技术特征：
1.一种错分式花键换挡机构，其特征在于，包括：第一输入轴(7-3)；第二输入轴(7-4)，与所述第一输入轴(7-3)同轴设置，并与第一输入轴(7-3)间隙配合；所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)在其连接处的周向上均设置有第一外花键(7-3-1)；啮合套(7-2)，包括套装在所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)连接处的套筒(7-2-1)，设置在所述套筒(7-2-1)内部、与所述第一外花键(7-3-1)相配合实现套筒(7-2-1)与所述第一输入轴(7-3)、所述第二输入轴(7-4)相联接的第一内花键(7-2-2)，设置在所述套筒(7-2-1)外部的第二外花键(7-2-3)，以及设置在所述第二外花键(7-2-3)的键宽中点位置或近似为中点位置、并将所述第二外花键(7-2-3)分割形成至少两段花键齿的第一沟槽(7-2-4)；输入齿轮(7-1)，完全套装或部分套装在所述啮合套(7-2)外部，并在输入齿轮(7-1)的内部与所述啮合套(7-2)相连接处设置有与所述第二外花键(7-2-3)相配合的第二内花键(7-1-1)，在第二内花键(7-1-1)的键宽中点位置或近似中点位置设置有第二沟槽(7-1-2)，并将所述第二内花键(7-1-1)分割形成至少两段花键齿；其中，所述啮合套(7-2)可沿着所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)的轴向移动，使得嵌合套在第一状态或第二状态之间切换；所述第一状态为第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)的传动连接；第二状态为第一输入轴(7-3)和输入齿轮(7-1)之间的传动连接。2.根据权利要求1所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第一状态为：所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)的第一外花键(7-3-1)嵌合于所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)上的第一内花键(7-2-2)，且第二外花键(7-2-3)的花键齿容纳于所述第二沟槽(7-1-2)内、第二内花键(7-1-1)的花键齿容纳于所述第一沟槽(7-2-4)内。3.根据权利要求1所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第二状态为：所述第二输入轴(7-4)的第一外花键(7-3-1)脱离于所述第二输入轴(7-4)上的第一内花键(7-2-2)，所述第二外花键(7-2-3)与所述第二内花键(7-1-1)相嵌合。4.根据权利要求1所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第二内花键(7-1-1)与所述第二外花键(7-2-3)的总键长相等。5.根据权利要求1或4所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第一沟槽(7-2-4)与所述第二沟槽(7-1-2)的宽度相等；所述第一沟槽(7-2-4)宽度值不小于三分之一的第二外花键(7-2-3)的键宽总长；所述第二沟槽(7-1-2)的宽度值不小于三分之一的第二内花键(7-1-1)的键宽总长。6.根据权利要求1或4或5所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第一沟槽(7-2-4)的深度大于第二外花键(7-2-3)的花键齿的高度；所述第二沟槽(7-1-2)的深度大于第二内花键(7-1-1)的花键齿的高度。7.根据权利要求1或4或5或6所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述第一沟槽(7-2-4)两侧面在靠近第二外花键(7-2-3)的两个花键齿端面上形成10～20度的倒角，倒角高度为1.25倍的第二外花键(7-2-3)的模数；所述第二沟槽(7-1-2)两侧面在靠近第二内花键(7-1-1)的两个花键齿端面上形成10～20度的倒角，倒角高度为1.25倍的第二内花键(7-1-1)的模数。
8.根据权利要求1所述的错分式花键换挡机构，其特征在于，所述输入齿轮(7-1)的一侧通过轴承套装在所述第一输入轴(7-3)外部，另一侧套装在所述啮合套(7-2)外部。9.一种消防车取力分动箱，其特征在于，包括：箱体(4)；输入轴系(7)，具有如权利要求1至7任一项所述的错分式花键换挡机构的结构，其中，第一输入轴(7-3)、第二输入轴(7-4)均通过轴承转动安装在所述箱体(4)内部，所述第一输入轴(7-3)与发动机后的变速箱输出端传动连接；所述第二输入轴(7-4)与消防车后轴传动连接；换档机构与啮合套(7-2)相连接，适于驱动所述啮合套(7-2)沿着所述第一输入轴(7-3)和第二输入轴(7-4)的轴向移动；中间轴系(2)，其输入端与输入轴系(7)的输入齿轮(7-1)传动连接；输出轴系(3)，包括与所述中间轴系(2)的输出端传动连接的输出齿轮(3-2)，与消防车辆内水泵传动连接的输出轴(3-1)，以及控制输出齿轮(3-2)与输出轴(3-1)的联接与脱离的离合器(3-3)。10.根据权利要求9所述的消防车取力分动箱，其特征在于，所述啮合套(7-2)靠近箱体(4)与所述第二输入轴(7-4)相连接的轴承端面的一侧形成环套，其环套的内孔直径大于靠近该啮合套(7-2)一侧的箱体(4)轴承座的外径；并在所述环套(7-2-5)的周向上设置有连接件(7-2-6)，所述连接件(7-2-6)适于与气动式拨叉换档机构(5)的输出端相连接。
技术总结
本发明公开了一种错分式花键换挡机构及消防车取力分动箱，属于机械传动领域。其啮合套与输入齿轮采用错分式花键啮合，其内外花键等长，且在各自的键宽中间位置设置有一个宽度相等且宽度值不少于三分之一的键宽总长的沟槽。当消防车在走行作业时，取力分动箱输入轴系的输入齿轮与啮合套的花键齿错开，且齿部正好被对方的沟槽包容，使得输入齿轮与啮合套脱离。本发明中的错分式花键换挡机构与现有的花键啮合套换挡机构相比，具有换挡距离相等的情况下花键配合长度更长或保持花键联接长度不变而缩短其换挡行程的特点。变而缩短其换挡行程的特点。变而缩短其换挡行程的特点。
技术研发人员：沈宇涵 程旻杰 杨俊杰 张颖文 李春林 朱朝江
受保护的技术使用者：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/3/14