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CN108131441A - 一种具有同步机构的功率输出器装置 - Google Patents

一种具有同步机构的功率输出器装置 Download PDF

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CN108131441A CN201810002325.1A CN201810002325A CN108131441A CN 108131441 A CN108131441 A CN 108131441A CN 201810002325 A CN201810002325 A CN 201810002325A CN 108131441 A CN108131441 A CN 108131441A
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陆海强
缪小冬
郭存涵
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Abstract

本发明涉及一种具有同步机构的功率输出器装置，包括由三个齿轮组成的两组齿轮减速器、传动轴、输出轴、渐开线外花键毂和同步器；所述的三个齿轮是由依次相互连接的输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮所组成，所述的输入齿轮和中间齿轮构成第一组减速器，其中，输入齿轮为主动齿轮，中间齿轮为从动齿轮，所述的输入齿轮安装在与发动机连接的传动轴上，所述输入齿轮通过滚针轴承与输入轴配合进行空转，所述的中间齿轮和输出齿轮构成第二组减速器，其中，中间齿轮是主动齿轮，输出齿轮是从动齿轮；所述的同步器安装在输入轴上，所述的输入齿轮通过固定在其输入轴方向的渐开线外花键毂与同步器中的结合套接合从而通过结合套将动力传出。

Description

一种具有同步机构的功率输出器装置
技术领域
本发明涉及一种具有同步机构的功率输出器装置，尤其是一种面向特种车辆领域的动力输出装置。
背景技术
特种车辆动力系统的定向分配是用户的核心需求之一，如车辆绞盘传动装置、自卸车、炸药现场混装车和汽车起重吊油泵、消防车水泵，以及工程机械中各种辅助装置，如空气压缩机、燃油泵、废料集收器、制冷机等，由于功率输出器能够提供连续稳定的动力输出，是车辆动力领域的重要零部件。
目前，市场上主流的功率输出器的传递形式多数是齿轮传递。通过一对啮合齿轮将变速器或发动机上的动力传到功率输出器上，经另一对齿轮的啮合传递以及齿轮与轴的配合，将动力传递到其他设备，缺点是换挡的过程需要先停车，隔断动力传输过程，造成时间的浪费，无负载的时候，齿轮之间的噪声过大，降低用户的使用满意度。并且会导致自卸车辆卸货作业需要停车换挡，在踩离合挂空挡的情况下将举升泵一端齿轮通过结合套与输出轴相联接，然后再挂挡，松离合。不能实现车辆行驶过程中的动态切换。
随着特种车辆越来越往智能化，多功能化的方向发展，动力管理系统也需要升级换代，实现更多样化的动力管理。需要设计更为平顺可靠的功率输出器，避免换挡操纵的缺陷。
发明内容
本发明目的是针对现有方法存在的问题设计一种结构简单、改造成本低、安全可靠的动力平稳接入的装置。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种具有同步机构的功率输出器装置，包括由三个齿轮组成的两组齿轮减速器、输入轴、中间轴、输出轴、渐开线外花键毂和同步器；
所述的三个齿轮是由依次相互连接的输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮所组成，所述的输入齿轮和中间齿轮构成第一组减速器，其中，输入齿轮为主动齿轮，中间齿轮为从动齿轮，所述的输入齿轮安装在与发动机连接的输入轴上，所述输入齿轮通过滚针轴承与输入轴配合进行空转，所述的中间齿轮和输出齿轮构成第二组减速器，其中，中间齿轮是主动齿轮，输出齿轮是从动齿轮；
所述的同步器安装在输入轴上，所述的输入齿轮通过固定在其输入轴方向的渐开线外花键毂与同步器中的结合套接合从而通过结合套将动力传出。
进一步：所述的滚针轴承通过挡圈与输入轴进行轴向固定，所述的输入齿轮通过卡环与输入轴进行轴向固定。
又进一步：所述的同步器包括结合套、花键毂、定位销、滑块、弹簧圈、锁环和设在输入齿轮前端的锥形摩擦面，所述的花键毂套装在输入齿轮与衬套之间的输入轴上，所述的锁环设置在花键毂与渐开线外花键毂之间，所述的锁环上设有断续的短花键齿圈，锁环上的花键齿的断面轮廓尺寸与渐开线外花键毂及花键毂的外花键齿均相同，所述的滑块嵌合在花键毂的轴向槽内，滑块可沿槽轴向滑动，所述的花键毂通过弹簧圈与定位销相连，定位销在弹簧的作用下穿过滑块上的通孔与结合套相连，定位销端部的球面正好嵌在结合套中部的凹槽中，起到空档定位作用，所述的锁环上开设有与滑块两端相匹配的缺口，所述滑块的两端伸入锁环的缺口中。
又进一步：所述的锁环上对着接合套的花键齿的一端设置有锁止角，所述的锁止角与结合套齿端的倒角相同，所述的锁环上设置有与输入齿轮的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，所述的内锥面上设置有细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
又进一步：所述的滑块设置有三个，所述的三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，所述的定位销也设置有三个，所述的三个定位销都在弹簧圈的作用下穿过三个滑块与结合套相连。
再进一步：所述的锁环上设置有三个凸起，所述的花键毂上开设有与凸起相匹配的通槽，当凸起部位于缺口的中央时，结合套与锁环的齿方能接合
采用上述结构后，本发明提供的一种同步机构的功率输出器装置，将原有的接合装置改变为具有锁环同步器式的接合装置，同过摩擦原理，使结合套接合之前，输入输出装置的速度同步。与现有技术相比，本发明的有益效果是它可以从结构上保证接合套与待接合的渐开线外花键毂在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种具有同步机构的功率输出器装置，包括由三个齿轮组成的两组齿轮减速器、输入轴3、中间轴10、输出轴12、渐开线外花键毂7和同步器8；所述的三个齿轮是由依次相互连接的输入齿轮5、中间齿轮11和输出齿轮13所组成，所述的输入齿轮5和中间齿轮11构成第一组减速器，其中，输入齿轮5为主动齿轮，中间齿轮11为从动齿轮，所述的输入齿轮5安装在与发动机连接的输入轴3上，所述的发动机通过离合器与变速箱相连，所述输入齿轮通过滚针轴承4与输入轴配合进行空转，所述的中间齿轮11和输出齿轮13构成第二组减速器，其中，中间齿轮是主动齿轮，输出齿轮是从动齿轮；
所述的同步器安装在输入轴3上，所述的输入齿轮5通过固定在其输入轴方向的渐开线外花键毂与同步器中的结合套接合从而通过结合套将动力传出。
如图2所示的滚针轴承4通过挡圈2与输入轴3进行轴向固定，所述的输入齿轮5通过卡环1与输入轴3进行轴向固定。
如图2所示的同步器包括锁环8.1、定位销8.2、结合套8.3、滑块8.4、弹簧圈8.5、花键毂8.6和设在输入齿轮5前端的锥形摩擦面，所述的花键毂套装在输入齿轮5与衬套9之间的输入轴3上，所述的锁环8.1设置在花键毂与渐开线外花键毂之间，所述的锁环上设有断续的短花键齿圈，锁环上的花键齿的断面轮廓尺寸与渐开线外花键毂及花键毂的外花键齿均相同，所述的滑块嵌合在花键毂的轴向槽内，滑块可沿槽轴向滑动，所述的花键毂通过弹簧圈与定位销相连，定位销在弹簧的作用下穿过滑块上的通孔与结合套8.3相连，定位销端部的球面正好嵌在结合套8.3中部的凹槽中，起到空档定位作用，所述的锁环上开设有与滑块两端相匹配的缺口，所述滑块的两端伸入锁环的缺口中。
上述的锁环8.1上对着接合套的花键齿的一端设置有锁止角，所述的锁止角与结合套8.3齿端的倒角相同，所述的锁环8.1上设置有与输入齿轮5的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，所述的内锥面上设置有细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
上述的滑块设置有三个，所述的三个滑块8.4分别嵌合在花键毂8.6的三个轴向槽内，所述的定位销8.2也设置有三个，所述的三个定位销都在弹簧圈8.5的作用下穿过三个滑块与结合套8.3相连。
上述的锁环上设置有三个凸起，所述的花键毂8.6上开设有与凸起相匹配的通槽，当凸起部位于缺口的中央时，结合套8.3与锁环8.1的齿方能接合。
本发明中渐开线外花键毂和结合套结合方法如下所示：
S1：工作过程中用拨叉拨动接合套并带动滑块一起向左移动；当滑块左端面与锁环的缺口的端面接触时，便推动锁环压向齿轮，使锁环的内锥面压向齿轮的外锥面；由于两锥面具有转速差，所以一接触便产生摩擦作用。
S2：齿轮即通过摩擦作用带动锁环相对于接合套超前转过一个角度，直到锁环的缺口与滑块的另一侧面接触时，锁环便与接合套同步转动；此时，接合套的齿与锁环的齿错开了约半个齿厚，从而使接合套的齿端倒角面与锁环相应的齿端倒角面正好互相抵触而不能进入啮合，继续加力于接合套上，摩擦作用就迅速使渐开线外花键毂转速降到与锁环转速相同，而后二者保持同步旋转。
综上说述本发明提供的一种同步机构的功率输出器装置，将原有的接合装置改变为具有锁环同步器式的接合装置，同过摩擦原理，使结合套接合之前，输入输出装置的速度同步。与现有技术相比，本发明的有益效果是它可以从结构上保证接合套与待接合的渐开线外花键毂在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：包括由三个齿轮组成的两组齿轮减速器、输入轴(3)、中间轴(10)、输出轴(12)、渐开线外花键毂(7)和同步器(8)；
所述的三个齿轮是由依次相互连接的输入齿轮(5)、中间齿轮(11)和输出齿轮(13)所组成，所述的输入齿轮(5)和中间齿轮(11)构成第一组减速器，其中，输入齿轮(5)为主动齿轮，中间齿轮(11)为从动齿轮，所述的输入齿轮(5)安装在与发动机连接的传动轴上，所述输入齿轮通过滚针轴承(4)与输入轴(3)配合进行空转，所述的中间齿轮(11)和输出齿轮(13)构成第二组减速器，其中，中间齿轮是主动齿轮，输出齿轮是从动齿轮；
所述的同步器安装在输入轴(3)上，所述的输入齿轮(5)通过固定在其输出轴方向的渐开线外花键毂与同步器中的结合套接合从而通过结合套将动力传出。
2.根据权利要求1所述的一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：所述的滚针轴承(4)通过挡圈(2)与输入轴(3)进行轴向固定，所述的输入齿轮(5)通过卡环(1)与输入轴(3)进行轴向固定。
3.根据权利要求1所述的一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：所述的同步器包括锁环(8.1)、定位销(8.2)、结合套(8.3)、滑块(8.4)、弹簧圈(8.5)、花键毂(8.6)和设在输入齿轮(5)前端的锥形摩擦面，所述的花键毂套装在输入齿轮(5)与衬套(9)之间的输入轴(3)上，所述的锁环(8.1)设置在花键毂与渐开线外花键毂(7)之间，所述的锁环上设有断续的短花键齿圈，锁环上的花键齿的断面轮廓尺寸与渐开线外花键毂及花键毂的外花键齿均相同，所述的滑块嵌合在花键毂的轴向槽内，滑块可沿槽轴向滑动，所述的花键毂通过弹簧圈(8.5)与定位销(8.2)相连，定位销在弹簧的作用下穿过滑块(8.4)上的通孔与结合套(8.3)相连，定位销端部的球面正好嵌在结合套(8.3)中部的凹槽中，起到空档定位作用，所述的锁环上开设有与滑块两端相匹配的缺口，所述滑块的两端伸入锁环的缺口中。
4.根据权利要求3所述的一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：所述的锁环(8.1)上对着接合套(8.3)的花键齿的一端设置有锁止角，所述的锁止角与结合套(8.3)齿端的倒角相同，所述的锁环(8.1)上设置有与输入齿轮(5)的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，所述的内锥面上设置有细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
5.根据权利要求3所述的一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：所述的滑块(8.4)设置有三个，所述的三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，所述的定位销(8.2)也设置有三个，所述的三个定位销都在弹簧圈(8.5)的作用下穿过三个滑块与结合套(8.3)相连。
6.根据权利要求3所述的一种具有同步机构的功率输出器装置，其特征在于：所述的锁环上设置有三个凸起，所述的花键毂上开设有与凸起相匹配的通槽，当凸起部位于缺口的中央时，结合套(8.3)与锁环的齿方能接合。
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