模塊化設計的無級與有級組合變速箱的製作方法

2023-04-30 14:36:41

專利名稱：模塊化設計的無級與有級組合變速箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及水稻種植機械，特別涉及一種無級與有級組合兩種變速方式的農機用變速箱。
背景技術：
插秧機是水稻種植的重要機械，根據變速的原理不同，乘坐式四輪驅動插秧機底盤有三種變速方式，靜液壓無級變速式(HST)、液壓機械式無級變速式(HMT)和機械變速式(手動變速式)。前兩種液壓變速裝置可以形成無級調速，整機的結構相對簡單、操作方便，但是，其機械效率較機械變速箱低，價格較高。機械式變速箱機械效率較高、價格較低，但是，其操作較複雜。由於機械式變速箱的價格和機械效率的優勢，在農村還是受到不少農民的歡迎。目前，工廠生產的插秧機變速箱或者是液壓變速，或者是機械變速，兩者結構區別很大，要生產兩種變速箱，需要投入大量的工裝設備，所以，工廠只能生產一種，影響了機械變速箱的生產。另外，過去的插秧機機械式變速箱結構太複雜，維修保養不方便。為此，市場上需要一種能根據用戶需要，模塊化結構的液壓和機械式變速裝置。即在機械式變速箱的基礎上，能根據用戶需要，簡單的變形為靜液壓無級變速箱(HST)。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種模塊化設計的無級與有級組合變速箱。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是:一種模塊化設計的無級與有級組合變速箱，包括主變速箱、HST變速箱和機械副變速箱；其中，主變速箱包括插植輸出齒輪、I軸、II軸小齒輪、II軸、III軸齒輪、液壓齒輪泵、III軸、IV軸固定齒輪、IV軸、IV軸滑移齒輪小齒輪、IV軸滑移齒輪、IV軸滑移齒輪大齒輪、V軸、剎車、V軸大齒輪、V軸中齒輪、VI軸、VI軸大齒輪、差速器、主變速箱體、V軸小齒輪、液壓油泵軸和II軸大齒輪；I軸上固定連接插植輸出齒輪，II軸上固定連接II軸大齒輪和II軸小齒輪，III軸上固定連接III軸齒輪，IV軸上固定連接IV軸固定齒輪和花鍵連接IV軸滑移齒輪，V軸上固定連接V軸大齒輪、V軸中齒輪和V軸小齒輪，剎車的動片與V軸花鍵連接，剎車的定片與主變速箱體固定連接，VI軸上連接VI軸大齒輪，VI軸大齒輪與差速器固定連接，I軸 VI軸安裝在主變速箱體內；HST變速箱具有HST液壓油泵動力輸出軸、HST動力輸入軸和HST動力輸出軸；機械副變速箱包括:機械副變速箱體、副II軸後滑移齒輪小齒輪、副II軸後滑移齒輪、副II軸後滑移齒輪大齒輪、副II軸前滑移齒輪小齒輪、副II軸前滑移齒輪、副II軸、副II軸前滑移齒輪大齒輪、帶輪、副I軸、摩擦離合器、空心軸齒輪A、空心軸、空心軸齒輪B、空心軸齒輪C、倒檔過渡齒輪、空心軸齒輪D和倒檔過渡齒輪軸；機械副變速箱的副II軸上花鍵連接副II軸後滑移齒輪和副II軸前滑移齒輪，副II軸後滑移齒輪上固定連接副II軸後滑移齒輪小齒輪和副II軸後滑移齒輪大齒輪，副II軸前滑移齒輪上固定連接副II軸前滑移齒輪小齒輪和副II軸前滑移齒輪大齒輪；副I軸上套有空心軸，空心軸上固定連接空心軸齒輪A、空心軸齒輪B、空心軸齒輪C和空心軸齒輪D，倒檔過渡齒輪軸上固定連接倒檔過渡齒輪，空心軸齒輪D與倒檔過渡齒輪處於常嚙合狀態，帶輪固定連接在副I軸的左端，摩擦離合器的主動片與副I軸花鍵連接，摩擦離合器的從動片與空心軸花鍵連接；主變速箱與HST變速箱相連接，或者主變速箱與機械副變速箱相連。本發明與背景技術相比，具有的有益效果是:
1、機器上設置一個主變速箱，完成插植變速和行走系統的大速比的減速增扭，當HST變速箱與主變速箱連接時，構成以HST變速為主的無級變速箱；當機械副變速箱與主變速箱連接時，構成有級的機械變速箱；
2、機器的主變速箱承擔行走系統的主要減速和插植變速，可以使得機械副變速箱結構大大簡化；
3、HST變速箱和機械副變速箱分別用不同的主變速箱動力輸入接口，即主變速箱上有3個外接動力裝置的接口，可以使得機械副變速箱的製造比較容易，減小機械副變速箱的體積。4、對生產插秧機變速箱的企業來說，主變速箱、HST變速箱和機械副變速箱採用模塊化的設計大大減少了製造成本。


圖1是本發明的主變速箱與機械式副變速箱組合的機械變速箱機構運動簡圖。圖2是本發明的主變速箱與HST變速箱組合的無級變速箱機構運動簡圖。圖中，1、插植輸出齒輪，2、I軸，3、II軸小齒輪，4、II軸，5、111軸齒輪，6、液壓齒輪泵，7、111軸，8、IV軸固定齒輪，9、IV軸，10、IV軸滑移齒輪小齒輪，11、IV軸滑移齒輪，12、IV軸滑移齒輪大齒輪，13、V軸，14、剎車，15、V軸大齒輪，16、V軸中齒輪，17、VI軸，18、VI軸大齒輪，19、差速器，20、主變速箱體，21、V軸小齒輪，22、動力輸出軸花鍵套，23、機械副變速箱體，24、副II軸後滑移齒輪小齒輪，25、副2軸後滑移齒輪，26、副II軸後滑移齒輪大齒輪，27、副II軸前滑移齒輪小齒輪，28、副II軸前滑移齒輪，29、副II軸，30、副II軸前滑移齒輪大齒輪，31、帶輪，32、副I軸，33、摩擦離合器，34、空心軸齒輪A，35、空心軸，36、空心軸齒輪B，37、空心軸齒輪C，38、倒檔過渡齒輪，39、機械副變速箱，40、空心軸齒輪D，41、倒檔過渡齒輪軸，42、液壓油泵軸連接花鍵套，43、液壓油泵軸，44、II軸大齒輪，45、主變速箱，46、HST變速箱，47、HST液壓油泵動力輸出軸，48、HST動力輸入軸，49、HST動力輸出軸。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖1、圖2所示，本發明包括主變速箱45和機械副變速箱39，主變速箱45與機械副變速箱39的連接，主變速箱45與HST變速箱46的連接。主變速箱中I軸2上固定連接插植輸出齒輪1，II軸4上固定連接II軸大齒輪44和II軸小齒輪3，III軸7上固定連接III軸齒輪5，IV軸9上固定連接IV軸固定齒輪8和花鍵連接IV軸滑移齒輪11，IV軸滑移齒輪11上固定連接IV軸滑移齒輪小齒輪10和IV軸滑移齒輪大齒輪12，V軸13上固定連接V軸大齒輪15、V軸中齒輪16和V軸小齒輪21，剎車14的動片與V軸13花鍵連接，剎車14的定片與主變速箱體20固定連接，VI軸17上連接VI軸大齒輪18，VI軸大齒輪18與差速器19固定連接，I軸 VI軸安裝在主變速箱體20內。機械副變速箱39的副II軸29上花鍵連接副II軸後滑移齒輪25和副II軸前滑移齒輪28，副II軸後滑移齒輪25上固定連接副II軸後滑移齒輪小齒輪24和副II軸後滑移齒輪大齒輪26，副II軸前滑移齒輪28上固定連接副II軸前滑移齒輪小齒輪27和副II軸前滑移齒輪大齒輪30，副I軸32上套有軸空心軸35，空心軸35上固定連接空心軸齒輪A34、空心軸齒輪B36、空心軸齒輪C37和空心軸齒輪D40，倒檔過渡齒輪軸41上固定連接倒檔過渡齒輪38，空心軸齒輪D40與倒檔過渡齒輪38處於常嚙合狀態，帶輪31固定連接在副I軸32的左端，摩擦離合器33的主動片與副I軸32花鍵連接，摩擦離合器33的從動片與空心軸35花鍵連接。一、HST變速箱46與主變速箱45組合成靜液壓式無級變速箱
當HST變速箱46的HST動力輸出軸49通過動力輸出軸花鍵套22與主變速箱III軸7的左端連接、HST液壓油泵動力輸出軸47通過液壓油泵軸連接花鍵套42與液壓油泵軸43連接時，HST變速箱46的動力傳遞到主變速箱45，主變速箱45獲得動力。當IV軸滑移齒輪11右移到IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44嚙合時，通過V軸小齒輪21與VI軸大齒輪18的嚙合把動力傳到行走部件，通過II軸小齒輪3與插植輸出齒輪I的嚙合把動力傳到I軸2，並帶動插植部件運動，形成插植系統的運動和機器的行走。當IV軸滑移齒輪11左移到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16嚙合、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44脫離嚙合時，II軸4沒有動力驅動，通過V軸小齒輪21與VI軸大齒輪18的嚙合把動力傳到行走部件，形成機器的快速行走，插植系統失去動力。當IV軸滑移齒輪11右移動到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16分離、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15分離、只有IV軸滑移齒輪小齒輪10的右側與II軸大齒輪44的左側嚙合時(II軸大齒輪44的齒輪寬度比V軸大齒輪15寬)，II軸4的動力只帶動插植系統運動，機器處於停止狀態。當IV軸滑移齒輪11移動到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16分離、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44都分離時，II軸4和V軸13失去動力，插植系統和機器處於停止狀態。二、機械副變速箱39與主變速箱45組合成有級變速箱
機械副變速箱39的副I軸32和主變速箱45的液壓油泵軸43通過液壓油泵軸連接花鍵套42相連，機械副變速箱39的副II軸29和主變速箱45的IV軸9通過動力輸出軸花鍵套22相連，主變速箱45獲得動力。(此時，可以把IV軸固定齒輪8和III軸齒輪5、111軸7從主變速箱39中卸掉，而不影響工作)。當IV軸滑移齒輪11右移到IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44嚙合時，通過V軸小齒輪21與VI軸大齒輪18的嚙合把動力傳到行走部件，通過II軸小齒輪3與插植輸出齒輪I的嚙合把動力傳到I軸2，並帶動插植部件運動，形成插植插植系統的運動和機器的行走。當IV軸滑移齒輪11左移到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16嚙合、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44脫離嚙合時，II軸4沒有動力驅動，通過V軸小齒輪21與VI軸大齒輪18的嚙合把動力傳到行走部件，形成機器的快速行走，插植系統失去動力。當IV軸滑移齒輪11右移動到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16分離、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15分離、只有IV軸滑移齒輪小齒輪10的右側與II軸大齒輪44的左側嚙合時(II軸大齒輪44的齒輪寬度比V軸大齒輪15寬)，II軸4的動力只帶動插植系統運動，機器處於停止狀態。當IV軸滑移齒輪11移動到IV軸滑移齒輪大齒輪12與V軸中齒輪16分離、IV軸滑移齒輪小齒輪10與V軸大齒輪15和II軸大齒輪44都分離時，II軸4和V軸13失去動力，插植系統和機器處於停止狀態。三、機械變速箱39的工作原理及結構
空心軸35套在副I軸32上，它們之間通過摩擦離合器33連接，摩擦離合器33的主動片與副I軸32花鍵連接，摩擦離合器33的從動片與空心軸35花鍵連接，副I軸32與帶輪31固定連接。當摩擦離合器33分離時,副I軸32不能帶動空心軸35轉動,副I軸32在帶輪31的帶動下，通過液壓油泵軸連接花鍵套42驅動液壓油泵軸43和液壓齒輪泵6轉動；當摩擦離合器33結合時，副I軸32帶動空心軸35 —起轉動，帶動空心軸齒輪A34、空心軸齒輪36B、空心軸齒輪C37和空心軸齒輪D40轉動。當摩擦離合器33結合、副II軸前滑移齒輪28左移，使得空心軸齒輪A34與副II軸前滑移齒輪大齒輪30嚙合、而副II軸後滑移齒輪25上的副II軸後滑移齒輪大齒輪26和副II軸後滑移齒輪小齒輪24不與空心軸齒輪C37和倒檔過渡齒輪38嚙合時，帶輪31的動力通過副I軸32、摩擦離合器33、空心軸35、空心軸齒輪A34和副II軸前滑移齒輪大齒輪30、副II軸29和動力輸出軸花鍵套22傳到主變速箱45的動力輸入軸IV軸9上，帶動主變速箱45的齒輪轉動，形成前進I檔。當摩擦離合器33結合、副II軸前滑移齒輪28右移，使得空心軸齒輪B36與副II軸後滑移齒輪小齒輪27嚙合、而副II軸後滑移齒輪25上的副II軸後滑移齒輪大齒輪26和副II軸後滑移齒輪小齒輪24不與空心軸齒輪C37和倒檔過渡齒輪38嚙合時，帶輪31的動力通過副I軸32、摩擦離合器33、空心軸35、空心軸齒輪B36和副II軸前滑移齒輪小齒輪27、副II軸29和動力輸出軸花鍵套22傳到主變速箱45的動力輸入軸IV軸9上，帶動主變速箱45的齒輪轉動，形成前進2檔。當摩擦離合器33結合、副II軸後滑移齒輪25左移，使得空心軸齒輪C37與副II軸後滑移齒輪大齒輪26嚙合、而副II軸前滑移齒輪28上的副II軸前滑移齒輪小齒輪27和副II軸前滑移齒輪大齒輪30不與空心軸35上的齒輪嚙合時，帶輪31的動力通過副I軸32、摩擦離合器33、空心軸35、空心軸齒輪C37和副II軸後滑移齒輪大齒輪26、副II軸29和動力輸出軸花鍵套22傳到主變速箱45的動力輸入軸IV軸9上，帶動主變速箱45的齒輪轉動，形成前進3檔。當摩擦離合器33結合、副II軸後滑移齒輪25右移，使得空心軸齒輪D40與倒檔過渡齒輪38和副II軸後滑移齒輪小齒輪24嚙合、而副II軸前滑移齒輪28上的副II軸前滑移齒輪小齒輪27和副II軸前滑移齒輪大齒輪30不與空心軸35上的齒輪嚙合時，帶輪31的動力通過副I軸32、摩擦離合器33、空心軸35、空心軸齒輪D40、倒檔過渡齒輪38、副II軸後滑移齒輪小齒輪24、副II軸29和動力輸出軸花鍵套22傳到主變速箱45的動力輸入軸IV軸9上，帶動主變速箱45的齒輪轉動，形成倒檔。當副II軸前滑移齒輪28上的兩個齒輪和副II軸後滑移齒輪25上的兩個齒輪都不與空心軸35上的所有齒輪嚙合、且副II軸後滑移齒輪小齒輪24也不與倒檔過渡齒輪38嚙合時，機器處於空檔狀態。
權利要求
1.一種模塊化設計的無級與有級組合變速箱，其特徵在於，包括主變速箱(45)、HST變速箱(46 )和機械副變速箱(39 )等；其中，主變速箱(45 )包括插植輸出齒輪(I)、I軸(2 )、II軸小齒輪(3)、11軸(4)、111軸齒輪(5)、液壓齒輪泵(6)、111軸(7)、1￥軸固定齒輪(8)、1￥軸(9)、IV軸滑移齒輪小齒輪(10)、IV軸滑移齒輪(11)、IV軸滑移齒輪大齒輪(12)、V軸(13)、剎車(14)、V軸大齒輪(15)、V軸中齒輪(16)、VI軸(17)、VI軸大齒輪(18)、差速器(19)、主變速箱體(20)、V軸小齒輪(21)、液壓油泵軸(43)和II軸大齒輪(44)等；I軸(2)上固定連接插植輸出齒輪(1)，II軸(4)上固定連接II軸大齒輪(44)和II軸小齒輪(3)，111軸(7 )上固定連接III軸齒輪(5 )，IV軸(9 )上固定連接IV軸固定齒輪(8 )和花鍵連接IV軸滑移齒輪(11)，V軸(13)上固定連接V軸大齒輪(15)、V軸中齒輪(16)和V軸小齒輪(21)，剎車(14 )的動片與V軸(13 )花鍵連接，剎車(14 )的定片與主變速箱體(20 )固定連接，VI軸(17)上連接VI軸大齒輪(18)，VI軸大齒輪(18)與差速器(19)固定連接，I軸 VI軸安裝在主變速箱體(20)內；HST變速箱(46)具有HST液壓油泵動力輸出軸(47)、HST動力輸入軸(48)和HST動力輸出軸(49);機械副變速箱(39)包括:機械副變速箱體(23)、副II軸後滑移齒輪小齒輪(24)、副II軸後滑移齒輪(25)、副II軸後滑移齒輪大齒輪(26)、副II軸前滑移齒輪小齒輪(27 )、副II軸前滑移齒輪(28 )、副II軸(29 )、副II軸前滑移齒輪大齒輪(30 )、帶輪(31)、副I軸(32)、摩擦離合器(33)、空心軸齒輪A (34)、空心軸(35)、空心軸齒輪B(36)、空心軸齒輪C (37)、倒檔過渡齒輪(38)、空心軸齒輪D (40)和倒檔過渡齒輪軸(41);機械副變速箱(39)的副II軸(29)上花鍵連接副II軸後滑移齒輪(25)和副II軸前滑移齒輪(28)，副II軸後滑移齒輪(25)上固定連接副II軸後滑移齒輪小齒輪(24)和副II軸後滑移齒輪大齒輪(26)，副II軸前滑移齒輪(28)上固定連接副II軸前滑移齒輪小齒輪(27)和副II軸前滑移齒輪大齒輪(30);副I軸(32)上套有空心軸(35)，空心軸(35)上固定連接空心軸齒輪A (34)、空心軸齒輪B (36)、空心軸齒輪C (37)和空心軸齒輪D (40)，倒檔過渡齒輪軸(41)上固定連接倒檔過渡齒輪(38)，空心軸齒輪D (40)與倒檔過渡齒輪(38)處於常嚙合狀態，帶輪(31)固定連接在副I軸(32)的左端，摩擦離合器(33)的主動片與副I軸(32)花鍵連接，摩擦離合器(33)的從動片與空心軸(35)花鍵連接；主變速箱(45)與HST變速箱(46)相連接，或者主變速箱(45)與機械副變速箱(39)相連。
2.根據權利要求1所述模塊化設計的無級與有級組合變速箱，其特徵在於，所述主變速箱(45 )通過動力輸出軸花鍵套(22 )和液壓油泵軸連接花鍵套(42 )與HST變速箱(46 )相連接，或者主變速箱(45)通過動力輸出軸花鍵套(22)和液壓油泵軸連接花鍵套(42)與機械副變速箱(39)相連。
3.根據權利要求1所述模塊化設計的無級與有級組合變速箱，其特徵在於，所述主變速箱(45 )通過動力輸出軸花鍵套(22 )和液壓油泵軸連接花鍵套(42 )與HST變速箱(46 )相連接具體為:HST變速箱(46)的HST液壓油泵動力輸出軸(47)和主變速箱(45)的液壓油泵軸(43)通過液壓油泵軸連接花鍵套(42)相連，HST變速箱(46)的HST動力輸出軸(49)和主變速箱(45)的III軸(7)通過動力輸出軸花鍵套(22)相連。
4.根據權利要求1所述模塊化設計的無級與有級組合變速箱，其特徵在於，所述主變速箱(45 )通過動力輸出軸花鍵套(22 )和液壓油泵軸連接花鍵套(42 )與機械副變速箱(39 )相連接具體為:機械副變速箱(39)的副I軸(32)和主變速箱(45)的液壓油泵軸(43)通過液壓油泵軸連接花鍵套(42)相連，機械副變速箱(39)的副II軸(29)和主變速箱(45)的IV軸(9)通過動力輸出軸花鍵套(22) 相連。
全文摘要
本發明公開了一種模塊化設計的無級與有級組合變速箱，包括主變速箱、HST變速箱和機械副變速箱，主變速箱的作用是把動力分為行走和作業兩部分，主變速箱上有1個液壓油泵軸輸入軸和2個動力輸入軸；HST變速箱與主變速箱組合時，HST液壓油泵動力輸出軸與主變速箱液壓油泵輸入軸連接，HST變速箱動力輸出軸與主變速箱的動力輸入軸Ⅲ軸連接；當機械副變速箱與主變速箱組合時，機械副變速箱的液壓油泵動力輸出軸與主變速箱的液壓油泵輸入軸連接，機械副變速箱的動力輸出軸與主變速箱的動力輸入軸Ⅳ軸連接，構成一個機械有級變速箱。應用本發明，企業在進行有級和無級變速箱的生產調整時，工裝設備變動小，生產組織方便，成本低。
文檔編號F16H47/02GK103115128SQ20121047853
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者徐嶽平, 李革, 鄭君峰, 魏學文, 陳小亮, 曹寧慧 申請人:浙江小精農機製造有限公司