动机构与第二离合器轴5、第三离合器轴6相连接，第一离合器轴4、第二离合器轴5和第三离合器轴6间通过传动离合机构相连接，第二离合器轴5、第三离合器轴6通过输出传动机构与动力输出轴3相连接；基于用以实现动力传递的各离合器轴，通过输入传动机构、传动离合机构和输出传动机构，实现动力输入轴2与动力输出轴3间的动力切换，进而实现不同的动力传递路线，实现四进两退的多档位输出。

本实施例中，动力输入轴2、动力输出轴3、第一离合器轴4、第二离合器轴5和第三离合器轴6均通过轴承转动安装于箱体1内，且动力输出轴3具有两个动力输出端，安装使用时，可在两个动力输出端上分别安装法兰盘，与传动轴传动连接，实现动力输出。

为实现四进两退的多档位输出，本实施例中，输入传动机构包括第一盘古齿轮7、第二盘古齿轮8和第三盘古齿轮9，第一盘古齿轮7固定安装于动力输入轴2上，第二盘古齿轮8转动安装于第二离合器轴5上，第三盘古齿轮9转动安装于第三离合器轴6上，且第一盘古齿轮7分别与第二盘古齿轮8、第三盘古齿轮9相啮合。

输出传动机构包括第四盘古齿轮10、第五盘古齿轮11、转轴22、第一齿轮12和第二齿轮13，第四盘古齿轮10转动安装于第二离合器轴上5，第五盘古齿轮11转动安装于第三离合器轴6上，且第五盘古齿轮11与第四盘古齿轮10相啮合，转轴22转动安装于箱体1内，第一齿轮12固定安装于转轴22上，且第一齿轮12与第五盘古齿轮11相啮合，第二齿轮13固定安装于动力输出轴3上，且第二齿轮13与第一齿轮12相啮合。

传动离合机构包括第一离合器齿圈14、第二离合器齿圈15和第三离合器齿圈16；第一离合器齿圈14固定安装于第一离合器轴4上，且第一离合器齿圈14与第一盘古齿轮7间设有第一离合器17，第一离合器17闭合时，第一盘古齿轮7与第一离合器齿圈14相连接；第二离合器齿圈15固定安装于第二离合器轴5上，且第二离合器齿圈15与第一离合器齿圈14相啮合，第二离合器齿圈15与第二盘古齿轮8间设有第二离合器18，第二离合器18闭合时，第二盘古齿轮8与第二离合器齿圈15相连接，第二离合器齿圈15与第四盘古齿轮10间设有第三离合器19，第三离合器19闭合时，第二离合器齿圈15与第四盘古齿轮10相连接；第三离合器齿圈16固定安装于第三离合器轴6上，且第三离合器齿圈16与第二离合器齿圈15相啮合，第三离合器齿圈16与第三盘古齿轮9间设有第四离合器20，第四离合器20闭合时，第三盘古齿轮9与第三离合器齿圈16相连接，第三离合器齿圈16与第五盘古齿轮11间设有第五离合器21，第五离合器21闭合时，第三离合器齿圈16与第五盘古齿轮11相连接。

本实施例中，动力输入轴2与第一离合器轴4同轴向设置。

如图2所示，为实现动力输入轴2与第一离合器轴4的同轴向配合连接，第一离合器轴4靠近动力输入轴2的一端开设有供动力输入轴2插装的盲孔，动力输入轴2的安装端通过复合套23插装于盲孔内，插装连接后，复合套23位于动力输入轴2和第一离合器轴4之间，在复合套23的作用下，能够实现动力输入轴2与第一离合器轴4之间的相对转动；第一盘古齿轮7通过花键安装于动力输入轴2上，第一离合器齿圈14固定安装于第一离合器轴4上靠近第一盘古齿轮7的一端，且第一离合器齿圈14通过第一离合器17与第一盘古齿轮7相连接。本实施例中，由于离合器齿圈于离合器轴上的安装方式以及齿圈通过离合器与盘古齿轮间的连接方式，均为现有技术中的常规技术手段，为本领域技术人员所共识的，故在此不作赘述。

动力输入轴2与第一离合器轴4间的上述连接结构，使得动力输入轴2与第一离合器轴4之间有相对转动，当第一离合器17闭合后，第一盘古齿轮7会带动第一离合器齿圈同步转动，实现动力传动。

为使得该变速器各档位间具有合适的倍比，本实施例中，第二盘古齿轮8、第三盘古齿轮9和第四盘古齿轮10的齿径均相同，第一离合器齿圈14、第二离合器齿圈15和第三离合器齿圈16的齿径均相同，且第二盘古齿轮8、第三盘古齿轮9和第四盘古齿轮10的齿径均小于第一离合器齿圈14、第二离合器齿圈15和第三离合器齿圈16的齿径。当然，依据实际的使用需求，可灵活选择齿轮及齿圈的齿径，进而调整出不同的速比，实现产品的多样性，满足工程机械对不同速比的使用需求。

箱体1上还设有通过供油管分别向第一离合器17、第二离合器18、第三离合器19、第四离合器20、第五离合器21供油的操纵阀，操纵阀通过油管分别向各离合器供油，控制离合器的闭合，从而实现传动切换，实现四进两退档位中的某一档位输出。

该变速箱工作时，发动机动力经液力变矩器由动力输入轴2输入变速箱，通过变速箱内的一系列传动，最后由动力输出轴3输出变速箱，由于本实施例在于变速箱的改进，故液力变矩器可选用市售产品，且液力变矩器的安装方式及与动力输入轴2间的传动连接，均与现有的产品相同即可，由于液力变矩器及液力变矩器与变速箱输入轴的连接均为现有的常规技术手段，为本领域技术人员所共识的，故在此不作赘述。该变速箱各工作档位的具体实现过程(本实施例中，动力输入轴2的转向为正传，动力输出轴3同样为正转输出时为工程机械提供前进的驱动力，动力输出轴3为反转输出时为工程机械提供倒退的驱动力)如下：

(1)闭合第一离合器17、第三离合器19，进入前进一档

当第一离合器17和第三离合器19闭合，第一盘古齿轮7通过第一离合器17与第一离合器齿圈14相连接，第一离合器齿圈14与第二离合器齿圈15啮合，第二离合器齿圈15通过第三离合器19与第四盘古齿轮10相连接，第四盘古齿轮10与第五盘古齿轮11啮合，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮12与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第一离合器齿圈14、第二离合器齿圈15、第四盘古齿轮10、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该前进一档时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7通过第一离合器17带动第一离合器齿圈14正转，第一离合器齿圈14带动与其相啮合的第二离合器齿圈15反转，第二离合器齿圈15通过第三离合器19带动第四盘古齿轮10反转，第四盘古齿轮10带动与其相啮合的第五盘古齿轮11正转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12反转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13正转，从而带动动力输出轴3正转，实现前进的动力输出。

(2)闭合第一离合器17、第五离合器21，进入前进二挡

当第一离合器17和第五离合器21闭合，第一盘古齿轮7通过第一离合器17与第一离合器齿圈14相连接，第一离合器齿圈14与第二离合器齿圈15啮合，第二离合器齿圈15与第三离合器齿圈16啮合，第三离合器齿圈16通过第五离合器21与第五盘古齿轮11相连接，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮12与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第一离合器齿圈14、第二离合器齿圈15、第三离合器齿圈16、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该前进二挡时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7通过第一离合器17带动第一离合器齿圈14正转，第一离合器齿圈14带动与其相啮合的第二离合器齿圈15反转，第二离合器齿圈15带动与其相啮合的第三离合器齿圈16正转，第三离合器齿圈16通过第五离合器21带动第五盘古齿轮11正转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12反转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13正转，从而带动动力输出轴3正转，实现前进的动力输出。

(3)闭合第二离合器18、第三离合器19，进入前进三挡

当第二离合器18和第三离合器19闭合，第一盘古齿轮7与第二盘古齿轮8啮合，第二盘古齿轮8通过第二离合器18与第二离合器齿圈15相连接，第二离合器齿圈15通过第三离合器19与第四盘古齿轮10相连接，第四盘古齿轮10与第五盘古齿轮11啮合，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮13与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第二盘古齿轮8、第二离合器齿圈15、第四盘古齿轮10、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该前进三挡时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7带动与其相啮合的第二盘古齿轮8反转，第二盘古齿轮8通过第二离合器18带动第二离合器齿圈15反转，第二离合器齿圈15通过第三离合器19带动第四盘古齿轮10反转，第四盘古齿轮10带动与其相啮合的第五盘古齿轮11正转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12反转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13正转，从而带动动力输出轴3正转，实现前进的动力输出。

(4)闭合第二离合器18、第五离合器21，进入前进四挡

当第二离合器18和第五离合器21闭合，第一盘古齿轮7与第二盘古齿轮8啮合，第二盘古齿轮8通过第二离合器18与第二离合器齿圈15相连接，第二离合器齿圈15与第三离合器齿圈16啮合，第三离合器齿圈16通过第五离合器21与第五盘古齿轮11相连接，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮12与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第二盘古齿轮8、第二离合器齿圈15、第三离合器齿圈16、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该前进四档时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7带动与其相啮合的第二盘古齿轮8反转，第二盘古齿轮8通过第二离合器18带动第二离合器齿圈15反转，第二离合器齿圈15带动与其相啮合的第三离合器齿圈16正转，第三离合器齿圈16通过第五离合器21带动第五盘古齿轮11正转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12反转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13正转，从而带动动力输出轴3正转，实现前进的动力输出。

(5)闭合第四离合器20、第三离合器19，进入倒退一档

当第四离合器20和第三离合器19闭合，第一盘古齿轮7与第三盘古齿轮9啮合，第三盘古齿轮9通过第四离合器20与第三离合器齿圈16相连接，第三离合器齿圈16与第二离合器齿圈15啮合，第二离合器齿圈15通过第三离合器19与第四盘古齿轮10相连接，第四盘古齿轮10与第五盘古齿轮11啮合，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮12与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第三盘古齿轮9、第三离合器齿圈16、第二离合器齿圈15、第四盘古齿轮10、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该倒退一档时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7带动与其相啮合的第三盘古齿轮9反转，第三盘古齿轮9通过第四离合器20带动第三离合器齿圈16反转，第三离合器齿圈16带动与其相啮合的第二离合器齿圈15正转，第二离合器齿圈15通过第三离合器19带动第四盘古齿轮10正转，第四盘古齿轮10带动与其相啮合的第五盘古齿轮11反转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12正转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13反转，从而带动动力输出轴3反转，实现倒退的动力输出。

(6)闭合第四离合器20、第五离合器21，进入倒退二挡

当第四离合器20和第五离合器21闭合，第一盘古齿轮7与第三盘古齿轮9啮合，第三盘古齿轮9通过第四离合器20与第三离合器齿圈16相连接，第三离合器齿圈16通过第五离合器21与第五盘古齿轮11相连接，第五盘古齿轮11与第一齿轮12啮合，第一齿轮12与第二齿轮13啮合；

动力通过动力输入轴2输入，依次经过第一盘古齿轮7、第三盘古齿轮9、第三离合器齿圈16、第五盘古齿轮11、第一齿轮12和第二齿轮13的动力传递，将动力转换后由动力输出轴3输出；

处于该倒退二挡时，动力输入轴2带动第一盘古齿轮7正转，第一盘古齿轮7带动与其相啮合的第三盘古齿轮9反转，第三盘古齿轮9通过第四离合器20带动第三离合器齿圈16反转，第三离合器齿圈16通过第五离合器21带动第五盘古齿轮11反转，第五盘古齿轮11带动与其相啮合的第一齿轮12正转，第一齿轮12带动与其相啮合的第二齿轮13反转，从而带动动力输出轴3反转，实现倒退的动力输出。

基于上述的该四进两退工程机械变速箱，结构简单，便于维护，通过控制各离合器的闭合，能够将动力输入轴2的输入动力进行传动切换，实现四个前进档位和两个倒退档位的多档位动力输出，进而大大提高了工作效率，且倒挡位数少，利于作业人员的快速选档，降低了动力传递路线，提高了作业人员的操作效率，能够有效避免误操作对变速箱的损坏，此外，该变速箱各档位的速比差值均衡、适中，相较传统的变速箱，通过液控自动变矩实现工程机械的动力传动，其使用性能显著提高。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。