CN104864041B - 大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及拖拉机设备领域，具体涉及一种大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，包括依次排列的主变速装置、副变速装置、分动箱装置，其中主变速装置一端与发动机相连，副变速装置一端与拖拉机的后桥相连，另一端与前桥相连，分动箱装置装有湿式离合器，提供拖拉机后动力输出及提升泵和润滑泵输出。本发明可将拖拉机发动机的动力向拖拉机后桥、前桥和动力输出轴传递，并可实现16个前进档，4个到退档，1个后动力输出、1个提升泵口和1个润滑泵口。
Description
技术领域
本发明涉及拖拉机设备领域，具体涉及一种大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置。
背景技术
目前，在国内生产的大功率拖拉机上，多数变速箱装置存在工作档位少的不足，其中，公开号为CN203847638U的中国专利公开了一种多档位拖拉机变速箱，其通过主变速机构、副变速机构及梭式换挡机构可实现十六个前进档和十六个倒退档，实现了多档位的功能，但其动力输出路径单一。
另外，变速箱大多采用全啮合套换档或者主箱同步器换档、副箱啮合套换档的方式，且同步器多采用单锥面同步器，单锥面同步器存在容量小、工作档位少，且换档冲击大、操纵不方便的缺点。
为适应现有市场需求及今后国内外拖拉机市场的发展，发明一种换档操纵轻便，工作档位较多，同时具备多路动力输出的轮式拖拉机变速箱装置迫在眉睫。
发明内容
为了实现操纵方便、工作档位较多、多路动力输出的目的，本发明提供大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置。
本发明采用如下技术方案：
一种大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，包括依次排列的主变速装置、副变速装置、分动箱装置，其中，
主变速装置中包括主动轴、从动轴及倒档惰轮轴，主动轴与发动机连接，主动轴上依次设有I档/倒档主动齿轮、II档主动齿轮、III档主动齿轮和IV档主动齿轮，从动轴依次设有倒档被动齿轮、I档被动齿轮、II档被动齿轮、III档被动齿轮及IV档被动齿轮，倒档惰轮轴上设有倒档惰轮，所述从动轴上还设有第一同步器、第二同步器及第一啮合套，第一同步器设置在III档被动齿轮与IV档被动齿轮之间，第二同步器设置在I档被动齿轮与II档被动齿轮之间，第一啮合套设置在I档被动齿轮与倒档被动齿轮之间；
副变速装置包括副变速主动轴、副变速从动轴及前桥输出轴，副变速主动轴与从动轴共线并相连接，副变速从动轴与后桥连接，前桥输出轴与前桥连接，所述主动轴、从动轴及前桥输出轴的轴心相互平行，所述副变速主动轴上依次设有D档主动齿轮、第三同步器、C档主动齿轮、B档主动齿轮、第四同步器、A档主动齿轮，所述副变速从动轴上依次设有D档被动齿轮、C档被动齿轮、B档被动齿轮、A档被动齿轮，所述前桥输出轴上设有前桥变速齿轮和第二啮合套，所述C档被动齿轮与前桥变速齿轮常啮合；
分动箱装置包括相互平行的动力输入轴、湿式离合轴、提升泵轴及润滑泵轴，动力输入轴与发动机联接，动力输入轴分别穿过主动轴心部及副变速箱内部，所述提升泵轴、润滑泵轴分别对应与提升泵、润滑泵连接，动力输入轴上设有动力主动齿轮，湿式离合轴上设有湿式离合器、湿式离合被动齿轮，提升泵轴及润滑泵轴对应设有提升泵轴被动齿轮、润滑泵轴被动齿轮。
主变速装置中，所述I档/倒档主动齿轮与I档被动齿轮及倒档惰轮常啮合，倒档惰轮与倒档被动齿轮常啮合，所述II档主动齿轮、III档主动齿轮、IV档主动齿轮分别对应与II档被动齿轮、III档被动齿轮、IV档被动齿轮常啮合。
副变速装置中，所述A档主动齿轮、B档主动齿轮、C档主动齿轮、D档主动齿轮分别对应与A档被动齿轮、B档被动齿轮、C档被动齿轮、D档被动齿轮常啮合。
分动箱装置中，动力主动齿轮与湿式离合被动齿轮常啮合，湿式离合被动齿轮分别与提升泵轴被动齿轮、润滑泵轴被动齿轮常啮合。
所述第一同步器、第二同步器、第三同步器及第四同步器均为双锥面同步器，双锥面同步器加工精度高，同步性好，换档轻便时间短，且可以减缓同步时的冲击。
主变速装置中，所述主动轴为I档/倒档主动齿轮及II档主动齿轮的齿轮轴，主动轴通过渐开线花键分别与III档主动齿轮、IV档主动齿轮连接。
优选的，副变速主动轴通过渐开线花键与从动轴连接；动力输入轴与发动机通过花键法兰联接。
通常，提升泵轴、润滑泵轴分别设置在湿式离合轴两侧。
本发明使用时，拖拉机发动机动力可分两路经本发明传递(→表示动力传递方向)：
第一路从拖拉机发动机通过动力输入轴传递到分动箱装置，从而驱动拖拉机动力输出、提升泵及润滑泵，具体传动路线如下：
1)动力输出：动力输入轴→动力主动齿轮→湿式离合被动齿轮→湿式离合轴→动力输出口；
2)提升泵：动力输入轴→动力主动齿轮→湿式离合被动齿轮→被动齿轮→提升泵；
3)润滑泵：动力输入轴→动力主动齿轮→湿式离合被动齿轮→被动齿轮→润滑泵。
第二路首先从拖拉机发动机传递到本发明的主变速装置，主变速装置根据从动轴上第一同步器、第二同步器及第一啮合套的不同状态可实现4个前进档和一个倒退档，每个档的动力传递路径如下：
I档：第二同步器的齿套向右滑动，与I档被动齿轮短齿啮合，从动轴上第一同步器和第一啮合套处于空档位置，动力由主动轴→I档主动齿轮→I档被动齿轮→第二同步器→从动轴；
II档：第二同步器的齿套向左滑动，与II档被动齿轮短齿啮合，从动轴上第一同步器和第一啮合套处于空档位置，动力由主动轴→II档主动齿轮→II档被动齿轮→第二同步器→从动轴；
III档：第一同步器的齿套向右滑动，与III档被动齿轮短齿啮合，从动轴上第二同步器和第一啮合套处于空档位置，动力由主动轴→III档主动齿轮→III档被动齿轮→第一同步器→从动轴；
IV档：第一同步器的齿套向左滑动，与IV档被动齿轮短齿啮合，从动轴上第二同步器和第一啮合套处于空档位置，动力由主动轴→IV档主动齿轮→IV档被动齿轮→第一同步器→从动轴；
倒档：第一啮合套向右滑动，与倒档被动齿轮短齿啮合，从动轴上第一同步器、第二同步器处于空档位置，动力由主动轴→倒档主动齿轮→倒档惰轮→第一啮合套→倒档被动齿轮→从动轴，
动力传递到从动轴后，再由从动轴传到副变速装置中，副变速装置根据装在副变速主动轴上的第三同步器、第四同步器的状态可实现4个档，每个档的动力传递路线如下：
A档：第四同步器的齿套向右滑动，与A档主动齿轮短齿啮合，副变速主动轴上第三同步器处于空档位置，动力由副变速主动轴→A档主动齿轮→第四同步器→A档从动齿轮→副变速从动轴(拖拉机后桥)→C档被动齿轮→前桥变速齿轮→前桥输出轴(拖拉机前桥)；
B档：第四同步器的齿套向左滑动，与B档主动齿轮短齿啮合，副变速主动轴上第三同步器处于空档位置，动力由副变速主动轴→B档主动齿轮→第四同步器→B档从动齿轮→副变速从动轴(拖拉机后桥)→C档被动齿轮→前桥变速齿轮→前桥输出轴(拖拉机前桥)；
C档：第三同步器的齿套向右滑动，与C档主动齿轮短齿啮合，副变速主动轴上第四同步器处于空档位置，动力由副变速主动轴→C档主动齿轮→第三同步器→C档被动齿轮→副变速从动轴(拖拉机后桥)→C档被动齿轮→前桥变速齿轮→前桥输出轴(拖拉机前桥)；
D档：第三同步器的齿套向左滑动，与D档主动齿轮短齿啮合，副变速主动轴上第四同步器处于空档位置，动力由副变速主动轴→D档主动齿轮→第三同步器→D档从动齿轮→副变速从动轴(拖拉机后桥)→C档被动齿轮→前桥变速齿轮→前桥输出轴(拖拉机前桥)。
综合动力传递的两路，主变速装置、副变速装置组合，就可以实现16个前进档、4个倒退档，分动箱装置实现1个后动力输出、1个提升泵口和1个润滑泵口。
本发明的优点及有益效果为：
本发明采用包括上述布置，传动路清晰，结构新颖紧凑，可将拖拉机发动机的动力向拖拉机后桥、前桥和动力输出轴传递；
本发明通过主变速装置、副变速装置和分动箱装置的组合，可实现16个前进档，4个到退档，1个后动力输出、1个提升泵口和1个润滑泵口，结构简单，容易维护；
本发明主变速装置、副变速装置均采用同步器换挡，且为双锥面同步器，双锥面同步器容量大，同步时间短，换档平顺，冲击力小，所有前进档均可实现不停车换档，作业效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，X1-主变速装置，X2-副变速装置，X3-分动箱装置，X4-发动机，X5-前桥，X6-后桥，X7-提升泵，X8-动力输出口，X9-润滑泵，1-主动轴，2-动力输入轴，3-IV档主动齿轮，4-III档主动齿轮，5-II档主动齿轮，6-I档/倒档主动齿轮，7-从动轴，8-IV档被动齿轮，901-第一同步器，902-第二同步器，903-第三同步器，904-第四同步器，10-III档被动齿轮，11-II档被动齿轮，12-I档被动齿轮，13-倒档被动齿轮，14-倒档惰轮，15-倒档惰轮轴，16-副变速主动轴，17-D档主动齿轮，18-C档主动齿轮，19-B档主动齿轮，20-A档主动齿轮，21-D档被动齿轮，22-C档被动齿轮，23-B档被动齿轮，24-副变速从动轴，25-A档被动齿轮，26-第二啮合套，27-前桥输出轴，28-前桥变速齿轮，29-提升泵轴被动齿轮，30-湿式离合被动齿轮，31-湿式离合轴，32-湿式离合器，33-动力主动齿轮，34-润滑泵轴被动齿轮，35-润滑泵轴，36-提升泵轴，37-第一啮合套。
具体实施方式
如图1所示，一种大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，包括主变速装置X1、副变速装置X2、分动箱装置X3，主变速装置X1、副变速装置X2、分动箱装置X3依次排列。其中主变速装置X1一端与发动机X4相连，副变速装置X2一端与拖拉机的后桥X6相连，另一端与前桥X5相连，分动箱装置X3装有湿式离合器32，提供拖拉机动力输出口X8的后动力输出及提升泵X7和润滑泵X9的输出。
主变速装置X1中装有主动轴1、从动轴7及倒档惰轮轴15，副变速装置X2装有副变速主动轴16、副变速从动轴24及前桥输出轴27，分动箱装置X3装有相互平行的动力输入轴2、湿式离合轴31、提升泵轴36及润滑泵轴35。其中从动轴7与副变速主动轴16在一条直线上，主动轴1与动力输入轴2轴心在同一条直线上，主动轴1、从动轴7及前桥输出轴27轴心相互平行，动力输入轴2从主动轴1心部及副变速装置X2内部穿过。
在主变速装置X1中，主动轴1是包括I档/倒档主动齿轮6和II档主动齿轮5的齿轮轴，主动轴1上还通过渐开线花键装有III档主动齿轮4和IV档主动齿轮3，从动轴7上装有倒档被动齿轮13、I档被动齿轮12、II档被动齿轮11、III档被动齿轮10、IV档被动齿轮8，倒档惰轮轴15上装有倒档惰轮14。I档/倒档主动齿轮6分别与I档被动齿轮12和倒档惰轮14常啮合，倒档惰轮14与倒档被动齿轮13常啮合，II档主动齿轮5与II档被动齿轮11常啮合，III档主动齿轮4与III档被动齿轮10常啮合，IV档主动齿轮3与IV档被动齿轮8常啮合。从动轴7上装有可轴向滑动的第一同步器901、第二同步器902及第一啮合套37，第一同步器901控制III档被动齿轮10、IV档被动齿轮8与从动轴7联接一体，第二同步器902控制I档被动齿轮12、II档被动齿轮11与从动轴7联接一体，第一啮合套37控制倒档被动齿轮13与从动轴7联接一体。优选的，第一同步器901、第二同步器902可选用碳纤维双锥面重型同步器。
在副变速装置X2中，副变速主动轴16通过渐开线花键与从动轴7相连。副变速主动轴16上依次装有D档主动齿轮17、第三同步器903、C档主动齿轮18、B档主动齿轮19、第四同步器904、A档主动齿轮20。副变速从动轴24上装有D档被动齿轮21，C档被动齿轮22、B档被动齿轮23、A档被动齿轮25。前桥输出轴27上装有前桥变速齿轮28和第二啮合套26。A档主动齿轮20、B档主动齿轮19、C档主动齿轮18、D档主动齿轮17依次对应与A档被动齿轮25、B档被动齿轮23、C档被动齿轮22、D档被动齿轮21常啮合，C档被动齿轮22与前桥变速齿轮28常啮合，第三同步器903、第四同步器904通过轴向滑动来实现副变速装置X2各档主动齿轮与副变速主动轴16的联接，第二啮合套26通过轴向滑动来实现前桥变速齿轮28与前桥输出轴27的联接。优选的，第三同步器903、第四同步器904可选用双锥面同步器。
在分动箱装置X3中，动力输入轴2直接与发动机X4的飞轮通过花键法兰联接，动力输入轴2上装有动力主动齿轮33，湿式离合轴31上装有湿式离合器32及湿式离合被动齿轮30，提升泵轴36及润滑泵轴35对应设有提升泵轴被动齿轮29、润滑泵轴被动齿轮34。动力主动齿轮33与湿式离合被动齿轮30常啮合，湿式离合被动齿轮30分别与提升泵轴被动齿轮29、润滑泵轴被动齿轮34常啮合，动力输出通过湿式离合器32来实现控制，提升泵轴36及润滑泵轴35输出与发动机X4同步，为常转。
主变速装置X1、副变速装置X2和分动箱装置X3组合，可以实现16个前进档、4个后退档、1个后动力输出、1个提升泵口和1个润滑泵口。
Claims (5)
1.一种大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，其特征是，包括依次排列的主变速装置、副变速装置、分动箱装置，其中，
主变速装置中包括主动轴、从动轴及倒档惰轮轴，主动轴与发动机连接，主动轴上依次设有I档/倒档主动齿轮、II档主动齿轮、III档主动齿轮和IV档主动齿轮，从动轴依次设有倒档被动齿轮、I档被动齿轮、II档被动齿轮、III档被动齿轮及IV档被动齿轮，倒档惰轮轴上设有倒档惰轮，所述从动轴上还设有第一同步器、第二同步器及第一啮合套，第一同步器设置在III档被动齿轮与IV档被动齿轮之间，第二同步器设置在I档被动齿轮与II档被动齿轮之间，第一啮合套设置在I档被动齿轮与倒档被动齿轮之间；
副变速装置包括副变速主动轴、副变速从动轴及前桥输出轴，副变速主动轴与从动轴共线并相连接，副变速从动轴与后桥连接，前桥输出轴与前桥连接，所述主动轴、从动轴及前桥输出轴的轴心相互平行，所述副变速主动轴上依次设有D档主动齿轮、第三同步器、C档主动齿轮、B档主动齿轮、第四同步器、A档主动齿轮，所述副变速从动轴上依次设有D档被动齿轮、C档被动齿轮、B档被动齿轮、A档被动齿轮，所述前桥输出轴上设有前桥变速齿轮和第二啮合套，所述C档被动齿轮与前桥变速齿轮常啮合；
分动箱装置包括相互平行的动力输入轴、湿式离合轴、提升泵轴及润滑泵轴，动力输入轴与发动机联接，动力输入轴分别穿过主动轴心部及副变速箱内部，所述提升泵轴、润滑泵轴分别对应与提升泵、润滑泵连接，动力输入轴上设有动力主动齿轮，湿式离合轴上设有湿式离合器、湿式离合被动齿轮，提升泵轴及润滑泵轴对应设有提升泵轴被动齿轮、润滑泵轴被动齿轮；分动箱装置中，动力主动齿轮与湿式离合被动齿轮常啮合，湿式离合被动齿轮分别与提升泵轴被动齿轮、润滑泵轴被动齿轮常啮合；提升泵轴、润滑泵轴分别设置在湿式离合轴两侧；
主变速装置中，所述主动轴为I档/倒档主动齿轮及II档主动齿轮的齿轮轴，主动轴通过渐开线花键分别与III档主动齿轮、IV档主动齿轮连接；副变速主动轴通过渐开线花键与从动轴连接。
2.根据权利要求1所述的大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，其特征是，主变速装置中，所述I档/倒档主动齿轮与I档被动齿轮及倒档惰轮常啮合，倒档惰轮与倒档被动齿轮常啮合，所述II档主动齿轮、III档主动齿轮、IV档主动齿轮分别对应与II档被动齿轮、III档被动齿轮、IV档被动齿轮常啮合。
3.根据权利要求1所述的大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，其特征是，副变速装置中，所述A档主动齿轮、B档主动齿轮、C档主动齿轮、D档主动齿轮分别对应与A档被动齿轮、B档被动齿轮、C档被动齿轮、D档被动齿轮常啮合。
4.根据权利要求1所述的大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，其特征是，所述第一同步器、第二同步器、第三同步器及第四同步器均为双锥面同步器。
5.根据权利要求1所述的大功率轮式拖拉机全同步器换档变速箱装置，其特征是，动力输入轴与发动机通过花键法兰联接。
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