CN210978406U - 超越式挡位互锁动力驱动总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超越式挡位互锁动力驱动总成，包括动力输入轴、用于将动力输出至行走结构的动力输出一轴和用于将动力输出至作业机构的动力输出二轴以及多个挡位齿轮组，还包括超越换挡机构，超越换挡机构可在换挡过程中取消各挡位间的空挡，本实用新型的动力系统使得在换挡过程中不发生动力中断，提高了农用机械运行稳定性，为作业机构形成稳定的作业平台，有效避免由于行走顿挫导致作业机构应力突变，延长作业机构的使用寿命，并提高作业机构的作业质量。

Description

超越式挡位互锁动力驱动总成

技术领域

本实用新型涉及车辆工程领域，涉及一种超越式挡位互锁动力驱动总成。

背景技术

对于农用机械(旋耕机)、行走车辆并附带具有其他作业(比如清扫、除草等)的器械通常具有双动力输出结构，该动力输出结构需要采用换挡结构来改变来自发动机的转速和转矩的机构；传统变速换挡一般采用拨叉和拨叉轴的移动来驱动某一挡位齿轮啮合传动，其余齿轮则脱离啮合或者超越(低速挡)或者空转。传统的齿轮换挡结构中，从一个挡位进入另一个挡位时，中间必须设置空挡；例如：一挡进入二挡，中间必须经过空挡，换挡过程就是一挡、空挡、二挡；其原因为：一挡齿轮必须彻底切断动力后，才能进入二挡，否则若一、二挡齿轮同时传动动力，会因齿轮转速不通，造成齿轮损坏；在多挡变速中，若各个挡位间均设置空挡，就会将齿轮间的间距增大，换挡行程增大；

对于该类农用机械，在作业过程中，农用机械除行走轮受到地面的运行阻力外，还受到作业机构形成的运行阻力(例如旋耕机的旋耕刀受到底面的运行阻力，除草头受到底面的运行阻力)，农用机械稳定的运行为作业机构形成稳定的作业平台，在换挡过程中若农用机械动力中断，导致行走顿挫，则会造成作业机构运行工况不稳定，会造成作业机构的应力突变，该应力突变极易导致作业机构(旋耕刀或清扫头)的损坏，而且在顿挫的运行过程中，也影响作业机构的作业质量；

对于换挡时动力中断的问题，通过低速挡超越的形式可解决上述问题；但需要使用超越离合器这一部件，传统的超越离合器(包括楔块式或者棘轮棘爪结构)零部件较多，结构较为复杂，径向尺寸较大，价格较高，主要的由于内部零件具有随动性，对于滚动体或者内外圈滚道来说，易于造成损坏，使用寿命较短，不但增加变速器的制造成本，也增加使用和维护成本；

基于以上问题，需要一种动力驱动系统，该动力系统使得在换挡过程中不发生动力中断，提高了农用机械运行稳定性，为作业机构形成稳定的作业平台，有效避免由于行走顿挫导致作业机构应力突变，延长作业机构的使用寿命，并提高作业机构的作业质量；而且该动力驱动系统的换挡结构能够达到甚至超过超越离合器的效果，结构简单、零部件较少且易于获得，整体尺寸较小，对变速器内布置空间需求不大，布局紧凑且易于制造，提高变速器的使用寿命及汽车的安全使用性，制造成本以及使用维护成本较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种超越式挡位互锁动力驱动总成，该动力系统使得在换挡过程中不发生动力中断，提高了农用机械运行稳定性，为作业机构形成稳定的作业平台，有效避免由于行走顿挫导致作业机构应力突变，延长作业机构的使用寿命，并提高作业机构的作业质量；而且该动力驱动系统的换挡结构能够达到甚至超过超越离合器的效果，结构简单、零部件较少且易于获得，整体尺寸较小，对变速器内布置空间需求不大，布局紧凑且易于制造，提高变速器的使用寿命及汽车的安全使用性，制造成本以及使用维护成本较低。

本实用新型的超越式挡位互锁动力驱动总成，包括动力输入轴、用于将动力输出至行走结构的动力输出一轴和用于将动力输出至作业机构的动力输出二轴，所述动力输入轴分别通过第一传动机构和第二传动机构将动力输入至动力输出一轴和动力输出二轴；

所述第一传动机构包括多个挡位齿轮组，所述多个挡位齿轮组分别包括对应挡位的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别设置于动力输入轴和动力输出一轴；

还包括与超越传动轴配合的超越换挡机构，所述超越传动轴为动力输入轴或动力输出一轴，所述超越换挡机构包括可沿径向弹性伸出并高于超越传动轴外圆或缩进并低于超越传动轴外圆的柱状超越换挡块和用于对柱状超越换挡块施加径向弹性力的弹性件，所述超越传动轴上设有用于容纳柱状超越换挡块的换挡块容纳槽；

设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮内圆设有与柱状超越换挡块相配合的径向键槽；所述设定的挡位齿轮在需超越方向上旋转时，所述柱状超越换挡块受到主动齿轮或从动齿轮施加的径向分力，该径向分力使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

进一步，还包括互锁换挡机构，所述互锁换挡机构包括换挡拨叉轴和设置于拨叉轴上分别用于对第一传动机构及第二传动机构接合传动或者分离的第一拨叉及第二拨叉；

所述第一传动机构具有一互锁挡位，当所述互锁挡位由第一拨叉接合传动时，所述第一拨叉带动拨叉轴轴向运动并带动第二拨叉使得第二传动机构分离断开传动。

进一步，所述柱状超越换挡块为至少两个沿圆周方向设置于超越传动轴，所述径向键槽在数量上等于或多于柱状超越换挡块，在相位上与柱状超越换挡块对应；所述柱状超越换挡块迎向需超越方向的一侧形成平滑的受力斜面，所述设定的挡位齿轮在该方向上旋转时，所述径向键槽的对应侧面作用于所述平滑的受力斜面并形成径向分力，使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

进一步，所述弹性件为柱状弹簧，所述换挡块容纳槽为径向贯穿于超越传动轴的通槽，所述柱状弹簧设置于换挡块容纳槽内且两端分别对应抵住一个柱状超越换挡块，所述柱状超越换挡块内侧端部形成限位沉槽，柱状弹簧两端分别嵌入对应的柱状超越换挡块的限位沉槽内对柱状超越换挡块形成预紧力。

进一步，所述第二拨叉固定于拨叉轴，所述第一拨叉可沿轴向滑动的设置于拨叉轴，所述拨叉轴上固定设有互锁挡块，所述互锁挡块在第一拨叉驱动互锁挡位挂挡时被第一拨叉带动并带动拨叉轴从而带动第二拨叉跟随拨叉轴轴向移动使得第二传动机构分离断开传动。

进一步，所述第一传动机构包括一挡齿轮组直至n挡齿轮组和互锁挡位齿轮组，所述第二传动机构包括第二动力齿轮组；

所述一挡齿轮组包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，n挡齿轮组包括n挡主动齿轮和n挡从动齿轮，互锁挡位齿轮组包括互锁挡主动齿轮和互锁挡从动齿轮；

所述一挡主动齿轮直至n挡主动齿轮形成n联齿轮，所述n联齿轮以可被第一拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，所述一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮和互锁从动齿轮均传动配合设置于动力输出一轴的合适位置，所述n挡从动齿轮与互锁挡从动齿轮位于n挡主动齿轮的轴向两侧，所述第一拨叉拨动n联齿轮沿轴向滑动时，n挡主动齿轮可作为互锁主动齿轮与互锁挡从动齿轮形成传动配合；

所述第二动力齿轮组包括第二动力主动齿轮和第二动力从动齿轮，第二动力主动齿轮以可被第二拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，第二动力从动齿轮传动配合设置于动力输出二轴。

进一步，设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮的所述径向键槽在与受力斜面对应的一侧形成与所述受力斜面相配合施力的施力斜面，所述受力斜面为向外凸的弧面构成的斜面，所述施力斜面为平面构成的斜面。

进一步，所述互锁挡块在拨叉轴上的位置使得第一拨叉拨动n联齿轮挂入互锁挡前抵住互锁挡块并在挂入互锁挡时推动互锁挡块带动拨叉轴轴向移动，该轴向移动带动第二拨叉拨动第二动力主动齿轮轴向移动与第二动力从动齿轮脱离啮合。

进一步，还包括行走驱动轴以及作业驱动轴，所述动力输出一轴将动力通过第三传动机构输出至行走驱动轴，所述行走驱动轴将动力输出至驱动轮轴，所述动力输出二轴将动力输出至作业驱动轴，所述作业驱动轴将动力输出至作业轴。

进一步，所述第三传动机构包括第三动力齿轮组，所述第三动力齿轮组包括传动配合于动力输出一轴的第三主动齿轮以及传动配合于行走驱动轴的第三从动齿轮，动力输出二轴将动力通过第四传动结构输出至作业驱动轴，所述第四传动结构包括与行走驱动轴转动配合的轴套、传动配合于轴套的第四主动齿轮和第四中间齿轮以及与作业轴传动配合的第四从动齿轮，所述第四主动齿轮啮合于第二动力从动齿轮，所述第四中间齿轮啮合于第四从动齿轮。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的动力系统使得在换挡过程中不发生动力中断，提高了农用机械运行稳定性，为作业机构形成稳定的作业平台，有效避免由于行走顿挫导致作业机构应力突变，延长作业机构的使用寿命，并提高作业机构的作业质量，而且本实用新型的动力系统中设置互锁挡位，该挡位可以为倒挡或者是仅行走不作业的前进挡，该挡位可自动将传递至作业轴上的动力中断，提高了器械作业的安全性，且该方式无需驾驶员多余操作，可靠性高；

本实用新型通过超越式换挡结构实现无动力中断换挡，采用能够径向延伸啮合或缩进(被超越)的柱状超越换挡块实现啮合传动和超越，该设计结构可取消各挡位间的空挡，大大缩短了齿轮间的间距以及换挡行程，与现有的超越离合器相比，部件寿命长、结构简单、零部件较少且易于获得，整体尺寸较小，对变速器内布置空间需求不大，布局紧凑且易于制造，提高变速器的使用寿命及车辆的安全使用性，制造成本以及使用维护成本较低。

本实用新型挡位互锁结构可自动实现作业轴动力的中断，通过换挡杆上设置的互锁挡块调整两个动力输出之间的互锁，双动力输出时可自由换挡并实现设定挡位的正常作业，而在所需断开第二动力输出的挡位时则会自动断开，避免在非常规使用(倒挡等)过程中第二输出轴的部件输出(比如刀具)对操作者造成误伤，即在倒挡过程中或者某一设定的前进挡位，需要断开刀具旋转，从而有效避免安全事故，且结构简单实用，并不会增加(或不会过多的增加)设备制造成本，适用于双动力输出结构而在使用过程中在设定挡位需要断开其中一动力的结构，多用于农用机械以及行走车辆并附带具有其他作业的器械，特别适用于旋耕机械、割草机等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的超越换挡机构径向剖面示意图；

图3为本实用新型Ⅰ-Ⅰ剖视结构示意图；

图4为本实用新型Ⅱ-Ⅱ剖视结构示意图1；

图5为本实用新型Ⅱ-Ⅱ剖视结构示意图2；

图6为第一拨叉的右侧视图；

具体实施方式

图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型的超越换挡机构径向剖面示意图；图3为本实用新型Ⅰ-Ⅰ剖视结构示意图；图4为本实用新型Ⅱ-Ⅱ剖视结构示意图1；图5为本实用新型Ⅱ-Ⅱ剖视结构示意图2；图6为第一拨叉的右侧视图；

如图所示，本实施例中的超越式挡位互锁动力驱动总成，包括动力输入轴 10、用于将动力输出至行走结构的动力输出一轴20和用于将动力输出至作业机构的动力输出二轴30，所述动力输入轴分别通过第一传动机构和第二传动机构将动力输入至动力输出一轴和动力输出二轴；行走结构为由差速器、两个半轴以及安装于两个半轴上的行走轮构成；作业机构为旋耕刀等刀具，实现对土地的开沟、除草、起垄、回填、旋耕等功能；

所述第一传动机构包括多个挡位齿轮组，所述多个挡位齿轮组分别包括对应挡位的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别设置于动力输入轴和动力输出一轴；

还包括与超越传动轴配合的超越换挡机构70，所述超越传动轴为动力输入轴或动力输出一轴，所述超越换挡机构包括可沿径向弹性伸出并高于超越传动轴外圆或缩进并低于超越传动轴外圆的柱状超越换挡块71和用于对柱状超越换挡块施加径向弹性力的弹性件72，所述超越传动轴上设有用于容纳柱状超越换挡块的换挡块容纳槽73；

设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮内圆设有与柱状超越换挡块相配合的径向键槽74；所述设定的挡位齿轮在需超越方向上旋转时，所述柱状超越换挡块受到主动齿轮或从动齿轮施加的径向分力，该径向分力使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

弹性件对柱状超越换挡块施加沿着超越传动轴径向的弹性力；主动齿轮设置于动力输入轴，从动齿轮设置于动力输出一轴；弹性伸出指的是具有一定的预紧力，具有被压缩和被弹出的结构；

设定挡位指的是在驱动系统使用时需要形成超越的挡位，比如某一低速挡，在挂入高速挡传动的瞬间该低速挡超越，避免发生挂挡干扰，该结构使得各个挡位齿轮之间不必要预留空挡位置，使得变速器的轴向结构紧凑；超越传动轴可以是动力输入轴、动力输出轴或者是中间轴，能够实现低速挡超越即可，在此不再赘述；

本实施例中，还包括互锁换挡机构，所述互锁换挡机构包括换挡拨叉轴60 和设置于拨叉轴上分别用于对第一传动机构及第二传动机构接合传动或者分离的第一拨叉61及第二拨叉62；

所述第一传动机构具有一互锁挡位，当所述互锁挡位由第一拨叉接合传动时，所述第一拨叉带动拨叉轴轴向运动并带动第二拨叉使得第二传动机构分离断开传动。

如图所示，本实施例的动力驱动系统中以三挡变速器为例进行说明；如图2 所示，本实施例以一挡从动齿轮设置超越换挡机构为例说明超越换挡机构的结构，二挡所设置的超越换挡机构结构相同，在此不再赘述。

本实施例中，所述柱状超越换挡块为至少两个沿圆周方向设置于超越传动轴，所述径向键槽在数量上等于或多于柱状超越换挡块，在相位上与柱状超越换挡块对应；所述柱状超越换挡块迎向需超越方向的一侧形成平滑的受力斜面75，所述设定的挡位齿轮在该方向上旋转时，所述径向键槽的对应侧面作用于所述平滑的受力斜面并形成径向分力，使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

当然，也可以是径向键槽形成斜面，而柱状超越换挡块顶端为光滑的球面，或者两者均形成斜面，也能实现发明目的；需超越方向图中箭头所指方向，即一挡从动齿轮21为主动转动的转动方向，也可以是超越传动轴转动，形成一挡从动齿轮21的相对于超越传动轴的转动在图中所指箭头方向指的是在某一方向转动时，必须形成超越的方向；迎向需超越方向的一侧指的是在超越运行时受力的一侧面，该受力作用于所述受力斜面，形成沿着超越传动轴的径向的力，使得柱状超越换挡块克服弹性力缩进换挡块容纳槽73，则不能形成传动啮合，形成超越结构；当柱状超越换挡伸出换挡块容纳槽73并高于超越传动轴外圆面，与设定挡位的挡位齿轮的径向键槽在与超越方向相反的啮合传动方向发生啮合，则可正常传动，在此不再赘述数量，

所述径向键槽在数量优选等于柱状超越换挡块；相位上对应指的是安装方位的一致性，避免无法形成啮合传动，指的是在圆周方向上的分布可使得柱状超越换挡块71能够啮合进入；柱状超越换挡块一般为两个即可，采用对称的方式设置于超越传动轴；柱状超越换挡块由于采用柱状结构，传动时与超越传动轴整体受力，尺寸可根据受力进行设定，避免现有的超越离合器滚动体受挤压易变形导致的报废问题。

本结构中，将超越换挡机构设置于一挡主动齿轮和二挡主动齿轮可实现发明目的，设置于一挡从动齿轮和二挡从动齿轮也可实现发明目的，因此，所述动力输入轴和动力输出轴可择一为所述超越传动轴；本实施例中以动力输出一轴作为超越传动轴为例，一挡从动齿轮直至n挡从动齿传动配合于动力输出一轴，所述一挡从动齿轮直至n-1挡从动齿轮上分别设置有超越换挡机构；一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮沿轴向小间隙无干扰并列设置，小间隙无干扰并列设置指的是齿轮之间可以以最小的间距设置，无干扰的各自转动并不干涉或者摩擦；由于本实用新型的超越换挡机构的设置，无需在低速挡完全脱离的状态下挂入高速挡，因此无需设置空挡位，使得结构进一步紧凑；在二挡刚刚挂入的瞬间，一挡并未完全脱开，此时一挡处于超越状态，二挡完全挂入的状态下，则一挡完全脱开，同理在三挡刚刚挂入的瞬间，二挡并未完全脱开，具体不在赘述。

本实施例中，所述弹性件为柱状弹簧，所述换挡块容纳槽为径向贯穿于超越传动轴的通槽，所述柱状弹簧设置于换挡块容纳槽内且两端分别对应抵住一个柱状超越换挡块，所述柱状超越换挡块内侧端部形成限位沉槽77，柱状弹簧两端分别嵌入对应的柱状超越换挡块的限位沉槽内对柱状超越换挡块形成预紧力；该结构对柱状弹簧形成径向限位，保证了施力的均匀性，从而保证结构的整体性能。

本实施例中，设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮的所述径向键槽在与受力斜面对应的一侧形成与所述受力斜面75相配合施力的施力斜面76，所述受力斜面为向外凸的弧面构成的斜面，所述施力斜面为平面构成的斜面。

受力斜面与施力斜面的配合，保证超越时受力的平顺性，消除运动干扰以及噪声；受力斜面和施力斜面的倾角一般在45°左右如果是弧面形成的斜面则倾角指的是弧两端连线的倾角，避免角度过大影响承载能力，这里的施力斜面的倾角指的是与半径方向的夹角，受力斜面的倾角指的是与柱状超越换挡块纵向中线的夹角；受力斜面为向外凸的弧面，该弧面并不仅限于圆弧，可以是抛物面形成的近似弧状，通过弧面结构使得被施力面施加超越力的时候较为平顺，减小转动摩擦。

本实施例中，所述第二拨叉62固定于拨叉轴，所述第一拨叉61可沿轴向滑动的设置于拨叉轴，所述拨叉轴上固定设有互锁挡块63，所述互锁挡块在第一拨叉驱动互锁挡位挂挡时被第一拨叉带动并带动拨叉轴从而带动第二拨叉跟随拨叉轴轴向移动使得第二传动机构分离断开传动。

所述互锁挡位为倒挡或仅行走前进挡,所述动力输出二轴30动力输出至作业轴；所述行走前进挡指的是驱动旋耕机行走而旋耕刀具不工作即动力输出二轴无动力输出的挡位；

本实施例中，所述第一传动机构包括一挡齿轮组直至n挡齿轮组和互锁挡位齿轮组，所述第二传动机构包括第二动力齿轮组；

所述一挡齿轮组包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，n挡齿轮组包括n挡主动齿轮和n挡从动齿轮，互锁挡位齿轮组包括互锁挡主动齿轮和互锁挡从动齿轮；

所述一挡主动齿轮直至n挡主动齿轮形成n联齿轮，所述n联齿轮以可被第一拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，所述一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮和互锁从动齿轮均传动配合设置于动力输出一轴的合适位置，所述n挡从动齿轮与互锁挡从动齿轮位于n挡主动齿轮的轴向两侧，所述第一拨叉拨动n联齿轮沿轴向滑动时，n挡主动齿轮可作为互锁主动齿轮与互锁挡从动齿轮形成传动配合；

所述第二动力齿轮组包括第二动力主动齿轮14和第二动力从动齿轮31，第二动力主动齿轮以可被第二拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴10，第二动力从动齿轮传动配合设置于动力输出二轴30。

本实施例中互锁挡位齿轮组为倒挡，所述互锁挡主动齿轮和互锁挡从动齿轮之间还设置有用于改变互锁挡从动齿轮传动方向的倒挡中间齿轮25；互锁挡主动齿轮即为倒挡主动齿轮，互锁挡从动齿轮即为倒挡从动齿轮，所述n联齿轮可通过设置长花键的滑动花键轴实现被第一拨叉拨动时沿滑动花键轴即动力输入轴的轴向滑动；一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮和互锁从动齿轮设置于合适位置，以使所述一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮和互锁挡从动齿轮能够通过n 联齿轮的轴向滑动挂上相应的挡位以进行啮合传动；

这里的n挡指的是不特定的数量的挡位，直至n挡指的是从一挡到n挡的各个挡位，在一挡和n挡之间还具有二挡……n-1挡等，在此不再赘述；

所述互锁挡块在拨叉轴上的位置使得第一拨叉拨动n联齿轮挂入互锁挡前抵住互锁挡块并在挂入互锁挡时推动互锁挡块带动拨叉轴轴向移动，该轴向移动带动第二拨叉拨动第二动力主动齿轮轴向移动与第二动力主动齿轮脱离啮合。

n挡主动齿轮即本实施例中三挡主动齿轮13也作为互锁主动齿轮与互锁挡从动齿轮形成传动配合，即三挡主动齿轮与三挡从动齿轮啮合时，为三挡前进挡位，当三挡主动齿轮与倒挡中间齿轮25啮合时，为倒挡，倒挡作为互锁挡位，该结构可减少齿轮数量，使得动力驱动系统结构紧凑，并降低成本。

本实施例中，所述互锁挡主动齿轮即为n挡主动齿轮，n挡主动齿轮相对于一挡主动齿轮直至n挡主动齿轮位于第二动力主动齿轮的远端，互锁挡块63相对于第一拨叉位于第二拨叉的远端，所述第一拨叉用于拨动互锁挡主动齿轮实现n联齿轮的轴向滑动，且通过一限位孔滑动配合设置于拨叉轴，其中互锁挡块为一环形凸缘，位于第一拨叉的左侧，连接于换换挡拨叉轴左端，换挡拨叉轴的右端位于驱动箱80内侧壁的导向套81内，导向套一体成型连接于变速箱外壳，换挡拨叉轴通过第一拨叉、第二拨叉以及导向套形成支撑和导向。

所述n联齿轮上一挡主动齿轮直至n挡主动齿轮之间设定有间距，该间距使得在某一挡位传动时，其余挡位的主动齿轮和从动齿轮处于分离状态；如图所示，三联齿轮中，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮和三挡主动齿轮之间设定有间距，以保证一挡主动齿轮与一挡从动齿轮啮合时，二挡和三挡脱开，虽然在挂入高速挡的瞬间并不必然要求低速挡脱开，但完全高速挡行进时，需使得低速挡完全脱开，避免超越换挡机构长期超越转动而造成没必要的磨损；前述设定的间距根据挡位数的不同会有不同，在本实用新型的技术方案的条件下，能够获得，在此不再赘述。

本实施例中动力驱动系统应用于农机或旋耕机，本实施例中n＝3，即所述第一传动机构包括一挡齿轮组、二挡齿轮组和三挡齿轮组，作为互锁挡位的倒挡齿轮组，所述第二传动机构包括第二动力齿轮组

所述一挡齿轮组包括一挡主动齿轮11和一挡从动齿轮21，二挡齿轮组包括二挡主动齿轮12和二挡从动齿轮22，三挡齿轮组包括三挡主动齿轮13和三挡从动齿轮23，倒挡齿轮组包括倒挡主动齿轮即三挡主动齿轮13和倒挡从动齿轮 24，所述倒挡主动齿轮13和倒挡从动齿轮24之间还设置有用于改变倒挡从动齿轮24传动方向的倒挡中间齿轮25；所述一挡齿轮组、二挡齿轮组、二挡齿轮组、倒挡齿轮组在各挡位需要时啮合；

所述一挡主动齿轮11、二挡主动齿轮12和三挡主动齿轮13形成三联齿轮，所述三联齿轮上由右向左依次为一挡主动齿轮直至三挡主动齿轮，三联齿轮上一挡主动齿轮直至三挡主动齿轮之间预留空挡距离；所述三联齿轮以可被第一拨叉61拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，动力输出一轴20 从右至左依次设置有一挡从动齿轮21、二挡从动齿轮22、三挡从动齿轮23和倒挡从动齿轮24，上述四个齿轮均传动配合设置于动力输出一轴20的合适位置，以使所述一挡从动齿轮21、二挡从动齿轮22、三挡从动齿轮23和倒挡从动齿轮24能够通过三联齿轮的轴向滑动挂上相应的挡位以进行啮合传动；

所述第二动力齿轮组包括第二动力主动齿轮14和第二动力从动齿轮31，第二动力主动齿轮14位于一挡主动齿轮11的右侧，所述第二动力从动齿轮31位于一挡从动齿轮21右侧；在本实施例中，第二动力齿轮组为刀具动力齿轮组，而第二动力主动齿轮14和第二动力从动齿轮31则相应的为刀具传动齿轮，用于旋耕机、割草机等；第二动力主动齿轮14以可被第二拨叉62拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴10，第二动力从动齿轮31传动配合设置于动力输出二轴30；所述第二动力主动齿轮14位于一挡主动齿轮11的右侧并预留出脱挡需要的设定距离；

本实施例中，所述互锁挡块63在拨叉轴上的位置使得第一拨叉61拨动n 联齿轮挂入互锁挡前抵住互锁挡块并在挂入互锁挡时推动互锁挡块带动拨叉轴 60轴向移动，该轴向移动带动第二拨叉62拨动第二动力主动齿轮14轴向移动与第二动力从动齿轮31脱离啮合。

所述第一拨叉61用于拨动倒挡主动齿轮即三挡主动齿轮13实现三联齿轮的轴向滑动，且通过一限位孔611滑动配合设置于拨叉轴60；所述第一拨叉61 靠近拨叉轴60端凹陷形成轴向贯穿的外凹槽，所述外凹槽的凹空部分呈U形；所述限位孔611设置于外凹槽的槽底并形成与拨叉轴60的轴向滑动配合；此处所述轴向是指沿拨叉轴60的轴向；如图所示，所述外凹槽的凹空部分为U形是指第一拨叉61的外凹槽凹空部分显示为字母“U”的形状；所述拨叉轴60置于 U形凹槽的槽底并可沿U形凹槽的槽底轴向滑动；所述第一拨叉61靠近动力输入轴10端凹陷形成内凹槽，所述内凹槽的凹空部分为矩形或倒U形；所述内凹槽为矩形或倒U形是指拨叉轴60的凹空部分显示为矩形形状或字母U倒立的形状；利于在不影响三挡主动齿轮沿顺时针或逆时针传动方向传动的前提下对三联齿轮的拨动；所述互锁挡块63具有比限位孔611更大的尺寸，以利于紧凑性、稳固性的前提下对第一拨叉61的挂住，以能够使得第一拨叉61拨动三联齿轮挂入倒挡前能够抵住互锁挡块63并在挂入倒挡时推动互锁挡块带动拨叉轴60 轴向移动，及保证该轴向移动带动第二拨叉62拨动第二动力主动齿轮14轴向移动与第二动力从动齿轮31脱离啮合即可；所述互锁挡块63具体为一环形凸缘，位于第一拨叉61的左侧；所述互锁挡块63设置于拨叉轴60的左端部，靠近第一拨叉61并远离第二拨叉62，所述互锁挡块可为规则结构，也可为非规则结构，优选为环形凸缘结构，所述环形凸缘的直径大于限位孔611的直径，以利于紧凑性、稳固性的前提下对第一拨叉61的挂住；

所述第二动力主动齿轮14靠近三联齿轮端沿顺时针或逆时针传动方向设置有与第二拨叉63底部相适配的环状凹槽141；此处所述的第二拨叉底部是指第二拨叉靠近动力输入轴10轴线的一端；所述环状凹槽设定的槽深使第二拨叉可拖动第二动力主动齿轮沿动力输入轴的轴向滑动；利于在不影响动第二动力主动齿轮沿顺时针或逆时针传动方向传动的前提下，通过拨动第二拨叉可实现对动第二动力主动齿轮的脱挡和挂挡；

所述第一拨叉沿拨叉轴移动拨动三联齿轮一挡主动齿轮11挂入一挡位与一挡从动齿轮21啮合时，二挡主动齿轮12和三挡主动齿轮13位于非啮合状态，第二动力主动齿轮14与第二动力从动齿轮31啮合并处于工作状态或通过第二拨叉62拨动分离；当第一拨叉61向右移动，拨动三联齿轮二挡主动齿轮12挂入二挡位与二挡从动齿轮22啮合时，一挡主动齿轮11和三挡主动齿轮13位于非啮合状态，第二动力主动齿轮14与第二动力从动齿轮31啮合并处于工作状态或通过第二拨叉62拨动分离；当第一拨叉61继续向右移动，拨动三联齿轮三挡主动齿轮13挂入三挡位与三挡从动齿轮23啮合时，一挡主动齿轮11和二挡主动齿轮12位于非啮合状态，第二动力主动齿轮14与第二动力从动齿轮31 啮合并处于工作状态或通过第二拨叉62拨动分离；当第一拨叉61从一挡位置向左移动，拨动三联齿轮三挡主动齿轮13挂入倒挡位与倒挡中间齿轮25啮合时，第一拨叉61向左推动互锁挡块63带动拨叉轴60向左移动，带动第二拨叉 62向左移动并拨动第二动力主动齿轮14沿动力输入轴10向左移动与第二动力从动齿轮31脱离啮合，此时刀具不旋转工作；避免在倒挡过程中刀具旋转对操作者造成误伤，从而避免安全事故，提高机器使用寿命。

本实施例中，还包括行走驱动轴40以及作业驱动轴50，所述动力输出一轴 10将动力通过第三传动机构输出至行走驱动轴40，所述行走驱动轴将动力输出至驱动轮轴，所述动力输出二轴30将动力输出至作业驱动轴50，所述作业驱动轴将动力输出至作业轴；行走驱动轴用于安装行走轮，其中行走驱动轴为本实施例中的两个半轴；作业轴用于安装刀具；

本实施例中，所述第三传动机构包括第三动力齿轮组，所述第三动力齿轮组包括传动配合于动力输出一轴10的第三主动齿轮26以及传动配合于行走驱动轴40的第三从动齿轮41，动力输出二轴将动力通过第四传动结构输出至作业驱动轴，所述第四传动结构包括与行走驱动轴40转动配合的轴套42、传动配合于轴套的第四主动齿轮43和第四中间齿轮44以及与作业轴传动配合的第四从动齿轮51，所述第四主动齿轮43啮合于第二动力从动齿轮31，所述第四中间齿轮44啮合于第四从动齿轮51。

如图1所示，行走驱动轴40平行并列于动力输出一轴20和动力输出二轴30，作业驱动轴50平行并列于行走驱动轴40，第三主动齿轮26位于一挡从动齿轮21的右侧，第三从动齿轮41、第四中间齿轮44、第四主动齿轮43在行走驱动轴40轴向从左至右依次布置，动力可从动力输入轴10、动力输出一轴20 并依次通过第三主动齿轮26、第三从动齿轮41将动力输出至行走驱动轴40用于驱动行走，动力也可从动力输入轴10、动力输出二轴30并通过第二动力从动齿轮31、第四主动齿轮43、轴套42、第四中间齿轮44、第四从动齿轮51将动力输出至作业驱动轴50用于驱动旋耕刀作业，其中行走驱动轴以及作业驱动轴的动力通过第一拨叉61及第二拨叉62的换挡实现动力的传递和中断；

如图3所示，行走驱动轴40通过第一锥齿轮91将动力输出至行走差速器 92并由差速器将动力输出至两个半轴93实现对车轮的驱动，该差速器具有差速锁功能，以防止车轮打滑；

如图4所示，作业驱动轴50通过第二锥齿轮94将动力输出至两个作业半轴 95，两个作业半轴轴线互呈90-180°的夹角，两个作业半轴端部传动配合有半轴锥齿轮，第二锥齿轮94与两个半轴锥齿轮啮合将动力同步传动至两个作业半轴上，两个作业半轴安装于作业外壳96上，两个作业半轴上可安装各种刀具，实现对土地的开沟、除草、起垄、回填、旋耕等功能；

如图5所示，为作业机构的另一实施例，作业驱动轴50通过第二锥齿轮94 将动力输出至作业轴97，作业轴上传动配合设有作业轴锥齿轮，第二锥齿轮94 与该作业锥齿轮啮合将动力传递至作业轴上，其中作业轴的两端可安装各种刀具，实现对土地的开沟、除草、起垄、回填、旋耕等功能；

本实施例中，动力输入轴10、动力输出一轴20、动力输出二轴30、行走驱动轴40、作业驱动轴50、半轴93、作业半轴95以及作业轴97安装于驱动箱80 内，各个轴通过轴承支撑并安装于驱动箱80内，具体不在赘述；

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：包括动力输入轴、用于将动力输出至行走结构的动力输出一轴和用于将动力输出至作业机构的动力输出二轴，所述动力输入轴分别通过第一传动机构和第二传动机构将动力输入至动力输出一轴和动力输出二轴；

所述第一传动机构包括多个挡位齿轮组，所述多个挡位齿轮组分别包括对应挡位的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别设置于动力输入轴和动力输出一轴；

还包括与超越传动轴配合的超越换挡机构，所述超越传动轴为动力输入轴或动力输出一轴，所述超越换挡机构包括可沿径向弹性伸出并高于超越传动轴外圆或缩进并低于超越传动轴外圆的柱状超越换挡块和用于对柱状超越换挡块施加径向弹性力的弹性件，所述超越传动轴上设有用于容纳柱状超越换挡块的换挡块容纳槽；

设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮内圆设有与柱状超越换挡块相配合的径向键槽；所述设定的挡位齿轮在需超越方向上旋转时，所述柱状超越换挡块受到主动齿轮或从动齿轮施加的径向分力，该径向分力使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

2.根据权利要求1所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：还包括互锁换挡机构，所述互锁换挡机构包括换挡拨叉轴和设置于拨叉轴上分别用于对第一传动机构及第二传动机构接合传动或者分离的第一拨叉及第二拨叉；

所述第一传动机构具有一互锁挡位，当所述互锁挡位由第一拨叉接合传动时，所述第一拨叉带动拨叉轴轴向运动并带动第二拨叉使得第二传动机构分离断开传动。

3.根据权利要求1所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述柱状超越换挡块为至少两个沿圆周方向设置于超越传动轴，所述径向键槽在数量上等于或多于柱状超越换挡块，在相位上与柱状超越换挡块对应；所述柱状超越换挡块迎向需超越方向的一侧形成平滑的受力斜面，所述设定的挡位齿轮在该方向上旋转时，所述径向键槽的对应侧面作用于所述平滑的受力斜面并形成径向分力，使得柱状超越换挡块沿径向缩进并低于超越传动轴外圆形成超越。

4.根据权利要求1所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述弹性件为柱状弹簧，所述换挡块容纳槽为径向贯穿于超越传动轴的通槽，所述柱状弹簧设置于换挡块容纳槽内且两端分别对应抵住一个柱状超越换挡块，所述柱状超越换挡块内侧端部形成限位沉槽，柱状弹簧两端分别嵌入对应的柱状超越换挡块的限位沉槽内对柱状超越换挡块形成预紧力。

5.根据权利要求2所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述第二拨叉固定于拨叉轴，所述第一拨叉可沿轴向滑动的设置于拨叉轴，所述拨叉轴上固定设有互锁挡块，所述互锁挡块在第一拨叉驱动互锁挡位挂挡时被第一拨叉带动并带动拨叉轴从而带动第二拨叉跟随拨叉轴轴向移动使得第二传动机构分离断开传动。

6.根据权利要求5所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述第一传动机构包括一挡齿轮组直至n挡齿轮组和互锁挡位齿轮组，所述第二传动机构包括第二动力齿轮组；

所述一挡齿轮组包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，n挡齿轮组包括n挡主动齿轮和n挡从动齿轮，互锁挡位齿轮组包括互锁挡主动齿轮和互锁挡从动齿轮；

所述一挡主动齿轮直至n挡主动齿轮形成n联齿轮，所述n联齿轮以可被第一拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，所述一挡从动齿轮直至n挡从动齿轮和互锁从动齿轮均传动配合设置于动力输出一轴的合适位置，所述n挡从动齿轮与互锁挡从动齿轮位于n挡主动齿轮的轴向两侧，所述第一拨叉拨动n联齿轮沿轴向滑动时，n挡主动齿轮可作为互锁主动齿轮与互锁挡从动齿轮形成传动配合；

所述第二动力齿轮组包括第二动力主动齿轮和第二动力从动齿轮，第二动力主动齿轮以可被第二拨叉拨动沿轴向滑动的方式传动配合设置于动力输入轴，第二动力从动齿轮传动配合设置于动力输出二轴。

7.根据权利要求3所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：设定的挡位齿轮组中与超越传动轴配合的主动齿轮或从动齿轮的所述径向键槽在与受力斜面对应的一侧形成与所述受力斜面相配合施力的施力斜面，所述受力斜面为向外凸的弧面构成的斜面，所述施力斜面为平面构成的斜面。

8.根据权利要求6所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述互锁挡块在拨叉轴上的位置使得第一拨叉拨动n联齿轮挂入互锁挡前抵住互锁挡块并在挂入互锁挡时推动互锁挡块带动拨叉轴轴向移动，该轴向移动带动第二拨叉拨动第二动力主动齿轮轴向移动与第二动力从动齿轮脱离啮合。

9.根据权利要求6所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：还包括行走驱动轴以及作业驱动轴，所述动力输出一轴将动力通过第三传动机构输出至行走驱动轴，所述行走驱动轴将动力输出至驱动轮轴，所述动力输出二轴将动力输出至作业驱动轴，所述作业驱动轴将动力输出至作业轴。

10.根据权利要求9所述的超越式挡位互锁动力驱动总成，其特征在于：所述第三传动机构包括第三动力齿轮组，所述第三动力齿轮组包括传动配合于动力输出一轴的第三主动齿轮以及传动配合于行走驱动轴的第三从动齿轮，动力输出二轴将动力通过第四传动结构输出至作业驱动轴，所述第四传动结构包括与行走驱动轴转动配合的轴套、传动配合于轴套的第四主动齿轮和第四中间齿轮以及与作业轴传动配合的第四从动齿轮，所述第四主动齿轮啮合于第二动力从动齿轮，所述第四中间齿轮啮合于第四从动齿轮。

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