CN208686899U - 卷盘式喷灌机用四速变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷盘式喷灌机用四速变速箱，包括箱体、水涡轮箱、输入轴、一级传动轴、二级传动轴、三级传动轴和输出轴；二级传动齿轮对应一级动力输出齿轮的位置滚动配合安装在二级传动轴上、且二级传动齿轮的内侧端面上设有外离合连接机构，径向定位、滑动配合套接安装在二级传动轴上的变速挡位机构的三个变速齿轮分别顺序与一级调速齿轮的三个调速齿轮齿部配合，变速挡位机构的外侧端面上还设有与二级传动齿轮的外离合连接机构配合的内离合连接机构。本卷盘式喷灌机用四速变速箱可以实现减小调速区间、增加回收动力、满足不同作物的喷灌量要求，同时可以实现在较低水压情况下即可正常工作、减少动能消耗，特别适用于卷盘式喷灌机。

Description

卷盘式喷灌机用四速变速箱

技术领域

本实用新型涉及一种变速箱，具体是一种适用于卷盘式喷灌机的四挡变速箱，属于喷灌设备装备技术领域。

背景技术

卷盘式喷灌机是一种将牵引PE管缠绕在绞盘上，利用喷灌压力水驱动变速箱带动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械，能够灌溉大面积的农田，也可以根据喷头控制喷水量的大小，以满足使用者对喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉的重要设备。

卷盘式喷灌机一般均采用水涡轮式动力驱动系统，即喷灌压力水带动水涡轮旋转，从水涡轮轴引出一个两速段的皮带驱动装置传入到变速箱中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。

现有技术中大中型的卷盘式喷灌机由于绞盘较重，因此需要输出扭矩较大的设备带动变速箱驱动绞盘旋转，一般可以采用如上所述的大型号水涡轮驱动，也可以采用发动机带动或者电机带动变速箱实现PE管的自动回收，变速箱一般采用普通的齿轮传动变速箱，通过多根轴上的各级齿轮变速后输出轴输出扭矩。现有的大中型卷盘式喷灌机的变速箱通常速度调节挡位较少，一般只包含高速挡位和低速挡位两个挡位，因此造成卷盘的回卷速度单一、无法根据具体喷灌需求实施不同的回卷速度；且传统的两挡减速机传动的调速区间过大，一方面造成喷灌机起步需动力过大、另一方面启动后进行降速挡位操作时转速又不能在短时间内降不下来，因此造成PE管的回收速度不能低于15m/h，无法满足30～40m³/ 亩的喷灌需求；若采用传统的斜击式水涡轮结构驱动变速箱会造成水力效率过低，另外水涡轮与减速机通过皮带传动，传动效率偏低，使喷灌机入机压力加大，一般需要在0.6Mpa 以上，若入机压力超过0.6Mpa，一般情况下每台喷灌机还需要配置一台增压泵，造成卷盘式喷灌机实际工作中需要一台井用潜水泵和一台增压泵联合运行、机构较复杂。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种卷盘式喷灌机用四速变速箱，可以实现减小调速区间、减小启动输入动力、增加回收动力、满足不同作物的喷灌量要求，同时可以实现在较低水压情况下即可正常工作、减少动能消耗，特别适用于卷盘式喷灌机。

为实现上述目的，本卷盘式喷灌机用四速变速箱包括箱体、水涡轮箱、输入轴、一级传动轴、二级传动轴、三级传动轴和输出轴，输入轴、一级传动轴、二级传动轴、三级传动轴和输出轴均通过轴承平行架设在箱体内部；

所述的水涡轮箱固定安装在箱体上，水涡轮箱包括水涡轮；

所述的输入轴的一端与水涡轮箱的水涡轮输出轴同轴固定连接，输入轴上同轴固定安装有动力输入齿轮；

所述的一级传动轴上同轴固定安装有一级传动齿轮、一级调速齿轮和一级动力输出齿轮；一级传动齿轮对应动力输入齿轮的位置、并与动力输入齿轮齿部配合并啮合；一级调速齿轮设置在一级传动齿轮与一级动力输出齿轮之间，一级调速齿轮包括间隔设置的左、中、右三个不同速比的调速齿轮；

所述的二级传动轴上同轴安装有二级传动齿轮、变速挡位机构和二级动力输出齿轮；二级动力输出齿轮固定安装在二级传动轴上；二级传动齿轮对应一级动力输出齿轮的位置滚动配合安装在二级传动轴上、且二级传动齿轮与一级动力输出齿轮齿部配合并啮合，二级传动齿轮面向二级动力输出齿轮的内侧端面上还设有外离合连接机构；变速挡位机构设置在二级传动齿轮与二级动力输出齿轮之间，变速挡位机构沿二级传动轴的轴向方向滑动配合套接安装在二级传动轴上、且变速挡位机构与二级传动轴径向定位连接，变速挡位机构包括具有不同传动比的左、中、右三个变速齿轮，变速挡位机构的三个变速齿轮分别顺序与一级调速齿轮的三个调速齿轮齿部配合，变速挡位机构面向二级传动齿轮的外侧端面上还设有与二级传动齿轮的外离合连接机构配合的内离合连接机构，变速挡位机构通过传动连接机构与伸出至箱体外部的变速挡手柄连接；

所述的三级传动轴上同轴固定安装有三级传动齿轮和三级动力输出齿轮；三级传动齿轮对应二级动力输出齿轮的位置、且三级传动齿轮与二级动力输出齿轮齿部配合并啮合；

所述的输出轴上同轴固定安装有输出传动齿轮和输出链轮或齿轮；输出传动齿轮对应三级动力输出齿轮的位置设置、并与三级动力输出齿轮齿部配合并啮合；输出轴的输出端伸出至箱体外部，输出链轮或齿轮安装在输出轴的输出端上。

作为本实用新型的进一步改进方案，卷盘式喷灌机用四速变速箱还包括辅助控制轴，辅助控制轴通过轴承架设在箱体内部、且辅助控制轴平行于输出轴设置，辅助控制轴上设有辅助传动齿轮，辅助传动齿轮对应三级传动齿轮的位置设置、并与三级传动齿轮齿部配合并啮合；辅助控制轴的一端伸出至箱体外部，且辅助控制轴的伸出端的端部设有与手摇手柄配合的快速连接结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的辅助控制轴的伸出段上还设有刹车机构。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的输入轴的一端伸出至箱体的外部、插入水涡轮箱内部并与水涡轮连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的输入轴、一级传动轴、二级传动轴、三级传动轴和输出轴在箱体高度方向上空间交错设置。

作为本实用新型的进一步改进方案，水涡轮箱的水涡轮是扼流式水涡轮结构。

与现有技术相比，本卷盘式喷灌机用四速变速箱采用二级传动齿轮对应一级动力输出齿轮的位置滚动配合安装在二级传动轴上、且二级传动齿轮的内侧端面上设有外离合连接机构，径向定位、滑动配合套接安装在二级传动轴上的变速挡位机构的三个变速齿轮分别顺序与一级调速齿轮的三个调速齿轮齿部配合，变速挡位机构的外侧端面上还设有与二级传动齿轮的外离合连接机构配合的内离合连接机构，因此操作变速挡手柄可实现变速挡位机构沿轴向方向在二级传动轴上左右滑动，进而实现变速挡位机构与二级传动齿轮的离合连接、或变速挡位机构的三个变速齿轮分别与一级调速齿轮的三个调速齿轮的啮合连接，从而实现只设置一个变速挡位机构即可满足四挡变速的目的，简化操作的同时可以实现减小调速区间、满足不同作物的喷灌量要求；在同等动力条件下四挡减速机比传统的二挡减速机阻力小，即等同增加了回收动力；采用最低速挡启动开始运行可以解决起步动力过大问题；由于水涡轮箱的水涡轮采用扼流式水涡轮结构，因此在0.4兆帕的较低水压情况下即可以正常作业，比传统的侧冲式水涡轮结构的动能消耗减少40％，即在同等水压下驱动动力可以提高40％、喷射半径可增加40％的距离，特别适用于卷盘式喷灌机。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构示意图；

图2是图1的阶梯剖视图。

图中：1、箱体，2、水涡轮箱，3、输入轴，31、动力输入齿轮，4、一级传动轴，41、一级传动齿轮，42、一级调速齿轮，43、一级动力输出齿轮，5、二级传动轴，51、二级传动齿轮，52、变速挡位机构，53、二级动力输出齿轮，6、三级传动轴，61、三级传动齿轮， 62、三级动力输出齿轮，7、输出轴，71、输出传动齿轮，72、输出链轮或齿轮，8、辅助控制轴，81、辅助传动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2所示，本卷盘式喷灌机用四速变速箱包括箱体1、水涡轮箱2、输入轴3、一级传动轴4、二级传动轴5、三级传动轴6和输出轴7，输入轴3、一级传动轴4、二级传动轴5、三级传动轴6和输出轴7均通过轴承平行架设在箱体1内部。

所述的水涡轮箱2固定安装在箱体1上，水涡轮箱2包括水涡轮。

所述的输入轴3的一端与水涡轮箱2的水涡轮输出轴同轴固定连接，输入轴3上同轴固定安装有动力输入齿轮31。

所述的一级传动轴4上同轴固定安装有一级传动齿轮41、一级调速齿轮42和一级动力输出齿轮43；一级传动齿轮41对应动力输入齿轮31的位置、并与动力输入齿轮31齿部配合并啮合；一级调速齿轮42设置在一级传动齿轮41与一级动力输出齿轮43之间，一级调速齿轮42包括间隔设置的左、中、右三个不同速比的调速齿轮。

所述的二级传动轴5上同轴安装有二级传动齿轮51、变速挡位机构52和二级动力输出齿轮53；二级动力输出齿轮53固定安装在二级传动轴5上；二级传动齿轮51对应一级动力输出齿轮43的位置滚动配合安装在二级传动轴5上、且二级传动齿轮51与一级动力输出齿轮43齿部配合并啮合，滚动配合可以采用滚动套结构、也可以采用轴承架设结构，二级传动齿轮51面向二级动力输出齿轮53的内侧端面上还设有外离合连接机构，外离合连接机构可以是外花键结构、也可以是外结合齿结构；变速挡位机构52设置在二级传动齿轮 51与二级动力输出齿轮53之间，变速挡位机构52沿二级传动轴5的轴向方向滑动配合套接安装在二级传动轴5上、且变速挡位机构52与二级传动轴5径向定位连接，变速挡位机构52包括具有不同传动比的左、中、右三个变速齿轮，变速挡位机构52的三个变速齿轮分别顺序与一级调速齿轮42的三个调速齿轮齿部配合，变速挡位机构52面向二级传动齿轮51的外侧端面上还设有与二级传动齿轮51的外离合连接机构配合的内离合连接机构，内离合连接机构可以是内花键结构、也可以是内结合齿结构，变速挡位机构52通过传动连接机构与伸出至箱体1外部的变速挡手柄连接，操作变速挡手柄可实现变速挡位机构52沿轴向方向在二级传动轴5上左右滑动，进而实现变速挡位机构52与二级传动齿轮51的离合连接、或变速挡位机构52的三个变速齿轮分别与一级调速齿轮42的三个调速齿轮的啮合连接。

所述的三级传动轴6上同轴固定安装有三级传动齿轮61和三级动力输出齿轮62；三级传动齿轮61对应二级动力输出齿轮53的位置、且三级传动齿轮61与二级动力输出齿轮53 齿部配合并啮合。

所述的输出轴7上同轴固定安装有输出传动齿轮71和输出链轮或齿轮72；输出传动齿轮71对应三级动力输出齿轮62的位置设置、并与三级动力输出齿轮62齿部配合并啮合；输出轴7的输出端伸出至箱体1外部，输出链轮或齿轮72安装在输出轴7的输出端上。

本卷盘式喷灌机用四速变速箱在使用时，空挡时变速挡位机构52的三个变速齿轮均与一级调速齿轮42的三个调速齿轮处于非啮合连接状态、且变速挡位机构52的内离合连接机构与二级传动齿轮51的外离合连接机构处于非连接状态，此时输入轴3的旋转依次通过动力输入齿轮31、一级传动齿轮41、一级动力输出齿轮43带动二级传动齿轮51在二级传动轴5上空载滚动；当操作变速挡手柄使变速挡位机构52的内离合连接机构向靠近二级传动齿轮51的外离合连接机构的方向移动、并与二级传动齿轮51的外离合连接机构配合连接时(此时变速挡位机构52的三个变速齿轮均与一级调速齿轮42的三个调速齿轮处于非啮合连接的状态)，可以实现一级动力输出齿轮43通过二级传动齿轮51的外离合连接机构带动变速挡位机构52整体带动二级传动轴5旋转，从而实现一级动力输出齿轮43带动二级传动齿轮51进行传动的变速箱挡位速度；当操作变速挡手柄使变速挡位机构52的内离合连接机构向远离二级传动齿轮51的外离合连接机构的方向移动、并使变速挡位机构52 的三个变速齿轮依次分别与一级调速齿轮42的三个调速齿轮啮合连接时，可以实现一级调速齿轮42带动变速挡位机构52整体带动二级传动轴5旋转，从而实现一级调速齿轮42的三个调速齿轮分别带动二级传动齿轮51的三个变速齿轮进行传动的三个变速箱挡位速度，此时一级动力输出齿轮43带动二级传动齿轮51在二级传动轴5上空载滚动。实现一个变速挡位机构52的四挡变速。

本卷盘式喷灌机用四速变速箱安装在卷盘式喷灌机上工作时，在喷灌作业前，将压力水管道连接绞盘中心的PE管输入三通接头及给水栓，操作变速挡手柄处于空挡位置，绞盘即可空转，将喷灌机喷头车推出，拉动PE管至需喷灌位置；喷灌作业时，操作变速挡手柄选定合适的卷盘回卷速度挡位后打开给水栓，压力水即经压力水管道进入PE管，经喷灌机喷头车上的喷头喷出实现喷灌，同时，部分压力水经PE管压力水输入管、输入接头进入水涡轮箱2，压力水驱动水涡轮旋转，水涡轮带动输入轴3旋转输出动力实现输出链轮或齿轮72带动绞盘旋转实现PE管的自动回收。采用最低速挡启动开始运行，可以解决起步动力过大问题。

为了在控制变速挡手柄挂挡操作时便于顺利啮合、防止因齿部周向错位造成无法挂挡，作为本实用新型的进一步改进方案，本卷盘式喷灌机用四速变速箱还包括辅助控制轴8，辅助控制轴8通过轴承架设在箱体1内部、且辅助控制轴8平行于输出轴7设置，辅助控制轴8上设有辅助传动齿轮81，辅助传动齿轮81对应三级传动齿轮61的位置设置、并与三级传动齿轮61齿部配合并啮合；辅助控制轴8的一端伸出至箱体1外部，且辅助控制轴8 的伸出端的端部设有与手摇手柄配合的快速连接结构。在挂挡操作时，将手摇手柄与辅助控制轴8轴端连接后可以通过旋转手摇手柄实现箱体1内部各齿轮的微动旋转调整动作，进而便于挂挡操作的顺利啮合。

为了便于在喷灌过程中控制PE管的自动回收速度，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的辅助控制轴9的伸出段上还设有刹车机构。

为了便于加工制作，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的输入轴3的一端伸出至箱体1的外部、插入水涡轮箱2内部并与水涡轮连接，直接作为水涡轮输出轴使用，这样设置既可以保证稳固传动、又便于加工制作。

为了进一步缩小箱体1的外形尺寸、减少安装空间，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的输入轴3、一级传动轴4、二级传动轴5、三级传动轴6和输出轴7在箱体1高度方向上空间交错设置。

为了进一步实现在较低水压情况下即可正常工作、减少动能消耗，作为本实用新型的进一步改进方案，水涡轮箱2的水涡轮是扼流式水涡轮结构。

本卷盘式喷灌机用四速变速箱在操作变速挡手柄时可实现变速挡位机构52沿轴向方向在二级传动轴5上左右滑动，进而实现变速挡位机构52与二级传动齿轮51的离合连接、或变速挡位机构52的三个变速齿轮分别与一级调速齿轮42的三个调速齿轮的啮合连接，从而实现只设置一个变速挡位机构52即可满足四挡变速的目的，简化操作的同时可以实现减小调速区间、满足不同作物的喷灌量要求；在同等动力条件下四挡减速机比传统的二挡减速机阻力小，即等同增加了回收动力；采用最低速挡启动开始运行可以解决起步动力过大问题；由于水涡轮箱2的水涡轮采用扼流式水涡轮结构，因此在0.4兆帕的较低水压情况下即可以正常作业，比传统的侧冲式水涡轮结构的动能消耗减少40％，即在同等水压下驱动动力可以提高40％、喷射半径可增加40％的距离，特别适用于卷盘式喷灌机。

Claims (6)

1.一种卷盘式喷灌机用四速变速箱，包括箱体(1)、水涡轮箱(2)、输入轴(3)、一级传动轴(4)、二级传动轴(5)、三级传动轴(6)和输出轴(7)，输入轴(3)、一级传动轴(4)、二级传动轴(5)、三级传动轴(6)和输出轴(7)均通过轴承平行架设在箱体(1)内部；水涡轮箱(2)固定安装在箱体(1)上，水涡轮箱(2)包括水涡轮；输入轴(3)的一端与水涡轮箱(2)的水涡轮输出轴同轴固定连接，输入轴(3)上同轴固定安装有动力输入齿轮(31)；其特征在于，

所述的一级传动轴(4)上同轴固定安装有一级传动齿轮(41)、一级调速齿轮(42)和一级动力输出齿轮(43)；一级传动齿轮(41)对应动力输入齿轮(31)的位置、并与动力输入齿轮(31)齿部配合并啮合；一级调速齿轮(42)设置在一级传动齿轮(41)与一级动力输出齿轮(43)之间，一级调速齿轮(42)包括间隔设置的左、中、右三个不同速比的调速齿轮；

所述的二级传动轴(5)上同轴安装有二级传动齿轮(51)、变速挡位机构(52)和二级动力输出齿轮(53)；二级动力输出齿轮(53)固定安装在二级传动轴(5)上；二级传动齿轮(51)对应一级动力输出齿轮(43)的位置滚动配合安装在二级传动轴(5)上、且二级传动齿轮(51)与一级动力输出齿轮(43)齿部配合并啮合，二级传动齿轮(51)面向二级动力输出齿轮(53)的内侧端面上还设有外离合连接机构；变速挡位机构(52)设置在二级传动齿轮(51)与二级动力输出齿轮(53)之间，变速挡位机构(52)沿二级传动轴(5)的轴向方向滑动配合套接安装在二级传动轴(5)上、且变速挡位机构(52)与二级传动轴(5)径向定位连接，变速挡位机构(52)包括具有不同传动比的左、中、右三个变速齿轮，变速挡位机构(52)的三个变速齿轮分别顺序与一级调速齿轮(42)的三个调速齿轮齿部配合，变速挡位机构(52)面向二级传动齿轮(51)的外侧端面上还设有与二级传动齿轮(51)的外离合连接机构配合的内离合连接机构，变速挡位机构(52)通过传动连接机构与伸出至箱体(1)外部的变速挡手柄连接；

所述的三级传动轴(6)上同轴固定安装有三级传动齿轮(61)和三级动力输出齿轮(62)；三级传动齿轮(61)对应二级动力输出齿轮(53)的位置、且三级传动齿轮(61)与二级动力输出齿轮(53)齿部配合并啮合；

所述的输出轴(7)上同轴固定安装有输出传动齿轮(71)和输出链轮或齿轮(72)；输出传动齿轮(71)对应三级动力输出齿轮(62)的位置设置、并与三级动力输出齿轮(62)齿部配合并啮合；输出轴(7)的输出端伸出至箱体(1)外部，输出链轮或齿轮(72)安装在输出轴(7)的输出端上。

2.根据权利要求1所述的卷盘式喷灌机用四速变速箱，其特征在于，卷盘式喷灌机用四速变速箱还包括辅助控制轴(8)，辅助控制轴(8)通过轴承架设在箱体(1)内部、且辅助控制轴(8)平行于输出轴(7)设置，辅助控制轴(8)上设有辅助传动齿轮(81)，辅助传动齿轮(81)对应三级传动齿轮(61)的位置设置、并与三级传动齿轮(61)齿部配合并啮合；辅助控制轴(8)的一端伸出至箱体(1)外部，且辅助控制轴(8)的伸出端的端部设有与手摇手柄配合的快速连接结构。

3.根据权利要求2所述的卷盘式喷灌机用四速变速箱，其特征在于，辅助控制轴(8)的伸出段上还设有刹车机构。

4.根据权利要求1或2或3所述的卷盘式喷灌机用四速变速箱，其特征在于，输入轴(3)的一端伸出至箱体(1)的外部、插入水涡轮箱(2)内部并与水涡轮连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的卷盘式喷灌机用四速变速箱，其特征在于，输入轴(3)、一级传动轴(4)、二级传动轴(5)、三级传动轴(6)和输出轴(7)在箱体(1)高度方向上空间交错设置。

6.根据权利要求1或2或3所述的卷盘式喷灌机用四速变速箱，其特征在于，水涡轮箱(2)的水涡轮是扼流式水涡轮结构。