專利名稱：：動(dòng)力換擋變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及的是一種齒輪動(dòng)力傳遞轉(zhuǎn)換裝置，尤其是一種具有整體箱式的多擋動(dòng)力換擋變速器，是一種能實(shí)現(xiàn)前后橋驅(qū)動(dòng)、可在ZL20/30裝載機(jī)等工程機(jī)械及特種車輛上配套使用的多功能齒輪傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
：國內(nèi)同類產(chǎn)品狀況目前國內(nèi)ZL20/30裝載機(jī)所配套的液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，基本上是以YJ315液力變矩器+ZL20(BS428)動(dòng)力換擋變速器的模式。ZL20(BS428)變速器已有三四十年的發(fā)展歷史，在技術(shù)上已相對(duì)成熟，但在科技及車輛品質(zhì)日益發(fā)展的今天，該變速器凸現(xiàn)了以下的不足-1.機(jī)液控制。為了提高裝載機(jī)等工程機(jī)械車輛品質(zhì)及出口的需要，各工程機(jī)械廠家都需要變速器是電液操縱，不僅在操縱上可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，在技術(shù)成熟的條件下甚至可以實(shí)現(xiàn)半/全自動(dòng)化的提升。BS428變速器采用的是機(jī)液控制，升級(jí)為電液控制有一定難度，同時(shí)在換擋品質(zhì)上也并不一定理想。2.擋位少，滿足不了裝載機(jī)等車輛在復(fù)雜工況條件下的作業(yè)。BS428變速器系2前1倒的擋位布置(在輸出端通過一高低擋機(jī)械撥叉機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)4前2倒的擋位，但操作復(fù)雜)。主機(jī)廠需要一擋位較多、速比合理且操作簡便的變速器。同時(shí)有的主機(jī)廠考慮到車輛在進(jìn)行改型設(shè)計(jì)時(shí)，從成本及開發(fā)周期角度出發(fā)，也需要有一變速器產(chǎn)品，除能較好解決上述的制約因素外，又能垂直替代BS428產(chǎn)品(即安裝尺寸等方面與BS428盡量一致，同時(shí)YJ315液力變矩器不作變動(dòng))。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種新型、外形安裝尺寸與BS428盡量保持一致、體積小、重量輕、可靠性高、能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制乃至全自動(dòng)控制的全新的動(dòng)力換擋變速器。本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它主要包括箱體部件1、輸入部件2、Kl/V離合器部件3、K2/R離合器部件4、K3/4離合器部件5、輸出部件6、惰輪部件7、停車制動(dòng)器部件8、操縱閥部件，所述的輸入部件2主要包括輸入軸21、輸入齒輪22;Kl/V離合器部件3主要包括K1軸31、KV1齒輪32、KV離合器33、KV2齒輪34、Kl離合器35及K1齒輪36;K2/R離合器部件4主要包括K2軸41、KR1齒輪42、KR離合器43、KR1齒輪44、K2離合器45及K2大齒輪46與K2小齒輪47;K3/4離合器部件5主要包括K3軸51、K3齒輪52、K3離合器53、K3/4齒輪54、K4離合器55及K4齒輪56;輸出部件6主要包括輸出齒輪62、輸出軸61;所述的各齒輪均通過軸承安置在各自軸上，且各齒輪各自常嚙合成定軸式齒輪傳動(dòng)。所述的常嚙合包括輸入齒輪22分別與安置在Kl軸31上的KV1齒輪32、K2軸41上的KR1齒輪42嚙合；KV1齒輪32又通過一安置在惰輪軸71上的惰輪與安置在K3軸上的K3齒輪52嚙合；而Kl軸上的KV2齒輪34與K2軸上的KR1齒輪44以及K3軸上的K3/4齒輪54依次嚙合；Kl軸上的Kl齒輪36與K2軸上的K2大齒輪46、再通過K2小齒輪47與K4齒輪56嚙合；K4齒輪56又與輸出齒輪62嚙合。所述的Kl軸上安置有KV離合器33和Kl離合器35，K2軸上安置有KR離合器43、K2離合器45，K3軸上安置有K3離合器53、K4離合器55;各離合器中均包含有數(shù)片摩擦片，摩擦片由粉末冶金摩擦片(粉片)和鋼片組成，它們呈相互交錯(cuò)排列布置，其中粉片通過外花鍵與離合器外殼中的內(nèi)花鍵相連，鋼片通過內(nèi)花鍵與相應(yīng)齒輪的外花鍵相連接。所述的摩擦片對(duì)應(yīng)設(shè)置有離合器活塞，該離合器活塞與設(shè)置在相應(yīng)軸內(nèi)的壓力油道相連通，而壓力油道經(jīng)油管并通過可拆地安裝在箱體側(cè)面上的操縱閥與油泵相連。本實(shí)用新型有以下特點(diǎn)及創(chuàng)新之處1.與ZL20(BS428)的互換性。作為ZL20(BS428)變速器的垂直換代產(chǎn)品，本實(shí)用新型在最大程度上保持了與BS428變速器在安裝尺寸上的一致性(由于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器間的YJ315變矩器的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不在同一中間軸平面上，因而相應(yīng)本實(shí)用新型的輸入端與常規(guī)變速器有所區(qū)別，輸入端與輸出端有一偏置)。主機(jī)廠在車輛底盤(車架)布置設(shè)計(jì)時(shí)，除制動(dòng)器端的傳動(dòng)軸長度需稍作調(diào)整外，其余基本上不需改動(dòng)。換言之，不需對(duì)裝載機(jī)等工程機(jī)械車架及底盤重新設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)兩者間的互換。最大程度上減少了主機(jī)廠的改型設(shè)計(jì)成本及周期。2.模塊化的組合設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型作為BS428變速器的替代產(chǎn)品，除在操縱上實(shí)現(xiàn)電液控制外，還充分體現(xiàn)了一專多能的設(shè)計(jì)理念。如擋位能實(shí)現(xiàn)4前3倒、3前3倒乃至6前3倒等多種配置，速比也可按車輛傳動(dòng)特性進(jìn)行調(diào)整，停車制動(dòng)器可以選擇碟式或鼓式，預(yù)留了轉(zhuǎn)速表/里程表接口、傳感器接口等。如果對(duì)控制系統(tǒng)加以完善及開發(fā)，可能升級(jí)為半自動(dòng)乃至全自動(dòng)模糊控制。3.實(shí)現(xiàn)了電液控制并輔以DW型擋位選擇器(擋位控制機(jī)構(gòu))，只需通過選擇器的一操縱手柄，即可實(shí)現(xiàn)各擋位間的切換，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高了工作效率。所配置的DW型擋位選擇器是特為裝載機(jī)所開發(fā)的，能實(shí)現(xiàn)高低擋之間的強(qiáng)制切換(KD功能)。例如裝載機(jī)在鏟運(yùn)作業(yè)一般為前進(jìn)1擋狀態(tài)，倒退轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)無需象其它變速器那樣先降到空擋，再從倒1—倒2這樣逐步切換，只需通過一按鈕即可完成該過程，大大提高了工作效率及減少了作業(yè)強(qiáng)度。本實(shí)用新型具有新型、外形安裝尺寸與BS428盡量保持一致、體積小、重量輕、可靠性高、能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制乃至全自動(dòng)控制等特點(diǎn)。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的傳動(dòng)原理圖。圖3是本實(shí)用新型所述的離合器部件結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹附圖l所示，本實(shí)用新型主要包括箱體部件l、輸入部件2、Kl/V離合器部件3、K2/R離合器部件4、K3/4離合器部件5、輸出部件6、惰輪部件7、停車制動(dòng)器部件8、操縱閥部件等。結(jié)合附圖2所示，所述的輸入部件2主要包括輸入軸21、輸入齒輪22;Kl/V離合器部件3主要包括Kl軸31、KV1齒輪32、KV離合器33、KV2齒輪34、Kl離合器35及Kl齒輪36;K2/R離合器部件4主要包括K2軸41、KR1齒輪42、KR離合器43、KR1齒輪44、K2離合器45及K2大齒輪46與K2小齒輪47;K3/4離合器部件5主要包括K3軸51、K3齒輪52、K3離合器53、K3/4齒輪54、K4離合器55及K4齒輪56;輸出部件6主要包括輸出齒輪62、輸出軸61;所述的各齒輪均通過軸承安置在各自軸上，且各齒輪各自常嚙合成定軸式齒輪傳動(dòng)。所述的常嚙合包括輸入齒輪22分別與安置在Kl軸31上的KV1齒輪32、K2軸41上的KR1齒輪42嚙合；KV1齒輪32又通過一安置在惰輪軸71上的惰輪與安置在K3軸上的K3齒輪52嚙合；而Kl軸上的KV2齒輪34與K2軸上的KR1齒輪44以及K3軸上的K3/4齒輪54依次嚙合；Kl軸上的Kl齒輪36與K2軸上的K2大齒輪46、再通過K2小齒輪47與K4齒輪56嚙合；K4齒輪56又與輸出齒輪62嚙合。所述的Kl軸上安置有KV離合器33和Kl離合器35，K2軸上安置有KR離合器43、K2離合器45，K3軸上安置有K3離合器53、K4離合器55;各離合器中均包含有數(shù)片摩擦片，摩擦片由粉末冶金摩擦片(粉片)和鋼片組成，它們呈相互交錯(cuò)排列布置，其中粉片通過外花鍵與離合器外殼中的內(nèi)花鍵相連，鋼片通過內(nèi)花鍵與相應(yīng)齒輪的外花鍵相連接。本實(shí)用新型所述的摩擦片對(duì)應(yīng)設(shè)置有離合器活塞，該離合器活塞與設(shè)置在相應(yīng)軸內(nèi)的壓力油道相連通，而壓力油道經(jīng)油管并通過可拆地安裝在箱體側(cè)面上的操縱閥與油泵相連。本實(shí)用新型采用了模塊化的搭積木式組合設(shè)計(jì)方式，在速比、安裝模式及控制等方面均可按用戶根據(jù)車輛的實(shí)際需求進(jìn)行一定的組合配置；同時(shí)本實(shí)用新型是在YD13系列產(chǎn)品基礎(chǔ)上的延伸設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的通用化、系列化及標(biāo)準(zhǔn)化等方面均得到了很好的體現(xiàn)。本實(shí)用新型在擋位布置上有6前3倒、4前3倒、3前3倒等多種方式可供選擇(具體速比見表1)。設(shè)計(jì)額定輸入功率130KW,最高輸入轉(zhuǎn)速2600r/min,最大設(shè)計(jì)輸入扭矩1000Nm。下面就圖1和圖2對(duì)本實(shí)用新型的工作及傳動(dòng)原理作進(jìn)一步的介紹。附表1DB428常用速比配置表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注1)無第四擋時(shí)即為三擋變速器結(jié)構(gòu)。2)無第六擋時(shí)即為五擋變速器結(jié)構(gòu)，操縱方式只能采用電液操縱。本實(shí)用新型主要由如前所述的各部件組成。圖2中"IN"表示輸入端，從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)YJ315變矩器傳遞于變速器。變速器箱體內(nèi)主要由5或6個(gè)離合器(根據(jù)擋位數(shù)來確定所需的離合器數(shù)量組成。由液壓控制的多片磨擦式離合器，能在帶負(fù)荷狀態(tài)即不切斷動(dòng)力情況下接合和脫開，即為動(dòng)力換擋。本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上采用平行軸即定軸傳動(dòng)，所有傳動(dòng)齒輪均由滾動(dòng)軸承支承，齒輪與齒輪之間為常嚙合傳動(dòng)。表1中所示的為本實(shí)用新型在模塊化設(shè)計(jì)中所配置的速比組合表，用戶可根據(jù)車輛的使用特性，選擇表中任一速比組合，當(dāng)然根據(jù)用戶需要還可以實(shí)現(xiàn)更多的速比配置。各擋速比的調(diào)整是通過齒輪齒數(shù)的有機(jī)變化組合來實(shí)現(xiàn)的。下面就圖2中所示傳動(dòng)原理，以本實(shí)用新型最常用的4前3倒為例詳細(xì)介紹一下本實(shí)用新型各離合器接合關(guān)系及機(jī)械傳動(dòng)原理。前進(jìn)1擋時(shí)接合的離合器為KV與Kl，傳動(dòng)鏈為IN—KV—Kl—K2—K3—OUT;前進(jìn)2擋時(shí)接合的離合器為KV與K2，傳動(dòng)鏈為IN—KV—K2—K3—OUT;前進(jìn)3擋時(shí)接合的離合器為KV與K3，傳動(dòng)鏈為IN—KV—K3—OUT;前進(jìn)4擋時(shí)接合的離合器為K4與K3，傳動(dòng)鏈為IN—KR—惰輪一K4—K3—OUT;倒退1擋時(shí)接合的離合器為KR與Kl，傳動(dòng)鏈為IN—KR—Kl—K2—K3—OUT;倒退2擋時(shí)接合的離合器為KR與K2，傳動(dòng)鏈為IN—KR—K2—K3—OUT;倒退3擋時(shí)接合的離合器為KR與K3，傳動(dòng)鏈為IN—KR—K3—OUT。上述這些擋位功能是通過液壓操縱系統(tǒng)及電氣控制來實(shí)現(xiàn)的，其中的操縱閥桿(芯)的運(yùn)動(dòng)是由電信號(hào)控制的電磁鐵(或者是手動(dòng)/氣動(dòng)控制)來完成的。圖3所示為離合器部件的結(jié)構(gòu)示意圖，由于所述各離合器部件的液壓控制及傳動(dòng)原理是一致的，下面以該K2/R離合器部件為例詳細(xì)介紹一下離合器的具體接合工作原理。從圖中可看出，各離合器中均包含有數(shù)片摩擦片8，摩擦片由粉末冶金摩擦片(粉片)和鋼片組成，它們呈相互交錯(cuò)排列布置。其中粉片通過外花鍵與離合器外殼9中的內(nèi)花鍵相連，鋼片通過內(nèi)花鍵與相應(yīng)齒輪的外花鍵相連接。當(dāng)離合器內(nèi)無壓力油作用時(shí)，粉片與鋼片之間存在著相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度也就是相應(yīng)離合器齒輪與離合器外殼間的相對(duì)速度)。而當(dāng)由操縱閥控制的壓力油經(jīng)油管進(jìn)入其控制的相應(yīng)壓力油道10后，推動(dòng)相應(yīng)的離合器活塞U,使離合器中的粉片與鋼片在壓力與摩擦力的作用下結(jié)合在一起(這個(gè)過程我們可簡稱為離合器接合)，這時(shí)離合器齒輪所承受的工作扭矩就通過摩擦片8傳遞與離合器外殼9，再由離合器外殼9傳遞與其它工作件。比如圖3中K2、KR離合器同時(shí)接合時(shí)，KR齒輪上的動(dòng)力就通過離合器外殼9傳遞與K2齒輪，再由K2齒輪傳遞與其它零件。當(dāng)離合器中的壓力油消失后，活塞通過回復(fù)彈簧12返回到原位(圖3中所示位置)，粉片與鋼片也即脫開，所傳遞的動(dòng)力也就此切斷。另外從圖3中還可看出，本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)上采用定軸式布置，離合器外殼等均為薄壁類零件，各支承軸承均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)等。這種設(shè)計(jì)大大減小了整個(gè)變速箱的體積，重量明顯比同類產(chǎn)品小，但功能及強(qiáng)度上絲毫沒有降低。離合器的液壓控制是通過裝于箱體側(cè)面、一便于拆卸的操縱閥來實(shí)現(xiàn)的。而操縱閥有電控和機(jī)控兩種方式可供選擇，以滿足不同用戶的品位要求。在控制閥內(nèi)部均有一壓力控制閥及控制壓力閥來調(diào)節(jié)變速器的升壓特性。壓力油首先經(jīng)控制壓力閥(主調(diào)壓閥)限制工作壓力后，再通過壓力控制閥進(jìn)入操縱閥。壓力控制閥的作用是在換擋瞬間調(diào)節(jié)離合器油缸的升壓特性，即在換擋時(shí)，油壓會(huì)瞬時(shí)降低，換擋結(jié)束(離合器接合完畢)后油壓再恢復(fù)到控制壓力閥所限制的壓力。這樣能減少換擋沖擊，提高變速器的換擋品質(zhì)。權(quán)利要求1、一種動(dòng)力換擋變速器，它主要包括箱體部件、輸入部件、K1/V離合器部件、K2/R離合器部件、K3/4離合器部件、輸出部件、惰輪部件、停車制動(dòng)器部件、操縱閥部件，其特征在于所述的輸入部件(2)主要包括輸入軸(21)、輸入齒輪(22)；K1/V離合器部件(3)主要包括K1軸(31)、KV1齒輪(32)、KV離合器(33)、KV2齒輪(34)、K1離合器(35)及K1齒輪(36)；K2/R離合器部件(4)主要包括K2軸(41)、KR1齒輪(42)、KR離合器(43)、KR1齒輪(44)、K2離合器(45)及K2大齒輪(46)與K2小齒輪(47)；K3/4離合器部件(5)主要包括K3軸(51)、K3齒輪(52)、K3離合器(53)、K3/4齒輪(54)、K4離合器(55)及K4齒輪(56)；輸出部件(6)主要包括輸出齒輪(62)、輸出軸(61)；所述的各齒輪均通過軸承安置在各自軸上，且各齒輪各自常嚙合成定軸式齒輪傳動(dòng)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力換擋變速器，其特征在于所述的常嚙合包括輸入齒輪(22)分別與安置在K1軸(31)上的KV1齒輪(32)、K2軸(41)上的KR1齒輪(42)嚙合；KV1齒輪(32)又通過一安置在惰輪軸(71)上的惰輪(72)與安置在K3軸(51)上的K3齒輪(52)嚙合；而Kl軸(31)上的KV2齒輪(34)與K2軸(41)上的KR1齒輪(44)以及K3軸(51)上的K3/4齒輪(54)依次嚙合；Kl軸(31)上的Kl齒輪(36)與K2軸(41)上的K2大齒輪(46)、再通過K2小齒輪(47)與K4齒輪(56)嚙合；K4齒輪(56)又與輸出齒輪(62)嚙合。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力換擋變速器，其特征在于所述的K1軸(31)上安置有KV離合器(33)和Kl離合器(35)，K2軸(41)上安置有KR離合器(43)、K2離合器(45)，K3軸(51)上安置有K3離合器(53)、K4離合器(55);各離合器中均包含有數(shù)片摩擦片(8)，摩擦片(8)由粉末冶金摩擦片(粉片)和鋼片組成，它們呈相互交錯(cuò)排列布置，其中粉片通過外花鍵與離合器外殼(9)中的內(nèi)花鍵相連，鋼片通過內(nèi)花鍵與相應(yīng)齒輪的外花鍵相連接。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)力換擋變速器，其特征在于所述的摩擦片(8)對(duì)應(yīng)設(shè)置有離合器活塞(11)，該離合器活塞(11)與設(shè)置在相應(yīng)軸內(nèi)的壓力油道(10)相連通，而壓力油道(10)經(jīng)油管并通過可拆地安裝在箱體側(cè)面上的操縱閥與油泵相連。專利摘要一種動(dòng)力換擋變速器，它主要包括箱體部件、輸入部件、K1/V離合器部件、K2/R離合器部件、K3/4離合器部件、輸出部件、惰輪部件、停車制動(dòng)器部件、操縱閥部件等，所述的輸入部件主要包括輸入軸、輸入齒輪；K1/V離合器部件主要包括K1軸、KV1齒輪、KV離合器、KV2齒輪、K1離合器及K1齒輪；K2/R離合器部件主要包括K2軸、KR1齒輪、KR離合器、KR1齒輪、K2離合器及K2大齒輪與K2小齒輪；K3/4離合器部件主要包括K3軸、K3齒輪、K3離合器、K3/4齒輪、K4離合器及K4齒輪；輸出部件主要包括輸出齒輪、輸出軸；所述的各齒輪均通過軸承安置在各自軸上，且各齒輪各自常嚙合成定軸式齒輪傳動(dòng)；它具有新型、外形安裝尺寸與BS428盡量保持一致、體積小、重量輕、可靠性高、能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制乃至全自動(dòng)控制等特點(diǎn)。文檔編號(hào)F16H61/06GK201306439SQ20082016731公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日發(fā)明者王青松申請(qǐng)人:杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)股份有限公司