CN102758887B - 农用机械变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种农用机械变速器，包括机壳以及主动轴和从动轴，主动轴与从动轴上设有倒档、一档、三档以及二档齿轮组；倒档齿轮组与一档齿轮组通过第一换档器形成第一换档机构，用于主动轴和从动轴的倒档或一档转动；二档齿轮组以及三档齿轮组通过第二换档器形成第二换档机构，用于主动轴和从动轴的二档或三档转动；主动轴的两端伸出机壳分别为输入端和第一输出端，从动轴的一端伸出机壳为第二输出端。本发明中所包括的主动轴与从动轴均提供了动力输出端，通过主动轴与从动轴上设置的各档齿轮组以及对应的换档机构，能够有效地完成两个输出端的输出任务。使得一台农用机械同时能够提供多种农用功能，不仅提高了生产效率，还降低了生产成本。

Description

农用机械变速器

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体为一种农用机械变速器。

背景技术

对于手动换档变速箱常用的换档方式包括直齿滑移式换档、啮合套换档以及同步器换档。其中直齿滑移式换档，换档不灵活且造成端面冲击及噪声，容易造成端面过旱磨损。啮合套换档，换档同样不灵活，虽然同时承受换档冲击的齿数较多，不会造成过旱磨损，但仍然不可避免的造成端面冲击。同步器换档，可保证迅速、无冲击、无噪声，操作简单。但结构复杂制造精度要求高，轴向尺寸大，同步环寿命短。尽管有这些缺点，由于其换档性能好，同步器换档仍然得到广泛的运用。但是由于其价格较高，对于小规模使用农用机械的农户来说仍然是一笔不小且不必要的开支。

另外，目前的变速器基本只有一个输入端和一个输出端，输入端用于动力输入，输出端通过传动机构与后桥相连，以此带动农用机动设备的前进以及后退。但是由于目前的变速器只拥有一个输出端，所以对于农用机动设备的资源并不能够得到很好的利用。例如，对于现有的农用搬运机，由于输出端的局限性，所以输出动力只能运用与自身的运行。如果希望在搬运机上同时使用其他农用机具，则必须另外寻找动力来源，无论是人力还是机械，均不能够与搬运机共用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种农用机械变速器，能够提供两个动力输出轴，以此充分发挥农用机械的能源利用率。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种农用机械变速器，包括设置在机壳以及与机壳通过轴承连接的主动轴和从动轴；所述主动轴与从动轴上依次设有倒档齿轮组、一档齿轮组、三档齿轮组以及二档齿轮组；所述倒档齿轮组与一档齿轮组之间通过第一换档器形成第一换档机构，用于控制主动轴和从动轴的倒档或一档转动；所述二档齿轮组以及三档齿轮组之间通过第二换档器形成第二换档机构，用于控制主动轴和从动轴的二档或三档转动；所述主动轴的两端伸出机壳分别为输入端和第一输出端，所述从动轴的一端伸出机壳为第二输出端。

进一步，所述第一换档机构中的倒档齿轮组包括倒档主动齿和倒档中间齿，一档齿轮组包括一档主动齿，第一换档器为一倒档从动齿；其中，倒档主动齿和一档主动齿设置在主动轴上，一倒档从动齿对应设置在倒档主动齿和一档主动齿之间的从动轴上；一倒档从动齿为倒档主动齿和一档主动齿共同的从动齿，并可在从动轴上滑移；一倒档从动齿通过倒档中间齿与倒档主动齿形成传动关系，实现倒档；一倒档从动齿与一档主动齿直接啮合形成传动关系，实现一档转动。

进一步，所述倒档中间齿为一个双联齿，包括共同套接在倒档轴上的一个大齿和一个小齿，其中大齿与所述倒档主动齿为常啮合式，小齿则与滑移到倒档对应位置的一倒档从动齿啮合。

进一步，所述第二换档机构中的二档齿轮组包括二档主动齿和二档从动齿，三档齿轮组包括三档主动齿和三档从动齿，第二换档器为齿轮离合器；其中三档主动齿和二档主动齿设置在主动轴上，三档从动齿和二档从动齿则设置在从动轴上，三档主动齿与三档从动齿为常啮合式，二档主动齿与二档从动齿为常啮合式，齿轮离合器则设置在三档从动齿和二档从动齿之间，该齿轮离合器可分别与三档从动齿和二档从动齿啮合形成传动关系，并对应带动三档从动齿或二档从动齿在从动轴上转动，分别形成三档转动和二档转动。

进一步，所述三档从动齿和二档从动齿均为包括大齿和小齿的双联齿，其中小齿与齿轮离合器相对且间隔设置；齿轮离合器包括内齿环和内齿环连接齿，其中内齿环连接齿固定在从动轴上，内齿环啮合在内齿环连接齿上，并且内齿环可沿轴向在内齿环连接齿上滑移；内齿环向二档从动齿小齿方向滑移，内齿环同时与内齿环连接齿以及二档从动齿小齿轮啮合，带动二档从动齿与二档主动齿的同步转动，实现二档转动；内齿环向三档从动齿小齿方向滑移，内齿环同时与内齿环连接齿以及三档从动齿小齿轮啮合，带动三档从动齿与三档主动齿的同步转动，实现三档转动。

进一步，所述二档从动齿的小齿与三档从动齿的小齿相同，均包括周期排列的长齿和短齿，其中长齿长度是短齿长度的2倍，所述内齿环上的齿等间隔排列，该间隔宽度与小齿上相邻两个长齿之间的间隔宽度相同，内齿环上的齿可啮合在小齿上长齿与短齿之间。

进一步，所述第一输出端通过离合器、传动轴以及皮带轮与外部农机工具的动力输入端传动连接，用于对外部农机工具提供动力输出。

进一步，所述第二输出端通过万向节、传动轴以及后桥与驱动轮连接，用于带动驱动轮的前进和后退。

与现有技术相比，本发明中所包括的主动轴与从动轴均提供了动力输出端，即第一输出端与第二输出端，通过主动轴与从动轴上设置的各档齿轮组以及对应的换档机构，能够有效地完成第一输出端与第二输出端各自的向外动力输出任务。由于动力输出端的增加，使得一台农用机械同时能够提供多种农用功能，不仅提高了生产效率，还降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的传动结构示意图；

图2是本发明齿轮离合器与三档从动齿的初始状态示意图；

图3是本发明齿轮离合器向三档从动齿开始移动状态示意图；

图4是本发明齿轮离合器向三档从动齿逐渐靠近状态示意图；

图5是本发明齿轮离合器与三档从动齿完全啮合状态示意图。

具体实施方式

本发明的核心思路是，在一个变速器向上同时设置两个输出端，其中一个输出端用来满足自身的运行需要，另一个则是为了向外部的农用机具提供动力来源。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，一种农用机械变速器，包括设置在机壳以及与机壳通过轴承连接的主动轴3和从动轴6。主动轴3的两端伸出机壳分别为输入端和第一输出端，从动轴6的一端伸出机壳为第二输出端。机壳内，位于主动轴3和从动轴6上依次设有倒档齿轮组、一档齿轮组、三档齿轮组以及二档齿轮组。其中，倒档齿轮组与一档齿轮组之间通过第一换档器形成第一换档机构，用于控制主动轴3和从动轴6的倒档或一档转动；二档齿轮组以及三档齿轮组之间通过第二换档器形成第二换档机构，用于控制主动轴3和从动轴6的二档或三档转动。通过上述各档齿轮组以及各级换档机构的带动，能够使主动轴3与从动轴6对应的第一输出端与第二输出端向外有效的提供动力输出。其中，第一输出端用于向外部农机工具提供动力源；第二输出端用于驱动农用机本身的前进和后退。

下面对第一换档机构和第二换档机构分别作出描述，以便进一步阐述第一输出端与第二输出端如何进行动力输出：

第一换档机构中的倒档齿轮组包括倒档主动齿4和倒档中间齿1，一档齿轮组包括一档主动齿5，第一换档器为一倒档从动齿7。其中，倒档主动齿4和一档主动齿5设置在主动轴3上，一倒档从动齿7对应设置在倒档主动齿4和一档主动齿5之间的从动轴6上。一倒档从动齿7为倒档主动齿4和一档主动齿5共同的从动齿，并可在从动轴6上滑移。一倒档从动齿7通过倒档中间齿1与倒档主动齿4形成传动关系，实现倒档转动；一倒档从动齿7与一档主动齿5直接啮合形成传动关系，实现一档前进转动。一倒档从动齿7在倒档主动齿4与一档主动齿5之间的滑移换档为直齿滑移式换档。当一倒档从动齿7位于倒档主动齿4和一档主动齿5之间，则为空档。

为了方便倒档转动的实现，倒档中间齿1为一个双联齿，该双联齿包括共同套接在倒档轴2上的一个大齿和一个小齿，其中大齿与倒档主动齿4为常啮合式，一倒档从动齿7通过滑移与倒档中间齿1中的小齿啮合，进而与倒档主动齿4形成传动关系，最终实现倒档转动。如果一倒档从动齿7向相反方向滑动，则直接与一档主动齿5啮合，实现一档前进转动。

第二换档机构中的二档齿轮组包括二档主动齿13和二档从动齿11，三档齿轮组包括三档主动齿12和三档从动齿10，第二换档器为齿轮离合器。其中，三档主动齿12和二档主动齿13设置在主动轴3上，三档从动齿10和二档从动齿11则设置在从动轴6上。三档主动齿12与三档从动齿10为常啮合式，二档主动齿13与二档从动齿11为常啮合式。齿轮离合器则设置在三档从动齿10和二档从动齿11之间，可分别与三档从动齿10和二档从动齿11啮合形成传动关系，并对应带动三档从动齿10或二档从动齿11在从动轴6上转动，形成三档转动和二档转动。具体换档过程如下：

参见图2至图5，首先需要说明的是，三档从动齿10和二档从动齿11均为包括大齿和小齿的双联齿，其中小齿与齿轮离合器相对且间隔设置。齿轮离合器包括内齿环8和内齿环连接齿9，其中内齿环连接齿9固定在从动轴6上，内齿环8啮合在内齿环连接齿9上，并且内齿环8可沿轴向在内齿环连接齿9上滑移。

内齿环8每间隔一齿去掉一齿，二档从动齿11的小齿与三档从动齿10的小齿相同，二、三档被动齿上的小齿每间隔一齿去掉半齿。也就是说，二、三档被动齿上的小齿包括周期排列的长齿15和短齿16，其中长齿15长度是短齿16长度的2倍，内齿环8上的齿等间隔排列，该间隔宽度与小齿上相邻两个长齿之间的间隔宽度相同，内齿环上的齿17可啮合在小齿上长齿与短齿之间。

由于三档从动齿10与二档从动齿11均是套接在从动轴6上，所以齿轮离合器如果位于上述两者之间，即空档位置的时候，三档从动齿10或二档从动齿11在从动轴6上仅仅为空转。只有当齿轮离合器中的内齿环8向二档从动齿11小齿方向滑移，内齿环8同时与内齿环连接齿9以及二档从动齿11小齿轮啮合时，二档从动齿11才能够与二档主动齿13的同步转动，实现二档转动。当齿轮离合器中的内齿环8向三档从动齿10小齿方向滑移，内齿环8同时与内齿环连接齿9以及三档从动齿10小齿轮啮合时，三档从动齿10才能够与三档主动齿12的同步转动，实现三档转动。

由于齿轮离合器与二档从动齿11以及三档从动齿10啮合传动的过程一样，所以在此仅描述齿轮离合器与三档从动齿10啮合传动过程。

如图2至图5所示，方向指向下的箭头为三档从动齿10上的小齿14转动方向，方向指向左的箭头为内齿环8的移动方向，其具体离合过程如下：

如图2所示，齿轮离合器处于初始位置，即为空档状态。

如图3和图4所示，当内齿环8左移时（如图中向左的箭头所示），内齿环8的齿17逐渐进入至三档从动齿10小齿14的两相邻长齿15之间。由于内齿环8与三档从动齿10的小齿14转速不相等，所以三档从动齿10小齿14上长齿15的齿侧与内齿环8的齿17齿侧迅速靠拢，进而使得两者速度一致。

如图5所示，继续移动齿轮离合器，当内齿环8的齿17完全啮合在三档从动齿10小齿14中的长齿15与短齿16之间，即内齿环8与三档从动齿10完全啮合，则换档完成。

由于内齿环8每间隔一齿去掉一齿，而三档从动齿10或二档从动齿11每间隔一齿去掉半齿，所以增大内齿环8与其啮合齿17之间的间隙，使换挡灵活，改变了直齿滑移式换挡困难的状态，与同步器换档相比，极大的降低了成本。

在上述整个换档过程中，主动轴3与从动轴6上所对应的第一输出端和第二输出端，分别通过传动机构与目标物连接实现动力输出。

其中，第一输出端通过离合器、传动轴以及皮带轮与外部农机工具的动力输入端传动连接，用于对外部农机工具提供动力输出。

第二输出端则是通过万向节、传动轴以及后桥与驱动轮连接，用于带动驱动轮的前进和后退。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种农用机械变速器，包括设置在机壳以及与机壳通过轴承连接的主动轴和从动轴；所述主动轴与从动轴上依次设有倒档齿轮组、一档齿轮组、三档齿轮组以及二档齿轮组，其特征在于：所述倒档齿轮组与一档齿轮组之间通过第一换档器形成第一换档机构，用于控制主动轴和从动轴的倒档或一档转动；所述二档齿轮组以及三档齿轮组之间通过第二换档器形成第二换档机构，用于控制主动轴和从动轴的二档或三档转动；所述主动轴的两端伸出机壳分别为输入端和第一输出端，所述从动轴的一端伸出机壳为第二输出端，所述第二换档机构中的二档齿轮组包括二档主动齿和二档从动齿，三档齿轮组包括三档主动齿和三档从动齿，第二换档器为齿轮离合器；其中三档主动齿和二档主动齿设置在主动轴上，三档从动齿和二档从动齿则设置在从动轴上，三档主动齿与三档从动齿为常啮合式，二档主动齿与二档从动齿为常啮合式，齿轮离合器则设置在三档从动齿和二档从动齿之间，该齿轮离合器可分别与三档从动齿和二档从动齿啮合形成传动关系，并对应带动三档从动齿或二档从动齿在从动轴上转动，分别形成三档转动和二档转动，所述三档从动齿和二档从动齿均为包括大齿和小齿的双联齿，其中小齿与齿轮离合器相对且间隔设置；齿轮离合器包括内齿环和内齿环连接齿，其中内齿环连接齿固定在从动轴上，内齿环啮合在内齿环连接齿上，并且内齿环可沿轴向在内齿环连接齿上滑移；内齿环向二档从动齿小齿方向滑移，内齿环同时与内齿环连接齿以及二档从动齿小齿轮啮合，带动二档从动齿与二档主动齿的同步转动，实现二档转动；内齿环向三档从动齿小齿方向滑移，内齿环同时与内齿环连接齿以及三档从动齿小齿轮啮合，带动三档从动齿与三档主动齿的同步转动，实现三档转动，所述二档从动齿的小齿与三档从动齿的小齿相同，均包括周期排列的长齿和短齿，其中长齿长度是短齿长度的2倍，所述内齿环上的齿等间隔排列，该间隔宽度与小齿上相邻两个长齿之间的间隔宽度相同，内齿环上的齿可啮合在小齿上长齿与短齿之间。

2.如权利要求1所述的农用机械变速器，其特征在于：所述第一换档机构中的倒档齿轮组包括倒档主动齿和倒档中间齿，一档齿轮组包括一档主动齿，第一换档器为一倒档从动齿；其中，倒档主动齿和一档主动齿设置在主动轴上，一倒档从动齿对应设置在倒档主动齿和一档主动齿之间的从动轴上；一倒档从动齿为倒档主动齿和一档主动齿共同的从动齿，并可在从动轴上滑移；一倒档从动齿通过倒档中间齿与倒档主动齿形成传动关系，实现倒档；一倒档从动齿与一档主动齿直接啮合形成传动关系，实现一档转动。

3.如权利要求2所述的农用机械变速器，其特征在于：所述倒档中间齿为一个双联齿，包括共同套接在倒档轴上的一个大齿和一个小齿，其中大齿与所述倒档主动齿为常啮合式，小齿则与滑移到倒档对应位置的一倒档从动齿啮合。

4.如权利要求1所述的农用机械变速器，其特征在于：所述第一输出端通过离合器、传动轴以及皮带轮与外部农机工具的动力输入端传动连接，用于对外部农机工具提供动力输出。

5.如权利要求1所述的农用机械变速器，其特征在于：所述第二输出端通过万向节、传动轴以及后桥与驱动轮连接，用于带动驱动轮的前进和后退。