本發(fā)明涉及齒輪箱。

背景技術(shù)：

齒輪換擋結(jié)構(gòu)一般用于汽車等動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的換擋結(jié)構(gòu)多考慮操作手感，所傳動(dòng)的動(dòng)力也不大。這種換擋結(jié)構(gòu)不能用于超大動(dòng)力的大型機(jī)械設(shè)備的齒輪箱上，因?yàn)槌髣?dòng)力所產(chǎn)生的超大扭矩很容易將換擋結(jié)構(gòu)蹦壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題：超大動(dòng)力下的齒輪箱換擋。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的方案如下：

一種換擋齒輪箱，包括輸入軸、輸出軸、第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)、第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)、兩個(gè)連接切換機(jī)構(gòu)以及換擋桿機(jī)構(gòu)；第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)均由兩個(gè)分別安裝在輸入軸和輸出軸上的雙齒輪機(jī)構(gòu)組成；所述雙齒輪機(jī)構(gòu)包括相互固定連接的嚙合齒輪和連接齒輪，通過軸承安裝在中心軸上，使得雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪和連接齒輪能夠同步圍繞中心軸并相對(duì)于中心軸旋轉(zhuǎn)；第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪相互嚙合；第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪相互嚙合；兩個(gè)連接切換機(jī)構(gòu)分別位于輸入軸和輸出軸上；連接切換機(jī)構(gòu)包括固定齒輪和活動(dòng)齒套；固定齒輪與中心軸相固定，并位于第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪之間；各連接齒輪和固定齒輪具有相同規(guī)格的橫齒，活動(dòng)齒套具有內(nèi)齒，使得活動(dòng)齒套以橫齒和內(nèi)齒相嚙合的方式套在固定齒輪上，并能夠移動(dòng)使活動(dòng)齒套的一端移動(dòng)至第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪或第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪上與相應(yīng)的連接齒輪相嚙合；活動(dòng)齒套的外側(cè)設(shè)有卡槽；所述換擋桿機(jī)構(gòu)包括兩根豎直安裝在擺動(dòng)軸上的擺動(dòng)桿；擺動(dòng)軸與輸入軸和輸出軸相垂直，擺動(dòng)桿的中間卡在活動(dòng)齒套的卡槽內(nèi)。

進(jìn)一步，活動(dòng)齒套的長度不大于固定齒輪的長度，使得活動(dòng)齒套的兩端均能夠位于固定齒輪上形成空擋狀態(tài)。

進(jìn)一步，連接齒輪上的橫齒末端具有楔形機(jī)構(gòu)；活動(dòng)齒套上的內(nèi)齒末端具有楔形機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，連接齒輪和固定齒輪上的橫齒的齒面呈圓弧狀。

進(jìn)一步，第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪具有不同的半徑比。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)適用于超大動(dòng)力下的齒輪箱。

附圖說明

圖1、圖2、圖3是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖1是第一擋位的狀態(tài)，圖2是空擋擋位的狀態(tài)，圖3是第二擋位的狀態(tài)。

圖4是換擋桿機(jī)構(gòu)的連接示意圖。

圖5是連接切換機(jī)構(gòu)的縱向截面示意圖。

圖6是橫齒末端和內(nèi)齒末端的楔形結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種換擋齒輪箱，包括輸入軸11、輸出軸12、第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21、第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22、兩個(gè)連接切換機(jī)構(gòu)23以及換擋桿機(jī)構(gòu)。輸入軸11和輸出軸12相互平行的水平安裝在齒輪箱箱體13上。其中，輸入軸11連接發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出軸12連接所帶動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22均由兩個(gè)分別安裝在輸入軸11和輸出軸12上的雙齒輪機(jī)構(gòu)組成。雙齒輪機(jī)構(gòu)包括相互固定連接的嚙合齒輪31和連接齒輪3，通過軸承安裝在中心軸上，使得雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31和連接齒輪32能夠同步圍繞中心軸并相對(duì)于中心軸旋轉(zhuǎn)。這里的中心軸是指輸入軸11和輸出軸12。對(duì)于輸入軸11上安裝的雙齒輪機(jī)構(gòu)而言，中心軸是輸入軸11；而對(duì)于輸出軸12上安裝的雙齒輪機(jī)構(gòu)而言，中心軸是輸出軸12。第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的兩個(gè)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31相互嚙合，也即，第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21位于輸入軸11上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31與輸出軸12上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31相互嚙合。第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的兩個(gè)的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31相互嚙合，也即，第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22位于輸入軸11上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31與輸出軸12上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31相互嚙合。位于輸入軸11上的第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的位置與位于輸入軸11上的第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的位置相對(duì)設(shè)置。位于輸出軸12上的第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的位置與位于輸出軸12上的第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的位置相對(duì)設(shè)置。第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的兩個(gè)雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31具有不同的半徑比，也即第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21位于輸入軸11上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31與輸出軸12上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31之間的半徑比，與第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22位于輸入軸11上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31與輸出軸12上的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31之間的半徑比，兩者不相同。

兩個(gè)連接切換機(jī)構(gòu)23分別位于輸入軸11和輸出軸12上。連接切換機(jī)構(gòu)23包括固定齒輪4和活動(dòng)齒套5。固定齒輪4與中心軸相固定，并位于第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32之間，并相互留有間隙49。也就是，輸入軸11上的連接切換機(jī)構(gòu)23的固定齒輪4與輸入軸11相固定，當(dāng)輸入軸11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)相應(yīng)的固定齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)；輸出軸12上的連接切換機(jī)構(gòu)23的固定齒輪4與輸出軸12相固定，當(dāng)固定齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)輸出軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5所示，固定齒輪4設(shè)有橫齒41，活動(dòng)齒套5具有內(nèi)齒51。固定齒輪4的橫齒41和活動(dòng)齒套5的內(nèi)齒51的齒面均呈呈圓弧狀，并相互嚙合使活動(dòng)齒套5套在固定齒輪4上?；顒?dòng)齒套5套在固定齒輪4上，能夠沿著軸向移動(dòng)。各連接齒輪32和固定齒輪4具有相同規(guī)格的橫齒，使得活動(dòng)齒套5的一端移動(dòng)至第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32或第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32上。當(dāng)活動(dòng)齒套5的一端移動(dòng)至第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32上時(shí)，連接齒輪32上的橫齒與活動(dòng)齒套5的內(nèi)齒51相嚙合，并且活動(dòng)齒套5的另一端還留在固定齒輪4上，使得活動(dòng)齒套5橫跨固定齒輪4和第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32。當(dāng)活動(dòng)齒套5的一端移動(dòng)至第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32上時(shí)，連接齒輪32上的橫齒與活動(dòng)齒套5的內(nèi)齒51相嚙合，并且活動(dòng)齒套5的另一端還留在固定齒輪4上，使得活動(dòng)齒套5橫跨固定齒輪4和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32。活動(dòng)齒套5的外側(cè)柱面上設(shè)有環(huán)狀的卡槽52?？ú?2由活動(dòng)齒套5柱面上兩個(gè)向外凸出的環(huán)狀體53夾持所形成。

換擋桿機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)軸14和擺動(dòng)桿15。擺動(dòng)軸14安裝在水平安裝在齒輪箱箱體13上，并與與輸入軸11和輸出軸12相垂直。擺動(dòng)桿15豎直安裝在擺動(dòng)軸14上，中間卡在活動(dòng)齒套5的卡槽52內(nèi)。擺動(dòng)桿15有兩根，分別對(duì)應(yīng)連接切換機(jī)構(gòu)23的活動(dòng)齒套5。兩根擺動(dòng)桿15能夠圍繞擺動(dòng)軸14同步擺動(dòng)。當(dāng)擺動(dòng)桿15擺動(dòng)時(shí)，通過中間所連接的活動(dòng)齒套5的卡槽52帶動(dòng)活動(dòng)齒套5沿著輸入軸11或輸出軸12的軸向移動(dòng)。由于兩根擺動(dòng)桿15同步擺動(dòng)，由此帶動(dòng)兩個(gè)連接切換機(jī)構(gòu)23的兩個(gè)活動(dòng)齒套5同時(shí)向第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21或第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的方向擺動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)活動(dòng)齒套5橫跨固定齒輪4和第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32時(shí)，如圖1所示，形成第一擋位的狀態(tài)。此時(shí)，輸入軸11的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸入軸11上的固定齒輪4和活動(dòng)齒套5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過活動(dòng)齒套5和第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的嚙合作用進(jìn)而帶動(dòng)輸入軸11上的第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21兩個(gè)雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31的嚙合作用帶動(dòng)輸出軸12上的第一齒輪嚙合機(jī)構(gòu)21的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)輸出軸12上的固定齒輪4和活動(dòng)齒套5最終帶動(dòng)輸出軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)活動(dòng)齒套5橫跨固定齒輪4和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32時(shí)，如圖3所示，形成第二擋位的狀態(tài)。此時(shí)，輸入軸11的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸入軸11上的固定齒輪4和活動(dòng)齒套5轉(zhuǎn)動(dòng)，通過活動(dòng)齒套5和第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32的嚙合作用進(jìn)而帶動(dòng)輸入軸11上的第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22兩個(gè)雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31的嚙合作用帶動(dòng)輸出軸12上的第二齒輪嚙合機(jī)構(gòu)22的雙齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)輸出軸12上的固定齒輪4和活動(dòng)齒套5最終帶動(dòng)輸出軸12的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)活動(dòng)齒套5完全位于固定齒輪4上時(shí)，如圖2所示，形成空擋狀態(tài)。此時(shí)，輸入軸11的轉(zhuǎn)動(dòng)無法帶動(dòng)輸出軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。顯而易見地，這種空擋狀態(tài)下要求活動(dòng)齒套5的長度不大于固定齒輪4的長度。

此外，為便于活動(dòng)齒套5移動(dòng)至雙齒輪機(jī)構(gòu)的連接齒輪32上，連接齒輪32上的橫齒末端具有楔形機(jī)構(gòu)，活動(dòng)齒套5上的內(nèi)齒末端具有楔形機(jī)構(gòu)。如圖6所示， 81是連接齒輪32上的橫齒，84是活動(dòng)齒套5上的內(nèi)齒。內(nèi)齒84也即為圖5中的內(nèi)齒51。橫齒81的末端具有楔形結(jié)構(gòu)82，內(nèi)齒84的末端具有楔形結(jié)構(gòu)85。橫齒81末端的的楔形結(jié)構(gòu)82使得齒間具有寬口結(jié)構(gòu)83，內(nèi)齒84末端的楔形結(jié)構(gòu)85使得齒間具有寬口結(jié)構(gòu)86。寬口結(jié)構(gòu)83正對(duì)著內(nèi)齒84末端的楔形結(jié)構(gòu)85，楔形結(jié)構(gòu)82正對(duì)著內(nèi)齒84末端的寬口結(jié)構(gòu)86，從而能夠便于活動(dòng)齒套5移動(dòng)至連接齒輪32上。