本发明涉及拖拉机的变速箱技术领域，尤其是涉及一种变速箱和拖拉机。
背景技术：
目前，拖拉机主要采用啮合套和同步器两种换档方式，拖拉机在作业过程中，如果需要换档需要先通过分离离合器切断发动机动力，再操作换档手柄切换不同档位，操纵繁琐，降低了作业效率，费时，费油。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种变速箱和拖拉机，以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明提供的变速箱，包括负载变速部、主变速部和副变速部；
所述负载变速部、所述主变速部和所述副变速部依次连接；
所述负载变速部包括负载输入轴、负载输出轴、负载高档主动齿轮、负载高档从动齿轮、负载低档主动齿轮、负载低档从动齿轮、倒档主动齿轮、倒档从动齿轮、第一同步器和湿式离合器；
所述倒档主动齿轮、所述第一同步器、所述负载高档主动齿轮和所述负载低档主动齿轮均同轴设置在所述负载输入轴上，且所述负载高档主动齿轮和所述负载低档主动齿轮设置在所述第一同步器的同一侧，所述倒档主动齿轮设置在所述第一同步器的另一侧；
所述倒档从动齿轮、所述负载高档从动齿轮、所述湿式离合器和所述负载低档从动齿轮均同轴设置在所述负载输出轴上，且所述倒档从动齿轮和所述负载高档从动齿轮设置在所述湿式离合器的同一侧，所述负载低档从动齿轮设置在所述湿式离合器的另一侧；
所述倒档主动齿轮和所述倒档从动齿轮啮合；
所述负载高档主动齿轮和所述负载高档从动齿轮啮合；
所述负载低档主动齿轮和所述负载低档从动齿轮啮合；
所述湿式离合器与所述负载输出轴同轴连接；
所述负载输出轴与所述主变速部连接。
进一步的，所述倒档主动齿轮和所述倒档从动齿轮之间通过倒档惰轮进行传动；
所述倒档惰轮同轴设置在惰轮轴上，且分别与所述倒档主动齿轮和所述倒档从动齿轮啮合。
进一步的，所述负载输出轴上还同轴设置有负载常啮合主动齿轮；
所述负载常啮合主动齿轮设置在所述湿式离合器的另一侧；
所述负载常啮合主动齿轮与负载常啮合从动齿轮啮合；
所述负载常啮合从动齿轮与所述主变速部连接。
进一步的，变速箱还包括控制器；
所述控制器与所述湿式离合器连接，能够控制所述湿式离合器的连接状态。
进一步的，所述负载高档主动齿轮和所述负载低档主动齿轮同轴且一体设置。
进一步的，所述主变速部包括主变速输入轴、主变速输出轴、一档主动齿轮、一档从动齿轮、二档主动齿轮、二档从动齿轮和第二同步器；
所述主变速输入轴的一端与所述负载变速部连接；
所述一档主动齿轮和所述二档主动齿轮同轴设置在所述主变速输入轴上；
所述一档从动齿轮、所述二档从动齿轮和所述第二同步器同轴设置在所述主变速输出轴上；
所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮分别设置在所述第二同步器的两端；
所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮啮合；
所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮啮合。
进一步的，变速箱还包括三档主动齿轮、三档从动齿轮、四档主动齿轮、四档从动齿轮和第三同步器；
所述三档主动齿轮、所述四档主动齿轮和所述第三同步器均同轴设置在所述主变速输入轴上；
所述三档主动齿轮和所述四档主动齿轮分别设置在所述第三同步器的两端；
所述三档从动齿轮和所述四档从动齿轮均同轴设置在所述主变速输出轴上；
所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮啮合；
所述四档主动齿轮与所述四档从动齿轮啮合。
进一步的，所述副变速部包括副变速输入轴、副变速输出轴、副变速低档主动齿轮、副变速低档从动齿轮、副变速中档主动齿轮、副变速中档从动齿轮、中档啮合套和高低档啮合套；
所述副变速低档主动齿轮、所述副变速中档主动齿轮和所述中档啮合套均同轴设置在所述副变速输入轴上；
所述副变速低档主动齿轮、所述副变速中档主动齿轮分别设置在所述中档啮合套的两端；
所述高低档啮合套、所述副变速低档从动齿轮、所述副变速中档从动齿轮均同轴设置在所述副变速输出轴上；
所述副变速低档从动齿轮、所述副变速中档从动齿轮设置在所述高低档啮合套的同一端；
所述副变速低档主动齿轮与所述副变速低档从动齿轮啮合；
所述副变速中档主动齿轮与所述副变速中档从动齿轮啮合。
进一步的，变速箱还包括副变速常啮合主动齿轮和副变速常啮合从动齿轮；
所述副变速常啮合主动齿轮与所述主变速部的输出端同轴连接；
所述副变速常啮合主动齿轮与所述副变速常啮合从动齿轮啮合；
所述副变速常啮合从动齿轮同轴固定设置在所述副变速输入轴上；
所述高低档啮合套与所述副变速常啮合主动齿轮同轴设置。
本发明还提供了一种拖拉机，其包括上述任一项所述的变速箱。
本发明提供的变速箱和拖拉机，通过湿式离合器实现在负载的状态下，进行高低档的变化，进而可以在作业区间内，在不切断发动机动力的状态下实现平稳更换高低档，操纵简单，提高了作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的变速箱的工作原理图。
附图标记：
1：负载变速部；
1-1：倒档主动齿轮；1-2：第一同步器；1-3：负载高档主动齿轮；1-4：负载低档主动齿轮；1-5：负载常啮合从动齿轮；1-6：倒档惰轮；1-7：倒档从动齿轮；1-8：负载高档从动齿轮；1-9：湿式离合器；1-10：负载低档从动齿轮；1-11：负载常啮合主动齿轮；
2：主变速部；
2-1：一档主动齿轮；2-2：二档主动齿轮；2-3：三档主动齿轮；2-4：第三同步器；2-5：四档主动齿轮；2-6：一档从动齿轮；2-7：第二同步器；2-8：二档从动齿轮；2-9：三档从动齿轮；2-10：四档从动齿轮；
3：副变速部；
3-1：副变速常啮合从动齿轮；3-2：副变速低档主动齿轮；3-3：中档啮合套；3-4：副变速中档主动齿轮；3-5：副变速常啮合主动齿轮；3-6：高低档啮合套；3-7：副变速低档从动齿轮；3-8：副变速中档从动齿轮；
s1：负载输入轴；s2：负载输出轴；s3：主变速输入轴；s4：主变速输出轴；s5：副变速输入轴；s6：副变速输出轴；s7：惰轮轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图1所示，本发明提供了一种变速箱，包括负载变速部1、主变速部2和副变速部3；
所述负载变速部1、所述主变速部2和所述副变速部3依次连接；
所述负载变速部1包括负载输入轴、负载输出轴、负载高档主动齿轮1-3、负载高档从动齿轮1-8、负载低档主动齿轮1-4、负载低档从动齿轮1-10、倒档主动齿轮1-1、倒档从动齿轮1-7、第一同步器1-2和湿式离合器1-9；
所述倒档主动齿轮1-1、所述第一同步器1-2、所述负载高档主动齿轮1-3和所述负载低档主动齿轮1-4均同轴设置在所述负载输入轴上，且所述负载高档主动齿轮1-3和所述负载低档主动齿轮1-4设置在所述第一同步器1-2的同一侧，所述倒档主动齿轮1-1设置在所述第一同步器1-2的另一侧；
所述倒档从动齿轮1-7、所述负载高档从动齿轮1-8、所述湿式离合器1-9和所述负载低档从动齿轮1-10均同轴设置在所述负载输出轴上，且所述倒档从动齿轮1-7和所述负载高档从动齿轮1-8设置在所述湿式离合器1-9的同一侧，所述负载低档从动齿轮1-10设置在所述湿式离合器1-9的另一侧；
所述倒档主动齿轮1-1和所述倒档从动齿轮1-7啮合；
所述负载高档主动齿轮1-3和所述负载高档从动齿轮1-8啮合；
所述负载低档主动齿轮1-4和所述负载低档从动齿轮1-10啮合；
所述湿式离合器1-9与所述负载输出轴同轴连接；
所述负载输出轴与所述主变速部2连接。
在本实施例中，倒档主动齿轮1-1和负载高档主动齿轮1-3以及负载低档主动齿轮1-4均通过轴承转动设置在负载输入轴上，第一同步器1-2同轴固定设置在负载输入轴上；倒档从动齿轮1-7和湿式离合器1-9同轴固定设置在负载输出轴上，负载高档从动齿轮1-8和负载低档从动齿轮1-10均通过轴承与负载输出轴转动连接。
当第一同步器1-2与倒档主动齿轮1-1连接时，负载输入轴将动力传递给第一同步器1-2，进而传递给倒档主动齿轮1-1，倒档主动齿轮1-1将转动传递给倒档从动齿轮1-7，进而带动负载输出轴转动，实现动力输出。
当第一同步器1-2与负载高档主动齿轮1-3连接时，负载输入轴将动力传递给第一同步器1-2，进而传递给负载高档主动齿轮1-3或负载低档主动齿轮1-4；负载高档主动齿轮1-3将转动传递给负载高档从动齿轮1-8，负载低档主动齿轮1-4将转动传递给负载低档从动齿轮1-10，此时，通过将湿式离合器1-9与负载高档从动齿轮1-8进行连接，或将湿式离合器1-9与负载低档从动齿轮1-10进行连接，进而实现高低档的转换，进而实现负载情况下，在不切断动力时的高低档转换。
也就是说，湿式离合器1-9共有三种状态，分别为：与负载高档从动齿轮1-8同步转动、与负载低档从动齿轮1-10同步转动以及在倒档时的空转。
具体传动方式如下：
前进高档：操纵换档机构，使第一同步器1-2与负载高档主动齿轮1-3结合，湿式离合器1-9与负载高档从动齿轮1-8结合，此时的传动线路为：负载输入轴s1→第一同步器1-2→负载高档主动齿轮1-3→负载高档从动齿轮1-8→湿式离合器1-9→负载输出轴s2→负载常啮合主动齿轮1-11→负载常啮合从动齿轮1-5→主变速部2。
前进低档：操纵换档机构，使第一同步器1-2与负载低档主动齿轮1-4结合，湿式离合器1-9与负载低档从动齿轮1-10结合，此时的传动线路为：负载输入轴s1→第一同步器1-2→负载低档主动齿轮1-4→负载低档从动齿轮1-10→湿式离合器1-9→负载输出轴s2→负载常啮合主动齿轮1-11→负载常啮合从动齿轮1-5→主变速部2。
倒档：操纵换档机构，使第一同步器1-2与倒档主动齿轮1-1结合，此时的传动线路为：负载输入轴s1→倒档主动齿轮1-1→倒档惰伦23→倒档从动齿轮1-7→负载输出轴s2→负载常啮合主动齿轮1-11→负载常啮合从动齿轮1-5→主变速部2。
优选的实施方式为，所述倒档主动齿轮1-1和所述倒档从动齿轮1-7之间通过倒档惰轮1-6进行传动；
所述倒档惰轮1-6同轴设置在惰轮轴上，且分别与所述倒档主动齿轮1-1和所述倒档从动齿轮1-7啮合。
通过倒档惰轮1-6的设置，能够使倒档主动齿轮1-1和倒档从动齿轮1-7的转动方向相同，即实现负载输出轴的反转，进而实现倒档功能。
优选的实施方式为，所述负载输出轴上还同轴设置有负载常啮合主动齿轮1-11；
所述负载常啮合主动齿轮1-11设置在所述湿式离合器1-9的另一侧；
所述负载常啮合主动齿轮1-11与负载常啮合从动齿轮1-5啮合；
所述负载常啮合从动齿轮1-5与所述主变速部2连接。
优选的实施方式为，变速箱还包括控制器；
所述控制器与所述湿式离合器1-9连接，能够控制所述湿式离合器1-9的连接状态。
同控制器的控制，能够实现湿式离合器1-9分别与负载高档从动齿轮1-8连接，被负载高档从动齿轮1-8带动转动，与负载低档从动齿轮1-10连接，被负载低档从动齿轮1-10带动转动，以及与负载高档从动齿轮1-8和负载低档从动齿轮1-10均不连接而进行空转。
优选的实施方式为，所述负载高档主动齿轮1-3和所述负载低档主动齿轮1-4同轴且一体设置。
优选的实施方式为，所述主变速部2包括主变速输入轴、主变速输出轴、一档主动齿轮2-1、一档从动齿轮2-6、二档主动齿轮2-2、二档从动齿轮2-8和第二同步器2-7；
所述主变速输入轴的一端与所述负载变速部1连接；
所述一档主动齿轮2-1和所述二档主动齿轮2-2同轴设置在所述主变速输入轴上；
所述一档从动齿轮2-6、所述二档从动齿轮2-8和所述第二同步器2-7同轴设置在所述主变速输出轴上；
所述一档从动齿轮2-6和所述二档从动齿轮2-8分别设置在所述第二同步器2-7的两端；
所述一档主动齿轮2-1与所述一档从动齿轮2-6啮合；
所述二档主动齿轮2-2与所述二档从动齿轮2-8啮合。
变速箱还包括三档主动齿轮2-3、三档从动齿轮2-9、四档主动齿轮2-5、四档从动齿轮2-10和第三同步器2-4；
所述三档主动齿轮2-3、所述四档主动齿轮2-5和所述第三同步器2-4均同轴设置在所述主变速输入轴上；
所述三档主动齿轮2-3和所述四档主动齿轮2-5分别设置在所述第三同步器2-4的两端；
所述三档从动齿轮2-9和所述四档从动齿轮2-10均同轴设置在所述主变速输出轴上；
所述三档主动齿轮2-3与所述三档从动齿轮2-9啮合；
所述四档主动齿轮2-5与所述四档从动齿轮2-10啮合。
在本实施例中，负载常啮合主动齿轮1-11与负载输出轴同轴固定连接，负载常啮合从动齿轮1-5、一档主动齿轮2-1、二档主动齿轮2-2以及第三同步器2-4均与主变速输入轴同轴固定连接；三档主动齿轮2-3和四档主动齿轮2-5通过轴承与主变速输入轴转动连接；第二同步器2-7、三档从动齿轮2-9和四档从动齿轮2-10与主变速输出轴同轴固定连接，一档从动齿轮2-6和二档从动齿轮2-8均通过轴承与主变速输出轴转动连接。
由图1可以看出，经负载变速部1进入主变速机构后，在主变速部2内的档位变化为：
一档：操纵换档机构，使第二同步器2-7与一档从动齿轮2-6结合，此时的传动路线为两条。
传动线路1为：负载变速部1→主变速输入轴s3→一档主动齿轮2-1→一档从动齿轮2-6→第二同步器2-7→主变速输出轴s4→副变速部3；
传动线路2为：负载变速部1→主变速输入轴s3→一档主动齿轮2-1→一档从动齿轮2-6→第二同步器2-7→主变速输出轴s4→副变速常啮合主动齿轮3-5→副变速常啮合从动齿轮3-1→副变速部3。
二档：操纵换档机构，使第二同步器2-7与二档从动齿轮2-8结合，此时的传动路线为两条。
传动线路1为：负载变速部1→主变速输入轴s3→二档主动齿轮2-211→二档从动齿轮2-8→第二同步器2-7→主变速输出轴s4→副变速部3；
传动线路2为：负载变速部1→主变速输入轴s3→二档主动齿轮2-2→二档从动齿轮2-8→第二同步器2-7→主变速输出轴s4→副变速常啮合主动齿轮3-5→副变速常啮合从动齿轮3-1→副变速部3。
三档：操纵换档机构，使第三同步器2-4与三档主动齿轮2-3结合，此时的传动路线为两条。
传动路线1为：负载变速部1→主变速输入轴s3→第三同步器2-4→三档主动齿轮2-3→三档从动齿轮2-9→主变速输出轴s4→副变速部3；
传动路线2为：负载变速部1→主变速输入轴s3→第三同步器2-4→三档主动齿轮2-3→三档从动齿轮2-9→主变速输出轴s4→副变速常啮合主动齿轮3-5→副变速常啮合从动齿轮3-1→副变速部3。
四档：操纵换档机构，使第三同步器2-4与四档主动齿轮2-5结合，此时的传动路线为两条。
传动路线1为：负载变速部1→主变速输入轴s3→第三同步器2-4→四档主动齿轮2-5→四档从动齿轮2-10→主变速输出轴s4→副变速部3；
传动路线2为：负载变速部1→主变速输入轴s3→第三同步器2-4→四档主动齿轮2-5→四档从动齿轮2-10→主变速输出轴s4→副变速常啮合主动齿轮3-5→副变速常啮合从动齿轮3-1→副变速部3。
优选的实施方式为，所述副变速部3包括副变速输入轴、副变速输出轴、副变速低档主动齿轮3-2、副变速低档从动齿轮3-7、副变速中档主动齿轮3-4、副变速中档从动齿轮3-8、中档啮合套3-3和高低档啮合套3-6；
所述副变速低档主动齿轮3-2、所述副变速中档主动齿轮3-4和所述中档啮合套3-3均同轴设置在所述副变速输入轴上；
所述副变速低档主动齿轮3-2、所述副变速中档主动齿轮3-4分别设置在所述中档啮合套3-3的两端；
所述高低档啮合套3-6、所述副变速低档从动齿轮3-7、所述副变速中档从动齿轮3-8均同轴设置在所述副变速输出轴上；
所述副变速低档从动齿轮3-7、所述副变速中档从动齿轮3-8设置在所述高低档啮合套3-6的同一端；
所述副变速低档主动齿轮3-2与所述副变速低档从动齿轮3-7啮合；
所述副变速中档主动齿轮3-4与所述副变速中档从动齿轮3-8啮合。
优选的实施方式为，变速箱还包括副变速常啮合主动齿轮3-5和副变速常啮合从动齿轮3-1；
所述副变速常啮合主动齿轮3-5与所述主变速部2的输出端同轴连接；
所述副变速常啮合主动齿轮3-5与所述副变速常啮合从动齿轮3-1啮合；
所述副变速常啮合从动齿轮3-1同轴固定设置在所述副变速输入轴上；
所述高低档啮合套3-6与所述副变速常啮合主动齿轮3-5同轴设置。
在本实施例中，副变速常啮合主动齿轮3-5同轴固定设置在主变速输出轴上；副变速常啮合从动齿轮3-1、副变速低档主动齿轮3-2和中档啮合套3-3均同轴固定设置在副变速输入轴上；副变速中档主动齿轮3-4通过轴承转动设置在副变速输入轴上；高低档啮合套3-6和副变速中档从动齿轮3-8均同轴固定设置在副变速输出轴上，副变速低档从动齿轮3-7通过轴承转动设置在副变速输出轴上。
经主变速部2进入副变速部3后，在副变速部3内的档位变换为：
低档：操纵换档机构，使高低档啮合套3-6与副变速低档从动齿轮3-7结合，此时的传动线路为：主变速部2→副变速输入轴s5→副变速低档主动齿轮3-2→副变速低档从动齿轮3-7→高低档啮合套3-6→副变速输出轴s6→输出。
中档：操纵换档机构，使中档啮合套3-3与副变速中档主动齿轮3-4结合，此时的传动路线为：主变速部2→副变速输入轴s5→中档啮合套3-3→副变速中档主动齿轮3-4→副变速输出轴s6→输出。
高档：操纵换档机构，使高低档啮合套3-6与副变速常啮合主动齿轮3-5结合，此时的传动路线为：主变速部2→高低档啮合套3-6→副变速输出轴s6→输出。
由上述内容可以看出，本发明的变速箱分为负载变速部1、主变速部2和副变速部3。
负载变速部1包括梭式换档区段和负载换档区段，其中梭式换档区段能够实现拖拉机的前进档和倒档，负载换档区段实现前进高档、低档的转换，主变速部2采用同第二同步器2-7和第三步器两个同步器进行换档，共分为四个档，副变速部3可实现高、中、低三个档位的转换，整个变速箱能够实现24个前进档和12个倒档的档位布置。其中梭式换档区段和主变速部2均采用同步器换档，负载换档区段由湿式离合器1-9通过油压控制实现换档，副变速部3采用啮合套实现高、中、低档的切换。
在本发明中，如图1所示，整个变速箱总成共有七根传动轴，s1为负载输入轴，s2为负载输出轴，s3为主变速输入轴，s4为主变速输出轴，s5为副变速输入轴，s6为副变速输出轴，s7为惰伦轴。
在梭式换档区段，负载输入轴s1分别与第一同步器1-2的齿毂通过花键联接，第一同步器1-2的两侧结合齿圈风别与倒档主动齿轮1-1和负载高档主动齿轮1-3通过花键联接，负载高档主动齿轮1-3与负载低档主动齿轮1-4固接在一起通过滚子轴承在负载输入轴s1上自由转动，惰轮轴s7安装在箱体上，倒档惰轮1-6通过滚子轴承可在惰轮轴s7上自由转动，倒档从动齿轮1-7与负载输出轴s2通过花键联接，负载高档从动齿轮1-8、负载低档从动齿轮1-10都与湿式离合器1-9通过花键联接，湿式离合器1-9固接在负载输出轴s2上，负载常啮合主动齿轮1-11与动力换向输出轴s2通过花键联接。
在主变速部2，负载常啮合从动齿轮1-5固接在主变速输入轴s3上，主变速输入轴s3分别与一档主动齿轮2-1、二档主动齿轮2-2、第三同步器2-4的齿毂通过花键联接，第三同步器2-4的两侧结合齿圈分别与三档主动齿轮2-3和四档主动齿轮2-5通过花键联接，主变速输出轴s4分别第二同步器2-7的齿毂、三档从动齿轮2-9、四档从动齿轮2-10通过花键联接，第二同步器2-7的两侧结合齿圈分别与一档从动齿轮2-6和二档从动齿轮2-8通过花键联接，副变速常啮合主动齿轮3-5固接在主变速输出轴s4上。
在副变速部3，副变速常啮合从动齿轮3-1与副变速低档主动齿轮3-2固接在副变速输入轴s5上，中档啮合套3-3通过花键与副变速输入轴联接，副变速中档主动齿轮3-4通过滚子轴承在副变速输入轴s5上自由转动，高低档啮合套3-6、副变速中档从动齿轮3-8通过花键与副变速输出轴s6联接，副变速低档从动齿轮3-7可高低档啮合套3-6上自由转动。
本发明还提供了一种拖拉机，其包括上述任一项所述的变速箱。
本发明提供的变速箱和拖拉机，通过湿式离合器1-9实现在负载的状态下，进行高低档的变化，进而可以在作业区间内，在不切断发动机动力的状态下实现平稳更换高低档，操纵简单，提高了作业效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。