一种轮式拖拉机的无级变速行走机构的制作方法

1.本实用新型涉及农用拖拉机变速箱中的行走机构，特别是一种轮式拖拉机的无级变速行走机构。


背景技术：

2.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。
3.传统的拖拉机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，且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，操作复杂，驾驶人员需要经过培训才能正常驾驶。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，因此现在年轻人都不愿意学习驾驶拖拉机，导致目前大多数驾驶拖拉机的人平均年龄在50岁左右，严重限制了我国农业的发展。
4.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。
5.因此，目前市场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的静液压无级变速传动系统，全面提升拖拉机的智能化水平。
6.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（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。
7.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。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术难题是，针对上述现有技术存在的不足，提供一种轮式拖拉机的无级变速行走机构。hst静液压无级变速单元前置式串联于变速箱的传动链中，并通过三联滑移机构，实现三区段纯液压无级变速行走驱动。
9.本实用新型的技术解决方案是，包括静液压无级变速单元13、过渡齿轮轴1、中央齿轮轴9、前后桥驱动机构和三档变速机构，其特征在于：变速箱前端盖14的前端外侧设有
静液压无级变速单元13，且前置的静液压无级变速单元13与三档变速机构串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；在过渡齿轮轴1与中央齿轮轴9之间设有三档变速机构，来自于静液压无级变速单元13的无级变速行走动力，由三档变速机构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1与中央齿轮轴9同轴设置，且两轴重叠式设计。
10.所述的三档变速机构，包括过渡齿轮轴1、中间轴2和中央齿轮轴9，过渡齿轮轴1为带有支撑轴颈的一体式齿轮轴，中间轴2上设有三联齿轮3，中央齿轮轴9上设有滑移齿轮6和低速档齿轮8，低速档齿轮8通过滚针轴承4空套在中央齿轮轴9上，三联齿轮3左、右两端的齿轮与过渡齿轮轴1和低速档齿轮8均为常啮合齿轮，三联齿轮3中间的齿轮由滑移齿轮6轴向移动选择与其啮合或脱开，使中央齿轮轴9实现高中低三档变速；滑移齿轮6与中央齿轮轴9之间设有滑移齿轮座7，滑移齿轮座7为内外双花键衬套，滑移齿轮6与滑移齿轮座7之间以及滑移齿轮座7与中央齿轮轴9之间均通过花键联接；过渡齿轮轴1和低速档齿轮8相对的齿轮端面上均设有可与滑移齿轮6内花键进行啮合的端面花键离合结构，使滑移齿轮6通过内花键与两端的过渡齿轮轴1或低速档齿轮8上的外花键进行端面离合。
11.所述的过渡齿轮轴1上的端面花键离合结构为分体式结构，即由外花键套10焊接固定在过渡齿轮轴1上而构成；低速档齿轮8上的端面花键离合结构为一体式结构，即将外花键结构11直接设置在低速档齿轮8的本体上而构成。
12.三联齿轮3通过花键联接在中间轴2上；滑移齿轮6以及与之啮合的三联齿轮3的中间齿轮，为大圆弧倒角齿，大圆弧半径范围为10-15mm。
13.过渡齿轮轴1的尾端设有凹槽12，中央齿轮轴9的前端伸入过渡齿轮轴1尾端的凹槽12内，并通过滚针轴承4支撑在凹槽12中，从而使过渡齿轮轴1与中央齿轮轴9构成两轴重叠式设计结构。
14.所述前后桥驱动机构，其中，后桥驱动机构包括中央齿轮轴9、差速器总成20，来自于静液压无级变速单元13的无级变速由三档变速机构减速后，获得三区段无级变速转速，再由中央齿轮轴9上的伞齿轮与差速器总成20啮合后，驱动后桥进行三区段无级变速行走；其中，前桥驱动机构包括前桥驱动轴19、前驱主动齿轮17、前驱被动齿轮18，中央齿轮轴9通过前驱主动齿轮17与前驱被动齿轮18啮合变速后，将三区段无级变速动力再传递给前桥驱动轴19，最后驱动前桥进行三区段无级变速行走。
15.本实用新型与现有技术相对比所具备的优点：一是前置串联式的hst布置方式，大大简化了传动结构，缩短了传动链，使拖拉机获得纯液压无级变速行走动力；二是拖拉机行走时，拥有三区段无级变速档位可供选择，驾驶人员可根据行走或作业等状态，任意切换行走模式，选择合适档位，以获得最佳的行走效率；三是变速箱由传统的纯机械手动换档升级为纯液压无级变速档，且前进和后退均由整体式液压无级变速单元正反运转实现，提高了变速箱的智能化水平，使轮式拖拉机的变速箱整体式升级换代，适应未来智能农机发展的方向。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图；
17.图2是图1中a的局部放大图（滑移齿轮6的三个位置图）；
18.图3为图2中过渡齿轮轴1的结构示意图；
19.图4为图2中低速档齿轮8的结构示意图。
20.图中标号：1-过渡齿轮轴，2-中间轴，3-三联齿轮，4-滚针轴承，5-拨叉，6-滑移齿轮，7-滑移齿轮座，8-低速档齿轮，9-中央齿轮轴，10-外花键套，11-外花键结构，12-凹槽，13-静液压无级变速单元（hst），14-变速箱前端盖，15-hst行走动力输出轴，16-花键套，17-前驱主动齿轮,18-前驱被动齿轮，19-前桥驱动轴，20-差速器总成。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述：
22.本实用新型涉及一种轮式拖拉机无级变速行走机构，包括静液压无级变速单元13、过渡齿轮轴1、中央齿轮轴9、前后桥驱动机构和三档变速机构。静液压无级变速单元13前置于变速箱前端盖14外侧，且静液压无级变速单元13与三档变速机构串联式连接，使拖拉机实现液压无级变速行走；在过渡齿轮轴1与中央齿轮轴9之间设有三档变速机构，来自于静液压无级变速单元13的无级变速行走动力，由三档变速机构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。
23.所述的三档变速机构，包括过渡齿轮轴1、中间轴2和中央齿轮轴9，过渡齿轮轴1为带有支撑轴颈的一体式齿轮轴，中间轴2上设有三联齿轮3，中央齿轮轴9上设有滑移齿轮6和低速档齿轮8，低速档齿轮8通过滚针轴承4空套在中央齿轮轴9上，三联齿轮3左、右两端的齿轮与过渡齿轮轴1和低速档齿轮8均为常啮合齿轮，三联齿轮3中间的齿轮由滑移齿轮6轴向移动选择与其啮合或脱开，使中央齿轮轴9实现高中低三档变速；滑移齿轮6与中央齿轮轴9之间设有滑移齿轮座7，滑移齿轮座7为内外双花键衬套，滑移齿轮6与滑移齿轮座7之间以及滑移齿轮座7与中央齿轮轴9之间均通过花键联接；过渡齿轮轴1和低速档齿轮8相对的齿轮端面上均设有可与滑移齿轮6内花键进行啮合的端面花键离合结构，使滑移齿轮6通过内花键与两端的过渡齿轮轴1或低速档齿轮8上的外花键进行端面离合。
24.过渡齿轮轴1上的端面花键离合结构为分体式结构，即由外花键套10焊接固定在过渡齿轮轴1的侧端上而构成；低速档齿轮8上的端面花键离合结构为一体式结构，即将外花键结构11直接设置在低速档齿轮8的本体上而构成。
25.三联齿轮3通过花键联接支撑在中间轴2上，中间轴2两端通过轴承固定在变速箱箱体上。
26.过渡齿轮轴1的连体轴与中央齿轮轴9同轴设置，且两轴重叠式设计；过渡齿轮轴1连体轴的轴端内设有凹槽12，中央齿轮轴9右端通过轴承固定在变速箱箱体上，中央齿轮轴9左端通过滚针轴承4支撑在过渡齿轮轴1的凹槽12中。
27.三联齿轮3的左中右三个齿轮分别为高中低三档啮合齿轮。过渡齿轮轴1与三联齿轮3左侧的齿轮为常啮合齿轮，低速档齿轮8与三联齿轮3右侧齿轮为常啮合齿轮，低速档齿轮8通过滚针轴承4在中央齿轮轴9上空转。滑移齿轮座7通过内外花键置于滑移齿轮6和中央齿轮轴9之间，并由拨叉5操纵滑移齿轮6相对滑移齿轮座7轴向移动。中央齿轮轴9右端用轴承固定在变速箱箱体上，中央齿轮轴9左端通过滚针轴承4支撑在过渡齿轮轴1右端的凹槽12内。
28.滑移齿轮6既担当传动齿轮与三联齿轮3的中间齿轮啮合传动，又担当离合器啮合
套，与两端的过渡齿轮轴1或低速档齿轮8上的外花键进行端面离合，起到端面离合器的作用。
29.滑移齿轮6由拨叉5拨动其在滑移齿轮座7上进行轴向移动。滑移齿轮6和三联齿轮3的中间齿轮处都设有大圆弧倒角设计，圆弧半径范围在10-15mm，圆弧半径为15mm最佳，大圆弧倒角设计便于换档时齿轮啮合不卡顿。
30.图2中用一个实线和二个虚线给出了滑移齿轮6三个位置的结构示意图。当滑移齿轮6向左移动时，滑移齿轮6的内花键与左侧过渡齿轮轴1上的外花键套10相啮合，此时过渡齿轮轴1上的外花键套10通过滑移齿轮6带动滑移齿轮座7转动，再由滑移齿轮座7通过内花键带动与之啮合的中央齿轮轴9转动，实现高速档位转速输出；当滑移齿轮6向右移动时，滑移齿轮6的内花键与右侧低速档齿轮8本体上的外花键结构11相啮合，此时，过渡齿轮轴1上的齿轮带动三联齿轮3转动，三联齿轮3最右端的齿轮带动低速档齿轮8转动，低速档齿轮8本体端面上的外花键结构11驱动滑移齿轮6和与之相啮合的滑移齿轮座7转动，最终滑移齿轮座7驱动中央齿轮轴9转动，实现中速档位转速输出；当滑移齿轮6置于中间时，过渡齿轮轴1上的齿轮带动三联齿轮3转动，三联齿轮3中间的齿轮带动滑移齿轮6和与之相啮合的滑移齿轮座7转动，最终滑移齿轮座7通过内花键带动与之啮合的中央齿轮轴9转动，实现中速档位转速输出。
31.所述前后桥驱动机构，其中：
32.后桥驱动机构包括中央齿轮轴9、差速器总成20，来自于静液压无级变速单元13的无级变速由三档变速机构减速后，获得三区段无级变速转速，再由中央齿轮轴9上的伞齿轮与差速器总成20啮合后，驱动后桥进行三区段无级变速行走。
33.前桥驱动机构包括前桥驱动轴19、前驱主动齿轮17、前驱被动齿轮18，中央齿轮轴9通过前驱主动齿轮17与前驱被动齿轮18啮合变速后，将三区段无级变速动力再传递给前桥驱动轴19，最后驱动前桥进行三区段无级变速行走。