本發(fā)明涉及動力換擋變速箱，更具體地說，涉及一種二擋定軸式變速箱。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有常見的機(jī)車牽引用傳動裝置為變速箱，主要分為兩類：液力換擋和機(jī)械換擋。液力換擋，主要采用多循環(huán)圓機(jī)構(gòu)，通過對不同元件的適時“充油”和“排油”實現(xiàn)換擋；機(jī)械換擋，在主離合器分離后，功率流斷開傳遞，在此狀態(tài)下，各擋位離合器根據(jù)傳動比需求選擇性嚙合，從而實現(xiàn)換擋功能，換擋元件有同步器、爪牙牙嵌離合器等機(jī)構(gòu)。

采用液力換擋傳動裝置，具有如下問題；(1)液力元件的傳動效率低，為了取得相同等級傳遞扭矩，發(fā)動機(jī)功率與傳動扭矩需求成正相關(guān)，某些工況下發(fā)動機(jī)的功率需要增加50％以上才能達(dá)到同等傳遞扭矩；(2)由于液力換擋采用的是“充油”和“排油”來實現(xiàn)擋位切換，液力變矩器循環(huán)圓內(nèi)的油液充油和排油都需要時間的，一般需要10幾秒的時間，導(dǎo)致?lián)Q擋與換向時間長，起動速度慢。(3)由于同等功率的發(fā)動機(jī)，采用多循環(huán)圓液力傳動裝置，其傳遞扭矩偏低，使用成本較高；(4)多循環(huán)圓液力傳動裝置往往體積龐大，重量較重，成本高昂，經(jīng)濟(jì)性較差。目前在大功率內(nèi)燃機(jī)車上均采用多循環(huán)圓液力傳動裝置，其最大的優(yōu)越性是可靠性高。

對機(jī)械傳動箱一般應(yīng)用于小功率內(nèi)燃機(jī)車，在大功率機(jī)車中較少應(yīng)用。機(jī)械傳動箱存在如下問題：(1)換擋或換向時需要車停下來換向，存在功率流切斷情況；(2)機(jī)械傳動形式為硬軸連接，當(dāng)遇到異常情況或大扭矩負(fù)載時，發(fā)動機(jī)容易熄火；(3)硬軸連接傳動沖擊較大，直接傳遞到發(fā)動機(jī)，引起內(nèi)燃機(jī)非常規(guī)損壞，可靠性較差。同時機(jī)械傳動箱有損壞的潛在風(fēng)險，故機(jī)械傳動箱的可靠性較差，在機(jī)車牽引車對可靠性要求比較高的情況下，機(jī)械傳箱應(yīng)用越來越少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種二擋定軸式變速箱，能夠滿足牽引機(jī)車低速、中速運行的不同需求，同時解決了現(xiàn)有牽引機(jī)車中大功率變速箱只有一個擋位，且笨重、成本高、換向或換擋時間長、效率低等缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種二擋定軸式變速箱，包括殼體以及設(shè)于殼體內(nèi)由上自下依次設(shè)置且與殼體分別相連的輸入軸、惰輪軸、傳動軸和輸出軸；

所述輸入軸上由左自右依次設(shè)有輸入法蘭、第一二擋主動齒輪、第一離合器、第二離合器、第一一擋主動齒輪和過渡主動齒輪，輸入法蘭套設(shè)于輸入軸左端的端部位置，并設(shè)于殼體外部，第一二擋主動齒輪套設(shè)于輸入軸上，并與第一離合器相連，第一離合器和第二離合器均固定于輸入軸上，第一一擋主動齒輪套設(shè)于輸入軸上，并與第二離合器相連，過渡主動齒輪套設(shè)于輸入軸上；

所述惰輪軸上由左自右依次設(shè)有第二二擋主動齒輪、第三離合器、第四離合器、第二一擋主動齒輪和過渡被動齒輪，第二二擋主動齒輪套設(shè)于惰輪軸上，并與第三離合器相連，第三離合器和第四離合器均固定于惰輪軸上，第二一擋主動齒輪套設(shè)于惰輪軸上，并與第四離合器相連，過渡被動齒輪套設(shè)于惰輪軸上，過渡被動齒輪與輸入軸上的過渡主動齒輪相嚙合；

所述傳動軸上由左自右依次套設(shè)有二擋從動齒輪、三軸主動齒輪和一擋被動齒輪，二擋從動齒輪與惰輪軸上的第二二擋主動齒輪相嚙合，一擋被動齒輪與惰輪軸上的第二一擋主動齒輪相嚙合；

所述輸出軸上由左自右依次套設(shè)有左輸出法蘭、輸出齒輪和右輸出法蘭，左輸出法蘭和右輸出法蘭分別設(shè)于輸出軸的左、右端部位置，并均設(shè)于殼體外部，輸出齒輪與傳動軸上的三軸主動齒輪相嚙合；

所述第一離合器、第二離合器、第三離合器和第四離合器均采用液壓控制離合器，包括離合器外轂及設(shè)于離合器外轂內(nèi)腔的液壓活塞、摩擦片、對偶鋼片、壓盤、回位彈簧和離合器內(nèi)轂，離合器外轂連接固定于輸入軸或/和惰輪軸上，液壓活塞設(shè)于離合器外轂內(nèi)腔中，使離合器外轂內(nèi)腔與液壓活塞的一側(cè)面、輸入軸或/和惰輪軸之間形成一油腔，離合器內(nèi)轂設(shè)于液壓活塞的另一側(cè)面，離合器內(nèi)轂的一端與液壓活塞的另一側(cè)面相接觸，離合器內(nèi)轂的另一端與輸入軸或/和惰輪軸上的第一一擋主動齒輪、第二一擋主動齒輪、第一二擋主動齒輪或第二二擋主動齒輪相連，壓盤設(shè)于離合器內(nèi)轂另一端的上方，摩擦片和對偶鋼片均具有數(shù)片，并呈間隔依次排列設(shè)置，設(shè)于液壓活塞與壓盤之間，液壓活塞與回位彈簧相接觸，液壓活塞通過回位彈簧復(fù)位。

所述的輸入軸、惰輪軸、傳動軸和輸出軸均通過軸承連于殼體內(nèi)。

所述的離合器外轂與輸入軸或/和惰輪軸之間為過盈固定連接。

所述的離合器外轂內(nèi)腔中還設(shè)有彈簧支架，彈簧支架固定于輸入軸或/和惰輪軸上，回位彈簧的一端與液壓活塞相接觸，另一端與彈簧支架相連接。

所述的摩擦片和對偶鋼片設(shè)于液壓活塞與壓盤之間，并通過花鍵連接于離合器內(nèi)轂上。

在上述的技術(shù)方案中，本發(fā)明所提供的一種二擋定軸式變速箱，換擋時間為2～3秒，換擋時間比原液力換向箱提高了8～10倍。整體重量大大減輕，外形尺寸較大縮小，功率密度大大提高，使其經(jīng)濟(jì)性也有很大改善。能夠減少因壓力不穩(wěn)定導(dǎo)致摩擦片突然脫開或結(jié)合，使摩擦片出現(xiàn)異?；Χ鵁Σ疗默F(xiàn)象，提高了離合器的可靠性。本發(fā)明采用大角度斜齒傳動，重合度高，傳遞扭矩大，齒輪沖擊小，噪聲低，齒輪強(qiáng)度和剛度大，可靠性高，采用圓錐滾子軸承，軸向承載能力大，壽命長，箱體因三軸、四軸軸向受力大，引起箱體變形大，針對特定部位進(jìn)行加強(qiáng)加寬加強(qiáng)筋，增加凸臺等結(jié)構(gòu)，合理布置加強(qiáng)筋，設(shè)計合理的加強(qiáng)筋形狀，保證箱體變形量大大降低，提高了機(jī)械部件的可靠性。本發(fā)明采用二擋，擴(kuò)大了機(jī)車的速度范圍，將原機(jī)車從0～15公里/小時提高到32公里/小時，最高車速提高1倍多。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中液壓控制離合器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明正一擋傳動的路線圖；

圖4是本發(fā)明正二擋傳動的路線圖；

圖5是本發(fā)明倒一擋傳動的路線圖；

圖6是本發(fā)明倒二擋傳動的路線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請結(jié)合圖1所示，本發(fā)明所提供的一種二擋定軸式變速箱，包括殼體1以及設(shè)于殼體1內(nèi)由上自下依次設(shè)置且與殼體1分別相連的輸入軸2、惰輪軸3、傳動軸4和輸出軸5。

較佳的，所述輸入軸2上由左自右依次設(shè)有輸入法蘭6、第一二擋主動齒輪7、第一離合器8、第二離合器9、第一一擋主動齒輪10和過渡主動齒輪11，輸入法蘭6通過花鍵連接在輸入軸2左端的端部位置，并設(shè)于殼體1外部，輸入法蘭6通過萬象聯(lián)軸器與變矩器相連，將變矩器的動力引入變速箱中，第一二擋主動齒輪7套設(shè)于輸入軸上，并通過花鍵再與第一離合器8相連，第一離合器8和第二離合器9均過盈固定連接在輸入軸2上，第一一擋主動齒輪10套設(shè)于輸入軸2上，并通過花鍵再與第二離合器9相連，過渡主動齒輪11套設(shè)于輸入軸2上。

較佳的，所述惰輪軸3上由左自右依次設(shè)有第二二擋主動齒輪12、第三離合器13、第四離合器14、第二一擋主動齒輪15和過渡被動齒輪16，第二二擋主動齒輪12套設(shè)于惰輪軸上，并通過花鍵再與第三離合器13相連，第三離合器13和第四離合器14均過盈固定連接在惰輪軸3上，第二一擋主動齒輪15套設(shè)于惰輪軸3上，并通過花鍵再與第四離合器14相連，過渡被動齒輪16套設(shè)于惰輪軸3上，過渡被動齒輪16與輸入軸2上的過渡主動齒輪11之間相嚙合。

較佳的，所述傳動軸4上由左自右依次套設(shè)有二擋從動齒輪17、三軸主動齒輪18和一擋被動齒輪19，二擋從動齒輪17與惰輪軸3上的第二二擋主動齒輪12之間相嚙合，一擋被動齒輪19與惰輪軸3上的第二一擋主動齒輪15之間相嚙合。

較佳的，所述輸出軸5上由左自右依次套設(shè)有左輸出法蘭20、輸出齒輪21和右輸出法蘭22，左輸出法蘭20和右輸出法蘭22分別設(shè)于輸出軸5的左、右端部位置，并均設(shè)于殼體1外部，輸出齒輪21與傳動軸4上的三軸主動齒輪18之間相嚙合，通過左輸出法蘭20和右輸出法蘭22將動力從輸出軸5傳遞到負(fù)載，至此完成機(jī)車的動力傳遞。

請結(jié)合圖2所示，所述第一離合器8、第二離合器9、第三離合器13和第四離合器14均采用液壓控制離合器，包括離合器外轂23及設(shè)于離合器外轂23內(nèi)腔的液壓活塞24、摩擦片25、對偶鋼片26、壓盤27、回位彈簧28和離合器內(nèi)轂29，離合器外轂23過盈固定連接在輸入軸2或/和惰輪軸3上，液壓活塞24設(shè)于離合器外轂23內(nèi)腔中，使離合器外轂23內(nèi)腔與液壓活塞24的一側(cè)面、輸入軸2或/和惰輪軸3之間形成一個油腔，離合器內(nèi)轂29設(shè)于液壓活塞24的另一側(cè)面，離合器內(nèi)轂29的一端與液壓活塞24的另一側(cè)面相接觸，離合器內(nèi)轂29的另一端與輸入軸2或/和惰輪軸3上的第一一擋主動齒輪10、第二一擋主動齒輪15、第一二擋主動齒輪7或第二二擋主動齒12之間通過螺栓固定相連，實現(xiàn)第一一擋主動齒輪10、第二一擋主動齒輪15、第一二擋主動齒輪7或第二二擋主動齒12與輸入軸2或/和惰輪軸3之間的相對轉(zhuǎn)動，壓盤27設(shè)于離合器內(nèi)轂29另一端的上方，摩擦片25和對偶鋼片26均具有數(shù)片，并呈間隔依次排列設(shè)置，設(shè)于液壓活塞24與壓盤27之間，并通過花鍵又連接于離合器內(nèi)轂29上，對偶鋼片26通過花鍵與離合器外轂23連接，摩擦片25通過花鍵與離合器內(nèi)轂29連接，離合器外轂23內(nèi)腔中還設(shè)有彈簧支架30，彈簧支架30固定于輸入軸2或/和惰輪軸3上，液壓活塞24與回位彈簧28的一端相接觸，回位彈簧28的另一端固定在彈簧支架30上，通過對油腔中注入/排放液壓油，使液壓活塞24控制摩擦片25和對偶鋼片26之間的結(jié)合與分離，當(dāng)摩擦片25和對偶鋼片26之間結(jié)合時，將輸入軸2或/和惰輪軸3上的動力通過摩擦片25傳遞到第一一擋主動齒輪10、第二一擋主動齒輪15、第一二擋主動齒輪7或第二二擋主動齒輪12，當(dāng)摩擦片25和對偶鋼片26之間分離時，液壓活塞24通過回位彈簧28復(fù)位。

較佳的，所述的輸入軸2、惰輪軸3、傳動軸4和輸出軸5的兩端均安裝了軸承31，通過軸承31使輸入軸2、惰輪軸3、傳動軸4和輸出軸5連于殼體1內(nèi)，并在殼體1內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

請結(jié)合圖3中箭頭方向所示，輸入法蘭6通過花鍵連接在輸入軸2上，動力通過輸入法蘭6傳遞到輸入軸2上，第二離合器9與輸入軸2之間過盈固定連接，第一一擋主動齒輪10與第二離合器9通過花鍵連接，當(dāng)?shù)诙x合器9處于結(jié)合狀態(tài)時，其他離合器均處于脫開狀態(tài)，第一一檔主動齒輪10與離合器內(nèi)轂29通過螺栓連接，第二離合器9結(jié)合時，第一一擋主動齒輪10隨著第二離合器9和輸入軸2一起旋轉(zhuǎn)，第一一擋主動齒輪10與件傳動軸4上的一擋被動齒輪19相嚙合，動力由輸入軸2傳遞到傳動軸4，傳動軸4上安裝一擋被動齒輪19和三軸主動齒輪18，傳動軸4上的三軸主動齒輪18與輸出軸5的輸出齒輪21相嚙合，動力由傳動軸4傳遞到輸出軸5，輸出軸5上通過花鍵固定安裝左輸出法蘭20和右輸出法蘭22，通過左輸出法蘭20和右輸出法蘭22將動力從輸出軸5傳遞到負(fù)載，至此完成了機(jī)車正一擋的動力傳遞。

請結(jié)合圖4中箭頭方向所示，輸入法蘭6通過花鍵連接在輸入軸2上，動力通過輸入法蘭6傳遞到輸入軸2上，第一離合器8與輸入軸2之間通過過盈固定連接，第二二擋主動齒輪12與件第一離合器8通過花鍵連接，當(dāng)?shù)谝浑x合器8處于結(jié)合狀態(tài)時，其他離合器均處于脫開狀態(tài)，第二二擋主動齒輪12與離合器內(nèi)轂29通過螺栓連接，第一離合器8結(jié)合時，第二二擋主動齒輪12隨著第一離合器8和輸入軸2一起旋轉(zhuǎn)，第二二擋主動齒輪12與傳動軸4上的二擋從動齒輪17相嚙合，動力由輸入軸2傳遞到傳動軸4，傳動軸4上固定安裝二擋從動齒輪17和三軸主動齒輪18，傳動軸4上的三軸主動齒輪18與輸出軸5的輸出齒輪21相嚙合，動力由傳動軸4傳遞到輸出軸5，輸出軸5上通過花鍵固定安裝左輸出法蘭20和右輸出法蘭22，通過左輸出法蘭20和右輸出法蘭22將動力從輸出軸5傳遞到負(fù)載，至此完成了機(jī)車前進(jìn)二檔的動力傳遞。

請結(jié)合圖5中箭頭方向所示，輸入法蘭6通過花鍵連接在輸入軸2上，動力通過輸入法蘭6傳遞到輸入軸2上，當(dāng)?shù)谒碾x合器14處于結(jié)合狀態(tài)時，其它離合器均處于脫開狀態(tài)，輸入軸2上安裝的過渡主動齒輪11和惰輪軸3上安裝的過渡被動齒輪16相嚙合，動力由輸入軸2傳遞到惰輪軸3，惰輪軸3與第四離合器14過盈固定連接，第二一擋主動齒輪15與離合器內(nèi)轂29通過螺栓連接，第四離合器14結(jié)合時，在動力作用下惰輪軸3帶動第四離合器14和第二一擋主動齒輪15旋轉(zhuǎn)，惰輪軸3上的第二一擋主動齒輪15和傳動軸4上的一檔被動齒輪19相嚙合，將動力由惰輪軸3傳遞到傳動軸4，一擋被動齒輪19和三軸主動齒輪18通過花鍵固定安裝在傳動軸4上，傳動軸4上的三軸主動齒輪18與輸出軸5的輸出齒輪21相嚙合，動力由傳動軸4傳遞到輸出軸5，輸出軸5上通過花鍵固定安裝左輸出法蘭20和右輸出法蘭22，通過左輸出法蘭20和右輸出法蘭22將動力從輸出軸5傳遞到負(fù)載，至此完成了機(jī)車倒退一檔的動力傳遞。

請結(jié)合圖6中箭頭方向所示，輸入法蘭6通過花鍵連接在輸入軸2上，動力通過輸入法蘭6傳遞到輸入軸2上，當(dāng)?shù)谌x合器13處于結(jié)合狀態(tài)時，其它離合器均處于脫開狀態(tài)，輸入軸2上通過花鍵固定安裝的過渡主動齒輪11和惰輪軸3上通過花鍵固定安裝的過渡被動齒輪16相嚙合，動力由輸入軸2傳遞到惰輪軸3，惰輪軸3與第三離合器13通過過盈固定連接，第二二擋主動齒輪12與離合器內(nèi)轂29通過螺栓連接，第三離合器13結(jié)合時，在動力的作用下惰輪軸3將帶動第三離合器13和第二二擋主動齒輪12一起旋轉(zhuǎn)，惰輪軸3上的第二二擋主動齒輪12和傳動軸4上的二擋從動齒輪17相嚙合，將動力由惰輪軸3傳遞到傳動軸4，二檔從動齒輪17和三軸主動齒輪18通過花鍵固定安裝在傳動軸4上，傳動軸4上的三軸主動齒輪18與輸出軸5的輸出齒輪21相嚙合，動力由傳動軸4傳遞到輸出軸5，輸出軸5上通過花鍵固定安裝左輸出法蘭20和右輸出法蘭22，通過左輸出法蘭20和右輸出法蘭22將動力從輸出軸5傳遞到負(fù)載，至此完成了機(jī)車倒退二檔的動力傳遞。

另外，本發(fā)明變速箱的空擋運行：輸入法蘭6通過花鍵與輸入軸2連接，原動力通過輸入法蘭6將動力輸入至所述變速箱。過渡主動齒輪11通過花鍵連接在輸入軸2上，過渡被動齒輪16通過花鍵連接在惰輪軸3上。過渡主動齒輪11與過渡被動齒輪16相嚙合，動力由輸入軸2傳遞到惰輪軸3，由于輸入軸2上的第一離合器8和第二離合器9與惰輪軸3上的第三離合器13和第四離合器14均脫開，動力無法由輸入軸2和惰輪軸3向下傳遞，故輸出軸5上的左輸出法蘭20和右輸出法蘭22無動力輸出，此時機(jī)車處于空擋狀態(tài)。

輸入軸2、惰輪軸3和傳動軸4通過軸承31與殼體1連接，一檔被動齒輪19、二擋從動齒輪17和二級主動齒輪7、10、12、15均通過花鍵連接在相應(yīng)的軸系上。傳動軸4上的三軸主動齒輪18與輸出軸5上的輸出齒輪21相嚙合，一檔被動齒輪19與第一一檔主動齒輪10和第二一檔主動齒輪15常嚙合，當(dāng)一檔離合器(第二離合器9)結(jié)合帶動一檔主動齒輪19旋轉(zhuǎn)時，動力由輸入軸2傳遞到傳動軸4，機(jī)車為前進(jìn)一檔的狀態(tài)，此時第二一檔主動齒輪15雖與傳動軸4上的一檔被動齒輪19嚙合，但并不傳遞動力。當(dāng)?shù)挂粰n離合器(第四離合器14)結(jié)合帶動第二一檔主動齒輪15旋轉(zhuǎn)時，動力由輸入軸2傳遞到惰輪軸3，惰輪軸3將動力傳遞到傳動軸4，機(jī)車為倒退一檔的狀態(tài)，此時第一一檔主動齒輪10雖與傳動軸4上的一檔被動齒輪19嚙合，但并不傳遞動力。

二檔被動齒輪17與第一二檔主動齒輪7和第二二檔主動齒輪12常嚙合，當(dāng)二檔離合器(第一離合器8)結(jié)合帶動第一二檔主動齒輪7旋轉(zhuǎn)時，動力由輸入軸2傳遞到傳動軸4，機(jī)車為前進(jìn)二檔的狀態(tài)，此時第二二檔被動齒輪12雖與傳動軸4上的二檔被動齒輪17嚙合，但并不傳遞動力。當(dāng)?shù)苟n離合器(第四離合器13)結(jié)合帶動第二二檔主動齒輪12旋轉(zhuǎn)時，動力由輸入軸2傳遞到惰輪軸3，惰輪軸3將動力傳遞到傳動軸4，機(jī)車為倒退二檔的狀態(tài)，此時第一二檔被動齒輪7雖與傳動軸4上的二檔被動齒輪17嚙合，但并不傳遞動力。

輸出軸5通過軸承31與殼體1連接，輸出軸5作為動力的輸出，輸出軸5的兩端分別通過花鍵將左輸出法蘭20和右輸出法蘭22連接在軸上。軸通過花鍵將輸出齒輪21連接在軸的中間部位，輸出齒輪21與傳動軸4的三軸主動齒輪18始終嚙合，無論離合器在什么檔位都將傳動軸4的動力傳遞到輸出軸5。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。