一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法技术

本发明专利技术涉及一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法，其中一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱包括输入轴、PTO轴、马达轴、太阳轮轴、行星架轴、输出轴、行星排和泵控液压马达。本发明专利技术采用机械挡与液压功率分流传动的混合传动方案，使得传统无级变速拖拉机在道路运输作业时也能够具有较高的传动效率；由于采用了湿式离合器，无需串联主离合器即可实现变速箱的动力换段和动力换挡，有利于减小变速箱的轴向尺寸；由于包含了变量泵和变量马达组成的静液压传动系统，该变速箱无需配备换向离合器即可实现拖拉机在前进和倒退两个方向上的无级变速和自由换向，进一步简化了变速箱结构。构。构。

A tractor stepless gearbox with mechanical gear and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法


[0001]本专利技术涉及无级变速箱
，具体是指一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法。

技术介绍

[0002]拖拉机在大田作业时，既要从事犁耕等重负荷作业、起垄等中等负荷作业，又要从事植保等轻负荷作业，较多的作业工况迫使拖拉机需要更多的工作挡位，这就使得无级变速成为一种理想的传动形式。
[0003]液压功率分流无级变速箱同时具有液压无级变速负载驱动能力大以及机械无级变速能耗低的特点，是目前世界上商品化最为成功的拖拉机无级传动系统。然而，该类变速箱在道路运输作业时仍然采用功率分流传动，其传动效率水平低于传统的机械换挡变速箱，导致拖拉机在大田作业时省油而在道路运输作业时费油的情况。
[0004]为了同时适应大田作业中的复杂作业工况以及满足道路运输作业中的节能需求，有必要设计出一种无级变速与机械换挡共存的拖拉机无级变速箱。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法，使拖拉机能够在不同的工况下分别使用无级变速和机械挡位进行作业。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现的，提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，包括输入轴、PTO轴、输出轴、行星排和泵控液压马达；输入轴与泵控液压马达的变量泵主轴传动连接，输入轴上安装有齿轮PⅠ；PTO轴上安装有与齿轮PⅠ啮合的齿轮PⅡ，以及通过离合器CⅠ与PTO轴连接的齿轮CLⅠ；行星排的行星架轴上安装有与齿轮CLⅠ啮合的齿轮CLⅡ，行星排的太阳轮轴沿轴向穿过行星架轴的中心孔，且太阳轮轴与行星架轴通过离合器C连接；泵控液压马达的马达轴上安装有齿轮MLⅠ，太阳轮轴上安装有与齿轮MLⅠ啮合的齿轮MLⅡ，且齿轮MLⅡ通过离合器CⅢ与太阳轮轴连接；所述输出轴与行星排的齿圈同轴固接。
[0007]作为优化，太阳轮轴上还安装有齿轮MHⅡ，且齿轮MHⅡ通过离合器CⅣ与太阳轮轴连接，马达轴上安装有与齿轮MHⅡ啮合的齿轮MHⅠ，齿轮MHⅠ的分度圆直径大于齿轮MHⅡ的分度圆直径。
[0008]作为优化，PTO轴上还安装有齿轮CHⅠ，且齿轮CHⅠ通过离合器CⅡ与PTO轴连接，行星架轴上安装有与齿轮CHⅠ啮合的齿轮CHⅡ，齿轮CHⅠ的分度圆直径大于齿轮CHⅡ的分度圆直径。
[0009]作为优化，离合器CⅠ、离合器CⅡ、离合器CⅢ、离合器CⅣ和离合器C均为轴向进油的湿式离合器。
[0010]针对上述无级变速箱，本方案还提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱使用方法，包括如下方面：1、静液压段作业：当离合器C和离合器CⅢ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于静液压低速段；此时，行星排的太阳轮、行星架和齿圈被锁定且作为一个整体转动，发动机动力经输入轴、泵控液压马达、马达轴、齿轮MLⅠ、齿轮MLⅡ、离合器CⅢ、太阳轮轴进入行星排后经由输出轴向拖拉机后桥输出；通过改变变量泵与变量马达的排量之比，可实现输出轴转速在两个转向上的连续调节，进而实现拖拉机在前进和倒退两个方向上的无级变速；当离合器C和离合器CⅣ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于静液压高速段；静液压段用于拖拉机换向、起步和低速重载作业；2、液压功率分流段作业：当离合器CⅠ和离合器CⅢ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于液压功率分流低速段；此时，发动机动力在输入轴上分成两路传递：一路动力经由泵控液压马达、马达轴、齿轮MLⅠ、齿轮MLⅡ、离合器CⅢ、太阳轮轴进入行星排的太阳轮；另一路动力后经由齿轮PⅠ、齿轮PⅡ、PTO轴、离合器CⅠ、齿轮CLⅠ、齿轮CLⅡ、行星架轴进入行星排的行星架；两路动力在行星排汇合后，再经由输出轴向拖拉机后桥输出；通过改变变量泵与变量马达的排量之比，可实现输出轴转速的连续调节，进而实现拖拉机在前进方向上的无级变速；当离合器CⅡ和离合器CⅣ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于液压功率分流高速段；液压功率分流段用于大田作业；3、机械档作业：当离合器C和离合器CⅠ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于机械低速挡；此时，行星排的太阳轮、行星架和齿圈被锁定且作为一个整体转动，发动机动力经由输入轴、齿轮PⅠ、齿轮PⅡ、PTO轴、离合器CⅠ、齿轮CLⅠ、齿轮CLⅡ、行星架轴进入行星排后经由输出轴向拖拉机后桥输出；当离合器C和离合器CⅡ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于机械高速挡；机械挡用于拖拉机的道路运输作业。
[0011]本专利技术的有益效果为：1、采用机械挡与液压功率分流传动的混合传动方案，使得传统无级变速拖拉机在道路运输作业时也能够具有较高的传动效率；2、由于采用了湿式离合器，无需串联主离合器即可实现变速箱的动力换段和动力换挡，有利于减小变速箱的轴向尺寸。
[0012]3、由于包含了变量泵和变量马达组成的静液压传动系统，该变速箱无需配备换向离合器即可实现拖拉机在前进和倒退两个方向上的无级变速和自由换向，进一步简化了变速箱结构。
附图说明
[0013]图1为本专利技术拖拉机无级变速箱的结构布置示意图；图中所示：
1、输入轴，2、齿轮PⅠ，3、油管，4、变量泵，5、离合器CⅠ，6、齿轮CLⅠ，7、离合器CⅡ，8、齿轮CHⅠ， 9、PTO轴，10、齿圈，11、输出轴，12、太阳轮，13、行星架，14、行星轮，15、齿轮CHⅡ，16、行星架轴，17、齿轮CLⅡ，18、离合器C，19、变量马达，20、齿轮MHⅠ，21、齿轮MLⅠ，22、马达轴，23、离合器CⅢ，24、齿轮PⅡ，25、齿轮MLⅡ，26、离合器CⅣ，27、齿轮MHⅡ，28、太阳轮轴。
具体实施方式
[0014]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
[0015]如图1所示一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，包括输入轴1、PTO轴9、输出轴11、行星排和泵控液压马达。
[0016]泵控液压马达包括变量泵4和变量马达19，变量泵4和变量马达19通过油管3相连接。
[0017]行星排包括行星轮14、太阳轮12、与行星架轴16共轴连接的行星架13、与输出轴11共轴的齿圈10，行星轮14穿插在行星架13上并绕其转动，行星轮14与齿圈10内啮合，行星轮14与太阳轮12外啮合。
[0018]输入轴1与泵控液压马达的变量泵主轴传动连接，输入轴上安装有齿轮PⅠ2。输出轴11与行星排的齿圈10同轴固接。
[0019]PTO轴9上安装有与齿轮PⅠ2啮合的齿轮PⅡ24，以及通过离合器CⅠ5与PTO轴9传动连接的齿轮CLⅠ6。
[0020]行星排的行星架轴16上安装有与齿轮CLⅠ6啮合的齿轮CLⅡ17，行星排的太阳轮轴28沿轴向穿过行星架轴16的中心孔，且太阳轮轴28与行星架轴16通过离合器C18传动连接，太阳轮轴28穿过行星架轴16与太阳轮12相连接。
[0021]泵控液压马达的马达轴22上安装有齿轮MLⅠ21，太阳轮轴28上安装有与齿轮MLⅠ21啮合的齿轮MLⅡ25，且齿轮MLⅡ25通过离合器CⅢ23与太阳轮轴28传动连接，齿轮MLⅠ21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，其特征在于：包括输入轴（1）、PTO轴（9）、输出轴（11）、行星排和泵控液压马达；输入轴（1）与泵控液压马达的变量泵主轴传动连接，输入轴上安装有齿轮PⅠ（2）；PTO轴（9）上安装有与齿轮PⅠ（2）啮合的齿轮PⅡ（24），以及通过离合器CⅠ（5）与PTO轴（9）连接的齿轮CLⅠ（6）；行星排的行星架轴（16）上安装有与齿轮CLⅠ（6）啮合的齿轮CLⅡ（17），行星排的太阳轮轴（28）沿轴向穿过行星架轴（16）的中心孔，且太阳轮轴（28）与行星架轴（16）通过离合器C（18）连接；泵控液压马达的马达轴（22）上安装有齿轮MLⅠ（21），太阳轮轴（28）上安装有与齿轮MLⅠ（21）啮合的齿轮MLⅡ（25），且齿轮MLⅡ（25）通过离合器CⅢ（23）与太阳轮轴（28）连接；所述输出轴与行星排的齿圈（10）同轴固接。2.根据权利要求1所述的一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，其特征在于：太阳轮轴（28）上还安装有齿轮MHⅡ（27），且齿轮MHⅡ（27）通过离合器CⅣ（26）与太阳轮轴（28）连接，马达轴（22）上安装有与齿轮MHⅡ（27）啮合的齿轮MHⅠ（20），齿轮MHⅠ（20）的分度圆直径大于齿轮MHⅡ（27）的分度圆直径。3.根据权利要求1所述的一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，其特征在于：PTO轴（9）上还安装有齿轮CHⅠ（8），且齿轮CHⅠ（8）通过离合器CⅡ（7）与PTO轴（9）连接，行星架轴（16）上安装有与齿轮CHⅠ（8）啮合的齿轮CHⅡ（15），齿轮CHⅠ（8）的分度圆直径大于齿轮CHⅡ（15）的分度圆直径。4.根据权利要求3所述的一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，其特征在于：离合器CⅠ（5）、离合器CⅡ（7）、离合器CⅢ（23）和离合器C（18）均为轴向进油的湿式离合器。5.一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱使用方法，其特征在于，包括如下方面：（1）静液压段作业：当离合器C（18）和离合器CⅢ（23）接合，其余离合器分离时，变速箱工作于静液压低速段；此时，行星排的太阳轮（12）、行星架（13）和齿圈（10）被...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光明，赵业慧，宋悦，陈晓晗，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：