[发明专利]车辆变速箱用换向机构

说明书

技术领域：

本发明涉及一种车辆变速箱用换向机构，特别涉及一种拖拉机、工程机械车辆变速箱用换向机构。

背景技术：

在某些全部排档带倒档的液力传动机械中，如履带拖拉机，工程机械变速箱往往设有专门的换向机构，现代的换向机构是用离合器或制动器来实现换向的，前进和倒退档数相同，车速相同或相近，换向过程快。现有履带拖拉机换向多采用定轴式或双星行星排结构，例如《车辆液力传动》国防工业出版社1983年6月第一版第392页就介绍了卡特彼勒履带拖拉机用换向机构，该换向机构采用双星行星排结构，相对复杂。同样在《车辆液力传动》国防工业出版社1983年6月第一版第385页和第389页分别介绍了阿里森工程机械用液力变速器CRT3531和CRT5633三前三倒的液力变速器机构，其变速器的换向机构的反向均采用齿圈制动，行星架输出，其行星轮的受力较大，功率损失也较大。

发明内容：

本发明的目的在于给车辆变速箱提供一种专门的换向机构，以获得速比相近的正反换向。本发明提供的单星行星排换向机构采用行星架制动，齿圈被动，不但结构简单，而且可以解决现有技术中行星轮受力大，功率损失大的缺陷。

本发明所述的换向机构的基本构件包括两组单星行星排，离合器和制动器，还有输入轴，输出轴。两组单星行星排的太阳轮都与输入轴相连，离合器与输入轴相连，第一行星排的行星架连接制动器和离合器，第一行星排的齿圈连接第二行星排的行星架，第二行星排的齿圈连接输出轴。

本换向机构的原理：当结合离合器时，第一行星排和第二行星排整体跟输入轴一起旋转，同输出轴连在一起的第二行星排的齿圈就会带动输出轴转动起来。输出轴跟输入轴的旋转方向相同，速比为1。当结合制动器时，第一行星排的行星架制动，第一行星排的太阳轮驱动第一行星排的行星轮以输入轴相反的方向旋转，由此驱动第一行星排的齿圈也以输入轴相反的方向旋转，并带动第二行星排的行星架和行星轮也以输入轴相反的方向旋转，与此同时第二行星排的太阳轮驱动第二行星排的行星轮以输入轴相反的方向旋转，因此第二行星排的行星轮以输入轴相反的旋转方向带动第二行星排的齿圈旋转，同输出轴连在一起的第二行星排的齿圈就会带动输出轴也以输入轴相反的方向旋转，速比为-α1*α2/(α1+α2+1)。其中α1为第一行星排的结构参数，α2为第二行星排的结构参数，通过不同的配齿，可获得反向速比为-0.56到-1.78的传动。

与现有技术相比，本发明行星轮相对转速小，行星轮承受扭矩较小，行星排相对功率较小，总的传动效率高，与变矩器、变速箱串联组合，可组成具有相同前进档和倒退档的液力变速器。

附图说明：

图1为本发明的传动机构图

图2为发明结构示意图

具体实施方式：

由图1和图2可知，此换向机构的结构具有输入轴1，与输入轴1同轴的输出轴19，离合器L和制动器Z，两组单星行星排P1和P2。

第一行星排P1，属于单星行星排，包括太阳轮10，带内齿的齿圈13，跟太阳轮10和齿圈13啮合的行星轮12，和支撑行星轮12的行星架11；第二行星排P2，属于单星行星排，包括太阳轮15，带内齿的齿圈17，跟太阳轮15和齿圈17啮合的行星轮16，和支撑行星轮16的行星架14。

离合器L包括离合器摩擦片3，制动器Z包括制动器摩擦片7。

其中输入轴1同离合器油缸2的内齿啮合，离合器油缸2的外齿跟离合器外毂4啮合，同时离合器摩擦片3的外齿也与离合器外毂4啮合，制动器摩擦片7通过固定板6固定在壳体9上，毂5的外齿分别与离合器摩擦片4的内齿、制动器摩擦片7的内齿啮合；行星架11啮合毂5的内齿，齿圈13花键连接行星架14，鼓轮18的外齿与齿圈17啮合，鼓轮18的内齿与输出轴19啮合，太阳轮10和太阳轮15安装在输入轴1上。

本实施例的两单星行星排各构件的结构完全相同，其中太阳轮10和太阳轮15的齿数均为四十二个，齿圈13和齿圈17的齿数均为一百零二个，行星轮12和行星轮16的个数均为四个。

通过控制离合器L，制动器Z的结合或分离，实现正向速比为1，反向速比为-1的传动。

设输入轴1的转速为no，当离合器L结合时，第一行星排P1和第二行星排P2的各行星轮间的相对转速都为0，当制动器Z结合时，行星轮12相对行星架11的转速为1.4no，行星轮16相对行星架14的转速为1.976no，行星轮12和行星轮16的受力相对现有技术明显减少。

当取内啮合齿轮副传动效率为0.99，外啮合齿轮副传动效率为0.98.???输入功率为P时，第一行星排P1相对功率为0.58P，第二行星排P2相对功率为0.58P，所以从输入轴1到输出轴19的传递效率为0.9654，功率损耗几乎为现有技术的一半。