CN110145590A - 一种履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法，履带式拖拉机变速传动装置包括箱体组件和设置于箱体组件上的变速器组件、减速转向组件、主减速器组件及PTO变速组件；所述变速器组件包括输入轴组件、一轴组件、二轴组件及输出轴组件，所述输入轴组件包括输入轴和固定设置于输入轴上的输入轴主动齿；所述一轴组件包括与输入轴平行设置的一轴及设置于一轴上的多个齿轮；所述二轴组件包括与一轴平行设置的二轴，所述二轴上设有多个档齿、花键毂及接合套。所述差速转向组件和主减速器组件设置于所述输出轴组件的一端，所述PTO变速组件设置于所述一轴组件的一端。其具有结构更为简单、紧凑、操纵便捷、转向精度高，以及可实现原地打转的优点。

Description

一种履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法

技术领域

本发明涉及传动装置领域，特别涉及一种履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法。

背景技术

南方稻田种植水稻时，因常年淹水，致使土地粘接，土壤承载能力差，轮式拖拉机基本无法通行。履带式拖拉机由于采用履带行驶装置，履带接地面积大，接地压力小，尤其是轻型履带拖拉机结构紧凑，重量小，在湿滑土壤中不宜下陷、打滑，具有良好的通过性能，从而得到广泛的利用。

目前履带拖拉机主要有四履带、轮履带和两履带等三种结构形式，其中，四履带主要以采用偏转车身铰接点实现履带拖拉机转向，轮履带有采用偏转前轮转向和偏转车身铰接点转向两种形式，而两履带车辆由于独特的结构特点，只能采用两侧履带差速的方法实现转向。目前两履带车辆转向方法主要有单功率流、双功率流等多种转向形式，其中双功率流转向由于转向过程中不中断功率传递，效率高，应用广泛。但目前应用在履带拖拉机上的双功率转向装置由于液压功率传递路线复杂，零部件多，重量大，控制精度低，因此，极大的限制其使用和推广。

综上，如何提供一种结构简单、紧凑、转向精度高、操纵更为便捷，并可实现原地打转的履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单、紧凑、转向精度高、操纵更为便捷，并可实现原地打转的履带式拖拉机变速传动装置及其传动方法。

本发明的解决方案是这样实现的：本发明提出一种履带式拖拉机变速传动装置，包括箱体组件和设置于箱体组件上的变速器组件、减速转向组件、主减速器组件及PTO变速组件；所述变速器组件包括输入轴组件、一轴组件、二轴组件及输出轴组件，所述输入轴组件包括输入轴和固定设置于输入轴上的输入轴主动齿；所述一轴组件包括与输入轴平行设置的一轴，所述一轴上依次设置一轴从动齿、双联齿、以及多个档位主动齿；所述二轴组件包括与一轴平行设置的二轴，所述二轴上依次设置低速档齿、高低档花键毂、高低档接合套、高速档齿，以及用于与所述一轴上的多个档位主动齿配合使用的多个档位从动齿；所述输出轴组件包括与所述二轴平行设置的输出轴，所述输出轴上固定设有输出轴从动齿；所述差速转向组件和主减速器组件设置于所述输出轴组件的一端，所述差速转向组件包括左差速组件、与左差速组件相对设置且结构相同的右差速组件、蜗杆、从动锥齿及无极变速器；所述主减速组件包括结构相同的左主减速组件和右主减速组件，左主减速组件和右主减速组件相对设置，所述左主减速组件置于所述左差速组件的一端，并通过所述左主动锥齿带动旋转；所述PTO变速组件设置于所述一轴组件的一端，所述PTO变速组件还包括与所述一轴平行设置的中间轴和PTO轴，所述中间轴上依次固定设置快档从动齿、慢档从动齿和中间轴主动齿。此结构的履带式拖拉机变速传动装置，动力从输入轴组件输入后，传递至一轴组件，带动一轴转动，再通过不同主动齿把动力传递至二轴组件，带动二轴转动，再传递至输出轴后把动力输出至差速转向组件，最后把动力传递至主减速组件，并最终传递至拖拉机的相关部件。PTO变速组件置于一轴的一端，一轴转动时，带动PTO变速组件动作。变速器组件可实现高速四档和低速四档，差速转向组件可实现车辆转向，主减速组件不仅具有减速作用，还具有切换前进和倒车作用，配合变速器组件，实现八速前进和八速倒车组合。与现有结构的类似装置相比，其具有结构更为简单、紧凑、操纵便捷、转向精度高，以及可实现原地打转的优点。

另外，本发明还提出一种履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，可八种速度前进或八种速度后退，原地转向，包括如下步骤：

S1：动力从输入轴组件传入，并进入S2；

S2：动力传递至一轴，再从一轴传递至多个档位主动齿，并进入S3和S9：

S3：动力从多个档位主动齿，选择性地传递至二轴上的多个档位从动齿，并进入S4；

S4：动力从多个从动齿中的一个传递至二轴，并带动二轴旋转，并进入S5；

S5：动力从二轴经高低档花键毂传递至高低档接合套，并带动高低档接合套旋转，并进入S6；

S6：动力传递至输出轴从动齿，并带动输出轴旋转，并进入S7；

S7：动力从输出轴传递至差速转向组件，并进入S8；

S8：动力从差速转向组件传递至主减速组件；

S9：动力从档位主动齿传递至一轴，通过快档从动齿或慢档从动齿，带动中间轴旋转，并进入S10；

S10：中间轴旋转时，动力从中间轴传递至中间轴主动齿，并进入S11；

S11：动力从中间轴主动齿传递至PTO轴，并带动PTO轴旋转。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，一档和二档的动力传递如下：一档时：一二档接合套向右移动，使一二档接合套与多个档位从动齿中的一档从动齿啮合，动力由多个档位主动齿中的一档主动齿传递至一档从动齿，经过一档从动齿传递至一二档接合套，再传递至一二档花键毂，并传递至二轴，二轴以一档速度转动；二档时：一二档接合套向左移动，使得一二档接合套与多个档位从动齿中中二档从动齿结合，动力由多个档位主动齿中二档主动齿传递至二档从动齿，经过二档从动齿传递至一二档接合套，再传递至一二档花键毂，并传递至二轴，二轴以二档速度转动。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，三档和四档的动力传递如下：三档时：三四档接合套向右移动，使三四档接合套与多个档位从动齿中的三档从动齿啮合，动力由多个档位主动齿中的三档主动齿传递至三档从动齿，经过三档从动齿传递至三四档接合套，再传递至三四档花键毂，并传递至二轴，带动二轴以三档速度转动；四档时：三四档接合套向左移动，使三四档接合套与多个档位从动齿中中四档从动齿结合，动力由多个档位主动齿中四档主动齿传递至四档从动齿，经过四档从动齿传递至三四档接合套，再传递至三四档花键毂，并传递至二轴，带动二轴以四档速度转动。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，高档和低档的动力传递如下：高档时：高低档接合套向右移动，高低档接合套与高速档齿结合，高低档接合套与高速档齿结合，使高低档花键毂与二轴结合，此时，高低档接合套以高速档输出；低档时：高低档接合套向左移动，高低档接合套与低速档齿结合，双联主动齿中的双联主动齿与高速档齿啮合，且双联主动齿与双联齿中的双联从动齿为一体，此时，高低档接合套以高速档输出。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，前进档的动力传递如下：

主减速器组件的左接合套向右滑动，左接合套同时与主减速器组件的左花键毂和左前进从动锥齿啮合，动力从左主动锥齿传递至左前进从动锥齿，然后再传递至左接合套，并至左花键毂，最终至左输出轴；右接合套向左滑动，右接合套同时与主减速器组件的右花键毂和右前进从动锥齿啮合，动力从右主动锥齿传递至右前进从动锥齿，然后传递至右接合套，并至右花键毂，最终至右输出轴。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，倒车档的动力传递如下：左接合套向左滑动，左接合套同时与左花键毂和左倒档从动锥齿啮合，动力从左主动锥齿传递至左倒档从动锥齿，然后传递至左接合套，至左花键毂，至左输出轴；同时右接合套向右滑动，右接合套同时与右花键毂和右倒档从动锥齿的外花键啮合，动力从右主动锥齿传递至右倒挡从动锥齿，然后传递至右接合套，至右花键毂，至右输出轴。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，PTO变速组件快速档的动力传递如下：快慢档接合套向左移动，快慢档接合套同时与快慢档花键毂和快档主动齿结合，PTO变速组件换入快档。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，PTO变速组件慢速档的动力传递如下：快慢档接合套向右移动，快慢档接合套同时与快慢档花键毂和慢档主动齿结合，PTO变速组件换入慢档。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，差速转向组件的动力传递如下：差速转向组件的无级变速器处于非零位置时，无级变速器对外输出转速，此时蜗杆转动；蜗杆转动带动左、右蜗轮转动，左、右蜗轮在蜗杆的作用下等速同方向旋转；左、右差速组件的左、右太阳轮、的转速相同，方向相反，经行星齿轮机构复合后，左、右行星架的旋转趋势发生变化，一个加速前进，另一个加速后退，使履带车辆的两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种履带式拖拉机变速传动装置的整体结构示意图；

图2为图1中变速器组件部分的传动原理图；

图3为图1中差速转向组件向示意图；

图4为图3中差速转向组件和主减速器组件的结构示意图；

图5为图1中差速转向组件的结构示意图；

图6为图1中PTO变速组件的结构示意图。

附图标记对应关系为：

A箱体组件 B变速器组件 C差速转向组件

D主减速器组件 EPTO变速组件

A1箱体 A2轴承

B1输入轴组件 B11输入轴主动齿 B12输入轴

B2一轴组件 B21一轴 B22一轴从动齿

B23双联主动齿 B24双联从动齿 B25四档主动齿

B26三档主动齿 B27二档主动齿 B28一档主动齿

B29主动锥齿

B3二轴组件 B31低速档齿 B32高低档花键毂

B33高低档接合套 B34高速档齿 B35四档从动齿

B36三四档接合套 B37三四档花键毂 B38三档从动齿

B39二档从动齿 B310一二档接合套 B311一二档花键毂

B312一档从动齿 B313二轴

B4输出轴组件

B41输出轴 B42输出轴从动齿

C1左差速组件 C11左分流主动齿 C12左太阳轮

C13左行星轮 C14左齿圈 C15蜗轮

C16左行星架 C17左主动锥齿

C2右差速组件 C21右分流从动齿 C22右太阳轮

C23右行星轮 C24右齿圈 C25右蜗轮

C26右行星架 C27右主动锥齿 C28右输入轴

D1左主减速组件 D2右主减速组件

D11左输出轴 D12左前进从动锥齿 D13左接合套

D14左花键毂 D15左倒档从动锥齿

D21右输出轴 D22右前进从动锥齿 D23右接合套

D24右花键毂 D25右倒档从动锥齿

E1快档主动齿 E2慢档主动齿 E3快慢档花键毂

E4快慢档接合套 E5快档从动齿 E6慢档从动齿

E7中间轴主动齿 E8中间轴 E9PTO轴

E10PTO轴从动齿

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1至图6所示的履带式拖拉机变速传动装置及其组件，履带式拖拉机变速传动装置具体包括箱体组件A，以及设置于箱体组件A上的变速器组件B、差速转向组件C、主减速器组件D以及PTO变速组件E。更为具体地，变速器组件B包括输入轴组件B1、一轴组件B2、二轴组件B3、及输出轴组件B4，输入轴组件B1包括输入轴和固定设置于输入轴上的输入轴主动齿B11。如图1和图2所示，一轴组件B2具体包括与输入轴平行设置的一轴，一轴上从左至右依次设置一轴从动齿B22、双联齿，以及多个档位主动齿。二轴组件B3包括与一轴平行设置的二轴，二轴上从左至右依次设置低速档齿B31、高低档花键毂B32、高低档接合套B33、高速档齿B34，以及用于与一轴上的多个档位主动齿配合使用的多个档位从动齿。输出轴组件B4具体包括与二轴平行设置的输出轴，输出轴上固定设置输出轴从动齿B42。差速转向组件C和主减速组件设置于输出轴组件B4的一端，即图1中所示的右端，差速转向组件包括左差速组件、与左差速组件相对设置且结构相同的右差速组件、蜗杆、从动锥齿及无极变速器。主减速组件包括结构相同的左主减速组件和右主减速组件，左主减速组件和右主减速组件相对设置，左主减速组件置于左差速组件的一端，并通过左主动锥齿带动旋转。PTO变速组件设置于所述一轴组件的一端，PTO变速组件还包括与所述一轴平行设置的中间轴和PTO轴，所述中间轴上依次固定设置快档从动齿、慢档从动齿和中间轴主动齿。此结构的履带式拖拉机变速传动装置，动力从输入轴组件输入后，传递至一轴组件，带动一轴转动，再通过不同主动齿把动力传递至二轴组件，带动二轴转动，再传递至输出轴后把动力输出至差速转向组件，最后把动力传递至主减速组件，并最终传递至拖拉机的相关部件。PTO变速组件置于一轴的一端，一轴转动时，带动PTO组件动作。变速器组件B可实现高速四档和低速四档，差速转向组件C可实现车辆转向，主减速组件不仅具有减速作用，还具有切换前进和倒车作用，配合变速器组件，实现八速前进和八速倒车组合。与现有结构的类似装置相比，其具有结构更为简单、紧凑、操纵便捷、转向精度高，以及可实现原地打转的优点。

更为具体地，如图1和图2所示，档位主动齿包括分别固定设置于所述一轴上的四档主动齿B25、三档主动齿B26、二档主动齿B27及一档主动齿B28，齿轮外径从左至右逐渐变小。档位从动齿包括可转动地设置于二轴上的四档从动齿B35、三档从动齿B38、二档从动齿B39及一档从动齿B312，齿轮外径从左至右逐渐变大。工作过程中，四档从动齿B35、三档从动齿B38、二档从动齿B39及一档从动齿B312可分别与四档主动齿B25、三档主动齿B26、二档主动齿B27及一档主动齿B28。四档从动齿B35和三档从动齿B38之间还设有三四档花键毂B37、二档从动齿B39和一档从动齿B312之间还设有一二档花键毂B311，一二档花键毂B311及三四档花键毂B37分别固定设置于所述二轴上。三四档花键毂B37上还设有可滑动的三四档接合套B36、一二档花键毂B311还设有可滑动的一二档接合套B310。对于双联齿，具体包括可相对一轴转动的双联主动齿B23及设置于双联主动齿B23右侧的双联从动齿B24，双联主动齿B23用于与低速档齿B31啮合，双联从动齿B24用于与高速档齿B34啮合；二轴上还设有可相对二轴转动的高低档花键毂B32，高低档花键毂B32上设有可滑动的高低档接合套B33。双联主动齿B23靠近双联从动齿B24一端，即其右端，以及双联从动齿B24靠近双联主动齿B23的一端，即其左端分别设置有可与高低档接合套B33啮合的花键套。四档从动齿B35靠近三档从动齿B38的一端，即其右端，以及三档从动齿B38靠近四档从动齿B35的一端，即其左端，分别设有可与三四档接合套B36啮合的花键套。二档从动齿B39靠近一档从动齿B312的一端，即其右端，以及一档从动齿B312靠近二档从动齿B39的一端分别设有可与一二档接合套B310啮合的花键套；一轴上还固定设有主动锥齿B29，主动锥齿B29置于一档主动齿B28背离所述二档主动齿B27的一侧，即图中所示的右侧。

如图3至图5所示，差速转向组件C包括左差速组件C1、与左差速组件C1相对设置，并且与左差速组件C1结构相同的右差速组件C2、蜗杆、从动锥齿及无极变速器；从动锥齿用于与主动锥齿B29啮合，无极变速器设置于所述从动锥齿的一侧，蜗杆包括蜗杆轴和固定设置于蜗杆轴上的左蜗杆和右蜗杆，蜗杆轴的一端与无极变速器连接；左差速器和右差速器还分别包括用于与左蜗杆和右蜗杆啮合的左蜗轮和右蜗轮。当主动锥齿B29旋转时，带动从动锥齿旋转，从动锥齿带动无极变速器旋转，无极变速器带动左螺杆和右螺杆旋转，进而分别带动左差速器和右差速器旋转。左差速组件C1包括左分流主动齿C11、左太阳轮C12、左行星轮C13、左行星架C16和左齿圈C14，具体地，左太阳轮C12置于左分流主动齿C11一侧，左齿圈C14置于所述左蜗轮内侧，左行星轮C13置于所述左行星架C16上，并分别与左太阳轮C12和左齿圈C14啮合，左行星轮C13的数量为多个，优选为三个；左行星架C16的一端还设有左主动锥齿C17，左主动锥齿C17与行星架轴固定连接，行星架旋转时，带动行星架轴旋转，进而带动左主动锥齿C17旋转。

如图3至图4所示，主减速组件包括结构相同的左主减速组件D1和右主减速组件D2，左主减速组件D1和右主减速组件D2相对设置，左主减速组件D1置于左差速组件C1的一端，并通过左主动锥齿C17B29带动旋转。左减速组件包括左输出轴D11，左输出轴D11的一端设有用于与左主动锥齿C17B29啮合的左前进从动锥齿D12，左前进从动锥齿D12可在左输出轴D11上滑动。左输出轴D11上还固定设置有左花键毂D14，左花键毂D14上还设有可滑动的左接合套D13；左前进从动锥齿D12靠近所述左花键毂D14的一端还设有左花键套。

如图6所示，PTO变速组件E包括设置于一轴一端的快档主动齿E1和慢档主动齿E2，快档主动齿E1和慢档主动齿E2相对设置，且均可相对于一轴转动；快档主动齿E1和慢档主动齿E2之间还固定设置有快慢档花键毂E3，快慢档花键毂E3上设有可在快慢档花键毂E3上滑动的快慢档接合套E4。PTO变速组件E还包括与一轴平行设置的中间轴E8和PTO轴，中间轴E8上依次固定设置快档从动齿E5、慢档从动齿E6和中间轴E8主动齿E7；PTO轴上还设有PTO轴从动齿E10，所述快档从动齿E5、慢档从动齿E6分别用于与快档主动齿E1和慢档主动齿E2啮合，所述中间轴E8主动齿E7用于与所述PTO轴从动齿E10啮合。

此外，本发明还提出一种履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，可八种速度前进或八种速度后退，原地转向，包括如下步骤：

S1：动力从输入轴组件B1传入，并进入S2；

S2：动力传递至一轴，再从一轴传递至多个档位主动齿，并进入S3和S9：

S3：动力从多个档位主动齿，选择性地传递至二轴上的多个档位从动齿，并进入S4；

S4：动力从多个从动齿中的一个传递至二轴，并带动二轴旋转，并进入S5；

S5：动力从二轴经高低档花键毂B32传递至高低档接合套B33，并带动高低档接合套B33旋转，并进入S6；

S6：动力传递至输出轴从动齿B42，并带动输出轴旋转，并进入S7；

S7：动力从输出轴传递至差速转向组件，并进入S8；

S8：动力从差速转向组件传递至主减速组件；

S9：动力从档位主动齿传递至一轴，通过快档从动齿E5或慢档从动齿E6，带动中间轴E8旋转，并进入S10；

S10：中间轴E8旋转时，动力从中间轴E8传递至中间轴E8主动齿E7，并进入S11；

S11：动力从中间轴E8主动齿E7传递至PTO轴E9，并带动PTO轴E9旋转。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2所示，一档和二档的动力传递如下：一档时：一二档接合套B310向右移动，使一二档接合套B310与多个档位从动齿中的一档从动齿B312啮合，动力由多个档位主动齿中的一档主动齿B28传递至一档从动齿B312，经过一档从动齿B312传递至一二档接合套B310，再传递至一二档花键毂B311，并传递至二轴，二轴以一档速度转动；二档时：一二档接合套B310向左移动，使得一二档接合套B310与多个档位从动齿中中二档从动齿B39结合，动力由多个档位主动齿中二档主动齿B27传递至二档从动齿B39，经过二档从动齿B39传递至一二档接合套B310，再传递至一二档花键毂B311，并传递至二轴，二轴以二档速度转动。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2所示，三档和四档的动力传递如下：三档时：三四档接合套B36向右移动，使三四档接合套B36与多个档位从动齿中的三档从动齿B38啮合，动力由多个档位主动齿中的三档主动齿B26传递至三档从动齿B38，经过三档从动齿B38传递至三四档接合套B36，再传递至三四档花键毂B37，并传递至二轴，带动二轴以三档速度转动；四档时：三四档接合套B36向左移动，使三四档接合套B36与多个档位从动齿中中四档从动齿B35结合，动力由多个档位主动齿中四档主动齿B25传递至四档从动齿B35，经过四档从动齿B35传递至三四档接合套B36，再传递至三四档花键毂B37，并传递至二轴，带动二轴以四档速度转动。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2所示，高档和低档的动力传递如下：高档时：高低档接合套B33向右移动，高低档接合套B33与高速档齿B34结合，高低档接合套B33与高速档齿B34结合，使高低档花键毂B32与二轴结合，此时，高低档接合套B33以高速档输出；低档时：高低档接合套B33向左移动，高低档接合套B33与低速档齿B31结合，双联主动齿B23中的双联主动齿B23与高速档齿B34啮合，且双联主动齿B23与双联齿中的双联从动齿B24为一体，此时，高低档接合套B33以高速档输出。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3和图4所示，前进档的动力传递如下：

主减速器组件的左接合套D13向右滑动，左接合套D13同时与主减速器组件的左花键毂D14和左前进从动锥齿D12啮合，动力从左主动锥齿B29传递至左前进从动锥齿D12，然后再传递至左接合套D13，并至左花键毂D14，最终至左输出轴；右接合套D23向左滑动，右接合套D23同时与主减速器组件的右花键毂D24和右前进从动锥齿D22啮合，动力从右主动锥齿B29传递至右前进从动锥齿D22，然后传递至右接合套D23，并至右花键毂D24，最终至右输出轴D21。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2所示，倒车档的动力传递如下：左接合套D13向左滑动，左接合套D13同时与左花键毂D14和左倒档从动锥齿D15啮合，动力从左主动锥齿B29传递至左倒档从动锥齿D15，然后传递至左接合套D13，至左花键毂D14，至左输出轴；同时右接合套D23向右滑动，右接合套D23同时与右花键毂D24和右倒档从动锥齿D25的外花键啮合，动力从右主动锥齿B29传递至右倒挡从动锥齿，然后传递至右接合套D23，至右花键毂D24，至右输出轴D21。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图6所示，PTO变速组件快速档的动力传递如下：快慢档接合套E4向左移动，快慢档接合套E4同时与快慢档花键毂E3和快档主动齿E1结合，PTO变速组件换入快档。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图6所示，PTO变速组件慢速档的动力传递如下：快慢档接合套E4向右移动，快慢档接合套E4同时与快慢档花键毂E3和慢档主动齿E2结合，PTO变速组件换入慢档。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5所示，差速转向组件的动力传递如下：差速转向组件的无级变速器处于非零位置时，无级变速器对外输出转速，此时蜗杆转动；蜗杆转动带动左、右蜗轮转动，左、右蜗轮在蜗杆的作用下等速同方向旋转；左、右差速组件的左、右太阳轮、的转速相同，方向相反，经行星齿轮机构复合后，左、右行星架的旋转趋势发生变化，一个加速前进，另一个加速后退，使履带车辆的两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。

上述结构的拖拉机变速传动装置，工作原理如下：

箱体A1通过轴承A2支撑输入轴组件、一轴组件、二轴组件、输出轴组件，差速转向组件、主减速组件和PTO组件。

输入轴主动齿B11通过花键套装在输入轴B12上，输入轴B12两端分别通过轴承B12支撑在箱体A1上。输入轴B12一端连接在离合器从动盘花键上，通过输入轴主动齿B11将动力输出至一轴从动齿B22。

一轴从动齿B22，四档主动齿B25，三档主动齿B26，二档主动齿B27，一档主动齿B28，无级变速器(HST)主动锥齿B29通过花键套装在一轴B21上。双联齿主动齿B23，双联齿从动齿B24组成为一体，空套在一轴B21上。一轴B21通过轴承A2支撑在箱体A1上。

低档齿B31，高低档花键毂B32，四档从动齿B35，三档从动齿B38，二档从动齿B39，一档从动齿B312空套在二轴B313上。高速档齿B34，三四档花键毂B37，一二档花键毂B311通过花键套装在二轴B313上。高低档接合套B33通过花键套装在高低档花键毂B32上，并可以沿着高低档花键毂B32前后滑动。三四档接合套B36通过花键套装在三四档花键毂B37上，并可以沿着三四档花键毂B37前后滑动。一档从动齿B312通过花键套装在一二档花键毂B311上，并可以沿着一二档花键毂B311前后滑动。低档齿B31，高低档花键毂B32，高低档接合套B33，高速档齿B34组成高低档切换模块。二档从动齿B39，一二档接合套B310，一二档花键毂B311，一档从动齿B312组成一二档切换模块。四档从动齿B35，三四档接合套B36，三四档花键毂B37，三档从动齿B38组成三四档切换模块。

一二档换档原理：一二档接合套B310处于中间位置，实现一二档之间的空档。一二档接合套B310向后移动，使得一二档接合套B310的内花键与一档从动齿B312的外花键结合，动力由一档主动齿B28传递至一档从动齿B312，经过一档从动齿B312的外花键传递至一二档接合套B310，再传递至一二档花键毂B311，从而传递至二轴B313，二轴B313以一档转动。一二档接合套B310向前移动，使得一二档接合套B310的内花键与二档从动齿B39的外花键结合，动力由二档主动齿B27传递至二档从动齿B39，经过二档从动齿B39的外花键传递至一二档接合套B310，再传递至一二档花键毂B311，从而传递至二轴B313，二轴B313以二档转动。

三四档换档原理：三四档接合套B36处于中间位置，实现三四档之间的空档。三四档接合套B36向后移动，使得三四档接合套B36的内花键与三档从动齿B39的外花键结合，动力由三档主动齿B26传递至三档从动齿B38，经过三档从动齿B38的外花键传递至三四档接合套B36，再传递至三四档花键毂B37，从而传递至二轴B313，二轴B313以三档转动。三四档接合套B36向前移动，使得三四档接合套B36的内花键与四档从动齿B35的外花键结合，动力由四档主动齿B25传递至四档从动齿B35，经过四档从动齿B35的外花键传递至三四档接合套B36，再传递至三四档花键毂B37，从而传递至二轴B313，二轴B313以四档转动。

高低档换档原理。高低档接合套B33处于中间位置，实现高低档之间的空档。高低档接合套B33向后移动，高低档接合套B33的内花键与高速档齿B34的外花键结合，由于高速档齿B34通过花键套装在二轴B313上，因此，高低档接合套B33的内花键与高速档齿B34的外花键结合的本质是使得高低档花键毂B32与二轴B313结合。此时高低档接合套B33以高速档输出。高低档接合套B33向前移动，高低档接合套B33的内花键与低速档齿B31的外花键结合，由于高速档齿B34与双联齿主动齿B23常啮合，双联齿主动齿B23与双联齿从动齿B24为一体，双联齿从动齿B24与低速挡齿B31常啮合。其传递路线为：高速档齿B34，至双联齿从动齿B24，至双联齿主动齿B23，至低速档齿B31，高低档接合套B33。此时高低档接合套B33以低速档输出。

输出轴从动齿B42通过花键套装在输出轴B41上，输出轴从动齿B42与高低档接合套B33上的外齿轮啮合，输出轴从动齿B42为宽齿轮，高低档接合套B33在空档、高档和低档时都与输出轴从动齿B42常啮合传动。

左右差速组件C1和C2的结构相同，分流主动齿C11、左太阳轮C12通过花键套装在输出轴B41上，分流从动齿左行星架C16上空套有2至4个均匀分布的左行星轮C13，左齿圈C14的外侧设置有左蜗轮C15。左齿圈C14分别通过轴承A2支撑在输出轴B41和左行星架C16上，右齿圈C24分别通过轴承A2支撑在右输入轴C28和右行星架C26上。左主动锥齿C17通过花键安装在左行星架C16上，右主动锥齿C27通过花键安装在右行星架C26上。

左太阳轮C12、左行星轮C13、左行星架C16、左齿圈C14组成行星齿轮传动机构。

从输出轴B41上输出的动力，一端经左太阳轮C12分流至左侧履带，另一端经分流主动齿C11至分流从动齿C21，至右差速组件C2，至右侧履带。

HST从动锥齿C4与HST主动锥齿B29常啮合，HST变速器C5的输出端直接驱动蜗杆C3，蜗杆C3与左右蜗轮C15、C25组成蜗轮蜗杆组件。

左右主减速组件D1、D2结构相同。

左输出轴D11通过轴承A2安装在箱体A1上，左前进从动锥齿D12、左倒车从动锥齿D15与左主动锥齿C17常啮合，左花键毂D14通过花键套装在左输出轴D11上，左接合套D13通过花键套装在左花键毂D14上，并可以在左花键毂D14上左右滑动。

右输出轴D11通过轴承A2安装在箱体A1上，右前进从动锥齿D22、右倒车从动锥齿D25与右主动锥齿C27常啮合，右花键毂D24通过花键套装在右输出轴D21上，右接合套D23通过花键套装在右花键毂D24上，并可以在右花键毂D24上左右滑动。

前进档：左接合套D13向右滑动，左接合套D13同时与左花键毂D14与左前进从动锥齿D12的外花键啮合，动力从左主动锥齿C17传递至左前进从动锥齿D12，然后传递至左接合套D13，至左花键毂D14，至左输出轴D11。同时右接合套D23向左滑动，右接合套D23同时与右花键毂D24与右前进从动锥齿D22的外花键啮合，动力从右主动锥齿C27传递至右前进从动锥齿D22，然后传递至右接合套D23，至右花键毂D24，至右输出轴D21。

倒车档：左接合套D13向左滑动，左接合套D13同时与左花键毂D14与左倒档从动锥齿D15的外花键啮合，动力从左主动锥齿C17传递至左倒档从动锥齿D15，然后传递至左接合套D13，至左花键毂D14，至左输出轴D11。同时右接合套D23向右滑动，右接合套D23同时与右花键毂D24与右倒档从动锥齿D25的外花键啮合，动力从右主动锥齿C27传递至右倒挡从动锥齿D25，然后传递至右接合套D23，至右花键毂D24，至右输出轴D21。

快慢档花键毂E3通过花键套装在一轴B21上，快档主动齿E1，慢档主动齿E2通过轴套空套在一轴B21上，快档从动齿E5，慢档从动齿E6，中间轴主动齿E7通过花键套装在中间轴E8上，PTO轴从动齿E10通过花键套装在PTO轴E9上。快档主动齿E1与快档从动齿E5常啮合，慢档主动齿E2与慢档从动齿E6常啮合，中间轴主动齿E7与PTO轴从动齿E10常啮合。

换挡原理：

PTO快速档：快慢档接合套E4前移，快慢档接合套E4同时与快慢档花键毂E3和快档主动齿E1的外花键结合，PTO变速器换人快档。其动力传递路线为。一轴B21，至快慢档花键毂E3，快慢档接合套E4，快档主动齿E1，快档从动齿E5，中间轴E8，中间轴主动齿E7，PTO从动齿E10，PTO轴。

PTO慢速档：快慢档接合套E4后移，快慢档接合套E4同时与快慢档花键毂E3和慢档主动齿E2的外花键结合，PTO变速器换人慢档。其动力传递路线为。一轴B21，至快慢档花键毂E3，快慢档接合套E4，慢档主动齿E2，慢档从动齿E6，中间轴E8，中间轴主动齿E7，PTO从动齿E10，PTO轴。

履带车辆直线行驶原理：当HST变速器处于零速位置，即HST不对外输出转速时。此时蜗杆C3，由于蜗杆C3不转动，因此，左右蜗轮C16、C26亦不转动，因此左右齿轮C14、C24亦不转动，此时，传递至左右主动锥齿C17、C27的动力转速相同。方向相反，在主减速组件D的配合下，实现履带车辆直线前进和倒车行驶。

履带车辆差速转向原理：档HST变速器处于非零位置时，HST对外输出转速，此时蜗杆C3转动，由于蜗杆C3转动，因此，左右蜗轮C16、C26转动。由于蜗杆C3的两组蜗杆齿轮的螺旋方向相同，因此，左右蜗轮C16、C26在蜗杆C3的作用下等速等方向旋转。由于转动至左右差速组件C1、C2的左右太阳轮C12、C22的转速相同，方向相反，在经过行星齿轮机构复合后，使得左右行星架C16、C26的旋转趋势发生变化，一个加速前进，一个加速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向，HST对外输出转速的方向不同，对应的履带车辆转向的方向亦不同，由于蜗杆调速后左右侧履带加减速的速率绝对值与输入速度等同，因此在HST在等速不等向输出转速时，左右侧履带可以获得相同的运动规律。

上述结构的履带式拖拉机变速传动装置，具有如下优点：

一、采用HST变速器的输出端直接控制蜗杆，进而改变蜗轮的速度，使履带车辆左右侧转速发生变化，结构简单，紧凑。

二、采用在变速器一轴上通过锥齿轮装置驱动HST变速器，HST变速器的输入转速独立于变速器的转速，在变速器处于空档时履带车辆可原地转向。

三、HST变速器的可无级调速，使履带车辆的瞬时转向角度可无级调节，转向精度高。

四、一轴直连至PTO变速器，并可以继续输出，外接动力装置的能力强。

五、采用前进从动锥齿轮和倒车从动锥齿轮切换装置实现前进档和倒车档，在复杂作业环境下操控更便捷。

另一方面，本发明还提出一种种拖拉机，包括拖拉机变速传动装置，拖拉机变速传动装置具体为如上所述的履带式拖拉机变速传动装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种履带式拖拉机变速传动装置，其特征在于，包括箱体组件和设置于箱体组件上的变速器组件、减速转向组件、主减速器组件及PTO变速组件；

所述变速器组件包括输入轴组件、一轴组件、二轴组件及输出轴组件，所述输入轴组件包括输入轴和固定设置于输入轴上的输入轴主动齿；

所述一轴组件包括与输入轴平行设置的一轴，所述一轴上依次设置一轴从动齿、双联齿、以及多个档位主动齿；

所述二轴组件包括与一轴平行设置的二轴，所述二轴上依次设置低速档齿、高低档花键毂、高低档接合套、高速档齿，以及用于与所述一轴上的多个档位主动齿配合使用的多个档位从动齿；

所述输出轴组件包括与所述二轴平行设置的输出轴，所述输出轴上固定设有输出轴从动齿；

所述差速转向组件和主减速器组件设置于所述输出轴组件的一端，所述差速转向组件包括左差速组件、与左差速组件相对设置且结构相同的右差速组件、蜗杆、从动锥齿及无极变速器；

所述主减速组件包括结构相同的左主减速组件和右主减速组件，左主减速组件和右主减速组件相对设置，所述左主减速组件置于所述左差速组件的一端，并通过所述左主动锥齿带动旋转；

所述PTO变速组件设置于所述一轴组件的一端，所述PTO变速组件还包括与所述一轴平行设置的中间轴和PTO轴，所述中间轴上依次固定设置快档从动齿、慢档从动齿和中间轴主动齿。

2.根据权利要求1所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，可八种速度前进或八种速度后退，原地转向，其特征在于，包括如下步骤：

S1：动力从输入轴组件传入，并进入S2；

S2：动力传递至一轴，再从一轴传递至多个档位主动齿，并进入S3和S9：

S3：动力从多个档位主动齿，选择性地传递至二轴上的多个档位从动齿，并进入S4；

S4：动力从多个从动齿中的一个传递至二轴，并带动二轴旋转，并进入S5；

S5：动力从二轴经高低档花键毂传递至高低档接合套，并带动高低档接合套旋转，并进入S6；

S6：动力传递至输出轴从动齿，并带动输出轴旋转，并进入S7；

S7：动力从输出轴传递至差速转向组件，并进入S8；

S8：动力从差速转向组件传递至主减速组件；

S9：动力从档位主动齿传递至一轴，通过快档从动齿或慢档从动齿，带动中间轴旋转，并进入S10；

S10：中间轴旋转时，动力从中间轴传递至中间轴主动齿，并进入S11；

S11：动力从中间轴主动齿传递至PTO轴，并带动PTO轴旋转。

3.根据权利要求2所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，一档和二档的动力传递如下：

一档时：一二档接合套向右移动，使一二档接合套与多个档位从动齿中的一档从动齿啮合，动力由多个档位主动齿中的一档主动齿传递至一档从动齿，经过一档从动齿传递至一二档接合套，再传递至一二档花键毂，并传递至二轴，二轴以一档速度转动；

二档时：一二档接合套向左移动，使得一二档接合套与多个档位从动齿中中二档从动齿结合，动力由多个档位主动齿中二档主动齿传递至二档从动齿，经过二档从动齿传递至一二档接合套，再传递至一二档花键毂，并传递至二轴，二轴以二档速度转动。

4.根据权利要求3所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，三档和四档的动力传递如下：

三档时：三四档接合套向右移动，使三四档接合套与多个档位从动齿中的三档从动齿啮合，动力由多个档位主动齿中的三档主动齿传递至三档从动齿，经过三档从动齿传递至三四档接合套，再传递至三四档花键毂，并传递至二轴，带动二轴以三档速度转动；

四档时：三四档接合套向左移动，使三四档接合套与多个档位从动齿中中四档从动齿结合，动力由多个档位主动齿中四档主动齿传递至四档从动齿，经过四档从动齿传递至三四档接合套，再传递至三四档花键毂，并传递至二轴，带动二轴以四档速度转动。

5.根据权利要求4所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，高档和低档的动力传递如下：

高档时：高低档接合套向右移动，高低档接合套与高速档齿结合，高低档接合套与高速档齿结合，使高低档花键毂与二轴结合，此时，高低档接合套以高速档输出；

低档时：高低档接合套向左移动，高低档接合套与低速档齿结合，双联主动齿中的双联主动齿与高速档齿啮合，且双联主动齿与双联齿中的双联从动齿为一体，此时，高低档接合套以高速档输出。

6.根据权利要求5所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，前进档的动力传递如下：

主减速器组件的左接合套向右滑动，左接合套同时与主减速器组件的左花键毂和左前进从动锥齿啮合，动力从左主动锥齿传递至左前进从动锥齿，然后再传递至左接合套，并至左花键毂，最终至左输出轴；

右接合套向左滑动，右接合套同时与主减速器组件的右花键毂和右前进从动锥齿啮合，动力从右主动锥齿传递至右前进从动锥齿，然后传递至右接合套，并至右花键毂，最终至右输出轴。

7.根据权利要求6所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，倒车档的动力传递如下：

左接合套向左滑动，左接合套同时与左花键毂和左倒档从动锥齿啮合，动力从左主动锥齿传递至左倒档从动锥齿，然后传递至左接合套，至左花键毂，至左输出轴；

同时右接合套向右滑动，右接合套同时与右花键毂和右倒档从动锥齿的外花键啮合，动力从右主动锥齿传递至右倒挡从动锥齿，然后传递至右接合套，至右花键毂，至右输出轴。

8.根据权利要求7所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，PTO变速组件快速档的动力传递如下：

快慢档接合套向左移动，快慢档接合套同时与快慢档花键毂和快档主动齿结合，PTO变速组件换入快档。

9.根据权利要求8所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，PTO变速组件慢速档的动力传递如下：

快慢档接合套向右移动，快慢档接合套同时与快慢档花键毂和慢档主动齿结合，PTO变速组件换入慢档。

10.根据权利要求8所述的履带式拖拉机变速传动装置的传动方法，其特征在于，差速转向组件的动力传递如下：

差速转向组件的无级变速器处于非零位置时，无级变速器对外输出转速，此时蜗杆转动；

蜗杆转动带动左、右蜗轮转动，左、右蜗轮在蜗杆的作用下等速同方向旋转；

左、右差速组件的左、右太阳轮、的转速相同，方向相反，经行星齿轮机构复合后，左、右行星架的旋转趋势发生变化，一个加速前进，另一个加速后退，使履带车辆的两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向。