一种自走式青饲料收获机割台变速器及其输出和过载保护方法与流程

1.本发明涉及一种自走式青饲料收获机割台变速器及其输出和过载保护方法，属于农业机械用变速器技术领域。


背景技术：

2.秸秆饲料化是农作物秸秆综合利用的一个重要途径，自走式青饲料收获机目前正被广泛应用，其中割台是整机的重要组成部分之一。多圆盘立式割台作业时，要求切割器与切割滚筒差速转动。实现差速转动的方法主要有两种：一是采用两个动力源输入两种转速；二是通过变速器来达到一个转速输入，两种转速输出。现有技术中，常见有变速器输出两个平行或共线的动力。
3.实际作业过程中，难免会出现割台的切割器和切割滚筒阻塞过载的情况，现有技术中变速器多未设计过载保护装置，完全依靠驾驶员的被动发现，因此常出现变速器损坏等情况。现有技术中解决割台的切割器和切割滚筒阻塞的方法是通过切换动力输入转向。
4.现有青饲料收获机割台变速器，常由一个动力输入，两个平行或共线的动力输出。以上技术实现方案中，无法提供过载保护。
5.现有青饲料收获机割台变速器常存在以下缺点：1、为满足切割器与切割滚筒差速转动，割台采用两个动力源输入。这种方式将增大能源消耗，提高生产成本；2、通过割台变速器实现一个动力输入，两种转速输出的方法提高了整机紧凑性，但此类变速器仅能输出两个平行或共线的动力，不能实现青饲料收获机割台的切割器与切割滚筒在同一方向上的差速转动；3、实际作业过程中会出现割台阻塞过载的情况，现有技术依靠驾驶员被动发现，而变速器无过载保护，常造成变速器损坏率高，驾驶员工作强度大的结果。
6.所以设计一种结构简单、生产成本低、可过载保护、损坏率低、传递效率高，且能达到同一方向输出两种转速的多圆盘立式割台变速器，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种自走式青饲料收获机割台变速器及其输出和过载保护方法，使割台的切割器与切割滚筒在同一方向上实现差速转动，可达到一个转速输入，两种不同转速输出的目的，在满足割台工作需求的基础上，提高工作效率，降低生产成本。此外为解决背景技术中割台阻塞过载等情况对变速器及传动装置产生的损伤，本发明的两条输出路径均设计有过载保护，在保证传递效率的同时，增强变速器及传动装置使用寿命，减少驾驶员工作强度。
8.本发明的技术方案是：一种自走式青饲料收获机割台变速器，包含锥齿轮输入轴、中间传动机构和输出机构，锥齿轮输入轴通过中间传动机构与输出机构连接；所述中间传动机构包含圆锥齿轮、斜齿轮一、扭力弹簧一、轴套、齿轮轴和扭力弹簧二，所述齿轮轴通过花键联接在轴套上，圆
锥齿轮设置在轴套外，圆锥齿轮与轴套之间通过扭力弹簧二连接，圆锥齿轮与设置在其一侧锥齿轮输入轴相啮合；齿轮轴上部设有斜齿轮一， 斜齿轮一和圆锥齿轮之间通过扭力弹簧一连接；所述输出机构包含斜齿轮二、斜齿轮三、输出轴、空心输出轴、法兰盘一和法兰盘二；输出轴平行设置在齿轮轴的另一侧，输出轴一端套装有空心输出轴，空心输出轴一端与斜齿轮三通过花键联接，斜齿轮三与斜齿轮一相啮合，斜齿轮二设置在输出轴另一端，斜齿轮二与齿轮轴下端的齿轮相啮合。
9.所述圆锥齿轮的大端面上设有台阶，台阶内侧设有径向驱动弹簧套，轴套的外侧设有环状槽，扭力弹簧二的一端联接轴套，另一端联接径向驱动弹簧套，在扭力弹簧二的作用下，径向驱动弹簧套径向顶紧圆锥齿轮；圆锥齿轮大端面上设有多个弧形槽，弧形槽内设有轴向驱动弹簧套，扭力弹簧一的一端联接轴向驱动弹簧套，另一端联接斜齿轮一，在扭力弹簧一的作用下，轴向驱动弹簧套轴向顶紧圆锥齿轮。
10.所述空心输出轴另一端设有法兰盘一，输出轴一端伸出空心输出轴外，伸出端设有法兰盘二。
11.所述法兰盘一与空心输出轴为一体结构；所述法兰盘二与输出轴为一体结构。
12.一种自走式青饲料收获机割台变速器的两种转速输出方法，采用上述变速器，步骤如下：第一种转速输出方法：动力从锥齿轮输入轴输入，锥齿轮输入轴与圆锥齿轮相啮合，动力传递给圆锥齿轮后，圆锥齿轮开始旋转，在扭力弹簧二弹力的作用下，动力继续传递给轴套，轴套与齿轮轴之间采用花键联接，齿轮轴开始转动，斜齿轮二与齿轮轴下端的齿轮啮合，齿轮轴带动斜齿轮二旋转，输出轴与斜齿轮二通过花键联接，斜齿轮二将动力传递至输出轴 ，此为第一种转速输出；第二种转速输出方法：动力从锥齿轮输入轴输入，锥齿轮输入轴与圆锥齿轮相啮合，动力传递给圆锥齿轮后，圆锥齿轮开始旋转，在扭力弹簧一弹力的作用下，动力继续传递给斜齿轮一，斜齿轮一与斜齿轮三啮合，斜齿轮一带动斜齿轮三转动，空心输出轴与斜齿轮三通过花键联接，斜齿轮三将动力传递至空心输出轴，此为第二种转速输出。
13.一种自走式青饲料收获机割台变速器的过载保护方法，采用上述变速器，步骤如下：所述变速器具有两条输出路径：第一条输出路径：动力从锥齿轮输入轴输入，锥齿轮输入轴与圆锥齿轮相啮合，动力传递给圆锥齿轮后，圆锥齿轮开始旋转，在扭力弹簧二弹力的作用下，动力继续传递给轴套，轴套与齿轮轴之间采用花键联接，齿轮轴开始转动，斜齿轮二与齿轮轴下端的齿轮啮合，齿轮轴带动斜齿轮二旋转，输出轴与斜齿轮二通过花键联接，斜齿轮二将动力传递至输出轴；第二条输出路径：动力从锥齿轮输入轴输入，锥齿轮输入轴与圆锥齿轮相啮合，动力传递给圆锥齿轮后，圆锥齿轮开始旋转，在扭力弹簧一弹力的作用下，动力继续传递给斜齿轮一，斜齿轮一与斜齿轮三啮合，斜齿轮一带动斜齿轮三转动，空心输出轴与斜齿轮三通过花键联接，斜齿轮三将动力传递至空心输出轴；当第一条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘二、输出轴、斜齿轮二、齿轮轴和轴套瞬间卡死，系统过载；此时，扭力弹簧二的变形量增大，所述圆锥齿轮开始空转，第二条转速
输出路径正常作业，变速器不损坏；当第二条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘一、空心输出轴、斜齿轮三和斜齿轮一瞬间卡死，系统过载；此时，扭力弹簧一的变形量增大，轴向驱动弹簧套沿所述弧形槽的端部向尾部打滑，圆锥齿轮开始空转，第一条输出路径正常作业，变速器不损坏；在上述第一条输出路径中，圆锥齿轮、径向驱动弹簧套、轴套、扭力弹簧二构成第一种过载保护，属于嵌合式安全离合器。在上述第二条输出路径中，圆锥齿轮、斜齿轮一、扭力弹簧一、轴向驱动弹簧套和弧形槽构成第二种过载保护。
14.当两条输出路径同时卡死时，两种过载保护同时发挥作用，系统打滑，变速器不损坏。
15.本发明的积极效果：1、本发明实现一个动力源输入，两种不同转速在同一方向上的输出，满足切割器与切割滚筒差速同向转动，减少能源消耗，降低生产成本；2、本发明设置两种过载保护，有效提高变速器及传动装置使用寿命，降低损坏率，降低驾驶员工作强度；3、变速器结构简单，传递效率高。
附图说明
16.图1为本发明剖视结构示意图；图2为本发明过载保护结构示意图；图3为本发明圆锥齿轮大端面结构示意图；图中：锥齿轮输入轴1、圆锥齿轮2、斜齿轮一3、扭力弹簧一4、轴向驱动弹簧套5、径向驱动弹簧套6、轴套7、齿轮轴8、扭力弹簧二9、斜齿轮二10、斜齿轮三11、输出轴12、空心输出轴13、法兰盘一14、法兰盘二15、弧形槽16。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：一种自走式青饲料收获机割台变速器，包含锥齿轮输入轴1、中间传动机构和输出机构，锥齿轮输入轴1通过中间传动机构与输出机构连接；所述中间传动机构包含圆锥齿轮2、斜齿轮一3、扭力弹簧一4、轴套7、齿轮轴8和扭力弹簧二9，所述齿轮轴8通过花键联接在轴套7上，圆锥齿轮2设置在轴套7外，圆锥齿轮2与轴套7之间通过扭力弹簧二9连接，圆锥齿轮2与设置在其一侧锥齿轮输入轴1相啮合；齿轮轴8上部设有斜齿轮一3，斜齿轮一3和圆锥齿轮2之间通过扭力弹簧一4连接；所述输出机构包含斜齿轮二10、斜齿轮三11、输出轴12、空心输出轴13、法兰盘一14和法兰盘二15；输出轴12平行设置在齿轮轴8的另一侧，输出轴12一端套装有空心输出轴13，空心输出轴13一端与斜齿轮三11通过花键联接，斜齿轮三11与斜齿轮一3相啮合，斜齿轮二10设置在输出轴12另一端，斜齿轮二10与齿轮轴8下端的齿轮相啮合。
18.所述圆锥齿轮2的大端面上设有台阶，台阶内侧设有径向驱动弹簧套6，轴套7的外侧设有环状槽，扭力弹簧二9的一端联接轴套7，另一端联接径向驱动弹簧套6，在扭力弹簧
二9的作用下，径向驱动弹簧套6径向顶紧圆锥齿轮2；圆锥齿轮2大端面上设有多个弧形槽16，弧形槽16内设有轴向驱动弹簧套5，扭力弹簧一4的一端联接轴向驱动弹簧套5，另一端联接斜齿轮一3，在扭力弹簧一4的作用下，轴向驱动弹簧套5轴向顶紧圆锥齿轮2。
19.所述空心输出轴13另一端设有法兰盘一14，输出轴 12一端伸出空心输出轴13外，伸出端设有法兰盘二15。
20.所述法兰盘一14与空心输出轴13为一体结构；所述法兰盘二15与输出轴12为一体结构。
21.一种自走式青饲料收获机割台变速器的两种转速输出方法，采用上述变速器，步骤如下：第一种转速输出方法：动力从锥齿轮输入轴1输入，锥齿轮输入轴1与圆锥齿轮2相啮合，动力传递给圆锥齿轮2后，圆锥齿轮2开始旋转，在扭力弹簧二9弹力的作用下，动力继续传递给轴套7，轴套7与齿轮轴8之间采用花键联接，齿轮轴8开始转动，斜齿轮二10与齿轮轴8下端的齿轮啮合，齿轮轴8带动斜齿轮二10旋转，输出轴12与斜齿轮二10通过花键联接，斜齿轮二10将动力传递至输出轴 12，此为第一种转速输出；第二种转速输出方法：动力从锥齿轮输入轴1输入，锥齿轮输入轴1与圆锥齿轮2相啮合，动力传递给圆锥齿轮2后，圆锥齿轮2开始旋转，在扭力弹簧一4弹力的作用下，动力继续传递给斜齿轮一3，斜齿轮一3与斜齿轮三11啮合，斜齿轮一3带动斜齿轮三11转动，空心输出轴13与斜齿轮三11通过花键联接，斜齿轮三11将动力传递至空心输出轴13，此为第二种转速输出。
22.一种自走式青饲料收获机割台变速器的过载保护方法，采用上述变速器，步骤如下：所述变速器具有两条输出路径：第一条输出路径：动力从锥齿轮输入轴1输入，锥齿轮输入轴1与圆锥齿轮2相啮合，动力传递给圆锥齿轮2后，圆锥齿轮2开始旋转，在扭力弹簧二9弹力的作用下，动力继续传递给轴套7，轴套7与齿轮轴8之间采用花键联接，齿轮轴8开始转动，斜齿轮二10与齿轮轴8下端的齿轮啮合，齿轮轴8带动斜齿轮二10旋转，输出轴12与斜齿轮二10通过花键联接，斜齿轮二10将动力传递至输出轴 12；第二条输出路径：动力从锥齿轮输入轴1输入，锥齿轮输入轴1与圆锥齿轮2相啮合，动力传递给圆锥齿轮2后，圆锥齿轮2开始旋转，在扭力弹簧一4弹力的作用下，动力继续传递给斜齿轮一3，斜齿轮一3与斜齿轮三11啮合，斜齿轮一3带动斜齿轮三11转动，空心输出轴13与斜齿轮三11通过花键联接，斜齿轮三11将动力传递至空心输出轴13；当第一条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘二15、输出轴12、斜齿轮二10、齿轮轴8和轴套7瞬间卡死，系统过载；此时，扭力弹簧二9的变形量增大，所述圆锥齿轮2开始空转，第二条转速输出路径正常作业，变速器不损坏；当第二条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘一14、空心输出轴13、斜齿轮三11和斜齿轮一3瞬间卡死，系统过载；此时，扭力弹簧一4的变形量增大，轴向驱动弹簧套5沿所述弧形槽16的端部向尾部打滑，圆锥齿轮2开始空转，第一条输出路径正常作业，变速器不损坏；当两条输出路径同时卡死时，扭力弹簧二9和扭力弹簧一4同时发挥作用，系统打滑，变速器不损坏。
23.结合附图，本实施例，本发明提供了一种多圆盘立式割台变速器，该变速器主要由壳体、锥齿轮输入轴1、中间传动机构、过载保护和输出机构等组成。变速器壳体主要起支撑保护作用，动力从所述锥齿轮输入轴1输入，经过中间传动机构输出到输出机构。
24.所述中间传动机构主要由圆锥齿轮2、斜齿轮一3、扭力弹簧一4、轴向驱动弹簧套5、径向驱动弹簧套6、轴套7、齿轮轴8、扭力弹簧二9和弧形槽16等组成。所述圆锥齿轮2与锥齿轮输入轴1相啮合。所述扭力弹簧二9的一端联接轴套7，另一端联接径向驱动弹簧套6，在弹簧力的作用下，所述径向驱动弹簧套6顶紧圆锥齿轮2。所述轴套7与齿轮轴8之间采用花键联接。所述斜齿轮二10与齿轮轴8下端的齿轮啮合。特别的，圆锥齿轮2大端面有三个带坡度的弧形槽16，扭力弹簧一4的一端联接轴向驱动弹簧套5，另一端联接斜齿轮一3，在弹簧力的作用下所述轴向驱动弹簧套5顶紧所述弧形槽16的槽底。所述斜齿轮一3与斜齿轮三11相啮合。第一条中间传动路线：动力从锥齿轮输入轴1输入，所述锥齿轮输入轴1与圆锥齿轮2相啮合，所述圆锥齿轮2开始旋转，在扭力弹簧二9弹力的作用下，动力继续传递给轴套7，所述轴套7与齿轮轴8之间采用花键联接，所述齿轮轴8开始转动，所述斜齿轮二10与齿轮轴8下端的齿轮啮合，斜齿轮二10旋转，将动力传递至输出机构。第二条中间传动路线：动力传递给圆锥齿轮2后，在扭力弹簧一4弹力的作用下，动力继续传递给斜齿轮一3，所述斜齿轮一3旋转，带动斜齿轮三11转动，所述斜齿轮三11将动力传递至输出机构。
25.所述输出机构主要由斜齿轮二10、斜齿轮三11、输出轴12、空心输出轴13、法兰盘一14和法兰盘二15等组成。所述输出轴12与斜齿轮二10通过花键联接将动力输出，此为第一种转速输出。所述空心输出轴13与斜齿轮三11通过花键联接将动力输出，此为第二种转速输出。两种输出转速使割台的切割器与切割滚筒在同一方向上实现差速转动。特别的，所述法兰盘一14与空心输出轴13为一体结构，法兰盘一14为第二种转速的输出端。所述法兰盘二15与输出轴12为一体结构，法兰盘二15为第一种转速的输出端。在上述第一条中间传动路线中，圆锥齿轮2、径向驱动弹簧套6、轴套7和扭力弹簧二9构成第一种过载保护，属于嵌合式安全离合器。当割台第一条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘二15、输出轴12、斜齿轮二10、齿轮轴8和轴套7瞬间卡死，系统过载。此时，所述扭力弹簧二9的变形量增大，所述圆锥齿轮2开始空转，系统打滑，第二条输出路径正常作业，变速器不损坏。在上述第二条中间传动路线中，圆锥齿轮2、斜齿轮一3、扭力弹簧一4、轴向驱动弹簧套5和弧形槽16构成第二种过载保护。当割台第二条输出路径遭遇阻塞过载时，法兰盘一14、空心输出轴13、斜齿轮三11和斜齿轮一3瞬间卡死，系统过载。此时，所述扭力弹簧一4的变形量增大，所述轴向驱动弹簧套5沿所述弧形槽16的端部向尾部打滑，所述圆锥齿轮2开始空转，第一条输出路径正常作业，变速器不损坏。
26.当两条输出路径同时卡死时，两种过载保护同时发挥作用，系统打滑，变速器不损坏。