CN85104489A - 副轴传动装置 - Google Patents

Abstract

一种副轴传动装置〔10〕，使用输入轴〔12〕，输出轴〔14〕，中间轴〔16〕，五个交插多片板及盘型转动离合器总承〔92、94、130、136、142〕及八个齿轮〔102、110、126、122、138、144、146、132〕，可提供三种正向转速及三种反向转速。第一转速离合器总承〔142〕装在中间轴〔16〕上，第二及第三转速离合器总承〔130、136〕装在输出轴〔14〕上，其余的定向离合器总承〔92、94〕装在输入轴〔12〕上及各离合器总承一般紧凑地装在传动装置中，其优点是不需要分开的惰轮及其相连的轴。

Description

本发明一般地涉及车辆或类似物的一种副轴传动装置，且更特别地是该中间轴传动装置使用恒啮合齿轮及多个用流体操纵的属于交插的多片板及盘型转动离合器，并具有多种正向及反向转速。

每个运转方向上有多种转速比的副轴传动装置，特别可用作诸如轮式装卸车，橡胶轮胎木材拖车及其它载重车之类的车辆的动力传动***。这类传动装置的优点在于可将多个转动离合器及其相连的连续啮合齿轮装在通常的平行轴上，因而结构相当紧凑，并适用在输入轴及输出轴之间有高度差要求的情况下。

日本的卡布西基·凯夏·浩马索·赛沙柯肖（Kabushiki    Kaisha    Komatsu    Seisakusho）所提出的一种动力轴传动装置为由纵向对准的发动机及扭矩变速器所驱动的副轴传动装置，并应用了一对定向的离合器，三个转速离合器，五根轴及十一个齿轮。因为最后的轴及其中两个齿轮仅仅用于传送动力，故该传动装置基本上使用了四根轴及九个齿轮以提供三种正向及三种反向转速。虽然轴向紧凑并允许输入轴与输出轴之间有高度差，但由于很复杂且成本高，因而不能令人满意。这主要是由于用了不必要的惰轮及其相连的轴的缘故。

克拉克装备公司（Clark    Equipment    Company）也生产了副轴传动装置的系列产品及在1969年9月出版的授予费亚尔（J、F、Fisher）等的美国专利3，465，609的参考文献中都提到了可提供两种、三种或四种任选转速的一种可以反转的单元。但是该系列产品的缺点是第三转速离合器及其相连的齿轮位于距包括有该单元的其余部分的壳壁较远的一侧，因而需要在壳体上增加另一个壁，故该单元轴向较长。

在下列美国专利中对已有技术作了进一步地说明，即1960年11月1日授予吉尔斯特（C、Gerst）的2，958，231号专利，1961年2月28日授予吉尔斯特（C、Gerst）的2，972，901号专利;1966年6月7日授予西周（C.E.Schou）的3，254，541号专利;1970年11月7日授予斯诺（J.B.Snoy）等的3，540，556号专利;1972年4月11日授予林克（H.Link）的3，654，819号专利;1975年10月21日授予浩尔希（J.HOrsch）的3，913，616号专利;1981年6月30日授予斯诺（J.B.Snoy）4，275，607号专利及1982年6月8日授予格拉他帕格聂尔（G.P.Grattapaglia）的4，333，358号专利。这些传动装置多半相对于所提供的转速来说，轴和齿轮用得太多，因而更加复杂，且并无必要。

因而，所需要的传动装置是结构简单、紧凑的副轴传动装置，使用最多三根轴及最少量的齿轮就能得到至少两种正向转速及至少两种反向转速。例如，如需要三种正向转速及三种反向转速则需要的与三根轴相连的齿轮数最好应限制到八个。这些限制应根据主变速功能及定向功能加以注意，且这些限制应考虑到对在特别的车辆环境中可能需要的任何连续传动齿轮系是无关的。

而且，所要的副轴传动装置应最好能使用尺寸相似的转动离合器零件，以便得到最大的零件通用性，且在设计各零件及其连接部分时应避免高动作速度或离合器板的高啮合速度以便延长零件的使用寿命。并且，轴齿轮及转动离合器应该是在径向上互相套装，且轴向上的长度应相对缩短以便装进车辆中的有限空间，并装在可拆开的壳体的前、后壁之间。

本发明的目的是为了克服一个或几个上述问题。

本发明的一种情况是提供一种副轴传动装置包括一根输入轴，该轴上具有在轴上可自由转动的第一及第二齿轮并有第一及第二离合器总承用来有选择地将其中一个齿轮与输入轴相连并一起转动，一根输出轴，该轴上具有在轴上可自由转动的第三齿轮，与轴相连接的第四齿轮及用来有选择地将第三齿轮与输出轴相连的第三离合器总承，及一根第三轴，该轴上具有在其上可以自由转动的第五齿轮，与第三轴相连接的第六及第七齿轮及有选择地将第五齿轮与第三轴相连的第四离合器总承，且第一齿轮与第三齿轮相连，第二齿轮与第七齿轮相连，第三齿轮与第六齿轮相连，第四齿轮与第五齿轮相连。因而可有效地提供两种正向及反向转速。

很方便地将第八齿轮装在输出轴上自由转动，且与第七齿轮相互啮合，且可以提供第五离合器总承，使第八齿轮与输出轴交连，以便在不需要增加另一根轴或增加惰轮的情况下，能提供三种正向及三种反向转速。

以下为对附图的简要说明：

图1为按本发明绘制的正向三速及反向三速的副轴传动装置的示意的，展开的但基本上是侧面剖视图;及

图2为图1中的副轴传动装置的示意的，沿图1Ⅱ-Ⅱ线的前视图，并能显示出不同轴的轴线与在该轴上的恒啮合齿轮之间的关系及展开图1的剖切平面。

以下为实现本发明的最佳方式。

参见图1的展开剖视图，图中所示的副轴传动装置[10]具有上输入轴[12]，下输出轴[14]及第三轴或中间轴[16]，并将这些轴旋转地支持在壳体或有高差的箱体[18]上。轴[12]、[14]及[16]分别沿平行轴线[20]、[22]及[24]旋转地装在壳体内，并具有如图2所示的前视图关系。输入及输出轴线[20]及[22]位于垂直平面[26]之中，及第三轴[24]位于该平面的一侧并在其余两轴线的水平面之间的一个水平面高度上。

壳体[18]一般由两个主要部件构成;即配置在中央部分的前主箱体[28]，该箱体从图1中看位于左面，及位于右面的后盖[30]主箱体的前壁[32]在输入轴线[20]上整体地限定一个有台阶的圆柱形孔[34]，并分别在输出轴线[22]及第三轴线[24]上限定有加工成有台阶的圆柱形闭孔套[36]及[38]。同样的，后盖的壁[40]在输入轴线[20]及在第三轴线[24]上整体地限定有加工成圆柱形的有台阶的套[42]及[44]、沿输出轴线[22]在后壁上还限定有圆柱形孔[46]，该孔适用于可分离地容纳环形的法兰盘[48]，其上具有内轴承座[50]及外密封座[52]。用花键连接将输出轭[54]可分离地固装到输出轴[14]的后段上，具有环形密封件[58]填充在座[52]及轭之间。环绕的周壁[60]从前壁向后延伸并可分离地固定到后盖[30]的周壁[62]上，该固定处的交连联接面[64]配置在横向定向的垂直平面上。多个带螺纹的紧固件[66]将箱体与盖刚性的连接在一起，并用来限定密封的内箱[68]。

输入轴[12]由液动扭矩变速器驱动，本实施例中的该变速器示意地表示为[70]，该扭矩变速器虽然在图中没有表示出来，但以通常的方式与发动机串联。扭矩变速器输出轴[72]可分离地与传动输入轴[12]以花键连接[74]相连，且另一个扭矩变速器元件[76]驱动泵驱动齿轮[78]，该齿轮旋转地配置在主箱体[28]所限定的面向前面的环形套[80]中。

输入轴[12]的前端由滚针或滚轴轴承总承[89]旋转地支持在孔[34]中，而其后端则由相似的滚针或滚轴轴承总承[84]旋转地支持在有台阶的套[42]中，圆环形板[86]与输入轴在中心相连成整体，而有内花键的前鼓[88]及有内花键的后鼓[90]则与该板相连成整体。鼓[88]及[90]分别形成反向离合器总承[92]及正向离合器总承[94]的驱动元件。这些离合器总承的型式为通常的交插的多片板及盘型离合器。例如，前离合器或反向转动离合器总承[92]包括圆环形执行活塞[96]，在液压作用下，该活塞有选择地以正常方式向左运动（从图1中看）将多片交插的环形片及摩擦盘片[90]对反作用板[100]卡紧。因而将第一齿轮[102]和毗连的毂总承[104]相连并与输入轴联合旋转。当执行活塞上的液压降低时多个压缩弹簧[106]使执行活塞向右返回，将反向转动离合器可靠地分离。这就允许第一齿轮[102]及毂总承[104]通过中间的滚针及滚轴轴承总承[108]在输入轴上一起自由旋转。

以花键相连的第二齿轮[110]及毂总承[112]也通过滚针或滚轴轴承[114]装在输入轴[12]上并可以自由旋转。正向离合器总承[94]的另一个执行活塞[110]向右运动（从图中看）同样地会使第二齿轮[110]和毂总承[112]与输入轴交连。因而定向离合器总承[92]及[94]的动作可以有效地使齿轮[102]及[110]中任何一个齿轮驱动，大家都明白将离合器总承[92]及[94]分别指定反向及正向离合器是任意的，而且很容易地分别看作正向及反向离合器。

现在转过来说明输出轴[14]，可以看出该输出轴是通过锥形滚轴轴承总承[118]支持在前壁[32]的有台阶的套[36]中，并通过装在法兰盘[48]的座[50]上的反向安装的锥形滚轴轴承[120]支持在后壁[40]上。实际上，轴承总承[120]是通过第四齿轮[122]间接支持输出轴的后段，而第四齿轮是通过花键连接[124]装在输出轴上并在一起旋转。第三齿轮[126]及其相连的毂总承[128]装在输出轴的前部，可以自由旋转，并通过第二转速离合器总承[130]有选择地与输出轴交连并在一起旋转。第八齿轮[132]及其相连的毂总承[134]装在输出轴的后段上并可自由旋转，且通过第三转速离合器总承[136]有选择地与输出轴交连。第三齿轮配置成与第一齿轮[102]连续地互相啮合。

第五齿轮[138]及其相连的毂总承[140]经由具有相当大能力的凸缘轴承[141]装在第三轴[16]上，并可自由旋转，且通过第一转速离合器总承[142]使其有选择地与第三轴相啮合。该第一转速离合器总承[142]具有固定到第三轴上的向后延伸的鼓[143]。再者第六齿轮[144]通过花键连接[145]装在第三轴上并一起旋转，且第七齿轮[146]经由花键连接[147]与鼓[143]相连，因而间接地与第三轴相连。第六齿轮[144]连续地与第三齿轮[126]相互啮合，而第七齿轮[146]则连续地与第二齿轮[110]及第八齿轮[132]互相啮合，且第五齿轮[138]连续地与第四齿轮[122]互相啮合。和输入轴一样，第三轴[16]通过滚针轴承或滚轴轴承总承[148]可以旋转地支持在前套[38]上，并通过滚针轴承或滚轴轴承总承[150]支持在后套[44]上。

第一、第二及第三转速离合器总承[142]、[130]及[136]在结构上与定向离合器总承[92]及[94]相似，故不需详加叙述。然而，离合器板与盘片，执行活塞及几种其他元件的尺寸以使用同一尺寸为有利，这样可提高各零件的通用性。

在运行时，扭矩变速器输出轴[72]驱动副轴传动装置[10]的输入轴[12]，因而分别驱动定向离合器总承[92]及[94]的前鼓[88]和后鼓[90]，其旋转方向，例如，从传动装置的前部沿输入轴线[20]看去为顺时针方向。假设需要第一正向转速，操作者应控制车辆以便用液压使正向离合器总承[94]及第一转速离合器总承[142]动作并使交插的离合器板及盘片啮合或卡紧。因而分别使第二齿轮[110]与输入轴[12]及第五齿轮[138]与第三轴[16]相连。故输出轴[14]利用齿轮副110-146与齿轮副138-122以较低的转速比驱动。如图2中以字母A指示的破折线箭头所示，输出轴以顺时针方向旋转，或者以与输入轴相同的方向旋转。

为了将传动装置[10]的转速从第一正向转速转变为第二正向转速仅需要将第一转速离合器总承[142]分离，而将第二转速离合器总承[130]啮合即可。在此方式中，减速比减少，输出轴[14]通过齿轮副110-146及144-126驱动。

使第二转速离合器总承[130]分离，并使第三转速离合器总承[136]啮合则转速从第二正向转速变换为第三正向转速。这样进一步降低了减速比，输出轴[14]经由齿轮副110-146及146-132以最高转速驱动。

在第一反向转速的情况中，仅有反向离合器总承[92]及第一转速离合器总承[142]啮合。因而扭矩经由三齿轮链102-126-144及齿轮副138-122传给输出轴[14]。此时自由转动的第三齿轮[126]很方便地用作惰轮，故驱动输出轴的旋转方向与输入轴[12]的旋转方向相反，参照图2中用字母B标示的方向箭头就可以看出这一点。

从副轴传动装置[10]的一个实施例中得到的齿轮齿数及相应的减速比可用图表表示如下：

齿轮齿数

齿轮102：33齿

齿轮110：47齿

齿轮126：57齿

齿轮122：69齿

齿轮138：27齿

齿轮144：41齿

齿轮146：58齿

齿轮132：39齿

齿轮减速比

正向    反向

低    3.15    3.18

中    1.72    1.73

高    0.83    0.84

副轴传动装置[10]的一个特征为第一转速离合器总承[142]在第三轴[16]上的具***置应使其总尺寸为最小，因为进一步向下减速是经由齿轮138-122进行的。

副轴传动装置[10]的另一个特征在于使用背靠背的定向离合器总承[92]及[94]这些总承在侧向上应分别与背靠背的第二转速及第三转速离合器总承[130]及[136]纵向校准，而且第一转速离合器总承[142]也应在侧向上与正向离合器总承及第三转速离合器总承[94]及[136]纵向校准。各离合器总承与不同的齿轮在轴线上互相分开，但由于在径向上间隔很小，而且装在前壁及后壁[32]及[40]之间，故传动装置在径向上的紧凑性最大，这一点参见图2就可以看出，且总宽度与总高度的描述分别以字母“W”及“H”表示。在各轴的纵向上传动装置的长度相对较短，通过参见图1及其上用字母“L”表示的总长度就能看出。总长度的一部分上设计了台阶形的套[36]、[38]、[42]及[44]，这些套还很方便地提供了多个压缩流体工作通道及该处的润滑通道。而且由于有两块壳体[18]及壳体上的孔[34、46]及套[36]、[38]、[42]及[44]使得传动装置的拆装很方便。

鉴于上述情况，很明显副轴传动装置[10]在结构上既简单又牢固而且重量轻。通过仅仅使用四个离合器总承[92]、[94]、[142]及[130]七个齿轮[102]、[110]、[126]、[122]、[138]、[144]及[146]，及三根轴[12]、[14]及[16]就可以得到两种正向转速及两种反向转速。而且只要再增加一个离合器总承[136]及一个齿轮[132]就可以得到三种正向转速及三种反向转速。

其他方面本发明的目的及优点可从对附图、说明部分及附属权项的研究中获得。

Claims (16)

1、一种副轴传动装置[10]，其特征在于：

一根输入轴[12]，该轴具有装于其上并可自由转动的第一及第二齿轮[102、110]，及将第一及第二齿轮[102、110]中的一个齿轮分别有选择地连接到输入轴[12]上的第一及第二离合器装置[92、94]。

一根输出轴[14]，该轴具有装于其上并可自由转动的第三齿轮[126]装于其上并与其一起转动的第四齿轮[122]，及有选择地将第三齿轮[126]连接到输出轴[14]上的第三离合器装置[130]；

一根第三轴[16]，该轴具有装于其上并可自由转动的第五齿轮[138]，装于其上并与其同时转动的第六及第七齿轮[144、146]，及有选择地将第五齿轮[138]连接到第三轴[16]的第四离合器装置[142]，第一齿轮[102]直接连到第三齿轮[126]，第二齿轮[110]直接连到第七齿轮[146]，第三齿轮[126]与第六齿轮[144]直接相连，及第四齿轮[122]与第五齿轮[138]直接相连。

2、如权利要求1所述的副轴传动装置，其特征在于第一、第二、第三及第四离合器装置[92、94、130、142]为交插的多片板及盘型离合器，为使零件通用，其直径都是预先选定并且相同。

3、如权利要求1所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第四离合器装置[142]包括与第三轴[16]相连并结合在一起的鼓[143]及可以分离地与鼓[143]相连，并与鼓及第三轴一起转动的第七齿轮[146]。

4、如权利要求1所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第四及第三离合器装置[142、130]分别提供第一及第二转速比，且第一及第二离合器装置单个地提供正向和反向两种运转方式中的一种方式。

5、如权利要求1所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第八齿轮[132]装在输出轴[14]上，可自由旋转并与第七齿轮[146]直接相连，第五离合器装置[136]用来有选择地将第八齿轮[132]与输出轴[14]相连，且其中第四离合器装置[142]在侧向上与第二及第五离合器装置[94、136]一般性纵向校准。

6、如权利要求5所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第四、第三及第五离合器装置[142、130、136]之一的啮合分别提供第一、第二及第三转速，且第一及第二离合器装置[92、94]之一的啮合分别提供反转及正转运行方式。

7、如权利要求6所述的副轴传动装置[10]，其特征在于限定第一箱壁[32]的箱壳[28]，限定第二箱壁[40]的箱盖[30]，及在箱壁[32、40]中对轴[12、14、16]作可旋转支持的轴承装置[82、84、118、120、148、150]。

8、如权利要求1所述的副轴传动装置[10]，其特征在于装在输出轴[14]上自由旋转并与第七齿轮[146]相连的第八齿轮[132]，及有选择地将第八齿轮[132]连到输出轴[14]上的第五离合器装置[136]。

9、如权利要求8所述的副轴传动装置[10]，其特征在于输入轴[12]具有第一轴线[20]及输出轴[14]具有第二轴线[22]且第二轴线实质上垂直地位于第一轴线[20]的下方。

10、如权利要求9所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第三轴[16]具有第三轴线[24]，该轴线在高度上位于第一轴线及第二轴线[20、22]之间且在侧向上与其偏离。

11、如权利要求8所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第一及第三离合器装置[92、130]在侧向上纵向校准，且第二及第五离合器装置[94、136]在侧向上纵向校准。

12、如权利要求11所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第四离合器装置[142]在侧向上与第二及第五离合器装置[94、136]纵向校准。

13、如权利要求8所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第四离合器装置[142]的啮合提供低速范围。

14、如权利要求13所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第三离合器装置[130]的啮合提供中速范围及第五离合器装置[136]的啮合提供高速范围。

15、如权利要求8所述的副轴传动装置[10]，其特征在于第一及第二离合器装置[92、94]的啮合分别提供反向及正向运转方式。

16、如权利要求8所述的副轴传动装置[10]，其特征在于所有的离合器装置[92、94、130、136、142]都具有交插的多片板及盘，且其直径相同，以便零件可互换。

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