CN107461461B - 轮式行走机械电液控制变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮式行走机械电液控制变速箱，包括箱体和箱体内的输入轴、中间轴、转弯切换轴、侧边离合器轴、左传动轴、右传动轴、左驱动轮轴和右驱动轮轴，以及箱体一侧外的电液控制阀阀块，中间轴和转弯切换轴、侧边离合器轴成三角形设置，各齿轮和活塞分别支撑在对应的轴上，转弯切换轴和侧边离合器轴分别设有与电液控制阀阀块相通的油孔。驾驶员在驾驶室内按键操作就能实现缓慢转弯和原地转弯，不需要通过转动方向盘的方式进行转弯操作，操作简便，大大降低了驾驶员的劳动强度，提高了作业效率。

Description

轮式行走机械电液控制变速箱

技术领域

本发明涉及一种轮式行走机械的变速箱，尤其是一种能实现缓慢转弯和原地回转的变速箱，属于机械传动技术领域。

背景技术

轮式行走机械包括车辆、工程机械和农业机械，特别是一些需要在野外行驶作业的轮式行走机械作业环境较为恶劣，例如，由于野外地面崎岖不平，高速行驶的轮式行走机械需要先减速后才能进行转弯，操作繁琐、费时费力且燃油消耗较多。如能直接实现缓慢转弯，并能在缓慢转弯的过程中，随时使轮式行走机械停止转弯，以便及时调整位置，才能提高转弯的安全性。有一些工况需要轮式行走机械实现原地回转，如现有的联合收割机在较为狭小的田块进行收割作业时，特别是收割到田块边缘时，由于转弯半径较大，田块地形复杂等原因，往往出现转弯区域收割不干净，转弯不灵活等现象，需要实现原地180°回转进行下一行的收割作业，才能避免出现前述问题。现有的轮式行走机械的转弯均依靠驾驶员手持方向盘进行操作，虽然有的轮式行走机械的转向装置增设了液压助力机构，以减轻驾驶员转动方向盘的劳动强度，但在实际操作中，驾驶员需要手持方向盘反复进行转向，操作非常疲劳，造成注意力不集中，存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现缓慢转弯以及原地回转的轮式行走机械电液控制变速箱。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种轮式行走机械电液控制变速箱，包括箱体和位于箱体内的输入轴、中间轴、转弯切换轴、侧边离合器轴、左传动轴、右传动轴、左驱动轮轴和右驱动轮轴，以及固定在箱体一侧外的电液控制阀阀块，中间轴和转弯切换轴、侧边离合器轴成三角形设置，第一齿轮和第二齿轮分别支撑在所述输入轴的两端上，输入轴两端端头分别通过输入轴轴承支撑在箱体上部；

所述中间轴位于输入轴的一侧，第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮依次支撑在中间轴上，拨动环套在中间轴上，且位于第三齿轮、第四齿轮之间；拨动环推动第三齿轮与第一齿轮啮合，或推动第四齿轮与第二齿轮啮合；中间轴的一端端头伸出箱体一侧，中间轴离合器设置在中间轴的一端端头上；中间轴两端分别通过中间轴轴承支撑在箱体上；

所述转弯切换轴偏置在中间轴的一侧下方，缓慢离合器和正逆离合器分别设置在转弯切换轴的两端上，缓慢齿轮设置在缓慢离合器外侧，中央小齿轮设置在转弯切换轴上，且位于缓慢离合器和正逆离合器之间；正逆齿轮设置在正逆离合器外侧，第五齿轮与正逆齿轮啮合；转弯切换轴一端端头伸出箱体一侧外后再伸进电液控制阀阀块的转弯切换轴孔中；转弯切换轴两端分别通过转弯切换轴轴承支撑在箱体中部上；

所述侧边离合器轴偏置在中间轴的另一侧下方，从左至右，左爪齿轮、左辅助齿轮、右辅助齿轮、右爪齿轮、第七齿轮依次设置在侧边离合器轴上，缓慢齿轮与左爪齿轮啮合；侧边离合器轴一端端头伸出箱体一侧外后再伸进电液控制阀阀块的侧边离合器轴孔中；侧边离合器轴两端分别通过侧边离合器轴轴承支撑在箱体中部上；

所述侧边离合器轴中部还设有离合器组合，所述离合器组合包括离合器壳体和分别设置在离合器壳体两侧内、且分别套在侧边离合器轴中部的左转离合器和右转离合器，离合器壳体中部径向延伸出转弯齿轮，中央小齿轮与转弯齿轮啮合；

所述左传动轴和右传动轴对称设置在侧边离合器轴的下侧，左传动小齿轮和右传动小齿轮分别设置在对应的左传动轴中部和右传动轴中部上，左传动大齿轮和右传动大齿轮端面相对地分别设置在对应的左传动轴一端上和右传动轴一端上；左传动轴两端分别通过左传动轴轴承支撑在箱体左下部上，右传动轴两端分别通过右传动轴轴承支撑在箱体右下部上；

所述左驱动轮轴和右驱动轮轴对称设置在左传动轴和右传动轴的下侧，左驱动轮轴的左端端头与左驱动轮固定连接，左驱动齿轮固定在左驱动轮轴的右端端头上；右驱动轮轴的右端端头与右驱动轮固定连接，右驱动齿轮固定在右驱动轮轴的左端端头上；左传动小齿轮与左驱动齿轮啮合，右传动小齿轮与右驱动齿轮啮合；左驱动轮轴两端分别通过左驱动轮轴轴承支撑在箱体左下部上，右驱动轮轴两端分别通过右驱动轮轴轴承支撑在箱体右下部上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，缓慢离合器活塞设置在缓慢离合器壳体内，缓慢离合器活塞一侧与缓慢离合器相邻；正逆离合器活塞设置在正逆离合器壳体内，正逆活塞一侧与正逆离合器相邻。

进一步的，所述离合器壳体中部设有中心隔板，所述中心隔板的两侧分别轴向延伸出左凸缘和右凸缘，中心隔板中心孔贯穿左凸缘和右凸缘，所述左凸缘和右凸缘通过中心油道套筒支撑在侧边离合器轴中部上。

进一步的，左爪齿轮的一侧内和右爪齿轮的一侧内分别设有左爪齿轮内齿圈和右爪齿轮内齿圈，左辅助齿轮与左爪齿轮内齿圈啮合，右辅助齿轮与右爪齿轮内齿圈啮合。

进一步的，左辅助齿轮左端与侧边离合器轴之间设有左活塞，右辅助齿轮右端与侧边离合器轴之间设有右活塞。

进一步的，所述中心隔板左侧与左转离合器之间设有环形左活塞，中心隔板右侧和右转离合器之间设有环形右活塞，环形左活塞两侧分别与中心隔板和左转离合器相邻，环形右活塞两侧分别与中心隔板和右转离合器相邻。

进一步的，第三齿轮与第一齿轮的传动比大于第四齿轮与第二齿轮的传动比。

进一步的，所述转弯切换轴的轴向和径向分别设有数个转弯切换轴轴向油孔和数个转弯切换轴径向油孔，所述转弯切换轴轴向油孔一端与电液控制阀阀块对应的油孔相通。所述侧边离合器轴的轴向和径向分别设有数个侧边离合器轴轴向油孔和数个侧边离合器轴径向油孔，所述侧边离合器轴轴向油孔一端与电液控制阀阀块对应的油孔相通。

本发明采用电液控制阀控制压力油经过固定在箱体一侧外的电液控制阀阀块分别输入转弯切换轴的相应油孔和侧边离合器轴的相应油孔，推动对应的活塞移动锁死对应的离合器，来改变相应齿轮的啮合关系，达到左、右驱动轮高低转速差的缓慢转弯和一驱动轮缓慢反向转动，另一驱动轮仍保持正向快速转动的原地回转的目的。驾驶员在驾驶室内按键操作就能实现缓慢转弯和原地回转，不需要驾驶员手持方向盘进行转弯操作，操作简便，大大降低了驾驶员的劳动强度，提高了作业效率。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的右视图；

图2是图1的展开剖视图；

图3是图2的Ⅰ部放大图；

图4是中间轴、转弯切换轴和侧边离合器轴上齿轮啮合的立体图；

图5是侧边离合器轴的的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和联合收割机变速箱的实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图4所示，本实施例包括箱体1和位于箱体1内的输入轴2、中间轴3、转弯切换轴4、侧边离合器轴5、左传动轴6、右传动轴7、左驱动轮轴8和右驱动轮轴9，以及固定在箱体1右侧外的电液控制阀阀块10，中间轴3和转弯切换轴4、侧边离合器轴5成三角形设置，使得本发明结构更紧凑。第一齿轮21和第二齿轮22分别通过花键连接支撑在输入轴2的两端上，输入轴2两端端头分别通过输入轴轴承23支撑在箱体1上部。

中间轴3位于输入轴2的左侧，第三齿轮31、第四齿轮32、第五齿轮33、第六齿轮34从左至右依次支撑在中间轴3上，拨动环35套在中间轴3上，且位于第三齿轮31、第四齿轮32之间。驾驶员换挡操作时，通过拨动环35左移推动第三齿轮31与第一齿轮21啮合，或通过拨动环35右移推动第四齿轮32与第二齿轮22啮合，由于第三齿轮31与第一齿轮21的传动比大于第四齿轮32与第二齿轮22的传动比，因此，当第四齿轮32与第二齿轮22啮合时，联合收割机高速行驶；第三齿轮31与第一齿轮21的啮合时，轮式行走机械低速行驶。中间轴3的右端端头伸出箱体1右侧，中间轴离合器36设置在中间轴3的右端端头上。中间轴3两端分别通过中间轴轴承37支撑在箱体1上。

转弯切换轴4偏置在中间轴3的一侧下方，缓慢离合器41和正逆离合器42分别设置在转弯切换轴4的两端上，缓慢齿轮43设置在缓慢离合器41的左侧外，中央小齿轮44设置在转弯切换轴4上，且位于缓慢离合器41和正逆离合器42之间。正逆齿轮45设置在正逆离合器42右侧外，第五齿轮33与正逆齿轮45啮合。转弯切换轴4右端端头伸出箱体1右侧外后再伸进电液控制阀阀块10的转弯切换轴孔101中。转弯切换轴4两端分别通过转弯切换轴轴承46支撑在箱体1中部上。缓慢离合器活塞47设置在缓慢离合器壳体411内，缓慢离合器活塞47左侧与缓慢离合器41相邻。正逆离合器活塞48设置在正逆离合器壳体421内，正逆离合器活塞48右侧与正逆离合器42相邻。

侧边离合器轴5偏置在中间轴3的另一侧下方，从左至右，左爪齿轮51、左辅助齿轮52、右辅助齿轮53、右爪齿轮54、第七齿轮55依次设置在侧边离合器轴5上，缓慢齿轮43与左爪齿轮51啮合。侧边离合器轴5右端端头伸出箱体1右侧外后再伸进电液控制阀阀块10的侧边离合器轴孔102中。侧边离合器轴5两端分别通过侧边离合器轴轴承56支撑在箱体1中部上。侧边离合器轴5中部还设有离合器组合57，所述离合器组合57包括离合器壳体571和分别设置在离合器壳体571两侧内、且分别套在侧边离合器轴5中部的左转离合器572和右转离合器573，离合器壳体571中部径向延伸出转弯齿轮58，中央小齿轮44与转弯齿轮58啮合。

左传动轴6和右传动轴7对称设置在侧边离合器轴5的下侧，左传动小齿轮61和右传动小齿轮71分别设置在对应的左传动轴6中部和右传动轴7中部上，左传动大齿轮62和右传动大齿轮72端面相对地分别设置在对应的左传动轴6一端上和右传动轴7一端上。左传动轴6两端分别通过左传动轴轴承63支撑在箱体1左下部上，右传动轴7两端分别通过右传动轴轴承73支撑在箱体1右下部上。

左驱动轮轴8和右驱动轮轴9对称设置在左传动轴6和右传动轴7的下侧，左驱动轮轴8的左端端头与左驱动轮82固定连接，左驱动齿轮81固定在左驱动轮轴8的右端端头上。右驱动轮轴9的右端端头与右驱动轮92固定连接，右驱动齿轮91固定在右驱动轮轴9的左端端头上。左传动小齿轮61与左驱动齿轮81啮合，右传动小齿轮71与右驱动轮92啮合。左驱动轮轴8两端分别通过左驱动轮轴轴承83支撑在箱体1左下部上，右驱动轮轴9两端分别通过右驱动轮轴轴承93支撑在箱体1右下部上。

如图3所示，离合器壳体571中部设有中心隔板574，所述中心隔板574的两侧分别轴向延伸出左凸缘575和右凸缘576，中心隔板中心孔577贯穿左凸缘575和右凸缘576，左凸缘575和右凸缘576通过中心油道套筒578支撑在侧边离合器轴5中部上。

中心隔板574左侧与左转离合器572之间设有环形左活塞59，中心隔板574右侧和右转离合器573之间设有环形右活塞510，环形左活塞59两侧分别与中心隔板574左侧和左转离合器572右侧相邻，环形右活塞510两侧分别与中心隔板右侧和右转离合器573左侧相邻。

左辅助齿轮52左端与侧边离合器轴5之间设有左活塞521，右辅助齿轮53右端与侧边离合器轴5之间设有右活塞531。

左爪齿轮51的右侧内和右爪齿轮54的左侧内分别设有左爪齿轮内齿圈511和右爪齿轮内齿圈541。左辅助齿轮52与左爪齿轮内齿圈511啮合，右辅助齿轮53与右爪齿轮内齿圈541啮合。

如图5所示，转弯切换轴4的轴向和径向分别设有2个转弯切换轴轴向油孔412和数个转弯切换轴径向油孔413，转弯切换轴轴向油孔412右端与电液控制阀阀块10对应的油孔相通。

如图3所示，侧边离合器轴5的轴向和径向分别设有2个侧边离合器轴轴向油孔513和数个侧边离合器轴径向油孔514，侧边离合器轴轴向油孔513右端与电液控制阀阀块10对应的油孔相通。

本发明的工作过程如下：

1、高速前进或后退

发动机的动力通过输入轴2传递进本发明内，输入轴2转动，带动其上的第二齿轮22转动，第二齿轮22带动与之啮合的第四齿轮32转动，从而带动中间轴3转动，使得中间轴3上的第六齿轮34带动与之啮合的侧边离合器轴5上第七齿轮55转动，从而使侧边离合器轴5转动，侧边离合器轴5带动其上的左辅助齿轮52和右辅助齿轮53转动，由于左辅助齿轮52与左爪齿轮内齿圈511啮合，右辅助齿轮53与右爪齿轮内齿圈541啮合。左辅助齿轮52和右辅助齿轮53随之转动，带动左传动大齿轮62和右传动大齿轮72同时转动，最终将动力传递给左驱动轮82和右驱动轮92，实现联合收割机的高速前进或后退。

2、低速前进或后退

此时第三齿轮31与第一齿轮21啮合，第三齿轮31的转速较慢，其余传动路线与前述高速前进或后退相同，实现联合收割机的低速前进或后退。

在上述高速或低速前进后退的工况中，其余部件均处于松开状态。

3、缓慢左转弯

电液控制阀接受驾驶室的发出的缓慢左转弯指令信号，压力油通过电液控制阀和电液控制阀阀块10输入侧边离合器轴5相应的侧边离合器轴轴向油孔513和相应的侧边离合器轴径向油孔514，推动左活塞521左移，左活塞521推动左爪齿轮51克服左弹簧515的弹力左移，使得左爪齿轮51和左辅助齿轮52脱开，左辅助齿轮52不再带动左传动大齿轮62转动，通过左传动链使得左驱动轮82停止转动。同时，压力油通过电液控制阀和电液控制阀阀块10输入转弯切换轴4对应的一个转弯切换轴轴向油孔412和对应的转弯切换轴径向油孔413推动缓慢离合器活塞47左移，缓慢离合器41锁死，从而使得缓慢离合器41和缓慢齿轮43连接成一体，左爪齿轮51带动缓慢齿轮43和侧边离合器轴5一起转动，带动中央小齿轮44转动，中央小齿轮44带动与之啮合的转弯齿轮58转动，由于中央小齿轮44与转弯齿轮58的传动比较大，使得转弯齿轮58转动缓慢。同时压力油又通过另一个转弯切换轴轴向油孔和对应的转弯切换轴径向油孔推动环形左活塞59右移锁死左转离合器572，使得左转离合器572与左辅助齿轮52连接成一体，从而使得转弯齿轮58通过左转离合器572带动左辅助齿轮52转动，左辅助齿轮52带动左传动大齿轮62缓慢转动，通过左传动链使得左驱动轮82缓慢转动，而右传动链保持不变，因此，右驱动轮92仍保持快速转动，使得联合收割机能进行差速左转。

缓慢右转原理与缓慢左转原理相同，在此不再赘叙。

4、原地左回转

电液控制阀接受驾驶室的发出的原地左转弯指令信号，压力油通过电液控制阀和电液控制阀阀块10输入侧边离合器轴5相应的侧边离合器轴轴向油孔513和相应的侧边离合器轴径向油孔514，推动左活塞521左移，左活塞521推动左爪齿轮51克服左弹簧515的弹力左移，使得左爪齿轮51和左辅助齿轮52脱开，左辅助齿轮52不再带动左传动大齿轮62转动，通过左传动链使得左驱动轮82停止转动。同时，压力油通过电液控制阀和电液控制阀阀块10输入转弯切换轴4的相应的转弯切换轴轴向油孔412和相应的转弯切换轴径向油孔413，推动正逆离合器活塞48左移，锁死正逆离合器42，使得正逆离合器42与正逆齿轮45连接成一体，第五齿轮33带动正逆齿轮45和正逆离合器42一起转动，正逆离合器42通过花键连接带动转弯切换轴4转动，使得转弯切换轴4上的中央小齿轮44转动，中央小齿轮44带动与之啮合的转弯齿轮58转动。压力油通过与侧边离合器轴轴向油孔513相通的一个径向油孔514推动左活塞521使得左爪齿轮51与左辅助齿轮52脱开；压力油通过另一个径向油孔推动环形左活塞59右移锁死左转离合器572，使得左转离合器572和左辅助齿轮52连接成一体，转弯齿轮58通过左转离合器572带动左辅助齿轮52转动，左辅助齿轮52带动左传动大齿轮62缓慢转动，从而实现左驱动轮82缓慢反向转动，右驱动轮92仍保持正向快速转动的原地左转弯的目的。

原地右回转原理与原地左回转原理相同，在此不再赘叙。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种轮式行走机械电液控制变速箱，其特征在于：包括箱体和位于箱体内的输入轴、中间轴、转弯切换轴、侧边离合器轴、左传动轴、右传动轴、左驱动轮轴和右驱动轮轴，以及固定在箱体一侧外的电液控制阀阀块，中间轴和转弯切换轴、侧边离合器轴成三角形设置，第一齿轮和第二齿轮分别支撑在所述输入轴的两端上，输入轴两端端头分别通过输入轴轴承支撑在箱体上部；

所述中间轴位于输入轴的一侧，第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮依次支撑在中间轴上，拨动环套在中间轴上，且位于第三齿轮、第四齿轮之间；拨动环推动第三齿轮与第一齿轮啮合，或推动第四齿轮与第二齿轮啮合；中间轴的一端端头伸出箱体一侧，中间轴离合器设置在中间轴的一端端头上；中间轴两端分别通过中间轴轴承支撑在箱体上部；

所述转弯切换轴偏置在中间轴的一侧下方，缓慢离合器和正逆离合器分别设置在转弯切换轴的两端上，缓慢齿轮设置在缓慢离合器外侧，中央小齿轮设置在转弯切换轴上，且位于缓慢离合器和正逆离合器之间；正逆齿轮设置在正逆离合器外侧，第五齿轮与正逆齿轮啮合；转弯切换轴一端端头伸出箱体一侧外后再伸进电液控制阀阀块的转弯切换轴孔中；转弯切换轴两端分别通过转弯切换轴轴承支撑在箱体中部上；

所述侧边离合器轴偏置在中间轴的另一侧下方，从左至右，左爪齿轮、左辅助齿轮、右辅助齿轮、右爪齿轮、第七齿轮依次设置在侧边离合器轴上，缓慢齿轮与左爪齿轮啮合；侧边离合器轴一端端头伸出箱体一侧外后再伸进电液控制阀阀块的侧边离合器轴孔中；侧边离合器轴两端分别通过侧边离合器轴轴承支撑在箱体中部上；

所述侧边离合器轴中部还设有离合器组合，所述离合器组合包括离合器壳体和分别设置在离合器壳体两侧内、且分别套在侧边离合器轴中部的左转离合器和右转离合器，离合器壳体中部径向延伸出转弯齿轮，中央小齿轮与转弯齿轮啮合；

所述左传动轴和右传动轴对称设置在侧边离合器轴的下侧，左传动小齿轮和右传动小齿轮分别设置在对应的左传动轴中部和右传动轴中部上，左传动大齿轮和右传动大齿轮端面相对地分别设置在对应的左传动轴一端上和右传动轴一端上；左传动轴两端分别通过左传动轴轴承支撑在箱体左下部上，右传动轴两端分别通过右传动轴轴承支撑在箱体右下部上；

所述左驱动轮轴和右驱动轮轴对称设置在左传动轴和右传动轴的下侧，左驱动轮轴的左端端头与左驱动轮固定连接，左驱动齿轮固定在左驱动轮轴的右端端头上；右驱动轮轴的右端端头与右驱动轮固定连接，右驱动齿轮固定在右驱动轮轴的左端端头上；左传动小齿轮与左驱动齿轮啮合，右传动小齿轮与右驱动齿轮啮合；左驱动轮轴两端分别通过左驱动轮轴轴承支撑在箱体左下部上，右驱动轮轴两端分别通过右驱动轮轴轴承支撑在箱体右下部上；

所述离合器壳体中部设有中心隔板，所述中心隔板的两侧分别轴向延伸出左凸缘和右凸缘，中心隔板中心孔贯穿左凸缘和右凸缘，所述左凸缘和右凸缘通过中心油道套筒支撑在侧边离合器轴中部上；

所述左爪齿轮的一侧内和右爪齿轮的一侧内分别设有左爪齿轮内齿圈和右爪齿轮内齿圈，左辅助齿轮与左爪齿轮内齿圈啮合，右辅助齿轮与右爪齿轮内齿圈啮合；

所述左辅助齿轮左端与侧边离合器轴之间设有左活塞，右辅助齿轮右端与侧边离合器轴之间设有右活塞；

所述中心隔板左侧与左转离合器之间设有环形左活塞，中心隔板右侧和右转离合器之间设有环形右活塞，环形左活塞两侧分别与中心隔板和左转离合器相邻，环形右活塞两侧分别与中心隔板和右转离合器相邻。

2.如权利要求1所述的轮式行走机械电液控制变速箱，其特征在于：缓慢离合器活塞设置在缓慢离合器壳体内，缓慢离合器活塞一侧与缓慢离合器相邻；正逆离合器活塞设置在正逆离合器壳体内，正逆离合器活塞一侧与正逆离合器相邻。

3.如权利要求1所述的轮式行走机械电液控制变速箱，其特征在于：第三齿轮与第一齿轮的传动比大于第四齿轮与第二齿轮的传动比。

4.如权利要求1所述的轮式行走机械电液控制变速箱，其特征在于：所述转弯切换轴的轴向和径向分别设有数个转弯切换轴轴向油孔和数个转弯切换轴径向油孔，所述转弯切换轴轴向油孔一端与电液控制阀阀块对应的油孔相通。

5.如权利要求1所述的轮式行走机械电液控制变速箱，其特征在于：所述侧边离合器轴的轴向和径向分别设有数个侧边离合器轴轴向油孔和数个侧边离合器轴径向油孔，所述侧边离合器轴轴向油孔一端与电液控制阀阀块对应的油孔相通。

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