具有取力器结构的多挡变速器的制作方法

本实用新型涉及变速器的领域，尤其涉及具有取力器结构的多挡变速器。

背景技术：

取力器(英文名为：powertakeoff，其缩写为：pto)，其是一组或多组变速齿轮，又称功率输出器，一般是由齿轮箱、离合器、控制器组合而成，与变速箱低挡齿轮或副箱输出轴连接，将动力输出至外部工作装置，如举升泵等。本申请人于此篇申请文件之前申请过紧凑型多挡的变速器，因此在现有中没有该变速器加取力器的结构。

技术实现要素：

为此，需要提供具有取力器结构的多挡变速器，来解决申请人于在先申请的变速器结构中不具有取力器的问题。

为实现上述目的，发明人提供了具有取力器结构的多挡变速器，包括输入轴、输出轴、齿轮副单元、第一中间轴齿轮组、第二中间轴齿轮组、中心轴和取力器；

所述输入轴设置有第一输入齿轮，所述输出轴设置有第一输出齿轮，所述中心轴设置有第一中心齿轮和第二中心齿轮，所述齿轮副单元的主动件设置在输入轴和/或中心轴上，且所述齿轮副单元位于第一输入齿轮与第一中心齿轮之间；

所述齿轮副单元的联动件设置在第一中间轴齿轮组的主轴上，所述第一中间轴齿轮组用于分别和第一输入齿轮、齿轮副单元的主动件和第一中心齿轮相啮合形成齿轮副传动，所述第二中间轴齿轮组用于分别和第二中心齿轮和第一输出齿轮相啮合形成齿轮副传动；

所述齿轮副单元用于将输入轴的动力输送至第一中间轴齿轮组和/或将第一中间轴齿轮组上的动力输送至中心轴；

所述第一输入齿轮与齿轮副单元之间的输入轴上设置有第一离合器，所述第一离合器的第一离合端设置在第一输入齿轮上，所述第一离合器的第二离合端设置在齿轮副单元上；

所述齿轮副单元与第一中心齿轮之间的中心轴上设置有第二离合器，所述第二离合器的第一离合端设置在齿轮副单元上，所述第二离合器的第二离合端设置在第一中心齿轮上；

所述第二中心齿轮与第一输出齿轮之间的输出轴上设置有第三离合器，所述第三离合器的第一离合端设置在第二中心齿轮上，所述第三离合器的第二离合端设置在第一输出齿轮上；

所述输入轴的转速大于、等于或小于输出轴的转速；

所述第二中间轴齿轮组包括输出中间轴、中心输出齿轮和第二输出齿轮；所述中心输出齿轮和第二输出齿轮依次设置在输出中间轴上，所述中心输出齿轮与第二中心齿轮相啮合设置，所述第二输出齿轮与第一输出齿轮相啮合设置；

所述取力器包括壳体、取力轴单元和取力离合器；所述取力轴单元和取力离合器设置于壳体内，所述取力轴单元的一端贯穿壳体的一端设置，所述取力轴单元的另一端设置在取力离合器的离合端上，所述取力轴单元的一端用于和变速器连接传输动力，所述取力离合器的输出端用于和外部工作装置相连接设置；所述取力轴单元包括传动轴，所述传动轴朝向壳体外的一端设置有外齿；

所述输出中间轴的输出端端面设置有内孔齿，所述取力器的传动轴的外齿与内孔齿相互啮合设置。

进一步地，所述传动轴的朝向壳体内的一端设置有挡板，所述挡板设置在取力离合器的活塞与摩擦片之间。

进一步地，所述取力离合器包括活塞单元、摩擦片组和取力离合器壳体；

所述活塞单元套设在传动轴的挡板上，所述摩擦片组设置在取力离合器壳体上，所述活塞单元位于摩擦片组的一侧上，所述取力离合器壳体可转动的套设在壳体内。

进一步地，所述活塞单元包括驱动活塞、执行活塞和轴承，所述轴承设置在驱动活塞与执行活塞之间，所述执行活塞套设于所述挡板上，且所述执行活塞位于摩擦片组的一侧上。

进一步地，所述取力离合器壳体包括取力离合器外壳和取力离合器内壳，所述取力离合器外壳可转动的套设在壳体内，所述取力离合器外壳设置有内孔花键，所述取力离合器内壳设置有弹簧中心孔。

进一步地，所述摩擦片组包括摩擦片和钢片，所述摩擦片和钢片位于取力离合器外壳和取力离合器内壳之间，所述摩擦片设置在取力离合器外壳上，所述钢片设置在取力离合器内壳上，或

所述钢片设置在取力离合器外壳上，所述摩擦片设置在取力离合器内壳上；

所述摩擦片与钢片一一交错设置。

进一步地，所述取力轴单元还包括回位弹簧，所述回位弹簧设置在弹簧中心孔与挡板之间。

进一步地，所述壳体侧壁设置有进油孔，所述进油孔的输出口与驱动活塞的活塞腔相导通设置。

进一步地，还包括外部工作装置，所述外部工作装置设置在取力器的输出端上。

区别于现有技术，上述技术方案的取力器是基于申请人在先申请的变速器进行设计。具体的，将取力轴单元的一端伸出壳体的外侧，并与变速器的中间轴轴连接，带动取力轴单元转动。变速器通过八个挡位的切换的效果，进而可以调整取力器的动力大小，达到多挡位的取力目的。

附图说明

图1为本实施例取力器结构的结构示意图；

图2为本实施例中多挡变速器结构的齿轮副单元为一组齿轮副的示意图；

图3为本实施例中多挡变速器结构的齿轮副单元为二组齿轮副的示意图；

图4为本实施例中取力器安装在多挡变速器上的结构示意图。

附图标记说明：

1、变速器；

10、输入轴；11第一输入齿轮；

20、输出轴；21、第一输出齿轮；

30、齿轮副单元；301、共用齿轮；302、输入输出齿轮；

311、第一传动齿轮；312、第二传动齿轮；313、第一联动齿轮；

314、第二联动齿轮；

40、第一中间轴齿轮组；41、传动中间轴；42、第二输入齿轮；

43、中心输入齿轮；

50、第二中间轴齿轮组；51、输出中间轴；52、中心输出齿轮；

53、第二输出齿轮；54、内孔齿；

60、中心轴；61、第一中心齿轮；62、第二中心齿轮；

70、第一离合器；80、第二离合器；90、第三离合器；

01、取力器；

010、壳体；011、进油孔；

020、取力轴单元；021、传动轴；022、回位弹簧；

0211、外齿；0212、挡板；

030、取力器离合器；

031、活塞单元；0311、驱动活塞；0312、执行活塞；0313、轴承；

032、摩擦片组；0321、摩擦片；0322、钢片；

033、取力器离合器壳体；0331、取力器离合器外壳；

0332、取力器离合器内壳；03311、内孔花键；03321、弹簧中心孔；

600、外部工作装置。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

本实用新型提供具有取力器结构的多挡变速器，包括输入轴、输出轴、齿轮副单元、第一中间轴齿轮组、第二中间轴齿轮组、中心轴和取力器。

请参阅图1，为本实施例提供的取力器结构，包括壳体010、取力轴单元020和取力器离合器030，取力轴单元和取力器离合器安装在壳体内。取力器的壳体可以分为三部分：前端盖、侧面壳体和后端盖，取力轴单元包括了传动轴021和回位弹簧022，在传动轴一端设置有外齿0211。而在传动轴的另一端设置有挡板0212，挡板可以为一直径大于传动轴的直径的圆形端板。为了紧凑的与取力器离合器配合，取力器离合器包括了活塞单元031、摩擦片组032和取力器离合器壳体033，活塞单元包括了驱动活塞0311、执行活塞0312和轴承0313。将只执行活塞套设在挡板上，使得执行活塞可以跟随挡板进行转动，进而在执行活塞与驱动活塞之间通过轴承套设，使得驱动活塞相对于执行活塞静止。并且，通过带动驱动活塞移动，达到驱动执行活塞移动的目的，从而可以对取力器离合器的摩擦片组进行驱动，达到离合的目的。

本实施例中在壳体的侧壁开设一个进油孔011，通过进油孔与驱动活塞的活塞腔相导通，在使用液压油泵与进油孔相连接导通，即可达到通过控制液压油泵输入输出液压油控制取力器离合器的离合。

本实施例中取力器离合器壳体包括取力器离合器外壳0331和取力器离合器内壳0332，取力器离合器内壳设置有弹簧中心孔03321，并在弹簧中心孔内安装一个回位弹簧，而回位弹簧的另一端与挡板的板面连接，因此在通过进油孔推动活塞单元移动进行合状态操作时，挡板也会随之移动并挤压回位弹簧，使得弹簧具有一个压缩力。该压缩力可以在活塞单元进行离状态操作时释放，启到推动传动轴回位的目的。

在取力器离合器的外壳上则设置有内孔花键03311，本实施例中内孔花键的中心线可以与传动轴的中心线共线设置。通过内孔花键可以与外部工作装置进行连接，达到在取力器离合器为合状态时，取力器结构可以带动外部工作装置进行工作，而在取力器离合器为离状态时，则外部工作装置为停止状态。而外部工作装置为液压泵、气泵或发电机等等。

在取力器离合器外壳和取力器离合器内壳上安装摩擦片组，本实施例中取力器离合器内壳套于取力器离合器外壳内，并在取力器离合器外壳和取力器离合器内壳之间的位置上安装摩擦片组，摩擦片组包括摩擦片0321和钢片0322，可以将摩擦片安装在取力器离合器外壳上，钢片安装在取力器离合器内壳上；或者，将摩擦片安装在取力器离合器内壳上，而钢片安装在取力器离合器外壳上。摩擦片和钢片可设置多个，并摩擦片与钢片一一交错的进行安装。进而达到离合的效果，并通过取力器离合器的取力器离合器外壳将动力传输至外部工作装置上。

请参阅图2和图3，为本实施例提供的多挡变速器结构，包括输入轴10、输出轴20、齿轮副单元30、第一中间轴齿轮组40、第二中间轴齿轮组50和中心轴60。在输入轴上安装第一输入齿轮11，输出轴上安装第一输出齿轮21，而在中心轴上则安装有第一中心齿轮61和第二中心齿轮62。而齿轮副单元包括主动件和联动件，将主动件安装于输入轴和/或中心轴上，而联动件则安装在第一中间轴齿轮组的主轴上，使得主动件和联动件形成一个齿轮副进行动力的传动。而输入轴的中心轴线、输出轴的中心轴线和中心轴的中心轴线共线，而第一中间轴齿轮组的主轴中心轴线平行于输入轴的中心轴线设置，同理第二中间轴齿轮组的主轴中心轴线平行于输出轴的中心轴线设置，因此在结构排布上相对现有的变速器在长度尺寸上得以减少，而在截面的面积上没有增加，因此减少变速器的整体上的体积，节省安装变速器的空间，以及变速器的生产成本。

第一输入齿轮与齿轮副单元之间的输入轴上设置有第一离合器70，第一离合器用于对第一输入齿轮和齿轮副单元进行离合操作。齿轮副单元与第一中心齿轮之间的中心轴上设置有第二离合器80，第二离合器用于对齿轮副单元和第一中心齿轮进行离合操作。第二中心齿轮与第一输出齿轮之间的输出轴上设置有第三离合器90，第三离合器用于对第二中心齿轮和第一输出齿轮进行离合操作。同时无论第一离合器、第二离合器和第三离合器处在任何闭合状态，变速器都只会有一个挡位输出，从而实现了动力在传输时候的唯一路径，这样的输出控制方式，由于离合切换的过程中，自动实现挡位的切换，也实现了动力的不间断传输，提高了动力传输效率。

本实施例中第一离合器、第二离合器和第三离合器可以为摩擦式离合器、液力变矩器(液力耦合器)、气动离合器、牙嵌式离合器、同步器、或电磁离合器等任何离合器结构。每个离合器都具有两个离合端，例如第一离合器通过第一离合端第一输入齿轮进行离或合操作，第一离合器通过第二离合端对共用齿轮或第一传动齿轮进行离或合操作，实现对两个齿轮副的离合操作。

本实施例中第一中间轴齿轮组包括传动中间轴41、第二输入齿轮42和中心输入齿轮43，而齿轮副单元包括共用齿轮301和输入输出齿轮302，输入输出齿轮安装在传动中间轴上，第二输入齿轮和中心输入齿轮依次设置在传动中间轴上，第二输入齿轮与第一输入齿轮相啮合设置，中心输入齿轮与第一中心齿轮相啮合设置。共用齿轮设置在输入轴和/或中心轴上，且共用齿轮位于第一输入齿轮与第一中心齿轮之间，输入输出齿轮位于第二输入齿轮和中心输入齿轮之间，输入输出齿轮与共用齿轮相啮合设置。

具体的，第一种传动路径为：通过第一离合器对第一输入齿轮进行合状态操作，而对共用齿轮进行离状态操作，使得输入轴的动力经由第一输入齿轮与第二输入齿轮的齿轮副传入传动中间轴。同时通过第二离合器对共用齿轮进行合状态操作，而对第一中心齿轮进行离状态操作，使得传动中间轴上动力经由共用齿轮和输入输出齿轮的齿轮副传入中心轴上。

第二种传动路径为：通过第一离合器对第一输入齿轮进行合状态操作，而对共用齿轮进行离状态操作，使得输入轴的动力经由第一输入齿轮与第二输入齿轮的齿轮副传入传动中间轴。同时通过第二离合器对共用齿轮进行离状态操作，而对第一中心齿轮进行合状态操作，使得传动中间轴上动力经由中心输入齿轮与第一中心齿轮的齿轮副传入中心轴上。

第三种传动路径为：通过第一离合器对第一输入齿轮进行离状态操作，而对共用齿轮进行合状态操作，使得输入轴的动力经由共用齿轮和输入输出齿轮的齿轮副传入传动中间轴。同时通过第二离合器对共用齿轮进行合状态操作，而对第一中心齿轮进行离状态操作，使得传动中间轴上动力经由共用齿轮直接传入中心轴上。

第四种传动路径为：通过第一离合器对第一输入齿轮进行离状态操作，而对共用齿轮进行合状态操作，同时第二离合器对共用齿轮进行离状态操作，而对第一中心齿轮进行合状态操作，因此使得输入轴的动力直接传输至中心轴上。即，通过共用齿轮和输入输出齿轮的齿轮副将动力传入传动中间轴，再通过中心输入齿轮与第一中心齿轮的齿轮副将动力传入中心轴上。

因为输入输出齿轮与共用齿轮相啮合形成齿轮副，而第二输入齿轮与第一输入齿轮相啮合形成齿轮副，中心输入齿轮与第一中心齿轮相啮合形成齿轮副，且该三组的齿轮副的齿比各不相同。因此在将动力输送至中心轴时，中心轴的转速具有四种，达到三组齿轮副四种转速变化的目的。

而在另一个实施例中，齿轮副单元包括第一传动齿轮311、第二传动齿轮312、第一联动齿轮313和第二联动齿轮314。第一传动齿轮安装输入轴上，第一联动齿轮设置在中心轴上，第二传动齿轮设置在第二输入齿轮和第二联动齿轮之间的传动中间轴上，第二联动齿轮设置在第二传动齿轮和中心输入齿轮之间的传动中间轴上。第一传动齿轮和第二传动齿轮相互啮合设置，第一联动齿轮和第二联动齿轮相互啮合设置。因此第一离合器用于对第一传动齿轮与第一输入齿轮进行离合操作，而第二离合器则用于对第一联动齿轮与第一中心齿轮进行离合操作。

具体的，输入轴上具有第一输入齿轮和第一传动齿轮，传动中间轴上具有第二输入齿轮、第二传动齿轮、第二联动齿轮和中心输入齿轮，其中第二输入齿轮与第一输入齿轮相啮合组成第一输入齿轮副，第一传动齿轮和第二传动齿轮相互啮合组成第二输入齿轮副，而第二联动齿轮与中心轴上的第一联动齿轮组成第一传动齿轮副，中心输入齿轮和中心轴上的第一中心齿轮组成第二传动齿轮副，形成四组的齿轮副进行传动，且第一输入齿轮副、第二输入齿轮副、第一传动齿轮副和第二传动齿轮副之间齿比互不相同。同理，通过第一离合器和第二离合器进行离合操作，使得四组齿轮副之间传动也具有四条路线，其原理与上述的相同，因此使得中心轴上转速也具有四种变化。

本实施例中将中心轴上的动力通过第二中间轴齿轮组和输出轴输出，或输出轴直接输出，实现挡位的切换。其中第二中间轴齿轮组包括输出中间轴51、中心输出齿轮52和第二输出齿轮53，中心输出齿轮和第二输出齿轮依次设置在输出中间轴上，中心输出齿轮与第二中心齿轮相啮合设置，第二输出齿轮与第一输出齿轮相啮合设置。具有第二中心齿轮与中心输出齿轮的齿轮副，与第二输出齿轮与第一输出齿轮的齿轮副。因此，结合中心轴上的第二中心齿轮，使得第二中间轴齿轮组和输出轴之间具有两种动力传输的路径。

具体的，因为第二中心齿轮始终与中心输出齿轮相啮合传动，所以第三离合器无论处于任何状态输出中间轴都会被带动转动。因此第一种传动路径为：通过第三离合器对第二中心齿轮进行合状态操作，而对第一输出齿轮进行离状态操作时，使得中心轴上动力直接传输至输出轴上。第二种传动路径为：通过第三离合器对第二中心齿轮进行离状态操作，而对第一输出齿轮进行合状态操作时，第二中间轴齿轮组上的动力经由第二输出齿轮与第一输出齿轮的齿轮副传入输出轴上。又因为第二中心齿轮与中心输出齿轮的齿比与第二输出齿轮与第一输出齿轮的齿比不同，所以输出轴上具有两种转速的切换。

通过上述可知整个变速器内可以具有五组齿轮副或六组齿轮副，该五组齿轮副或六组齿轮副的任意两组齿轮副的齿比都不相等，本实施例中的齿比都为主动齿轮与从动齿轮的齿比，因此结合上述中输入轴、第一中间轴齿轮组和中心轴的四种转速切换，使得输出轴上具有八种转动的变换，达到了输入轴的转速不等于输出轴的转速的目的，且整个变速器达到具有八个挡位的切换的效果。

上述实施例中，传动中间轴和输出中间轴的数量可以为多个，如可以为二个、三个或者四个等。多个的传动中间轴、输出中间轴可以分别环绕输入轴、输出轴设置，如两个的传动中间轴可以分别设置在输入轴的上下位置，两个的输出中间轴可以分别设置在输出轴的上下位置，多个的传动中间轴或者输出中间轴的结构应该相同，如设置有相同的齿轮。这样通过多个传动中间轴和输出中间轴，可以对输入轴和输出轴的载荷进行分配，增强了输入轴、传动中间轴、输出中间轴和输出轴上的弯曲强度，从而提升了输入轴与输出轴的承载力，达到高载荷的目的。

请参阅图4，为取力器结构装配在多挡变速器上，所述输出中间轴的输出端端面设置有内孔齿54，所述取力器的传动轴的外齿与内孔齿相互啮合设置。

本实施例的输出中间轴的输出端端面设置有内孔齿，所述取力器的传动轴的外齿与内孔齿相互啮合设置，为了可以和输出中间轴同步转动，且具有较高的同轴度，在输出中间轴的端面上开设一个槽孔，并于该槽孔内开设内孔齿。因此，将传动轴插入槽孔内，并通过外齿和内孔齿的相互啮合进行传动，达到同步带动传动轴转动的效果。

整个变速器内可以具有五组齿轮副或六组齿轮副，该五组齿轮副或六组齿轮副的任意两组齿轮副的齿比都不相等，本实施例中的齿比都为主动齿轮与从动齿轮的齿比，因此结合上述中输入轴、第一中间轴齿轮组和中心轴的四种转速切换，使得输出轴上具有八种转动的变换，达到了输入轴的转速不等于输出轴的转速的目的，且整个变速器达到具有八个挡位的切换的效果，而由不同的齿轮副带动取力器的传动轴转动，通过控制取力器的取力器离合器，即可将取力器上的动力传输至外部工作装置上。通过八个挡位的切换的效果，进而可以调整取力器的动力大小，达到多挡位的取力目的。

本实施例中还包括外部工作装置600，外部工作装置设置在取力器的输出端上。外部工作装置与实施例一中的外部工作装置相同，其可以为液压泵、气泵或发电机等等。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。