一种四轮驱动的自走式多功能耕作的制造方法
【专利摘要】一种四轮驱动的自走式多功能耕作机，电起动柴油机安装于机架的前部，变速箱连接在机架的后部，变速箱中设置有输入轴、后输出轴、驱动轴和前输出轴；离合器连接在变速箱的输入轴上，电起动柴油机通过带传动与离合器连接；前驱动桥安装在机架前端下部并与变速箱的前输出轴通过铰链连接轴连接，前驱动轮安装在前驱动桥上；后驱动轮安装在变速箱的驱动轮轴上，驱动轮轴上安装有制动器；转向器安装在机架的中部，并与前驱动桥连接；座椅安装在变速箱上方；电瓶安装在电起动柴油机的前方，并与电起动柴油机上的起动电机相连；液压系统包括油箱、液压齿轮泵、液压操纵阀和液压油缸。该耕作机四轮驱动，一机多用，结构简单，操作方便。
【专利说明】一种四轮驱动的自走式多功能耕作机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种四轮驱动的自走式多功能耕作机，属于农业机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]农业耕作机主要用于农田的中耕培土、开垅、深耕翻土、旋耕耙田等作业。目前出现了各种不同结构的耕作机。
[0003]中国专利文献CN2247624Y公开了一种微型四轮拖拉机，其主要由柴油机、机架、转向器、变速箱、离合器、制动装置、牵引装置和提升机构所组成。机架的上方装有小型(6kw?7kw)的柴油机,并加机罩装配总成,并在机罩的后方靠近转向器处设有电器总成，在发动机的后部的机架下方，设有变速箱，在它的上部设有液压装置总成，而液压油缸提升装置总成，设计在其后上部，液压油泵则设在其前右侧，在液压装置的上方，安装有驾驶座总成，在变速箱的后部，安装牵引装置总成，在导向轮和驱动轮总成之间，设计有手制动器，脚制动器，离合器和换档搬手总成，以便于司机操作。在变速箱壳体的外部，于动力输出轴上，装有液压油泵，而液压油缸则被安放在变速箱后端的上部，组成了液压提升装置。
[0004]上述微型四轮拖拉机的缺陷是配套动力偏小，无电起动装置，液压提升装置安装在变速箱上，输出轴上装有液压油泵，这种结构不但加工成本高，起动不方便，而且无法满足当前农业机械耕作的要求，发动机采用6kw?7kw的柴油机动力不足，无法满足耕幅在900-1200mm的旋耕机和单、双铧犁的需要。
[0005]中国专利文献CN103621199A公开了一种微型四轮拖拉机，包括农用运输车和悬挂于运输车尾部的旋耕部件，旋耕部件包括套在悬臂上的旋耕刀轴，旋耕刀轴上有旋耕刀，并且旋耕刀轴与旋耕刀为一体模具；农用运输车包括头部带有方向盘的机架，机架上固定有发动机和一个弧形覆土板，弧形覆土板的中间有一个能通过旋耕刀轴和旋耕刀的孔，发动机与方向盘之间固定有驾驶座。通过加大旋耕刀轴半径来增大耕深，通过弧形覆土板来控制耕土的落点。旋耕机还包括固定在机架上的液压泵，液压泵上连接有油缸，油缸的另一端与旋耕部件的悬臂铰接在一起。进行旋耕作业时，通过液压泵上的开关控制液压泵将油缸收回，这时旋耕机部件下降进行旋耕作业；当旋耕作业完成后，液压泵控制油缸伸出，推动旋耕部件升起，防止旋耕部件与地面凹凸之处摩擦。
[0006]上述微型四轮拖拉机的缺陷是利用农用运输车和悬挂于运输车尾部的旋耕部件来进行工作，无电起动装置，配套机具单一，油缸设在底部，旋耕作业时，尘土非常容易进入油缸以致损坏。
[0007]中国专利文献CN201530426U公开了一种四轮驱动手扶拖拉机，由变速箱、传动箱及拖车组成的四轮驱动手扶拖拉机，其特殊之处是对转向轴后部偏下部位的变速箱进行适当的加大，在加大部位安装后驱动轴，后驱动轴上套装有与中央传动大齿轮相啮合的传动齿轮以及后离合器与小伞齿轮相哨合，后驱输出轴通过万向轴与传动箱的输出轴相连接接，传动箱的输入轴上固定有小齿轮，小齿轮与轮毂上设有传动拔叉的滑动大齿轮相啮合，滑动大齿轮装置在带的花键的传动输出轴上或将传动箱的输入轴与输出轴均设有花键，位置相对，尺寸相等，二轴同心，设有拔叉槽的花键套A套在输入轴上。
[0008]上述四轮驱动手扶拖拉机的缺陷是，是在转向轴下部增加输出装置，在水田及泥泞道路上，转向非常的沉，而且又在变速箱以外，增加了一个传动箱来实现后输出的动力接合和切断。制造成本高，操作不方便，无电起动装置，只适合配拖车使用，无法实现配套各种机具。
[0009]中国专利文献CN202310483U公开了一种四轮驱动手扶拖拉机，由操纵台、行走变速箱、机架、动力、行走轮、旋耕变速箱、旋耕刀、驱动半轴等组成，动力经行走变速箱降速后通过机械传动连接传递到前后左右四个驱动半轴上，前后行走驱动半轴之间用传动轴或传动链条相连接，四个行走驱动半轴上各装有行走轮，构成四轮驱动行走，行走轮由叶片、轮圈、轮毂、橡胶轮圈等组成，在水田作业时行走轮叶片在行走的同时起到滚松、搅碎使泥土起浆的滚耕作用。
[0010]上述四轮驱动自走式旋耕机的缺陷是，是在座椅下安装动力及行走变速箱，行走变速箱专用，制造成本高，整机布局不合理，操作不方便，无电起动装置，油缸设在底部，旋耕作业时，尘土非常容易进入油缸以致损坏。且无法实现前端可配套多种机具。
【发明内容】
[0011]针对现有农业耕作机技术存在的不足，本发明提供一种四轮驱动、结构简单、便于制造、操作方便、一机多用的四轮驱动自走式多功能耕作机。
[0012]本发明的四轮驱动的自走式多功能耕作机，采用以下技术方案:
[0013]该耕作机，包括机架、电瓶、电起动柴油机、前驱动桥、转向器、离合器、变速箱、制动器、座椅、液压系统、后驱动轮和前驱动轮；电起动柴油机安装于机架的前部，变速箱连接在机架的后部，变速箱中设置有输入轴、后输出轴、驱动轴和前输出轴；离合器连接在变速箱的输入轴上，电起动柴油机通过带传动与离合器连接；前驱动桥安装在机架前端下部并与变速箱的前输出轴通过铰链连接轴连接，前驱动轮安装在前驱动桥上；后驱动轮安装在变速箱的驱动轮轴上，驱动轮轴上安装有制动器；转向器安装在机架的中部，并与前驱动桥连接；座椅安装在变速箱上方；电瓶安装在电起动柴油机的前方，并与电起动柴油机上的起动电机相连；液压系统包括油箱、液压齿轮泵、液压操纵阀和液压油缸，油箱安装在座椅的后侧，液压齿轮泵安装在电起动柴油机下方并通过带传动与电起动柴油机连接，液压操纵阀安装在座椅的一侧，液压油缸安装在座椅后方，液压齿轮泵和液压操纵阀均通过油管与油箱连接，液压操纵阀与液压齿轮泵通过油管连接，液压油缸通过油管与液压操纵阀连接。
[0014]所述变速箱，包括输入轴、后输出轴、III轴、IV轴、转向轴、VI轴、左驱动轴、右驱动轴、四驱传动轴和前输出轴；输入轴上安装有高低档双联齿轮；后输出轴上依次安装有II档从动齿轮、III档从动齿轮、I档从动齿轮和倒档从动齿轮，后输出轴的输出端装有传动轮；111轴上依次安装有III轴主传动齿轮、III档变速双联齿轮和III档变速齿轮；IV轴上安装有IV轴齿轮，IV轴齿轮一方面与转向轴上的中央齿轮啮合，一方面与四驱传动轴上的滑移齿轮啮合；转向轴上安装有中央齿轮，中央齿轮的两侧各安装一个差速齿轮，组成差速器，中央齿轮与IV轴齿轮啮合轴上安装有两个VI轴传动双联齿轮，两个VI轴传动双联齿轮上的大齿轮分别与两个差速齿轮啮合；左驱动轴和右驱动轴上均安装有驱动齿轮，两个驱动齿轮分别与两个VI轴传动双联齿轮上的小齿轮啮合；四驱传动轴上安装有滑移齿轮和四驱锥齿轮，四驱锥齿轮与前输出轴上的锥齿轮啮合；前输出轴是与四驱锥齿轮啮合的锥齿轮轴。
[0015]动力传输到输入轴上，通过拨动输入轴上的高低档双联齿轮以及III轴上的III档变速双联齿轮和III档变速齿轮与其它齿轮啮合，组合形成六档变速，经各档变速后动力传至IV轴。此后动力一方面经IV轴、转向轴和VI轴传至驱动轴，带动驱动轴上的后驱动轮运转；另一方面经IV轴和四驱传动轴传至前输出轴，前输出轴通过万向连接轴与前驱动桥连接，经万向连接轴传至前驱动桥，带动前驱动桥上的前驱动轮运转。后输出轴可以带动农用机械(如旋耕机等)运转，实现了第三路动力传输。
[0016]上述耕作机，可在机架前端安装割草机或除雪铲，割草机或除雪铲与电起动柴油机连接。在变速箱后端连接旋耕机，旋耕机通过传动机构与变速箱的后输出轴相连，同时旋耕机与液压油缸连接，在液压油缸带动下起降。变速箱后端也可以通过牵引框连接犁具或者拖车，犁具与液压油缸连接。这样就实现了一机多用。
[0017]电起动柴油机将动力分成三路，一路传递给离合器，再由离合器传递给变速箱；一路传递给液压齿轮泵；一路将动力传递给割草机或除雪铲。变速箱的动力又分成三路，一路动力通过后输出轴传递给旋耕机，一路动力通过驱动轴传递给后驱动轮，另外一路动力通过前输出轴传递给前驱动桥，前驱动桥将动力传递给前驱动轮。
[0018]本发明实现了四轮驱动，又有多种耕作机械的功能集成，既轻巧，又弥补了手扶拖拉机性能的不足，解决了一种机型可配多种农机具的难题，达到一机多用的目的，结构紧凑、动力匹配得当、油耗低、功能广、效率高、使用维修方便；同时可调轮距，具有行驶平衡、抗倾斜能力强的特点，提高了性能稳定性、使用可靠性和工作效率；此外其配套齐全、作业性能好、生产效率高，用途广泛，能有效地进行各种田间作业(耕地、耙地、播种、收割、田间管理)、固定式作业(抽水、排灌、发电、脱粒)及运输作业，可满足平原、丘陵、牧区、菜园、果园、林区等不同条件下的机械化作业要求，可牵引拖车进行短途运输，且配有照明设备，可在夜间行驶。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的四轮驱动的自走式多功能耕作机的结构示意图。
[0020]图2是本发明中的四轮驱动的液压系统示意图。
[0021]图3是本发明中变速箱中各轴位置关系剖视图。
[0022]图4是图3所示沿A-A线剖视的各轴传动关系原理示意图。
[0023]图5是图3所示沿B-B线剖视的各轴传动关系原理示意图。
[0024]图中:1、割草机；2、机架；3、电瓶；4、电起动柴油机；5、前驱动桥；6、齿轮泵带轮；
7、液压齿轮泵；8、转向器；9、铰链连接轴；10、带传动；11、离合器；12、液压操纵阀；13、变速箱；14、制动器；15、座椅；16、油箱；17、液压油缸；18、旋耕机；19、后驱动轮；20、电器仪表盘；21、前驱动轮；22、输入轴；23、II档从动齿轮；24、后输出轴；25、111档从动齿轮；26、高低档双联齿轮；27、111档变速双联齿轮；28、I档从动齿轮；29、倒档从动齿轮；30、111轴主传动齿轮；31、111档变速齿轮；32、111轴；33、IV轴齿轮；34、IV轴；35、转向轴；36、差速齿轮；37、中央齿轮；38、VI轴；39、VI轴传动双联齿轮；40、左驱动轴；41、右驱动轴；42、驱动齿轮；43、链传动；44、倒档齿轮；45、四驱传动轴；46、滑移齿轮；47、四驱锥齿轮；48、前输出轴。
【具体实施方式】
[0025]本发明的四轮驱动的自走式多功能耕作机，如图1所示，主要包括机架2、电瓶3、电起动柴油机4、前驱动桥5、转向器8、离合器11、变速箱13、制动器14、座椅15、后驱动轮19、前驱动轮21以及液压系统。柴油机4安装于机架2的前部(以图1所示左侧为前)，变速箱13前端连接在机架2的后部，变速箱13上带有输入轴22、前输出轴48、后输出轴24、左驱动轴40和右驱动轴41 (参见图3和图4)。变速箱13后端连接有旋耕机18，旋耕机18上的传动箱与变速箱13的后输出轴通过链传动43相连(参见图4)，变速箱13的输入轴22上连接离合器11，电起动柴油机4通过带传动10与离合器11连接。前驱动桥5安装在机架2的前端下部，通过铰链连接轴(也称“万向连接轴”)9与变速箱13的前输出轴48连接(参见图5)，两个前驱动轮21分别安装在前驱动桥5的两侧。在变速箱13的左驱动轴40和右驱动轴41上安装两个后驱动轮19，同时两个驱动轴上均安装有制动器14(参见图4)。转向器8安装在机架2的中部，并与前驱动桥连接。转向器8的前方安装有电器仪表盘20，以便于操作。电瓶3安装在电起动柴油机4的前方，并与电起动柴油机4上的起动电机相连。座椅15安装在变速箱13上方。
[0026]如图2所不,液压系统包括油箱16、液压齿轮泵7、液压操纵阀12和液压油缸17。液压齿轮泵7安装在电起动柴油机4左侧下方，液压齿轮泵7上的齿轮泵带轮6通过带传动与电起动柴油机4连接。液压操纵阀12安装在座椅15的右侧。油箱16安装在座椅15的左后侧。液压油缸17安装在座椅15右后方，并与旋耕机18相连，带动旋耕机18起降。液压齿轮泵7和液压操纵阀12分别通过油管与油箱16连接，液压操纵阀12与液压齿轮泵7通过油管连接，液压油缸17通过油管与液压操纵阀12连接。电起动柴油机4可将动力通过带传动传递给液压齿轮泵7。通过液压操纵阀12手柄的上下调节实现液压油缸17的伸缩，带动旋耕机18的升降。
[0027]变速箱13的动力又分成三路:第一路动力通过后输出轴24和链传动43传递给旋耕机18 ;第二路动力通过驱动轮轴传递给后驱动轮19 ;第三路动力通过前输出轴及铰链连接轴9传递给前驱动桥5，前驱动桥5将动力传递给前驱动轮21，这样就实现了两个前驱动轮21和两个后驱动轮19的四轮驱动。图3给出了变速箱13中的各轴位置关系，主要包括输入轴22、后输出轴24、III轴32、IV轴34、转向轴35、VI轴38、左驱动轴40、右驱动轴41、四驱传动轴45和前输出轴48。输入轴22、后输出轴24、111轴32、IV轴34、转向轴35、VI轴38、左驱动轴40、右驱动轴41、四驱传动轴45的轴线平行，前输出轴48与四驱传动轴45的轴线垂直。各轴上的部件关系如图4和图5所示。
[0028]输入轴22的外端安装有离合器11，离合器11通过带传动与柴油机4连接。输入轴22上安装有高低档双联齿轮26，通过拨叉拨动高低档双联齿轮26在输入轴22上移动。
[0029]后输出轴24上依次安装有II档从动齿轮23、111档从动齿轮25、I档从动齿轮28和倒档从动齿轮29。在后输出轴24的输出端可以装有传动链轮，通过链传动43将动力传输到旋耕机18。
[0030]III轴32上依次安装有III轴主传动齿轮30 JII档变速双联齿轮27和III档变速齿轮
31。
[0031]IV轴34上安装有IV轴齿轮33，IV轴齿轮33 —方面与转向轴35上的中央齿轮哨合，将动力传至左驱动轴40和右驱动轴41 ;一方面与四驱传动轴45上的滑移齿轮46哨合，将动力传至前驱动桥5。这样就能够同时将动力传向后驱动轮和前驱动轮，实现四驱传动。
[0032]转向轴35上安装有中央齿轮37，中央齿轮37的两侧各安装一个差速齿轮36，组成差速器，中央齿轮37与IV轴齿轮33啮合。
[0033]VI轴38上安装有两个VI轴传动双联齿轮39，两个VI轴传动双联齿轮39上的大齿轮分别与两个差速齿轮36啮合。
[0034]左驱动轴40和右驱动轴41上均安装有驱动齿轮42，两个驱动齿轮42分别与两个VI轴传动双联齿轮39上的小齿轮啮合。
[0035]四驱传动轴45上安装有滑移齿轮46和四驱锥齿轮47，拨动滑移齿轮46在四驱传动轴45上移动，可实现与IV轴齿轮33啮合，四驱锥齿轮47与前输出轴48上的锥齿轮啮入口 ο
[0036]前输出轴48是与四驱锥齿轮47啮合的锥齿轮轴，前输出轴48通过铰链连接轴9与前驱动桥5连接。
[0037]此外，还包括一个倒档轴，倒档轴上安装有倒档齿轮44 (参见图4)，倒档齿轮44与倒档从动齿轮29啮合以及III档变速齿轮31与倒档齿轮44啮合，实现两档倒退运行。
[0038]变速箱13实现四轮驱动的过程如下所述:
[0039]柴油机4的动力经离合器11传输到输入轴22上，通过拨动输入轴22上的高低档双联齿轮26以及III轴32上的III档变速双联齿轮27和III档变速齿轮31与其它齿轮啮合，组合形成六档变速，经各档变速后动力传至IV轴34。此后动力分两路传输:一方面经IV轴34上IV轴齿轮33与转向轴35上中央齿轮37的啮合、转向轴35上差速齿轮36与VI轴38上VI轴传动双联齿轮39的啮合以及VI轴传动双联齿轮39与驱动齿轮42的啮合，将动力传至左驱动轴40和右驱动轴41，带动左驱动轴40和右驱动轴41上的两个后驱动轮19运转；另一方面，经IV轴34上IV轴齿轮33与四驱传动轴45上滑移齿轮46的啮合以及四驱传动轴45上四驱锥齿轮47与前输出轴48上的锥齿轮的啮合，将动力经铰链连接轴9传至前驱动桥5，带动前驱动桥5上的两个前驱动轮21运转。通过拨动滑移齿轮46实现滑移齿轮46与IV轴齿轮33的啮合或脱开，实现动力结合或切断。后输出轴24通过链传动23带动后方的旋耕机18运转，实现了第三路动力传输。
[0040]后输出轴24和III轴32之间的六档前进变速和两档倒退变速过程如下所述:
[0041]I档前进运动:拨动高低档双联齿轮26和III档从动齿轮25啮合，拨动III档变速齿轮31与I档从动齿轮28啮合。
[0042]II档前进运动:拨动高低档双联齿轮26和III档从动齿轮25啮合，拨动III档变速双联齿轮27与II档从动齿轮23啮合。
[0043]III档前进运动:拨动高低档双联齿轮26与III档从动齿轮25啮合，拨动III档变速双联齿轮27与III档从动齿轮25啮合。
[0044]IV档前进运动:拨动高低档双联齿轮26与I档从动齿轮28啮合，拨动III档变速齿轮31与I档从动齿轮28啮合。
[0045]V档前进运动:拨动高低档双联齿轮26与I档从动齿轮28啮合，拨动III档变速双联齿轮27与II档从动齿轮23啮合。
[0046]VI档前进运动:拨动高低档双联齿轮26与I档从动齿轮28啮合，拨动III档变速双联齿轮27与III档从动齿轮25啮合。
[0047]I档倒退运动；拨动高低档双联齿轮26与III档从动齿轮25啮合，拨动III档变速齿轮31与倒档齿轮26 (参见图2)啮合，倒档齿轮26与倒档从动齿轮29啮合。
[0048]II档倒退运动:拨动高低档双联齿轮26与I档从动齿轮28啮合，拨动III档变速齿轮31与倒档齿轮26啮合，倒档齿轮26与倒档从动齿轮29啮合。
[0049]可在机架2的前端(图1所示左侧)安装割草机I或除雪铲，柴油机4的动力通过带传动10传递到割草机I或除雪铲，以带动割草机I或除雪铲工作。在变速箱13后端连接旋耕机18，也可以通过牵引框连接犁具或者拖车，旋耕机18或犁具与液压油缸17连接。在需要犁耕作业时，拆去旋耕机，将变速箱13与牵引框相连接，将犁具装配到牵引框上，犁具与液压油缸17相连，可实现犁具的升降。
[0050]在需要挂拖车进行运输时，拆去犁具，在牵引框上装铰接挂具，并与拖车相连，可进行短途运输，且配有照明设备，可在夜间行驶。
[0051]电起动柴油机4将动力分成三路，第一路通过带传动10传递给出离合器11，再由离合器11传递给变速箱13 ;第二路传递给液压齿轮泵7 ;第三路将动力传递给安装在机架2前端的割草机I或除雪铲。
【权利要求】
1.一种四轮驱动的自走式多功能耕作机，包括机架、电瓶、电起动柴油机、前驱动桥、转向器、离合器、变速箱、制动器、座椅、液压系统、后驱动轮和前驱动轮；其特征是:电起动柴油机安装于机架的前部，变速箱连接在机架的后部，变速箱中设置有输入轴、后输出轴、驱动轴和前输出轴；离合器连接在变速箱的输入轴上，电起动柴油机通过带传动与离合器连接；前驱动桥安装在机架前端下部并与变速箱的前输出轴通过铰链连接轴连接，前驱动轮安装在前驱动桥上；后驱动轮安装在变速箱的驱动轮轴上，驱动轮轴上安装有制动器；转向器安装在机架的中部，并与前驱动桥连接；座椅安装在变速箱上方；电瓶安装在电起动柴油机的前方，并与电起动柴油机上的起动电机相连；液压系统包括油箱、液压齿轮泵、液压操纵阀和液压油缸，油箱安装在座椅的后侧，液压齿轮泵安装在电起动柴油机下方并通过带传动与电起动柴油机连接，液压操纵阀安装在座椅的一侧，液压油缸安装在座椅后方，液压齿轮泵和液压操纵阀均通过油管与油箱连接，液压操纵阀与液压齿轮泵通过油管连接，液压油缸通过油管与液压操纵阀连接。
2.根据权利要求1所述的四轮驱动的自走式多功能耕作机，其特征是:所述所述变速箱，包括输入轴、后输出轴、III轴、IV轴、转向轴、VI轴、左驱动轴、右驱动轴、四驱传动轴和前输出轴；输入轴上安装有高低档双联齿轮；后输出轴上依次安装有II档从动齿轮、III档从动齿轮、I档从动齿轮和倒档从动齿轮，后输出轴的输出端装有传动轮；111轴上依次安装有III轴主传动齿轮、III档变速双联齿轮和III档变速齿轮；IV轴上安装有IV轴齿轮，IV轴齿轮一方面与转向轴上的中央齿轮啮合，一方面与四驱传动轴上的滑移齿轮啮合；转向轴上安装有中央齿轮，中央齿轮的两侧各安装一个差速齿轮，组成差速器，中央齿轮与IV轴齿轮啮合；VI轴上安装有两个VI轴传动双联齿轮，两个VI轴传动双联齿轮上的大齿轮分别与两个差速齿轮啮合；左驱动轴和右驱动轴上均安装有驱动齿轮，两个驱动齿轮分别与两个VI轴传动双联齿轮上的小齿轮啮合；四驱传动轴上安装有滑移齿轮和四驱锥齿轮，四驱锥齿轮与前输出轴上的锥齿轮啮合；前输出轴是与四驱锥齿轮啮合的锥齿轮轴。
3.根据权利要求1所述的四轮驱动的自走式多功能耕作机，其特征是:所述机架前端安装割草机或除雪铲，割草机或除雪铲与电起动柴油机连接。
4.根据权利要求1所述的四轮驱动的自走式多功能耕作机，其特征是:所述变速箱后端连接旋耕机，旋耕机与液压油缸连接，旋耕机的传动箱与变速箱的后输出轴相连；或者变速箱后端通过牵引框连接犁具或拖车，犁具与液压油缸连接。
【文档编号】B60K17/34GK104191966SQ201410419288
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】王波, 胡尊云, 王兴军, 张学春, 高公如 申请人:山东常林农业装备股份有限公司