一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构制造技术

本发明专利技术由增速器、静液压无级变速单元和变速箱三部分构成，静液压无级变速单元（7）前置于变速箱前端盖（8）外侧，与变速箱行走机构串联式连接；行走机构拥有三档滑移变速齿轮组，使前后桥获得三区段液压无级变速行走动力；动力输出机构设有后置滑套式两档变速齿轮组，使动力输出轴（21）拥有两档输出转速。其优点，一是采用前置串联式HST布置，实现纯液压无级变速行走，简化了变速箱的结构，缩短了传动链；二是行走动力拥有三区段无级变速档位，可根据作业需要，选择最佳的行走模式；三是PTO动力输出轴拥有两种转速可供选择。轴拥有两种转速可供选择。轴拥有两种转速可供选择。

【技术实现步骤摘要】
一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构


[0001]本专利技术涉及农业机械中的农用拖拉机，特别是一种适用于中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构。

技术介绍

[0002]拖拉机作为农用机械，广泛运用于农用运输和农业机械化作业中，在具备正常行走功能的基础上，还具备有动力输出功能。既可作为农用运输机车或作为动力牵引机车，也可作为动力机车，为配套的农机具提供动力输出，来完成各种农田作业。轮式拖拉机是目前农用拖拉机中的主力军，应用非常广泛。因此，随着农业机械化程度的提高，对轮式拖拉机的智能化升级改造越来越迫在眉睫。特别是随着汽车无级变速技术的越来越成熟，也为拖拉机无级变速系统提供了技术支撑。但又因为拖拉机的功能不仅仅是行驶，而更重要是农田作业，且操作人员又大多是农民，对智能化程度的接受又相对比较保守。所以，拖拉机无级变速技术没有得到很好的推广和应用，直到20世纪90年代末，无级变速传动技术才在大型农用拖拉机上得到一些实际应用，但这些均是应用于200马力以上的大型拖拉机上。如中国一拖集团于2020年，将无级变速传动系统应用于其代表性产品国内最大马力的无级变速拖拉机东方红LW3204轮式拖拉机，实现了无级变速传动系统在农用大马力轮式拖拉机上的实际应用。
[0003]由此可见，动力机车无级变速传动系统，在汽车上已经被广泛应用，几乎所有的汽车已经从手动档升级成了自动档。但拖拉机无级变速传动系统的基本原理提出虽较早，但在实际应用方面，无论是国际还是国内，均有许多不尽人意之处。鉴于农用机车特别是拖拉机的特殊性，无级变速传动系统目前在农用拖拉机上的应用，也仅限于大马力拖拉机，对于30
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60中小马力拖拉机的应用较少，技术相对滞后。随着国家对于农业机械智能化的要求，特别是中小马力园艺作业的广泛需求，30
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60马力拖拉机无级变速传动系统的应用已迫在眉睫。
[0004]本专利技术针对30
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60中小马力轮式拖拉机无级变速传动系统的研发，保证在四驱行走和一根PTO动力输出的基础上，使四轮行走系统实现静液压无级变速。
[0005]现有30
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60马力区段的轮式拖拉机，一般为四轮驱动行走，拥有一根后置式PTO动力输出轴，变速系统均为纯机械有级传动，其传动变速箱虽能通过手动式机械换档达到一定的要求，但只能按固定传动比传递功率，无法实现连续变速。手动换档的变速箱行走机构，前进拥有高/低共6
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8个前进档，后退拥有2
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3个倒退档，每个档位都要通过手柄进行换档，变速箱的传动链长，结构复杂。拖拉机在行驶过程中如需变速换档时，需要用二个手柄手动式轮换换档操作才能实现机械换档，自动化程度非常低。若要增加档位，则变速器的结构将异常复杂且成本高、操作困难，严重限制了其性能提升，已不适应当前智能化作业装备的要求。
[0006]随着农业机械化程度的不断提升，目前纯机械传动的轮式拖拉机传动系统已经不能适应现代农业的发展需要，需要进行技术提升，将变速系统由手动换档升级为无级变速
自动换档，使拖拉机的行走实现柔性地无级变速，以适应拖拉机的智能化升级改造。
[0007]因此，目前基于传统拖拉机动力平台的手动换档变速系统，特别是对于中小马力轮式拖拉机在整机布置、动力变速传动等方面的设计，已经不能适应现代设施农业和园艺生产与管理的需要，迫切需要对中小马力轮式拖拉机的变速箱系统进行智能化换级改造，引进适合于现代农业生产作业与田间管理的静液压无级变速传动系统，以适应园艺等小型作业场景的需要，全面提升拖拉机的智能化水平。
[0008]近年来，本公司对拖拉机液压无级变速箱进行了设计研究，并申报了二项专利。分别为：“一种园艺拖拉机的静液压无级变速传动箱”（专利号2020211424520）,
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一种园艺拖拉机的并联式静液压无级变速传动机构”（专利号202021142454X），已获得授权。这两件专利产品，是为专门配套本公司研发的“小型园艺履带拖拉机”而设计的一款特殊机型的专用无级变速箱，是一种机液混合动力驱动变速系统。它的特点是，将静液压无级变速传动单元（简称HST）设置于箱体的顶端外侧，且与变速箱内四轮驱动机械传动系统并联设置，既保留了传统的机械式手动换档的传动方式，又并联了液压无级变速的自动档模式，即所谓的手/自一体式混合驱动。该专用无级变速箱以及所配套的小型园艺履带拖拉机，是一种低地隙窄宽幅的茶园管理机，只适用于在狭窄行距的茶果园中行驶和作业。
[0009]上述两专利的液压无级变速箱，采用机/液并联式混合动力的传动模式，拖拉机可根据工况任意选择和切换传动方式。但不足是，结构复杂，传动链长，成本高，顶置外挂的 HST变速单元增加了箱体外形尺寸，显然不适用于普通的轮式拖拉机。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术难题是，针对上述现有技术存在的不足，提供一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，将静液压无级变速单元（HST）前置式串联于变速箱的传动链中，替代传动的机械传动，实现纯液压无级变速行走驱动。
[0011]本专利技术的技术解决方案是，拥有动力输出机构和行走机构，来自发动机的主动力由变速箱中的动力输出机构和行走机构变速传动后，一方面由后置的动力输出轴21向外输出作业动力，另一方面由行走机构驱动拖拉机进行四轮行走，其特征在于：变速箱前端盖8的前端外侧设有静液压无级变速单元7，且前置的静液压无级变速单元7与变速箱内行走机构的传动系统串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；所述动力输出机构由前置和后置减速齿轮组构成，其中前置减速齿轮组为常啮合齿轮组，后置减速齿轮组为滑套式两档变速齿轮组，动力输出轴21拥有两种输出转速；所述行走机构，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、前桥驱动轴28、差速器总成24和前后桥总成42、41，在过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25之间设有三档滑移变速齿轮组，来自于静液压无级变速单元7的无级变速行走动力，由三档滑移变速齿轮组进行高中低三档变速后，使前后桥驱动机构获得三区段无级变速行走动力；过渡齿轮轴34与中央齿轮轴25同轴设置，且两轴重叠式设计。
[0012]所述行走机构中的三档滑移变速齿轮组，包括过渡齿轮轴34、中央齿轮轴25、设于中间轴13上的三联齿轮14、以及设于中央齿轮轴25上的滑移齿轮31和低速档齿轮29，过渡齿轮轴34和中央齿轮轴25均为轴端自带齿轮的一体式齿轮轴，滑移齿轮31通过滑移齿轮座30支撑在中央齿轮轴25上，滑移齿轮座30通过内外花键设于滑移齿轮31和中央齿轮轴25之间，由拨叉32操纵滑移齿轮31相对滑移齿轮座30和中央齿轮轴25轴向移动；三联齿轮14的
左侧齿轮与过渡齿轮轴34上的轴端齿轮（高速档齿轮）以及三联齿轮14的右侧齿轮与低速档齿轮29为常啮合齿轮，三联齿轮14的中间齿轮与滑移齿轮31为选择性啮合齿轮；过渡齿轮轴34和低速档齿轮29的侧端本体上分别设有可与中间的滑移齿轮31内花键相啮合的外花键结构，滑移齿轮31通过轴向滑动，可选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，拥有动力输出机构和行走机构，来自发动机的主动力由变速箱中的动力输出机构和行走机构变速传动后，一方面由后置的动力输出轴（21）向外输出作业动力，另一方面由行走机构驱动拖拉机进行四轮行走，其特征在于：变速箱前端盖（8）的前端外侧设有静液压无级变速单元（7），且前置的静液压无级变速单元（7）与变速箱内行走机构的传动系统串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；所述动力输出机构由前置和后置减速齿轮组构成，其中前置减速齿轮组为常啮合齿轮组，后置减速齿轮组为滑套式两档变速齿轮组，动力输出轴（21）拥有两种输出转速；所述行走机构，包括过渡齿轮轴（34）、中央齿轮轴（25）、前桥驱动轴（28）、差速器总成（24）和前后桥总成（42）、（41），在过渡齿轮轴（34）与中央齿轮轴（25）之间设有三档滑移变速齿轮组，来自于静液压无级变速单元（7）的无级变速行走动力，由三档滑移变速齿轮组进行高中低三档变速后，使前后桥驱动机构获得三区段无级变速行走动力；过渡齿轮轴（34）与中央齿轮轴（25）同轴设置，且两轴重叠式设计。2.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述行走机构中的三档滑移变速齿轮组，包括过渡齿轮轴（34）、中央齿轮轴（25）、设于中间轴（13）上的三联齿轮（14）、以及设于中央齿轮轴（25）上的滑移齿轮（31）和低速档齿轮（29），过渡齿轮轴（34）和中央齿轮轴（25）均为轴端自带齿轮的一体式齿轮轴，滑移齿轮（31）通过滑移齿轮座（30）支撑在中央齿轮轴（25）上，滑移齿轮座（30）通过内外花键设于滑移齿轮（31）和中央齿轮轴（25）之间，由拨叉（32）操纵滑移齿轮（31）相对滑移齿轮座（30）和中央齿轮轴（25）轴向移动；三联齿轮（14）的左侧齿轮与过渡齿轮轴（34）上的轴端齿轮（高速档齿轮）以及三联齿轮（14）的右侧齿轮与低速档齿轮（29）为常啮合齿轮，三联齿轮（14）的中间齿轮与滑移齿轮（31）为选择性啮合齿轮；过渡齿轮轴（34）和低速档齿轮（29）的侧端本体上分别设有可与中间的滑移齿轮（31）内花键相啮合的外花键结构，滑移齿轮（31）通过轴向滑动，可选择与左右两侧的过渡齿轮轴（34）、或者低速档齿轮（29）的端面外花键进行啮合，或者置于中间直接通过滑移齿轮座（30）的内外花键驱动中央齿轮轴（25）传动，从而构成三档滑移变速结构，使中央齿轮轴（25）拥有三区段无级变速转速。3.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述动力输出机构中的前置减速齿轮组，包括设于动力过渡轴（9）上的传动齿轮一（10）、设于动力传动轴（15）上的传动齿轮二（12）以及设于中间轴（13）上的双联齿轮（11）；动力过渡轴（9）上的动力经由传动齿轮一（10）/双联齿轮（11）/传动齿轮二（12）进行常啮合式前置减速。4.如权利要求1所述的一种中小马力轮式拖拉机的液压无级变速传动机构，其特征在于：所述动力输出机构中的后置减速齿轮组，包括双联过桥齿轮二（16）、设于动力输出轴（21）上的传动齿轮三（17）和传动齿轮四（20），双联过桥齿轮二（16）为带轴头的联合齿轮，由轴头直接支撑在变速箱（23）的箱体上，传动齿轮三（17）与传动齿轮四（20）之间设有可选择与其中之一进行花键连接的滑移套（19）和滑移套座（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏建林，
申请(专利权)人：盐城市盐海拖拉机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：