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1、10申请公布号CN102057177A43申请公布日20110511CN102057177ACN102057177A21申请号200880129734222申请日20080703F16D25/06200601F16D31/0220060171申请人迪尔公司地址美国伊利诺伊州72发明人赫伯特艾伦拉森雷蒙德唐纳德米可74专利代理机构北京纽乐康知识产权代理事务所11210代理人田磊54发明名称变速器齿轮啮合机构及操作方法57摘要一种用于车辆10的变速器12，包括具有流体通道106的齿轮轴40和具有安装在齿轮轴40上的第一钻孔70的齿轮42。齿轮设有带有多个齿76的第一轴面74和第一钻孔和第一轴面中每。
2、一个上的第一根切78。挂档轴套64设有安装在齿轮轴40上的第二钻孔88。第二钻孔88轴向可移动并且其与齿轮轴40的相对旋转被固定。挂档轴套64设有带有多个齿94的第二轴面92和第二钻孔88和第二轴面92中每一个上的第二根切98。第二轴面92的齿94能啮合第一轴面74的齿76。环形活塞66滑动安装到齿轮轴40并被安置在第一根切78和第二根切98中每一个内。85PCT申请进入国家阶段日2010120986PCT申请的申请数据PCT/US2008/0082532008070387PCT申请的公布数据WO2010/002365EN2010010751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专。
3、利申请权利要求书3页说明书4页附图4页CN102057184A1/3页21一种用于车辆的变速器，包括一齿轮轴，其具有一流体通道；一齿轮，其具有安装在所述齿轮轴上的一第一钻孔，所述齿轮设有带有多个齿的一第一轴面以及所述第一钻孔和所述第一轴面中的每一个上的一第一根切；一挂档轴套，其设有安装在所述齿轮轴上的一第二钻孔，所述第二钻孔轴向可移动并且其与所述齿轮轴的相对旋转被固定，所述挂档轴套设有带有多个齿的一第二轴面以及所述第二钻孔和所述第二轴面中的每一个上的一第二根切，所述第二轴面的所述齿能啮合所述第一轴面的所述齿；和一环形活塞，其可滑动地安装到所述齿轮轴并被安置在所述第一根切和所述第二根切中的每一个。
4、内，所述环形活塞被构形以使用所述流体通道内的加压流体推动所述挂档轴套远离所述齿轮。2如权利要求1所述的变速器，包括一弹簧，其由所述齿轮轴支承在所述齿轮相对的所述挂档轴套的一侧，所述弹簧朝向所述齿轮偏置所述挂档轴套。3如权利要求2所述的变速器，其中所述弹簧可压缩一固定距离，所述环形活塞能推动所述挂档轴套大约所述固定距离，以使所述挂档轴套脱离所述齿轮。4如权利要求2所述的变速器，其中，所述弹簧是一碟形弹簧。5如权利要求1所述的变速器，其中，所述挂档轴套用花键联接所述齿轮轴。6如权利要求1所述的变速器，其中，所述环形活塞包括一环形沟槽，所述环形沟槽流体互连所述流体通道与所述毗邻齿轮的所述环形活塞的一。
5、端。7如权利要求1所述的变速器，其中，所述齿轮和所述挂档轴套中的每一个上的所述齿是矩形状齿。8如权利要求7所述的变速器，其中所述齿轮和所述挂档轴套上的所述齿被凹槽分开，该凹槽提供所述齿轮与所述挂档轴套之间相当的间隙并使其容易接合。9如权利要求1所述的变速器，包括至少一个在所述环形活塞与所述齿轮轴和所述齿轮上的所述第一根切中的每一个之间的密封。10如权利要求1所述的变速器，包括至少一个在所述齿轮和所述齿轮轴之间的密封。11如权利要求1所述的变速器，包括由所述齿轮轴支承在所述挂档轴套相对的所述齿轮的一侧上的一第一止推垫圈和一第一卡环。12如权利要求1所述的变速器，包括由所述齿轮轴支承在毗邻所述环形。
6、活塞的所述齿轮的一侧上的一第二止推垫圈和一第二卡环，所述第二止推垫圈和第二卡环被安置在所述齿轮的所述第一根切内。13如权利要求1所述的变速器，其中，所述车辆包括一作业机械。14一种作业机械，包括一发动机；和一与发动机连接的变速器，所述变速器包括一齿轮轴，其具有一流体通道；一齿轮，其具有安装在所述齿轮轴上的一第一钻孔，所述齿轮设有带有多个齿的一第一轴面以及所述第一钻孔和所述第一轴面中的每一个上的一第一根切；权利要求书CN102057177ACN102057184A2/3页3一挂档轴套，其设有安装在所述齿轮轴上的一第二钻孔，所述第二钻孔轴向可移动并且其与所述齿轮轴的相对旋转被固定，所述挂档轴套设有。
7、带有多个齿的一第二轴面以及所述第二钻孔和所述第二轴面中的每一个上的一第二根切，所述第二轴面的所述齿能啮合所述第一轴面的所述齿；和一环形活塞，其可滑动地安装到所述齿轮轴并被安置在所述第一根切和所述第二根切中的每一个内，所述环形活塞被构形以使用所述流体通道内的加压流体推动所述挂档轴套远离所述齿轮。15如权利要求14所述的作业机械，包括一弹簧，其由所述齿轮轴支承在所述齿轮相对的所述挂档轴套的一侧，所述弹簧朝向所述齿轮偏置所述挂档轴套。16如权利要求15所述的作业机械，其中所述弹簧可压缩一固定距离，所述环形活塞能够推动所述挂档轴套大约所述固定距离，因此使所述挂档轴套脱离所述齿轮。17如权利要求15所述。
8、的作业机械，其中，所述弹簧是一碟形弹簧。18如权利要求14所述的作业机械，其中，所述挂档轴套用花键联接所述齿轮轴。19如权利要求14所述的作业机械，其中，所述环形活塞包括一环形沟槽，所述环形沟槽流体互连所述流体通道与所述毗邻齿轮的所述环形活塞的一端。20如权利要求14所述的作业机械，其中，所述齿轮和所述挂档轴套中的每一个上的所述齿是矩形状齿。21如权利要求20所述的作业机械，其中，所述齿轮和所述挂档轴套上的所述齿被凹槽分开，所述凹槽提供所述齿轮与所述挂档轴套之间相当的间隙并使其容易接合。22如权利要求14所述的作业机械，包括至少一个在所述环形活塞与所述齿轮轴和所述齿轮上的所述第一根切中的每一个。
9、之间的密封，以及还包括至少一个在所述齿轮和所述齿轮轴之间的密封。23一种操作车辆变速器的方法，包括以下步骤提供一变速器，该变速器包括一齿轮轴，其具有一流体通道；一齿轮，其具有安装在所述齿轮轴上的一第一钻孔，所述齿轮设有带有多个齿的一第一轴面以及所述第一钻孔和所述第一轴面中的每一个上的一第一根切；一挂档轴套，其设有安装在所述齿轮轴上的一第二钻孔，所述第二钻孔轴向可移动并且其与所述齿轮轴的相对旋转被固定，所述挂档轴套设有带有多个齿的一第二轴面以及所述第二钻孔和所述第二轴面中的每一个上的一第二根切，所述第二轴面的所述齿能啮合所述第一轴面的所述齿；一环形活塞，其可滑动地安装到所述齿轮轴并被安置在所述第。
10、一根切和所述第二根切中的每一个内，所述环形活塞被构形以使用所述流体通道内的加压流体推动所述挂档轴套远离所述齿轮；和一弹簧，其由所述齿轮轴支承在所述齿轮相对的所述挂档轴套的一侧；利用所述弹簧朝向所述齿轮偏置所述挂档轴套；和通过应用一加压流体到所述流体通道使所述挂档轴套脱离所述齿轮，从而推动所述挂档轴套远离所述齿轮。权利要求书CN102057177ACN102057184A3/3页424如权利要求23所述的操作车辆变速器的方法，包括步骤通过减小流体压力使所述挂档轴套与齿轮接合以允许所述弹簧相对所述齿轮偏置所述挂档轴套。权利要求书CN102057177ACN102057184A1/4页5变速器齿轮啮。
11、合机构及操作方法技术领域0001本发明涉及作业机械领域，尤其涉及一种用于作业机械上的变速器。背景技术0002作业机械，例如农业拖拉机，可以利用原动力使其驱动，原动力可采用多种驱动形式，如后轮驱动、四轮驱动4WD、机械前轮驱动MFWD、履带型驱动等。在拖拉机使用机械前轮驱动方式的情况下，前轮驱动是一个典型的非全时驱动方式，驾驶室内的电子开关被用来在后轮驱动和机械前轮驱动方式之间进行切换。0003MFWD拖拉机可包括内燃IC发动机，该内燃发动机提供输入功率给变速器，变速器又通过后端差速器连接和驱动后轴。所述变速器可还包括一个通常朝向前进方向的输出轴，该输出轴通过传动轴或与其相似轴在拖拉机的前端连接。
12、MFWD。来自变速器的传动轴输出可被离合用来选择性提供变速器输出功率到MFWD。传统的离合器设计是传动轴高效接合或脱离，但是设计趋于相对复杂。0004使用在配置有MFWD的拖拉机上的离合器装置的例子已被美国专利号为NO6,364,045的专利公开，该专利目前已被本发明的受让人购买，并用于约翰迪尔5000系列的拖拉机上。参照图2，气缸55插入在离合器构件52和传动齿轮37之间。所述气缸55包括通用U形排气阀，活塞57滑动安置在排气阀内。在最终起作用前液压通过轴36传递，然后以45度角穿过气缸55后壁。部件的数量和部件构形增加了离合器设计的复杂性和成本。0005因此，本领域需要一种简便、经济、可靠。
13、的用于变速器的齿轮装置的离合器。发明内容0006本发明的第一种形式涉及一种用于车辆的变速器，该变速器包括具有流体通道的齿轮轴，以及安装在所述齿轮轴上的具有第一钻孔的齿轮。所述齿轮设有带有多个齿的第一轴面，以及第一钻孔和第一轴面中的每一个上的第一根切。挂档轴套设有安装在所述齿轮轴上的第二钻孔。所述第二钻孔轴向可移动且其与所述齿轮轴的相对旋转被固定。所述挂档轴套设有带有多个齿的第二轴面，以及第二钻孔和第二轴面中的每一个上的第二根切。所述第二轴面的齿能啮合第一轴面的齿。环形活塞可滑动地安装到齿轮轴并且被安置在第一根切和第二根切中的每一个内。所述环形活塞被构形以使用流体通道内的加压流体移动挂档轴套远离。
14、齿轮。0007本发明的另一种形式涉及一种如上所述的变速器的操作方法，包括以下步骤使用弹簧相对齿轮偏置挂档轴套；以及通过应用加压流体到流体通道使挂档轴套脱离齿轮，并因此移动挂档轴套远离该齿轮。附图说明0008图1是本发明实施例所述的用于农业拖拉机上的变速器的透视图；说明书CN102057177ACN102057184A2/4页60009图2是图1中所示的变速器的沿线22的侧剖视图；0010图3是图2的细部A放大视图；0011图4是通过图2和图3所示离合器的侧剖视图；和0012图5是图2、图3所示离合器和惰轮装置的透视图。具体实施方式0013现在参照附图，尤其参照图1和图2，示出了农业拖拉机形式的。
15、作业机械10的一部分，特别是拖拉机的后部传动系统。尽管显示为农业拖拉机，作业机械10可以是一个不同类型作业机械的形式，例如建筑拖拉机或林业机械。0014拖拉机10包括连接后部差速器14的变速器12，后部差速器14又驱动一对后轴16。每一后轴16包括外侧轮毂18，相应的后驱动车轮未画出安装到外侧轮毂18上。0015如图1所示的示意图，变速器12包括从动轴20，从动轴20机械连接IC发动机22并接收来自IC发动机22的旋转输入功率。从动轴20通过与差速器传动轴24相称的齿轮装置传递旋转功率，差速器传动轴24又从后部差速器齿轮组26延伸并提供旋转输入功率给后部差速器齿轮组26见图2。0016从动轴2。
16、0延伸穿过外壳28并由外壳28可旋转地支承，外壳28同样装载和可旋转地支承多个其它部件。惰轮装置30也位于外壳28内并由外壳28支承，惰轮装置30在功率输入32和功率输出34之间机械互连。参照图2和图3，功率输入32包括输入轴36和由输入轴36支承的输入齿轮38。在所示实施例中，输入轴36其实就是差速器传动轴24，但它可能是提供输入功率给惰轮装置30的不同的可旋转传动轴。输入轴36接收与IC发动机22连接的从动轴20的输入功率。0017术语功率输入32和功率输出34均相对用于惰轮装置30。也就是说，功率输入32提供输入功率给惰轮装置30，功率输出34从惰轮装置30接收和提供功率输出。0018惰。
17、轮装置30图3和图4包括惰轮轴44、从动齿轮46和驱动齿轮48。从动齿轮46刚性地固定到惰轮轴44并在运作期间随其一起转动。当在已安装位置时，驱动齿轮48具有花键联接惰轮轴44的外直径的内直径。驱动齿轮48紧靠惰轮轴44上的肩50以保持在一个轴向方向，并由卡环52保持在另一轴向方向用卡环52与驱动齿轮48之间的止推垫圈53。0019进出口盖54构成外壳28的一部分，其装配在外壳28上形成的人孔56内。进出口盖54还限定支撑轴承62的轴承支撑，轴承62又具有可旋转地支承惰轮轴44的外端的内圈。进出口盖54利用三个螺栓60紧固在外壳28上。0020功率输出34相似地包括输出轴40和由输出轴40支承。
18、的输出齿轮42。在所示的实施例中，输出轴40延伸穿过外壳28并提供旋转输出功率给拖拉机10前轴上的MFWD。输出齿轮42与输出轴40联轴，因此，当MFWD通过驾驶室内的开关未画出启动而接合时，输出齿轮42主动跟随输出轴40旋转。0021更为具体的说，离合器装置62通常包括输出齿轮42、挂档轴套64、环形活塞66和弹簧68图35。输出齿轮42包括安装在齿轮轴40上的第一钻孔70。输出齿轮42和/或输出轴40可以支承至少一个密封70，以来实现输出齿轮42和输出轴40之间的完全密封或只允许有限量流动。在所示实施例中，输出轴40支承密封72并仅允许少量液压流体流说明书CN102057177ACN102。
19、057184A3/4页7动以实现适当的润滑。0022输出齿轮42有带有多个齿76的第一轴面74。本实施例中，齿76是矩形齿，但也可以是其他不同形状的齿。环形第一根切78形成于输出齿轮42的内径毗邻第一轴面74处。0023输出齿轮42可绕输出轴40旋转，但是输出齿轮42被保持在相对输出轴40的轴向方向。为此，第一止推垫圈80和第一卡环82由输出齿轮42与挂档轴套64相对侧的输出轴40支承。另外，第二止推垫圈84和第二卡环86由输出齿轮42与环形活塞66毗邻侧的输出轴40支承。第二止推垫圈84和第二卡环86被安置在输出齿轮42的第一根切78内。第二卡环86被安置在形成于第二止推垫圈84上的轴向朝向。
20、凹槽内，这样第二卡环86和第二止推垫圈84大体上相对于环形活塞66的一端共面。0024挂档轴套64包括安装在输出轴40上的第二钻孔88。第二钻孔88相对于输出轴40轴向可移动并且其与输出轴40的相对旋转被固定。本实施例中，第二钻孔88和输出轴40的外直径相互花键联接参考数字90说明，因此仅允许轴向方向单一角度移动。0025挂档轴套64包括带有多个齿94的第二轴面92。齿94也显示为矩形形状，其大小设置成能够与输出齿轮42的轴端的齿76相互啮合。齿76和齿94均在其之间设有凹槽96，凹槽96的大小设置成用来提供用于使挂档轴套64与输出齿轮42之间容易啮合的相当的间隙。0026挂档轴套64还包括第。
21、二根切98，第二根切98形成于第二钻孔88毗邻第二轴面92处。0027环形活塞66可滑动地安装到输出轴40并被安置于由每个第一根切78和第二根切98限定的环形凹槽内。环形活塞66与每个输出轴40和输出齿轮42密封。输出轴40支承的密封100被安置于环形活塞66的内直径处，密封垫102被支承在环形活塞66的外直径的一环形沟槽中。0028环形活塞66还包括环形沟槽104，环形沟槽104形成于毗邻输出齿轮42的内直径内。环形沟槽104流体互连形成于输出轴40内的流体通道106与毗邻输出齿轮42的环形活塞的一端。0029弹簧68由输出轴40支承在挂档轴套64与输出齿轮42相对的一侧。弹簧68朝向输出齿。
22、轮42偏置挂档轴套64，以使齿76和齿94在MFWD模式下相互啮合。本实施例中，弹簧68被配置为一个碟形弹簧，这是一个在挂档轴套64远离输出齿轮42可压缩固定距离的弹簧。0030在作业机械10处于MFWD操作模式下，流体通道106内没有加压流体，弹簧68机械地偏置挂档轴套64使其与输出齿轮42接合，以使齿76和齿94互相啮合。当操作员脱开MFWD的开关时，加压液压流体流动穿过流体通道106和环形沟槽104以对毗邻输出齿轮42的环形活塞66的端面起作用。加压流体推动环形活塞66远离输出齿轮42，其又沿轴向方向推动挂档轴套64远离输出齿轮42。挂档轴套64移动的范围受到弹簧68的固定距离X的限制。。
23、当环形活塞66移动穿过该相同距离X时，密封垫102与第一根切78的内直径保持密封。齿76和齿94脱离，输出齿轮42绕输出轴40自由旋转，因此，在后轮驱动模式下，不驱动输出轴40并允许作业机械10运行。0031已经说明了优选的实施例，显然，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范说明书CN102057177ACN102057184A4/4页8围的情况下可以进行各种变型。说明书CN102057177ACN102057184A1/4页9图1说明书附图CN102057177ACN102057184A2/4页10图2说明书附图CN102057177ACN102057184A3/4页11图3说明书附图CN102057177ACN102057184A4/4页12图4图5说明书附图CN102057177A。