一种带高低速走行功能的车轴齿轮箱的制作方法

本技术涉及铁路轨行车辆传动设备，具体地说是一种带高低速走行功能的车轴齿轮箱。

背景技术：

1、现有轨道作业车大部分为液力传动，既由发动机驱动液力变速箱，再由液力变速箱通过传动轴来驱动车轴齿轮箱，进而驱动轮对运动。其中大部分车轴齿轮箱只有高速走行功能，车辆的低速作业走行需要依靠液力变速箱来实现，而液力变速箱仅能将车速控制在最低3km/h，并且车辆在上、下坡道时无法保持恒低速运行，这不仅影响作业质量，而且也无法满足作业车速小于3km/h的施工车辆，比如具有挖渠、砍树等功能的轨道作业车，其通常所需的作业车速为0-1km/h左右的恒速。

2、公开号为cn200720037623的专利，提供一种高速车轴齿轮箱，包括箱体、换挡拨动机构、花键轴、主动齿轮、中间齿轮、中间轴、中间轴主动齿轮、从动齿轮、轴承、润滑系统和车轴，主动齿轮通过内花键与花键轴啮合，主动齿轮可与中间齿轮啮合或脱离，中间轴主动齿轮与从动齿轮啮合，中间齿轮包括高速齿轮和低速齿轮，主动齿轮是双联齿轮，包括第一齿轮与第二齿轮，从动齿轮固定在车轴上，换挡拨动机构中的拨叉传动连接主动齿轮，当拨叉带动主动齿轮在花键轴上轴向移动时，可使主动齿轮的第一齿轮与中间齿轮的低速齿轮啮合或脱离，或使主动齿轮的第二齿轮与中间齿轮的高速齿轮啮合或脱离，换挡拨动机构包括拨动缸、接近开关、连接指示件、导向杆、拨叉杆和拨叉，连接指示件与拨动缸的活塞杆及拨叉杆一端固定连接，且与导向杆滑动配合，拨叉固定在拨叉杆的另一端。

3、该齿轮箱高速和低速都是液压传动，采用同一个马达实现高速和低速，在保证实现高速100km/h的情况下，低速基本都会在3km/h以上，无法满足3km/h以下车辆工况需求。原因是高速马达在高转速（100-120km/h时的转速）工作时性能好、效率高，高速马达在低转速（0-3km/h时的转速）工作时效率很低，转速精度也很低。如果采用同一个马达实现高速和低速，在保证实现100km/h高速工况的情况下，其选用的马达在0-3km/h的低速工况效率和转速精度都会很低，无法满足低速作业走行工况的需求，也无法保证挖渠、砍树等功能的轨道作业车0-1km/h恒低速的需求。目前铁路大型养路机械的部分车辆会采用一个马达实现高速和低速走行，在保证实现100km/h高速工况的情况下，低速工况通常都是在10km/h以上，这样才能保证低速工况下的作业效率及精度。（2）轨道作业车高速工况通常为机械传动或液力传动，相同功率下，液力传动能比液压传动提供更大的牵引力，轨道作业车高速工况如采用液压传动，则需要增设较大的液压油箱、各种阀件及油泵和马达，不仅成本增加，而且会减小车辆的可利用空间。故轨道作业车高速工况基本不会采用液压传动。

4、目前的解决办法是在车辆的非动力轮对上额外增加一套低速走行车轴齿轮箱，用于专门提供低速作业走行，这不仅增加了成本，而且整车布局及转向架结构都有较大调整。随着用户需求提升，已出厂在用车辆也有增加低速走行功能的需求，但因其结构空间限制很难进行优化改造。一些四轴驱动车辆的轮对原本都是动力轮对，也没办法再额外增加低速走行车轴齿轮箱。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，从而提供一种带高低速走行功能的车轴齿轮箱。

2、本实用新型解决问题的技术方案是：一种带高低速走行功能的车轴齿轮箱，包括布置在箱体内的圆锥齿轮轴、输出轴、输入轴及换挡锁定机构；

3、所述输入轴与圆锥齿轮轴平行布置，圆锥齿轮轴与输出轴垂直布置，所述圆锥齿轮轴一端设有圆锥齿轮、另伸出箱体外端部上设有输入法兰，圆锥齿轮轴的中部设有圆柱齿轮；

4、所述输入轴外圈设有外花键，在输入轴中部设有滑移齿轮，滑移齿轮外部设有卡槽，内部设有与输入轴外花键匹配的内花键，输入轴一端伸出箱体与低速驱动装置连接；

5、所述输出轴上设有圆锥大齿轮，圆锥齿轮轴的圆锥轮齿与圆锥大齿轮常啮合；

6、所述换挡锁定机构包括拨叉、换挡气缸及锁定装置；所述拨叉一端固定在换挡气缸的伸缩杆上，另一端的叉口卡于滑移齿轮的凹槽内。

7、所述锁定装置包括锁定座、手动锁定机构，锁定座装在换挡气缸伸缩杆依次穿过箱体、安装座后的端部上，锁定座的上端设有锁定孔，锁定孔与手动锁定机构的锁定插销正对。

8、所述手动锁定机构包括手拉环、定位销、螺套、弹簧一和锁定插销，螺套固定在安装座上的安装通孔内，螺套端部设有十字型卡槽，一条为高位卡槽，另一条为低位卡槽；

9、锁定插销中部套上弹簧一后、穿设在螺套中，锁定插销外壁及螺套内壁设均有凸环，弹簧一上端与螺套内壁凸环相抵，下端与锁定插销外壁凸环相抵；

10、锁定插销上部装有手拉环和与十字型卡槽配合定位的定位销；

11、锁定插销下端穿出螺套及安装座上的安装通孔。

12、所述换挡气缸的活塞杆上设有两处圆环凹槽，安装座上有与两处圆环凹槽配合定位的定位装置；定位装置包括设在安装座上的台阶通孔，台阶通孔包括位于上端的小台阶孔和位于下端的大台阶螺孔，大台阶螺孔内装有螺钉，小台阶孔内设置有弹簧二和钢球，弹簧二两端分别与螺钉和钢球相抵，当活塞杆带动拨叉和滑移齿轮向右运动，至滑移齿轮与圆柱齿轮啮合时，钢球被卡在换挡气缸活塞杆的左侧的圆环凹槽内，当活塞杆带动拨叉和滑移齿轮向左运动，至滑移齿轮与圆柱齿轮完全脱离时，钢球被卡在换挡气缸活塞杆的右侧的圆环凹槽内。

13、还包括用于检测换挡气缸活塞杆上拨叉位置的两个挡位传感器，当活塞杆带动拨叉和滑移齿轮向右运动，至滑移齿轮与圆柱齿轮啮合时，换挡气缸活塞杆端部的锁定座尾端与右侧挡位传感器正对，当活塞杆带动拨叉和滑移齿轮向左运动，至滑移齿轮与圆柱齿轮完全脱离时，换挡气缸活塞杆端部的锁定座尾端与左侧挡位传感器正对。

14、还包括润滑系统，润滑系统包括两个水平并联的润滑油泵，润滑油泵固定于下箱体底面。

15、所述低速驱动装置与输入轴同心，中部均设有内花键，通过花键轴将低速驱动装置与输入轴连接在一起。

16、所述箱体由上箱体、中箱体及下箱体组成；输入轴、圆锥齿轮轴和输出轴的两端分别通过轴承固定在箱体内腔孔上。

17、所述上箱体和中箱体为一体式结构或分体式结构；下箱体上设有放油螺堵、油底壳、油位镜，中箱体上设有透气器。

18、所述圆柱齿轮与滑移齿轮的齿速比为1.241-2.421；圆柱齿轮为直齿轮，齿顶一侧为弧形结构，滑移齿轮为直齿轮，齿顶一侧为弧形结构，圆柱齿轮与滑移齿轮的齿顶弧形正对。

19、齿轮箱上箱体和中箱体可合并采用一体式结构。

20、本实用新型的有益的效果是:(1)车轴齿轮箱集成了高速和低速走行功能，使液力传动车辆不仅能高速运行，而且能以3km/h以下的恒低速作业走行，保证了作业质量。不用额外增加低速走行车轴齿轮箱，降低了成本，简化了传动链，增大了车辆下部的可利用空间；(2)已出厂在用车辆可以很方便地优化改造增加低速走行功能。

21、本发明的高速是液力传动，由液力变速箱通过传动轴连接到齿轮箱的输入法兰实现高速工况，低速工况是液压传动，由上箱体上设置的马达输入动力。优点是只需一个齿轮箱就能同时实现高速120km/h及低速0-3km/h的走行工况需求。高速采用液力传动，车辆起步和高速运行时平稳，无冲击。液力传动为 “柔性”传动，输入输出端无刚性连接，能自动适应负载变化，防止过载。低速采用液压传动，液压传动布局经过，速度控制精准。齿轮箱兼顾了高速运行及精准低恒速工况车辆的需求。