CN116118489A - 一种铰接式拖拉机传动系统 - Google Patents

Abstract

涉及农机装备技术领域的一种铰接式拖拉机传动系统，包含铰接式车架总成，前车架安装有发动机、变速箱、分动箱和前桥，后车架安装有动力输出箱和后桥；变速箱包含变速箱一轴和变速箱二轴；分动箱包含壳体、动力中输机构和驱动中输机构；动力中输机构包含分动箱顶轴和第一啮合套，分动箱顶轴的后端与动力输出箱的输入轴对应传动连接；驱动中输机构包含前驱输出轴和后驱输出轴，壳体内设有驱动换挡机构，前驱输出轴与前桥的输入轴传动连接，后驱输出轴与后桥的输入轴传动连接；该传动系统使拖拉机具有更小的转弯半径，同时具备前驱、四驱、后驱等驱动方式，且操纵简便，从而满足丘陵山地区域地形长期复杂的使用工况。

Description

一种铰接式拖拉机传动系统

技术领域

本发明涉及农机装备技术领域，尤其是涉及一种铰接式拖拉机传动系统。

背景技术

因丘陵山地区域具有地形崎岖、狭窄、坡道多等复杂的地况特点，目前国内丘陵山地区域的农机市场，除了少量较大的地块可以使用常规拖拉机进行作业外，多数丘陵山地区域的农田只能使用微耕机进行作业，作业效果差，作业效率差，用户对大中马力的拖拉机有需求；

由于丘陵山区道路崎岖，拖拉机需要具有较小的转弯半径来适应狭小的空间，需要具有多种不同的驱动方式来发挥动力性能，同时要求拖拉机能适应长时间大坡度作业；有少数厂家开发出可在部分丘陵山地区域进行作业的铰接式拖拉机，并可实现前驱或后驱等驱动方式，但是存在传动系统机构臃肿、操纵复杂的问题，需要使用两个或两个以上的操纵机构才能实现驱动的方式切换，操纵舒适性较差，并且其润滑系统不能适应丘陵山区的长时间大坡度作业，相关拖拉机不能很好的适应丘陵山区的作业工况；因此开发一款结构简单、能够适应丘陵山地区域道路崎岖、狭窄等复杂工况，能够适应长时间大坡度作业，具有前驱、四驱、后驱等驱动方式，且操作简便，转弯半径小的铰接式丘陵山地拖拉机传动系统就很必要。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铰接式拖拉机传动系统，使拖拉机具有更小的转弯半径，同时具备前驱、四驱、后驱等驱动方式，且操纵简便，从而满足丘陵山地区域地形长期复杂的使用工况。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种铰接式拖拉机传动系统，包含铰接式车架总成，所述铰接式车架总成包含铰轴竖直的铰接体，以及通过铰接体对应铰接的前车架和后车架，所述前车架安装有各自独立润滑的发动机、变速箱、分动箱和前桥，所述后车架安装有各自独立润滑的动力输出箱和后桥，且铰接体偏向后桥设置；所述变速箱包含变速箱一轴，以及与变速箱一轴轴身通过变速传动结构传动连接的变速箱二轴，所述变速箱一轴的前端与发动机传动连接；所述分动箱包含壳体，以及分别设于壳体内上部和下部的动力中输机构和驱动中输机构；所述动力中输机构包含与壳体转动连接的分动箱顶轴，所述分动箱顶轴的前端与变速箱一轴的后端同轴对应，所述分动箱顶轴的前端滑动套设有能与分动箱顶轴和变速箱一轴同时或其中之一啮合的第一啮合套，所述分动箱顶轴的后端依次通过两端均为十字万向铰接的动力前传动轴、动力过渡轴和动力后传动轴，与动力输出箱用于驱动外部机具作业的输入轴对应传动连接；所述驱动中输机构包含同轴向且均与壳体转动连接的前驱输出轴和后驱输出轴，所述壳体对应驱动中输机构和变速箱二轴之间，设有用于使变速箱二轴与前驱输出轴和后驱输出轴同时或其中之一传动连接的驱动换挡机构，所述前驱输出轴通过前驱传动轴与前桥的输入轴传动连接，所述后驱输出轴通过两端均为十字万向铰接的后驱传动轴与后桥的输入轴传动连接。

进一步，所述铰接体包含外侧分别与前车架和后车架固定连接的前铰接件和后铰接件，所述前铰接件和后铰接件的内侧上下两端均设有上铰耳板和下铰耳板，两个上铰耳板之间以及两个下铰耳板之间均通过穿设铰轴转动连接。

进一步，所述铰接式车架总成还包含用于安装前桥的板簧和板簧锁定机构，所述前车架的后端设有用于安装变速箱的悬置减震机构。

进一步，所述发动机和变速箱之间还设有过渡箱，所述过渡箱内设有离合器，以及两端分别与发动机和变速箱一轴传动连接的过渡箱轴，所述离合器用于切断和连接发动机和过渡箱轴的传输动力。

进一步，所述动力前传动轴和后驱传动轴均设为可伸缩调节长度的传动轴。

进一步，所述动力过渡轴轴身转动套设有固定于后车架的轴承座。

进一步，所述驱动换挡机构包含与壳体转动连接的分动箱中轴，分动箱中轴的一端与变速箱二轴传动连接，分动箱中轴轴身套设有啮合齿座，分动箱中轴对应啮合齿座两侧的轴身均转动套设有主动齿轮，两个主动齿轮分别与前驱输出轴和后驱输出轴传动连接；所述啮合齿座座身啮合连接有两端能分别与两个主动齿轮传动连接的第二啮合套，且第二啮合套与啮合齿座滑动套设，第二啮合套宽度大于啮合齿座的宽度。

进一步，所述壳体内设有两个分别用于驱动第二啮合套沿啮合齿座滑动和用于驱动第一啮合套沿分动箱顶轴滑动的拨叉操纵机构。

进一步，所述分动箱中轴对应两个主动齿轮的位置均套设有衬套，所述衬套与分动箱中轴啮合连接，两个主动齿轮分别与两个衬套转动连接。

进一步，所述变速箱二轴与分动箱中轴之间，以及两个主动齿轮分别与前驱输出轴和后驱输出轴之间，均通过齿轮传动机构传动连接。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的铰接式拖拉机传动系统，实现了前驱、四驱、后驱的一杆式操纵，操纵简便，且简化了分动箱传动结构；铰接体的铰接轴线后置，使拖拉机能获得了更小的转弯半径；传动系统的布置使拖拉机的质量分布，在负载时能使前轮、后轮载荷基本一致，使前桥和后桥的使用寿命更长，并能避免由于前轮负载小而产生的爬坡时“翘头”的现象，使拖拉机获得更好的坡道适应能力；分置式润滑使传动系统各传动箱的润滑系统隔离，使传动系统在长时间大坡度的作业时能得到充分的润滑，坡道适应性好；综上所述，本发明具有结构简单、操纵简便、转弯半径小、坡道适应性好、能够长时间大坡度作业等特点，使拖拉机能够适应丘陵山区地形崎岖、狭窄、斜坡多斜坡长坡度大等复杂恶劣的使用工况。

附图说明

图1是本发明实施结构的主视示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是本发明去掉铰接式车架总成的示意图；

图4是图3的俯视示意图；

图5是分动箱的连接结构示意图；

图6是分动箱的内部剖视结构示意图；

图7是所述驱动换挡机构的结构示意图。

图中：1、铰接式车架总成；1.1、铰接体；1.2、前车架；1.3、后车架；1.4、悬置减震机构；1.5、板簧锁定机构；1.6、板簧；2、过渡箱；2.1、过渡箱轴；2.2、离合器；3、前桥；4、变速箱；4.1、变速箱一轴；4.2、变速箱二轴；5、分动箱；5.1、壳体；5.2、分动箱顶轴；5.3、第一啮合套；5.4、前驱输出轴；5.5、后驱输出轴；5.6、分动箱中轴；5.7、啮合齿座；5.8、主动齿轮；5.9、第二啮合套；5.10、衬套；5.11、拨叉操纵机构；6、后桥；7、动力输出箱；8、动力过渡轴；9、动力前传动轴；10、轴承座；11、动力后传动轴；12、前驱传动轴；13、后驱传动轴。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：

结合附图1-7所述的铰接式拖拉机传动系统，包含铰接式车架总成1，铰接式车架总成1包含铰轴竖直的铰接体1.1，以及通过铰接体1.1对应铰接的前车架1.2和后车架1.3，用于支撑拖拉机传动等整机零部件；根据需要，铰接体1.1包含外侧分别与前车架1.2和后车架1.3固定连接的前铰接件和后铰接件，前铰接件和后铰接件的内侧上下两端均设有上铰耳板和下铰耳板，两个上铰耳板之间以及两个下铰耳板之间均通过穿设铰轴转动连接，保证具有足够的铰接结构强度。

前车架1.2安装有各自独立润滑的发动机、变速箱4、分动箱5和前桥3，后车架1.3安装有各自独立润滑的动力输出箱7和后桥6，首先，采用分置式润滑，变速箱4、分动箱5、动力输出箱7、前桥3、后桥6等需要润滑油的箱体，均采用独立密封结构，使各箱体之间的润滑油互不相通，避免坡道作业时润滑油互通流入靠斜坡下方的箱体，而使其他靠斜坡上方的传动机构无法得到充分的润滑，从而使传动系统在长时间坡道作业时，各箱体内部传动结构均能得到充分的润滑，使传动系统能适应长时间大坡度作业；而且这样布置能够使得拖拉机的质心靠近前桥3，使拖拉机在进行田间耕作或道路运输等后端负载作业时，达到前桥3、后桥6的载荷基本相当的效果，使前桥3、后桥6的使用寿命更长，并能避免市场现有拖拉机存在的由于前轮负载小而产生的爬坡时“翘头”的现象，使拖拉机获得更好的坡道适应能力，能更好的适应丘陵山地区域的复杂工况，同时，由于前桥3、后桥6载荷相当，其内部零件也可统一，达到减少零件种类，便于维修保养的效果；且铰接体1.1偏向后桥6设置，这使拖拉机能获得与目前市场中的铰接式拖拉机相比更小的转弯半径；根据需要，铰接式车架总成1还包含用于安装前桥3的板簧1.6和板簧锁定机构1.5，前车架1.2的后端设有用于安装变速箱4的悬置减震机构1.4，前桥3通过板簧1.6以及板簧锁定机构1.5夹持固定在前车架1.2上，后桥6固定在后车架1.3上。

变速箱4包含变速箱一轴4.1，以及与变速箱一轴4.1轴身通过变速传动结构传动连接的变速箱二轴4.2，变速箱一轴4.1的前端与发动机传动连接，由于变速箱4的具体变速传动为现有技术，在此不再过多赘述；根据需要，发动机和变速箱4之间还设有过渡箱2，过渡箱2内设有离合器2.2，以及两端分别与发动机和变速箱一轴4.1传动连接的过渡箱轴2.1，离合器2.2用于切断和连接发动机和过渡箱轴2.1的传输动力。

分动箱5包含壳体5.1，以及分别设于壳体5.1内上部和下部的动力中输机构和驱动中输机构；动力中输机构包含与壳体5.1转动连接的分动箱顶轴5.2，分动箱顶轴5.2的前端与变速箱一轴4.1的后端同轴对应，分动箱顶轴5.2的前端滑动套设有能与分动箱顶轴5.2和变速箱一轴4.1同时或其中之一啮合的第一啮合套5.3，通过推动对应的拨叉操纵机构5.11，能够带动第一啮合套5.3沿分动箱顶轴5.2滑动，由于分动箱顶轴5.2的前端与变速箱一轴4.1的后端轴身都设有与第一啮合套5.3内壁适配啮合的花键，当第一啮合套5.3滑动到同时套在分动箱顶轴5.2的前端和变速箱一轴4.1的后端时，实现两轴传动连接，否则传动断开，从而能够很方便的切断和连通动力输出的动力；分动箱顶轴5.2的后端依次通过两端均为十字万向铰接的动力前传动轴9、动力过渡轴8和动力后传动轴11，与动力输出箱7用于驱动外部机具作业的输入轴对应传动连接，保证便于应对铰接式车架总成1转弯的同时，能够实现较好的动力传输；此外，动力过渡轴8轴身转动套设有固定于后车架1.3的轴承座10，对动力过渡轴8进行定位限制，防止自由度过多，造成动力损坏或卡死，也便于分别拆装维护，动力过渡轴8能够设为两端对应转动安装于轴承座10的两段轴。

驱动中输机构包含同轴向且均与壳体5.1转动连接的前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5，壳体5.1对应驱动中输机构和变速箱二轴4.2之间，设有用于使变速箱二轴4.2与前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5同时或其中之一传动连接的驱动换挡机构；根据需要，驱动换挡机构包含与壳体5.1转动连接的分动箱中轴5.6，分动箱中轴5.6的一端与变速箱二轴4.2传动连接，分动箱中轴5.6轴身套设有啮合齿座5.7，分动箱中轴5.6对应啮合齿座5.7两侧的轴身均转动套设有主动齿轮5.8，两个主动齿轮5.8分别与前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5传动连接，前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5同轴设置，且对应端均转动安装在一个轴承座内；啮合齿座5.7座身啮合连接有两端能分别与两个主动齿轮5.8传动连接的第二啮合套5.9，且第二啮合套5.9与啮合齿座5.7滑动套设，第二啮合套5.9宽度大于啮合齿座5.7的宽度；根据需要，壳体5.1内设有两个分别用于驱动第二啮合套5.9沿啮合齿座5.7滑动和用于驱动第一啮合套5.3沿分动箱顶轴5.2滑动的拨叉操纵机构5.11；

第二啮合套5.9内花键长度方向是断开的，第二啮合套5.9两端的内花键进行修形，形成倒钩齿，在两个主动齿轮5.8上也有两段倒钩齿的外花键，使用时，拨叉操纵机构5.11推动第二啮合套5.9在啮合齿座5.7上前后滑动，当第二啮合套5.9在中置状态时，其与两个主动齿轮5.8的端部倒钩齿啮合，这时第二啮合套5.9带动两个主动齿轮5.8转动，两个主动齿轮5.8转动前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5转动，传动系处于四驱状态；拨叉操纵机构5.11推动第二啮合套5.9往拖拉机前进方向推动，其与位于前边的主动齿轮5.8的倒钩齿都啮合，同时与后边的主动齿轮5.8的倒钩齿脱离，则前边的主动齿轮5.8获得动力转动，后边的主动齿轮5.8不能获得动力，从而带动前驱输出轴5.4转动，传动系处于前驱状态；同样，拨叉操纵机构5.11推动第二啮合套5.9往拖拉机后退方向推动，与位于后边的主动齿轮5.8倒钩齿啮合就能实现传动系后驱状态；这样就实现了前驱、四驱、后驱的功能，并且通过一个操纵杆就实现了驱动方式的切换，分动箱齿轮传动和四驱操纵机构的结构简洁，操纵方便。

此外，分动箱中轴5.6对应两个主动齿轮5.8的位置均套设有衬套5.10，衬套5.10与分动箱中轴5.6啮合连接，两个主动齿轮5.8分别与两个衬套5.10转动连接；此外，变速箱二轴4.2与分动箱中轴5.6之间，以及两个主动齿轮5.8分别与前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5之间，均通过齿轮传动机构传动连接，也即变速箱二轴4.2和分动箱中轴5.6轴身均套装有能够相互啮合传动的齿轮，而前驱输出轴5.4和后驱输出轴5.5的轴身均套装有分别与相应主动齿轮5.8啮合传动的齿轮。

前驱输出轴5.4通过前驱传动轴12与前桥3的输入轴传动连接，后驱输出轴5.5通过两端均为十字万向铰接的后驱传动轴13与后桥6的输入轴传动连接，保证传动的同时，能够适应铰接式车架总成1的转向；根据需要，动力前传动轴9和后驱传动轴13均设为可伸缩调节长度的传动轴，扩大适应铰接式车架总成1的转向角度，防止卡死。

本发明通过巧妙的四驱结构，实现了前驱、四驱、后驱等驱动方式的一杆式切换；通过调整铰接轴线的布置位置，缩小了拖拉机的转弯半径；通过隔离各箱体，实现分别润滑，使传动系能适应长时间大坡度作业；通过以上方式的实施，可以看出本申请具有缩小转弯半径、四驱操纵和动力输出操纵方便、传动系统能适应长时间大坡度作业等优点，能够适应丘陵山地区域道路崎岖、狭窄等复杂工况。

本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将上述实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求内容。

Claims (10)

1.一种铰接式拖拉机传动系统，其特征是：包含铰接式车架总成（1），所述铰接式车架总成（1）包含铰轴竖直的铰接体（1.1），以及通过铰接体（1.1）对应铰接的前车架（1.2）和后车架（1.3），所述前车架（1.2）安装有各自独立润滑的发动机、变速箱（4）、分动箱（5）和前桥（3），所述后车架（1.3）安装有各自独立润滑的动力输出箱（7）和后桥（6），且铰接体（1.1）偏向后桥（6）设置；所述变速箱（4）包含变速箱一轴（4.1），以及与变速箱一轴（4.1）轴身通过变速传动结构传动连接的变速箱二轴（4.2），所述变速箱一轴（4.1）的前端与发动机传动连接；所述分动箱（5）包含壳体（5.1），以及分别设于壳体（5.1）内上部和下部的动力中输机构和驱动中输机构；所述动力中输机构包含与壳体（5.1）转动连接的分动箱顶轴（5.2），所述分动箱顶轴（5.2）的前端与变速箱一轴（4.1）的后端同轴对应，所述分动箱顶轴（5.2）的前端滑动套设有能与分动箱顶轴（5.2）和变速箱一轴（4.1）同时或其中之一啮合的第一啮合套（5.3），所述分动箱顶轴（5.2）的后端依次通过两端均为十字万向铰接的动力前传动轴（9）、动力过渡轴（8）和动力后传动轴（11），与动力输出箱（7）用于驱动外部机具作业的输入轴对应传动连接；所述驱动中输机构包含同轴向且均与壳体（5.1）转动连接的前驱输出轴（5.4）和后驱输出轴（5.5），所述壳体（5.1）对应驱动中输机构和变速箱二轴（4.2）之间，设有用于使变速箱二轴（4.2）与前驱输出轴（5.4）和后驱输出轴（5.5）同时或其中之一传动连接的驱动换挡机构，所述前驱输出轴（5.4）通过前驱传动轴（12）与前桥（3）的输入轴传动连接，所述后驱输出轴（5.5）通过两端均为十字万向铰接的后驱传动轴（13）与后桥（6）的输入轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述铰接体（1.1）包含外侧分别与前车架（1.2）和后车架（1.3）固定连接的前铰接件和后铰接件，所述前铰接件和后铰接件的内侧上下两端均设有上铰耳板和下铰耳板，两个上铰耳板之间以及两个下铰耳板之间均通过穿设铰轴转动连接。

3.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述铰接式车架总成（1）还包含用于安装前桥（3）的板簧（1.6）和板簧锁定机构（1.5），所述前车架（1.2）的后端设有用于安装变速箱（4）的悬置减震机构（1.4）。

4.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述发动机和变速箱（4）之间还设有过渡箱（2），所述过渡箱（2）内设有离合器（2.2），以及两端分别与发动机和变速箱一轴（4.1）传动连接的过渡箱轴（2.1），所述离合器（2.2）用于切断和连接发动机和过渡箱轴（2.1）的传输动力。

5.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述动力前传动轴（9）和后驱传动轴（13）均设为可伸缩调节长度的传动轴。

6.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述动力过渡轴（8）轴身转动套设有固定于后车架（1.3）的轴承座（10）。

7.根据权利要求1所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述驱动换挡机构包含与壳体（5.1）转动连接的分动箱中轴（5.6），分动箱中轴（5.6）的一端与变速箱二轴（4.2）传动连接，分动箱中轴（5.6）轴身套设有啮合齿座（5.7），分动箱中轴（5.6）对应啮合齿座（5.7）两侧的轴身均转动套设有主动齿轮（5.8），两个主动齿轮（5.8）分别与前驱输出轴（5.4）和后驱输出轴（5.5）传动连接；所述啮合齿座（5.7）座身啮合连接有两端能分别与两个主动齿轮（5.8）传动连接的第二啮合套（5.9），且第二啮合套（5.9）与啮合齿座（5.7）滑动套设，第二啮合套（5.9）宽度大于啮合齿座（5.7）的宽度。

8.根据权利要求7所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述壳体（5.1）内设有两个分别用于驱动第二啮合套（5.9）沿啮合齿座（5.7）滑动和用于驱动第一啮合套（5.3）沿分动箱顶轴（5.2）滑动的拨叉操纵机构（5.11）。

9.根据权利要求7所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述分动箱中轴（5.6）对应两个主动齿轮（5.8）的位置均套设有衬套（5.10），所述衬套（5.10）与分动箱中轴（5.6）啮合连接，两个主动齿轮（5.8）分别与两个衬套（5.10）转动连接。

10.根据权利要求7所述的铰接式拖拉机传动系统，其特征是：所述变速箱二轴（4.2）与分动箱中轴（5.6）之间，以及两个主动齿轮（5.8）分别与前驱输出轴（5.4）和后驱输出轴（5.5）之间，均通过齿轮传动机构传动连接。

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