CN107461472B - 动力换挡及动力换向拖拉机变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，属于农用轮式拖拉机技术领域，包括动力换挡箱、主变速箱和副变速箱，动力换挡箱内布置有动力换向装置、Hi‑Lo动力换挡装置，主变速箱布置有4挡同步器换挡装置，副变速箱布置有4挡同步器换挡装置、PTO输出装置及前后桥分动装置。动力换挡箱、主变速箱和副变速箱依次排列，动力换挡箱前端通过扭转减振器与发动机飞轮相连，副变速箱与拖拉机前、后桥及PTO输出相连。以上变速箱结构可将发动机动力传递至拖拉机前、后桥及后动力输出轴。该变速箱可实现32前进挡和16后退挡，换向及Hi‑Lo部分采用电控湿式多片离合器换挡，操作简单方便，大大降低了驾驶员的劳动强度。

Description

动力换挡及动力换向拖拉机变速箱

技术领域

本发明涉及农用轮式拖拉机，具体是一种拖拉机变速箱。

背景技术

目前，我国拖拉机传动系统的主流配置还是同步器机械换挡型式，换挡时需分离主离合器，切断动力传递；有少部分高端机型传动系采用的是动力换挡，通过电控湿式离合器来控制挡位的切换，换挡时动力不中断。机械换挡的结构成熟可靠，成本低，但机手操作劳动强度大。动力换挡结构复杂，成本高，但操作轻松，同时作业时换挡动力不中断，效率高。根据我国拖拉机的实际使用工况，结合上述两种传动系的优点，在机械变速箱上加动力换向及Hi-Lo动力换挡装置，在不增加过多成本的条件下提高作业效率，减少机手劳动强度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，结构紧凑，动力换挡部分结构巧妙，运用较少的换挡离合器来同时实现动力换向和动力Hi-Lo，传动路线清晰，能够将发动机动力传递至前、后桥及后动力输出轴。

包括如下技术方案：一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，包括动力换挡箱、主变速箱和副变速箱，所述动力换挡箱、主变速箱和副变速箱依次排列，动力换挡箱前端通过扭转减振器与发动机飞轮相连，副变速箱与拖拉机前、后桥及PTO输出相连；所述动力换挡箱内布置有输入轴、输出轴、倒挡惰轮轴、动力换向装置和Hi-Lo动力换挡装置；所述动力换向装置包括可转动安装在输入轴上的倒挡主动齿轮，固定安装在输出轴上的倒挡从动齿轮，可转动安装在倒挡惰轮轴上的倒挡惰轮；所述倒挡惰轮分别与倒挡主动齿轮和倒挡从动齿轮常啮合；所述倒挡主动齿轮与输入轴之间连接有倒挡离合器；所述Hi-Lo动力换挡装置包括固定安装在输入轴上的Hi挡主动齿轮、Lo挡主动齿轮，以及可转动安装在输出轴上的Hi挡从动齿轮、Lo挡从动齿轮；所述Hi挡主动齿轮和Hi挡从动齿轮常啮合，Lo挡主动齿轮和Lo挡从动齿轮常啮合；所述Hi挡从动齿轮和输出轴之间连接有Hi挡离合器；所述Lo挡从动齿轮和输出轴之间连接有Lo挡离合器；主变速箱内布置有4挡同步器换挡装置；副变速箱内布置有4挡同步器换挡装置、PTO输出装置及前、后桥分动装置。

其进一步是：所述动力换挡箱中输出轴一端安装有动力箱输出齿轮，输入轴一端连接有PTO轴；所述PTO轴穿过主变速箱、副变速箱；所述主变速箱内设置有主变速输出轴；在主变速箱内的PTO轴上可转动安装有与动力箱输出齿轮相啮合的主变速输入齿轮；在主变速箱内的PTO轴和主变速输出轴上可转动安装有4对常啮合齿轮副，其中PTO轴上的四个齿轮与主变速输入齿轮彼此固定连接；在所述主变速输出轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅰ、同步器Ⅱ，同步器Ⅰ、同步器Ⅱ能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位；所述副变速箱内设置有副变速输入轴、副变速输出轴Ⅰ和副变速输出轴Ⅱ；所述副变速输入轴一端与主变速输出轴一端连接，副变速输出轴Ⅰ一端连接拖拉机后桥，副变速输出轴Ⅱ一端连接拖拉机前桥；所述副变速输入轴和副变速输出轴Ⅰ安装有4对常啮合齿轮副，其中副变速输入轴上的4个齿轮可转动安装在副变速输入轴上，副变速输出轴Ⅰ上的4个齿轮固定安装在副变速输出轴Ⅰ上；所述副变速输入轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅲ、同步器Ⅳ，同步器Ⅲ、同步器Ⅳ能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位；所述副变速输出轴Ⅱ上可转动安装有前桥分动齿轮，前桥分动齿轮与副变速输出轴Ⅰ上的齿轮相啮合；在所述前桥分动齿轮与副变速输出轴Ⅱ之间连接有离合器。

所述倒挡离合器、Hi挡离合器和Lo挡离合器均采用电液控制的湿式多片离合器实现动力换向及Hi-Lo动力换挡。

所述倒挡离合器、Hi挡离合器和Lo挡离合器中，当其中任意一个离合器处于结合状态时，其它两个离合器处于分离状态。

所述倒挡离合器、Hi挡离合器和Lo挡离合器兼作实现拖拉机前进和后退的起步功能、同时置于分离状态时方便主变速箱及副变速箱同步器换挡操作的主离合器。

本发明采用上述技术方案可达到如下有益效果：一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，采用上述布置方案，结构紧凑，动力换挡部分结构巧妙，运用较少的换挡离合器来同时实现动力换向和动力Hi-Lo，传动路线清晰，能够将发动机动力传递至前、后桥及后动力输出轴。动力换挡箱、主变速箱和副变速箱的组合，形成32个前进挡和16个后退挡，档位数多，速比合理，提高整机燃油经济性。动力换向及动力Hi-Lo采用电控湿式多片离合器换挡，可通过布置在变速挡杆上的按钮操作，操作简单方便，大大降低了机手的劳动强度。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：T1、动力换挡箱；T2、主变速箱；T3、副变速箱；S1、输入轴；S2、PTO轴；S3、倒挡惰轮轴；S4、输出轴；K1、Lo挡离合器；K2、Hi挡离合器；K3、倒挡离合器；K4、离合器；1、倒挡主动齿轮；2、Hi挡主动齿轮；3、Lo挡主动齿轮；4、主变速输入齿轮；5、同步器Ⅲ；6、同步器Ⅳ；7、前桥分动齿轮；9、同步器Ⅰ；10、同步器Ⅱ；11、动力箱输出齿轮；12、Lo挡从动齿轮；13、Hi挡从动齿轮；14、倒挡惰轮；15、倒挡从动齿轮；16、扭转减振器。

具体实施方式

以下是本装置的一个具体实施例，现结合附图做进一步说明。

如图1所示，一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，包括动力换挡箱T1、主变速箱T2和副变速箱T3，所述动力换挡箱T1、主变速箱T2和副变速箱T3依次排列。

动力换挡箱T1内布置有输入轴S1、输出轴S4、倒挡惰轮轴S3、动力换向装置和Hi-Lo动力换挡装置；输入轴S1、输出轴S4、倒挡惰轮轴S3相互平行。输入轴S1前端通过扭转减振器16与发动机飞轮相连；输入轴S1后端连接有PTO轴S2，PTO轴S2穿过主变速箱T2、副变速箱T3。动力换挡箱T1中输出轴S4后端安装有动力箱输出齿轮11。

动力换向装置包括可转动安装在输入轴S1上的倒挡主动齿轮1，固定安装在输出轴S4上的倒挡从动齿轮15，可转动安装在倒挡惰轮轴S3上的倒挡惰轮14；倒挡惰轮14分别与倒挡主动齿轮1和倒挡从动齿轮15常啮合；倒挡主动齿轮1与输入轴S1之间连接有倒挡离合器K3，倒挡离合器K3结合时，倒挡主动齿轮1与输入轴S1联结成一体。

Hi-Lo动力换挡装置包括固定安装在输入轴S1上的Hi挡主动齿轮2、Lo挡主动齿轮3，以及可转动安装在输出轴S4上的Hi挡从动齿轮13、Lo挡从动齿轮12。Hi挡主动齿轮2和Hi挡从动齿轮13常啮合，Lo挡主动齿轮3和Lo挡从动齿轮12常啮合。Hi挡从动齿轮13和输出轴S4之间连接有Hi挡离合器K2，Hi挡离合器K2结合时，Hi挡从动齿轮13与输出轴S4联结成一体；Lo挡从动齿轮12和输出轴S4之间连接有Lo挡离合器K1，Lo挡离合器K1结合时，Lo挡从动齿轮12与输出轴S4联结成一体。

倒挡离合器K3、Hi挡离合器K2和Lo挡离合器K1均采用电液控制的湿式多片离合器实现动力换向及Hi-Lo动力换挡。倒挡离合器K3、Hi挡离合器K2和Lo挡离合器K1中，当其中任意一个离合器处于结合状态时，其它两个离合器处于分离状态。倒挡离合器K3、Hi挡离合器K2和Lo挡离合器K1兼作实现拖拉机前进和后退的起步功能、同时置于分离状态时方便主变速箱T2及副变速箱T3同步器换挡操作的主离合器。

主变速箱T2内布置有4挡同步器换挡装置，具体是：主变速箱T2内设置有主变速输出轴，主变速输出轴与PTO轴S2平行。在主变速箱T2内的PTO轴S2上可转动安装有与动力箱输出齿轮11相啮合的主变速输入齿轮4；在主变速箱T2内的PTO轴S2和主变速输出轴上可转动安装有4对常啮合齿轮副，其中PTO轴S2上的四个齿轮与主变速输入齿轮4彼此固定连接；在主变速输出轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅰ9、同步器Ⅱ10，同步器Ⅰ9、同步器Ⅱ10能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位。

副变速箱T3内布置有4挡同步器换挡装置，具体是：副变速箱T3内设置有副变速输入轴、副变速输出轴Ⅰ和副变速输出轴Ⅱ；副变速输入轴、副变速输出轴Ⅰ和副变速输出轴Ⅱ与与PTO轴S2平行。副变速输入轴一端与主变速输出轴一端连接，副变速输出轴Ⅰ一端连接拖拉机后桥。副变速输入轴和副变速输出轴Ⅰ安装有4对常啮合齿轮副，其中副变速输入轴上的4个齿轮可转动安装在副变速输入轴上，副变速输出轴Ⅰ上的4个齿轮固定安装在副变速输出轴Ⅰ上。副变速输入轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅲ5、同步器Ⅳ6，同步器Ⅲ5、同步器Ⅳ6能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位。副变速输出轴Ⅱ上可转动安装有前桥分动齿轮7，前桥分动齿轮7与副变速输出轴Ⅰ上的齿轮相啮合；在前桥分动齿轮7与副变速输出轴Ⅱ之间连接有离合器K4，通过离合器K4的来控制前驱的结合与分开。副变速输出轴Ⅱ一端连接拖拉机前桥。

具体动力传输路线如下：

独立式后动力输出：发动机→扭转减振器16→输入轴S1→PTO轴S2→后动力输出轴

主传动动力传输：

前进Hi挡：发动机→扭转减振器16→输入轴S1→Hi挡主动齿轮2→Hi挡从动齿轮13→Hi挡离合器K2→输出轴S4→动力箱输出齿轮11→主变速输入齿轮4→主变速箱T2→副变速箱T3

前进Lo挡：发动机→扭转减振器16→输入轴S1→Lo挡主动齿轮2→Lo挡从动齿轮13→Lo挡离合器K1→输出轴S4→动力箱输出齿轮11→主变速输入齿轮4→主变速箱T2→副变速箱T3

倒退挡：发动机→扭转减振器16→输入轴S1→倒挡离合器K3→倒挡主动齿轮1→倒挡惰轮14→倒挡从动齿轮15→输出轴S4→动力箱输出齿轮11→主变速输入齿轮4→主变速箱T2→副变速箱T3

副变速箱T3一部分动力直接传递至后桥，另一部分动力通过离合器K4的结合经前桥分动齿轮7传递至前桥。

综上所述，一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱可将发动机动力传递至拖拉机前、后桥及后动力输出轴，形成32个前进挡和16个倒退挡，同时实现电液控制四驱、两驱切换和独立式后动力输出。

Claims (4)

1.一种动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，包括动力换挡箱（T1）、主变速箱（T2）和副变速箱（T3），所述动力换挡箱（T1）、主变速箱（T2）和副变速箱（T3）依次排列，动力换挡箱（T1）前端通过扭转减振器（16）与发动机飞轮相连，副变速箱（T3）与拖拉机前、后桥及PTO输出相连；

其特征在于：

所述动力换挡箱（T1）内布置有输入轴（S1）、输出轴（S4）、倒挡惰轮轴（S3）、动力换向装置和Hi-Lo动力换挡装置；

所述动力换向装置包括可转动安装在输入轴（S1）上的倒挡主动齿轮（1），固定安装在输出轴（S4）上的倒挡从动齿轮（15），可转动安装在倒挡惰轮轴（S3）上的倒挡惰轮（14）；所述倒挡惰轮（14）分别与倒挡主动齿轮（1）和倒挡从动齿轮（15）常啮合；所述倒挡主动齿轮（1）与输入轴（S1）之间连接有倒挡离合器（K3）；

所述Hi-Lo动力换挡装置包括固定安装在输入轴（S1）上的Hi挡主动齿轮（2）、Lo挡主动齿轮（3），以及可转动安装在输出轴（S4）上的Hi挡从动齿轮（13）、Lo挡从动齿轮（12）；所述Hi挡主动齿轮（2）和Hi挡从动齿轮（13）常啮合，Lo挡主动齿轮（3）和Lo挡从动齿轮（12）常啮合；所述Hi挡从动齿轮（13）和输出轴（S4）之间连接有Hi挡离合器（K2）；所述Lo挡从动齿轮（12）和输出轴（S4）之间连接有Lo挡离合器（K1）；

所述动力换挡箱（T1）中输出轴（S4）一端安装有动力箱输出齿轮（11），输入轴（S1）一端连接有PTO轴（S2）；所述PTO轴（S2）穿过主变速箱（T2）、副变速箱（T3）；

主变速箱（T2）内布置有4挡同步器换挡装置；所述主变速箱（T2）内设置有主变速输出轴；在主变速箱（T2）内的PTO轴（S2）上可转动安装有与动力箱输出齿轮（11）相啮合的主变速输入齿轮（4）；在主变速箱（T2）内的PTO轴（S2）和主变速输出轴上可转动安装有4对常啮合齿轮副，其中PTO轴（S2）上的四个齿轮与主变速输入齿轮（4）彼此固定连接；在所述主变速输出轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10），同步器Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位；

副变速箱（T3）内布置有4挡同步器换挡装置、PTO输出装置及前、后桥分动装置；所述副变速箱（T3）内设置有副变速输入轴、副变速输出轴Ⅰ和副变速输出轴Ⅱ；所述副变速输入轴一端与主变速输出轴一端连接，副变速输出轴Ⅰ一端连接拖拉机后桥，副变速输出轴Ⅱ一端连接拖拉机前桥；所述副变速输入轴和副变速输出轴Ⅰ安装有4对常啮合齿轮副，其中副变速输入轴上的4个齿轮可转动安装在副变速输入轴上，副变速输出轴Ⅰ上的4个齿轮固定安装在副变速输出轴Ⅰ上；所述副变速输入轴上安装有与4对常啮合齿轮副配合的同步器Ⅲ（5）、同步器Ⅳ（6），同步器Ⅲ（5）、同步器Ⅳ（6）能沿轴向滑动、与两侧齿轮结合，传递动力，形成4个挡位；所述副变速输出轴Ⅱ上可转动安装有前桥分动齿轮（7），前桥分动齿轮（7）与副变速输出轴Ⅰ上的齿轮相啮合；在所述前桥分动齿轮（7）与副变速输出轴Ⅱ之间连接有离合器（K4）。

2.根据权利要求1所述的动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，其特征在于：所述倒挡离合器（K3）、Hi挡离合器（K2）和Lo挡离合器（K1）均采用电液控制的湿式多片离合器实现动力换向及Hi-Lo动力换挡。

3.根据权利要求1或2所述的动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，其特征在于：所述倒挡离合器（K3）、Hi挡离合器（K2）和Lo挡离合器（K1）中，当其中任意一个离合器处于结合状态时，其它两个离合器处于分离状态。

4.根据权利要求1或2所述的动力换挡及动力换向拖拉机变速箱，其特征在于：所述倒挡离合器（K3）、Hi挡离合器（K2）和Lo挡离合器（K1）兼作实现拖拉机前进和后退的起步功能、同时置于分离状态时方便主变速箱（T2）及副变速箱（T3）同步器换挡操作的主离合器。