一种具有多离合器动力输出装置

1.本发明涉及车辆传动装置技术领域，并具体涉及一种具有多离合器动力输出装置。


背景技术：

2.大中型农用机械一般都采用机械式动力输出装置，机械式动力输出装置运行稳定性较强但是往往结构较为复杂，而且常常采用齿轮同步转动结构输出动力，如果欲实现多种动力轴输出则需要更加复杂的结构才能实现，无形中增加了生产、加工到安装以及后期维护各个工艺的作业难度，以至于现有技术中的农用机械不仅结构复杂，还满足不了生产工况中所需要实现的多轴动力选择性输出的需求，而且齿轮同步转动结构往往不能实现转动中切换动力输出模式；现有技术中公开了名称为“一种带有离合器的多动力输出装置，公开号为cn105799498b”的专利，虽然一定程度上实现了多动力输出，但是动力切换过程复杂，实现的功能单一；其次，无法通过同一根换挡轴实现多种动力的输出以满足操作简单的现实需求。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种具有多离合器动力输出装置，用以解决现有技术中动力输出装置存在的结构复杂、输出控制灵活性差的技术问题。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有多离合器动力输出装置，包括箱体、转动安装在箱体壁上的动力输入轴和至少两个转动安装在箱体壁上的输出轴，还包括安装在箱体壁上的动力转换驱动机构，该动力转换驱动机构作用于输出轴以实现各输出轴转动与静止的切换以及各输出轴转动方向的切换，该动力转换驱动机构包括由一推力杆驱动实现各自独立贴合与分离的多个离合器。
5.其中，输出轴包括输出轴a和输出轴b，所述离合器数量为三个，分别为离合器a、离合器b和离合器c，所述离合器a用于实现动力输入轴驱动输出轴a转动，所述离合器b用于实现动力输入轴驱动输出轴b转动，所述离合器b和离合器c同时作用实现输出轴a和输出轴b的同时转动本发明的有益效果是：通过仅设置一个推力杆驱动多个独立动作的离合器，进而通过动力转换驱动机构实现各输出轴转动过程中的转动与静止的切换以及各输出轴转动方向的切换，大大简化了现有技术中农用机械的复杂结构，同时通过动力转换驱动机构实现了转动过程中的多种动力组合的转换输出需求。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，所述离合器a包括摩擦盘a、对接盘a和固定安装在输出轴a上的轴套a，所述摩擦盘a同轴转动安装在输出轴a上，所述对接盘a轴向滑动安装在轴套a上，所述对接盘a在推力杆和复位机构的作用下与摩擦盘a实现贴合和分离，实现输出轴a转动与静止；所述离合器b包括摩擦盘b和对接盘b，所述摩擦盘b同轴转动安装在输出轴a上，所
述对接盘b轴向滑动安装在三级被动轮a上，所述对接盘b在推力杆和复位机构的作用下与摩擦盘b实现贴合和分离，所述三级被动轮a与输出轴b通过锥齿轮啮合传动，实现输出轴b转动与静止；所述离合器c包括摩擦盘c、对接盘c和固定安装在输出轴a上的轴套c，所述摩擦盘c由三级被动轮a驱动转动，所述对接盘c轴向滑动安装在轴套c上，所述对接盘c在推力杆和复位机构的作用下与摩擦盘c实现贴合和分离，实现输出轴a和输出轴b均转动与静止。
8.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置三个离合器的具体结构，实现三个离合器分别控制实现三种动力输出的需求，分别是输出轴a的转动，输出轴b的转动以及输出轴a和输出轴b同时转动，满足农用机械的多种动力输出需求。
9.进一步，所述复位机构包括弹力部和压盖，所述对接盘a、对接盘b和对接盘c沿轴向均设置弹力部安装槽，该弹力部安装槽内安装弹力部，所述弹力部的另一端顶在压盖上，三个压盖可拆卸安装在轴套a、三级被动轮a以及轴套c上；所述对接盘a与轴套a之间滑动配合的安装孔上设置沿径向的滑槽，该滑槽与轴套a上沿轴向设置的导向块插入滑动配合。
10.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置复位机构，实现离合器的自动复位，通过设置滑槽和导向块，实现各对接盘的稳定运行。
11.进一步，所述推力杆上安装三个分别作用于对接盘a、对接盘b和对接盘c的连接杆，所述连接杆的一端通过滑套滑动安装在推力杆上，连接杆另一端安装推力块，该推力块插入安装在对接盘a、对接盘b以及对接盘c的环槽内，三个连接杆端部的滑套分别通过弹性元件与推力杆上的三个固定块连接，三个固定块均固定安装在推力杆上；所述推力杆通过支撑架与箱体相对滑动安装，所述推力杆的动力端通过万向转轴与驱动杆的端部转动连接，所述驱动杆的另一端安装在转换板上的转换孔内，所述驱动杆的两端之间还通过贯穿其的转轴安装在转动轴座上，该转动轴座固定安装在车辆上，所述转换板上设置四个平行的孔位以及连通四个孔位的滑孔，驱动杆的驱动端依次处于四个孔位时各离合器的对应动作分别为：第一孔位时只有离合器a贴合，第二孔位时所有离合器均不贴合，第三孔位时离合器b贴合，第四孔位时离合器b和离合器c均贴合。
12.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置转换板、驱动杆、推力杆以及固定块、弹性元件、连接杆和推力块的组合，通过操作推力杆的动力端在转换板上的孔位进行切换，进而驱动不同的对接盘与对应的摩擦盘进行贴合，实现不同离合器的动作。
13.进一步，还包括用于对对接盘c进行行程限位的开关锁，该开关锁包括锁杆和卡座，所述锁杆底部竖直滑动安装在卡座上，所述锁杆的顶部位于卡座内部且通过弹性件顶在箱体内壁上，所述锁杆的顶部通过拉线与推力杆远离万向转轴的一端连接，所述拉线外部套装有与其相对滑动的柔性套管，所述柔性套管安装在箱体内壁上。
14.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置开关锁，实现在对接盘b与摩擦盘b初步贴合时，对接盘c与摩擦盘c处于分离状态，当推力杆运行到一定行程时，对接盘c和摩擦盘c才进行贴合。
15.进一步，所述动力输入轴上固定安装主动轮，所述输出轴a上固定安装与主动轮啮合传动的一级被动轮，该一级被动轮转动安装在输出轴a上，所述摩擦盘a和摩擦盘b同轴固定安装在一级被动轮两端，所述对接盘a位于摩擦盘a的左侧，对接盘a的环槽位于对接盘a
远离摩擦盘a的一侧，所述对接盘b位于摩擦盘b的右侧，对接盘b的环槽位于对接盘b远离摩擦盘b的一侧，所述对接盘c位于摩擦盘c的右侧，对接盘c的环槽位于对接盘c远离摩擦盘c的一侧。
16.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置各对接盘和摩擦盘的位置关系，实现推力杆动作时对各个对接盘和摩擦盘的驱动。
17.进一步，所述输出轴b还与同轴安装在输出轴a上的三级被动轮b通过锥齿轮啮合传动，所述摩擦盘c固定安装在三级被动轮b上；或者所述摩擦盘c固定安装在三级被动轮a上。
18.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置将摩擦盘c安装在三级被动轮b或三级被动轮a上，实现离合器c贴合时输出轴a达到不同的转向。
19.进一步，所述三级被动轮a和三级被动轮b相对的一侧均同轴设置内锥齿轮，两内锥齿轮均与支撑被动轮锥齿啮合传动，所述支撑被动轮转动安装在箱体上；所述箱体上还转动安装输出轴c，该输出轴c由动力输入轴通过锥齿轮啮合传动或通过圆柱齿轮啮合传动。
20.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置输出轴c，增加动力输出。
附图说明
21.图1为本发明实施例一的剖面结构示意图；图2为本发明实施例二的剖面结构示意图；图3为本发明实施例三的剖面结构示意图；图4为动力转换驱动机构的立体结构示意图一；图5为动力转换驱动机构的立体结构示意图二；图6为动力转换驱动机构的主视图；图7为图1中a处的局部放大示意图；图8为图1中b处的局部放大示意图；图9为图5中c处的局部放大示意图。
22.图中1.壳体a，2.主动轮，3.动力输入轴，4.一级被动轮，6.输出轴a，7.轴套a，8.弹力部，9.压盖，10.对接盘a，11.摩擦盘a，12.摩擦盘b，13.对接盘b，14.三级被动轮a，15.输出轴b，16.三级被动轮b，17.摩擦盘c，18.对接盘c，19.支撑被动轮，20.支撑转轴，21.壳体b，22.轴套c，23.推力杆，24.滑套，25.弹性元件，26.固定块，27.万向转轴，28. 驱动杆，29.转换板，30.连接杆，31.滑槽，32.推力块，34.转动轴座，35.环槽，36.弹力部安装槽，37.输出轴c，38.拉线，39.卡座，40.弹性件，41.锁杆，42.第一孔位，43.第二孔位，44.第三孔位，45.第四孔位，46.滑孔。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.实施例一参照附图1和附图4-9，一种具有多离合器动力输出装置，包括箱体（箱体包括壳体a1和壳体b21，壳体a1和壳体b21通过螺钉可拆卸安装）、转动安装在箱体壁上的动力输入轴3和转动安装在箱体壁上的输出轴a6和输出轴b15，动力输入轴3、输出轴a6和输出轴b15均通过轴承转动安装在箱体上，还包括安装在箱体壁上的动力转换驱动机构，该动力转换驱动机构作用于输出轴以实现各输出轴转动与静止的切换以及各输出轴转动方向的切换，该动力转换驱动机构包括由一推力杆23驱动实现各自独立贴合与分离的三个离合器，分别为离合器a、离合器b和离合器c，所述离合器a用于实现动力输入轴3驱动输出轴a6转动，所述离合器b用于实现动力输入轴3驱动输出轴b15转动，所述离合器b和离合器c同时作用实现输出轴a6和输出轴b15的同时转动。
26.参照附图1和附图4-6，所述离合器a包括摩擦盘a11、对接盘a10和固定安装在输出轴a6上的轴套a7，所述摩擦盘a11同轴转动安装在输出轴a6上，所述对接盘a10水平滑动安装在轴套a7上，所述对接盘a10在推力杆23和复位机构的作用下与摩擦盘a11实现贴合和分离，实现输出轴a6转动与静止。所述离合器b包括摩擦盘b12和对接盘b13，所述摩擦盘b12同轴转动安装在输出轴a6上，所述对接盘b13滑动安装在三级被动轮a14上，所述对接盘b13在推力杆23和复位机构的作用下与摩擦盘b12实现贴合和分离，所述三级被动轮a14与输出轴b15通过锥齿轮啮合传动，实现输出轴b15转动与静止。所述离合器c包括摩擦盘c17、对接盘c18和固定安装在输出轴a6上的轴套c22，所述摩擦盘c17由三级被动轮a14驱动转动，所述对接盘c18滑动安装在轴套c22上，所述对接盘c18在推力杆23和复位机构的作用下与摩擦盘c17实现贴合和分离，实现输出轴a6和输出轴b15同时转动与静止。通过仅设置一个推力杆23驱动三个独立动作的离合器，进而通过动力转换驱动机构实现各输出轴转动过程中的转动与静止的切换以及各输出轴转动方向的切换，大大简化了现有技术中农用机械的复杂结构，同时通过动力转换驱动机构实现了转动过程中的多种动力组合的转换输出需求；通过设置三个离合器的具体结构，实现三个离合器分别控制实现三种动力输出的需求，分别是输出轴a6的转动，输出轴b15的转动以及输出轴a6和输出轴b15同时转动，满足农用机械的多种动力输出需求。
27.参照附图1和7，所述复位机构包括弹力部8和压盖9，弹力部8为弹簧，所述对接盘a10、对接盘b13和对接盘c18沿轴向均设置弹力部安装槽36，该弹力部安装槽36内安装弹力部8，所述弹力部8的另一端顶在压盖9上，三个压盖9可拆卸安装在轴套a7、三级被动轮a14以及轴套c22上，参照附图4和5，所述对接盘a10与轴套a7之间滑动配合的安装孔上设置沿径向的滑槽31，该滑槽31与轴套a7上沿轴向设置的导向块插入滑动配合。通过设置复位机构，实现离合器的自动复位，通过设置滑槽31和导向块，实现各对接盘的稳定运行。
28.参照附图4-6，所述推力杆23上安装三个分别作用于对接盘a10、对接盘b13和对接盘c18的连接杆30，连接杆30设置为v形结构，也可以为u形，所述连接杆30的一端通过滑套
24滑动安装在推力杆23上，连接杆30另一端分别安装两个推力块32，该推力块32插入安装在对接盘a10、对接盘b13以及对接盘c18的环槽35内，三个连接杆30端部的滑套24分别通过弹性元件25（弹性元件25为弹簧）与推力杆23上的三个固定块26连接，三个固定块26均固定安装在推力杆23上，其中对接盘c18对应的弹性元件25的弹性系数大于对接盘b13的弹性系数，当受到一样大小力的时候，弹性系数大的弹簧形变量小，当推力杆23作用使对接盘b13向摩擦盘b12移动至贴合时，离合器b贴合，对接盘c18几乎没有位移，当推力杆23行程达到一定程度，对接盘c18在其对应的弹性元件25的作用下才开始向摩擦盘c17移动至离合器c贴合。所述推力杆23通过支撑架与箱体相对滑动安装，所述推力杆23的动力端通过万向转轴27与驱动杆28的端部转动连接，所述驱动杆28的另一端安装在转换板29上的转换孔内，所述驱动杆28的两端之间还通过贯穿其的转轴安装在转动轴座34上，该转动轴座34固定安装在车辆上，参照附图9，所述转换板29上设置四个平行的孔位以及连通四个孔位的滑孔46，四个孔位远离滑孔46的一端均设置半圆弧槽，驱动杆28的驱动端依次处于四个孔位时各离合器的对应动作分别为：第一孔位42时只有离合器a贴合，第二孔位43时所有离合器均不贴合，第三孔位44时离合器b贴合，第四孔位45时离合器b和离合器c均贴合。通过设置转换板29、驱动杆28、推力杆23以及固定块26、弹性元件25、连接杆30和推力块32的组合，通过操作推力杆23的动力端在转换板29上的孔位进行切换，进而驱动不同的对接盘与对应的摩擦盘进行贴合，实现不同离合器的动作。
29.参照附图1和8，还包括用于对对接盘c18进行行程限位的开关锁，该开关锁包括锁杆41和卡座39，所述锁杆41底部竖直滑动安装在卡座39上，所述锁杆41的顶部位于卡座39内部且通过弹性件40（弹性件40选用弹簧）顶在箱体内壁上，所述锁杆41的顶部通过拉线38与推力杆23远离万向转轴27的一端连接，所述拉线38外部套装有与其相对滑动的柔性套管，所述柔性套管安装在箱体内壁上。通过设置开关锁，实现在对接盘b13与摩擦盘b12初步贴合时，当只允许输出轴b15输出动力时，开关锁阻止对接盘c18移动，使得其与摩擦盘c17处于分离状态，当允许输出轴a6和输出轴b15一起转动时，驱动杆28带动推力杆23继续往左移动，当推力杆23运行到一定行程时，开关锁的锁杆41在推力杆23通过拉线38的拉力下向着卡座39方向移动，直至锁杆41完全脱离对接盘c18，允许对接盘c18和摩擦盘c17进行贴合，以实现输出轴a6和输出轴b15的动力输出，具体地，参见附图5和附图6，当推力杆23带动对接盘c18向左移动时，推力杆23右端带动拉线38的一端拉动拉线38的另一端将锁杆41拉紧，从而使得锁杆41向上移动，对对接盘c18解锁。
30.开关锁的形式与机械刹车拉线或自行车手刹拉线形式类似，开关锁包括柔性的拉线38以及套设在拉线38外的柔性套管。
31.参照附图1，所述动力输入轴3上固定安装主动轮2，所述输出轴a6上固定安装与主动轮2啮合传动的一级被动轮4，该一级被动轮4转动安装在输出轴a6上，所述摩擦盘a11和摩擦盘b12同轴固定安装在一级被动轮4两端，所述对接盘a10位于摩擦盘a11的左侧，对接盘a10的环槽35位于对接盘a10远离摩擦盘a11的一侧，所述对接盘b13位于摩擦盘b12的右侧，对接盘b13的环槽35位于对接盘b13远离摩擦盘b12的一侧，所述对接盘c18位于摩擦盘c17的右侧，对接盘c18的环槽35位于对接盘c18远离摩擦盘c17的一侧。通过设置各对接盘和摩擦盘的位置关系，实现推力杆23动作时对各个对接盘和摩擦盘的驱动。所述输出轴b15还与同轴安装在输出轴a6上的三级被动轮b16通过锥齿轮啮合传动，所述摩擦盘c17固定安
装在三级被动轮b16上。所述三级被动轮a14和三级被动轮b16相对的一侧均同轴设置内锥齿轮，两内锥齿轮均与支撑被动轮19锥齿啮合传动，所述支撑被动轮19通过支撑转轴20转动安装在箱体上。通过设置三级被动轮a14和三级被动轮b16一方面避免了对输出轴b15施加不同于输出轴b15轴向的力，损害动力输出装置，影响其寿命，另一方面对输出轴a6实现不同于对接盘a10与摩擦盘a11贴合时不同的转动方向，丰富其动力输出样式，以更好地满足动力输出需求。
32.工作原理：该装置工作时，动力输入轴3在外部动力驱动的作用下进行旋转，带动主动轮2同步旋转，主动轮2带动与其啮合的一级被动轮4旋转，一级被动轮4旋转带动摩擦盘a11和摩擦盘b12同步旋转，当推动推力杆23由第二孔位43滑入第一孔位42时，其工作原理为：推力杆23上的固定块26施加压力到弹性元件25上，进而推动对接盘a10左侧的滑套24沿靠近对接盘a10的方向滑动，当弹性元件25的弹力大于弹力部8的弹力时，对接盘a10开始向摩擦盘a11方向移动，直至对接盘a10与摩擦盘a11压紧贴合，从而实现对接盘a10与摩擦盘a11贴合同步转动，对接盘a10通过轴套a7将动力传递至输出轴a6，从而实现输出轴a6的转动；当推动推力杆23由第二孔位43滑入第三孔位44时，其工作原理为：推力杆23上的固定块26施加压力到弹性元件25上，进而推动对接盘b13右侧的滑套24沿靠近对接盘b13的方向滑动，当弹性元件25的弹力大于弹力部8的弹力时，对接盘b13开始向摩擦盘b12方向移动，直至对接盘b13与摩擦盘b12压紧贴合，从而实现对接盘b13与摩擦盘b12贴合同步转动，对接盘b13与三级被动轮a14同步转动，进而三级被动轮a14通过锥齿啮合驱动输出轴b15转动，由于对接盘c18的弹性元件25的弹性系数比对接盘b13的弹性元件25的弹性系数大，因此当对接盘b13与摩擦盘b12贴合同步转动时，对接盘c18的弹性元件25的弹力不足以驱动对接盘c18向摩擦盘c17移动或不足以使得对接盘c18与摩擦盘c17接触，此时仅有输出轴b15转动；为了防止换挡部件损坏，还可以设置有开关锁，在开关锁的作用下，对接盘c18并没有向摩擦盘c17移动，当推力杆23进一步由第三孔位44滑入第四孔位45时，其工作原理为：对接盘c18在弹性元件25的作用下与摩擦盘c17贴合并同步转动，过程中，推力杆23继续向左移动，对接盘c18的弹性元件25的弹力大于弹性部8的弹力，使得对接盘c18向摩擦盘c17方向移动，直至两者紧密贴合，实现动力的输出；当设置有开关锁时，推力杆23带动对接盘c18向摩擦盘c17移动的过程中，推力杆23向左移动，将推力杆23右端的拉线38向左拉紧，进而带动拉线38的另一端将锁杆41拉紧提起，对对接盘c18进行解锁，允许对接盘c18向摩擦盘c17方向移动，实现对接盘c18与摩擦盘c17贴合，此时轴套c22与对接盘c18同步转动，进而带动输出轴a6同步转动，从而实现输出轴a6和输出轴b15均转动。
33.实施例二参照附图2，与实施例一不同的是，所述摩擦盘c17固定安装在三级被动轮a14上，与实施例一的区别是：当离合器c贴合的时候，输出轴a6的转动方向与实施例一种输出轴a6的转动方向相反，具体原理是：当本实施例中对接盘c18与摩擦盘c17贴合时，对接盘c18的转向与摩擦盘c17和三级被动轮a14的转向一致，而在实施例一种，当对接盘c18与摩擦盘c17贴合时，摩擦盘c17的转向与三级被动轮b16的转向一致，而三级被动轮a14和三级被动轮b16通过输出轴b15的锥齿啮合而转向相反。
34.实施例三参照附图3，在实施例一的基础上，所述箱体上还转动安装输出轴c37，该输出轴
c37由动力输入轴3通过锥齿轮啮合传动或通过圆柱齿轮啮合传动。当该装置工作时，不仅能实现输出轴a6的转动，输出轴b15的转动，输出轴a6和输出轴b15的同时转动，还能实现输出轴c37的转动，从而实现了多种动力的输出。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。