CN103115128B

CN103115128B - 模块化设计的无级与有级组合变速箱

Info

Publication number: CN103115128B
Application number: CN201210478532.7A
Authority: CN
Inventors: 徐岳平; 李革; 郑君峰; 魏学文; 陈小亮; 曹宁慧
Original assignee: ZHEJIANG XIAOJING AGRICULTURE MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG XIAOJING AGRICULTURE MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: CN103115128A

Abstract

本发明公开了一种模块化设计的无级与有级组合变速箱，包括主变速箱、HST变速箱和机械副变速箱，主变速箱的作用是把动力分为行走和作业两部分，主变速箱上有1个液压油泵轴输入轴和2个动力输入轴；HST变速箱与主变速箱组合时，HST液压油泵动力输出轴与主变速箱液压油泵输入轴连接，HST变速箱动力输出轴与主变速箱的动力输入轴Ⅲ轴连接；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主变速箱的液压油泵输入轴连接，机械副变速箱的动力输出轴与主变速箱的动力输入轴Ⅳ轴连接，构成一个机械有级变速箱。应用本发明，企业在进行有级和无级变速箱的生产调整时，工装设备变动小，生产组织方便，成本低。

Description

模块化设计的无级与有级组合变速箱

技术领域

本发明涉及水稻种植机械，特别涉及一种无级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，静液压无级变速式（HST）、液压机械式无级变速式（HMT）和机械变速式（手动变速式）。前两种液压变速装置可以形成无级调速，整机的结构相对简单、操作方便，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，工厂生产的插秧机变速箱或者是液压变速，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，过去的插秧机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，模块化结构的液压和机械式变速装置。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级变速箱（HST）。

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无级与有级组合变速箱。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化设计的无级与有级组合变速箱，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，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：机械副变速箱体、副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮、副Ⅱ轴后滑移齿轮、副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮、副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮、副Ⅱ轴前滑移齿轮、副Ⅱ轴、副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮、带轮、副Ⅰ轴、摩擦离合器、空心轴齿轮A、空心轴、空心轴齿轮B、空心轴齿轮C、倒档过渡齿轮、空心轴齿轮D和倒档过渡齿轮轴；机械副变速箱的副Ⅱ轴上花键连接副Ⅱ轴后滑移齿轮和副Ⅱ轴前滑移齿轮，副Ⅱ轴后滑移齿轮上固定连接副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮和副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮，副Ⅱ轴前滑移齿轮上固定连接副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮；副Ⅰ轴上套有空心轴，空心轴上固定连接空心轴齿轮A、空心轴齿轮B、空心轴齿轮C和空心轴齿轮D，倒档过渡齿轮轴上固定连接倒档过渡齿轮，空心轴齿轮D与倒档过渡齿轮处于常啮合状态，带轮固定连接在副Ⅰ轴的左端，摩擦离合器的主动片与副Ⅰ轴花键连接，摩擦离合器的从动片与空心轴花键连接；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。

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增扭，当HST变速箱与主变速箱连接时，构成以HST变速为主的无级变速箱；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分别用不同的主变速箱动力输入接口，即主变速箱上有3个外接动力装置的接口，可以使得机械副变速箱的制造比较容易，减小机械副变速箱的体积。

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变速箱组合的无级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、机械副变速箱体，24、副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮，25、副2轴后滑移齿轮，26、副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮，27、副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮，28、副Ⅱ轴前滑移齿轮，29、副Ⅱ轴，30、副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮，31、带轮，32、副Ⅰ轴，33、摩擦离合器，34、空心轴齿轮A，35、空心轴，36、空心轴齿轮B，37、空心轴齿轮C，38、倒档过渡齿轮，39、机械副变速箱，40、空心轴齿轮D，41、倒档过渡齿轮轴，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39，主变速箱45与机械副变速箱39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。

机械副变速箱39的副Ⅱ轴29上花键连接副Ⅱ轴后滑移齿轮25和副Ⅱ轴前滑移齿轮28，副Ⅱ轴后滑移齿轮25上固定连接副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24和副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮26，副Ⅱ轴前滑移齿轮28上固定连接副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮27和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮30，副Ⅰ轴32上套有轴空心轴35，空心轴35上固定连接空心轴齿轮A34、空心轴齿轮B36、空心轴齿轮C37和空心轴齿轮D40，倒档过渡齿轮轴41上固定连接倒档过渡齿轮38，空心轴齿轮D40与倒档过渡齿轮38处于常啮合状态，带轮31固定连接在副Ⅰ轴32的左端，摩擦离合器33的主动片与副Ⅰ轴32花键连接，摩擦离合器33的从动片与空心轴35花键连接。

一、HST变速箱46与主变速箱45组合成静液压式无级变速箱

当HST变速箱46的HST动力输出轴49通过动力输出轴花键套22与主变速箱Ⅲ轴7的左端连接、HST液压油泵动力输出轴47通过液压油泵轴连接花键套42与液压油泵轴43连接时，HST变速箱46的动力传递到主变速箱45，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39与主变速箱45组合成有级变速箱

机械副变速箱39的副Ⅰ轴32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39的副Ⅱ轴29和主变速箱45的Ⅳ轴9通过动力输出轴花键套22相连，主变速箱45获得动力。（此时，可以把Ⅳ轴固定齿轮8和Ⅲ轴齿轮5、Ⅲ轴7从主变速箱39中卸掉，而不影响工作）。

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，形成插植插植系统的运动和机器的行走。

三、机械变速箱39的工作原理及结构

空心轴35套在副Ⅰ轴32上，它们之间通过摩擦离合器33连接，摩擦离合器33的主动片与副Ⅰ轴32花键连接，摩擦离合器33的从动片与空心轴35花键连接，副Ⅰ轴32与带轮31固定连接。

当摩擦离合器33分离时，副Ⅰ轴32不能带动空心轴35转动，副Ⅰ轴32在带轮31的带动下，通过液压油泵轴连接花键套42驱动液压油泵轴43和液压齿轮泵6转动；当摩擦离合器33结合时，副Ⅰ轴32带动空心轴35一起转动，带动空心轴齿轮A34、空心轴齿轮36B、空心轴齿轮C37和空心轴齿轮D40转动。

当摩擦离合器33结合、副Ⅱ轴前滑移齿轮28左移，使得空心轴齿轮A34与副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮30啮合、而副Ⅱ轴后滑移齿轮25上的副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮26和副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24不与空心轴齿轮C37和倒档过渡齿轮38啮合时，带轮31的动力通过副Ⅰ轴32、摩擦离合器33、空心轴35、空心轴齿轮A34和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮30、副Ⅱ轴29和动力输出轴花键套22传到主变速箱45的动力输入轴Ⅳ轴9上，带动主变速箱45的齿轮转动，形成前进1档。

当摩擦离合器33结合、副Ⅱ轴前滑移齿轮28右移，使得空心轴齿轮B36与副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮27啮合、而副Ⅱ轴后滑移齿轮25上的副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮26和副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24不与空心轴齿轮C37和倒档过渡齿轮38啮合时，带轮31的动力通过副Ⅰ轴32、摩擦离合器33、空心轴35、空心轴齿轮B36和副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮27、副Ⅱ轴29和动力输出轴花键套22传到主变速箱45的动力输入轴Ⅳ轴9上，带动主变速箱45的齿轮转动，形成前进2档。

当摩擦离合器33结合、副Ⅱ轴后滑移齿轮25左移，使得空心轴齿轮C37与副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮26啮合、而副Ⅱ轴前滑移齿轮28上的副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮27和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮30不与空心轴35上的齿轮啮合时，带轮31的动力通过副Ⅰ轴32、摩擦离合器33、空心轴35、空心轴齿轮C37和副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮26、副Ⅱ轴29和动力输出轴花键套22传到主变速箱45的动力输入轴Ⅳ轴9上，带动主变速箱45的齿轮转动，形成前进3档。

当摩擦离合器33结合、副Ⅱ轴后滑移齿轮25右移，使得空心轴齿轮D40与倒档过渡齿轮38和副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24啮合、而副Ⅱ轴前滑移齿轮28上的副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮27和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮30不与空心轴35上的齿轮啮合时，带轮31的动力通过副Ⅰ轴32、摩擦离合器33、空心轴35、空心轴齿轮D40、倒档过渡齿轮38、副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24、副Ⅱ轴29和动力输出轴花键套22传到主变速箱45的动力输入轴Ⅳ轴9上，带动主变速箱45的齿轮转动，形成倒档。

当副Ⅱ轴前滑移齿轮28上的两个齿轮和副Ⅱ轴后滑移齿轮25上的两个齿轮都不与空心轴35上的所有齿轮啮合、且副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮24也不与倒档过渡齿轮38啮合时，机器处于空档状态。

Claims

1.一种模块化设计的无级与有级组合变速箱，其特征在于，包括主变速箱（45）、HST变速箱（46）和机械副变速箱（39）；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）；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），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（39）包括：机械副变速箱体（23）、副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮（24）、副Ⅱ轴后滑移齿轮（25）、副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮（26）、副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮（27）、副Ⅱ轴前滑移齿轮（28）、副Ⅱ轴（29）、副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮（30）、带轮（31）、副Ⅰ轴（32）、摩擦离合器（33）、空心轴齿轮A（34）、空心轴（35）、空心轴齿轮B（36）、空心轴齿轮C（37）、倒档过渡齿轮（38）、空心轴齿轮D（40）和倒档过渡齿轮轴（41）；机械副变速箱（39）的副Ⅱ轴（29）上花键连接副Ⅱ轴后滑移齿轮（25）和副Ⅱ轴前滑移齿轮（28），副Ⅱ轴后滑移齿轮（25）上固定连接副Ⅱ轴后滑移齿轮小齿轮（24）和副Ⅱ轴后滑移齿轮大齿轮（26），副Ⅱ轴前滑移齿轮（28）上固定连接副Ⅱ轴前滑移齿轮小齿轮（27）和副Ⅱ轴前滑移齿轮大齿轮（30）；副Ⅰ轴（32）上套有空心轴（35），空心轴（35）上固定连接空心轴齿轮A（34）、空心轴齿轮B（36）、空心轴齿轮C（37）和空心轴齿轮D（40），倒档过渡齿轮轴（41）上固定连接倒档过渡齿轮（38），空心轴齿轮D（40）与倒档过渡齿轮（38）处于常啮合状态，带轮（31）固定连接在副Ⅰ轴（32）的左端，摩擦离合器（33）的主动片与副Ⅰ轴（32）花键连接，摩擦离合器（33）的从动片与空心轴（35）花键连接；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（39）相连。

2.根据权利要求1所述模块化设计的无级与有级组合变速箱，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（39）相连。

3.根据权利要求1所述模块化设计的无级与有级组合变速箱，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，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。

4.根据权利要求1所述模块化设计的无级与有级组合变速箱，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（39）相连接具体为：机械副变速箱（39）的副Ⅰ轴（32）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（39）的副Ⅱ轴（29）和主变速箱（45）的Ⅳ轴（9）通过动力输出轴花键套（22）相连。