專利名稱：一種高速車軸齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)走行傳動(dòng)系統(tǒng)裝置，尤其是有關(guān)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械的車軸齒輪箱。
背景技術(shù)：
車軸齒輪箱是車輛走行傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，是用來傳遞動(dòng)力，改變外部輸入的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)車輛不同工況條件下運(yùn)行要求的變速機(jī)構(gòu)。隨著我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械車輛的車軸齒輪箱，除了本身能夠滿足低速作業(yè)運(yùn)行和高速自行(最高自行速度100km/h)的要求外，同時(shí)還要滿足聯(lián)掛運(yùn)行(最高聯(lián)掛速度120km/h)這一特殊需要。而目前無論是引進(jìn)的還是國內(nèi)生產(chǎn)的鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械車輛的車軸齒輪箱，由于以下原因，不能滿足上述要求。例如引進(jìn)奧地利Plasser&Theurer公司的08-32型搗固車輔助驅(qū)動(dòng)車軸齒輪箱，僅為一級(jí)齒輪減速傳動(dòng)，速比較小，傳遞功率小，故不能滿足高速走行與聯(lián)掛運(yùn)行要求；又如引進(jìn)美國Jackson公司PGM-48型鋼軌打磨車的車軸齒輪箱雖然為二級(jí)齒輪減速傳動(dòng)，傳動(dòng)速比范圍較大，傳遞功率有所提高，但是由于采用帶有內(nèi)、外花鍵的薄壁嚙合套與帶外花鍵的齒輪軸及帶內(nèi)花鍵的齒輪進(jìn)行掛檔或脫擋，薄壁嚙合套還帶有倒錐齒，因此薄壁嚙合套制造難度大，而齒輪軸上配合部位多，要求高，受力復(fù)雜，加工難度大，結(jié)構(gòu)不合理，難以滿足高速走行和聯(lián)掛的運(yùn)行要求；再如國產(chǎn)SPZ-200型配碴整形車的車軸齒輪箱，采用二級(jí)齒輪減速傳動(dòng)，傳動(dòng)速比范圍較大，但傳遞功率較小，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。因?yàn)樗捎玫凝X輪多，設(shè)計(jì)的傳動(dòng)鏈甚為復(fù)雜，所以體積龐大，且在高速軸與中間軸上各設(shè)有一套用油缸提供動(dòng)力的換擋機(jī)構(gòu)，既采用高速軸的齒輪換擋，又采用中間軸的帶內(nèi)、外花鍵的嚙合套換擋，進(jìn)一步使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，不易制造、使用和維修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，易于制造，且可以滿足高速走行和聯(lián)掛運(yùn)行要求的高速車軸齒輪箱。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高速車軸齒輪箱，包括箱體、換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵軸、主動(dòng)齒輪、中間齒輪、中間軸、中間軸主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、軸承、潤滑系統(tǒng)和車軸，主動(dòng)齒輪通過內(nèi)花鍵與花鍵軸嚙合，主動(dòng)齒輪可與中間齒輪嚙合或脫離，中間軸主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪固定在車軸上，主動(dòng)齒輪是雙聯(lián)齒輪，包括第一齒輪與第二齒輪，中間齒輪包括高速齒輪和低速齒輪，換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撥叉?zhèn)鲃?dòng)連接主動(dòng)齒輪，當(dāng)撥叉帶動(dòng)主動(dòng)齒輪在花鍵軸上軸向移動(dòng)時(shí)，可使主動(dòng)齒輪的第一齒輪與中間齒輪的低速齒輪嚙合或脫離，或使主動(dòng)齒輪的第二齒輪與中間齒輪的高速齒輪嚙合或脫離。
為了提高了主動(dòng)齒輪的精度，使齒輪嚙合傳遞性能更加良好，提高齒輪的抗彎曲強(qiáng)度與抗沖擊能力，從而提高齒輪的可靠性及使用壽命，主動(dòng)齒輪由第一齒輪與第二齒輪裝配而成。
換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撥動(dòng)缸、接近開關(guān)、連接指示件、導(dǎo)向桿、撥叉桿和撥叉，連接指示件與撥動(dòng)缸的活塞桿及撥叉桿一端固定連接，且與導(dǎo)向桿滑動(dòng)配合，撥叉固定在撥叉桿的另一端。
為了給撥叉的移動(dòng)進(jìn)行很好的導(dǎo)向，箱體上還固定有導(dǎo)桿，撥叉滑套在導(dǎo)桿上，撥叉與導(dǎo)桿之間設(shè)有鎖定結(jié)構(gòu)。
鎖定結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)桿上設(shè)有的高速掛檔凹槽、低速掛檔凹槽和空檔凹槽，及撥叉的盲孔內(nèi)設(shè)有的彈簧和鋼球，鋼球可分別與導(dǎo)桿上的高速掛檔凹槽、低速掛檔凹槽或空檔凹槽相配合。
為了進(jìn)一步保證空擋位置的鎖定可靠性，保證聯(lián)掛運(yùn)行的安全，箱體上滑動(dòng)裝配有定位銷軸，定位銷軸移動(dòng)時(shí)能與連接指示件上的定位孔插合。
為了保證撥擋準(zhǔn)確到位，接近開關(guān)有三個(gè)，接近開關(guān)裝在撥動(dòng)缸的活塞桿側(cè)面，當(dāng)主動(dòng)齒輪處于高速掛檔、低速掛檔或空檔位置時(shí)，連接指示件可分別與上述三個(gè)接近開關(guān)單獨(dú)靠近。
花鍵軸和中間軸的兩端均支撐在箱體上的軸承中，車軸的中段有兩處支撐在箱體上的軸承中。
采用上述結(jié)構(gòu)后，由于主動(dòng)齒輪是雙聯(lián)齒輪，當(dāng)撥叉帶動(dòng)主動(dòng)齒輪在花鍵軸上軸向移動(dòng)時(shí)，可使主動(dòng)齒輪的第一齒輪與中間齒輪的低速齒輪嚙合或脫離，或使主動(dòng)齒輪的第二齒輪與中間齒輪的高速齒輪嚙合或脫離。這不但滿足了大速比設(shè)計(jì)要求，而且減少了花鍵軸和中間軸上的齒輪數(shù)量，使傳動(dòng)鏈簡化，結(jié)構(gòu)簡單，增大了傳遞功率；還由于取消了中間軸上的換擋機(jī)構(gòu)和帶內(nèi)、外花鍵的嚙合套，這就使結(jié)構(gòu)更加簡單合理，空間布置緊湊，易于制造、使用和維修。本發(fā)明換擋操作靈活、可靠，完全滿足車輛低速作業(yè)運(yùn)行、最高自行速度為100km/的高速自行、以及最高聯(lián)掛速度為120km/h的聯(lián)掛運(yùn)行的要求。


圖1是本發(fā)明的高速車軸齒輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明處于空擋位置時(shí)的狀態(tài)圖；
圖3是本發(fā)明處于低速掛擋位置時(shí)的狀態(tài)圖；圖4是本發(fā)明處于高速掛擋位置時(shí)的狀態(tài)圖；圖5是本發(fā)明中的主動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖1中B部放大視圖；圖7是圖1的A向視圖；圖8是圖7中C部放大視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
如圖1、2、3、4、5、7所示，本發(fā)明的高速車軸齒輪箱，包括箱體12、換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵軸13、主動(dòng)齒輪11、中間齒輪15、中間軸19、中間軸主動(dòng)齒輪20、從動(dòng)齒輪16、軸承18、潤滑系統(tǒng)21和車軸17，主動(dòng)齒輪11通過內(nèi)花鍵與花鍵軸13嚙合，主動(dòng)齒輪11可與中間齒輪15嚙合或脫離，中間軸主動(dòng)齒輪20與從動(dòng)齒輪16嚙合，從動(dòng)齒輪16固定在車軸17上，主動(dòng)齒輪11是雙聯(lián)齒輪，包括第一齒輪11-1與第二齒輪11-2，中間齒輪15包括高速齒輪15-1和低速齒輪15-2，換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撥叉6傳動(dòng)連接主動(dòng)齒輪11，當(dāng)撥叉6帶動(dòng)主動(dòng)齒輪11在花鍵軸13上軸向移動(dòng)時(shí)，可使主動(dòng)齒輪11的第一齒輪11-1與中間齒輪15的低速齒輪15-2嚙合或脫離，或使主動(dòng)齒輪11的第二齒輪11-2與中間齒輪15的高速齒輪15-1嚙合或脫離。
如圖1、5所示，主動(dòng)齒輪11由第一齒輪11-1與第二齒輪11-2裝配而成。由于主動(dòng)齒輪采用分體磨齒加工、過盈配合裝配而成，提高了主動(dòng)齒輪的精度，使齒輪嚙合傳遞性能更加良好，提高了齒輪的抗彎曲強(qiáng)度與抗沖擊能力，從而提高了齒輪的可靠性及使用壽命，同時(shí)也降低了嚙合傳動(dòng)的噪聲。當(dāng)然，主動(dòng)齒輪11也可以為一整體結(jié)構(gòu)。
如圖1、2、3、4、6所示，換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撥動(dòng)缸9、接近開關(guān)3、連接指示件2、導(dǎo)向桿4、撥叉桿5和撥叉6，連接指示件2與撥動(dòng)缸9的活塞桿9-1及撥叉桿5一端固定連接，且與導(dǎo)向桿4滑動(dòng)配合，撥叉6固定在撥叉桿5的另一端。當(dāng)然，換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)也可采用Plasser&Theurer公司的08-32型搗固車輔助驅(qū)動(dòng)車軸齒輪箱中的換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)；或美國Jackson公司PGM-48型鋼軌打磨車的車軸齒輪箱中的換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)。
如圖1、2、3、4、6所示，為了給撥叉6的移動(dòng)進(jìn)行很好的導(dǎo)向，箱體12上還固定有導(dǎo)桿10，撥叉6滑套在導(dǎo)桿10上，撥叉6與導(dǎo)桿10之間設(shè)有鎖定結(jié)構(gòu)7。這樣，不但增加了撥叉的移動(dòng)平穩(wěn)性，同時(shí)提高了撥叉桿5和撥叉的剛性，避免掛擋和脫擋時(shí)的沖擊所引起的損壞，且保證了擋位鎖定的可靠性。
如圖6所示，鎖定結(jié)構(gòu)7包括導(dǎo)桿10上設(shè)有的高速掛檔凹槽10-1、低速掛檔凹槽10-3和空檔凹槽10-2，及撥叉6的盲孔6-1內(nèi)設(shè)有的彈簧7-2和鋼球7-1，鋼球7-1可分別與導(dǎo)桿10上的高速掛檔凹槽10-1、低速掛檔凹槽10-3或空檔凹槽10-2相配合。
如圖1、7、8所示，為了進(jìn)一步保證空擋位置的鎖定可靠性，保證聯(lián)掛運(yùn)行的安全。箱體12上滑動(dòng)裝配有定位銷軸1，定位銷軸1移動(dòng)時(shí)能與連接指示件2上的定位孔2-1插合。
如圖1、2、3、4所示，接近開關(guān)3有三個(gè)，接近開關(guān)3裝在撥動(dòng)缸9的活塞桿9-1側(cè)面，當(dāng)主動(dòng)齒輪11處于高速掛檔、低速掛檔或空檔位置時(shí)，連接指示件2可分別與上述三個(gè)接近開關(guān)3單獨(dú)靠近。這樣，通過三個(gè)位置的開關(guān)動(dòng)作，使撥動(dòng)缸9精確動(dòng)作，保證撥擋準(zhǔn)確到位。
如圖1所示，花鍵軸13和中間軸19的兩端均支撐在箱體12上的軸承18中，車軸17的中段有兩處支撐在箱體12上的軸承18中。
如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明使用時(shí)，先在花鍵軸13上連接驅(qū)動(dòng)裝置14如液壓馬達(dá)，車軸17上裝上車輪22。低速作業(yè)運(yùn)行時(shí)，首先拉出定位銷軸1，給撥動(dòng)缸9電信號(hào)，撥動(dòng)缸9得到電信號(hào)后向左移動(dòng)，連接指示件2由中間位置移動(dòng)到低速位置，通過帶動(dòng)撥叉6使主動(dòng)齒輪11也向左移動(dòng)，使主動(dòng)齒輪11的第一齒輪11-1與中間齒輪15的低速齒輪15-2嚙合，此時(shí)撥叉6被鎖定結(jié)構(gòu)7中的彈簧7-2、鋼球7-1鎖住，車軸齒輪箱通過齒輪11-1和齒輪15-2的嚙合、齒輪20和齒輪16的嚙合，將來自驅(qū)動(dòng)裝置14輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速按一定的速比傳遞給車軸17和車輪22，實(shí)現(xiàn)整車的作業(yè)走行。
高速自行時(shí)，首先拉出定位銷軸1，給撥動(dòng)缸9電信號(hào)，撥動(dòng)缸9得到電信號(hào)后向右移動(dòng)，連接指示件2移動(dòng)到高速位置，通過帶動(dòng)撥叉6使主動(dòng)齒輪11也向右移動(dòng)，使主動(dòng)齒輪11的第二齒輪11-2與中間齒輪15的高速齒輪15-1嚙合，此時(shí)撥叉6被鎖定結(jié)構(gòu)7中的彈簧7-2、鋼球7-1鎖住，車軸齒輪箱通過齒輪11-2和齒輪15-1的嚙合、齒輪20和齒輪16的嚙合，將來自驅(qū)動(dòng)裝置14輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速按一定的速比傳遞給車軸17和車輪22，實(shí)現(xiàn)整車的高速自行。
聯(lián)掛運(yùn)行時(shí)，車軸齒輪箱應(yīng)處于空擋位置，驅(qū)動(dòng)裝置14不工作，也不允許被反向帶動(dòng)。首先給撥動(dòng)缸9電信號(hào)，撥動(dòng)缸9得到電信號(hào)后向左或向右移動(dòng)，連接指示件2移動(dòng)到中間位置，通過移動(dòng)撥叉6使主動(dòng)齒輪11也向左或向右移動(dòng)，使主動(dòng)齒輪11與齒輪15-1或齒輪15-2脫離，此時(shí)撥叉6被鎖定結(jié)構(gòu)7中的彈簧7-2、鋼球7-1鎖住。聯(lián)掛運(yùn)行時(shí)，齒輪16反向帶動(dòng)中間軸19旋轉(zhuǎn)，而主動(dòng)齒輪11、花鍵軸13和驅(qū)動(dòng)裝置14均不旋轉(zhuǎn)，此時(shí)處于空擋位置。
權(quán)利要求
1.一種高速車軸齒輪箱，包括箱體(12)、換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵軸(13)、主動(dòng)齒輪(11)、中間齒輪(15)、中間軸(19)、中間軸主動(dòng)齒輪(20)、從動(dòng)齒輪(16)、軸承(18)、潤滑系統(tǒng)(21)和車軸(17)，主動(dòng)齒輪(11)通過內(nèi)花鍵與花鍵軸(13)嚙合，主動(dòng)齒輪(11)可與中間齒輪(15)嚙合或脫離，中間軸主動(dòng)齒輪(20)與從動(dòng)齒輪(16)嚙合，從動(dòng)齒輪(16)固定在車軸(17)上，其特征在于a、主動(dòng)齒輪(11)是雙聯(lián)齒輪，包括第一齒輪(11-1)與第二齒輪(11-2)，b、中間齒輪(15)包括高速齒輪(15-1)和低速齒輪(15-2)，c、換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撥叉(6)傳動(dòng)連接主動(dòng)齒輪(11)，當(dāng)撥叉(6)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪(11)在花鍵軸(13)上軸向移動(dòng)時(shí)，可使主動(dòng)齒輪(11)的第一齒輪(11-1)與中間齒輪(15)的低速齒輪(15-2)嚙合或脫離，或使主動(dòng)齒輪(11)的第二齒輪(11-2)與中間齒輪(15)的高速齒輪(15-1)嚙合或脫離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于主動(dòng)齒輪(11)由第一齒輪(11-1)與第二齒輪(11-2)裝配而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撥動(dòng)缸(9)、接近開關(guān)(3)、連接指示件(2)、導(dǎo)向桿(4)、撥叉桿(5)和撥叉(6)，連接指示件(2)與撥動(dòng)缸(9)的活塞桿(9-1)及撥叉桿(5)一端固定連接，且與導(dǎo)向桿(4)滑動(dòng)配合，撥叉(6)固定在撥叉桿(5)的另一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于箱體(12)上還固定有導(dǎo)桿(10)，撥叉(6)滑套在導(dǎo)桿(10)上，撥叉(6)與導(dǎo)桿(10)之間設(shè)有鎖定結(jié)構(gòu)(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于鎖定結(jié)構(gòu)(7)包括導(dǎo)桿(10)上設(shè)有的高速掛檔凹槽(10-1)、低速掛檔凹槽(10-3)和空檔凹槽(10-2)，及撥叉(6)的盲孔(6-1)內(nèi)設(shè)有的彈簧(7-2)和鋼球(7-1)，鋼球(7-1)可分別與導(dǎo)桿(10)上的高速掛檔凹槽(10-1)、低速掛檔凹槽(10-3)或空檔凹槽(10-2)相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于箱體(12)上滑動(dòng)裝配有定位銷軸(1)，定位銷軸(1)移動(dòng)時(shí)能與連接指示件(2)上的定位孔(2-1)插合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于接近開關(guān)(3)有三個(gè)，接近開關(guān)(3)裝在撥動(dòng)缸(9)的活塞桿(9-1)側(cè)面，當(dāng)主動(dòng)齒輪(11)處于高速掛檔、低速掛檔或空檔位置時(shí)，連接指示件(2)可分別與上述三個(gè)接近開關(guān)(3)單獨(dú)靠近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速車軸齒輪箱，其特征在于花鍵軸(13)和中間軸(19)的兩端均支撐在箱體(12)上的軸承(18)中，車軸(17)的中段有兩處支撐在箱體(12)上的軸承(18)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械的高速車軸齒輪箱，包括箱體、換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵軸、主動(dòng)齒輪、中間齒輪、中間軸、中間軸主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、軸承、潤滑系統(tǒng)和車軸，主動(dòng)齒輪通過內(nèi)花鍵與花鍵軸嚙合，主動(dòng)齒輪可與中間齒輪嚙合或脫離，中間軸主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪固定在車軸上，主動(dòng)齒輪是雙聯(lián)齒輪，包括第一齒輪與第二齒輪，中間齒輪包括高速齒輪和低速齒輪，換擋撥動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撥叉?zhèn)鲃?dòng)連接主動(dòng)齒輪，當(dāng)撥叉帶動(dòng)主動(dòng)齒輪在花鍵軸上軸向移動(dòng)時(shí)，可使主動(dòng)齒輪的第一齒輪與中間齒輪的低速齒輪嚙合或脫離，或使主動(dòng)齒輪的第二齒輪與中間齒輪的高速齒輪嚙合或脫離。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單合理，易于制造，且可以滿足高速走行與聯(lián)掛運(yùn)行要求。
文檔編號(hào)F16H3/22GK101074719SQ20071002253
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者常安全, 沈源建 申請(qǐng)人:中國南車集團(tuán)戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所