CN113200087B - 一种履带拖拉机用动力总成 - Google Patents

Abstract

一种履带拖拉机用动力总成，包括发动机、转向泵驱动装置、转向泵、离合器、梭式挡装置、主变速装置、副变速装置、动力输出、由小锥齿轮和大锥齿轮组成的主减速装置、由第一差速转向装置和第二差速转向装置组成的差速转向装置组，以及驱动轮；本发明采用副变速装置与主变速装置交错排布；可实现主变速装置与副变速装置之间齿轮的公用，减少了传动齿轮数量，缩短了变速箱轴向距离；采用行星轮系的双动力合流技术和惰轮和三级齿轮减速；转向过程精准且可无级连续变化，转向可控性好，可以实现左右轮旋转方向相反，实现原地转向；泵驱动装置设在主离合器之前；转向动作不受主离合器切断影响，拖拉机在换挡时，转向安全性高。

Description

一种履带拖拉机用动力总成

技术领域

本发明属于拖拉机技术领域，具体涉及一种履带拖拉机用动力总成。

背景技术

目前，在国内生产的各种型号的履带拖拉机上，变速箱轴套轴、轴搭轴结构和齿轮轴、多联齿轮较多，加工难度较大；竖直方向尺寸大，结构质量大，重心高，行驶稳定性差，水田田间通过性差；此外，我国一般履带拖拉机的转向机构主要采用转向离合器式转向机构，这种转向机构转向粗暴、可控性差；一些常用差速转向的履带拖拉机，转向泵常固定于离合器之后，动力切断，会引起转向失去动力，动作失效。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种履带拖拉机用动力总成，挡位结构合理、整机重心低、田间通过性好、转向半径小，转向可控性好、安全性高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种履带拖拉机用动力总成，包括发动机、转向泵驱动装置、转向泵、离合器、梭式挡装置、主变速装置、副变速装置、动力输出、由小锥齿轮和大锥齿轮组成的主减速装置、由第一差速转向装置和第二差速转向装置组成的差速转向装置组，以及驱动轮；

所述发动机将动力一路通过转向泵驱动装置传递给转向泵，转向泵由方向盘控制将动力传递给用于驱动第一差速转向装置组动作的马达；所述发动机将动力另一路直接传递给离合器；离合器将发动机传递的动力一路直接传递给动力输出，离合器将发动机传递的动力另一路传递给相连的梭式挡装置，梭式挡装置另一端与主变速装置连接，副变速装置一端连接主变速装置，另一端连接主减速装置的一端，主减速装置的另一端与差速转向装置组连接，最终将动力分别传递到两侧的驱动轮。

进一步的，所述转向泵驱动装置包括主动齿轮、第一惰轮和驱动轮，主动齿轮、第一惰轮和驱动轮从上到下依次啮合连接。

进一步的，所述梭式挡装置包括输入轴、第一惰轮轴、主变速主动轴；输入轴上固设有换向啮合套，并空套倒挡主动齿轮、前进挡主动齿轮；惰轮轴上固设第一倒挡惰轮、第二倒挡惰轮；主变速主动轴上固设从动齿轮，倒挡主动齿轮与倒挡惰轮啮合连接，前进挡主动齿轮、第二倒挡惰轮和从动齿轮依次啮合连接。

进一步的，所述主变速装置包括主变速主动轴、主变速从动轴；主变速主动轴上固设换挡啮合套和换挡啮合套，空套Ⅰ挡主动齿轮、Ⅱ挡主动齿轮、Ⅲ挡主动齿轮、Ⅳ挡主动齿轮，Ⅰ挡主动齿轮与Ⅰ挡从动齿轮啮合连接，Ⅱ挡主动齿轮与Ⅱ挡从动齿轮啮合连接，Ⅲ挡主动齿轮与Ⅲ挡从动齿轮啮合连接，Ⅳ挡主动齿轮与Ⅳ挡从动齿轮啮合连接；主变速从动轴上固设Ⅰ挡从动齿轮、Ⅱ挡从动齿轮、低挡主动齿轮、Ⅲ挡从动齿轮、Ⅳ挡从动齿轮。

进一步的，所述副变速装置包括副变速轴，副变速轴上固设啮合套，空套高挡从动齿轮和低挡从动齿轮，高挡从动齿轮与Ⅱ挡从动齿轮啮合连接，低挡从动齿轮与低挡主动齿轮啮合连接。

进一步的，所述主减速装置包括小锥齿轮和大锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮啮合连接。

进一步的，所述第一差速转向装置和第二差速转向装置组成的差速转向装置组包括：液压马达、前横轴、后横轴、第二惰轮轴、太阳齿轮轴和左右行星齿轮结构；马达输出端与一级减速主动齿轮连接，前横轴上分别固设左侧转向小齿轮、三级减速从动齿轮、右侧转向小齿轮，且空套双联齿轮；后横轴上固设有二级减速从动齿轮、三级减速主动齿轮；第二惰轮轴上固设第二惰轮，所述一级减速主动齿轮、双联齿轮和二级减速从动齿轮依次啮合连接，三级减速主动齿轮与三级减速从动齿轮啮合连接，左侧转向小齿轮与左齿圈啮合连接，右侧转向小齿轮、第二惰轮与右齿圈依次啮合连接；所述太阳齿轮轴上固设左太阳齿轮、右太阳齿轮；左行星齿轮结构包括左太阳齿轮、左齿圈、左行星齿轮和左行星架；右行星齿轮结构包括右太阳齿轮、右齿圈、右行星齿轮和右行星架。

本发明的有益效果是：

本发明提出一种履带拖拉机用动力总成，通过梭式挡装置的换向调整、主变速装置四个挡位的变速调整以及副变速装置两个挡位进一步的变速调整，使拖拉机变速箱具备了八个前进挡和八个倒退挡的转速输出，最终实现了十六个挡位的变速；

在结构上，将梭式挡装置设在输入轴端位于主变速装置之前，前进挡齿轮传递对数少，传递效率高；副变速装置与主变速装置交错排布，这种布置，可实现主变速装置与副变速装置之间齿轮的公用，在提供更多的挡位供用户选择的前提下，减少了传动齿轮数量，缩短了变速箱轴向距离，简化了变速箱的内在结构，提高了传动效率，也便于日常的操作维护；

此外，在差速转向方面，本发明采用行星轮系的双动力合流技术，结合液压泵和马达可以无级控制，实现了履带车辆任意转向半径的连续性，采用三级齿轮减速，可以实现左右轮旋转方向相反，实现原地转向；克服了其它机械式转向机构的许多缺点，转向过程精准且可无级连续变化，转向可控性好，由于泵驱动装置安装在主离合器之前，转向动作不受主离合器切断影响，拖拉机在换挡时，转向安全性高，是履带车辆一种理想的转向传动系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种履带拖拉机用动力总成，包括发动机H、转向泵驱动装置K、转向泵G、离合器B、梭式挡装置E1、主变速装置E2、副变速装置E3、动力输出F、由小锥齿轮Z17和大锥齿轮Z18组成的主减速装置、由第一差速转向装置A1和第二差速转向装置A2组成的差速转向装置组，以及驱动轮L；

所述发动机H将动力一路通过转向泵驱动装置K传递给转向泵G，转向泵G由方向盘控制将动力传递给用于驱动第一差速转向装置A1组动作的马达C；所述发动机H将动力另一路直接传递给离合器B；离合器B将发动机H传递的动力一路直接传递给动力输出F，离合器B将发动机H传递的动力另一路传递给相连的梭式挡装置E1，梭式挡装置E1另一端与主变速装置E2连接，副变速装置E3一端连接主变速装置E2，另一端连接主减速装置的一端，主减速装置的另一端与差速转向装置组连接，最终将动力分别传递到两侧的驱动轮L。

进一步的，所述转向泵驱动装置K包括主动齿轮Z33、第一惰轮Z34和驱动轮Z35，主动齿轮Z33、第一惰轮Z34和驱动轮Z35从上到下依次啮合连接。

进一步的，所述梭式挡装置E1包括输入轴S1、第一惰轮轴S3、主变速主动轴S4；输入轴S1上固设有换向啮合套D1，并空套倒挡主动齿轮Z1、前进挡主动齿轮Z3；惰轮轴S3上固设第一倒挡惰轮Z2、第二倒挡惰轮Z5；主变速主动轴S4上固设从动齿轮Z4，倒挡主动齿轮Z1与倒挡惰轮Z2啮合连接，前进挡主动齿轮Z3、第二倒挡惰轮Z5和从动齿轮Z4依次啮合连接。

进一步的，梭式挡装置E1根据输入轴S1上换向啮合套D1的不同状态可以实现前进和后退切换，前进和后退的动力传递路径如下：

前进挡：换向啮合套D1向右滑动同前进挡主动齿轮Z3上的连接齿接合，动力由输入轴S1→换向啮合套D1→前进挡主动齿轮Z3→从动齿轮Z4。

倒退挡：换向啮合套D1向左滑动同倒挡主动齿轮Z1上的连接齿接合。动力由输入轴S1→换向啮合套D1→倒挡主动齿轮Z1→倒挡惰轮Z2→惰轮轴S3→倒挡惰轮Z5→从动齿轮Z4。

进一步的，所述主变速装置E2包括主变速主动轴S4、主变速从动轴S5；主变速主动轴S4上固设换挡啮合套D2和换挡啮合套D3，空套Ⅰ挡主动齿轮Z6、Ⅱ挡主动齿轮Z8、Ⅲ挡主动齿轮Z14、Ⅳ挡主动齿轮Z16，Ⅰ挡主动齿轮Z6与Ⅰ挡从动齿轮Z7啮合连接，Ⅱ挡主动齿轮Z8与Ⅱ挡从动齿轮Z9啮合连接，Ⅲ挡主动齿轮Z14与Ⅲ挡从动齿轮Z13啮合连接，Ⅳ挡主动齿轮Z16与Ⅳ挡从动齿轮Z15啮合连接；主变速从动轴S5上固设Ⅰ挡从动齿轮Z7、Ⅱ挡从动齿轮Z9、低挡主动齿轮Z12、Ⅲ挡从动齿轮Z13、Ⅳ挡从动齿轮Z15。

主变速装置E2根据主变速主动轴S4上换向啮合套D2和换挡啮合套D3的不同状态可以实现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个挡切换，每个挡的动力传递路径如下：

Ⅰ挡：换挡啮合套D2向左滑动同Ⅰ挡主动齿轮Z6上的连接齿接合，动力由从动齿轮Z4→主变速主动轴S4→换挡啮合套D2→Ⅰ挡主动齿轮Z6→Ⅰ挡从动齿轮Z7→主变速从动轴S5；

Ⅱ挡：换挡啮合套D2向右滑动同Ⅱ挡主动齿轮Z8上的连接齿接合，动力由从动齿轮Z4→主变速主动轴S4→换挡啮合套D2→Ⅱ挡主动齿轮Z8→Ⅱ挡从动齿轮Z9→主变速从动轴S5；

Ⅲ挡：换挡啮合套D3向左滑动同Ⅲ挡主动齿轮Z14上的连接齿接合，动力由从动齿轮Z4→主变速主动轴S4→换挡啮合套D3→Ⅲ挡主动齿轮Z14→Ⅲ挡从动齿轮Z13→主变速从动轴S5；

Ⅳ挡：换挡啮合套D3向右滑动同Ⅳ挡主动齿轮Z16上的连接齿接合，动力由从动齿轮Z4→主变速主动轴S4→换挡啮合套D3→Ⅳ挡主动齿轮Z16→Ⅳ挡从动齿轮Z15→主变速从动轴S5。

进一步的，所述副变速装置E3包括副变速轴S6，副变速轴S6上固设啮合套D4，空套高挡从动齿轮Z10和低挡从动齿轮Z11，高挡从动齿轮Z10与Ⅱ挡从动齿轮Z9啮合连接，低挡从动齿轮Z11与低挡主动齿轮Z12啮合连接。

副变速装置E3根据副变速轴S6上换向啮合套D4的不同状态可以实现高低挡切换，高挡和低挡的动力传递路径如下：

高挡：换向啮合套D4向左滑动同高挡从动齿轮Z10上的连接齿接合，动力由Ⅱ挡从动齿轮Z9→高挡从动齿轮Z10→啮合套D4→副变速轴S6；

低挡：换向啮合套D4向右滑动同低挡从动齿轮Z11上的连接齿接合。动力由主变速从动轴S5→低挡主动齿轮Z12→低挡从动齿轮Z11→啮合套D4→副变速轴S6。

这样通过梭式挡装置E1的换向调整、主变速装置E2四个挡位的变速调整以及副变速装置E3两个挡位进一步的变速调整，使拖拉机变速箱具备了八个前进挡和八个倒退挡的转速输出，最终实现了十六挡位的变速。在结构上，将梭式挡装置E1设在主变速装置E2之前，副变速装置E3与主变速装置E2交错排布，这种布置，可实现梭式挡装置E1与主变速装置E2之间、主变速装置E2与副变速装置E3之间齿轮的公用，在提供更多的挡位供用户选择的前提下，减少了传动齿轮数量，简化了变速箱的内在结构，提高了传动效率，也便于日常的操作维护。

进一步的，所述主减速装置包括小锥齿轮Z17和大锥齿轮Z18，小锥齿轮Z17与大锥齿轮Z18啮合连接。

进一步的，所述第一差速转向装置A1和第二差速转向装置A2组成的差速转向装置组包括：液压马达C、前横轴S7、后横轴S8、第二惰轮轴S10、太阳齿轮轴S9和左右行星齿轮结构；马达C输出端与一级减速主动齿轮Z19连接，前横轴S7上分别固设左侧转向小齿轮Z25、三级减速从动齿轮Z23、右侧转向小齿轮Z24，且空套双联齿轮Z20；后横轴S8上固设有二级减速从动齿轮Z21、三级减速主动齿轮Z22；第二惰轮轴S10上固设第二惰轮Z28，所述一级减速主动齿轮Z19、双联齿轮Z20和二级减速从动齿轮Z21依次啮合连接，三级减速主动齿轮Z22与三级减速从动齿轮Z23啮合连接，左侧转向小齿轮Z25与左齿圈Z26啮合连接，右侧转向小齿轮Z24、第二惰轮Z28与右齿圈Z29依次啮合连接；所述太阳齿轮轴S9上固设左太阳齿轮Z27、右太阳齿轮Z30；左行星齿轮结构包括左太阳齿轮Z27、左齿圈Z26、左行星齿轮Z31和左行星架F1；右行星齿轮结构包括右太阳齿轮Z30、右齿圈Z29、右行星齿轮Z32和右行星架F2。

本发明转向时，方向盘向左右转动调节液压泵的油量，使液压马达C输出动力，动力通过一级减速主动齿轮Z19传递到双联齿轮Z20，双联齿轮Z20将动力传递给二级减速从动齿轮Z21，二级减速从动齿轮Z21通过后横轴S8将动力传递给三级减速主动齿轮Z22，三级减速主动齿轮Z22将动力传递给三级减速从动齿轮Z23，三级减速从动齿轮Z23通过前横轴S7将动力传递给右侧转向小齿轮Z24和左侧转向小齿轮Z25，右侧转向小齿轮Z24通过第二惰轮Z28实现换向，将动力传递给右齿圈Z29，使右行星轮系的齿圈失去制动而转动；左侧转向小齿轮Z25直接将动力传递给左齿圈Z26，使左行星轮系的齿圈失去制动而转动；由于行星机构的差速原理，左右半轴及驱动轮差速转动，车辆实现转向，且不受主离合器切断影响。

本发明的创新性具体表现在以下优点：

其一，采用副变速装置与主变速装置交错排布；可实现主变速装置与副变速装置之间齿轮的公用，减少了传动齿轮数量，缩短了变速箱轴向距离；

其二，采用行星轮系的双动力合流技术和惰轮和三级齿轮减速；转向过程精准且可无级连续变化，转向可控性好，可以实现左右轮旋转方向相反，实现原地转向；

其三，泵驱动装置设在主离合器之前；转向动作不受主离合器切断影响，拖拉机在换挡时，转向安全性高。

综上所述，本发明的一种履带拖拉机用动力总成，挡位结构合理、整机重心低、田间通过性好、转向半径小，转向可控性好、安全性高。

以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种履带拖拉机用动力总成，其特征在于：包括发动机（H）、转向泵驱动装置（K）、转向泵（G）、离合器（B）、梭式挡装置（E1）、主变速装置（E2）、副变速装置（E3）、动力输出（F）、由小锥齿轮（Z17）和大锥齿轮（Z18）组成的主减速装置、由第一差速转向装置（A1）和第二差速转向装置（A2）组成的差速转向装置组，以及驱动轮（L）；

所述发动机（H）将动力一路通过转向泵驱动装置（K）传递给转向泵（G），转向泵（G）由方向盘控制将动力传递给用于驱动第一差速转向装置（A1）动作的液压马达（C）；所述发动机（H）将动力另一路直接传递给离合器（B）；离合器（B）将发动机（H）传递的动力一路直接传递给动力输出（F），离合器（B）将发动机（H）传递的动力另一路传递给相连的梭式挡装置（E1），梭式挡装置（E1）另一端与主变速装置（E2）连接，副变速装置（E3）一端连接主变速装置（E2），另一端连接主减速装置的一端，主减速装置的另一端与差速转向装置组连接，最终将动力分别传递到两侧的驱动轮（L）；

所述转向泵驱动装置（K）包括主动齿轮（Z33）、第一惰轮（Z34）和驱动齿轮（Z35），主动齿轮（Z33）、第一惰轮（Z34）和驱动齿轮（Z35）从上到下依次啮合连接；

所述第一差速转向装置（A1）和第二差速转向装置（A2）组成的差速转向装置组包括：液压马达（C）、前横轴（S7）、后横轴（S8）、第二惰轮轴（S10）、太阳齿轮轴（S9）和左、右行星齿轮结构；液压马达（C）输出端与一级减速主动齿轮（Z19）连接，前横轴（S7）上分别固设左侧转向小齿轮（Z25）、三级减速从动齿轮（Z23）、右侧转向小齿轮（Z24），且空套双联齿轮（Z20）；后横轴（S8）上固设有二级减速从动齿轮（Z21）、三级减速主动齿轮（Z22）；第二惰轮轴（S10）上固设第二惰轮（Z28），所述一级减速主动齿轮（Z19）、双联齿轮（Z20）和二级减速从动齿轮（Z21）依次啮合连接，三级减速主动齿轮（Z22）与三级减速从动齿轮（Z23）啮合连接，左侧转向小齿轮（Z25）与左齿圈（Z26）啮合连接，右侧转向小齿轮（Z24）、第二惰轮（Z28）与右齿圈（Z29）依次啮合连接；所述太阳齿轮轴（S9）上固设左太阳齿轮（Z27）、右太阳齿轮（Z30）；左行星齿轮结构包括左太阳齿轮（Z27）、左齿圈（Z26）、左行星齿轮（Z31）和左行星架（F1）；右行星齿轮结构包括右太阳齿轮（Z30）、右齿圈（Z29）、右行星齿轮（Z32）和右行星架（F2）。

2.根据权利要求1所述的一种履带拖拉机用动力总成，其特征在于：所述梭式挡装置（E1）包括输入轴（S1）、第一惰轮轴（S3）、主变速主动轴（S4）；输入轴（S1）上固设有第一换挡啮合套（D1），并空套倒挡主动齿轮（Z1）、前进挡主动齿轮（Z3）；第一惰轮轴（S3）上固设第一倒挡惰轮（Z2）、第二倒挡惰轮（Z5）；主变速主动轴（S4）上固设从动齿轮（Z4），倒挡主动齿轮（Z1）与第一倒挡惰轮（Z2）啮合连接，前进挡主动齿轮（Z3）、第二倒挡惰轮（Z5）和从动齿轮（Z4）依次啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种履带拖拉机用动力总成，其特征在于：所述主变速装置（E2）包括主变速主动轴（S4）、主变速从动轴（S5）；主变速主动轴（S4）上固设第二换挡啮合套（D2）和第三换挡啮合套（D3），空套Ⅰ挡主动齿轮（Z6）、Ⅱ挡主动齿轮（Z8）、Ⅲ挡主动齿轮（Z14）、Ⅳ挡主动齿轮（Z16），Ⅰ挡主动齿轮（Z6）与Ⅰ挡从动齿轮（Z7）啮合连接，Ⅱ挡主动齿轮（Z8）与Ⅱ挡从动齿轮（Z9）啮合连接，Ⅲ挡主动齿轮（Z14）与Ⅲ挡从动齿轮（Z13）啮合连接，Ⅳ挡主动齿轮（Z16）与Ⅳ挡从动齿轮（Z15）啮合连接；主变速从动轴（S5）上固设Ⅰ挡从动齿轮（Z7）、Ⅱ挡从动齿轮（Z9）、低挡主动齿轮（Z12）、Ⅲ挡从动齿轮（Z13）、Ⅳ挡从动齿轮（Z15）。

4.根据权利要求3所述的一种履带拖拉机用动力总成，其特征在于：所述副变速装置（E3）包括副变速轴（S6），副变速轴（S6）上固设第四换挡啮合套（D4），空套高挡从动齿轮（Z10）和低挡从动齿轮（Z11），高挡从动齿轮（Z10）与Ⅱ挡从动齿轮（Z9）啮合连接，低挡从动齿轮（Z11）与低挡主动齿轮（Z12）啮合连接。

5.根据权利要求1所述的一种履带拖拉机用动力总成，其特征在于：所述主减速装置包括小锥齿轮（Z17）和大锥齿轮（Z18），小锥齿轮（Z17）与大锥齿轮（Z18）啮合连接。

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