一种可同步换挡齿轮箱的制作方法

1.本实用新型涉及齿轮箱技术领域，具体涉及一种可同步换挡齿轮箱。


背景技术：

2.为了测试、模拟轨道车辆实际运行时，车辆转向架的状态，整个过程中必须在转向架负载试验台上进行。
3.如图1所示，显示了转向架负载试验台的结构示意图。转向架负载试验台：三台陪试电机
→
三台同步换挡齿轮箱
→
三台扭矩仪
→
三台轨道轮。试验时，由陪试电机驱动同步换挡齿轮箱并通过扭矩仪和轨道轮达到对转向架的加载，以此对转向架在空载和负载工况下进行多种轨距、不同轴重、多种速度等级二轴、三轴轨道车辆转向架的验证试验。如图1所示，相邻同步换挡齿轮箱之间的同步轴联接，可实现三个被试转向架的并车试验。
4.其中，同步换挡齿轮箱工况具有高速重载冲击载荷的特点，传统中应用较多的软齿面齿轮箱承载能力低、传动效率低，如果采用硬齿面齿轮箱则具有承载能力高、传动效率高的特点，但是硬齿面齿轮箱的体积大、重量重，在安装空间和成本上受到了很大的限制。
5.因此，本领域技术人员需解决传统硬齿面可同步换挡齿轮箱体积大、重量重的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可同步换挡齿轮箱，以解决传统硬齿面齿轮箱体积大、重量重的技术问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供一种可同步换挡齿轮箱，包括：
8.输入轴；
9.位于所述输入轴一侧的、并与所述输入轴同步传动的同步轴，所述同步轴的轴线与所述输入轴的轴线位于同一水平平面内；
10.以及，设置于所述输入轴上方的、并与所述输入轴平行的输出轴，所述输出轴的轴线与所述输入轴的轴线位于同一竖直平面内；
11.所述输入轴与所述输出轴之间设置有两对齿轮副，每对齿轮副由设置在所述输入轴上的主动齿轮和设置在所述输出轴上的并与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮组成，所述输出轴于两个所述从动齿轮之间设置有换挡拨叉。
12.优选的，所述同步轴的轴线与所述输入轴的轴线垂直，所述同步轴与所述输入轴之间通过一对锥齿轮副同步传动。
13.优选的，所述可同步换挡齿轮箱的箱体包括下箱体和设置于所述下箱体上方的上箱体；
14.其中，所述输入轴和所述同步轴支撑在所述下箱体上，所述输出轴支撑在所述上箱体上。
15.优选的，所述输入轴通过两个圆柱滚子轴承和一个四点接触球轴承组合支撑在所
述下箱体上。
16.优选的，所述输出轴通过两个圆柱滚子轴承和一个四点接触球轴承组合支撑在所述上箱体上。
17.优选的，所述输入轴、所述同步轴和所述输出轴三者的轴伸端均设置有密封端盖，所述密封端盖的一端固定在齿轮箱的箱体上，所述密封端盖的另一端外套在对应的轴上并与对应的轴之间形成迷宫密封。
18.本实用新型具有如下有益效果：
19.该可同步换挡齿轮箱，在实际使用过程中，当换挡拨叉拨动到第一从动齿轮和第二从动齿轮中间，此时输出轴处于空载状态；当换挡拨叉拨动至靠近第一从动齿轮或靠近第二从动齿轮时，换挡拨叉的内花键与第一从动齿轮或第二从动齿轮的外花键啮合，从而实现两种速比的转换，进而实现换挡的目的。
20.通过上述技术方案可知，上述同步换挡齿轮箱，输入轴与同步轴位于同一水平平面，输出轴与输入轴则采用高低布置，由于输出轴平行于输入轴并位于输入轴的正上方，因此，使得输出轴与输入轴之间具有最小的传动中心距，在实现同步换挡齿轮箱的功能的前提下，结构紧凑，体积小，重量轻。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1为转向架负载试验台的结构示意图；
23.图2为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的主视图；
24.图3为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的右视图；
25.图4为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的传动原理示意图；
26.图5为两个本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱相联接的示意图；
27.附图标号
28.1-输入轴；2-同步轴；3-输出轴；4-换挡拨叉；5-第一主动齿轮；6-第二主动齿轮；7-第一从动齿轮；8-第二从动齿轮；9-锥齿轮副；10-轴承套；11-下箱体；12-上箱体；13-圆柱滚子轴承；14-四点接触球轴承；15-密封端盖。
具体实施方式
29.本实用新型的核心在于提供一种可同步换挡齿轮箱，以解决传统硬齿面齿轮箱体积大、重量重的技术问题。
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.参见图2-4，图2为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的主视图；图3为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的右视图；图4为本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱的传动原理示意图。
32.本实用新型实施例公开了一种可同步换挡齿轮箱，包括输入轴1、同步轴2和输出轴3。其中，同步轴2和输入轴1位于同一水平平面，同步轴2位于输入轴1的一侧并与输入轴1同步传动。输出轴3设置在输入轴1的上方并与输入轴1平行，输出轴3的轴线与输入轴1的轴线位于同一竖直平面内，即输出轴3设置在输入轴1的正上方。
33.输入轴1与输出轴3之间设置有两对齿轮副，每对齿轮副由设置在输入轴1上的主动齿轮和设置在输出轴3上的并与主动齿轮相啮合的从动齿轮组成，输出轴3于两个从动齿轮之间设置有换挡拨叉4。具体的，输入轴1上设置有第一主动齿轮5和第二主动齿轮6，第二主动齿轮6可以与输入轴1连为一体，即将输入轴1设计为齿轮轴。输出轴3上设置有对应的第一从动齿轮7和第二从动齿轮8。其中，第一主动齿轮5与第一从动齿轮7相啮合，第二主动齿轮6与第二从动齿轮8相啮合。换挡拨叉4设置于第一从动齿轮7和第二从动齿轮8之间。
34.该可同步换挡齿轮箱，在实际使用过程中，当换挡拨叉4拨动到第一从动齿轮7和第二从动齿轮8中间时，此时输出轴3处于空载状态；当换挡拨叉4拨动至靠近第一从动齿轮7或靠近第二从动齿轮8时，换挡拨叉4的内花键与第一从动齿轮7或第二从动齿轮8的外花键啮合，从而实现两种速比的转换，进而实现换挡的目的。在实际应用过程中，第一主动齿轮5与第一从动齿轮7啮合实现速比1：1输出，第二主动齿轮6与第二从动齿轮8啮合实现速比2：1输出。当然，本领域技术人员可以根据实际情形选择两对齿轮副的实际速比，在此不做更具体的限定。
35.通过上述技术方案可知，上述同步换挡齿轮箱，输入轴1与同步轴2位于同一水平平面，输出轴3与输入轴1采用高低布置，由于输出轴3平行于输入轴1并位于输入轴1的正上方，因此，使得输出轴3与输入轴1具有最小的传动中心距，在实现同步换挡齿轮箱的功能的前提下，结构紧凑，体积小，重量轻。
36.请参见图1和图5，图5为两个本实用新型所述的可同步换挡齿轮箱相联接的示意图。
37.上述同步换挡齿轮箱为一输入三输出，在实际试验时，相邻同步换挡齿轮箱之间的同步轴2相联接，从而能够实现多个被试转向架的并车试验。
38.在一些具体的实施方案中，同步轴2的轴线与输入轴1的轴线垂直，同步轴2与输入轴1之间通过一对锥齿轮副9同步传动。锥齿轮副的锥齿轮设计时可以采用格里森零度弧齿锥齿轮以减小锥齿轮啮合产生的轴向力。齿轮精度按iso17458要求的五级执行，以降低齿向载荷分布系数。相对于传统的直齿锥齿轮具有传动更平稳，传递的载荷更大，使用寿命更长等优点。
39.更为优选的，同步轴2的轴承通过轴承套10安装在齿轮箱的箱体上，通过轴承套10可以调整锥齿轮副的侧隙和接触斑点，从而保证锥齿轮传动的啮合质量。
40.在一些更具体的实施方案中，上述可同步换挡齿轮箱的箱体包括下箱体11和设置于下箱体11上方的上箱体12。下箱体11和上箱体12的结构可以参考图2。其中，输入轴1和同步轴2支撑在下箱体11上，输出轴3支撑在上箱体12上。这样一来，可以根据输入轴1和传动轴2的尺寸适配的设计下箱体11的大小，可以根据输出轴1的尺寸适配的设计上箱体12的大小，从而使得箱体整体体积小，重量轻。
41.如图4所示，在一些具体的实施方案中，输入轴1通过两个圆柱滚子轴承13和一个四点接触球轴承14组合支撑在下箱体11上。输出轴3通过两个圆柱滚子轴承13和一个四点
接触球轴承14组合支撑在上箱体12上。实际应用过程中，两个圆柱滚子轴承13承受对应轴系径向力，四点接触球轴承14承受对应轴系轴向力。本实用新型中输入轴1和输出轴3的轴承配置选择两个圆柱滚子轴承13和一个四点接触球轴承14组合搭配，不仅满足了轴承的寿命和转速要求，并且相对于其它轴承配置在高转速下有着更好的传动平稳性。
42.如图4所示，在一些更具体的实施方案中，输入轴1、同步轴2和输出轴3三者的轴伸端均设置有结构相同的密封端盖15。为了便于理解，以输出轴的轴伸端的密封端盖15的结构为例进行说明。具体的，密封端盖15的一端固定在齿轮箱的箱体上，密封端盖15的另一端外套在输出轴3上并与输出轴3之间形成迷宫密封，从而实现对输出轴轴伸端的密封，防止润滑油泄漏。
43.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
44.应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
45.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
47.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
48.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
49.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。