CN102979878A

CN102979878A - 模块化设计的hst与有级组合变速箱

Info

Publication number: CN102979878A
Application number: CN2012104785717A
Authority: CN
Inventors: 李革; 陈小亮; 曹宁慧; 徐岳平; 郑君峰; 魏学文
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: CN102979878B

Abstract

本发明公开了一种模块化设计的HST与有级调速组合式的农业机械用变速箱，包括主变速箱、HST变速箱和机械副变速箱。主变速箱上有1个动力输入轴和1个液压油泵轴输入轴。当HST变速箱与主变速箱连接时，HST液压油泵动力输出轴与液压油泵轴输入轴连接，HST变速箱动力输出轴与主变速箱的动力输入轴连接，构成一个静液压无极变速箱；当机械副变速箱与主变速箱组合时，机械副变速箱的液压油泵动力输出轴与液压油泵轴输入轴连接，机械副变速箱动力输出轴与主变速箱动力输入轴连接，构成一个有级变速的机械变速箱。应用本发明，企业在进行有级和无极变速箱的生产调整时，工装设备变动小，生产组织方便；用户以后在产品的升级变化时容易、且费用低。

Description

模块化设计的HST与有级组合变速箱

技术领域

本发明涉及水稻种植机械，特别涉及一种HST与有级组合两种变速方式的农机用变速箱。

背景技术

插秧机是水稻种植的重要机械，根据变速的原理不同，乘坐式四轮驱动插秧机底盘有三种变速方式，静液压无极变速箱（HST）、液压机械式无极变速式（HMT）和机械变速箱（手动变速箱）。前两种液压变速装置可以形成无极调速，整机的结构相对简单、操作简便，但是，其机械效率较机械变速箱低，价格较高。机械式变速箱机械效率较高、价格较低，但是，其操作较复杂。由于机械式变速箱的价格和机械效率的优势，在农村还是受到不少农民的欢迎。目前，工厂生产的高速插秧机底盘变速箱或者是静液压变速，或者是机械变速，两者结构区别很大，要生产两种变速箱，需要投入大量的工装设备，所以，工厂只能生产一种，影响了机械变速箱的生产。另外，过去的高速插秧机底盘机械式变速箱结构太复杂，维修保养不方便。为此，市场上需要一种能根据用户需要，结构简单、模块化的液压式和机械式变速装置。即在机械式变速箱的基础上，能根据用户需要，简单的变形为静液压无极变速箱（HST变速箱）。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种模块化设计的HST与有级组合变速箱。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化设计的HST与有级组合变速箱，它包括主变速箱、HST变速箱和机械副变速箱；其中，主变速箱包括插植输出齿轮、Ⅰ轴、Ⅱ轴小齿轮、Ⅱ轴、Ⅲ轴齿轮、液压齿轮泵、Ⅲ轴、Ⅳ轴固定齿轮、Ⅳ轴、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮、Ⅳ轴滑移齿轮、Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮、Ⅴ轴、刹车、Ⅴ轴大齿轮、Ⅴ轴中齿轮、Ⅵ轴、Ⅵ轴大齿轮、差速器、主变速箱体、Ⅴ轴小齿轮、液压油泵轴和Ⅱ轴大齿轮；Ⅰ轴上固定连接插植输出齿轮，Ⅱ轴上固定连接Ⅱ轴大齿轮和Ⅱ轴小齿轮，Ⅲ轴上固定连接Ⅲ轴齿轮，Ⅳ轴上固定连接Ⅳ轴固定齿轮和花键连接Ⅳ轴滑移齿轮，Ⅳ轴滑移齿轮上固定连接Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮和Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮，Ⅴ轴上固定连接Ⅴ轴大齿轮、Ⅴ轴中齿轮和Ⅴ轴小齿轮，刹车的动片与Ⅴ轴花键连接，刹车的定片与主变速箱体固定连接，Ⅵ轴上连接Ⅵ轴大齿轮，Ⅵ轴大齿轮与差速器固定连接，Ⅰ轴~Ⅵ轴安装在主变速箱体内；HST变速箱具有HST液压油泵动力输出轴、HST动力输入轴和HST动力输出轴；机械副变速箱包括副Ⅲ轴、副Ⅱ轴齿轮D、副Ⅲ轴齿轮B、副Ⅲ轴齿轮A、副Ⅱ轴齿轮C、副Ⅱ轴齿轮B、副Ⅱ轴齿轮A、副Ⅱ轴、机械副变速箱体、带轮、带轮轴、摩擦离合器、副Ⅰ轴、副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A、副Ⅰ轴双联齿轮、副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B、副Ⅰ轴滑移齿轮、副Ⅰ轴固定齿轮；机械副变速箱的带轮与带轮轴固定连接，带轮轴通过摩擦离合器与副Ⅰ轴连接，副Ⅰ轴双联齿轮和副Ⅰ轴滑移齿轮与副Ⅰ轴花键连接，副Ⅰ轴双联齿轮上固定连接副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A和副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B，副Ⅰ轴固定齿轮与副Ⅰ轴固定连接；副Ⅲ轴与副Ⅲ轴齿轮B和副Ⅲ轴齿轮A固定连接；副Ⅱ轴与副Ⅱ轴齿轮A、副Ⅱ轴齿轮B、副Ⅱ轴齿轮C、副Ⅱ轴齿轮D固定连接；副Ⅰ轴固定齿轮与副Ⅲ轴齿轮A、副Ⅲ轴齿轮B与副Ⅱ轴齿轮D都处于常啮合状态；主变速箱与HST变速箱相连接，或者主变速箱与机械副变速箱相连接。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1、机器上设置一个主变速箱，完成插植变速和行走系统的大速比的减速，当HST变速箱与主变速箱连接时，构成以HST变速为主的无极变速箱；当机械副变速箱与主变速箱连接时，构成有级的机械变速箱；

2、机器的主变速箱承担行走系统的主要减速和插植变速，可以使得机械副变速箱结构大大简化；

3、HST变速箱和机械副变速箱共用主变速箱的2个外接动力装置的接口，一个用于液压油泵的动力接口，一个用于动力的接口。这样，可以减少主变速箱的外接动力接口数量，简化主变速箱的结构。

4、对生产插秧机变速箱的企业来说，主变速箱、HST变速箱和机械副变速箱采用模块化的设计大大减少了制造成本。

附图说明

图1是本发明的主变速箱与机械式副变速箱组合的机械变速箱机构运动简图；

图2是本发明的主变速箱与HST变速箱组合的无极变速箱机构运动简图；

图中，1、插植输出齿轮，2、Ⅰ轴，3、Ⅱ轴小齿轮，4、Ⅱ轴，5、Ⅲ轴齿轮，6、液压齿轮泵，7、Ⅲ轴，8、Ⅳ轴固定齿轮，9、Ⅳ轴，10、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮，11、Ⅳ轴滑移齿轮，12、Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮，13、Ⅴ轴，14、刹车，15、Ⅴ轴大齿轮，16、Ⅴ轴中齿轮，17、Ⅵ轴，18、Ⅵ轴大齿轮，19、差速器，20、主变速箱体，21、Ⅴ轴小齿轮，22、动力输出轴花键套，23、副Ⅲ轴，24、副Ⅱ轴齿轮D，25、副Ⅲ轴齿轮B，26、副Ⅲ轴齿轮A，27、副Ⅱ轴齿轮C，28、副Ⅱ轴齿轮B，29、副Ⅱ轴齿轮A，30、副Ⅱ轴，31、机械副变速箱体，32、带轮，33、带轮轴，34、摩擦离合器，35、副Ⅰ轴，36、副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A，37、副Ⅰ轴双联齿轮，38、副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B，39、副Ⅰ轴滑移齿轮，40、副Ⅰ轴固定齿轮，41、机械副变速箱，42、液压油泵轴连接花键套，43、液压油泵轴，44、Ⅱ轴大齿轮，45、主变速箱，46、HST变速箱，47、HST液压油泵动力输出轴，48、HST动力输入轴、49、HST动力输出轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，本发明包括主变速箱45和机械副变速箱41，主变速箱45与机械副变速箱41的连接，主变速箱45与HST变速箱46的连接。

主变速箱中Ⅰ轴2上固定连接插植输出齿轮1，Ⅱ轴4上固定连接Ⅱ轴大齿轮44和Ⅱ轴小齿轮3，Ⅲ轴7上固定连接Ⅲ轴齿轮5，Ⅳ轴9上固定连接Ⅳ轴固定齿轮8和花键连接Ⅳ轴滑移齿轮11，Ⅳ轴滑移齿轮11上固定连接Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10和Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮12，Ⅴ轴13上固定连接Ⅴ轴大齿轮15、Ⅴ轴中齿轮16和Ⅴ轴小齿轮21，刹车14的动片与Ⅴ轴花键连接，刹车14的定片与主变速箱体20固定连接，Ⅵ轴17上连接Ⅵ轴大齿轮18，Ⅵ轴大齿轮18与差速器19固定连接，Ⅰ轴~Ⅵ轴安装在主变速箱体20内。

机械副变速箱41的带轮32与带轮轴33固定连接，带轮轴33通过摩擦离合器34与副Ⅰ轴35连接，摩擦离合器34的主动片与带轮轴33花键连接，摩擦离合器33的从动片与副Ⅰ轴35花键连接。副Ⅰ轴双联齿轮37和副Ⅰ轴滑移齿轮39与副Ⅰ轴35花键连接，副Ⅰ轴双联齿轮37上固定连接副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A36和副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B38，副Ⅰ轴固定齿轮40与副Ⅰ轴35固定连接；副Ⅲ轴23与副Ⅲ轴齿轮B25和副Ⅲ轴齿轮A26固定连接；副Ⅱ轴30与副Ⅱ轴齿轮A29、副Ⅱ轴齿轮B28、副Ⅱ轴齿轮C27、副Ⅱ轴齿轮D24固定连接。副Ⅰ轴固定齿轮40与副Ⅲ轴齿轮A26、副Ⅲ轴齿轮B25与副Ⅱ轴齿轮D24都处于常啮合状态。

一、HST变速箱46与主变速箱45组合成无级变速箱

HST变速箱46的HST液压油泵动力输出轴47和主变速箱45的液压油泵轴43通过液压油泵轴连接花键套42相连，HST变速箱46的HST动力输出轴49和主变速箱45的Ⅲ轴7通过动力输出轴花键套22相连，主变速箱45获得动力。

当Ⅳ轴滑移齿轮11右移到Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10与Ⅴ轴大齿轮15和Ⅱ轴大齿轮44啮合时，通过Ⅴ轴小齿轮21与Ⅵ轴大齿轮18的啮合把动力传到行走部件，通过Ⅱ轴小齿轮3与插植输出齿轮1的啮合把动力传到Ⅰ轴2，并带动插植部件运动，形成插植系统的运动和机器的行走。

当Ⅳ轴滑移齿轮11左移到Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮12与Ⅴ轴中齿轮16啮合、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10与Ⅴ轴大齿轮15和Ⅱ轴大齿轮44脱离啮合时，Ⅱ轴4没有动力驱动，通过Ⅴ轴小齿轮21与Ⅵ轴大齿轮18的啮合把动力传到行走部件，形成机器的快速行走，插植系统失去动力。

当Ⅳ轴滑移齿轮11右移动到Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮12与Ⅴ轴中齿轮16分离、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10与Ⅴ轴大齿轮15分离、只有Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10的右侧与Ⅱ轴大齿轮44的左侧啮合时（Ⅱ轴大齿轮44的齿轮宽度比Ⅴ轴大齿轮15宽），Ⅱ轴4的动力只带动插植系统运动，机器处于停止状态。

当Ⅳ轴滑移齿轮11移动到Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮12与Ⅴ轴中齿轮16分离、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10与Ⅴ轴大齿轮15和Ⅱ轴大齿轮44都分离时，Ⅱ轴4和Ⅴ轴13失去动力，插植系统和机器处于停止状态。

二、机械副变速箱41与主变速箱45组合成有级变速箱

机械副变速箱41的副Ⅰ轴35和主变速箱45的液压油泵轴43通过液压油泵轴连接花键套42相连，机械副变速箱41的副Ⅲ轴23和主变速箱45的Ⅲ轴7通过动力输出轴花键套22相连，主变速箱45获得动力。

当Ⅳ轴滑移齿轮11右移动到Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮12与Ⅴ轴中齿轮16分离、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10与Ⅴ轴大齿轮15分离、只有Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮10的右侧与Ⅱ轴大齿轮44的左侧啮合时（Ⅱ轴大齿轮44的齿轮宽度比Ⅴ轴大齿轮15的宽），Ⅱ轴4的动力只带动插植系统运动，机器处于停止状态。

三、机械变速箱41的工作原理及结构

带轮32与带轮轴33固定连接，带轮轴33通过摩擦离合器34与副Ⅰ轴35连接，摩擦离合器34的主动片与带轮轴33花键连接，摩擦离合器33的从动片与副Ⅰ轴35花键连接。

当摩擦离合器34结合时，带轮轴33的动力传给了副Ⅰ轴35；当摩擦离合器34分离时，切断了带轮轴33传给副Ⅰ轴35的动力。

倒档的传动：当摩擦离合器34结合，副Ⅰ轴35上的副Ⅰ轴双联齿轮37的位置处于副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A36和副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B38与副Ⅱ轴齿轮A29、副Ⅱ轴齿轮B28分离时，副Ⅰ轴滑移齿轮39右侧的牙嵌右移到与副Ⅰ轴固定齿轮40左端的牙嵌结合，两个齿轮同步转动，通过副Ⅰ轴固定齿轮40与副Ⅲ轴齿轮A26的啮合，带动副Ⅲ轴23转动，副Ⅲ轴23与副Ⅰ轴35的转动方向相反，形成倒档。

1档的传动：当摩擦离合器34结合，副Ⅰ轴35上的副Ⅰ轴双联齿轮37的位置处于副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A36和副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B38与副Ⅱ轴齿轮A29、副Ⅱ轴齿轮B28分离时，副Ⅰ轴滑移齿轮39左移到与副Ⅱ轴齿轮C27啮合，动力经副Ⅰ轴滑移齿轮39、副Ⅱ轴齿轮C27、副Ⅱ轴30、副Ⅱ轴齿轮D24和副Ⅲ轴齿轮B25传到副Ⅲ轴23，此时，副Ⅲ轴23与副Ⅰ轴35的转向相同，形成1档。

2档的传动：当摩擦离合器34结合，副Ⅰ轴双联齿轮37左移，其上的副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A36与副Ⅱ轴齿轮A29啮合，副Ⅰ轴滑移齿轮39与其他齿轮不啮合时，动力经副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A36、副Ⅱ轴齿轮A29、副Ⅱ轴30、副Ⅱ轴齿轮D24和副Ⅲ轴齿轮B25传到副Ⅲ轴23，此时，副Ⅲ轴23与副Ⅰ轴35的转向相同，形成2档。

3档的传动：当摩擦离合器34结合，副Ⅰ轴双联齿轮37右移，其上的副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B38与副Ⅱ轴齿轮B28啮合，副Ⅰ轴滑移齿轮39与其他齿轮不啮合时，动力经副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B38、副Ⅱ轴齿轮B28、副Ⅱ轴30、副Ⅱ轴齿轮D24和副Ⅲ轴齿轮B25传到副Ⅲ轴23，此时，副Ⅲ轴23与副Ⅰ轴35的转向相同，形成3档。

空档：当副Ⅰ轴双联齿轮37上的齿轮和副Ⅰ轴滑移齿轮39不与副Ⅱ轴30上的齿轮啮合，副Ⅰ轴滑移齿轮39右侧的牙嵌不与副Ⅰ轴固定齿轮40左端的牙嵌结合时，形成空档。

Claims

1.一种模块化设计的HST与有级组合变速箱，其特征在于，它包括主变速箱（45）、HST变速箱（46）和机械副变速箱（41）等；其中，主变速箱（45）包括插植输出齿轮（1）、Ⅰ轴（2）、Ⅱ轴小齿轮（3）、Ⅱ轴（4）、Ⅲ轴齿轮（5）、液压齿轮泵（6）、Ⅲ轴（7）、Ⅳ轴固定齿轮（8）、Ⅳ轴（9）、Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮（10）、Ⅳ轴滑移齿轮（11）、Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮（12）、Ⅴ轴（13）、刹车（14）、Ⅴ轴大齿轮（15）、Ⅴ轴中齿轮（16）、Ⅵ轴（17）、Ⅵ轴大齿轮（18）、差速器（19）、主变速箱体（20）、Ⅴ轴小齿轮（21）、液压油泵轴（43）和Ⅱ轴大齿轮（44）等；所述Ⅰ轴（2）上固定连接插植输出齿轮（1），Ⅱ轴（4）上固定连接Ⅱ轴大齿轮（44）和Ⅱ轴小齿轮（3），Ⅲ轴（7）上固定连接Ⅲ轴齿轮（5），Ⅳ轴（9）上固定连接Ⅳ轴固定齿轮（8）和花键连接Ⅳ轴滑移齿轮（11），Ⅳ轴滑移齿轮（11）上固定连接Ⅳ轴滑移齿轮小齿轮（10）和Ⅳ轴滑移齿轮大齿轮（12），Ⅴ轴（13）上固定连接Ⅴ轴大齿轮（15）、Ⅴ轴中齿轮（16）和Ⅴ轴小齿轮（21），刹车（14）的动片与Ⅴ轴（13）花键连接，刹车（14）的定片与主变速箱体（20）固定连接，Ⅵ轴（17）上连接Ⅵ轴大齿轮（18），Ⅵ轴大齿轮（18）与差速器（19）固定连接，Ⅰ轴~Ⅵ轴安装在主变速箱体（20）内；HST变速箱（46）具有HST液压油泵动力输出轴（47）、HST动力输入轴（48）和HST动力输出轴（49）；机械副变速箱（41）包括副Ⅲ轴（23）、副Ⅱ轴齿轮D（24）、副Ⅲ轴齿轮B（25）、副Ⅲ轴齿轮A（26）、副Ⅱ轴齿轮C（27）、副Ⅱ轴齿轮B（28）、副Ⅱ轴齿轮A（29）、副Ⅱ轴（30）、机械副变速箱体（31）、带轮（32）、带轮轴（33）、摩擦离合器（34）、副Ⅰ轴（35）、副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A（36）、副Ⅰ轴双联齿轮（37）、副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B（38）、副Ⅰ轴滑移齿轮（39）、副Ⅰ轴固定齿轮（40）；机械副变速箱（41）的带轮（32）与带轮轴（33）固定连接，带轮轴（33）通过摩擦离合器（34）与副Ⅰ轴（35）连接，副Ⅰ轴双联齿轮（37）和副Ⅰ轴滑移齿轮（39）与副Ⅰ轴（35）花键连接，副Ⅰ轴双联齿轮（37）上固定连接副Ⅰ轴双联齿轮的大齿轮A（36）和副Ⅰ轴双联齿轮的小齿轮B（38），副Ⅰ轴固定齿轮（40）与副Ⅰ轴（35）固定连接；副Ⅲ轴（23）与副Ⅲ轴齿轮B（25）和副Ⅲ轴齿轮A（26）固定连接；副Ⅱ轴（30）与副Ⅱ轴齿轮A（29）、副Ⅱ轴齿轮B（28）、副Ⅱ轴齿轮C（27）、副Ⅱ轴齿轮D（24）固定连接；副Ⅰ轴固定齿轮（40）与副Ⅲ轴齿轮A（26）、副Ⅲ轴齿轮B（25）与副Ⅱ轴齿轮D（24）都处于常啮合状态；主变速箱（45）与HST变速箱（46）相连接，或者主变速箱（45）与机械副变速箱（41）相连接。

2.根据权利要求1所述模块化设计的HST与有级组合变速箱，其特征在于，所述主变速箱（45）通过动力输出轴花键套（22）和液压油泵轴连接花键套（42）与HST变速箱（46）相连接，或者主变速箱（45）通过动力输出轴花键套（22）和液压油泵轴连接花键套（42）与机械副变速箱（41）相连接。

3.根据权利要求1所述模块化设计的HST与有级组合变速箱，其特征在于，所述主变速箱（45）通过动力输出轴花键套（22）和液压油泵轴连接花键套（42）与HST变速箱（46）相连接具体为：HST变速箱（46）的HST液压油泵动力输出轴（47）和主变速箱（45）的液压油泵轴（43）通过液压油泵轴连接花键套（42）相连接，HST变速箱（46）的HST动力输出轴（49）和主变速箱（45）的Ⅲ轴（7）通过动力输出轴花键套（22）相连接。

4.根据权利要求1所述模块化设计的HST与有级组合变速箱，其特征在于，所述主变速箱（45）通过动力输出轴花键套（22）和液压油泵轴连接花键套（42）与机械副变速箱（41）相连接具体为：机械副变速箱（41）的副Ⅰ轴（35）和主变速箱（45）的液压油泵轴（43）通过液压油泵轴连接花键套（42）相连，机械副变速箱（41）的副Ⅲ轴（23）和主变速箱（45）的Ⅲ轴（7）通过动力输出轴花键套（22）相连。