CN106740077A - 具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机 - Google Patents

Abstract

一种具有并联结构关系高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，主机包括动力、离合器、高效动力变速系统、驾驶舱、前仿形铰体、后仿形铰体、主桥和主机行走系；辅机包括辅桥、机架、提升器、转向臂和辅机行走系；高效动力变速系统包括大功率箱、变速箱、汇流箱，大功率箱包括输入轴，入端齿轮副、输出齿、前齿副、出端齿轮副、前动力轴、动力输出轴；变速箱采用通用技术，汇流箱包括行星轮系、差速大齿、末端直齿副、差速器、终端输出轴、静液压变速器或马达、马达齿。本发明具有前/后动力输出接口、动力无级变速、任意时段四轮同步驱动、换装履带、前后铰接辅机，组成四轮同步驱动的自走式农业装备。

Description

具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机。

背景技术

目前，各种农机具发展都渐趋成熟，但却没有适应山区/丘陵环境的自走式动力机械来配挂这些现代机具；另一方面25度左右坡度的高坡田块的耕作和水果等经济作物的生产，急需用机械作业来降低劳动强度，提高生产效率。

现在山区唯一通用的自走式动力机械手扶拖拉机要实现全程机械化明显力不从心，表现在：a. .配套现代机具动力不足；b.大多情况只能步进；c.驾驶劳动强度大，d安全系数低，而山区盘式拖拉机是一种铰接式运输机械,自1982年诞生以来,成为山区/丘陵农村运输不可缺少的机械。但它的致命缺陷是无大功率输出接口，不能配挂现代农机具。

在农业全程机械化的引导下，自走式农机不断涌现，随之而来的就是投入不断增加，但设备利用时间短,适应性差，投资回报率低；另一方面，库房扩容费用增加，五花八门的底盘，质量差、配件难找，保养费用增加，造成农机制造成本、使用成本双高现象和固定资产严重浪费的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机。其特点是：结构紧凑，重心低，转向半径小，整机更趋灵活自如；高效动力变速系统使主机提供前后动力输出接口、动力无级变速、任意时段四轮同步驱动/半履带行驶工况；使企业不同系列、不同机型产品生产变得简单；同时也解决了拖拉机在长坡行驶中因变速箱局部缺油而烧损传动件的问题。

本发明采用的技术方案是：一种具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，包括主机和辅机；主机又包括动力、离合器、高效动力变速系统、驾驶舱、前仿形铰体、后仿形铰体、主桥和主机行走系；辅机又包括辅桥、机架、提升器、转向臂和辅机行走系；前仿形铰体设置在主机前中部，后仿形铰体设置在主机后中部，后仿形铰体与辅机上的转向臂铰接组成铰接式山地拖拉机；后仿形铰体与农业机具的前置转向臂铰接，组成后置式自走式农业装备；前仿形铰体与收割机械或农业机具的后置转向臂铰接，组成前置式自走式收割机或农业装备；

所述山地拖拉机的高效动力变速系统，由大功率箱、变速箱、汇流箱组成，所述大功率箱包括：输入轴，入端齿轮副、输出齿、前齿副、出端齿轮副、前动力轴、动力输出轴；所述变速箱采用YZ-50自走式联合收割机变速箱三档变速结构，包括：变速一轴，取力齿轮副，变速二轴、联齿、档位齿；所述汇流箱包括：、行星轮系、差速大齿、末端直齿副、差速器、终端输出轴、静液压变速器或马达、马达齿；

所述大功率箱的输入轴前端与离合器固装，所述输入轴花键位滑动装设有入端齿轮副的输入端，中部转动设有出端齿轮副的输入端、后部固装有输出齿；所述大功率箱的动力输出轴依次固装有前齿副的输入端、转动装设有入端齿轮副的输出端、固定装设有出端齿轮副输出端；所述大功率箱的前动力轴上固装有前齿副的输出端，所述输出齿与变速箱取力齿轮副的输入端啮合，取力齿轮副的输出端固装在变速二轴上，变速二轴的花键位滑动装设有联齿，联齿与固装于变速一轴上的档位齿啮合，将动力传递给变速一轴；变速一轴的输出端伸入汇流箱内并固装有行星轮系的太阳轮、转动装设有行星架；所述行星轮系包括：太阳轮、齿圈、行星架；所述齿圈固定装设在行星架上，所述太阳轮通过行星轮系内部行星齿轮与齿圈的内齿端啮合；所述齿圈的外齿，同时与马达齿、差速大齿啮合；所述马达齿固装于静液压变速器或马达的输出轴上，所述差速大齿固装于差速器的壳体上；所述差速器两侧分别同轴固装末端直齿副，所述末端直齿副输出端固装有终端输出轴。

上述技术方案中，所述高效动力变速系统的传动结构为：大功率箱的输入轴、离合器、直连动力；大功率箱将其输入轴上的动力一分为二：一路由大功率箱的输入轴、入端齿轮副、出端齿轮副、前齿副组成的传动结构变速，由前动力轴、动力输出轴输出，提供农具所需动力；另一路主动力流通过大功率箱的输入轴、输出齿、变速箱的取力齿轮副，输入变速箱，经变速箱的变速二轴、联齿、档位齿、变速一轴，输入汇流箱行星轮系的太阳轮上，通过行星轮系的行星轮传到齿圈，与固装于辅路静液压变速器或马达输出轴上的马达齿啮合汇流，实现铰接式山地拖拉机的高效动力无级变速。

上述技术方案中，所述静液压变速器或马达由配套液压系统提供动力，其输出的动力流，经马达齿汇入行星轮系齿圈的外齿端，两股汇集的动力流相互影响着齿圈的输出速度，通过齿圈、差速大齿、差速器、末端直齿副、终端输出轴等传动件输出至前/后桥，再利用全驱变速器技术实现前/后终端输出轴间的差速输出和同步输出。

具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，通过主机提供前/后动力输出接口，提供动力无级变速、任意时段四轮同步驱动、前/后桥轴间差速输出。所述前/后桥轴间差速输出的技术，使本发明拖拉机不必考虑履带与车轮之间的速比差异，将前轮或后轮直接换装履带行走系，即实现半履带工况；主机前铰接与甘蔗收割机配套的辅机，通过主机的前动力输出轴，提供收割机所需大功率，组成动力无级变速、任意时段四轮同步驱动的自走式甘蔗收割机。

主机的并联结构高效动力变速系统将后终端输出轴或前终端输出轴轴端封闭，并锁定差速，动力单向输出至主桥，主机即转型成如图5、图6所示的两履带前驱动或后驱动拖拉机；这种两履带拖拉机包括：主机、液压系统、转向缸、传动腿、履带式机架、两履带式行走系。在解决了四轮底盘与两履带底盘互换和通用技术难点的同时，再利用专利水田管理机传动腿的大腿技术，解决了长期困扰水田轻型履带式拖拉机底盘的原地转向问题。

本发明取得的有益技术效果：

本发明的具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，提供前/后动力输出接口、动力无级变速、任意时段四轮同步驱动，直接换装履带实现半履作业工况；可视需要前后铰接辅机，组成四轮同步驱动的自走式农业装备；通过高效动力变速系统、传动腿等技术，解决了四轮底盘与两履带底盘通用性方面的技术难点，实现轮式拖拉机、履带式拖拉机底盘共用和两履带底盘零半径转向；高效动力变速系统的技术方案，使主机带有多种运行工况；其高效动力变速系统的短箱设计结构，妥善解决了拖拉机或农机底盘在长坡行驶中，变速箱局部缺油造成传动件烧损的现象。

本发明，充分利用现有成熟技术的优势，降低拖拉机的制造成本和使用成本，用新技术解决现有技术存在的高耗能低效率的问题，还解决了拖拉机及自走式农机停滞时间长、工作时间短的烦恼；提高了拖拉机的通过性和驾驶舒适度、通用性和全年利用率。

附图说明：

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例2结构示意图；

图3为本发明实施例3结构示意图；

图4为并联结构高效动力变速系统传动示意图；

图5为本发明主机构成的履带式果园拖拉机示意图；

图6为本发明主机构成的轻型履带拖拉机示意图。

图示说明

主机1，动力11，离合器12，高效动力变速系统13，大功率箱131，输入轴1311，入端齿轮副1312，输出齿1313，前齿副1314，出端齿轮副1315，前动力轴1316，动力输出轴1317，变速箱132，变速一轴1321，取力齿轮副1322，变速二轴1323、联齿1324、档位齿1325、汇流箱133，行星轮系1333，太阳轮13331，齿圈13332，行星架13333，差速大1334，末端直齿副1335，差速器1336，终端输出轴1337，静液压变速器或马达134，马达齿1341，驾驶舱14，主桥15，辅机2，辅桥21，机架22，提升器23，转向臂24，仿形铰体3，前仿形铰体31，后仿形铰体32，液压系统4，转向缸5，传动腿６，行走系7，主机行走系71，辅机行走系72、农机具8。

具体实施方式：

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机包括主机1、辅机2和仿形铰体3、转向臂24、行走系7；主机1前中部设置有前仿形铰体31、后中部设置有后仿形铰体32。主机1后仿形铰体32与辅机2上的转向臂24铰接，组成铰接式山地拖拉机；主机1后仿形铰体32与农机具8的前置转向臂铰接，组成后置式自走式农业装备；主机1前仿形铰体31与收割机械或农机具8的后置转向臂铰接，组成前置自走式收割机或农业装备。本发明在全驱变速器四驱同步技术的基础上，突破后置汇流技术难点，提供高效低耗的动力变速技术方案、前后动力输出技术方案。高效动力变速系统13的短箱设计结构，妥善解决了拖拉机或农机底盘在长坡行驶中，变速箱局部缺油造成传动件烧损的现象。

如图1、2、3所示：主机1包括动力11、离合器12、高效动力变速系统13、驾驶舱14、前仿形铰体31、后仿形铰体32，主桥15、主机行走系71。所述辅机2包括辅桥21、机架22、提升器23、转向臂24、辅机行走系72。

如图4所示，所述山地拖拉机的高效动力变速系统13，由大功率箱131、变速箱132、汇流箱133组成，所述大功率箱131包括：输入轴1311，入端齿轮副1312、输出齿1313、前齿副1314、出端齿轮副1315、前动力轴1316、动力输出轴1317；所述变速箱132采用现有技术YZ-50自走式联合收割机变速箱三档变速结构，包括：变速一轴1321，取力齿轮副1322，变速二轴1323、联齿1324、档位齿1325；所述汇流箱133包括：、行星轮系1333、差速大齿1334、末端直齿副1335、差速器1336、终端输出轴 1337、静液压变速器或马达134、马达齿1341。

所述大功率箱131的输入轴1311前端与离合器固装，所述输入轴1311花键位滑动装设有入端齿轮副1312的输入端，中部转动转设有出端齿轮副1315的输入端、后部固装有输出齿1313；所述大功率箱131的动力输出轴1317依次固装有前齿副1314的输入端、转动装设有入端齿轮副1312的输出端、固定装设有出端齿轮副1315输出端；所述大功率箱131的前动力轴1316上固装有前齿副1314的输出端，所述输出齿1313与变速箱132取力齿轮副1322的输入端啮合，取力齿轮副1322的输出端固装在变速二轴1323上，变速二轴1323的花键位滑动装设有联齿1324，联齿1324与固装于变速一轴1321上的档位齿1325啮合，将动力传递给变速一轴1321；变速一轴1321的输出端伸入汇流箱133内，其上固装有星轮系1333的太阳轮13331，转动装设有行星架13333；所述行星轮系1333包括：太阳轮13331、齿圈13332、行星架13333。所述齿圈13332固定装设在行星架13333上，所述太阳轮13331通过行星轮系1333内部行星齿轮与齿圈13332的内齿端啮合；所述齿圈13332的外齿，同时与马达齿1341、差速大齿1334啮合；所述马达齿1341固装于静液压变速器或马达134的输出轴上，所述差速大齿1334固装于差速器1336的壳体上；所述差速器1336两侧分别同轴固装末端直齿副1335，所述末端直齿副1335输出端固装终端输出轴1337。

见图4并联结构高效动力变速传动系统示意图，所述高效动力变速系统通过大功率箱131的输入轴1311、离合器12直连动力11。大功率箱131将其输入轴1311上的动力一分为二：一路由大功率箱131的输入轴1311、入端齿轮副1312、出端齿轮副1315、前齿副1314组成的传动结构变速，由前动力轴1316、动力输出轴1317输出，提供农机具8所需动力；另一路主动力流通过大功率箱131的输入轴1311、输出齿1313、变速箱132的取力齿轮副1322输入变速箱132，经变速箱132的变速二轴1323、联齿1324、档位齿1325、变速一轴1321，输入汇流箱133行星轮系1333的太阳轮13331上，通过行星轮系1333的行星轮传到齿圈13332，与固装于辅路静液压变速器或马达134输出轴上的马达齿1341啮合汇流，实现铰接式山地拖拉机的高效动力无级变速。以上所述辅路静液压变速器或马达134由配套液压系统提供动力，其输出的动力流，经马达齿1341汇入，133行星轮系1333齿圈13332的外齿端，两股汇集的动力流相互影响着齿圈13332的输出速度，通过齿圈13332、差速大齿1334、差速器1336、末端直齿副1335、终端输出轴1337等传动件输出至前/后桥。

以上所述变速箱132通常情况下采用标准化程度高，制造精准，结构紧凑，运行平稳、故障率低的成熟产品组合设计。本发明再利用专利201210573606.5“全驱变速器”技术实现前/后终端输出轴1337间的差速输出和同步输出。

如图1、图2、图3、图4所示，主机1装设图4所示并联结构的高效动力变速系统，重心低，结构紧凑，转向半径小，整机更趋灵活自如；同时，也使企业不同系列、不同机型产品的生产组织，变得简单。如图1所示，采用并联结构高效动力变速系统的拖拉机，通过主机1 提供前/后动力输出接口，提供动力无级变速、任意时段四轮同步驱动、前/后桥轴间差速输出。如图3所示，所述前/后桥轴间差速输出的技术，使本发明拖拉机不必考虑履带与车轮之间的速比差异，直接实现半履带工况；如图2所示，主机1前铰接与甘蔗收割机配套的辅机2，通过主机1的前动力输出轴，提供收割机所需大功率，组成动力无级变速、任意时段四轮同步驱动的自走式甘蔗收割机。

如图4、图5、图6所示，主机1的两履带型式。并联结构高效动力变速系统主机1将后终端输出轴1337或前终端输出轴1337轴端封闭，并锁定差速，动力单向输出至主桥15，主机1即转型成如图5、图6所示的两履带前驱动或后驱动拖拉机；这种两履带拖拉机包括：主机1、液压系统4、转向缸5、传动腿6、履带式机架16、两履带式行走系7。在解决了四轮底盘与两履带底盘互换和通用技术难点的同时，再利用水田管理机传动腿的大腿技术，解决了长期困扰水田轻型履带式拖拉机底盘的原地转向问题。

Claims (3)

1.一种具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，其特征在于：包括主机和辅机；主机又包括动力、离合器、高效动力变速系统、驾驶舱、前仿形铰体、后仿形铰体、主桥和主机行走系；辅机又包括辅桥、机架、提升器、转向臂和辅机行走系；前仿形铰体设置在主机前中部，后仿形铰体设置在主机后中部，后仿形铰体与辅机上的转向臂铰接组成铰接式山地拖拉机；后仿形铰体与农业机具的前置转向臂铰接，组成后置式自走式农业装备；前仿形铰体与收割机械或农业机具的后置转向臂铰接，组成前置式自走式收割机或农业装备；所述高效动力变速系统，由大功率箱、变速箱、汇流箱组成，所述大功率箱包括：输入轴，入端齿轮副、输出齿、前齿副、出端齿轮副、前动力轴、动力输出轴；所述变速箱采用YZ-50自走式联合收割机变速箱三档变速结构，包括：变速一轴，取力齿轮副，变速二轴、联齿、档位齿；所述汇流箱包括：、行星轮系、差速大齿、末端直齿副、差速器、终端输出轴、静液压变速器或马达、马达齿；所述大功率箱的输入轴前端与离合器固装，所述输入轴花键位滑动装设有入端齿轮副的输入端，中部转动设有出端齿轮副的输入端、后部固装有输出齿；所述大功率箱的动力输出轴依次固装有前齿副的输入端、转动装设有入端齿轮副的输出端、固定装设有出端齿轮副输出端；所述大功率箱的前动力轴上固装有前齿副的输出端，所述输出齿与变速箱取力齿轮副的输入端啮合，取力齿轮副的输出端固装在变速二轴上，变速二轴的花键位滑动装设有联齿，联齿与固装于变速一轴上的档位齿啮合，将动力传递给变速一轴；变速一轴的输出端伸入汇流箱内并固装有行星轮系的太阳轮、转动装设有行星架；所述行星轮系包括：太阳轮、齿圈、行星架；所述齿圈固定装设在行星架上，所述太阳轮通过行星轮系内部行星齿轮与齿圈的内齿端啮合；所述齿圈的外齿，同时与马达齿、差速大齿啮合；所述马达齿固装于静液压变速器或马达的输出轴上，所述差速大齿固装于差速器的壳体上；所述差速器两侧分别同轴固装末端直齿副，所述末端直齿副输出端固装有终端输出轴。

2.根据权利要求1所述的具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，其特征在于：所述高效动力变速系统的传动结构为：大功率箱的输入轴、离合器、直连动力；大功率箱将其输入轴上的动力一分为二：一路由大功率箱的输入轴、入端齿轮副、出端齿轮副、前齿副组成的传动结构变速，由前动力轴、动力输出轴输出，提供农具所需动力；另一路主动力流通过大功率箱的输入轴、输出齿、变速箱的取力齿轮副，输入变速箱，经变速箱的变速二轴、联齿、档位齿、变速一轴，输入汇流箱行星轮系的太阳轮上，通过行星轮系的行星轮传到齿圈，与固装于辅路静液压变速器或马达输出轴上的马达齿啮合汇流，实现铰接式山地拖拉机的高效动力无级变速。

3.根据权利要求1或2所述的具有并联结构高效动力变速系统的铰接式山地拖拉机，其特征在于：所述静液压变速器或马达由配套液压系统提供动力，其输出的动力流，经马达齿汇入行星轮系齿圈的外齿端，两股汇集的动力流相互影响着齿圈的输出速度，通过齿圈、差速大齿、差速器、末端直齿副、终端输出轴等传动件输出至前/后桥，再利用全驱变速器技术实现前/后终端输出轴间的差速输出和同步输出。