專利名稱：一種工程機械、其傳動系統(tǒng)及其離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于傳動系統(tǒng)的離合器。本發(fā)明還涉及一種包括上述離合器的傳動系統(tǒng)，及包括上述傳動系統(tǒng)的工程機械。
背景技術(shù)：
離合器是汽車動力系統(tǒng)的重要部件，它擔負著將動力與發(fā)動機之間進行切斷與連接的工作，在車輛起步和換擋時發(fā)揮著重要的作用，一種典型的離合器包括形成密閉空間的油缸體(即主動齒輪部)和與油缸體傳動連接或者斷開的被動齒輪，油缸體的活塞外端通過定位銷連接有墊板，被動齒輪靠近墊板的一側(cè)安裝有間隔分布的數(shù)對摩擦片，在活塞與油缸體之間還設(shè)置有復位彈簧，以使活塞 在只受彈簧力的作用時縮回油缸體內(nèi)，帶動墊板與摩擦片相分離。當壓力油進行油缸體內(nèi)時，活塞在壓力油的作用下克服復位彈簧的彈力向外運動，并將摩擦片和墊板壓緊，在摩擦力的作用下原來具有相對運動的摩擦片、墊板、被動齒輪被壓緊在一起，從而實現(xiàn)主動齒輪與被動齒輪之間的扭矩和運動的傳遞。但是，上述離合器結(jié)構(gòu)主要存在以下缺陷首先，油缸體、活塞及密封形成的空間密閉性要求高，且油缸體內(nèi)孔、活塞的外圓要求加工精度高、表面粗糙度精度要求高，加工難度較大，成本高在工程機械工作時頻繁換檔，活塞與油缸體之間的相對運動增加了密封環(huán)的磨損，從而出現(xiàn)整機工作無力的現(xiàn)象；其次，摩擦片、墊板等使用數(shù)量多，熱處理要求高，生產(chǎn)成本高，并且在使用過過程中，由于溫度過高，容易造成摩擦片燒結(jié)癥狀，影響整機的使用壽命。因此，如何降低離合器中相關(guān)零部件的加工精度，降低加工難度，同時克服摩擦片燒結(jié)，節(jié)約生產(chǎn)成本，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于傳動系統(tǒng)的離合器，其相關(guān)零部件的加工精度要求較低，從而降低了加工難度，同時其克服了摩擦片燒結(jié)的問題，節(jié)約了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述離合器的傳動系統(tǒng)，及包括該傳動系統(tǒng)的工程機械。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于傳動系統(tǒng)的離合器，包括以其外端與所述傳動系統(tǒng)的輸出軸傳動連接的油缸體，和與所述傳動系統(tǒng)的變速箱傳動連接的主動齒輪；所述油缸體與所述主動齒輪之間設(shè)置有第一組件和第二組件，且兩者在所述第一組件的作用下連接，在所述第二組件的作用下分離；所述油缸體的朝向所述主動齒輪的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵，所述主動齒輪朝向所述油缸體的一端設(shè)置有與所述內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵。優(yōu)選地，所述第一組件的數(shù)目為八個，各所述第一組件沿所述油缸體的周向均勻分布。優(yōu)選地，所述第一組件包括固定在所述輸出軸的擋板，和以其一端固定于所述擋板的第一彈簧，所述第一彈簧的另一端固定于所述油缸體，所述油缸體與所述主動齒輪分離時，所述第一彈簧處于壓縮狀態(tài)。優(yōu)選地，所述油缸體朝向所述主動齒輪的端面開設(shè)有安裝孔，所述第一彈簧設(shè)置于所述安裝孔中。優(yōu)選地，所述安裝孔為平底沉頭孔。優(yōu)選地，所述輸出軸上設(shè)置有彈性擋圈，所述擋板通過所述彈性擋圈固定于所述輸出軸。優(yōu)選地，所述第二組件包括柱塞，所述柱塞的一端密封于閥套內(nèi)，其另一端所在的腔體與動力油源連通；所述閥套固定安裝于所述輸出軸的內(nèi)孔中，且其內(nèi)壁開設(shè)有臺階，所述柱塞位于所述閥套內(nèi)的一端套設(shè)有第二彈簧，所述第二彈簧的端面抵靠于所述臺階。優(yōu)選地，所述油缸體與所述主動齒輪的接合面為錐形面。
優(yōu)選地，所述花鍵為矩形花鍵。本發(fā)明還提供一種傳動系統(tǒng)，包括變速箱，和與所述變速箱傳動連接的離合器，所述離合器為如上所述的離合器。本發(fā)明還提供一種工程機械，包括動力系統(tǒng)、工作系統(tǒng)，以及與所述動力系統(tǒng)和所述工作系統(tǒng)傳動連接的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)為如上所述的傳動系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的用于傳動系統(tǒng)的離合器包括油缸體和主動齒輪，其中油缸體的外端與該傳動系統(tǒng)的輸出軸傳動連接，主動齒輪與該傳動系統(tǒng)的變速箱傳動連接；油缸體的朝向所述主動齒輪的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵，主動齒輪朝向油缸體的一端設(shè)置有與內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵，油缸體與主動齒輪在第一組件的作用下相互靠近，并通過內(nèi)花鍵與外花鍵的嚙合實現(xiàn)傳動連接，油缸體與主動齒輪在第二組件的作用相互遠離，并通過內(nèi)花鍵與外花鍵的斷開嚙合實現(xiàn)分離。在傳動系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)下，第二組件不工作，沒有外界的壓力油進入離合器，此時，油缸體和主動齒輪在第一組件的作用下相互靠近，并通過內(nèi)、外花鍵的嚙合實現(xiàn)油缸體和主動齒輪的傳動連接，以實現(xiàn)運動的傳遞；當傳動系統(tǒng)需要進行換擋等操作時，第二組件與外界壓力油源相連通，在第二組件的作用下油缸體與主動齒輪克服第一組件的作用力，油缸體與主動齒輪相分尚，以實現(xiàn)傳動的斷開。這樣，上述離合器通過花鍵的嚙合和分離實現(xiàn)動力的傳遞和斷開，油缸體上的外花鍵和主動齒輪上的內(nèi)花鍵只要能夠?qū)崿F(xiàn)嚙合即可，不具有軸孔配合，加工精度要求不高，從而降低了加工難度，同時，該離合器結(jié)構(gòu)擺脫了摩擦片、墊板的使用，克服了摩擦片燒結(jié)的問題，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時提高了變速箱換擋操縱的靈活性，延長了傳動設(shè)備的使用壽命O在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的離合器的油缸體與主動齒輪的接合面為錐形面；當需要斷開傳動時，油缸體與主動齒輪在該錐形面的導向作用下沿軸向分開，以使花鍵脫開的過程平緩，從而提高了傳動系統(tǒng)換擋時的轉(zhuǎn)換平穩(wěn)性。在另一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供離合器，其油缸體和主動齒輪上的花鍵均為矩形花鍵，矩形花鍵傳遞扭矩較大，且工作平穩(wěn)，制造成本較低，從而進一步保證了檔位變換的平穩(wěn)性，且進一步降低了設(shè)備的加工成本。


圖I為本發(fā)明所提供的離合器一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于傳動系統(tǒng)的離合器，其相關(guān)零部件的加工精度要求較低，從而降低了加工難度，同時其克服了摩擦片燒結(jié)的問題，節(jié)約了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述離合器的傳動系統(tǒng)，及包括該傳動系統(tǒng)的工程機械。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供的離合器一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所提供的用于傳動系統(tǒng)的離合器包括油缸體9和主動齒輪6，其中油缸體9的外端與該傳動系統(tǒng)的輸出軸17傳動連接，主動齒輪6與該傳動系統(tǒng)的變速箱傳動連接；油缸體9的朝向所述主動齒輪的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵,主動齒輪6朝向油缸體9的一端設(shè)置有與內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵，油缸體9與主動齒輪6在第一組件的作用下相互靠近，并通過內(nèi)花鍵與外花鍵的嚙合實現(xiàn)傳動連接，油缸體9與主動齒輪6在第二組件的作用相互遠離，并通過內(nèi)花鍵與外花鍵的斷開嚙合實現(xiàn)分離。油缸體9與主動齒輪6的接合面為錐形面；當需要斷開傳動時，油缸體9與主動齒輪6在該錐形面的導向作用下沿軸向分開，以使花鍵脫開的過程平緩，從而提高了傳動系統(tǒng)換擋時的轉(zhuǎn)換平穩(wěn)性。顯然地，上述錐形面的作用為導向，其應該向著便于令油缸體9和主動齒輪6分離的方向傾斜。油缸體9與主動齒輪6的接合面也不局限于為錐形面，只要能夠?qū)崿F(xiàn)油缸體9和主動齒輪6的順利接合和分離即可，例如，該接合面也可以為圓柱面。油缸體9和主動齒輪6上的花鍵均為矩形花鍵，矩形花鍵傳遞扭矩較大，且工作平穩(wěn)，制造成本較低，從而進一步保證了檔位變換的平穩(wěn)性，且進一步降低了設(shè)備的加工成本。從理論上來講，油缸體9和主動齒輪6上的花鍵也不局限于為矩形花鍵，只要能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)花鍵和外花鍵的嚙合和分離，上述花鍵連接也可以采用本領(lǐng)域中常規(guī)使用的其他形式的花鍵。上述油缸體9可以通過漸開線花鍵與輸出軸17相聯(lián)，由于漸開線花鍵的齒數(shù)教多，承載能力強，易自動定心，安裝精度高，因此，相同外形尺寸下花鍵小徑大，有利于增加軸的剛度；同時，漸開線花鍵便于采用冷搓、冷打、冷擠等無切屑加工工藝方法，生產(chǎn)效率高，精度高，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。油缸體9和主動齒輪6的齒數(shù)應根據(jù)用戶對變速箱的傳動比的需求進行適當?shù)恼{(diào)整，以適應不同的使用場合，在此不做限定。在傳動系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)下，第二組件不工作，沒有外界的壓力油進入離合器，此時，油缸體9和主動齒輪6在第一組件的作用下相互靠近，并通過內(nèi)、外花鍵的嚙合實現(xiàn)油缸體9和主動齒輪6的傳動連接，以實現(xiàn)運動的傳遞；當傳動系統(tǒng)需要進行換擋等操作時，第二組件與外界壓力油源相連通，在第二組件的作用下油缸體9與主動齒輪6克服第一組件的作用力，油缸體9與主動齒輪6相分離，以實現(xiàn)傳動的斷開。
這樣，上述離合器通過花鍵的嚙合和分離實現(xiàn)動力的傳遞和斷開，油缸體9上的外花鍵和主動齒輪6上的內(nèi)花鍵只要能夠?qū)崿F(xiàn)嚙合即可，加工精度要求不高，從而降低了加工難度，同時，該離合器結(jié)構(gòu)擺脫了摩擦片、墊板的使用，克服了摩擦片燒結(jié)的問題，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時提高了變速箱換擋操縱的靈活性，延長了傳動設(shè)備的使用壽命。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的第一組件的數(shù)目可以為多個，以便為油缸體9提供足夠的回復力，保證油缸體9與主動齒輪6的接合強度。具體地，第一組件的數(shù)目可以為八個，各第一組件沿所述油缸體9的周向均勻分布；設(shè)置八個沿圓周方向均勻分布的第一組件能夠保證足夠的回復力，且使得油缸體9受力較為均勻，便于在切換工作狀態(tài)時油缸體9自由的往復運動。顯然地，上述第一組件也不局限于八個，只要能夠保證足夠的回復力，并盡量提高受力均勻性即可，例如，該第一組件也可以為六個或四個；同時，周向空間位置足夠，且不影響離合器的其他工作部件的正常工作的前提下，第一組件的數(shù)目也可以多于八個。具體地，上述第一組件包括擋板12和第一彈簧11，其中，擋板12固定在輸出軸17 的徑向，第一彈簧11的一端固定于擋板12,另一端固定于油缸體9,油缸體9與主動齒輪6分離時，第一彈簧11處于壓縮狀態(tài)；這樣，當傳動系統(tǒng)需要傳遞運動時，第二組件不工作，此時，油缸體9只受到第一彈簧11的彈性力的作用，而該彈性力的方向是朝向主動齒輪6的，油缸體9在該彈性力的作用下靠近主動齒輪6，并通過其上的內(nèi)花鍵與主動齒輪6上的外花鍵嚙合，實現(xiàn)傳動連接。上述油缸體9朝向主動齒輪6的端面可以開設(shè)有安裝孔，第一彈簧11設(shè)置于該安裝孔中，以便使該離合器的結(jié)構(gòu)更加緊湊。上述安裝孔為優(yōu)選為平底沉頭孔，由于安裝孔的底部需要與第一彈簧11的端面接觸，安裝孔的底部設(shè)計成平底使得彈簧受力均勻，不傾斜；顯然地，從理論上來講，該安裝孔并不局限于為平底沉頭孔，只要能夠容納第一彈簧11，并不妨礙第一彈簧11的復位功能的實現(xiàn)即可，例如，該安裝孔也可以為通孔，此時，需要在適當?shù)奈恢迷黾庸潭ǖ谝粡椈?1端部的安裝板。上述輸出軸17上可以設(shè)置有彈性擋圈13，擋板12固定于彈性擋圈13，以提高擋板12的安裝性能；顯然地，擋板12也可以直接安裝在輸出軸17上。在上述具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的第二組件包括柱塞8，柱塞8的一端密封于閥套4內(nèi)，其另一端所在的腔體與動力油源連通；閥套4固定安裝于所述輸出軸17的內(nèi)孔中，且其內(nèi)壁開設(shè)有臺階，所述柱塞8位于所述閥套4內(nèi)的一端套設(shè)有第二彈簧5，所述第二彈簧5的端面抵靠于所述臺階；當傳動系統(tǒng)需要斷開傳動時，動力油源中的動力油進入腔體，并推動柱塞8向靠近主動齒輪6的一側(cè)運動,從而推動主動齒輪6向遠離油缸體9的一側(cè)運動，以將主動齒輪6與油缸體9分離，從而實現(xiàn)斷開傳動的目的。下面以上述具體實施方式
為例，簡單介紹本發(fā)明所提供的離合器的工作過程油缸體9通過漸開線花鍵與輸出軸17相連接，在油缸體9的右端面(指圖I中所示的右端)均布八個平底沉頭孔，并且在每個平底沉頭孔內(nèi)安裝一個第一彈簧11，擋板12通過固定在輸出軸17上的彈性擋圈13限位，在第一彈簧11的彈性壓力作用下，油缸體9與主動齒輪6通過端面的矩形花鍵相聯(lián)；當變速箱液壓系統(tǒng)通過變速閥控制作用下，油缸體9內(nèi)液壓油無壓力時，油缸體9在彈性力的作用下與主動齒輪6端面的矩形花鍵相嚙合，變速箱內(nèi)部動力輸入齒輪通過與主動齒輪6嚙合，將動力傳遞給主動齒輪6，然后通過端面的矩形花鍵傳遞給油缸體9，再通過漸開線花鍵將動力傳遞給輸出軸17，輸出軸17通過端部的外花鍵傳遞給輸出法蘭,最終實現(xiàn)變速箱的動力及運動的輸出。在輸出軸17的右端設(shè)置有環(huán)形的油槽，該油槽與變速箱箱體上的油道相連通，在油道的兩側(cè)密封槽內(nèi)分別安裝密封環(huán)，當變速箱通過變速箱操縱閥換檔時，液壓油通過輸出軸17上環(huán)形的油槽進入中間油道內(nèi)，在壓力作用下，柱塞8克服第二彈簧5的彈力，沿閥套4向左(指圖I中的左側(cè))運動；同時，在柱塞8向左移動的過程中，閥套4上的孔和柱塞8上的徑向孔逐漸接通，并且開口面積逐漸曾大直至完全打開，液壓油通過柱塞8上的油道，經(jīng)閥套4上的油道進行入輸出軸17、油缸體9及密封環(huán)7組成的腔體內(nèi)，油缸體9內(nèi)的壓力在瞬間迅速上升，在壓力的作用下推動油缸體9克服第一彈簧11的彈力向右移動；這樣，油缸體9與主動齒輪6在錐形面的導向作用下沿軸向分開，端面的矩形花鍵脫開，從而實現(xiàn)離合器的兩齒輪的傳動運動的分離；此時，外部動力通過油缸體9的漸開線外齒，經(jīng)油缸體9與輸出軸17間的漸開線花鍵直接傳遞給輸出軸17，當在變速操縱閥控制作用下，檔位切換時，油缸體9內(nèi)的液壓油壓力下降，在第一彈簧11的彈力作用下，油缸體9向左移動，油 缸體9內(nèi)的液壓油通過閥套4、柱塞8上的油道返回到輸出軸17的內(nèi)腔中，實現(xiàn)油缸體9與主動齒輪6端面的矩形花鍵相嚙合；在輸出軸17內(nèi)部，液體壓力下降，柱塞8在第二彈簧5的回復力的作用下，向右移動，隨著內(nèi)腔空間的減小，殘留在缸體內(nèi)的液壓油通過活塞上的小孔泄油，從而實現(xiàn)了變速箱不同傳動比之間的切換。除了上述離合器，本發(fā)明還提供一種傳動系統(tǒng)和包括該傳動系統(tǒng)的工程機械，該傳動系統(tǒng)及工程機械的其他各部分結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的一種工程機械、其傳動系統(tǒng)及其離合器進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于傳動系統(tǒng)的離合器，包括以其外端與所述傳動系統(tǒng)的輸出軸(17)傳動連接的油缸體(9 )，和與所述傳動系統(tǒng)的變速箱傳動連接的主動齒輪(6 )，所述油缸體(9 )與所述主動齒輪(6)之間設(shè)置有第一組件和第二組件，且兩者在所述第一組件的作用下連接，在所述第二組件的作用下分離；其特征在于，所述油缸體(9)的朝向所述主動齒輪(6)的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵，所述主動齒輪(6)朝向所述油缸體(9)的一端設(shè)置有與所述內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述第一組件的數(shù)目為八個，各所述第一組件沿所述油缸體(9)的周向均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述第一組件包括固定在所述輸出軸(17)的擋板(12)，和以其一端固定于所述擋板(12)的第一彈簧(11)，所述第一彈簧(11)的另一端固定于所述油缸體(9)，所述油缸體(9)與所述主動齒輪(6)分離時，所述第一彈簧(11)處于壓縮狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述油缸體(9)朝向所述主動齒輪(6)的端面開設(shè)有安裝孔，所述第一彈簧(11)設(shè)置于所述安裝孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述安裝孔為平底沉頭孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述輸出軸(17)上設(shè)置有彈性擋圈(13)，所述擋板(12)通過所述彈性擋圈(13)固定于所述輸出軸(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述第二組件包括柱塞(8)，所述柱塞(8)的一端密封于閥套(4)內(nèi)，其另一端所在的腔體與動力油源連通；所述閥套(4)固定安裝于所述輸出軸(17)的內(nèi)孔中，且其內(nèi)壁開設(shè)有臺階，所述柱塞(8)位于所述閥套(4)內(nèi)的一端套設(shè)有第二彈簧(5)，所述第二彈簧(5)的端面抵靠于所述臺階。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述油缸體(9)與所述主動齒輪(6)的接合面為錐形面。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項所述的用于傳動系統(tǒng)的離合器，其特征在于，所述花鍵為矩形花鍵。
10.一種傳動系統(tǒng)，包括變速箱，和與所述變速箱傳動連接的離合器，其特征在于，所述離合器為如權(quán)利要求I至9任一項所述的離合器。
11.一種工程機械，包括動力系統(tǒng)、工作系統(tǒng)，以及與所述動力系統(tǒng)和所述工作系統(tǒng)傳動連接的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)為如權(quán)利要求10所述的傳動系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離合器，該離合器包括以其外端與輸出軸傳動連接的油缸體，和與變速箱傳動連接的主動齒輪，油缸體的朝向所述主動齒輪的一端設(shè)置有內(nèi)花鍵，主動齒輪朝向油缸體的一端設(shè)置有與內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵，油缸體與主動齒輪在第一組件的作用下連接，且在第二組件的作用下分離。這樣，通過花鍵的嚙合和分離實現(xiàn)動力的傳遞和斷開，加工精度要求不高，從而降低了加工難度，同時，該離合器結(jié)構(gòu)擺脫了摩擦片、墊板的使用，克服了摩擦片燒結(jié)的問題，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時提高了變速箱換擋操縱的靈活性，延長了傳動設(shè)備的使用壽命。本發(fā)明還公開了一種包括上述離合器的傳動系統(tǒng)，及包括該傳動系統(tǒng)的工程機械。
文檔編號F16D25/061GK102966680SQ20121047659
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者李若國, 張慶武, 李軍 申請人:山推工程機械股份有限公司