CN106051105B - 一种特种车的变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速箱。一种特种车的变速箱，包括变速箱箱体，在箱体内设有输入轴、中间轴、制动轴和输出轴；输入轴上设有主动齿轮组；中间轴上设有速度齿轮组和第一传动齿轮组；制动轴上设有制动差速器和第二传动齿轮组；输出轴上设有输出差速器和第三传动齿轮组。本发明提供了能通过控制制动轴来进行转弯，输出轴不受转弯的影响，转弯自如的一种特种车的变速箱；解决了现有技术中存在的仅在输出轴上配置差速器，因此对车辆进行转弯和刹车都是在输出轴上进行操作的技术问题。

Description

一种特种车的变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其涉及一种应用在特种车辆上的变速箱。

背景技术

随着时代的发展，汽车应用的越来越广泛。而变速箱做为汽车的重要部件，一直是人们研究和创新的目标。现在的汽车运动模式一般是汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮，在这条动力传送途径上，驱动桥是最后一个总成，它的主要部件是减速器和差速器。汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。 如果后轮轴做成一个整体，就无法做到两侧轮子的转速差异，也就是做不到自动调整。为了解决这个问题，早在一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺就设计出了差速器。但是现在的结构中一般都是将刹车盘放置在输出轴上，就是转弯和刹车都是通过控制输出轴来实现，如中国专利“一种电动汽车的动力***总成（CNN103690907A）”，包括电机、变速箱和差速器，其电机和变速器设计成一个整体，变速器包括一个行星齿轮和双联齿轮机构。还有“全地形车用变速箱（CN102661375A）”包括输入轴、包括输入轴I、档位轴I、档位轴II、差数器和输出轴组；输入轴I上设有与其同步转动的主动齿轮组；档位轴I上设有与其同步转动驱动齿轮I、与主动齿轮组啮合并与档位轴I转动配合的从动齿轮组和用于控制档位轴I与从动齿轮组同步转动的档位离合环；档位轴II上设有与其同步转动驱动齿轮II、与从动齿轮组啮合并与档位轴II转动配合的倒档齿轮组和用于控制档位轴II与倒档齿轮组同步转动的倒档离合环；差速器包括差速器外壳、同时与驱动齿轮I和驱动齿轮II啮合并与差速器外壳同步转动的差速器大齿轮、行星伞齿轮和与行星伞齿轮啮合的差速器大伞齿；输出轴组包括分别与两差速器大伞齿同步转动的输出轴I和输出轴II。上述两种结构都是在输出轴上配有差速器，通过控制输出轴实现差速变化。

发明内容

本发明提供了能通过控制制动轴来进行转弯，输出轴不受转弯的影响，转弯自如的一种特种车的变速箱；解决了现有技术中存在的仅在输出轴上配置差速器，因此对车辆进行转弯和刹车都是在输出轴上进行操作的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种特种车的变速箱，包括变速箱箱体， 在箱体内设有输入轴、中间轴、制动轴和输出轴；

输入轴上设有主动齿轮组；

中间轴上设有速度齿轮组和第一传动齿轮组，第一传动齿轮组与中间轴同步旋转；

制动轴上设有制动差速器和第二传动齿轮组，第二传动齿轮组与制动轴同步旋转，制动轴包括第一制动轴和第二制动轴，第一制动轴和第二制动轴外接有制动器；

输出轴上设有输出差速器和第三传动齿轮组，输出轴包括第一输出轴和第二输出轴；

选择主动齿轮组内的其中一个齿轮作为主动轮，主动轮与输入轴同步旋转；选择速度齿轮组中的其中一个齿轮作为速度轮，速度轮与中间轴同步旋转；

主动轮齿轮组通过与第一传动齿轮组内的其中一个齿轮啮合带动中间轴旋转，第一传动齿轮组内的另一个齿轮与输出差速器上的输入齿轮啮合，带动输出差速器外壳旋转；

速度轮与制动差速器上的输入齿轮啮合，带动制动差速器外壳旋转，制动差速器第一制动轴和第二制动轴分别与制动差速器内的太阳轮同步旋转；第二传动齿轮组的两个齿轮与第三传动齿轮组的两个齿轮分别啮合。

制动轴分为第一制动轴和第二制动轴，与输出轴对应都是两个，分别连接左右的车轮。在两个制动轴上分别连接制动器，需要拐弯时，通过制动器限制第一制动轴和第二制动轴的转速，利用制动轴上连接的差速器来实现左右两个制动轴的转速的差异，由制动轴的第二传动齿轮组连接着输出轴上的第三传动齿轮组，再经过输出轴上的差速器实现输出轴的第一输出轴和第二输出轴的不同步旋转，第一输出轴带动左侧车轮旋转，第二输出轴带动右侧车轮旋转，左右车轮的转速不同，从而实现车辆的左转和右转。由于控制转速的制动器安装在制动轴上，在进行转弯时，输出轴上的刹车制动是不作为的，转向和刹车两者相互独立，不会互相影响，克服了以往的刹车转向都通过输出轴上的刹车制动盘控制的问题。两套独立的差速器和制动器，让转弯和刹车分离开来，分别控制，操作性好。

作为优选，制动差速器包括制动差速外壳，制动差速外壳套接在制动轴上，制动差速外壳的外表面设有制动差速器的输入齿轮组，制动差速器的输入齿轮组与中间轴上的速度齿轮组对应，在制动差速外壳内设有太阳轮和行星轮，太阳轮与制动轴同步旋转，行星轮的行星轴固定在制动差速器上。所述的太阳轮有两个，分别与第一制动轴和第二制动轴同步旋转，在每个太阳轮外均布有两个行星轮，行星轮轴固定在制动差速器外壳端面的两个圆盘上。差速器外壳的旋转带动固定在差速器外壳端面上的两个圆盘旋转，从而带动固定在圆盘上的各个行星轮公转，同时，行星轮还可以通过与太阳轮的啮合实现自传，通过制动轴上的制动器控制第一制动轴和第二制动轴的转速，通过制动轴上的差速器实现输入到输出的一个转速的过渡变化。一个太阳轮对应两个行星轮，使得运转更为平稳，动力输出均匀。

作为优选，输出差速器包括输出差速器外壳，输出差速器外壳为一个行星齿轮毂，行星齿轮毂套接在输出轴上，输出差速器外壳的外表面设有输出差速器的输入齿轮，在输出差速外壳内设有太阳轮和行星轮，太阳轮套接在输出轴上，太阳轮与第三传动齿轮组同步旋转，行星轮轴固定在行星轮盘上，行星轮盘与输出轴同步旋转。通过行星轮和太阳轮以及行星齿轮毂的结构实现差速。

作为优选，所述的输入轴上设有换挡拨叉，所述的主动齿轮组包括前进齿轮和后退齿轮，前进齿轮和后退齿轮套接在输入轴上，通过换挡拨叉选择前进齿轮或者后退齿轮中的一个与输入轴同步旋转。通过换挡拨叉选择与前进齿轮或者后退齿轮，再通过前进齿轮或者后退齿轮与中间轴上的相应齿轮啮合，然后实现动力的输出，实现车辆的前进或者后退。

作为优选，所述的中间轴上设有换挡拨叉，所述的速度齿轮组包括高速齿轮和低速齿轮，高速齿轮和低速齿轮套接在中间轴上，通过换挡拨叉选择高速齿轮或者低速齿轮中的一个与中间轴同步旋转。通过中间轴上的换挡拨叉实现高低档位的选择，速度齿轮组与制动轴上的差速器外壳上的输入齿轮啮合。

作为优选，还包括反转轴，在反转轴上套接有反转齿轮，反转齿轮与输入轴上的主动齿轮组内的后退齿轮啮合，同时反转齿轮与中间轴上的第一传动齿轮组内的其中一个齿轮啮合，带动中间轴旋转，与反转齿轮啮合的第一传动齿轮同时与输出差速器上的输入齿轮啮合。通过反转齿轮将动力传输到中间轴，然后由中间轴传至制动轴和输出轴，实现车辆的后退。

作为优选，在输入轴上的换挡拨叉连接有挡位杆，挡位杆位于变速箱外壳外，在变速箱外壳上固定有定位片，定位片上设有高低档拉锁；在中间轴上的换挡拨叉上连接有弹簧托架，弹簧托架的两端分别设有上弹簧和下弹簧，上弹簧的一端与高低档拉锁相连，上弹簧的另一端固定在弹簧托架上，下弹簧的一端与定位片相连，下弹簧的另一端固定在弹簧托架上。挡位杆的选择控制了车辆的前进或者后退，弹簧托架的转动连接着中间轴上的换挡拨叉，从而实现了高低速的挡位选择。拉紧高低档拉锁，拉动上弹簧带动弹簧托架上端向定位片方向运动，实现高速挡的选择，此时下弹簧被拉长；放松高低档拉锁，由于下弹簧的复位力带动弹簧托架下端向定位片方向运动，实现低速挡的选择。

因此，本发明的一种特种车的变速箱具备下述优点：在制动轴上安装有差速器，并且在转弯时通过安装在制动轴上的制动盘进行操作，不影响输出轴的运转，改变了原有的在转弯时需要将一侧输出轴抱死，另一侧加速的运转模式；在转弯时可以通过两个差速器的实现输出轴两侧的速度差，一侧车轮加速一侧车轮减速，提高转弯的舒适性和可操作性。

附图说明

图1是本发明的一种特种车的变速箱的示意图。

图2是图1内去除变速箱外壳的侧视图。

图3是图2的A-A剖视图的简图，A-A由主动轴-中间轴-制动轴-输出轴进行剖视。

图4是图2的B-B的剖视图简图，B-B由主动轴-反转轴-中间轴-输出轴进行剖视。

图5是制动轴的立体***图。

图6是图5的剖视图。

图7是输出轴的立体***图。

图8是图7的剖视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，一种特种车的变速箱，包括变速箱箱体1，在变速箱箱体1上的左侧固定有定位片5，定位片5呈U形。在变速箱箱体1上的右侧活动连接有弹簧托架7，弹簧托架7呈V形，弹簧托架7的两个支角背向定位片5，弹簧托架7的上端支角上连接有上弹簧6的一端，上弹簧6的另一端连接在定位片5上的高低档拉锁3上，在弹簧托架7的下端支角上连接有下弹簧9的一端，下弹簧9的另一端固定在定位片5上。

如图2所示，在变速箱箱体1内相互平行的布置有输入轴10、反转轴8、中间轴11、制动轴12和输出轴13。在输入轴10和中间轴11上分别连接有换挡拨叉2，输入轴10上的换挡拨叉2用于选择前进齿轮15和后退齿轮16从而控制车辆的前进和后退，中间轴11上的换挡拨叉2用于选择高速齿轮19和低速齿轮20从而控制车辆的高速挡和低速挡。输入轴10上的换挡拨叉2的端部伸出到变速箱箱体1外与挡位杆4相连，通过操作挡位杆4选择前进齿轮15或者后退齿轮16与输入轴10同步旋转。定位片5环绕在输入轴的换挡拨叉2延伸到变速箱箱体1外的部分。中间轴上的换挡拨叉2同样也延伸到变速箱箱体1外，弹簧托架7的中部与中间轴的换挡拨叉相连，高低档拉锁3拉紧后，带动上弹簧6拉动弹簧托架7向左运动，从而带动换挡拨叉选择了高速齿轮19，当高低档拉锁3放松后，下弹簧9在复位力的作用下，带动弹簧托架7向右运动，从而带动换挡拨叉选择了低速齿轮20。

如图3和4所示，在输入轴10上套接有前进齿轮15和后退齿轮16，通过换挡拨叉2选择前进齿轮15或者后退齿轮16与输入轴10同步旋转。

在中间轴11上安装有第一传动齿轮组和速度齿轮组，第一传动齿轮组包括两个传动齿轮，一个第一传动大齿轮17和第一传动小齿轮18，第一传动齿轮组的两个齿轮随中间轴11的旋转而旋转，速度齿轮组包括一个高速齿轮19和一个低速齿轮20，通过安装在中间轴上换挡拨叉2选择高速齿轮19或低速齿轮20中的其中一个随中间轴旋转。

如图5和6所示，在制动轴12上安装有制动差速器和第二传动齿轮组，制动轴包括第一制动轴12-1和第二制动轴12-2，第一制动轴12-1和第二制动轴12-2外接有制动器（图中未显示）；第二传动齿轮组包括两个大小一样的第二传动齿轮22，第二传动齿轮组的两个齿轮分别第一制动轴12-1和第二制动轴12-2同步旋转。制动差速器包括制动差速外壳23，制动差速外壳23套接在制动轴12上，制动差速外壳23的外表面设有制动差速器的输入齿轮组21，制动差速器的输入齿轮组21与中间轴上的速度齿轮组对应，在制动差速外壳内设有太阳轮24和行星轮26，太阳轮有两个，分别与第一制动轴12-1和第二制动轴12-2同步旋转，在每个太阳轮24外均布有两个行星轮26，行星轮轴25固定在制动差速器外壳23端面的两个圆盘上。制动差速外壳的旋转带动固定在其两端的圆盘旋转，从而带动各个行星轮位置变换，以太阳轮为中心公转，同时行星轮与太阳轮的啮合，使得行星轮还可以绕中间的太阳轮自转。

如图7和8所示，输出轴13上设有输出差速器和第三传动齿轮组，输出轴包括第一输出轴13-1和第二输出轴13-2，第三传动齿轮组包括大小相同的两个第三传动齿轮28，两个第三传动齿轮28分别位于第一输出轴13-1上和第二输出轴13-2上，两个第三传动齿轮28分别与制动轴上的两个第二传动齿轮22分别啮合。输出差速器包括输出差速器外壳27，输出差速器外壳27为一个行星齿轮毂，行星齿轮毂套接在输出轴13上，输出差速器外壳27的外表面设有输出差速器的输入齿轮30，在输出差速外壳内设有两个太阳轮24，每个太阳轮24对应均布在其周围的四个行星轮26。两个太阳轮分别套接在第一输出轴13-1和第二输出轴13-2上，位于同一侧的太阳轮24与第三传动齿轮28一体成型，太阳轮套接在输出轴上并不随输出轴的旋转而旋转。行星轮轴固定在行星轮盘29上，行星轮盘29与输出轴13同步旋转。

具体啮合方式如下：当输入轴10上的换挡拨叉2选择了前进齿轮15以后，前进齿轮15与输入轴10同步旋转，前进齿轮15与中间轴上的第一传动大齿轮17啮合，带动中间轴11旋转，中间轴11上的第一传动小齿轮18与输出轴13上的输出差速器外壳上的输入齿轮30啮合，带动输出差速器外壳17旋转。

同时拨动中间轴上换挡拨叉2选择高速齿轮19或者低速齿轮20，高速齿轮19或者低速齿轮20与制动轴上的制动差速外壳上的输入齿轮21啮合，带动制动差速外壳旋转，制动差速外壳旋转带动行星齿轮公转。行星齿轮与太阳轮啮合，带动太阳轮和制动轴旋转，制动轴上的第二传动齿轮22同时旋转。第二传动齿轮22带动第三传动齿轮28旋转，第三传动齿轮28带动输出差速器外壳内的太阳轮24旋转。由于第一传动小齿轮18带动了输出差速器外壳旋转，其内的行星齿轮与行星轮毂啮合转动，同时行星齿轮还与太阳轮啮合转动。行星轮的公转带动固定行星轮轴的行星轮盘转动，从而带动输出轴转动。

当需要拐弯时，连接在第一制动轴和第二制动轴上的制动器分别控制了第一制动轴和第二制动轴的转速，从而使得第一制动轴和第二制动轴的速度形成差异，再按照上述的啮合方式，使得第一输出轴和第二输出轴的转速也相应的形成差速，从而完成转弯。

当需要选择后退齿轮时，当输入轴上的拨叉选择了后退齿轮以后，后退齿轮与输入轴同步旋转，后退齿轮16与反转轴8上的反转齿轮14啮合，反转齿轮16与中间轴上的第一传动小齿轮18啮合，带动中间轴旋转，同时中间轴上的第一传动小齿轮18与输出轴上的输出差速器外壳上的输入齿轮30啮合，带动输出差速器外壳旋转。其余的高低速选择与上述的选择前进齿轮是一样的。

其中的行星轮、太阳轮、第二传动齿轮组和第三传动齿轮组为直齿轮，其余齿轮均为斜齿轮。

Claims (8)

1.一种特种车的变速箱，包括变速箱箱体，其特征在于：

在箱体内设有输入轴、中间轴、制动轴和输出轴；

输入轴上设有主动齿轮组；

中间轴上设有速度齿轮组和第一传动齿轮组，第一传动齿轮组与中间轴同步旋转；

制动轴上设有制动差速器和第二传动齿轮组，第二传动齿轮组与制动轴同步旋转，制动轴包括第一制动轴和第二制动轴，第一制动轴和第二制动轴外接有制动器；

输出轴上设有输出差速器和第三传动齿轮组，输出轴包括第一输出轴和第二输出轴；

选择主动齿轮组内的其中一个齿轮作为主动轮，主动轮与输入轴同步旋转；选择速度齿轮组中的其中一个齿轮作为速度轮，速度轮与中间轴同步旋转；

主动轮齿轮组通过与第一传动齿轮组内的其中一个齿轮啮合带动中间轴旋转，第一传动齿轮组内的另一个齿轮与输出差速器上的输入齿轮啮合，带动输出差速器外壳旋转；

速度轮与制动差速器上的输入齿轮啮合，带动制动差速器外壳旋转，制动差速器第一制动轴和第二制动轴分别与制动差速器内的太阳轮同步旋转；第二传动齿轮组的两个齿轮与第三传动齿轮组的两个齿轮分别啮合。

2.根据权利要求1所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：制动差速器包括制动差速外壳，制动差速外壳套接在制动轴上，制动差速外壳的外表面设有制动差速器的输入齿轮组，制动差速器的输入齿轮组与中间轴上的速度齿轮组对应，在制动差速外壳内设有太阳轮和行星轮，太阳轮与制动轴同步旋转，行星轮的行星轴固定在制动差速器上。

3.根据权利要求2所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：所述的太阳轮有两个，分别与第一制动轴和第二制动轴同步旋转，在每个太阳轮外均布有两个行星轮，行星轮轴固定在制动差速器外壳端面的两个圆盘上。

4.根据权利要求1所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：输出差速器包括输出差速器外壳，输出差速器外壳为一个行星齿轮毂，行星齿轮毂套接在输出轴上，输出差速器外壳的外表面设有输出差速器的输入齿轮，在输出差速外壳内设有太阳轮和行星轮，太阳轮套接在输出轴上，太阳轮与第三传动齿轮组同步旋转，行星轮轴固定在行星轮盘上，行星轮盘与输出轴同步旋转。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：所述的输入轴上设有换挡拨叉，所述的主动齿轮组包括前进齿轮和后退齿轮，前进齿轮和后退齿轮套接在输入轴上，通过换挡拨叉选择前进齿轮或者后退齿轮中的一个与输入轴同步旋转。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：所述的中间轴上设有换挡拨叉，所述的速度齿轮组包括高速齿轮和低速齿轮，高速齿轮和低速齿轮套接在中间轴上，通过换挡拨叉选择高速齿轮或者低速齿轮中的一个与中间轴同步旋转。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：还包括反转轴，在反转轴上套接有反转齿轮，反转齿轮与输入轴上的主动齿轮组内的后退齿轮啮合，同时反转齿轮与中间轴上的第一传动齿轮组内的其中一个齿轮啮合，带动中间轴旋转，与反转齿轮啮合的第一传动齿轮同时与输出差速器上的输入齿轮啮合。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种特种车的变速箱，其特征在于：在输入轴上的换挡拨叉连接有挡位杆，挡位杆位于变速箱外壳外，在变速箱外壳上固定有定位片，定位片上设有高低档拉锁；在中间轴上的换挡拨叉上连接有弹簧托架，弹簧托架的两端分别设有上弹簧和下弹簧，上弹簧的一端与高低档拉锁相连，上弹簧的另一端固定在弹簧托架上，下弹簧的一端与定位片相连，下弹簧的另一端固定在弹簧托架上。