一种双模式掘进机的双速切换传动系统技术方案

一种双模式掘进机的双速切换传动系统，包括传动壳体，传动壳体内部通过轴承安装有输入齿轮轴，输入齿轮轴与驱动电机通过内外花键相连接，输入齿轮轴的输出端与第一齿轮啮合，第一齿轮与中间齿轮轴通过花键连接，中间齿轮轴与低速输出传动齿轮啮合，中间齿轮轴与第二齿轮通过花键连接，第二齿轮与高速输出传动齿轮啮合，双速切换传动输出花键轴通过花键套接有可左右滑动的拨叉离合器，拨叉离合器可分别与低速输出传动齿轮和高速输出传动齿轮进行离合实现低速或高速输出。本发明专利技术克服了现有技术的不足，通过将原单一速比的减速机设计成可以切换的两种传动速比的减速机，从而满足双模式掘进机分别在两种不同工作模式下的速度和扭矩要求。

【技术实现步骤摘要】
一种双模式掘进机的双速切换传动系统
本专利技术涉及双模式掘进机
，具体涉及一种双模式掘进机的双速切换传动系统。
技术介绍
随着我国经济和隧道施工技术的不断发展，对于隧道施工的质量和施工速度的要求越来越高。为适应同一隧道途径上不同地质条件下隧道施工的高质量快速掘进要求。隧道掘进设备已从单一的掘进机机型向多功能掘进机机型或叫混合式掘进机机型转化。而多功能或混合式掘进机机型的主要代表就是双模式掘进机。目前，普遍地，双模式掘进机的实现过程主要是对刀盘、密封和出渣方式能在最短的时间完成改造来转换掘进模式。使掘进机结构适应软土、岩石或混合的地质情况下的掘进。而这种掘进模式的转换只是一种结构形式上的转换。使得从一种模式向另一种模式转化后，并不能在新的模式下实现快速掘进。由于从一种模式到另一种模式转化时存在两种模式各自性能要求的矛盾—即在不同模式下刀盘扭矩和速度要求不一致的矛盾：软土模式（EPB模式）要求传动系统能给刀盘提供低转速大扭矩；而硬岩模式要求传动系统能给刀盘提供高转速低扭矩（相对于低转速大扭矩而言）。而只对结构的改造是解决不了这对矛盾的。当以软土模式为基本机型改造成双模式掘进机机型时，该双模式掘进机在软岩模式的低转速大扭矩特性下工作是没有问题的，但在硬岩模式下传动系统不能给刀盘提供较高的输出转速，因为这个转速受到了软土模式设计的低转速大扭矩特性限制；而以硬岩模式为基本机型改造成双模式掘进机机型时，该双模式掘进机在硬岩模式的高转速低扭矩特性下工作是没有问题的，但在软土模式下传动系统不能给刀盘提供低速大扭矩，因为这个低速大扭矩受到了硬岩模式设计的高速低扭矩的限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种双模式掘进机的双速切换传动系统，克服了现有技术的不足，设计合理，通过将原单一速比的减速机设计成可以切换的两种传动速比的减速机，从而满足双模式掘进机分别在两种不同工作模式下的速度和扭矩要求，以使双模式掘进机在两种工作模式的任意工作模式下都可高效的工作。以解决双模式掘进机中存在的两种工作模式下不同速度和扭矩特性要求的矛盾。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种双模式掘进机的双速切换传动系统，包括传动壳体，所述传动壳体内部通过轴承安装有输入齿轮轴，所述输入齿轮轴的输入端与驱动电机的输出轴通过内外花键相连接，所述输入齿轮轴的输出端齿轮与第一齿轮相啮合，所述第一齿轮与中间齿轮轴通过花键传动连接，所述中间齿轮轴的轮齿与低速输出传动齿轮相啮合，所述中间齿轮轴的另一端通过花键与第二齿轮相连接，所述第二齿轮与高速输出传动齿轮相啮合，所述低速输出传动齿轮和高速输出传动齿轮通过轴承安装在双速切换传动输出花键轴的相应位置，所述双速切换传动输出花键轴与输入齿轮轴各自通过轴承安装在传动壳体内部，在所述双速切换传动输出花键轴上的所述低速输出传动齿轮和高速输出传动齿轮之间通过花键连接有可左右滑动的拨叉离合器，所述拨叉离合器向右滑动与低速输出传动齿轮离合，将所述低速输出传动齿轮和所述双速切换传动输出花键轴通过所述拨叉离合器连成一体实现低速输出；所述拨叉离合器向左滑动与高速输出传动齿轮离合，将所述高速输出传动齿轮和所述双速切换传动输出花键轴通过所述拨叉离合器连成一体实现高速输出。优选地，所述拨叉离合器的环形槽与切换手柄的拨头套接，所述切换手柄下端通过转动销轴转动连接在传动壳体上。切换手柄的转动带动拨叉离合器左右滑动实现高低速的切换。本专利技术还公开了一种双模式掘进机，应用上述的双速切换传动系统。本专利技术提供了一种双模式掘进机的双速切换传动系统。具备以下有益效果：通过将原单一速比的减速机设计成可以切换的两种传动速比的减速机，即本专利技术所述的双模式掘进机的双速切换传动系统，从而满足双模式掘进机分别在两种不同工作模式下的速度和扭矩要求，以使双模式掘进机在两种工作模式的任意工作模式下都可高效的工作。从而圆满的解决了双模式掘进机中存在的两种工作模式下不同速度和扭矩特性要求的矛盾。达到了高质量快速掘进的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术从输出轴端向输入轴方向看的结构示意图；图2为图1中A-A处的剖面图；图3为本专利技术在软土模式下切换手柄旋转示意图；图4为本专利技术在硬岩模式下切换手柄旋转示意图；图5为本专利技术中传动壳体外表面切换手柄处的局部示意图；图6为本专利技术双模式掘进机硬岩模式状态的结构示意图；图7为本专利技术双模式掘进机软土模式状态的结构示意图；图8为本专利技术双模式掘进机的驱动系统的分布图；图9为图8中B-B处的剖面图；图中标号说明：1、传动壳体；2、输入齿轮轴；3、第一齿轮；4、中间齿轮轴；5、低速输出传动齿轮；6、第二齿轮；7、高速输出传动齿轮；8、双速切换传动输出花键轴；9、拨叉离合器；10、切换手柄；11、刀盘。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1至图5所示，一种双模式掘进机的双速切换传动系统，包括传动壳体1，所述传动壳体1内部通过轴承安装有输入齿轮轴2，所述输入齿轮轴2的输入端与驱动电机的输出轴通过内外花键相连接，所述输入齿轮轴2的输出端齿轮与第一齿轮3相啮合，所述第一齿轮3与中间齿轮轴4通过花键传动连接，所述中间齿轮轴4的轮齿与低速输出传动齿轮5相啮合，所述中间齿轮轴4的另一端通过花键与第二齿轮6相连接，所述第二齿轮6与高速输出传动齿轮7相啮合，所述低速输出传动齿轮5和高速输出传动齿轮7通过轴承安装在双速切换传动输出花键轴8的相应位置，所述双速切换传动输出花键轴8与输入齿轮轴2各自通过轴承安装在传动壳体1内部，在所述双速切换传动输出花键轴8上的所述低速输出传动齿轮5和高速输出传动齿轮7之间通过花键连接有可左右滑动的拨叉离合器9，所述拨叉离合器9向右滑动与低速输出传动齿轮5离合，将所述低速输出传动齿轮5和所述双速切换传动输出花键轴8通过所述拨叉离合器9连成一体实现低速输出；所述拨叉离合器9向左滑动与高速输出传动齿轮7离合，将所述高速输出传动齿轮7和所述双速切换传动输出花键轴8通过所述拨叉离合器9连成一体实现高速输出。所述拨叉离合器9的环形槽与切换切换手柄10的拨头套接，所述切换手柄10下端通过转动销轴转动连接在传动壳体1上。切换手柄10的转动带动拨叉离合器9左右滑动实现高低速的切换。本专利技术的功能实现过程：1、双模式掘进机在软土模式的低速大扭矩输出特性的实现过程由于输入齿轮轴2与驱动电机的输出轴相连接，从而可将电机转速和扭矩按设计的传动比通过第一齿轮3传递给中间齿轮轴4，再由中间齿轮轴4传递到低速输出传动齿轮5；如图3所示，将切换手柄10向右旋转至104.5度左右的位置，继而带动拨叉离合器9将低速输出传动齿轮5与双速切换传动输出花键轴8相结合到一起，此时高速输出传动齿轮7为空转状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双模式掘进机的双速切换传动系统，其特征在于：包括传动壳体（1），所述传动壳体（1）内部通过轴承安装有输入齿轮轴（2），所述输入齿轮轴（2）的输入端与驱动电机的输出轴通过内外花键相连接，所述输入齿轮轴（2）的输出端齿轮与第一齿轮（3）相啮合，所述第一齿轮（3）与中间齿轮轴（4）通过花键传动连接，所述中间齿轮轴（4）的轮齿与低速输出传动齿轮（5）相啮合，所述中间齿轮轴（4）的另一端通过花键与第二齿轮（6）相连接，所述第二齿轮（6）与高速输出传动齿轮（7）相啮合，所述低速输出传动齿轮（5）和高速输出传动齿轮（7）通过轴承安装在双速切换传动输出花键轴（8）的相应位置，所述双速切换传动输出花键轴（8）与输入齿轮轴（2）各自通过轴承安装在传动壳体（1）内部，在所述双速切换传动输出花键轴（8）上的所述低速输出传动齿轮（5）和高速输出传动齿轮（7）之间通过花键连接有可左右滑动的拨叉离合器（9），所述拨叉离合器（9）向右滑动与低速输出传动齿轮（5）离合，将所述低速输出传动齿轮（5）和所述双速切换传动输出花键轴（8）通过所述拨叉离合器（9）连成一体实现低速输出；所述拨叉离合器（9）向左滑动与高速输出传动齿轮（7）离合，将所述高速输出传动齿轮（7）和所述双速切换传动输出花键轴（8）通过所述拨叉离合器（9）连成一体实现高速输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双模式掘进机的双速切换传动系统，其特征在于：包括传动壳体（1），所述传动壳体（1）内部通过轴承安装有输入齿轮轴（2），所述输入齿轮轴（2）的输入端与驱动电机的输出轴通过内外花键相连接，所述输入齿轮轴（2）的输出端齿轮与第一齿轮（3）相啮合，所述第一齿轮（3）与中间齿轮轴（4）通过花键传动连接，所述中间齿轮轴（4）的轮齿与低速输出传动齿轮（5）相啮合，所述中间齿轮轴（4）的另一端通过花键与第二齿轮（6）相连接，所述第二齿轮（6）与高速输出传动齿轮（7）相啮合，所述低速输出传动齿轮（5）和高速输出传动齿轮（7）通过轴承安装在双速切换传动输出花键轴（8）的相应位置，所述双速切换传动输出花键轴（8）与输入齿轮轴（2）各自通过轴承安装在传动壳体（1）内部，在所述双速切换传动输出花键轴（8）上的所述低速输出传动齿轮（5）和高...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛克·厚姆，
申请(专利权)人：罗宾斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US