一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，包括机械传动系统和液压传动系统，所述液压传动系统包括变量泵、定量马达和液压流输入轴，所述定量马达与变量泵通过油管连接，所述机械传动系统包括PTO输入轴，机械流输入轴，输出轴和行星齿轮机构；所述PTO输出轴的一端与发动机连接，同时其通过齿轮对啮合与泵输入轴和机械流输入轴相连接，所述机械流输入轴上设有第六离合器第一行星排，所述液压流输入轴上设有第五离合器和第二行星排，所述第一行星排和第二行星排之间相互连接，所述输出轴上设有第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器。本实用新型能实现自动换挡，而且换挡时动力不中断，拖拉机行驶平稳。
【专利说明】
一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种变速箱，具体涉及一种适用于水旱田两用100马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，属于车辆系统动力学与控制技术领域。
【背景技术】
[0002]拖拉机是重要的农业生产机械，具有较多的工作挡位，传统的拖拉机换挡过程完全由驾驶员承担，不仅劳动强度大，速度改变范围小且速度只能阶跃式变化，驾驶员在换挡时有颠簸感，而且不易实现变速箱与发动机的最佳燃油经济性或动力性匹配，从而浪费能源。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种可同时实现无级调速与动力换段(挡)的液压机械无级变速箱。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速器，包括动力输入系统、设置于动力输入系统下方的机械动力传动系统和液压动力传动系统以及位于机械动力传动系统和液压动力传动系统下方的动力输出系统；
[0005]所述动力输入系统主要包括发动机、传动主齿轮、PTO输出轴，所述发动机输出轴与PTO输出轴同轴连接，所述传动主齿轮安装在PTO输出轴上，分别与液压动力传动系统第一传动副齿轮和机械动力传动系统中第二传动副齿轮相嗤合;将发动机输出的动力分别传递到机械动力传动系统和液压动力传动系统；
[0006]所述机械动力传动输入系统包括机械流输入轴、支撑轴一以及连接机械流输入轴和支撑轴一的第六离合器，所述第六离合器负责控制机械动力传动系统的动力输入第二行星排的行星架和第一行星排的齿圈，所述机械流输入轴上装有第二传动副齿轮，所述支撑轴一自左端依次设有二挡主动齿轮、第一滚动轴承、倒挡主动齿轮以及第二行星排，所述支撑轴一与动力输出系统之间设有惰轮轴，所述惰轮轴装有惰轮，所述惰轮连接主动齿轮和动力输出系统的倒挡从动齿轮，用于倒挡行驶；
[0007]所述液压动力传动系统主要包括第一传动副齿轮、栗输入轴、变量栗、定量马达和液压流输入轴，所述的第一传动副齿轮安装在栗输入轴上，所述栗输入轴与变量栗同轴相连，所述变量栗通过液压油管与定量马达连接，所述定量马达的输出端与马达输出轴连接，所述马达输出轴通过液压传动主齿轮与液压流输入轴上液压传动副齿轮啮合;所述液压流输入轴上在液压传动副齿轮左侧依次设有设有一挡主动齿轮、第二滚动轴承、三挡主动齿轮和第一行星排，在液压传动副齿轮右侧设有液压主动齿轮和第五离合器，所述液压流输入轴与动力输出系统设有过渡轴，所述过渡轴左端装有第一过渡齿轮，右端装有第二过渡齿轮，所述第一过渡齿轮与液压主动齿轮相啮合，所述第二过渡齿轮与动力输出系统的起步挡从动齿轮相啮合；
[0008]所述动力输出系统主要包括组合型输出轴、二挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、三挡从动齿轮、一挡从动齿轮以及起步挡从动齿轮，所述的组合型输出轴由支撑轴二、支撑轴三、支撑轴四、支撑轴五、支撑轴六等五段同轴组成，相邻两支撑轴之间依次设有第二离合器、第四离合器、第三离合器和第一离合器，所述二挡从动齿轮与二挡主动齿轮相啮合，所述倒挡从动齿轮与惰轮相啮合，所述三挡从动齿轮与三挡主动齿轮相啮合，所述一挡从动齿轮与一挡主动齿轮相啮合，所述起步挡从动齿轮与第二过渡齿轮相啮合。
[0009]进一步完善上述技术方案:所述第二行星排的齿圈与支撑轴一固联，所述第二行星排的行星架与第一行星排的齿圈相固联。
[0010]进一步的，所述过渡齿轮包括安装在过渡轴上的第一过渡齿轮和第二过渡齿轮，所述第一过渡齿轮与液压主动齿轮相互啮合连接，第二过渡齿轮与起步挡从动齿轮相互啮合连接；
[0011]所述第一行星排齿圈与第二行星排的行星架相固联；
[0012]所述第一滚动轴承位于二挡主动齿轮和倒挡主动齿轮之间，所述第二滚动轴承位于三挡主动齿轮和一挡主动齿轮之间；
[0013]所述第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器和第六离合器均为湿式离合器；
[0014]所述变速箱有三个前进挡和一个倒挡，其传动比分别为^= 2.012^2 = 1.545^3=0.374、i 倒=8.465;
[0015]本实用新型的有益效果是:(I)能根据负载转矩和行驶速度的变化自动调节速比，使发动机始终工作在万有特性中的最佳经济工作点或最佳动力工作点，进而实现拖拉机整机的最佳燃油经济性或动力性。(2)以液体为部分动力传递介质，使传动系动载荷大为减轻，可有效避免发动机因过载而熄火得情况，从而大大提高相关零部件的使用寿命。(3)不仅可以实现自动换段，而且换段时动力不中断，从而使拖拉机行驶平稳，操作简便，降低驾驶员劳动强度。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0017]图2是本实用新型的动力输入系统结构不意图
[00?8]图3是本实用新型的液压动力传动系统结构示意图
[0019]图4是本实用新型的机械动力传动系统结构示意图
[0020]图5是本实用新型的动力输出系统结构示意图
[0021]其中:
[0022]100动力输入系统，101发动机，102传动主齿轮，103PT0输出轴；
[0023]200液压动力传动系统，201第一传动副齿轮，202栗输入轴，203变量栗，204液压油管，205定量马达，206第五离合器，207液压流输入轴，208马达输出轴，209液压传动主齿轮，210液压传动副齿轮，211—挡主动齿轮，212第二滚动轴承，213三挡主动齿轮，214第一行星排，215液压主动齿轮，216过渡轴，217第一过渡齿轮，218第二过渡齿轮，219第一行星排齿圈；
[0024]300机械动力传动系统，301机械流输入轴，302支撑轴一，303第六离合器，304第二传动副齿轮，305 二挡主动齿轮，306第一滚动轴承，307倒挡主动齿轮，308第二行星排，309惰轮轴，310惰轮，311第二行星排齿圈，312第二行星排行星架；
[0025]400动力输出系统，401输出轴，402 二挡从动齿轮，403倒挡从动齿轮，404三挡从动齿轮，405—挡从动齿轮，406起步挡从动齿轮，407支撑轴二，408支撑轴三，409支撑轴四，410支撑轴五，411支撑轴六，412第二离合器，413第四离合器，414第三离合器，415第一离合器；
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0027]如图1所示，一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，包括动力输入系统100、设置于动力输入系统100下方的机械动力传动系统300和液压动力传动系统200以及位于机械动力传动系统300和液压动力传动系统200下方的动力输出系统400，
[0028]所述动力输入系统100主要包括发动机101、传动主齿轮102、PT0输出轴103，所述发动机101输出轴与PTO输出轴103同轴连接，所述传动主齿轮102安装在PTO输出轴103上，分别与液压动力传动系统200第一传动副齿轮201和机械动力传动系统300中第二传动副齿轮304相啮合；
[0029]所述液压动力传动系统200主要包括第一传动副齿轮201、栗输入轴202、变量栗203、定量马达205和液压流输入轴207，所述的第一传动副齿轮201安装在栗输入轴202上，所述栗输入轴202与变量栗203同轴相连，所述变量栗203通过液压油管204与定量马达205连接，所述定量马达205的输出端与马达输出轴208连接，所述马达输出轴208通过液压传动主齿轮209与液压流输入轴207上的液压传动副齿轮210啮合;所述液压流输入轴207上在液压传动副齿轮210左侧依次设有一挡主动齿轮211、第二滚动轴承212、三挡主动齿轮213和第一行星排214，在液压传动副齿轮210右侧设有液压主动齿轮215和第五离合器206，所述液压流输入轴207与动力输出系统400之间设有过渡轴216，所述过渡轴216左端装有第一过渡齿轮217，右端装有第二过渡齿轮218，所述第一过渡齿轮217与液压主动齿轮215相啮合，所述第二过渡齿轮218与动力输出系统400的起步挡从动齿轮406相啮合；
[0030]所述机械动力传动系统300主要包括机械流输入轴301、支撑轴一302以及连接机械流输入轴301和支撑轴一 302的第六离合器303，所述机械流输入轴301上装有第二传动副齿轮304，所述支撑轴一302自左端依次设有二挡主动齿轮305、第一滚动轴承306、倒挡主动齿轮307以及第二行星排308，所述支撑轴一 302与动力输出系统400之间设有惰轮轴309，所述惰轮轴309装有惰轮310，所述惰轮310连接倒挡主动齿轮307和动力输出系统400的倒挡从动齿轮403;
[0031]所述动力输出系统400主要包括组合型输出轴401、二挡从动齿轮402、倒挡从动齿轮403、三挡从动齿轮404、一挡从动齿轮405以及起步挡从动齿轮406，所述的组合型输出轴401由支撑轴二 407、支撑轴三408、支撑轴四409、支撑轴五410、支撑轴六411等五段同轴组成，相邻两支撑轴之间依次设有第二离合器412、第四离合器413、第三离合器414和第一离合器415，所述二挡从动齿轮402与二挡主动齿轮305相啮合，所述倒挡从动齿轮403与惰轮310相啮合，所述三挡从动齿轮404与三挡主动齿轮213相啮合，所述一挡从动齿轮405与一挡主动齿轮211相啮合，所述起步挡从动齿轮406与第二过渡齿轮218相啮合。
[0032]所述第二行星排308的齿圈311与支撑轴一302固联，所述第二行星排308的行星架312与第一行星排214的齿圈219相固联。
[0033]所述第一离合器415、第二离合器412、第三离合器414、第四离合器413、第五离合器206和第六离合器303均为湿式离合器。
[0034]所述变速箱有三个前进挡和一个倒挡，其传动比分别为^= 2.012^2 = 1.545^3=0.374、i倒=8.465。
[0035]下面对上述技术方案进行部分说明:
[0036]其中发动机直接与PTO输出轴103连接，传动主齿轮102分别与第一传动副齿轮201、第二传动副齿轮301啮合连接，将发动机动力传递到液压动力传动系统200和机械动力传动系统300;
[0037]进一步的进入液压动力传动系统200的液压动力经过液压传动主齿轮209和液压传动副齿轮210传递到液压流输入轴207，传递到液压流输入轴207的液压动力往左传递到第一行星排214;
[0038]传递到液压流输入轴207的液压动力，往右经过液压主动齿轮215、第一过渡齿轮217、第二过渡齿轮218，传递到动力输出系统400的起步挡从动齿轮406，实现起步；
[0039]由于液压动力传动系统200中变量栗203和定量马达205通过液压油管204组成的回路系统，可通过调节变量栗的排量，实现液压动力输出的连续变化，所以液压动力传动系统200中传递的液压动力，具有可调连续变化的特点，那么对于起步挡来说，输出的动力就会可调、连续变化，输出速度就会可调、连续变化；
[0040]进一步的传递到机械动力传动系统300的机械动力经过第二传动副齿轮301进入第二行星排308;
[0041 ]进一步的传递到第一行星排214的液压动力与传递到第二行星排308的机械动力，在第一行星排214和第二行星排308进行动力的汇合，汇合后的动力传递到一挡主动齿轮211、二挡主动齿轮305、三挡主动齿轮213和倒挡主动齿轮307;
[0042]进一步的通过控制第一离合器415的结合，可将汇合后的动力从一挡主动齿轮211传递到一挡从动齿轮405，实现一挡；同样控制第二离合器412可将汇合后的动力从二挡主动齿轮305传递到二挡从动齿轮402，实现二挡;基于上述对离合器的控制，那么控制第三离合器414，可以实现三挡，控制第四离合器413，可以实现倒挡；
[0043]进一步的由于液压动力传动系统200中变量栗203和定量马达205通过液压油管204组成的回路系统，可通过调节变量栗的排量，实现液压动力输出的连续变化，则液压动力传动系统200中传递的液压动力，具有可调、连续变化的特点，进入第一行星排214的液压动力也具有可调、连续变化的特点，则上述汇合后传递到一挡主动齿轮211、二挡主动齿轮305、三挡主动齿轮213和倒挡主动齿轮307的汇合动力也具有可调、连续变化的特点，所以一挡、二挡、三挡和倒挡输出的动力就会可调、连续变化，输出速度就会可调、连续变化。
[0044]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，其特征在于:包括动力输入系统(100)、设置于动力输入系统(100)下方的机械动力传动系统(300)和液压动力传动系统(200)以及位于机械动力传动系统(300)和液压动力传动系统(200)下方的动力输出系统(400)， 所述动力输入系统(100)主要包括发动机(101)、传动主齿轮(102)、PTO输出轴(103)，所述发动机(101)输出轴与PTO输出轴(103)同轴连接，所述传动主齿轮(102)安装在PTO输出轴(103)上，分别与液压动力传动系统(200)第一传动副齿轮(201)和机械动力传动系统(300)中第二传动副齿轮(304)相啮合； 所述液压动力传动系统(200)主要包括第一传动副齿轮(201)、栗输入轴(202)、变量栗(203)、定量马达(205)和液压流输入轴(207)，所述的第一传动副齿轮(201)安装在栗输入轴(202)上，所述栗输入轴(202)与变量栗(203)同轴相连，所述变量栗(203)通过液压油管(204)与定量马达(205)连接，所述定量马达(205)的输出端与马达输出轴(208)连接，所述马达输出轴(208)通过液压传动主齿轮(209)与液压流输入轴(207)上的液压传动副齿轮(210)啮合;所述液压流输入轴(207)上在液压传动副齿轮(210)左侧依次设有一挡主动齿轮(211)、第二滚动轴承(212)、三挡主动齿轮(213)和第一行星排(214)，在液压传动副齿轮(210)右侧设有液压主动齿轮(215)和第五离合器(206)，所述液压流输入轴(207)与动力输出系统(400)之间设有过渡轴(216)，所述过渡轴(216)左端装有第一过渡齿轮(217)，右端装有第二过渡齿轮(218)，所述第一过渡齿轮(217)与液压主动齿轮(215)相啮合，所述第二过渡齿轮(218)与动力输出系统(400)的起步挡从动齿轮(406)相啮合； 所述机械动力传动系统(300)主要包括机械流输入轴(301)、支撑轴一(302)以及连接机械流输入轴(301)和支撑轴一 (302)的第六离合器(303)，所述机械流输入轴(301)上装有第二传动副齿轮(304)，所述支撑轴一 (302)自左端依次设有二挡主动齿轮(305)、第一滚动轴承(306)、倒挡主动齿轮(307)以及第二行星排(308)，所述支撑轴一(302)与动力输出系统(400)之间设有惰轮轴(309)，所述惰轮轴(309)装有惰轮(310)，所述惰轮(310)连接倒挡主动齿轮(307)和动力输出系统(400)的倒挡从动齿轮(403); 所述动力输出系统(400)主要包括组合型输出轴(401)、二挡从动齿轮(402)、倒挡从动齿轮(403)、三挡从动齿轮(404)、一挡从动齿轮(405)以及起步挡从动齿轮(406)，所述的组合型输出轴(401)由支撑轴二(407)、支撑轴三(408)、支撑轴四(409)、支撑轴五(410)、支撑轴六(411)等五段同轴组成，相邻两支撑轴之间依次设有第二离合器(412)、第四离合器(413)、第三离合器(414)和第一离合器(415)，所述二挡从动齿轮(402)与二挡主动齿轮(305)相啮合，所述倒挡从动齿轮(403)与惰轮(310)相啮合，所述三挡从动齿轮(404)与三挡主动齿轮(213)相啮合，所述一挡从动齿轮(405)与一挡主动齿轮(211)相啮合，所述起步挡从动齿轮(406)与第二过渡齿轮(218)相啮合。2.根据权利要求1所述的一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，其特征在于:所述第二行星排(308)的齿圈(311)与支撑轴一 (302)固联，所述第二行星排(308)的行星架(312)与第一行星排(214)的齿圈(219)相固联。3.根据权利要求1所述的一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，其特征在于:所述第一离合器(415)、第二离合器(412)、第三离合器(414)、第四离合器(413)、第五离合器(206)和第六离合器(303)均为湿式离合器。4.根据权利要求1或2所述的一种用于大马力拖拉机的机液协驱无级变速箱，其特征在于:所述变速箱有三个前进挡和一个倒挡，其传动比分别为ii = 2.012、i2 = 1.545、i3 =0.374、i倒=8.465。
【文档编号】F16H47/04GK205559721SQ201620184437
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】肖茂华, 王成飞, 张海军, 李禹桥, 李鲜花, 王月文, 鲁植雄
【申请人】南京农业大学