CN217672120U - 驱动桥总成及具有其的电动拖拉机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业机械领域，公开了一种驱动桥总成及具有其的电动拖拉机，所述驱动桥总成包括具有安装腔的总成壳体(1)、主减速器(2)、作业电机以及作业动力传动组件，该作业动力传动组件包括中间轴(5)和设有第一输出轴齿轮(61)的作业动力输出轴(6)，所述中间轴(5)在安装腔内延伸并设有PTO离合器(53)以及中间轴齿轮，所述中间轴齿轮与第一输出轴齿轮啮合。该驱动桥总成具有集成度高、结构紧凑等优点，能够较好地适用于电动拖拉机中，并通过对行走电机和作业电机的控制而方便地操控其行走和作业过程。

Description

驱动桥总成及具有其的电动拖拉机

技术领域

本实用新型涉及农业机械领域，具体地涉及一种驱动桥总成。在此基础上，本实用新型还涉及一种具有该驱动桥总成的电动拖拉机。

背景技术

随着人们环保意识的提升和智能化技术的发展，相比传统的内燃机拖拉机，电动拖拉机技术的发展越来越受到重视。现有大多数电动拖拉机继承了传统内燃机拖拉机的后驱动桥和变速器总成，将发动机相连的接口稍作改动，作为电机接口进行行走和作业驱动，这导致传动系统与电机输出的动力不匹配，无法发挥电机无极调速的特性。

即使可以采用双电机分别驱动行走传动装置和动力输出装置(PTO)，各个电机输出的动力仍然需要经过集成设置有高低挡(或更多挡位)的传动箱进行传递，并相应在该传动箱外布置用于切换传动比的操纵杆，导致传动结构及操纵复杂化。并且，这种结构复杂的传动系统不利于在拖拉机上的紧凑布置，不能较好地适用于电动拖拉机中。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电动拖拉机中传动结构及操纵复杂的问题，提供一种驱动桥总成，该驱动桥总成能够应用于电动拖拉机中，并便于取消传动箱等复杂的变速传动结构，具有结构紧凑、便于操控等优点。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种驱动桥总成，包括：

总成壳体，该总成壳体具有安装腔；

主减速器，该主减速器包括设有主动齿轮并延伸至所述安装腔内的行走动力输入轴和设于所述安装腔内并与所述主动齿轮啮合的从动齿轮；

作业电机，该作业电机安装至所述总成壳体上；以及，

作业动力传动组件，该作业动力传动组件传动连接至所述作业电机的动力输出端并包括：中间轴，该中间轴在所述安装腔内延伸并设有PTO离合器和中间轴齿轮；作业动力输出轴，该作业动力输出轴穿过所述总成壳体延伸至所述安装腔外并设有与所述中间轴齿轮啮合的第一输出轴齿轮，以能够由所述PTO离合器切换为选择性接收由所述中间轴输入或传递的动力。

优选地，所述作业动力传动组件还包括作业动力输入轴，该作业动力输入轴延伸至所述安装腔内并在延伸至该安装腔内的部分设有输入轴齿轮；所述中间轴上设有分别位于所述PTO离合器两侧的第一中间轴齿轮和第二中间轴齿轮，所述输入轴齿轮与所述第一中间轴齿轮啮合，所述第一输出轴齿轮与所述第二中间轴齿轮啮合。

优选地，所述行走动力输入轴和所述作业动力输入轴分别水平穿过所述总成壳体的第一侧壁延伸至所述安装腔内，所述作业动力输出轴水平穿过所述总成壳体的与所述第一侧壁相对的第二侧壁延伸至所述安装腔外。

优选地，所述中间轴沿从所述第一侧壁向所述第二侧壁的方向延伸，并布置为使得所述第一中间轴齿轮相对所述从动齿轮更靠近所述第一侧壁，并使得所述第二中间轴齿轮相对所述从动齿轮更靠近所述第二侧壁。

优选地，所述中间轴包括同轴布置的设有所述第一中间轴齿轮的第一轴和设有所述第二中间轴齿轮的第二轴，所述PTO离合器为湿式离合器并具有分别通过花键连接至所述第一轴的离合器毂和连接至所述第二轴的离合器鼓。

优选地，所述第二轴形成为齿轮轴以一体形成有所述第二中间轴齿轮。

优选地，所述输入轴齿轮的齿数小于所述第一中间轴齿轮的齿数，并且/或者，所述第二中间轴齿轮的齿数小于所述第一输出轴齿轮的齿数，以使得所述作业动力输出轴的转速小于所述作业动力输入轴的转速。

优选地，所述驱动桥总成还包括通过液压减速器传动连接至所述作业动力输入轴的液压泵，所述液压减速器包括液压动力输出轴，该液压动力输出轴上设置有与所述输入轴齿轮啮合的第二输出轴齿轮。

优选地，所述作业动力输入轴设置为靠近所述总成壳体的顶壁，所述液压减速器具有安装于该顶壁上并容纳有所述第二输出轴齿轮的液压减速器壳体，所述液压泵安装至该顶壁上的未被所述液压减速器壳体占据的部分。

优选地，所述驱动桥总成还包括分别用于连接车轮的半轴，该半轴通过轮间差速器传动连接至所述主减速器，以允许不同所述车轮被驱动为差速转动。

本实用新型的第二方面提供一种具有上述驱动桥总成的电动拖拉机，其中，所述行走动力输入轴传动连接至行走电机。

通过上述技术方案，本实用新型的驱动桥总成可以将行走动力输入轴和作业动力输入轴分别对应传动连接至行走电机和作业电机，以实现行走和作业的独立驱动和控制，并便于利用电机的无极调速特性而获得不同动力输出，从而可以取消传动箱等复杂的变速传动结构；通过将作业动力传动组件的大部分部件布置于总成壳体的安装腔内，特别是通过采用单挡位传动方式以及集成设置用于切换作业动力传递的PTO离合器，该驱动桥总成具有集成度高、结构紧凑等优点，能够较好地适用于电动拖拉机中，并通过对行走电机和作业电机的控制而方便地操控其行走和作业过程。

附图说明

图1是根据本实用新型一种优选实施方式的驱动桥总成的剖视图。

附图标记说明

1-总成壳体；11-第一侧壁；12-第二侧壁；13-顶壁；2-主减速器；21-行走动力输入轴；22-主动齿轮；23-从动齿轮；3-轮间差速器；4-作业动力输入轴；41-输入轴齿轮；5-中间轴；5a-第一轴；5b-第二轴；51-第一中间轴齿轮；52-第二中间轴齿轮；53-PTO离合器；53a-离合器毂；53b-离合器鼓；6-作业动力输出轴；61-第一输出轴齿轮；7-液压减速器；71-液压动力输出轴；72-第二输出轴齿轮；73-液压减速器壳体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前”、“后”、“上”、“下”等应参照车辆的惯用方向理解，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参照图1所示，根据本实用新型一种优选实施方式的驱动桥总成，可用于例如为电动拖拉机的农业机械中，一方面将来自如行走电机的动力传递至车轮，从而使得该电动拖拉机实现行走功能；另一方面，还设有用于传递作业动力的作业动力传动组件，以将来自如作业电机的动力传递至例如为旋耕机的作业装置，从而实现农耕作业等功能。典型地，该驱动桥总成为后驱动桥总成，由此通过后驱或四驱方式传递行走动力，并便于传动连接通常连接于车身后方的作业装置。

具体地，该驱动桥总成包括总成壳体1以及至少部分地位于该总成壳体1的安装腔内的主减速器2和作业动力传动组件。其中，主减速器2包括彼此啮合的主动齿轮22和从动齿轮23，所述主动齿轮22可以设于行走动力输入轴21的后端，该行走动力输入轴21的前端(图示左端)可以通过连接至法兰盘(未标记)的传动轴而接收来自行走电机的动力；从动齿轮23可以通过如随后所述的轮间差速器3传动连接至两个半轴，进而通过齿轮副将实现降速增扭，并改变转矩的传递方向，同时通过轮间差速器3允许两侧的车轮被驱动为差速转动。

在图示优选实施方式中，主减速器2的主动齿轮22和从动齿轮23采用螺旋锥齿轮，二者的转动轴线相交。可以理解的是，其也可以采用如准双曲面齿轮，相应地，主动齿轮22的转动轴线可相对从动齿轮23的转动轴线向上或向下偏移。不同类型主减速器的优劣势已为本领域技术人员熟知，因而在此不再详述。

设有主动齿轮22的行走动力输入轴21穿过总成壳体1的第一侧壁11(即前侧壁)延伸，并可以在延伸至该总成壳体1之外的端部设有法兰盘，由此能够容易地连接至传动轴，进而连接至行走电机。其中，主动齿轮22可以固定连接至动力输入轴21或与该动力输入轴21一体成型。从动齿轮23可以连接有轮间差速器3，如该轮间差速器3的差速器壳体可以固定连接至从动齿轮23，并可以具有通过行星齿轮轴安装的行星齿轮以及与该行星齿轮啮合的连接至半轴的半轴齿轮，半轴的远离该半轴齿轮的外端可以用于连接至车轮。

继续参照图1所示，该驱动桥总成还包括作业动力传动组件，该作业动力传动组件包括作业动力输入轴4、中间轴5和作业动力输出轴6，这些轴可以通过轴承可转动地支撑于总成壳体1的壳体壁和/或支撑肋板上。其中，作业动力输入轴4穿过总成壳体1的第一侧壁11延伸至其安装腔内，并在位于该安装腔外的端部可以直接或间接连接至作业电机，如通过形成在该端部的花键连接至作业电机的动力输出端。该作业动力输入轴4的延伸至总成壳体1的安装腔内部分设有输入轴齿轮41，由此该输入轴齿轮41能够随作业动力输入轴4被驱动为一同转动。应当理解的是，此处及以下所述设(置)于轴上的齿轮，通常是指该齿轮与所在的轴通过花键连接或一体成型等周向固定形式。

中间轴5设置为在总成壳体1的安装腔内延伸，并设有PTO离合器53以及位于该PTO离合器53两侧的第一中间轴齿轮51和第二中间轴齿轮52，由此，当PTO离合器处于接合状态时，第一中间轴齿轮51和第二中间轴齿轮52能够被驱动为同步转动；当PTO离合器处于解除接合状态时，第一中间轴齿轮51和第二中间轴齿轮52之间的传动路径断开。其中，作业动力输入轴4上的输入轴齿轮41与第一中间轴齿轮51啮合，由此能够接收由作业动力输入轴4输入的来自如作业电机的转矩。在一种替代实施方式中，作业电机可以直接连接至该中间轴5，并由该中间轴5输入作业电机的动力，由此可以省去前述作业动力输入轴4，且该中间轴5上仅需设置用于与随后所述的作业动力输出轴6上的第一输出轴齿轮61啮合的一个中间轴齿轮即可。

作业动力输出轴6穿过总成壳体1(的第二侧壁12，即后侧壁)延伸，其延伸至安装腔外的端部可以连接作业装置，并在位于总成壳体1的安装腔内的部分设有第一输出轴齿轮61，该第一输出轴齿轮61与中间轴5上的第二中间轴齿轮52啮合。由此，由作业动力输入轴4输入的转矩能够通过中间轴5传递至该作业动力输出轴6，并输出至其连接的作业装置。通过切换PTO离合器53的接合状态，可以连接或断开作业装置与作业电机之间的传动连接关系。

正如前述，本实用新型提供的上述驱动桥总成可以将行走动力输入轴2传动连接至行走电机，将作业动力输入轴4连接至作业电机，从而便于分别控制该行走电机和作业电机而独立地驱动和控制行走和作业过程，并便于利用电机的无极调速特性而获得不同的动力输出，从而可以取消传动箱等复杂的变速传动结构。尤其是，该驱动桥总成将作业动力传动组件的大部分部件(除作业动力输入轴4和行走动力输出轴6的延伸至总成壳体1外的部分)布置于总成壳体1的安装腔内，具有较高的集成度。该作业动力传动组件采用单挡位传动方式，并集成设置有用于切换作业动力传递的PTO离合器53，因而可以避免总成壳体1体积过大，且无需单独设置离合器和变速操纵机构，减少了零件设置，结构更加紧凑，能够通过对行走电机和作业电机的控制而方便地操控其行走和作业过程。

根据行走电机和作业电机以及作业装置的布置方式不同，作业动力传动组件中的各个轴可以以不同方位布置在驱动桥总成中。通常地，在电动拖拉机中，行走电机和作业电机可以布置于位于后驱动桥前方的位置，而作业装置连接至后驱动桥的后方，因此，为了避免传动路径复杂化，在图示优选实施方式中，行走动力输入轴21和作业动力输入轴4分别水平穿过总成壳体1的第一侧壁11延伸，由此，行走电机可以布置在车身的位于后驱动桥前方的部分并通过传动轴连接至行走动力输入轴21；作业电机可以直接连接至作业动力输入轴4并固定至总成壳体1上。类似地，作业动力输出轴6可以设置为水平穿过总成壳体1的第二侧壁12延伸，以便在该驱动桥总成的后方连接作业装置。其中，第二侧壁12与第一侧壁11相对，可分别为总成壳体1的后侧壁和前侧壁。

主减速器2的从动齿轮23可将由行走动力输入轴21输入的行走转矩转换为沿电动拖拉机的横向(左右方向)传递，以通过横向延伸的半轴带动车轮转动。而由作业动力输入轴4输入的作业转矩需要通过中间轴5传递至作业动力输出轴6，这需要使得中间轴5跨越半轴，为了避免干涉，在本实用新型一种优选实施方式中，中间轴5设置为沿从第一侧壁11向第二侧壁12方向延伸，并布置为使得其上的第一中间轴齿轮51相对主减速器2的从动齿轮23更靠近第一侧壁11，并使得第二中间轴齿轮52相对该从动齿轮23更靠近第二侧壁12，由此，该第一中间轴齿轮51和第二中间轴齿轮52(及与其啮合的第一输出轴齿轮61)可以充分利用总成壳体1内的位于从动齿轮23前、后两侧的空间，避免发生相互干涉，以紧凑的结构、清晰的传动路径实现行走动力和作业动力的独立传动。

根据前述说明可知，本实用新型的作业动力传动组件需要利用设置于中间轴5上的PTO离合器53实现作业动力的接合传递或断开，为此，中间轴5可以形成为多段轴，以便PTO离合器53可以具有简单的结构并易于被操控。在一种优选实施方式中，中间轴5包括同轴布置的第一轴5a和第二轴5b，其中，第一中间轴齿轮51设置于第一轴5a上，第二中间轴齿轮52设置于第二轴5b上。PTO离合器53可以设置为湿式离合器，并具有通过花键连接至第一轴5a的离合器毂53a和通过花键连接至第二轴5b的离合器鼓53b，二者可以通过由液压控制的摩擦片彼此接合或断开。该PTO离合器53可以通过位置传感器控制液压系统油压，以控制其接合或断开，而无需额外地设置离合操纵机构，便于作业动力输出的自动化控制。在该中间轴5中，第二轴5b可以形成为齿轮轴，即第二中间轴齿轮52一体形成于第二轴5b上，以便通过与第一输出轴齿轮61啮合而实现扭矩的增大。

为了便于布置，作业电机可以安装至总成壳体1上，并直接连接至作业动力输入轴4。该作业电机输出的转矩需适当降速为适应于作业需要，由此可以在作业动力传动组件构成的作业动力传递路径上通过啮合的齿轮降低作业动力输出轴6相对作业动力输入轴4的转速。为此，可以将输入轴齿轮41的齿数设置为小于第一中间轴齿轮51的齿数，由此当转动动力从作业动力输入轴4传递至中间轴5时，该中间轴5的转速小于作业动力输入轴4的转速。另外，还可以将第二中间轴齿轮52的齿数设置为小于第一输出轴齿轮61的齿数，以进一步降低作业动力输出轴6的转速。

在电动拖拉机中，通常需要利用液压泵产生液压作用，以便驱动如三点悬挂装置中的液压提升缸等部件动作。在本实用新型图示优选实施方式的驱动桥总成中，还包括通过液压减速器7传动连接至作业动力输入轴4的液压泵(未示出)，由此，作业电机可以在选择性驱动作业装置的同时驱动该液压泵转动，以获得所需油压。具体地，液压减速器7可以包括液压动力输出轴71和通过花键连接至该液压动力输出轴71的第二输出轴齿轮72，该第二输出轴齿轮72与输入轴齿轮41啮合，并具有比该输入轴齿轮41更多的齿数。液压动力输出轴71可以连接至液压泵的动力输入轴，由此能够驱动该液压泵泵送压力油。

更进一步地，本实用新型优化了液压泵的布置，使之集成安装于总成壳体1。具体地，由于作业动力输入轴4上的输入轴齿轮41需要同时啮合中间轴5上的第一中间轴齿轮5a和液压动力输出轴71上的第二输出轴齿轮72，可以将作业动力输入轴4布置在靠近总成壳体1的顶壁13的位置，从而可以使得中间轴5延伸穿过半轴上方的空间向后延伸，同时，液压减速器7可以安装于总成壳体1的顶壁13上。该液压减速器7具有安装至该顶壁13上的液压减速器壳体73，前述第二输出轴齿轮72容纳于该液压减速器壳体73内。总成壳体1的顶壁13上方留出的未被该液压减速器壳体73占据的空间可用于安装液压泵，该液压泵可以固定至总成壳体1的顶壁13上。其中，为了保证可靠传动并避免不必要的空间占用，液压减速器7可以布置于该顶壁13的临近第一侧壁11的一端，而将液压泵布置于该液压减速器7的后侧，这有利于电动拖拉机的小型化。

本实用新型还提供一种具有上述驱动桥总成的电动拖拉机，该电动拖拉机包括传动连接至行走动力输入轴21的行走电机和传动连接至作业动力输入轴4的作业电机。

为了更好地理解本实用新型，以下对不同工作模式下的动力传动路径分别进行说明：

行走模式：行走电机及传动轴→行走动力输入轴21和主动齿轮22→从动齿轮23→轮间差速器3→半轴→车轮，实现电动拖拉机的行走。在耕作过程和运输过程中，通过电机控制器控制行走电机的转速及扭矩而控制车速。

作业动力输出：作业电机→作业动力输入轴4→输入轴齿轮41→第一中间轴齿轮51→第一轴5a→PTO离合器53→第二轴5b→第二中间轴齿轮52→第一输出轴齿轮61→作业动力输出轴6→作业装置，由电机控制器控制作业电机的转速及扭矩而控制作业动力输出轴6的转速及输出扭矩，并可以由PTO离合器53切断作业动力传递。

液压动力输出：作业电机→作业动力输入轴4→输入轴齿轮41→第二输出轴齿轮72→液压动力输出轴71→液压泵，由电机控制器控制作业电机的转速及扭矩而控制液压泵的转速和输出油压。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种驱动桥总成，其特征在于，包括：

总成壳体(1)，该总成壳体(1)具有安装腔；

主减速器(2)，该主减速器(2)包括设有主动齿轮(22)并延伸至所述安装腔内的行走动力输入轴(21)和设于所述安装腔内并与所述主动齿轮(22)啮合的从动齿轮(23)；

作业电机，该作业电机安装至所述总成壳体(1)上；以及，

作业动力传动组件，该作业动力传动组件传动连接至所述作业电机的动力输出端并包括：

中间轴(5)，该中间轴(5)在所述安装腔内延伸并设有PTO离合器(53)和中间轴齿轮；

作业动力输出轴(6)，该作业动力输出轴(6)穿过所述总成壳体(1)延伸至所述安装腔外并设有与所述中间轴齿轮啮合的第一输出轴齿轮(61)，以能够由所述PTO离合器(53)切换为选择性接收由所述中间轴(5)输入或传递的动力。

2.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其特征在于，所述作业动力传动组件还包括作业动力输入轴(4)，该作业动力输入轴(4)延伸至所述安装腔内并在延伸至该安装腔内的部分设有输入轴齿轮(41)；所述中间轴(5)上设有分别位于所述PTO离合器(53)两侧的第一中间轴齿轮(51)和第二中间轴齿轮(52)，所述输入轴齿轮(41)与所述第一中间轴齿轮(51)啮合，所述第一输出轴齿轮(61)与所述第二中间轴齿轮(52)啮合。

3.根据权利要求2所述的驱动桥总成，其特征在于，所述行走动力输入轴(21)和所述作业动力输入轴(4)分别水平穿过所述总成壳体(1)的第一侧壁(11)延伸至所述安装腔内，所述作业动力输出轴(6)水平穿过所述总成壳体(1)的与所述第一侧壁(11)相对的第二侧壁(12)延伸至所述安装腔外。

4.根据权利要求3所述的驱动桥总成，其特征在于，所述中间轴(5)沿从所述第一侧壁(11)向所述第二侧壁(12)的方向延伸，并布置为使得所述第一中间轴齿轮(51)相对所述从动齿轮(23)更靠近所述第一侧壁(11)，并使得所述第二中间轴齿轮(52)相对所述从动齿轮(23)更靠近所述第二侧壁(12)。

5.根据权利要求2所述的驱动桥总成，其特征在于，所述中间轴(5)包括同轴布置的设有所述第一中间轴齿轮(51)的第一轴(5a)和设有所述第二中间轴齿轮(52)的第二轴(5b)，所述PTO离合器(53)为湿式离合器并具有分别通过花键连接至所述第一轴(5a)的离合器毂(53a)和连接至所述第二轴(5b)的离合器鼓(53b)。

6.根据权利要求5所述的驱动桥总成，其特征在于，所述第二轴(5b)形成为齿轮轴以一体形成有所述第二中间轴齿轮(52)。

7.根据权利要求2所述的驱动桥总成，其特征在于，所述输入轴齿轮(41)的齿数小于所述第一中间轴齿轮(51)的齿数，并且/或者，所述第二中间轴齿轮(52)的齿数小于所述第一输出轴齿轮(61)的齿数，以使得所述作业动力输出轴(6)的转速小于所述作业动力输入轴(4)的转速。

8.根据权利要求2所述的驱动桥总成，其特征在于，所述驱动桥总成还包括通过液压减速器(7)传动连接至所述作业动力输入轴(4)的液压泵，所述液压减速器(7)包括液压动力输出轴(71)，该液压动力输出轴(71)上设置有与所述输入轴齿轮(41)啮合的第二输出轴齿轮(72)。

9.根据权利要求8所述的驱动桥总成，其特征在于，所述作业动力输入轴(4)设置为靠近所述总成壳体(1)的顶壁(13)，所述液压减速器(7)具有安装于该顶壁(13)上并容纳有所述第二输出轴齿轮(72)的液压减速器壳体(73)，所述液压泵安装至该顶壁(13)上的未被所述液压减速器壳体(73)占据的部分。

10.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其特征在于，所述驱动桥总成还包括分别用于连接车轮的半轴，该半轴通过轮间差速器(3)传动连接至所述主减速器(2)，以允许不同所述车轮被驱动为差速转动。

11.一种电动拖拉机，其特征在于，该电动拖拉机具有根据权利要求1至10中任意一项所述的驱动桥总成，其中，所述行走动力输入轴(21)传动连接至行走电机。

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