CN100451399C - 车轴齿轮箱换档锁定机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轨道式液压驱动车轴齿轮箱的车轴齿轮箱换档锁定机构，它包括装连在箱体上的拨动机构、啮合套和带有外花键的主动齿轮轴，拨动机构传动连接啮合套，啮合套具有内花键，啮合套的内孔壁具有空档凹槽，主动齿轮轴的一端串接有花键轴，花键轴上具有外花键，且外花键与主动齿轮轴的外花键相对应，花键轴上设有定位件及其定位弹簧，啮合套端部还设置有挂档面或挂档凹槽，当啮合套的内花键同时与主动齿轮轴上的外花键及花键轴上的外花键啮合，为挂档状态，定位件与啮合套的挂档面或挂档凹槽相配合；当啮合套的内花键只与花键轴上的外花键啮合，为空档状态，定位件与啮合套的空档凹槽相配合。本发明易于制造，结构合理，档位锁定可靠。

Description

车轴齿轮箱换档锁定机构

技术领域

本发明涉及一种车轴齿轮箱的换档机构，尤其是用于轨道式液压驱动车轴齿轮箱的换档锁定机构。

背景技术

轨道式液压驱动车轴齿轮箱车辆，除本身自行外，还要满足联挂运行这一特殊需要。自行时，通过换档操纵机构挂档，液压马达输入动力，传到主动齿轮，带动从动齿轮使整车自行。当随列车联挂时，车轴齿轮箱必须处于空档位置，即将液压马达本身和齿轮传动***脱开，防止轮对带动从动齿轮、从动齿轮进而驱动主动齿轮的逆向运动，从而损坏液压马达，为了防止挂档、空档位置发生移动，必须有换档锁定机构。现有的轨道式液压驱动车轴齿轮箱的换档机构结构比较复杂，如从奥地利Plasser公司引进的08-32型捣固车的辅助驱动车轴齿轮箱，其换档机构采用拨动齿轮换档，结构较庞大、复杂；又如美国Jackson公司的钢轨打磨车上所用车轴齿轮箱的换档机构，它采用薄壁啮合套与带外花键的齿轮轴及大齿轮挂档，啮合套具有内、外花键，薄壁啮合套在齿轮轴的外花键上移动，自行时通过啮合套的外花键与大齿轮的内花键啮合实现挂档，并利用倒锥齿进行档位锁定，防止脱档；联挂时齿轮箱处于空档状态，则依靠齿轮轴内装入的钢球与薄壁啮合套内的空档凹槽配合，锁紧薄壁啮合套，使空档位置得到锁定。但是该结构仍存在以下不足：由于薄壁啮合套具有内、外花键，制造难度大；齿轮轴为一整体长轴，轴上配合部位多，难加工，受力复杂、结构庞大；薄壁啮合套的外花键做成倒锥齿以锁定挂档位置，进一步加大薄壁啮合套的制造难度，结构不合理。此外，还存在档位锁定可靠性不高的缺点，特别在车辆运行震动大的情况下，极易发生挂档位置或空档位置的移动，即产生脱档现象，从而损坏薄壁啮合套或齿轮。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于制造，结构合理，且档位锁定可靠的车轴齿轮箱换档锁定机构。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种车轴齿轮箱换档锁定机构，包括装连在箱体上的拨动机构、啮合套和带有外花键的主动齿轮轴，拨动机构传动连接啮合套，啮合套具有内花键，啮合套的内孔壁具有空档凹槽，主动齿轮轴的一端串接有花键轴，花键轴上具有外花键，且外花键与主动齿轮轴的外花键相对应，花键轴上设有定位件及其定位弹簧，啮合套端部还设置有挂档面或挂档凹槽，当啮合套的内花键同时与主动齿轮轴上的外花键及花键轴上的外花键啮合，为挂档状态，定位件与啮合套的挂档面或挂档凹槽相配合；当啮合套的内花键只与花键轴上的外花键啮合。为空档状态，定位件与啮合套的空档凹槽相配合。

所述的定位件是钢球。

花键轴上设有两个盲孔，每个盲孔内均装入一个定位弹簧和一个钢球或者花键轴上设有一个通孔，通孔内装入一个定位弹簧，定位弹簧两端各顶接一个钢球。

拨动机构包括拨动缸、连接件、拨叉杆和拨叉，连接件与拨动缸的活塞杆及拨叉杆紧定连接，且与导向件滑动配合。

为了使挂档、空档锁定更可靠，拨叉杆上还设有挂档凹槽和空档凹槽、在箱体上设有由螺栓、定位弹簧和定位件组成的定位机构，定位机构的定位件可分别与拨叉杆上的挂档凹槽和空档凹槽相配合。定位机构设在箱体的轴承座中，拨叉杆与轴承座的滑动轴承滑配，箱体定位机构的定位件是钢球。

为了使挂档、空档锁定更可靠，拨叉杆外端设有止档，箱体上装有锁紧缸，当啮合套处于挂档或空档状态时，锁紧缸的活塞杆或与活塞杆装连的挡件均能与拨叉杆上的止档相挡，拨动机构设有接近开关且接近开关与锁紧缸的控制器电连接。拨动机构有两个接近开关，均装在拨动缸的活塞杆侧面，当啮合套处于挂档或空档状态时，与拨动缸活塞杆装连的挡块可与两个接近开关其中的一个单独靠近。

为了更好地使主动齿轮轴与花键轴保持同轴，主动齿轮轴的外花键内端处的轴身支撑在轴承上，主动齿轮轴具有轴向内孔，花键轴的前部具有伸出轴，伸出轴伸在主动齿轮轴的轴向内孔中，且与轴向内孔转动配合。

采用上述结构后，由于啮合套仅有内花键，无外花键且无倒锥齿，因此与现有技术中的薄壁啮合套相比，降低了制造难度，加工更容易：还由于啮合套仅有内花键，因此壁厚可以增加，热处理变形相对较小，进一步降低了制造难度。再由于采用主动齿轮轴串接有花键轴的结构，便于加工主动齿轮轴和花键轴，且受力得以改善，结构紧凑合理；在啮合套端部设置的挂档面或挂档凹槽与定位件的配合进行档位锁定，与采用倒锥齿进行档位锁定相比，不仅加工容易，而且锁定的可靠性更高。

综上所述表明，与现有技术相比，本发明具有加工容易、结构合理、各零件配合好、档位锁定可靠性高等优点。

当本发明在对啮合套锁定后，可增加拨叉杆锁定机构作为第二重锁定，即进一步在拨叉杆上设置挂档凹槽和空档凹槽，在箱体上设有可分别与拨叉杆上的挂档凹槽和空档凹槽相配合的由螺栓、定位弹簧和定位件组成的定位机构，能够进一步提高本发明的档位锁定的可靠性。

当本发明在对啮合套锁定和拨叉杆锁定后，还可进一步增加气缸锁定机构作为第三重锁定机构，即拨叉杆外端设有止档，箱体上装有锁紧缸，当啮合套处于挂档或空档状态时，锁紧缸的活塞杆或与活塞杆装连的挡件均能与拨叉杆上的止档相挡，拨动机构设有接近开关且接近开关与锁紧缸的控制器电连接。拨动机构有两个接近开关，均装在拨动缸的活塞杆侧面当啮合套处于挂档或空档状态时，与拨动缸活塞杆装连的挡块可分别与两个接近开关单独靠近。从而能够进一步提高本发明的档位锁定的可靠性，减少误操作的可能性。采用三重锁定机构后，大大减少了误操作的可能性、且档位锁定的可靠性达到了最佳的效果。

此外，本发明由于是采用啮合套与花键轴及主动齿轮轴上的外花键啮合换档，而不是采用拨动齿轮换档，因此还具有结构合理，布置空间紧凑、占用空间小的优点。

附图说明

图1是本发明的车轴齿轮箱换档锁定机构的结构示意图；

图2是本发明中的啮合套的结构示意图；

图3是啮合套的处于挂档状态的状态图；

图4是啮合套的处于空档状态的状态图；

图5是图1的A部放大视图；

图6是本发明应用于车轴齿轮箱的示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细地说明。

如图1、2、3、4所示，本发明的车轴齿轮箱换档锁定机构，包括装连在箱体10上的拨动机构、啮合套6和带有外花键9-1的主动齿轮轴9，拨动机构传动连接啮合套6，啮合套6具有内花键6-1，啮合套6的内孔壁具有空档凹槽6-2，主动齿轮轴9的一端串接有花键轴8，花键轴8上具有外花键8-1，且外花键8-1与主动齿轮轴9的外花键9-1相对应，花键轴8上设有定位件7及其定位弹簧7-1，啮合套6端部还设置有挂档面6-3或挂档凹槽，当啮合套6的内花键6-1同时与主动齿轮轴9上的外花键9-1及花键轴8上的外花键8-1啮合，为挂档状态，定位件7与啮合套6的挂档面6-3或挂档凹槽相配合；当啮合套6的内花键6-1只与花键轴8上的外花键8-1啮合，为空档状态，定位件7与啮合套6的空档凹槽6-2相配合。

如图1、3、4所示，所述的定位件7是钢球，定位件7也可以是销柱。

如图1、3、4所示，花键轴(8)上设有两个盲孔8-2，每个盲孔8-2内均装入一个定位弹簧7-1和一个钢球。另一种可选方案是：花键轴8上设有一个通孔，通孔内装入一个定位弹簧7-1，定位弹簧7-1两端各顶接一个钢球。

如图1所示，拨动机构包括拨动缸3、连接件14、拨叉杆2和拨叉5，连接件14与拨动缸3的活塞杆3-1及拨叉杆2紧定连接，且与导向件13滑动配合。拨动缸3是气缸3或油缸。拨动缸3还可替换为拨动杆。拨动机构也可以是美国Jackson公司的钢轨打磨车所采用的结构，其拨动缸与拨叉杆通过拐臂垂直布置。

如图1、5所示，为了使挂档、空档锁定更可靠，最好拨叉杆2上还设有挂档凹槽2-1和空档凹槽2-2，在箱体10上设有由螺栓4-3、定位弹簧4-2和定位件4-1组成的定位机构4，定位机构4的定位件4-1可分别与拨叉杆2上的挂档凹槽2-1和空档凹槽2-2相配合。

如图1、5所示，定位机构4设在箱体10的轴承座10-1中，拨叉杆2与轴承座10-1的滑动轴承10-2滑配，定位件4-1是钢球，定位件4-1也可以是销柱。

如图1所示，为了使挂档、空档锁定更可靠，最好拨叉杆2外端设有止档12，箱体10上装有锁紧缸11，当啮合套6处于挂档或空档状态时、锁紧缸11的活塞杆11-1或与活塞杆11-1装连的挡件均能与拨叉杆2上的止档12相挡，拨动机构设有接近开关1且接近开关1与锁紧缸11的控制器电连接。

如图1所示，拨动机构有两个接近开关1，均装在拨动缸3的活塞杆3-1侧面，当啮合套6处于挂档或空档状态时，与拨动缸3活塞杆3-1装连的挡块15可分别与两个接近开关1单独靠近。

如图1所示，连接件14与止档12及挡块15制成一体，当然，连接件14、止档12和挡块15也可以单独制造。

如图1所示，为了更好地使主动齿轮轴9与花键轴8保持同轴，主动齿轮轴9的外花键9-1内端处的轴身支撑在轴承16上，主动齿轮轴9具有轴向内孔9-2，花键轴8的前部具有伸出轴8-3，伸出轴8-3伸在主动齿轮轴9的轴向内孔9-2中，且与轴向内孔9-2转动配合。

如图1、6所示，本发明的动作过程如下：油马达17输入的动力通过输入花键轴8、啮合套6传递给主动齿轮轴9，带动从动齿轮18，然后带动车轴19和车轮20完成走行驱动工作，这时车轴齿轮箱处于挂档位置。

当轨道车辆需要联挂运行时，车轴齿轮箱应处于空档位置，油马达17不工作，也不允许被反向带动。首先给锁紧缸11信号，锁紧缸11进气后缩回，拨动缸3进气向右移动，带动拨叉杆2、啮合套6向右移动。啮合套6的空档凹槽6-2被定位件7锁住，同时啮合套6被花键轴8的端面限位，这时，啮合套6和主动齿轮轴9的外花键9-1完全脱开。与此同时，拨叉杆2的空档凹槽2-2被定位机构4锁住。拨动缸3走完这段行程时，安装在拨动缸3旁的接近开关1得到信号后，锁紧缸11停止供气，压力为零，锁紧缸11的活塞杆11-1靠弹簧力伸出，锁定拨叉杆2外端的止档12。轨道车辆被联挂时，从动齿轮18反向带动主动齿轮轴9旋转，而啮合套6、油马达17均不旋转，这时车轴齿轮箱就处于空档位置。

Claims (10)

1、一种车轴齿轮箱换档锁定机构，包括装连在箱体(10)上的拨动机构、啮合套(6)和带有外花键(9-1)的主动齿轮轴(9)，拨动机构传动连接啮合套(6)，啮合套(6)具有内花键(6-1)，啮合套(6)的内孔壁具有空档凹槽(6-2)，其特征在于：

a、主动齿轮轴(9)的一端串接有花键轴(8)，

b、花键轴(8)上具有外花键(8-1)，且外花键(8-1)与主动齿轮轴(9)的外花键(9-1)相对应，

c、花键轴(8)上设有定位件(7)及其定位弹簧(7-1)，

d、啮合套(6)端部还设置有挂档面(6-3)或挂档凹槽，

e、当啮合套(6)的内花键(6-1)同时与主动齿轮轴(9)上的外花键(9-1)及花键轴(8)上的外花键(8-1)啮合，为挂档状态，定位件(7)与啮合套(6)的挂档面(6-3)或挂档凹槽相配合；当啮合套(6)的内花键(6-1)只与花键轴(8)上的外花键(8-1)啮合，为空档状态，定位件(7)与啮合套(6)的空档凹槽(6-2)相配合。

2、根据权利要求1所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：所述的定位件(7)是钢球。

3、根据权利要求2所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：花键轴(8)上设有两个盲孔(8-2)，每个盲孔(8-2)内均装入一个定位弹簧(7-1)和一个钢球。

4、根据权利要求2所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：花键轴(8)上设有一个通孔，通孔内装入一个定位弹簧(7-1)，定位弹簧(7-1)两端各顶接一个钢球。

5、根据权利要求1所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：拨动机构包括拨动缸(3)、连接件(14)、拨叉杆(2)和拨叉(5)，连接件(14)与拨动缸(3)的活塞杆(3-1)及拨叉杆(2)紧定连接，且与导向件(13)滑动配合。

6、根据权利要求5所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：拨叉杆(2)上还设有挂档凹槽(2-1)和空档凹槽(2-2)，在箱体(10)上设有由螺栓(4-3)、定位弹簧(4-2)和定位件(4-1)组成的定位机构(4)，定位机构(4)的定位件(4-1)可分别与拨叉杆(2)上的挂档凹槽(2-1)和空档凹槽(2-2)相配合。

7、根据权利要求6所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：定位机构(4)设在箱体(10)的轴承座(10-1)中，拨叉杆(2)与轴承座(10-1)的滑动轴承(10-2)滑配，箱体定位机构的定位件(4-1)是钢球。

8、根据权利要求5所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：拨叉杆(2)外端设有止档(12)，箱体(10)上装有锁紧缸(11)，当啮合套(6)处于挂档或空档状态时，锁紧缸(11)的活塞杆(11-1)或与活塞杆(11-1)装连的挡件均能与拨叉杆(2)上的止档(12)相挡，拨动机构设有接近开关(1)且接近开关(1)与锁紧缸(11)的控制器电连接。

9、根据权利要求8所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：拨动机构有两个接近开关(1)，均装在拨动缸(3)的活塞杆(3-1)侧面，当啮合套(6)处于挂档或空档状态时，与拨动缸(3)活塞杆(3-1)装连的挡块(15)可与两个接近开关(1)其中的一个单独靠近。

10、根据权利要求1所述的车轴齿轮箱换档锁定机构，其特征在于：主动齿轮轴(9)的外花键(9-1)内端处的轴身支撑在轴承(16)上，主动齿轮轴(9)具有轴向内孔(9-2)，花键轴(8)的前部具有伸出轴(8-3).伸出轴(8-3)伸在主动齿轮轴(9)的轴向内孔(9-2)中，且与轴向内孔(9-2)转动配合。

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