具有串聯結構高效動力變速系統的鉸接式山地拖拉機的製作方法

2023-06-04 02:55:26 1

本實用新型屬於農業機械技術領域，具體涉及一種具有串聯結構高效動力變速系統的鉸接式山地拖拉機。

背景技術：

目前，各種農機具發展都漸趨成熟，但卻沒有適應山區/丘陵環境的自走式動力機械來配掛這些現代機具；另一方面25度左右坡度的高坡田塊的耕作和水果等經濟作物的生產，急需用機械作業來降低勞動強度，提高生產效率。

現在山區唯一通用的自走式動力機械手扶拖拉機要實現全程機械化明顯力不從心，表現在：a. .配套現代機具動力不足；b.大多情況只能步進；c.駕駛勞動強度大，d安全係數低，而山區盤式拖拉機是一種鉸接式運輸機械,自1982年誕生以來,成為山區/丘陵農村運輸不可缺少的機械。但它的致命缺陷是無大功率輸出接口，不能配掛現代農機具。

在農業全程機械化的引導下，自走式農機不斷湧現，隨之而來的就是投入不斷增加，但設備利用時間短,適應性差，投資回報率低；另一方面，庫房擴容費用增加，五花八門的底盤，質量差、配件難找，保養費用增加，造成農機製造成本、使用成本雙高現象和固定資產嚴重浪費的現象。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：解決上述現有技術存在的問題，而提供一種具有串聯結構高效動力變速系統的鉸接式山地拖拉機。其特點：高效動力變速系統使主機提供前後動力輸出接口、動力無級變速、任意時段四輪同步驅動、半履帶行駛工況；高效動力變速系統利用汽車或拖拉機的通用變速箱組合設計不同功率段和不同需求的拖拉機；同時解決拖拉機在長坡行駛中變速箱局部燒損、拖拉機能山地及水田行駛、履拖原地轉向、提高拖拉機全年利用率問題。

本實用新型採用的技術方案是：一種具有串聯結構高效動力變速系統的鉸接式山地拖拉機，包括主機和輔機，主機又包括動力、離合器、高效動力變速系統、駕駛艙、前仿形鉸體、後仿形鉸體、主橋和主機行走系，輔機又包括輔橋、機架、提升器、轉向臂和輔機行走系；前仿形鉸體設置在主機前中部，後仿形鉸體設置在主機後中部，後仿形鉸體與輔機上的轉向臂鉸接；

所述高效動力變速系統包括大功率箱、變速箱、匯流箱及其前後排列組合；所述大功率箱包括：輸入軸、入端齒輪副、動力輸出軸，前齒副、出端齒輪副、前動力軸；所述變速箱採用汽車130或140系列變速箱，包括輸入齒，聯齒、檔位齒、變速輸出軸：所述匯流箱包括：取力齒輪副、取力軸、行星輪系、差速大齒、前軸、後軸、軸間差速器、錐齒副、主橋差速器，主橋半軸、靜液壓變速器或馬達、馬達齒；所述大功率箱的輸入軸前端與離合器固裝，所述輸入軸花鍵位滑動裝設有入端齒輪副的輸入端，後部轉動設有出端齒輪副的輸入端，尾端伸入變速箱內並與變速箱的輸入齒固裝；所述大功率箱的動力輸出軸，其前部依次固裝有前齒副輸入端、轉動裝設有入端齒輪副輸出端、固裝有出端齒輪副出端，其中部伸入變速箱內並轉動裝設有聯齒，其尾部穿過匯流箱伸出；所述大功率箱的前動力軸上固裝有前齒副的輸出端；所述變速箱的輸入齒與聯齒嚙合，聯齒與檔位齒嚙合,所述輸入齒的內孔中，轉動裝設著變速輸出軸的前端，變速輸出軸的中部花鍵位滑動裝設有檔位齒，其後端伸入匯流箱內並與匯流箱的取力齒輪副的輸入端固裝，所述取力齒輪副的輸出端固裝在取力軸的前端，取力軸上還固裝有行星輪系的太陽輪，轉動裝設有行星架；所述行星輪系包括：太陽輪、齒圈、行星架，所述齒圈固定裝設在行星架上，所述太陽輪通過行星輪系內部行星齒輪與齒圈的內齒端嚙合；所述齒圈的外齒，同時與馬達齒、差速大齒嚙合；所述馬達齒固裝於靜液壓變速器或馬達的輸出軸上，所述差速大齒固裝於軸間差速器的殼體上；所述軸間差速器兩側分別固裝有前軸和後軸，前軸輸出端固裝錐齒副，所述錐齒副的輸出端盆齒上固裝有主橋差速器，主橋差速器左右側固裝有主橋半軸。

上述技術方案中，所述高效動力變速系統的傳動結構為：大功率箱的輸入軸通過離合器直連動力，大功率箱將其輸入軸上的動力一分為二：一路由大功率箱的輸入軸、入端齒輪副、出端齒輪副、前齒副組成的傳動結構變速，由前動力軸、動力輸出軸輸出，提供農具所需動力；另一路主動力流通過固裝於大功率箱輸入軸上的輸入齒與聯齒的輸入齒嚙合，檔位齒與聯齒的輸出齒嚙合，所述檔位齒將變速後的動力流傳遞至變速輸出軸並輸入匯流箱，通過固裝其上的取力齒輪副帶動固裝於取力軸上的太陽輪轉動，動力流通過行星輪系內的行星輪傳到齒圈，與固裝於靜液壓變速器或馬達輸出軸上的馬達齒嚙合匯流，實現鉸接式山地拖拉機的高效動力無級變速。

上述技術方案中，所述靜液壓變速器或馬達由配套液壓系統提供動力，其輸出的動力流，經馬達齒匯入行星輪系齒圈的外齒端，兩股匯集的動力流相互影響著齒圈的輸出速度，通過齒圈、差速大齒、差速器、軸間差速器通過前軸、後軸前/後輸出；所述前軸通過與其固裝的錐齒副、主橋差速器，將動力流傳遞至主橋半軸，所述後軸提供配套底盤的後橋動力。

本實用新型利用全驅變速器技術實現前軸、後軸間的差速輸出和同步輸出。高效動力變速系統設計為串聯結構，當變速箱採用現有技術汽車130、140通用變速箱時，所述串聯結構的大功率箱、變速箱、匯流箱依次前後串聯；變速箱特殊情況下可根據需要自行設計，通常情況下採用以上標準化程度高，製造精準，結構緊湊，運行平穩、故障率低的成熟產品組合設計。本實用新型主機裝設串聯結構高效動力變速系統，可根據客戶需要，選用不同馬力段的通用變速箱訂單生產，同時，也使企業不同系列、不同機型產品的生產組織，變得簡單。串聯結構高效動力變速系統的拖拉機，通過主機提供前/後動力輸出接口，提供動力無級變速、任意時段四輪同步驅動。本實用新型利用全驅變速器技術實現前軸、後軸間的差速輸出，使本實用新型拖拉機不必考慮履帶與車輪之間的速比差異，直接實現半履帶工況；本實用新型主機前鉸接甘蔗收割機，後鉸接配掛運輸箱的輔機，組成動力無級變速、任意時段四輪同步驅動的自走式甘蔗收割機。本實用新型利用水田管理機傳動腿技術、在拖拉機底盤的前橋/後橋的輸出端上，掛接傳動腿，實現高地隙山地、水田植保機工況。將本實用新型主機後終端輸出軸或前終端輸出軸軸端封閉並鎖定差速，動力單向輸出至主橋或輔橋，輪式底盤可轉型成所示兩履帶前驅動或後驅動底盤；這種兩履帶底盤包括：主機、液壓系統、轉向缸、傳動腿、履帶式機架、兩履帶式行走系。

本實用新型取得的有益技術效果：

本實用新型技術可提供組成鉸接式山地拖拉機、後置自走式農業裝備、前置自走式收割機或農業裝備。

本實用新型技術解決了四輪底盤與兩履帶底盤互換技術和通用技術難點，實現輪式拖拉機主機底盤與兩履帶式拖拉機底盤通用，降低拖拉機的生產成本，解決拖拉機在長坡行駛中變速箱局部燒損，拖拉機山地及水田行駛通過性，兩履拖拉機的的轉向阻力，拖拉機全年利用率等問題。

獲得高效動力變速系統的技術方案，改變了現有技術的高耗低效，排放增加的狀況，實現拖拉機動力無級變速、任意時段四輪同步驅動；拖拉機提供前/後動力輸出接口、可直接實現半履帶的運行工況。其串聯結構系統，將一直以來變速箱研究設計、生產投入成本大，實施時間長，不利山區丘陵不同地域客戶訂單生產實施的問題，分化解決：通過選用不同馬力段的通用變速箱，提高品質，降低訂單生產中極易出現的品質下降的問題；其次，使企業不同系列、不同機型產品的生產組織，變得簡單。再次是隨著產品標準化程度的提高使得用戶維修和使用成本降低。綜上所述，本實用新型具有很好的經濟效益和社會效益。

附圖說明：

圖1為本實用新型實施例1結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例2結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例3結構示意圖；

圖4為串聯結構的高效動力變速傳動系統示意圖；

圖5為本實用新型拖拉機主機構成的履帶式果園拖拉機示意圖；

圖6為本實用新型拖拉機主機構成的輕型履帶拖拉機示意圖。

圖示說明：

主機1，動力11，離合器12，高效動力變速系統13，大功率箱131，輸入軸1311，入端齒輪副1312，動力輸出軸1313，前齒副1314，出端齒輪副1315，前動力軸1316，變速箱132，輸入齒1321，聯齒1322，檔位齒1323，變速輸出軸1324，匯流箱133，取力齒輪副1331，取力軸1332，行星輪系1333，太陽輪13331，齒圈13332，行星架13333，差速大齒1334，前軸1335A、後軸1335B、軸間差速器1336，錐齒副1337、主橋差速器1338， 主橋半軸1339，靜液壓變速器或馬達134，馬達齒1341，駕駛艙14，主橋15，輔機2，輔橋21，機架22，提升器23，轉向臂24，仿形鉸體3，前仿形鉸體31，後仿形鉸體32，液壓系統4，轉向缸5，傳動腿6，行走系7，主機行走系71，輔機行走系72，農機具8。

具體實施方式：

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的具有串聯結構高效動力變速系統的鉸接式山地拖拉機由主機1，輔機2、仿形鉸體3、液壓系統4、轉向缸5、行走系7組成。主機1前中部設置有前仿形鉸體31、後中部設置有後仿形鉸體32。後仿形鉸體32與輔機2上的轉向臂24鉸接，組成鉸接式山地拖拉機;後仿形鉸體32與農業機具8的前置轉向臂鉸接，組成後置自走式農業裝備；前仿形鉸體31與收割機械或農業機具8的後置轉向臂鉸接，組成前置自走式收割機或農業裝備。本實用新型在全驅變速器四驅同步技術的基礎上，突破後置匯流技術難點，提供高效低耗的動力變速技術方案、前後動力輸出技術方案。高效動力變速系統13的短箱設計結構，妥善解決了拖拉機或農機底盤在長坡行駛中，變速箱局部缺油造成傳動件燒損的現象。

所述主機1包括動力11、離合器12、高效動力變速系統13、駕駛艙14、前仿形鉸體31、後仿形鉸體32，主橋15、主機行走系71。所述輔機2包括輔橋21、機架22、提升器23、轉向臂24、輔機行走系72。

如圖4所示，山地拖拉機的高效動力變速系統13由大功率箱131、變速箱132、匯流箱133以前後排列組合型式構成，所述大功率箱131包括：輸入軸1311、入端齒輪副1312、動力輸出軸1313，前齒副1314、出端齒輪副1315、前動力軸1316；所述變速箱132採用現有技術汽車130或140系列變速箱，主要包括輸入齒1321，聯齒1322、檔位齒1323、變速輸出軸1324：所述匯流箱133包括：取力齒輪副1331、取力軸1332、行星輪系1333、太陽輪13331、齒圈13332、行星架13333、差速大齒1334、前軸1335A、後軸1335B，軸間差速器1336、錐齒副1337、主橋差速器1338，主橋半軸1339，靜液壓變速器或馬達134、馬達齒1341。

所述大功率箱131的輸入軸1311前端與離合器固裝，所述輸入軸1311花鍵位滑動裝設有入端齒輪副1312的輸入端，後部轉動轉設有出端齒輪副1315的輸入端，尾端伸入變速箱132內,與變速箱132的輸入齒1321固裝；所述大功率箱131的動力輸出軸1313其前部依次固裝有前齒副1314的輸入端、轉動裝設有入端齒輪副1312的輸出端、固裝有出端齒輪副1315輸出端，其中部位於變速箱132內並轉動裝設有聯齒1322，尾部穿過匯流箱133伸出；所述大功率箱131的前動力軸1316上固裝有前齒副1314的輸出端。

所述變速箱132的輸入齒1321與聯齒1322嚙合，聯齒1322與檔位齒1323嚙合輸入齒1321的內孔中，轉動裝設著變速輸出軸1324的前端，變速輸出軸1324的中部花鍵位滑動裝設有檔位齒1323，其後端伸入匯流箱133內，與匯流箱133的取力齒輪副1331的輸入端固裝，所述取力齒輪副1331的輸出端固裝在取力軸1332的前端，取力軸1332上還固裝有行星輪系1333的太陽輪13331，轉動裝設有行星架13333；所述行星輪系1333包括：太陽輪13331、齒圈13332、行星架13333。所述齒圈13332固定裝設在行星架13333上，所述太陽輪13331通過行星輪系1333內部行星齒輪與齒圈13332的內齒端嚙合；所述齒圈13332的外齒，同時與馬達齒1341、差速大齒1334嚙合；所述馬達齒1341固裝於靜液壓變速器或馬達134的輸出軸上，所述差速大齒1334固裝於差速器1336的殼體上；所述差速器1336兩側分別固裝有前軸1335A後軸1335B，前軸1335A輸出端固裝錐齒副1337，所述錐齒副1337的輸出端盆齒上固裝有主橋差速器1338，主橋差速器1338左右側固裝有主橋半軸1339。

見圖4串聯結構的高效動力變速傳動系統示意圖，所述高效動力變速系統，通過大功率箱131的輸入軸1311、離合器12，直連動力11。大功率箱131將其輸入軸1311上的動力一分為二：一路由大功率箱131的輸入軸1311、入端齒輪副1312、出端齒輪副1315、前齒副1314組成的傳動結構變速，由前動力軸1316、動力輸出軸1317輸出，提供農具所需動力；另一路主動力流通過固裝於大功率箱131輸入軸1311上的輸入齒1321，與聯齒1322的輸入齒嚙合，檔位齒1323與聯齒1322的輸出齒嚙合，所述檔位齒1323將變速後的動力流傳遞至變速輸出軸1324並輸入匯流箱，通過固裝其上的取力齒輪副1331、帶動固裝於取力軸1332上的太陽輪13331轉動，動力流通過行星輪系1333內的行星輪傳到齒圈13332，與固裝於輔路靜液壓變速器或馬達134輸出軸上的馬達齒1341嚙合匯流，實現鉸接式山地拖拉機的高效動力無級變速。以上所述輔路靜液壓變速器或馬達134由配套液壓系統4提供動力，其輸出的動力流，經馬達齒1341匯入行星輪系1333齒圈13332的外齒端，兩股匯集的動力流相互影響著齒圈13332的輸出速度，通過齒圈13332、差速大齒1334、主橋差速器1338、軸間差速器1336，最後由前軸1335A、後軸1335B前/後輸出；所述前軸1335A通過與其固裝的錐齒副1337、主橋差速器1338，將動力流傳遞至主橋半軸1339，所述後軸1335B提供配套底盤的後橋動力。本實用新型利用專利201210573606.5「全驅變速器技術」實現前軸1335A、後軸1335B間的差速輸出和同步輸出。高效動力變速系統13，設計為串聯結構，當變速箱132採用汽車130、140系列通用變速箱時，所述串聯結構的大功率箱131與變速箱132、匯流箱133依次前後串聯；變速箱132特殊情況下可根據需要自行設計，通常情況下採用以上標準化程度高，製造精準，結構緊湊，運行平穩、故障率低的成熟產品組合設計。

如圖1、圖2、圖3所示，主機1裝設如圖4所示高效動力變速串聯結構系統，可根據客戶需要，選用不同馬力段的通用變速箱132，滿足山區丘陵不同地域訂單生產的需求。同時，也使企業不同系列、不同機型產品的生產組織，變得簡單。串聯結構高效動力變速系統的拖拉機，通過主機1 提供前/後動力輸出接口，提供動力無級變速、任意時段四輪同步驅動。如圖3所示，本實用新型利用全驅變速器技術實現前軸1335A、後軸1335B間的差速輸出，使本實用新型拖拉機不必考慮履帶與車輪之間的速比差異，直接實現半履帶工況；如圖1所示主機1前鉸接甘蔗收割機8，後鉸接配掛運輸箱的輔機2，通過主機1提供前動力輸出，供收割作業；主機前軸1335A、後軸1335B輸出的四輪同步驅動工況，組成動力無級變速、任意時段四輪同步驅動的自走式甘蔗收割機。如圖2、所示，利用水田管理機所述傳動腿技術、在拖拉機底盤的前橋/後橋的輸出端上，掛接傳動腿，實現高地隙山地、水田植保機工況。如圖4、圖5採用串聯結構高效動力變速系統的主機1將後終端輸出軸1337或前終端輸出軸1337軸端封閉並鎖定差速，動力單向輸出至主橋15或輔橋21，底盤可轉型成所示兩履帶前驅動或後驅動底盤；這種兩履帶底盤包括：主機1、液壓系統4、轉向缸5、傳動腿6、履帶式機架16、兩履帶式行走系7。