CN111577859A - 一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型园艺拖拉机的静液压无级变速传动箱，在行走机构的一、二级传动轴之间并联HST传动机构，且静液压无级变速装置（5）设置于箱体（29）的外侧顶端；在动力输出轴一（23）的轴末端上侧增设横向动力输出机构，使动力输出在拥有一个纵向主输出端的基础上，再增设有两个横向辅助输出端和一个齿轮直联输出端。其优点是，上置式HST布置，改善了箱体结构布置，减小了箱体宽度，适合在狭窄的园艺及其他狭窄行距的农田中作业；机液混合动力驱动，满足不同工况作业要求下；多点动力输出，可满足多功能作业机具的动力配置要求。

Description

一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱

技术领域

本发明涉及农业机械，特别是一种适用于园艺作业的园艺拖拉机静液压无级变速传动箱。

背景技术

目前，拖拉机变速箱主要有机械直联式变速箱和静液压无级传动变速箱两种。机械直联式变速箱虽然传动效率高，但需要熟练操纵油门、离合器和档位，操作复杂。特别是在丘陵山地和茶园等有坡度的地段作业时，拖拉机需要提供大扭矩爬行，机械直联式变速箱易造成离合器异常磨损，严重时导致发动机熄火。所以传统的纯机械传动已无法满足其驱动的需求。

所述的静液压无级传动变速箱，是在现有机械直联式变速箱的基础上，在动力输入端接入一个静液压无级变速传动装置（HST），使纯机械传动变得更加柔性化，操纵简单，噪音低，可以无级调节行走速度，而且可以提供大扭矩驱动而不会导致发动机熄火，能保证拖拉机在各种恶劣工况下行走更加柔性化，目前已被广泛的运用在农业机械的生产制造过程中。静液压无级变速已广泛应用于小型汽车中，而在拖拉机变速箱中，引入静液压无级变速传动装置（SHT），是未来柔性化变速箱设计的研究方向。

静液压无级变速传动装置柔性化程度好，操纵简便，但长时间在低速和农田情况稳定的情况下作业时传动效率低、油耗高，导致液压油温升高快。传统的机械直联变速箱可以保证低速、恒速运转、传动效率高、作业效果稳定。

拖拉机变速箱设计，由于受到外形尺寸、结构以及可用空间的限制，要在现有的空间中再植入一个静液压无级变速传动装置（简称SHT），是非常困难的。为了尽量不改变现拖拉机的变速箱外形尺寸，目前大多数设计方案是将静液压无级变速传动装置（SHT）安装在变速箱的侧面。对于整机侧向尺寸无特殊限制的拖拉机，该设计无可非意，但对于侧向宽幅有严格限制的机型，显然不合适。安装在侧面的静液压无级变速传动装置会严重加大箱体总成宽度，导致作业机械不适合在狭窄的园艺及其他狭窄行距的农田中作业。

近年来，本公司设计了一种适用于在茶园中作业的窄宽幅小型履带式拖拉机，由于受茶园80CM行距的限制，该拖拉机的整机外形宽度必须小于80CM。显然，对于这种窄宽幅小型履带式拖拉机，如要再接入静液压无级变速传动装置（SHT），除了变速箱顶部，其它侧面是无法安放的。

另外，为满足园艺多功能作业要求，传统的单点动力输出轴已不能满足现有多功能作业机具的动力配置要求，急需要一种宽度小，可以满足大扭矩传递动力、多种动力输出选择、机械与液压并联混合传动的变速箱。

发明内容

本发明所要解决的技术难题是，针对上述现有技术存在的问题，提供一种适用于茶园作业的园艺拖拉机静液压无级变速传动箱。

本发明技术解决方案是，包括行走机构、动力输出机构和HST传动机构，行走机构包括一级传动轴17、二级传动轴18、三级传动轴19、离合器轴20、四级传动轴21和行走轮轴22，离合器轴20为刹车转向轴，行走轮轴22为拖拉机车轮驱动轴，由动力输入轴1输入动力，驱动整机行走和刹车转向；动力输出机构包括动力输入轴1、直齿轮14和动力输出轴一23；发动机的动力由动力输入轴1通过锥齿轮三16和直齿轮14分别将动力传递给行走机构和动力输出机构，实现拖拉机行走和动力输出，其特征在于：HST传动机构并联于行走机构的一级传动轴17和二级传动轴18之间，HST传动机构中的静液压无级变速装置5设置于传动箱箱体29的外侧顶端，其HST输入轴4和HST输出轴7伸入箱体29内，分别与一级传动轴17和二级传动轴18相联接；动力输出机构还设有一组横向动力输出机构。

所述HST传动机构，包括静液压无级变速装置5以及分别与静液压无级变速装置5的HST输入轴4和HST输出轴7相联接的HST输入齿轮轴2、HST输出齿轮轴8和HST输出过渡轴9；置于箱体29外侧顶端的静液压无级变速装置5，其HST输入轴4通过锥齿轮一3、HST输入传动轴2和过渡齿轮31与行走机构中的一级传动轴17相联；HST输出轴7通过锥齿轮二6、HST输出传动轴8和HST输出过渡轴9与行走机构中的二级传动轴18相联，使变速箱实现静液压柔性化无级变速传动。

所述动力输出机构中的动力输出轴一23设于箱体29内的最底侧，其前端通过一对直齿轮14与动力输入轴1相联，末端作为动力输出端伸出箱体29外，构成纵向主动力输出端。

所述横向动力输出机构设于动力输出轴一23的轴末端上侧，由锥齿轮四24、动力分配轴25、锥齿轮五26、动力输出轴二27和动力输出齿轮28构成，动力输出轴一23的输出动力再由横向动力输出机构传递到动力输出轴二27上，进行多点动力输出；其中动力输出轴二27相对于动力输出轴一23呈90º横向支撑于箱体29上，轴的两头伸出箱体29外，进行横向动力输出；同时动力输出轴二27上还设有直联式动力输出齿轮28，构成横向多点动力输出端。

二级传动轴18的传动齿轮上还设有控制与静液压无级变速装置5联接或断开的HST拨叉10，以及用于控制行走机构高低档行走的高低速拨叉12；动力输出轴一23上设有控制与动力输入轴1联接或断开的输出轴拨叉15。

HST拨叉10的一端通过HST拨叉轴11支撑在箱体29上，高低速拨叉12的一端通过高低速拨叉轴13支撑在箱体29上，并分别由拨叉手柄进行调节。

一级传动轴17上设有与二级传动轴18上的高低档拨叉齿轮直联的传动齿轮30，通过传动齿轮30可将一级传动轴17上的动力直接传递给二级传动轴18，实现高低速机械传动。

动力输出轴一23的主动力输出端为花键结构，可将动力通过联轴节传递给作业机具。

动力输出齿轮28为直齿轮，可将动力通过齿轮直联传递给作业机具；动力输出轴二27的两个输出端为平键结构，可将动力通过链轮或皮带轮传递给作业机具。

本发明与现有技术相对比所具备的优点：一是上置式HST的布置方式，改善了箱体结构布置，大大减小了箱体宽度，适合在狭窄的园艺及其他狭窄行距的农田中作业；机液混合动力驱动，可以根据不同地形作业要求，无缝切换，满足不同工况作业的要求下，提高发动机的燃油效率；二是具有多种动力输出选择，拥有花键式动力输出轴、齿轮直联和皮带轮链轮多种动力输出联接方式，满足园艺多功能作业机具的动力配置要求。

图面说明

图1为本发明的结构示意图，即图2的A-A剖面图；

图2为图1的B-B剖面图，即行走机构传动示意图；

图3为图1的C-C剖面图；

图4为图1的D-D剖面图；

图5为图1的E-E剖面图。

图中标号：1-动力输入轴， 2-HST输入传动轴，3-锥齿轮一，4-HST输入轴，5-静液压无级变速装置，6-锥齿轮二，7- HST输出轴，8-HST输出传动轴，9- HST输出过渡轴，10-HST拨叉，11- HST拨叉轴，12-高低速拨叉，13-高低速拨叉轴，14-直齿轮，15-输出轴拨叉，16-锥齿轮三， 17-一级传动轴，18-二级传动轴，19-三级传动轴，20-离合器轴，21-四级传动轴， 22-行走轮轴，23-动力输出轴一，24-锥齿轮四，25-动力分配轴，26-锥齿轮五，27-动力输出轴二，28-动力输出齿轮，29-箱体，30-传动齿轮，31-过渡齿轮，32-中间齿轮。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用本发明作进一步的详细描述。

本发明涉及一种园艺拖拉机的静液压无级变速传动箱，该传动箱通过在行走机构中植入静液压无级变速装置（简称HST），使整机实现静液压无级变速。

本发明传动箱由行走机构、动力输出机构和HST传动机构三部分构成。

所述行走机构，包括一级传动轴17、二级传动轴18、三级传动轴19、离合器轴20、四级传动轴21和行走轮轴22，离合器轴20为刹车转向轴，行走轮轴22为拖拉机车轮驱动轴，由动力输入轴1输入动力，驱动整机行走和刹车转向。本发明在行走机构中还设有一组HST传动机构，并联于一级传动轴17和二级传动轴18之间，使行走机构实现柔性化静液压无级变速。

所述动力输出机构，包括纵向主动力输出机构和横向动力输出机构。

其中，纵向主动力输出机构由动力输入轴1、直齿轮14和动力输出轴一23构成，其动力输出轴一23设于箱体29内的最底侧，前端通过直齿轮14与动力输入轴1相联，末端作为动力输出端伸出箱体29外，构成纵向主动力输出端，使发动机动力由动力输入轴1通过直齿轮14直接递给底侧的动力输出轴一23，实现纵向主动力输出。

其中，横向动力输出机构设于动力输出轴一23的轴末端上侧，由锥齿轮四24、动力分配轴25、锥齿轮五26、动力输出轴二27和动力输出齿轮28构成，动力输出轴一23的输出动力可再由横向动力输出机构传递到动力输出轴二27上，进行多点动力输出；其中动力输出轴二27相对于动力输出轴一23呈90º横向支撑于箱体29上，轴的两头伸出箱体29外，进行横向动力输出；同时动力输出轴二27上还设有直联式动力输出齿轮28，构成横向多点动力输出端，从而实现整机多点动力输出。

本发明来自于发动机的动力由动力输入轴1，通过锥齿轮三16和直齿轮14分别将动力传递给行走机构和动力输出机构，实现拖拉机行走和动力输出。行走机构在传统的机械传动基础上，并联设置HST传动机构。可根据生产需要，由HST拨叉10，选择切换传统式机械传动或HST静液压无级变速传动。

所述HST传动机构，包括HST输入传动轴2、锥齿轮一3、HST输入轴4、静液压无级变速装置5、HST输出轴7、锥齿轮二6、HST输出传动轴8、HST输出过渡轴9、过渡齿轮31和中间齿轮32，静液压无级变速装置5设置于传动箱箱体29的外侧顶端，其HST输入轴4和HST输出轴7伸入箱体29内，与行走机构中的一级传动轴17和二级传动轴18进行并联联接。其中HST输入轴4通过锥齿轮一3、HST输入传动轴2和过渡齿轮31与一级传动轴17相联；HST输出轴7通过锥齿轮二6、HST输出传动轴8、HST输出过渡轴9和中间齿轮32与行走机构中的二级传动轴18相联，使变速箱实现静液压柔性化无级变速传动。

本发明动力输出机构，由纵向主动力输出机构与横向动力输出机构叠加构成多点动力输出。其中：

所述纵向主动力输出机构中的动力输出轴一23设于箱体29内的最底侧，其前端通过直齿轮14与动力输入轴1相联，末端作为动力输出端伸出箱体29外，构成纵向主动力输出端；

所述横向动力输出机构设于动力输出轴一23的轴末端上侧，由锥齿轮四24、动力分配轴25、锥齿轮五26、动力输出轴二27和动力输出齿轮28构成，动力输出轴一23的输出动力再由横向动力输出机构传递到动力输出轴二27上，进行多点动力输出；其中，动力输出轴二27相对于动力输出轴一23呈90º横向支撑于箱体29上，轴的两头伸出箱体29外，进行横向动力输出；同时动力输出轴二27上还设有直联式动力输出齿轮28，构成横向多点动力输出端。

二级传动轴18的传动齿轮上设有控制与静液压无级变速装置5联接或断开的HST拨叉10，以及用于控制行走机构高低档行走的高低速拨叉12；动力输出轴一23上设有控制与动力输入轴1联接或断开的输出轴拨叉15。

HST拨叉10的一端通过HST拨叉轴11支撑在箱体29上，高低速拨叉12的一端通过高低速拨叉轴13支撑在箱体29上，并分别由拨叉手柄进行调节。

一级传动轴17上设有与二级传动轴18上的高低档拨叉齿轮直联的传动齿轮30，通过传动齿轮30可将一级传动轴17上的动力直接传递给二级传动轴18，实现高低速机械传动。

当HST拨叉10处于联接状态时，静液压无级变速装置5启动。此时，发动机将动力通过动力输入轴1输入到变速箱的箱体29内时，通过锥齿轮三16驱动一级传动轴17转动，一级传动轴17再经由过渡齿轮31将动力送入HST传动机构进行柔性化静液压无级变速，然后再由中间齿轮32将动力传递给二级传动轴18，再经三级传动轴19、离合器轴20、四级传动轴21和行走轮轴22，驱动行走轮实现整机行走，所述的离合器轴20为刹车转向轴，使行走轮轴22实现单侧、双侧转动或关停，从而实现行走、转向和刹车。

当HST拨叉10处于空档时，中间齿轮32与二级传动轴18上的拨叉齿轮脱开， 使HST传动机构与二级传动轴18脱开，此时行走机构中通过一级传动轴17与二级传动轴18之间通过传动齿轮30直联，进行传统式机械传动。

本发明的动力输出机构，拥有纵向一个端口、横向两个端口和齿轮直联式一个端口，共计4个输出端口，从而实现多点动力输出。其中，动力输出轴一23的主动力输出端为花键结构，可将动力通过联轴节传递给作业机具；动力输出齿轮28为直齿轮，可将动力通过齿轮直联传递给作业机具；动力输出轴二27的两个输出端为平键结构，可将动力通过链轮或皮带轮传递给作业机具。

Claims (9)

1.一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，包括行走机构、动力输出机构和HST传动机构，行走机构包括一级传动轴（17）、二级传动轴（18）、三级传动轴（19）、离合器轴（20）、四级传动轴（21）和行走轮轴（22），离合器轴（20）为刹车转向轴，行走轮轴（22）为拖拉机车轮驱动轴，由动力输入轴（1）输入动力，驱动整机行走和刹车转向；动力输出机构包括动力输入轴（1）、直齿轮（14）和动力输出轴一（23）；发动机的动力由动力输入轴（1）通过锥齿轮三（16）和直齿轮（14）分别将动力传递给行走机构和动力输出机构，实现拖拉机行走和动力输出，其特征在于：HST传动机构并联于行走机构的一级传动轴（17）和二级传动轴（18）之间，HST传动机构中的静液压无级变速装置（5）设置于传动箱箱体（29）的外侧顶端，其HST输入轴（4）和HST输出轴（7）伸入箱体（29）内，分别与一级传动轴（17）和二级传动轴（18）相联接；动力输出机构还设有一组横向动力输出机构。

2.如权利要求1所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：所述HST传动机构，包括静液压无级变速装置（5）以及分别与静液压无级变速装置（5）的HST输入轴（4）和HST输出轴（7）相联接的HST输入齿轮轴（2）、HST输出齿轮轴（8）和HST输出过渡轴（9）；置于箱体（29）外侧顶端的静液压无级变速装置（5），其HST输入轴（4）通过锥齿轮一（3）、HST输入传动轴（2）和过渡齿轮（31）与行走机构中的一级传动轴（17）相联；HST输出轴7通过锥齿轮二（6）、HST输出传动轴（8）和HST输出过渡轴（9）与行走机构中的二级传动轴（18）相联，使变速箱实现静液压柔性化无级变速传动。

3.如权利要求1所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：所述动力输出机构中的动力输出轴一（23）设于箱体（29）内的最底侧，其前端通过一对直齿轮（14）与动力输入轴（1）相联，末端作为动力输出端伸出箱体（29）外，构成纵向主动力输出端。

4.如权利要求1所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：所述横向动力输出机构设于动力输出轴一（23）的轴末端上侧，由锥齿轮四（24）、动力分配轴（25）、锥齿轮五（26）、动力输出轴二（27）和动力输出齿轮（28）构成，动力输出轴一（23）的输出动力再由横向动力输出机构传递到动力输出轴二（27）上，进行多点动力输出；其中动力输出轴二（27）相对于动力输出轴一（23）呈90º横向支撑于箱体（29）上，轴的两头伸出箱体（29）外，进行横向动力输出；同时动力输出轴二（27）上还设有直联式动力输出齿轮（28），构成横向多点动力输出端。

5.如权利要求1所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：二级传动轴（18）的传动齿轮上还设有控制与静液压无级变速装置（5）联接或断开的HST拨叉（10），以及用于控制行走机构高低档行走的高低速拨叉（12）；动力输出轴一（23）上设有控制与动力输入轴（1）联接或断开的输出轴拨叉（15）。

6.如权利要求1或5所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：HST拨叉（10）的一端通过HST拨叉轴（11）支撑在箱体（29）上，高低速拨叉（12）的一端通过高低速拨叉轴（13）支撑在箱体（29）上，并分别由拨叉手柄进行调节。

7.如权利要求1或5所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：一级传动轴（17）上设有与二级传动轴（18）上的高低档拨叉齿轮直联的传动齿轮（30），通过传动齿轮（30）可将一级传动轴（17）上的动力直接传递给二级传动轴（18），实现高低速机械传动。

8.如权利要求1所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：动力输出轴一（23）的主动力输出端为花键结构，可将动力通过联轴节传递给作业机具。

9.如权利要求1或4所述的一种园艺拖拉机静液压无级变速传动箱，其特征在于：动力输出齿轮（28）为直齿轮，可将动力通过齿轮直联传递给作业机具；动力输出轴二（27）的两个输出端为平键结构，可将动力通过链轮或皮带轮传递给作业机具。

Images