CN102027846A - 收割机机械有级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低油耗且操作简便的收割机专用机械有级变速器，包括操纵单元和齿轮变速单元，所述操纵单元与齿轮变速单元连接；所述齿轮变速单元包括依次平行设置的动力输入轴系及动力输出轴系；在所述动力输入轴系和动力输出轴系之间还设置有中间轴系；所述中间轴系包括中间轴，以及在中间轴上装设的中间大齿轮和中间小齿轮，中间大齿轮和中间小齿轮的外侧分别装设轴套以实现轴向定位。

Description

收割机机械有级变速器

技术领域

     本发明涉及一种变速机构，尤其涉及一种安装于收割机的机械有级变速器。

背景技术

当前国内收割机市场上，履带式稻麦联合收割机的行走系统有两种形式：一种是装有工农变速箱，属于机械有级变速；另一种是在NL35齿轮箱上安装一台FYW28液压无级变速器。

21世纪初期，国产收割机采用以工农变速箱为主体的有级变速行走系统，这种变速箱重量较重，体积大，要用四个手柄，经常变换档位来调整收割机的前进后退，快慢变档及左右转向，操作费时繁杂。因此，更多用户青睐于液压无级变速的收割机。这种收割机操作简单灵活，用一个手柄就能控制收割机的前进、后退及快慢变速，另用一个手柄可控制NL35齿轮箱中三个档位，使无级变速范围更广更细；而其左右转向，用按钮控制液压系统来实现，操作简便。

但上述液压无级变速系统存在一个致命弱点，即其总效率η偏低，η值通常在52%左右，也即在行走系统中，如果输出功率为10.5kw，那么柴油机输入给液压无级变速器的功率须为20kw，其中9.5kw的输入功率做了无用功，浪费了能源，增加了排放，同时因其耗油量较大，使用成本偏高。

基于以上原因，设计一种低油耗且操作简便的机械有级变速机构是农用收割机领域急需解决的一个重大技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种低油耗且操作简便的收割机专用机械有级变速机构。

本发明所述收割机机械有级变速器，包括操纵单元和齿轮变速单元，所述操纵单元与齿轮变速单元连接；所述齿轮变速单元包括依次平行设置的动力输入轴系及动力输出轴系；在所述动力输入轴系和动力输出轴系之间还设置有中间轴系；所述中间轴系包括中间轴，以及在中间轴上装设的中间大齿轮和中间小齿轮，中间大齿轮和中间小齿轮的外侧分别装设轴套以实现轴向定位。

所述动力输入轴系包括动力输入轴，及装设于动力输入轴上的变速组合齿轮；在动力输入轴的输入端装设用于换档操作时切断动力输入的动力分离器；所述操纵单元可带动变速组合齿轮沿动力输入轴轴向滑动，实现各轴系之间相应齿轮的啮合。

所述变速组合齿轮可以是双联滑动齿轮，也可以是其他形式的多联组合齿轮。

所述动力分离器可以包括分离爪系统组件和离合器总成，其中，离合器总成包括离合器、摩擦片、光片、离合器杠杆，分离爪系统组件包括分离爪、分离爪座、分离联接轴套。

所述动力输出轴系包括动力输出轴，以及依次装设在动力输出轴上的高速输出齿轮、后退输出齿轮及低速输出齿轮；高速输出齿轮与后退输出齿轮之间，以及低速输出齿轮外侧均装设轴套以实现轴向定位。所述动力输出轴上的后退输出齿轮始终与中间轴上的中间小齿轮啮合。

所述的操纵单元包括拨叉轴及安装于拨叉轴上的换档拨叉组件；所述换档拨叉组件包括换档拨叉手柄把、换档拨叉手柄体及换档拨叉；所述换档拨叉的拨叉端限位于双联滑动齿轮间。当换挡拨叉处于不同位置时，可带动双联滑动齿轮滑动，实现各轴系之间相应齿轮的啮合。

同时，中间轴上中间大齿轮的相对轴向位置的固定，保证了换档拨叉移动换档定位后，双联滑动齿轮与相应的齿轮正确啮合且其它齿轮之间不干涉。

即当需要高速前进时，双联滑动齿轮Ⅰ直接与高速输出齿轮啮合；需后退时，双联滑动齿轮Ⅱ与中间大齿轮啮合，同时中间小齿轮与后退输出齿轮啮合；需低速前进时，双联滑动齿轮Ⅱ直接与低速输出齿轮啮合。

如此，本发明只需一个操纵杆即可控制实现三个档位，即高速前进档、低速前进档及后退档。当将其装设在NL35齿轮箱上，可实现九档机械变速。各轴系的齿轮啮合的速比可根据实际需要的收割速度确定。

本发明的工作过程如下：

在需要换档操作时，通过操纵分离爪相对于分离爪座的轴向位置，使得离合器杠杆绕其支点转动，改变摩擦片和光片的啮合与分离，进而切断由柴油机经过皮带传动传过来的动力，实现换档操作。

切断动力输入后，通过转动换档拨叉手柄把，调节换档拨叉在拨叉轴上的轴向位置，当位于中间的双联滑动齿轮Ⅱ与中间大齿轮啮合时，实现后退，其它齿轮互不干涉；当换档拨叉向左移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ与中间大齿轮脱开，而其它齿轮互不干涉，实现空档；当换档拨叉继续向左移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅰ与高速输出齿轮啮合，其它齿轮互不干涉，实现高速前进；当换档拨叉向右移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ与中间大齿轮脱开，而其它齿轮互不干涉，实现空档；当换档拨叉继续向右移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ与低速输出齿轮啮合，其它齿轮互不干涉，实现低速前进。

本发明所述机械有级变速器，可以与液压无级变速器，互换地装在NL35三档变速行走齿轮箱上，即：在不改变其它零部件的基础上，可以将液压无级变速的收割机改装成机械有级变速的收割机，反之亦可。

为了保证收割机在其它零部件不改变的前提下，要求本发明所述变速器可与液压无级变速器互换，需要求其安装尺寸设计应与液压无级变速器完全一致，而其外形体积方面也应与它相仿。

    本发明具有以下突出优点：

1、操作简便。装设本发明的新型收割机可以用一个手柄控制操作机械有级变速器的高低速、前进与后退的档位，另外NL35齿轮箱的换档变速及左右转向控制与液压无级变速的收割机完全一致，其操作系统比现有的机械变速操作系统简单便利。

2、动力输出效率大幅度提高。由于将液压传动改为机械传动，将原有的机械效率52%提高到了95.5%以上，效率提高近1.9倍以上。

3、耗油量降低，减少了燃油费与维修费。经实验，收稻每亩平均能节省0.5升柴油。柴油机的功率输出共分行走、收割、输送、脱粒和筛选五个部分，用在行走系统的功率约为总功率的12%左右，收割机每天能收50亩稻子，一年收割稻麦时间共计可达50天，则一台机一年可省燃油0.5升/亩×50亩/天×50天=1250升油，真正起到了节能减排的作用。同时，由于是机械变速，不需要液压管道、油散热器等，漏油、油温高的现象不会产生，维修时十分方便，费用减少。

4、使收割机具有良好的通过性能。装设本发明的收割机能通过35度以上的斜坡，履带陷入深达235mm的烂泥田中仍能正常收割。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明：

图1为本发明传动结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图。

图中：1.换档拨叉组件，1-1.换档拨叉手柄把，1-2.换档拨叉手柄体，1-3.换挡拨叉， 2.拨叉轴，3.双联滑动齿轮，3-1. 双联滑动齿轮Ⅰ，3-2. 双联滑动齿轮Ⅱ，4.动力输入轴，5.中间大齿轮，6.中间小齿轮，7.中间轴，8.轴套Ⅰ，9.动力输出轴，10.高速输出齿轮，11.轴套Ⅲ，12.后退输出齿轮，13.低速输出齿轮，14.轴套Ⅳ，15.轴套Ⅱ，16.NL35变速箱，17.离合器总成，17-1.离合器，17-2.摩擦片，17-3.光片，17-4.分离器杠杆，18.分离爪系统组件，18-1.分离爪，18-2.分离爪座，18-3.分离联接轴套，19.箱体，20.皮带， 22.柴油机。

具体实施方式

如图1所示，本发明传动体系包括依次平行设置的动力输入轴系A1、中间轴系A2及动力输出轴系A3。

如图1及图2所示，所述动力输入轴系，包括装设在动力输入轴4上的双联滑动齿轮3，以及在动力输入轴4的输入端装设的离合器总成17、分离爪系统组件18；其中：双联滑动齿轮3包括并联为一体的双联滑动齿轮Ⅰ3-1、双联滑动齿轮Ⅱ3-2；离合器总成17包括离合器17-1、摩擦片17-2、光片17-3及离合器杠杆17-4；分离爪系统组件18包括分离爪18-1、分离爪座18-2、分离联接轴套18-3。

如图1及图2所示，所述中间轴系，包括在中间轴7上依次装设的轴套Ⅰ8、中间大齿轮5、中间小齿轮6、轴套Ⅱ15，中间轴7上中间大齿轮5和中间小齿轮6靠轴套Ⅰ8、轴套Ⅱ15轴向定位。

如图1及图2所示，所述动力输出轴系，包括依次装设在动力输出轴9上的高速输出齿轮10、轴套Ⅲ11、后退输出齿轮12、低速输出齿轮13、轴套Ⅳ14。动力输出轴9的输出端可与NL35变速箱16连接。

如图2所示，本发明还包括操纵单元，其包括拨叉轴2及装设于拨叉轴2 上的换档拨叉组件1；换档拨叉组件1包括换档拨叉手柄把1-1、换挡拨叉手柄体1-2、换档拨叉1-3。

其中，如图2所示，换档拨叉1-3的拨叉端限位于双联滑动齿轮3间。中间轴7上的中间大齿轮5的相对轴向位置保证了换档拨叉1-3移动换档定位后，双联滑动齿轮3与相应的齿轮正确啮合且其它齿轮之间不干涉。即：当需要高速前进时，双联滑动齿轮Ⅰ3-1直接与高速输出齿轮10啮合；需后退时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2与中间大齿轮5啮合，同时中间小齿轮6与后退输出齿轮12啮合；需低速前进时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2直接与低速输出齿轮13啮合。

如图2所示，动力输入轴4的输入端装设的离合器总成17及分离爪系统组件18，配合操纵单元实现换档。即：通过操纵分离爪18-1相对于分离爪座18-2的轴向位置，使得离合器杠杆17-4绕其支点转动，改变摩擦片17-2和光片17-3的啮合与分离，进而切断由柴油机22经过皮带20传动传过来的动力；动力输入轴4深入箱体19里的一端上装有双联滑动齿轮3，换档拨叉组件1限位于双联滑动齿轮3中，通过转动换挡拨叉手柄把1-1，调节换档拨叉1-3在拨叉轴2上的轴向位置，带动双联滑动齿轮滑动，进而实现换档需要。

当换档拨叉1-3位于中间时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2与中间大齿轮5啮合时，实现后退，其它齿轮互不干涉；当换档拨叉1-3向左移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2与中间大齿轮5脱开，而其它齿轮互不干涉，实现空档；当换档拨叉1-3继续向左移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅰ3-1与高速输出齿轮10啮合，其它齿轮互不干涉，实现高速前进；当换档拨叉1-3向右移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2与中间大齿轮5脱开，而其它齿轮互不干涉，实现空档；当换档拨叉1-3继续向右移动一定距离时，双联滑动齿轮Ⅱ3-2与低速输出齿轮13啮合，其它齿轮互不干涉，实现低速前进。在上述换档操作过程中，中间小齿轮6始终与后退输出齿轮12相啮合。

上述齿轮啮合的速比可根据稻麦实际需要的收割速度决定，通常设计的收割速度在0.65-2.1m/s的范围之内，共分九档，完全能满足稻麦收割的需求。

Claims (7)

1.一种收割机机械有级变速器，包括操纵单元和齿轮变速单元，所述操纵单元与齿轮变速单元连接；所述齿轮变速单元包括依次平行设置的动力输入轴系及动力输出轴系；其特征在于：在所述动力输入轴系和动力输出轴系之间还设置有中间轴系；所述中间轴系包括中间轴，以及在中间轴上装设的中间大齿轮和中间小齿轮，中间大齿轮和中间小齿轮的外侧分别装设轴套以实现轴向定位。

2.根据权利要求1所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：所述动力输入轴系包括动力输入轴，及装设于动力输入轴上的变速组合齿轮；在动力输入轴的输入端装设用于换档操作时切断动力输入的动力分离器；所述操纵单元可带动变速组合齿轮沿动力输入轴轴向滑动，实现各轴系之间相应齿轮的啮合。

3.根据权利要求2所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：所述变速组合齿轮为双联滑动齿轮。

4.根据权利要求2所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：所述动力输出轴系包括动力输出轴，以及依次装设在动力输出轴上的高速输出齿轮、后退输出齿轮及低速输出齿轮；所述动力输出轴上的后退输出齿轮始终与中间轴上的中间小齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：高速输出齿轮与后退输出齿轮之间，以及低速输出齿轮外侧均装设轴套以实现轴向定位。

6.根据权利要求3所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：所述的操纵单元包括拨叉轴及安装于拨叉轴上的换档拨叉组件；所述换档拨叉组件包括换档拨叉手柄把、换档拨叉手柄体及换档拨叉；所述换档拨叉的拨叉端限位于双联滑动齿轮间；当换挡拨叉处于不同位置时，可带动双联滑动齿轮滑动，实现各轴系之间相应齿轮的啮合。

7.根据权利要求1所述的收割机机械有级变速器，其特征在于：所述动力分离器包括分离爪系统组件和离合器总成；其中，离合器总成包括离合器、摩擦片、光片、离合器杠杆，分离爪系统组件包括分离爪、分离爪座、分离联接轴套。

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