CN114087332A - 一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明由增速器、静液压无级变速单元和变速箱三部分构成，静液压无级变速单元（7）前置于变速箱前端盖（8）外侧，与变速箱行走机构串联式连接；行走机构拥有三档滑移变速齿轮组，使前后桥获得三区段液压无级变速行走动力；动力输出机构设有后置滑套式两档变速齿轮组，使动力输出轴（21）拥有两档输出转速。其优点，一是采用前置串联式HST布置，实现纯液压无级变速行走，简化了变速箱的结构，缩短了传动链；二是行走动力拥有三区段无级变速档位，可根据作业需要，选择最佳的行走模式；三是PTO动力输出轴拥有两种转速可供选择。

Description

一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构

技术领域

本发明涉及农业机械中的农用拖拉机，特别是一种适用于中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构。

背景技术

拖拉机作为农用机械，广泛运用于农用运输和农业机械化作业中，在具备正常行走功能的基础上，还具备有动力输出功能。既可作为农用运输机车或作为动力牵引机车，也可作为动力机车，为配套的农机具提供动力输出，来完成各种农田作业。轮式拖拉机是目前农用拖拉机中的主力军，应用非常广泛。因此，随着农业机械化程度的提高，对轮式拖拉机的智能化升级改造越来越迫在眉睫。特别是随着汽车无级变速技术的越来越成熟，也为拖拉机无级变速系统提供了技术支撑。但又因为拖拉机的功能不仅仅是行驶，而更重要是农田作业，且操作人员又大多是农民，对智能化程度的接受又相对比较保守。所以，拖拉机无级变速技术没有得到很好的推广和应用，直到20世纪90年代末，无级变速传动技术才在大型农用拖拉机上得到一些实际应用，但这些均是应用于200马力以上的大型拖拉机上。如中国一拖集团于2020年，将无级变速传动系统应用于其代表性产品国内最大马力的无级变速拖拉机东方红LW3204轮式拖拉机，实现了无级变速传动系统在农用大马力轮式拖拉机上的实际应用。

由此可见，动力机车无级变速传动系统，在汽车上已经被广泛应用，几乎所有的汽车已经从手动档升级成了自动档。但拖拉机无级变速传动系统的基本原理提出虽较早，但在实际应用方面，无论是国际还是国内，均有许多不尽人意之处。鉴于农用机车特别是拖拉机的特殊性，无级变速传动系统目前在农用拖拉机上的应用，也仅限于大马力拖拉机，对于30-60中小马力拖拉机的应用较少，技术相对滞后。随着国家对于农业机械智能化的要求，特别是中小马力园艺作业的广泛需求，30-60马力拖拉机无级变速传动系统的应用已迫在眉睫。

本发明针对30-60中小马力轮式拖拉机无级变速传动系统的研发，保证在四驱行走和一根PTO动力输出的基础上，使四轮行走系统实现静液压无级变速。

现有30-60马力区段的轮式拖拉机，一般为四轮驱动行走，拥有一根后置式PTO动力输出轴，变速系统均为纯机械有级传动，其传动变速箱虽能通过手动式机械换档达到一定的要求，但只能按固定传动比传递功率，无法实现连续变速。手动换档的变速箱行走机构，前进拥有高/低共6-8个前进档，后退拥有2-3个倒退档，每个档位都要通过手柄进行换档，变速箱的传动链长，结构复杂。拖拉机在行驶过程中如需变速换档时，需要用二个手柄手动式轮换换档操作才能实现机械换档，自动化程度非常低。若要增加档位，则变速器的结构将异常复杂且成本高、操作困难，严重限制了其性能提升，已不适应当前智能化作业装备的要求。

随着农业机械化程度的不断提升，目前纯机械传动的轮式拖拉机传动系统已经不能适应现代农业的发展需要，需要进行技术提升，将变速系统由手动换档升级为无级变速自动换档，使拖拉机的行走实现柔性地无级变速，以适应拖拉机的智能化升级改造。

因此，目前基于传统拖拉机动力平台的手动换档变速系统，特别是对于中小马力轮式拖拉机在整机布置、动力变速传动等方面的设计，已经不能适应现代设施农业和园艺生产与管理的需要，迫切需要对中小马力轮式拖拉机的变速箱系统进行智能化换级改造，引进适合于现代农业生产作业与田间管理的静液压无级变速传动系统，以适应园艺等小型作业场景的需要，全面提升拖拉机的智能化水平。

近年来，本公司对拖拉机液压无级变速箱进行了设计研究，并申报了二项专利。分别为：“一种园艺拖拉机的静液压无级变速传动箱”（专利号2020211424520）, “一种园艺拖拉机的并联式静液压无级变速传动机构”（专利号202021142454X），已获得授权。这两件专利产品，是为专门配套本公司研发的“小型园艺履带拖拉机”而设计的一款特殊机型的专用无级变速箱，是一种机液混合动力驱动变速系统。它的特点是，将静液压无级变速传动单元（简称HST）设置于箱体的顶端外侧，且与变速箱内四轮驱动机械传动系统并联设置，既保留了传统的机械式手动换档的传动方式，又并联了液压无级变速的自动档模式，即所谓的手/自一体式混合驱动。该专用无级变速箱以及所配套的小型园艺履带拖拉机，是一种低地隙窄宽幅的茶园管理机，只适用于在狭窄行距的茶果园中行驶和作业。

上述两专利的液压无级变速箱，采用机/液并联式混合动力的传动模式，拖拉机可根据工况任意选择和切换传动方式。但不足是，结构复杂，传动链长，成本高，顶置外挂的HST变速单元增加了箱体外形尺寸，显然不适用于普通的轮式拖拉机。

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不足，提供一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，将静液压无级变速单元（HST）前置式串联于变速箱的传动链中，替代传动的机械传动，实现纯液压无级变速行走驱动。

本发明的技术解决方案是，拥有动力输出机构和行走机构，来自发动机的主动力由变速箱中的动力输出机构和行走机构变速传动后，一方面由后置的动力输出轴21向外输出作业动力，另一方面由行走机构驱动拖拉机进行四轮行走，其特征在于：变速箱前端盖8的前端外侧设有静液压无级变速单元7，且前置的静液压无级变速单元7与变速箱内行走机构的传动系统串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；所述动力输出机构由前置和后置减速齿轮组构成，其中前置减速齿轮组为常啮合齿轮组，后置减速齿轮组为滑套式两档变速齿轮组，动力输出轴21拥有两种输出转速；所述行走机构，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、前桥驱动轴28、差速器总成24和前后桥总成42、41，在过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25之间设有三档滑移变速齿轮组，来自于静液压无级变速单元7的无级变速行走动力，由三档滑移变速齿轮组进行高中低三档变速后，使前后桥驱动机构获得三区段无级变速行走动力；过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25同轴设置，且两轴重叠式设计。

所述行走机构中的三档滑移变速齿轮组，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、设于中间轴13上的三联齿轮14、以及设于中央齿轮轴25上的滑移齿轮31和低速档齿轮29，过渡齿轮轴34和中央齿轮轴25均为轴端自带齿轮的一体式齿轮轴，滑移齿轮31通过滑移齿轮座30支撑在中央齿轮轴25上，滑移齿轮座30通过内外花键设于滑移齿轮31和中央齿轮轴25之间，由拨叉32操纵滑移齿轮31相对滑移齿轮座30和中央齿轮轴25轴向移动；三联齿轮14的左侧齿轮与过渡齿轮轴34上的轴端齿轮（高速档齿轮）以及三联齿轮14的右侧齿轮与低速档齿轮29为常啮合齿轮，三联齿轮14的中间齿轮与滑移齿轮31为选择性啮合齿轮；过渡齿轮轴34和低速档齿轮29的侧端本体上分别设有可与中间的滑移齿轮31内花键相啮合的外花键结构，滑移齿轮31通过轴向滑动，可选择与左右两侧的过渡齿轮轴34、或者低速档齿轮29的端面外花键进行啮合，或者置于中间直接通过滑移齿轮座30的内外花键驱动中央齿轮轴25传动，从而构成三档滑移变速结构，使中央齿轮轴25拥有三区段无级变速转速。

所述动力输出机构中的前置减速齿轮组，包括设于动力过渡轴9上的传动齿轮一10、设于动力传动轴15上的传动齿轮二12以及设于中间轴13上的双联齿轮11；动力过渡轴9上的动力经由传动齿轮一10/双联齿轮11/传动齿轮二12进行常啮合式前置减速。

所述动力输出机构中的后置减速齿轮组，包括双联过桥齿轮二16、设于动力输出轴21上的传动齿轮三17和传动齿轮四20，双联过桥齿轮二16为带轴头的联合齿轮，由轴头直接支撑在变速箱23的箱体上，传动齿轮三17与传动齿轮四20之间设有可选择与其中之一进行花键连接的滑移套19和滑移套座18；传动齿轮三17和传动齿轮四20上分别设有可与滑移套19内花键相啮合的外花键，通过滑移套19的轴向滑移，以选择与传动齿轮三17啮合传动、或与传动齿轮四20啮合传动，从而构成滑套式两档变速结构，使动力输出轴21拥有两档输出转速。

所述的静液压无级变速单元7上设有HST输入轴38、HST行走动力输出轴35和HST动力驱动输出轴36，其HST动力驱动输出轴36与HST输入轴38为直通式联接，即输入转速与输出转速相同，与动力输出机构中的动力过渡轴9直联；HST行走动力输出轴35为液压无级变速输出轴，与行走机构中的过渡齿轮轴34直联，为变速箱内的行走机构提供静液压无级变速驱动动力。

过渡齿轮轴34的尾端设有凹槽46，中央齿轮轴25的前端伸入过渡齿轮轴34尾端的凹槽46内，并通过滚针轴承33支撑在凹槽46中，从而使过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25构成两轴重叠式设计结构。

在静液压无级变速单元7的前端还设有一组增速器39，来自发动机的主动力先由增速器进行变速，以适应静液压无级变速单元7 HST输入轴38的输入转速。

所述的增速器39包括输入轴1、齿轮一2、双联过桥齿轮一3、齿轮二4和增速器输出轴5，双联过桥齿轮一3为带两端轴头的联合齿轮，直接支撑在增速器39壳体上；输入轴1的动力通过齿轮一2/双联过桥齿轮3/齿轮二4，进行二次减速后，再由增速器输出轴5输出，传递给静液压无级变速单元7。

所述前后桥驱动机构，其中，后桥驱动机构包括中央齿轮轴25、差速器总成24和后桥总成41，来自于静液压无级变速单元7的无级变速由三档滑移变速齿轮组减速后，获得三区段无级变速转速，再由中央齿轮轴25上的伞齿轮与差速器总成24啮合后，驱动后桥总成41进行三区段无级变速行走；其中，前桥驱动机构包括前桥驱动轴28、前桥传动轴37和前桥总成42，中央齿轮轴25通过前驱主动齿轮26与前驱被动齿轮27啮合变速后，将三区段无级变速动力再传递给前桥驱动轴28，再通过花键套将动力传递给前桥传动轴37，最后驱动前桥总成42进行三区段无级变速行走。

变速箱23的箱体分隔有主变速、差速和后置减速三个腔体，主变速腔中设置动力传动轴15、中间轴13、过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25以及与之相联的前置减速齿轮组和三档滑移变速齿轮组以及，差速腔中设置与后桥总成41相联的差速器总成24，后置减速腔中设置后置减速齿轮组以及与之相联的动力输出轴21；箱体内的传动轴支撑在变速箱前端盖8、腔体隔板或者变速箱后端盖22上。

本发明与现有技术相对比所具备的优点：一是前置串联式的HST布置方式，大大简化了传动结构，缩短了传动链，使四驱轮式拖拉机获得纯液压无级变速行走动力；二是拖拉机行走时，拥有三区段无级变速档位可供选择，驾驶人员可根据行走或作业等状态，任意切换行走模式，选择合适档位， 以获得最佳的行走效率；三是变速箱由传统的纯机械手动换档升级为纯液压无级变速档，且前进和后退均由整体式液压无级变速单元正反运转实现，提高了变速箱的智能化水平，使轮式拖拉机的变速箱整体式升级换代，适应未来智能农机发展的方向；四是PTO动力输出轴拥有540转/分和1000转/分两种转速可选择，配套拖拉机四驱行走前进或后退分别拥有(0-5、0-10、0-30公里/小时 )的三区段无级变速行走速度，并可根据拖拉机的作业工况，进行任意选择。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的整体结构俯视图；

图3为图1中行走机构中三档滑移变速齿轮组的结构放大图；

图4为图1中动力输出机构中后置减速齿轮组的结构放大图；

图5为图1中过渡齿轮轴34的结构示意图。

图中标号：1-输入轴， 2-齿轮一，3-双联过桥齿轮一，4-齿轮二，5-增速器输出轴，6-花键套，7-静液压无级变速单元（HST），8-变速箱前端盖，9-动力过渡轴，10-传动齿轮一，11-双联齿轮，12-传动齿轮二，13-中间轴，14-三联齿轮，15-动力传动轴，16-双联过桥齿轮二， 17-传动齿轮三，18-滑移套座，19-滑移套，20-传动齿轮四，21-动力输出轴， 22-变速箱后端盖，23-变速箱（箱体），24-差速器总成，25-中央齿轮轴，26-前驱主动齿轮,27-前驱被动齿轮，28-前桥驱动轴，29-低速档齿轮，30-滑移齿轮座，31-滑移齿轮（中速档齿轮），32-拨叉，33-滚针轴承，34-过渡齿轮轴（高速档齿轮）， 35-HST行走动力输出轴，36-HST动力驱动输出轴，37-前桥传动轴，38-HST输入轴，39-增速器，40-连接板，41-后桥总成，42-前桥总成，43-支撑板，44-前隔板，45-后隔板,46-凹槽46。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

本发明实施例为一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，由增速器39、静液压无级变速单元7和变速箱23三部分构成，变速箱中拥有动力输出机构和行走机构。静液压无级变速单元7（简称为HST），前置式设于变速箱前端盖8的前端外侧，与变速箱内行走机构的传动系统串联式连接，为拖拉机提供无级变速行走动力。

本发明的静液压无级变速单元7，选用LDU32-603型号，额定输入转速为3200转/分，动力输出轴转速为3200转/分，无级变速输出轴转速为0-3200转/分。该型号的静液压无级变速单元7专为拖拉机配套设计，拥有一个输入轴和二个输出轴，且集成为一个整体式单元。其中一个输出轴为动力输出轴，与输入轴直联，其输出转速与输入转速相同，均为3200转/分，为拖拉机提供作业动力；另一个输出轴为液压无级变速轴，转速为0-3200转/分无级变速，为拖拉机提供无级变速行走动力。两个输出轴虽集成在同一个变速单元里，但只有一根轴为液压无级变速输出轴。

来自发动机的主动力先由增速器进行变速，以使输入转速与静液压无级变速单元7的输入转速相匹配，再由静液压无级变速单元7对输入转速进行直联输出和无级变速输出，然后再将两根输出轴分别接入变速箱中的动力输出机构和行走机构，最后向外输出作业动力和拖拉机无级变速行走动力。本发明动力输出拥有二档输出转速，拖拉机四轮行走拥有三区段无级变速行走速度。

本发明所述的动力输出机构由前置和后置减速齿轮组构成，其中前置减速齿轮组为常啮合齿轮组，后置减速齿轮组为滑套式两档变速齿轮组，动力输出轴21拥有两档输出转速。

所述行走机构，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、前桥驱动轴28、差速器总成24和前后桥总成42、41，在过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25之间设置有三档滑移变速齿轮组，来自于静液压无级变速单元7的无级变速行走动力，由三档滑移变速齿轮组进行高中低三档变速后，使前、后桥驱动机构获得三区段无级变速行走动力；

所述行走机构中的三档滑移变速齿轮组，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、设于中间轴13上的三联齿轮14、以及设于中央齿轮轴25上的滑移齿轮31和低速档齿轮29，过渡齿轮轴34和中央齿轮轴25均为轴端带有连体式齿轮的齿轮轴，过渡齿轮轴34上的连体式齿轮为平齿轮（即高速档齿轮），中央齿轮轴25上的连体式齿轮为伞齿轮。滑移齿轮31通过滑移齿轮座30支撑在中央齿轮轴25上，滑移齿轮座30通过内外花键设于滑移齿轮31和中央齿轮轴25之间，由拨叉32操纵滑移齿轮31相对滑移齿轮座30和中央齿轮轴25轴向移动。

过渡齿轮轴34上的平齿轮（即为高速档齿轮）与三联齿轮14的左齿圈啮合，中央齿轮轴25上的低速档齿轮29与三联齿轮14的右齿圈啮合，该两组啮合齿轮为常啮合齿轮。滑移齿轮31与三联齿轮14的中间齿圈啮合，滑移齿轮31可根据需要进行选择性啮合。三联齿轮14与中间轴13花键联接，三联齿轮14上的左中右三个齿圈，即为高中低三档啮合齿轮。

滑移齿轮31与左右两侧的过渡齿轮轴34和低速档齿轮29之间设有端面花键式离合结构。即，过渡齿轮轴34和低速档齿轮29相对的侧端本体上分别设有可与中间的滑移齿轮31内花键相啮合的外花键结构。滑移齿轮31通过轴向移动，可选择与左右两侧的过渡齿轮轴34、或者低速档齿轮29的端面外花键进行啮合，或者置于中间直接通过滑移齿轮座30的内外花键驱动中央齿轮轴25传动。

当滑移齿轮31向左移动时，滑移齿轮31的内花键与左侧过渡齿轮轴34上的端面外花键相啮合，此时，HST行走动力输出轴35带动过渡齿轮轴34转动，过渡齿轮轴34右侧的外花键带动滑移齿轮31和滑移齿轮座30转动，最终滑移齿轮座30通过花键带动与之啮合的中央齿轮轴25转动，使拖拉机实现0-30km/h的高速挡行走速度；当滑移齿轮31向右移动时，滑移齿轮31的内花键与右侧低速档齿轮29上的端面外花键结构相啮合，此时，过渡齿轮轴34上的平齿轮带动三联齿轮14转动，三联齿轮14最右端的齿轮带动低速档齿轮29转动，低速档齿轮29上的端面外花键带动滑移齿轮31和与之相联滑移齿轮座30，驱动中央齿轮轴25转动，使拖拉机实现0-5km/h的低速挡行走速度；当滑移齿轮31置于中间时，过渡齿轮轴34上的齿轮带动三联齿轮14转动，三联齿轮14中间的齿轮带动滑移齿轮31和与之相连的中央齿轮轴25转动，使拖拉机实现0-10km/h的中速挡行走速度。

因此，通过滑移齿轮31的轴向三档滑移，可构成三档滑移变速结构，使中央齿轮轴25实现三区段无级变速转速。

本发明所述的动力输出机构由前置减速齿轮和后置减速齿轮组组成。其中，前置减速齿轮组，包括设于动力过渡轴9上的传动齿轮一10、设于动力传动轴15上的传动齿轮二12以及设于中间轴13上的双联齿轮11；动力过渡轴9上的动力经由传动齿轮一10/双联齿轮11/传动齿轮二12进行常啮合式前置减速。其中，后置减速齿轮组，包括双联过桥齿轮二16、设于动力输出轴21上的传动齿轮三17和传动齿轮四20，双联过桥齿轮二16为带轴头的联合齿轮，由轴头直接支撑在变速箱23的箱体上，传动齿轮三17与传动齿轮四20之间设有可选择与其中之一进行花键连接的滑移套19和滑移套座18；传动齿轮三17和传动齿轮四20上分别设有可与滑移套19内花键相啮合的外花键，通过滑移套19的轴向滑移，以选择与传动齿轮三17啮合传动、或与传动齿轮四20啮合传动，从而构成滑套式两档变速结构，使动力输出轴21拥有两种输出转速。

所述静液压无级变速单元7上的一根输入轴和两根输出轴，即在本实施例中为HST输入轴38、HST行走动力输出轴35和HST动力驱动输出轴36。其中，HST动力驱动输出轴36与HST输入轴38为直通式联接，输入转速与输出转速相同，均为3200转/分恒定转速，该轴与动力输出机构中的动力过渡轴9通过花键套直联。HST行走动力输出轴35为液压无级变速输出轴，与行走机构中的过渡齿轮轴34由花键套直联，为变速箱内的行走机构提供0-3200转/分的静液压无级变速驱动动力。

为简化变速箱的整体结构，减少行走机构传动链的轴向尺寸，同时使中央齿轮轴25获得可靠的支撑，将过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25同轴设置，且在两轴相会处进行重叠式设计。即在过渡齿轮轴34的尾端设计有轴向凹槽46，将中央齿轮轴25的前端伸入过渡齿轮轴34尾端的轴向凹槽46内，并在内外两根轴的重叠处之间设置滚针轴承30，使中央齿轮轴25的前端通过滚针轴承33支撑在过渡齿轮轴34尾端的轴向凹槽46中，从而使过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25构成两轴重叠式设计结构，使中央齿轮轴25获得稳固的支撑，同时保证两轴的同轴度，同时双双可相对差速度转动。

本发明在静液压无级变速单元7的前端设置了一组增速器39，主要用于对发动机的主动力先进行前置变速，以适应静液压无级变速单元7的 HST输入轴38输入转速（3200转/分）。所述的增速器39包括输入轴1、齿轮一2、双联过桥齿轮一3、齿轮二4和增速器输出轴5，双联过桥齿轮一3为带两端轴头的联合齿轮，直接支撑在增速器39壳体上；输入轴1的动力通过齿轮一2/双联过桥齿轮3/齿轮二4，进行二次啮合增速后，再由增速器输出轴5输出，传递给静液压无级变速单元7。增速器输出轴5与HST输入轴38通过花键套6使之直联。

所述变速箱行走机构中的前、后桥驱动机构，其中：

后桥驱动机构，包括中央齿轮轴25、差速器总成24和后桥总成41，来自于静液压无级变速单元7的无级变速由三档滑移变速齿轮组减速后，获得三区段无级变速转速，再由中央齿轮轴25上的伞齿轮与差速器总成24啮合后，驱动后桥总成41进行三区段无级变速行走。

前桥驱动机构，包括前桥驱动轴28、前桥传动轴37和前桥总成42，中央齿轮轴25通过前驱主动齿轮26与前驱被动齿轮27啮合变速后，将三区段无级变速动力再传递给前桥驱动轴28，再通过花键套将动力传递给前桥传动轴37，最后驱动前桥总成42进行三区段无级变速行走。中央齿轮轴25与前驱主动齿轮26之间、前驱被动齿轮27与前桥驱动轴28之间均为花键联接。

变速箱23的箱体内腔由前隔板44和后隔板45分隔成主变速腔、差速腔和后置减速腔三个腔体，主变速腔中还设有起过渡支撑作用的支撑板43，前隔板44、后隔板45和支撑板43与变速箱23的箱体铸造为一个整体。变速箱23箱体的前后两端通过螺栓安装有变速箱前端盖8和变速箱后端盖22。主变速腔中设置动力过渡轴9、动力传动轴15、中间轴13、过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25以及与之相联的前置减速齿轮组和三档滑移变速齿轮组，差速腔中设置与后桥总成41相联的差速器总成24，后置减速腔中设置后置减速齿轮组以及与之相联的动力输出轴21。动力过渡轴9支撑在变速箱前端盖8和支撑板43上，动力传动轴15支撑在支撑板43和前隔板44上，动力过渡轴9与动力传动轴15之间通过前置减速齿轮组进行动力传递；中间轴13支撑在变速箱前端盖8和前隔板44上，双联齿轮11和三联齿轮14支撑中间轴13上；过渡齿轮轴34支撑在变速箱前端盖8和支撑板43上，中央齿轮轴25一头通过滚针轴承33支撑在过渡齿轮轴34的凹槽46内，另一头支撑在变速箱的前隔板44上，滑移齿轮31、低速档齿轮29和前驱主动齿轮26均支撑在中央齿轮轴25上；双联过桥齿轮二16、动力输出轴21支撑在后隔板45和变速箱后端盖22上。

为使本发明的外观具备一致性，可在增速器39和静液压无级变速单元7的外侧设有连接板40，并与变速箱的箱体23连成一个整体。

为提高动力传动的稳定性，双联齿轮11与中间轴13之间以及低速档齿轮29与中央齿轮轴25之间均设置滚针轴承。

当拖拉机在行驶状态下时，可根据正常行走状态行驶或者作业状态行驶，在0-5公里/小时、0-10公里/小时、0-30公里/小时的高中低三区段无级变速档中进行选择，从而获得所需要高中低三段无级变速档位。

当拖拉机在作业状态下时，其后置的PTO动力输出轴21拥有540转/分和1000转/分两种转速可供选择；当拖拉机不需要作业时，可使动力输出轴21选择空档，使动力输出轴21停止转动。

本发明是一种专为四驱轮式拖拉机设计的静液压无级变速传动机构，采用前置串联式HST布置，大大简化缩短了传动结构，使四驱轮式拖拉机获得纯液压无级变速行走动力；当拖拉机作业时，PTO动力输出轴拥有两种转速可选择；当拖拉机行走时，拥有三区段无级变速档位可供选择，驾驶人员可根据行走或作业等状态，任意切换行走模式，选择合适档位， 以获得最佳的行走效率。本发明是对轮式拖拉机变速箱从手动档升级为自动档的智能化更新换代，其前进和后退均由整体式液压无级变速单元正反运转即可实现，使轮式拖拉机实现整体式升级换代，适应未来智能农机发展的方向。

Claims (10)

1.一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，拥有动力输出机构和行走机构，来自发动机的主动力由变速箱中的动力输出机构和行走机构变速传动后，一方面由后置的动力输出轴（21）向外输出作业动力，另一方面由行走机构驱动拖拉机进行四轮行走，其特征在于：变速箱前端盖（8）的前端外侧设有静液压无级变速单元（7），且前置的静液压无级变速单元（7）与变速箱内行走机构的传动系统串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；所述动力输出机构由前置和后置减速齿轮组构成，其中前置减速齿轮组为常啮合齿轮组，后置减速齿轮组为滑套式两档变速齿轮组，动力输出轴（21）拥有两种输出转速；所述行走机构，包括过渡齿轮轴（34）、中央齿轮轴（25）、前桥驱动轴（28）、差速器总成（24）和前后桥总成（42）、（41），在过渡齿轮轴（34）与中央齿轮轴（25）之间设有三档滑移变速齿轮组，来自于静液压无级变速单元（7）的无级变速行走动力，由三档滑移变速齿轮组进行高中低三档变速后，使前后桥驱动机构获得三区段无级变速行走动力；过渡齿轮轴（34）与中央齿轮轴（25）同轴设置，且两轴重叠式设计。

2.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述行走机构中的三档滑移变速齿轮组，包括过渡齿轮轴（34）、中央齿轮轴（25）、设于中间轴（13）上的三联齿轮（14）、以及设于中央齿轮轴（25）上的滑移齿轮（31）和低速档齿轮（29），过渡齿轮轴（34）和中央齿轮轴（25）均为轴端自带齿轮的一体式齿轮轴，滑移齿轮（31）通过滑移齿轮座（30）支撑在中央齿轮轴（25）上，滑移齿轮座（30）通过内外花键设于滑移齿轮（31）和中央齿轮轴（25）之间，由拨叉（32）操纵滑移齿轮（31）相对滑移齿轮座（30）和中央齿轮轴（25）轴向移动；三联齿轮（14）的左侧齿轮与过渡齿轮轴（34）上的轴端齿轮（高速档齿轮）以及三联齿轮（14）的右侧齿轮与低速档齿轮（29）为常啮合齿轮，三联齿轮（14）的中间齿轮与滑移齿轮（31）为选择性啮合齿轮；过渡齿轮轴（34）和低速档齿轮（29）的侧端本体上分别设有可与中间的滑移齿轮（31）内花键相啮合的外花键结构，滑移齿轮（31）通过轴向滑动，可选择与左右两侧的过渡齿轮轴（34）、或者低速档齿轮（29）的端面外花键进行啮合，或者置于中间直接通过滑移齿轮座（30）的内外花键驱动中央齿轮轴（25）传动，从而构成三档滑移变速结构，使中央齿轮轴（25）拥有三区段无级变速转速。

3.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述动力输出机构中的前置减速齿轮组，包括设于动力过渡轴（9）上的传动齿轮一（10）、设于动力传动轴（15）上的传动齿轮二（12）以及设于中间轴（13）上的双联齿轮（11）；动力过渡轴（9）上的动力经由传动齿轮一（10）/双联齿轮（11）/传动齿轮二（12）进行常啮合式前置减速。

4.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述动力输出机构中的后置减速齿轮组，包括双联过桥齿轮二（16）、设于动力输出轴（21）上的传动齿轮三（17）和传动齿轮四（20），双联过桥齿轮二（16）为带轴头的联合齿轮，由轴头直接支撑在变速箱（23）的箱体上，传动齿轮三（17）与传动齿轮四（20）之间设有可选择与其中之一进行花键连接的滑移套（19）和滑移套座（18）；传动齿轮三（17）和传动齿轮四（20）上分别设有可与滑移套（19）内花键相啮合的外花键，通过滑移套（19）的轴向滑移，以选择与传动齿轮三（17）啮合传动、或与传动齿轮四（20）啮合传动，从而构成滑套式两档变速结构，使动力输出轴（21）拥有两档输出转速。

5.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述的静液压无级变速单元（7）上设有HST输入轴（38）、HST行走动力输出轴（35）和HST动力驱动输出轴（36），其HST动力驱动输出轴（36）与HST输入轴（38）为直通式联接，即输入转速与输出转速相同，与动力输出机构中的动力过渡轴（9）直联；HST行走动力输出轴（35）为液压无级变速输出轴，与行走机构中的过渡齿轮轴（34）直联，为变速箱内的行走机构提供静液压无级变速驱动动力。

6.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：过渡齿轮轴（34）的尾端设有凹槽46，中央齿轮轴（25）的前端伸入过渡齿轮轴（34）尾端的凹槽46内，并通过滚针轴承（33）支撑在凹槽46中，从而使过渡齿轮轴（34）与中央齿轮轴（25）构成两轴重叠式设计结构。

7.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：在静液压无级变速单元（7）的前端还设有一组增速器（39），来自发动机的主动力先由增速器进行变速，以适应静液压无级变速单元（7） HST输入轴（38）的输入转速。

8.如权利要求7所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述的增速器（39）包括输入轴（1）、齿轮一（2）、双联过桥齿轮一（3）、齿轮二（4）和增速器输出轴（5），双联过桥齿轮一（3）为带两端轴头的联合齿轮，直接支撑在增速器（39）壳体上；输入轴（1）的动力通过齿轮一（2）/双联过桥齿轮（3）/齿轮二（4），进行二次减速后，再由增速器输出轴（5）输出，传递给静液压无级变速单元（7）。

9.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述前后桥驱动机构，其中，后桥驱动机构包括中央齿轮轴（25）、差速器总成（24）和后桥总成（41），来自于静液压无级变速单元（7）的无级变速由三档滑移变速齿轮组减速后，获得三区段无级变速转速，再由中央齿轮轴（25）上的伞齿轮与差速器总成（24）啮合后，驱动后桥总成（41）进行三区段无级变速行走；其中，前桥驱动机构包括前桥驱动轴（28）、前桥传动轴（37）和前桥总成（42），中央齿轮轴（25）通过前驱主动齿轮（26）与前驱被动齿轮（27）啮合变速后，将三区段无级变速动力再传递给前桥驱动轴（28），再通过花键套将动力传递给前桥传动轴（37），最后驱动前桥总成（42）进行三区段无级变速行走。

10.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：变速箱（23）的箱体分隔有主变速、差速和后置减速三个腔体，主变速腔中设置动力传动轴（15）、中间轴（13）、过渡齿轮轴（34）、中央齿轮轴（25）以及与之相联的前置减速齿轮组和三档滑移变速齿轮组以及，差速腔中设置与后桥总成（41）相联的差速器总成（24），后置减速腔中设置后置减速齿轮组以及与之相联的动力输出轴（21）；箱体内的传动轴支撑在变速箱前端盖（8）、腔体隔板或者变速箱后端盖（22）上。

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