双差速器履带式联合收割机变速箱的制作方法
【专利摘要】本发明属于农业机械领域，涉及一种单流履带式联合收获机变速箱传动系统及其控制系统，尤其是采用了双差速器的履带式收割机变速箱转向机构。本发明的目的是为解决现有履带式收获机变速箱转向机构存在的上述不足，提供一种结构新颖，操作方便的履带式联合收获机变速箱。与现有的单边制动转向机构相比，有益的效果在于本发明采用差速器式转向机构，该种转向结构的优点在于制动时发动机输入功率全部转入右侧履带，几乎没有制动功率损失，转向时更加容易。
【专利说明】双差速器履带式联合收割机变速箱
【技术领域】
[0001]本发明属于农业机械领域，涉及一种单流履带式联合收获机变速箱传动系统及其控制系统，尤其是采用了双差速器的履带式收割机变速箱转向机构。
【背景技术】
[0002]目前国内履带式联合收获机的转向机构主要采用单流单边制动转向原理，该转向原理即采用分离中间离合器轴制动一侧履带来完成转向，通过对离合器左右半轴上制动器的控制来完成各种半径的转向。
[0003]但是目前存在很大问题，当一侧履带制动时，其在转向时对地面产生完全的滑动摩擦，对水田土壤破坏严重；其在转向时，制动侧的履带会引起土壤的壅积，从而引起转向困难，并导致燃油燃烧不充分，同时由于市场上对于大喂入量联合收获机的需求，在同样的底盘长宽比下，增加整机的重量，会使得转向更加困难；
由于单边制动转向形式在直行和转向的切换时是通过离合器轴的断开和结合来实现的，这带来的问题就是，大部分的离合器轴采用的牙嵌齿轮接合，此种齿轮在两侧履带存在差速时接合会产生损伤，而联系联合收获机实际田间作业，转向动作频繁，牙嵌齿轮磨损严重，直接导致变速箱的寿命变短。
[0004]转向时内侧履带存在制动功率损失，外侧需要发动机提供更多的功率，一旦载荷增加，单侧履带阻力 增加，就会导致发动机熄火。
[0005]专利ZL03205493.9公开了一种行走转向装置，通过对左右离合器齿轮及并联行星轮机构的制动来实现转向和直行，该结构能够实现原地转向功能，但是在实际田间作业不能直接使用，因为其采用的是离合器轴来完成转向和直行的切换，一旦左右半轴反向结合将会对离合器轴上的牙嵌齿轮造成严重破坏，并且其在原地转向完成后还要停一下，对田间作业的流畅性不利。
[0006]专利ZL200640017088.7公开了一种双流式转向机构，转向输入动力和直行动力通过两侧行星轮汇合，能够顺畅完成转向和直行的转换，但是其为双流结构，需要另加一个单独的动力来完成转向，现有的联合收获机的动力分配已经很紧张，没有多余的动力分配给转向机构，而且价格较为昂贵。
[0007]专利申请201320140180.4公开了一种单流类惰轴式原地转向机构，其通过滑动双联齿轮来实现类似增加一个惰轮实现反向的效果，此种转向方式对于齿轮的损害比较严重，并且由于是采用机械式滑动齿轮的方式，相当费力，增加了田间作业的强度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为解决现有履带式收获机变速箱转向机构存在的上述不足，提供一种结构新颖，操作方便的履带式联合收获机变速箱。
[0009]为实现上述的发明目的，本发明采用以下的技术方案:
双差速器履带式联合收割机变速箱，包括变速箱箱体、动力输入轴2、三档变速装置换档轴一 4、三档变速装置换档轴二 9、动力分流轴11、左动力反向惰轴1501、右动力反向惰轴1502、双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202、制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502、动力输出左半轴2901、动力输出右半轴2902、动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202、双差速器左半轴液压离合器2101、双差速器右半轴液压离合器2102、制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402。
[0010]所述动力输入轴2上设置动力输入齿轮1，三档变速装置换档轴一 4上设置三联齿轮一 5和小齿轮3，其中三联齿轮一 5可在三档变速装置换档轴一 4上自由滑动，三档变速装置换档轴二 9上设置有档位齿轮，档位齿轮包括高档齿轮6、中速档齿轮7、低速档齿轮8。
[0011]所述动力分流轴11上由左至右依次设置有左动力反向齿轮1301、液压离合器左配合齿轮3001、动力分流轴左转向液压离合器1201、中央齿轮10、动力分流轴右转向液压离合器1202、液压离合器右配合齿轮3002和右动力反向齿轮1302，其中动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202分别与动力分流轴11花键连接，液压离合器左配合齿轮3001、液压离合器右配合齿轮3002空套在动力分流轴11上，左动力反向齿轮1301、右动力反向齿轮1302与动力分流轴11花键连接。
[0012]所述左动力反向惰轴1501与设置在其上的左反向双联齿轮1401花键连接，右动力反向惰轴1502与设置在其上的右反向双联齿轮1402花键连接。
[0013]所述双差速器左半轴2201上设置有左内差速器太阳轮4701、左外差速器双联太阳轮4801、双差速器左半轴液压离合器2101和双差速器左半轴输出齿轮4501，双差速器右半轴2202上设置有右内差速器太阳轮4702、右外差速器双联太阳轮4802、双差速器右半轴液压离合器2102和双差速器右半轴输出齿轮4502，其中左内差速器太阳轮4701、右内差速器太阳轮4702分别与双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202花键连接，左外差速器双联太阳轮4801、右外差速器双联太阳轮4802分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，双差速器左半轴液压离合器2101、双差速器右半轴液压离合器2102分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，液压离合器左配合齿轮2301、液压离合器右配合齿轮2302分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，双差速器左半轴输出齿轮4501、双差速器右半轴输出齿轮4502分别与双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202花键连接。
[0014]双差速器左半轴2201的右端部、双差速器右半轴2202的左端部分别套入轴套51内，轴套51上设置有中央差速器齿轮20，中央差速器齿轮20上设置有四个内差速器行星锥齿轮50、四个外差速器锥齿轮49和空心十字轴52，中央差速器齿轮20空套在轴套上，四个外行星锥齿轮49分别与四个内行星锥齿轮50花键连接，外行星锥齿轮49与内行星锥齿轮50都空套在空心十字轴52上。 [0015]所述制动及大半径转向左半轴2501上由左向右依次设置有制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向左半轴大齿轮2601和制动及大半径转向左半轴小齿轮2701，制动及大半径转向右半轴2502上由右向左依次设置有制动及大半径转向右半轴液压制动器2402、制动及大半径转向右半轴大齿轮2602和制动及大半径转向右半轴小齿轮2702，其中制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402与变速箱箱体固连，制动及大半径转向左半轴大齿轮2601、制动及大半径转向右半轴大齿轮2602分别与制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502花键连接，制动及大半径转向左半轴小齿轮2701、制动及大半径转向右半轴小齿轮2702分别与制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502花键连接。
[0016]所述动力输出左半轴2901上设置有左齿轮2801，右动力输出半轴2902上设置有右齿轮2802，其中左齿轮2801、右齿轮2802分别与动力输出左半轴2901、右动力输出半轴2902花键连接。
[0017]所述动力输入齿轮I与小齿轮3啮合，三联齿轮一 5能够沿三档变速装置换档轴一 4滑动并分别与高档齿轮6、中档齿轮7、低档齿轮8相啮合，高档齿轮6还与中央齿轮10啮合，中央齿轮10与中央差速器齿轮20啮合，四个外行星锥齿轮49与左外差速器双联太阳轮4801锥齿轮部分、右外差速器双联太阳轮4802锥齿轮部分均啮合，四个内行星锥齿轮50与左内差速器太阳轮4701、右内差速器太阳轮4702均啮合，左外差速器双联太阳轮4801、右外差速器双联太阳轮4802的直齿轮部分分别与液压离合器左配合齿轮3001、液压离合器右配合齿轮3002啮合，左动力反向齿轮1301、右动力反向齿轮1302分别与左反向双联齿轮1401、右反向双联齿轮1402啮合，左反向双联齿轮1401、右反向双联齿轮1402分别与左液压离合器配合齿轮2301、右液压离合器配合齿轮2302哨合,双差速器左半轴输出齿轮4501、双差速器右半轴输出齿轮4502分别与大半径转向及制动左半轴2501上的制动及大半径转向左半轴大齿轮2601、大半径转向及制动及大半径转向右半轴2502上的制动及大半径转向右半轴大齿轮2602啮合，大半径转向及制动及大半径转向左半轴2501上的制动及大半径转向左 半轴小齿轮2701与动力输出左半轴2901上的左齿轮2801啮合，大半径转向及制动及大半径转向右半轴2502上的制动及大半径转向右半轴小齿轮2702与动力输出右半轴2902上的右齿轮2802啮合。
[0018]所述液压离合器左配合齿轮3001右侧依次设置有左挡圈3101、左摩擦片组3201、左液压油注入槽3301和左活塞3601，液压离合器右配合齿轮3002左侧依次设置有右挡圈3102、右摩擦片组3202、右液压油注入槽3302和右活塞3602，动力分流轴11上设置有液压油注入油路38，轴端设置有液压油注入密封壳一 39。
[0019]所述双差速器左半轴液压离合器2101上还设置有左密封挡圈4101、左密封活塞外壳4201和双差速器左活塞4301，双差速器右半轴液压离合器2102上还设置有右密封挡圈4102、右密封活塞外壳4202和双差速器右活塞4302。
[0020]所述制动及大半径转向左半轴液压制动器2401上还设置有左液压制动器外壳5601、液压制动器左活塞5501、左液压油注入槽5401和液压制动器左密封外壳5301，制动及大半径转向右半轴液压制动器2402上还设置有右液压制动器外壳5602、液压制动器右活塞5502、右液压油注入槽5402和液压制动器右密封外壳5302。
[0021]左外差速器双联太阳轮4801、右外差速器双联太阳轮4802的直齿轮部分齿数及模数与中央差速器齿轮20相同，保证左外差速器双联齿轮4801、右外差速器双联齿轮4802的转速与中央齿轮20相同；双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202的外表面上与空套的左外差速器双联太阳轮4801、右外差速器双联太阳轮4802和轴套51接触的部分设置有凹槽。
[0022]液压离合器左配合齿轮3001、右液压离合器配合齿轮3002齿轮部分的齿数及模数与中央齿轮10相同，液压离合器左配合齿轮3001的右侧以及右液压离合器配合齿轮3002的左侧分别设置有卡槽；所述左液压离合器配合齿轮2301、右液压离合器配合齿轮2302，其外侧设置有与外摩擦片接合的卡槽。
[0023]左外壳3401与左活塞3601之间、右外壳3402与右活塞3602之间分别设置有液压油注入槽；左活塞3601与液压离合器左配合齿轮3001、右活塞3602与液压离合器右配合齿轮3002之间留有间隙，便于活塞移动。
[0024]还包括左密封活塞外壳4201、右密封活塞外壳4202，左密封活塞外壳4201空套在双差速器左半轴2201的左端，右密封活塞外壳4202空套在双差速器右半轴2202的右端，左密封活塞外壳4201左侧设置有左密封挡圈4101、右密封活塞外壳4202的右侧设置有右密封挡圈4102。
[0025]还包括固设在变速箱箱体上的液压制动器左密封外壳5301、液压制动器右密封外壳5302，液压制动器左密封外壳5301与液压制动器左活塞5501之间设置有左液压油注入槽5401，液压制动器右密封外壳5302与液压制动器右活塞5502之间设置有右液压油注入槽 5402。
[0026]本发明的双差速器履带式联合收割机变速箱，采用惯常的的变速箱控制装置进行控制，包括一个液压泵，七个换向阀，一个溢流阀，一个卸载阀，具体为:液压泵57、溢流阀58、常开换向阀一 59、常闭换向阀60、卸载阀61、常闭换向阀一 62、常闭换向阀二63、常开换向阀64、常闭换向阀三65、常闭换向阀四66、位置传感器及其反馈装置一 69、位置传感器及其反馈装置二 70、HST变速杆67、换向杆68、转向直行切换按钮71。
[0027]所述液压系统油路设置如下:液压泵57泵出的液压油分为四支油路，第一支油路经过常闭式换向阀60，再依次流入常闭式换向阀一 62、常闭式换向阀二 63，常闭式换向阀一 62、常闭式换向阀二 63分别控制制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402 ;第二支路经过常开式换向阀64，常开式换向阀64控制动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202 ;第三支路经过常开式换向阀一 59，再流过常闭式换向阀三65、常闭式换向阀四66，常闭式换向阀三65、常闭式换向阀四66分别控制双差速器左半轴液压离合器2101、双差速器右半轴液压离合器2102。
[0028]本发明具有如下有益效果:
与现有的单边制动转向机构相比有益的效果在于本发明采用差速器式转向机构，当需要左转向时，制动左侧履带，此时内差速器的作用，使得中央差速器齿轮上的行星轮50转动，带动右侧履带加速行驶，完成差速转向，该种转向结构的优点在于制动时发动机输入功率全部转入右侧履带，几乎没有制动功率损失，转向时更加容易；由于加入了左反向用惰轮1401，反向动力输入左半轴使左侧反转，同时由于中央差速器齿轮20正转，通过差速器齿轮上行星轮50的换向，使得右侧半轴以两者速度之和的正转方向行驶，转向半径减小，转向时发动机消耗功率减小；本发明与传统差速器的不同之处在于，传统差速器在转向功能方面性能优异，但是 在直行能力方面效果很差，因为中间空心十字轴上行星轮的不固定性，一旦出现两侧太阳轮阻力不一致时，就会导致自动转向，这在联合收获机上将大大增加驾驶员的负担，实际作业时，由于水田路况恶劣，收获机需要良好的直线行驶能力完成规定的作业需求；本发明采用双差速器式结构，很好的解决了单差速器所存在的问题，其工作原理在于内侧差速器完成转向功能，外侧差速器保证直线行驶能力，其中外差速器的行星轮49与内差速器行星锥齿轮50花键连接，外差速器的两个太阳轮(左外差速器双联太阳轮4801和右外差速器双联太阳轮4802)分别与第一轴中央转动齿轮两侧的空套齿轮(液压离合器左配合齿轮3001和液压离合器右配合齿轮3002)啮合，当需要直线行驶时，通过液压加压使得第一轴上一对液压离合器(动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202)闭合，使得空套齿轮(液压离合器左配合齿轮3001和液压离合器右配合齿轮3002)具备与中央传动齿轮10相同的转速，由于外差速器太阳轮(左外差速器双联太阳轮4801和右外差速器双联太阳轮4802)转速相同，迫使中央差速器齿轮20上的外行星锥齿轮49不再自转，由于外行星锥齿轮49与内行星锥齿轮50花键链接，因此内行星锥齿轮50不再自转，从而起到保证内侧差速器直行的效果；考虑到田间作业时减轻驾驶员的负担，尽量减少控制杆件和按钮，所以考虑全部采用液压控制，其中动力分流轴11上两个液压离合器(动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202)同时闭合或是松开，直行时闭合，转向时松开；双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上分别加装了双差速器左半轴液压离合器2101、双差速器左半轴液压离合器2102，用于控制其两侧履带差速反向转弯；制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502上分别加装制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402，用于控制其两侧履带大半径转向及制动；为了避免高速时驾驶员误操作到差速反向转向使得液压离合器磨损严重或是机器侧翻，分别在双差速器左半轴液压离合器2101、双差速器左半轴液压离合器2102的油路前加装换向阀一 59，制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402前加装有一个换向阀60，同时在HST变速操作杆67上设置位置传感器一 69、位置传感器一 70，两个开关分别位于HST变速操纵杆67零点位置两侧对称布置，设置两开关之间的行程，并且一开始差速反向离合器油路上的常开换向阀一 59保持联通状态，即在低速情况下优先使用差速反向转向液压离合器，当超过设置好的行程后，杆件拨动开关，关闭常开换向阀一 59，该种转向失效，取而代之打开大半径转向液压离合器油路的常闭式换向阀60，此时通过对制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402的控制来完成大半径转向，此种操作方法只需要两根杆件，一根HST变速操作杆67,—根换向杆68,其中换向杆68上设置转向直行切换按钮71，转向时需要按下按钮然后再拨换向杆68进行转向，这样的设置使得即使增加了功能但是控制并没有变的更加复杂。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为变速箱整体平面图，其中I为动力输入齿轮，2为动力输入轴，3为换挡轴动力输入齿轮，4为换挡I轴，5为三联齿轮一，6为高档齿轮，7为中档齿轮，8为低档齿轮，9为换挡2轴，11为中央齿轮，1201为动力分流轴左转向液压离合器，1202为动力分流轴右转向液压离合器，1301左动力反向齿轮，1302为右动力反向齿轮，1401左反向双联齿轮，1402为右反向双联齿轮，1501左动力反向惰轴，1502为右动力反向惰轴，20为中央差速器齿轮，2101为双差速器左半轴液压离合器2101，2102为双差速器右半轴液压离合器，2201为双差速器左半轴，2202为双差速器右半轴，2301为左空套齿轮，2302为右空套齿轮，2401为制动及大半径转向左半轴液压制动器，2402为制动及大半径转向右半轴液压制动器，2501为大半径转向及制动左半轴，2502为大半径转向及制动右半轴，2601为制动及大半径转向左半轴大齿轮，2602为制动及大半径转向右半轴大齿轮，2701为制动及大半径转向左半轴小齿轮，2702为制动及大半径转向右半轴小齿轮，2801左大齿轮，2802为右大齿轮，2901动力输出左半轴，2902为动力输出右半轴。
[0030]图2为动力分流轴布置图，其中3001为液压离合器左配合齿轮，3002为与液压离合器配合右齿轮，3101左挡圈、3102为右挡圈，3201为左摩擦片组、3202为右摩擦片组，3301为左液压油注入槽、3302为右液压油注入槽，3401为左外壳、3402为右外壳，3601为左活塞、3602为右活塞，37为轴套，38为动力分流轴，39为液压油注入密封壳一。
[0031]图3为双差速器左右半轴机构图，其中4001为左液压油注入密封壳二、4002为右液压油注入密封壳三，4101为左密封挡圈、4102为右密封挡圈，4201为液压离合器左密封外壳、4202为液压离合器右密封外壳，4301为双差速器左活塞、4302为双差速器右活塞，44为弹簧，4501为双差速器左半轴输出齿轮，双差速器右半轴输出齿轮(4502)，46为摩擦片组挡圈，4701为左内差速器太阳轮，4702为右内差速器太阳轮，4801为左外差速器双联太阳轮、4802为右外差速器双联太阳轮，49为外差速器行星锥齿轮，50为内差速器行星锥齿轮，51为轴套，52为空心十字轴。
[0032]图4为左右制动半轴机构图，其中5301为液压制动器左密封外壳、5302为液压制动器右密封外壳，5401为左液压油注入槽、5402为右液压油注入槽，5501为液压制动器左活塞、5502为液压制动器右活塞，5601为左液压制动器外壳、5602为右液压制动器外壳。
[0033]图5为双差速器总成结构图，其中49为外行星锥齿轮，50为内行星锥齿轮，51为内行星锥齿轮旋转轴。 [0034]图6为内外差速器连接结构图，其中4801为外差速器太阳轮双联齿轮，4701为内差速器太阳轮。
[0035]图7为双差速器左右半轴散件零部件示意图，其中2301为液压离合器2201配合齿轮。
[0036]图8为动力分流轴散件零部件示意图，其中3001为液压离合器1201配合齿轮。
[0037]图9为液压离合器结构示意图，3401为液压离合器外壳，3601为活塞，1301为液压离合器配合齿轮。
[0038]图10为液压控制系统示意图，其中57为液压泵,58为溢流阀,59为常开换向阀一，61为卸载阀,60为常闭换向阀,62为常闭换向阀一,63为常闭换向阀二,64为常开换向阀，65为常闭换向阀三，66均为常闭换向阀四。
[0039]图11为操作台杆件设置示意图，其中69为位置传感器一、70为位置传感器二，67为HST变速操作杆，71为转向直行切换按钮，68为换向杆。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0041]如图1和图9所示，本发明的差动式履带式联合收获机变速箱包括包括动力输入轴2，三档变速装置两根换档轴4，9 ;动力分流轴11 ;左动力反向惰轴1501，右动力反向惰轴1502 ;双差速器左右半轴2201，双差速器右半轴2202 ;制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502 ;动力输出左半轴2901、动力输出右半轴2902 ;动力分流轴左转向液压离合器1201，动力分流轴右转向液压离合器1202，双差速器左半轴液压离合器2101，双差速器右半轴液压离合器2102，制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402及其控制系统，HST变速操作杆67，换向杆68。
[0042]动力输入轴2上设置动力输入齿轮I ;三档变速轴轴4上设置三联齿轮一 5和小齿轮3，其中三联齿轮一 5可在轴4上自由滑动，三档变速轴9上设置高档位齿轮6，中档位齿轮7，低档位齿轮8 ;动力分流轴11上设置有中央齿轮10和动力分流轴左转向液压离合器1201，动力分流轴右转向液压离合器1202及液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002和左动力反向齿轮1301，右动力反向齿轮1302，其中动力分流轴左转向液压离合器1201，动力分流轴右转向液压离合器1202与动力分流轴11花键连接，液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002空套在动力分流轴11上，左动力反向齿轮1301，右动力反向齿轮1302与轴11花键连接；左动力反向惰轴1501上设置有左反向双联齿轮1401，右动力反向惰轴1502上设置有反向双联齿轮1402，其中齿轮与轴位花键连接；双差速器左半轴2201上设置有左内差速器太阳轮4701和左外差速器双联太阳轮4801以及双差速器左半轴液压离合器2101和双差速器左半轴输出齿轮(4501)，双差速器右半轴2202上设置有右内差速器太阳轮4702和右外差速器双联太阳轮4802以及双差速器右半轴液压离合器2102和双差速器右半轴输出齿轮4502，其中左内差速器太阳轮4701，右内差速器太阳轮4702分别与双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202花键连接，左外差速器双联太阳轮4801，右外差速器双联太阳轮分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，双差速器左半轴液压离合器2101，双差速器右半轴液压离合器2102分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，液压离合器配合齿轮2301,2302分别空套在双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202上，双差速器左半轴输出齿轮4501，双差速器右半轴输出齿轮4502分别与双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202花键连接，双差速器左半轴2201、双差速器右半轴2202两端分别套在轴套51内，轴套51上设置有中央差速器齿轮20，中央差速器齿轮20上设置有四个内差速器行星轮50和四个外差速器49以及空心十字轴52，其中中央 差速器齿轮20空套在轴套51上，四个外行星轮49分别与四个内行星轮50花键连接，外行星轮49与内行星轮50都空套在十字轴上；制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502，制动及大半径转向左半轴2501上设置有制动及大半径转向左半轴液压制动器2401和制动及大半径转向左半轴大齿轮2601以及制动及大半径转向左半轴小齿轮2701，制动及大半径转向右半轴2502上设置有制动及大半径转向右半轴液压制动器2402和制动及大半径转向右半轴大齿轮2602以及制动及大半径转向右半轴小齿轮2702，其中制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402与变速箱箱体固连，制动及大半径转向左半轴大齿轮2601，制动及大半径转向右半轴大齿轮2602与制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502花键连接，制动及大半径转向左半轴小齿轮2701，制动及大半径转向右半轴小齿轮2702与制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502花键连接；动力输出左半轴2901、动力输出右半轴2902，动力输出左半轴2901设置有齿轮2801，右半轴2902上设置有齿轮2802，其中齿轮2801,2802与动力输出左半轴2901、动力输出右半轴2902花键连接。
[0043]动力输入齿轮I与小齿轮3啮合，三联齿轮一 5可通过滑动与三联齿轮二中6，7，8相啮合，其中，三联齿轮一 5与三联齿轮二 6、7、8啮合时分别构成高速档，低速档，中速档构成三档变速；三联齿轮二 6与中央齿轮10啮合；中央齿轮10与中央差速器齿轮20啮合，左外差速器双联太阳轮4801，右外差速器双联太阳轮直齿轮部分分别与液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002啮合，中央差速器齿轮20上四个外行星轮49分别与左外差速器双联太阳轮4801，右外差速器双联太阳轮锥齿轮部分啮合，四个内行星轮50分别与左内差速器太阳轮4701，右内差速器太阳轮4702啮合。
[0044]左动力反向齿轮1301，右动力反向齿轮1302分别与反向双联齿轮1401,1402啮合，反向双联齿轮1401，1402分别与液压离合器配合齿轮2301，2302啮合。
[0045]双差速器左半轴输出齿轮4501，双差速器右半轴输出齿轮4502与大半径转向及制动半轴2501，制动及大半径转向右半轴2502上制动及大半径转向左半轴大齿轮2601，制动及大半径转向右半轴大齿轮2602啮合，制动及大半径转向左半轴2501、制动及大半径转向右半轴2502上制动及大半径转向左半轴小齿轮2701，制动及大半径转向右半轴小齿轮2702分别与动力输出左半轴2901、动力输出右半轴2902上齿轮2801,2802啮合。
[0046]如图2所示，动力分流轴左转向液压离合器1201，动力分流轴右转向液压离合器(1202)上分别设置有左挡圈3101，右挡圈3102，左摩擦片组3201，右摩擦片组3202，左液压油注入槽3301，右液压油注入槽3302，弹簧35，活塞3601，3602，所在轴上设置有液压油注入油路38，轴端设置有液压油注入密封壳一 39。
[0047]如图3所示，所述双差速器左半轴液压离合器2101，双差速器右半轴液压离合器2102上分别设置有左密封挡圈4101，右密封挡圈4102，左密封活塞外壳4201，右密封活塞外壳4202，双差速器左活塞4301，双差速器右活塞4302，弹簧44和摩擦片组挡圈46。
[0048]如图4所示，所述制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402上分别设置有与变速箱箱体固连的左液压制动器外壳5601，右液压制动器外壳5602，液压制动器左活塞5501，液压制动器右活塞5502，左液压油注入槽5401，右液压油注入槽5402和液压制动器左密封外壳5301、液压制动器右密封外壳5302。
[0049]如图1和图2及图9所示，双差速器履带联合收获机直线行驶时，控制液压离合器常开换向阀64开关，确定油路处于打开状态，液压油注入动力分流轴38的油路中，通过左液压油注入槽3301、右液压油注入槽3302，迫使活塞压紧摩擦片，使得液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002与中央齿轮10以相同转速转动，因为中央齿轮10与中央差速器齿轮20啮合，左外差速器双联太阳轮4801，右外差速器双联太阳轮直齿轮部分分别与液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002啮合，同时根据权利要求2中，左外差速器双联太阳轮4801、右外差速器双联太阳轮4802的直齿轮部分齿数及模数与中央差速器齿轮20相同，保证外差速器双联齿轮的转速与中央齿轮相同，根据权利要求3中，液压离合器左配合齿轮3001，液压离合器右配合齿轮3002其齿轮部分中齿数及模数与中央齿轮10相同，上述权利要求保证中央差速器20上外差速器行星齿轮49公转转速与左外差速器双联太阳轮4801，右外差速器双联太阳轮4802锥齿轮部分转速相同，上述权利要求的目的在于保证直行时外行星轮49公转时不会自转，同时，因为外行星轮49与内行星轮50花键连接，因此内行星轮在公转时也不会自转，由此保证了直行。
[0050]如图1和图3及图9所示，双差速器履带联合收获机两侧履带反向不等速转向时，当需要左转向时，控制常开换向阀64使其保持油路断开状态，使得动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202摩擦片松开，使内外差速器行星齿轮49、50能够自转；控制常闭换向阀60使其保持油路断开状态，使得不干扰制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402 ;控制常开换向阀一 59使其保持油路通畅状态，使得反向转向油路处于激活状态；控制常闭换向阀三65使其保持油路畅通状态，控制常闭换向阀四66使其保持油路断开状态，这样使得液压油注入左液压油注入密封壳二 4001，注入左密封活塞外壳4201与双差速器左活塞4301之间油槽，迫使双差速器左活塞4301压紧内外摩擦片，因为内摩擦片与轴花键接合，外摩擦片与液压离合器配合齿轮2301花键接合，因此离合器配合齿轮2301将带动双差速器左半轴2201反向转动，同时因为中央差速器齿轮保持正向转动，因此双差速器左半轴2201上左内差速器太阳轮4701将迫使内行星轮50旋转，内行星轮50将使得双差速器右半轴2202以更快的速度正向转动，完成两侧履带反向不等速左转向；当需要右转向时，控制常开换向阀64使其保持油路断开状态，使得动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202摩擦片松开，使内外差速器行星齿轮49、50能够自转；控制常闭换向阀60使其保持油路断开状态，使得不干扰制动及大半径转向左半轴液压制动器2401、制动及大半径转向右半轴液压制动器2402 ;控制常开换向阀一 59使其保持油路通畅状态，使得反向转向油路处于激活状态；控制常闭换向阀三65使其保持油路断开状态，控制常闭换向阀四66使其保持油路通畅状态，这样使得液压油注入右液压油注入密封壳三4002，注入右密封活塞外壳4202与双差速器右活塞4302之间油槽，迫使双差速器双差速器右活塞4302压紧内外摩擦片，因为内摩擦片与轴花键接合，外摩擦片与液压离合器配合齿轮2302花键接合，因此离合器配合齿轮2302将带动双差速器右半轴2202反向转动，同时因为中央差速器齿轮保持正向转动，因此双差速器右半轴2202上右内差速器太阳轮4702将迫使内行星轮50旋转，内行星轮50将使得双差速器左半轴2201以更快的速度正向转动，完成两侧履带反向不等速右转向。
[0051]如图1和图4及图9所示，双差速器履带联合收获机大半径转向时，当需要左转向时，控制常开换向阀64使其保持油路断开状态，使得动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202摩擦片松开，使内外差速器行星齿轮49、50能够自转；控制常开换向阀一 59使其保持油路断开状态，使得不干扰液压离合器2101、2102 ;控制常闭换向阀60使其保持通畅状态，使得大半径转向状态激活；控制常闭换向阀一 62使其保持油路通畅状态，控制常闭换向阀二 63使其保持油路断开状态，液压油通过液压制动器左密封外壳5301中的油路进入左液压制动器外壳5601与液压制动器左活塞5501之间的油槽中，迫使液压制动器左活塞5501压紧摩擦片，左液压制动器外壳5601与变速箱箱体固连，其内侧设置有与外摩擦片接合的卡槽，制动及大半径转向左半轴2501上设置有与内摩擦片接合的卡槽，因此当压紧时，制动及大半径转向左半轴2501被制动，此时中央差速器齿轮20正向旋转，双差速器左半轴2201由于制动及大半径转向左半轴2501制动而制动，其内差速器太阳轮4701使得中央差速器齿轮20上内差速器齿轮50旋转，使得双差速器右半轴2202具有更快的正向转速，从而完成大半径左转向；当需要右转向时，控制常开换向阀64使其保持油路断开状态，使得动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202摩擦片松开，使内外差速器行星齿轮49、50能够自转；控制常开换向阀一59使其保持油路断开状态，使得不干扰双差速器左半轴液压离合器2101、2102 ;控制常闭换向阀60使其保持通 畅状态，使得大半径转向状态激活；控制常闭换向阀一 62使其保持油路闭合状态，控制常闭换向阀二 63使其保持油路通畅状态，液压油通过液压制动器右密封外壳5302中的油路进入右液压制动器外壳5602与液压制动器右活塞5502之间的油槽中，迫使液压制动器右活塞5502压紧摩擦片，右液压制动器外壳5602与变速箱箱体固连，其内侧设置有与外摩擦片接合的卡槽，制动及大半径转向右半轴2502上设置有与内摩擦片接合的卡槽，因此当压紧时，制动及大半径转向右半轴2502被制动，此时中央差速器齿轮20正向旋转，双差速器右半轴2202由于制动及大半径转向右半轴2502制动而制动，其内差速器太阳轮4702使得中央差速器齿轮20上内差速器齿轮50旋转，使得双差速器左半轴2201具有更快的正向转速，从而完成大半径右转向。
[0052]双差速器履带联合收获机制动时，控制常闭式换向阀60处于油路通畅状态，同时控制常闭式换向阀一 62、常闭式换向阀二 63处于油路通畅状态，液压油同时注入左液压制动器外壳5601、液压制动器左活塞5501与右液压制动器外壳5602、液压制动器右活塞5502之间，迫使液压制动器左活塞5501、液压制动器右活塞5502同时压紧摩擦片，来完成制动。
[0053]如图9和图10所示，液压操作系统的实现流程，由于两侧履带反向转向不能在速度过大时使用，因此，在HST速度控制杆(67)上设置一段速度区间(K，L)，区间端点K、L处分别设置有位置传感器69、70，当操作杆67经过69时,给予传感器69 —个信号,传感器反馈到控制装置，控制装置使得常开换向阀一 59闭合，同时打开常闭换向阀60，完成转向模式的切换(即从两侧履带反向转向变为大半径转向)，当HST操作杆再次经过传感器69时，再给传感器一个信号，传感器反馈到控制装置，控制装置使得常开换向阀一 59打开，同时闭合常闭换向阀60，完成转向模式的切换，同理，当操作杆67经过70时，给予传感器70 —个信号，传感器反馈到控制装置，控制装置使得常开换向阀一 59闭合，同时打开常闭换向阀60，完成转向模式的切换(即从两侧履带反向转向变为大半径转向)，当HST操作杆再次经过传感器69时，再给传感器一个信号，传感器反馈到控制装置，控制装置使得常开换向阀一 59打开，同时闭合常闭换向阀60,完成转向模式的切换；换向杆68上设置有转向直行切换按钮71，当需要转向时必须先按下按钮71，使得常开式换向阀64闭合，阻断液压油的注入，松开动力分流轴左转向液压离合器1201、动力分流轴右转向液压离合器1202的摩擦片，然后左右倾斜换向 杆，当向左倾斜时，同时控制常闭式换向阀一 62、常闭式换向阀三65使其打开，因为HST操纵杆已经选择了转向的模式，因此常闭式换向阀一 62、常闭式换向阀三65只能有一个是起作用的，根据不同的转向模式完成左转向，当向右倾斜时，同时控制常闭式换向阀二 63、常闭式换向阀四66使其打开，同理，只能有一个是起作用的，完成对应转向动作。
【权利要求】
1.双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:包括变速箱箱体、动力输入轴(2)、三档变速装置换档轴一(4)、三档变速装置换档轴二(9)、动力分流轴(11)、左动力反向惰轴(1501)、右动力反向惰轴(1502)、双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)、制动及大半径转向左半轴(2501)、制动及大半径转向右半轴(2502)、动力输出左半轴(2901)、动力输出右半轴(2902)、动力分流轴左转向液压离合器(1201)、动力分流轴右转向液压离合器(1202)、双差速器左半轴液压离合器(2101)、双差速器右半轴液压离合器(2102)、制动及大半径转向左半轴液压制动器(2401)、制动及大半径转向右半轴液压制动器(2402)； 所述动力输入轴(2)上设置动力输入齿轮(1)，三档变速装置换档轴一(4)上设置三联齿轮一(5)和小齿轮(3)，其中三联齿轮一(5)可在三档变速装置换档轴一(4)上自由滑动，三档变速装置换档轴二(9)上设置有档位齿轮，档位齿轮包括高档齿轮(6)、中速档齿轮(7)、低速档齿轮(8)； 所述动力分流轴(11)上由左至右依次设置有左动力反向齿轮(1301)、液压离合器左配合齿轮(3001)、动力分流轴左转向液压离合器(1201)、中央齿轮(10)、动力分流轴右转向液压离合器(1202)、液压离合器右配合齿轮(3002)和右动力反向齿轮(1302)，其中动力分流轴左转向液压离合器(1201)、动力分流轴右转向液压离合器(1202)分别与动力分流轴(11)花键连接，液压离合器左配合齿轮(3001)、液压离合器右配合齿轮(3002 )空套在动力分流轴(11)上，左动力反向齿轮(1301)、右动力反向齿轮(1302)与动力分流轴(11)花键连接； 所述左动力反向惰轴(1501)与设置在其上的左反向双联齿轮(1401)花键连接，右动力反向惰轴(1502)与设置在其 上的右反向双联齿轮(1402)花键连接； 所述双差速器左半轴(2201)上设置有左内差速器太阳轮(4701)、左外差速器双联太阳轮(4801)、双差速器左半轴液压离合器(2101)和双差速器左半轴输出齿轮(4501)，双差速器右半轴(2202)上设置有右内差速器太阳轮(4702)、右外差速器双联太阳轮(4802)、双差速器右半轴液压离合器(2102)和双差速器右半轴输出齿轮(4502)，其中左内差速器太阳轮(4701)、右内差速器太阳轮(4702)分别与双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)花键连接，左外差速器双联太阳轮(4801)、右外差速器双联太阳轮(4802)分别空套在双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)上，双差速器左半轴液压离合器(2101)、双差速器右半轴液压离合器(2102)分别空套在双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)上，液压离合器左配合齿轮(2301)、液压离合器右配合齿轮(2302)分别空套在双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)上，双差速器左半轴输出齿轮(4501)、双差速器右半轴输出齿轮(4502)分别与双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202)花键连接； 双差速器左半轴(2201)的右端部、双差速器右半轴(2202)的左端部分别套入轴套(51)内，轴套(51)上设置有中央差速器齿轮(20)，中央差速器齿轮(20)上设置有四个内差速器行星锥齿轮(50 )、四个外差速器锥齿轮(49 )和空心十字轴(52 )，中央差速器齿轮(20 )空套在轴套上，四个外行星锥齿轮(49)分别与四个内行星锥齿轮(50)花键连接，外行星锥齿轮(49)与内行星锥齿轮(50)都空套在空心十字轴(52)上； 所述制动及大半径转向左半轴(2501)上由左向右依次设置有制动及大半径转向左半轴液压制动器(2401)、制动及大半径转向左半轴大齿轮(2601)和制动及大半径转向左半轴小齿轮(2701)，制动及大半径转向右半轴(2502)上由右向左依次设置有制动及大半径转向右半轴液压制动器(2402)、制动及大半径转向右半轴大齿轮(2602)和制动及大半径转向右半轴小齿轮(2702)，其中制动及大半径转向左半轴液压制动器(2401)、制动及大半径转向右半轴液压制动器(2402)与变速箱箱体固连，制动及大半径转向左半轴大齿轮(2601 )、制动及大半径转向右半轴大齿轮(2602)分别与制动及大半径转向左半轴(2501)、制动及大半径转向右半轴(2502)花键连接，制动及大半径转向左半轴小齿轮(2701)、制动及大半径转向右半轴小齿轮(2702)分别与制动及大半径转向左半轴(2501)、制动及大半径转向右半轴(2502)花键连接； 所述动力输出左半轴(2901)上设置有左齿轮(2801)，右动力输出半轴(2902)上设置有右齿轮(2802)，其中左齿轮(2801)、右齿轮(2802)分别与动力输出左半轴(2901)、右动力输出半轴(2902)花键连接； 所述动力输入齿轮(I)与小齿轮(3)啮合，三联齿轮一(5)能够沿三档变速装置换档轴一(4)滑动并分别与高档齿轮(6)、中档齿轮(7)、低档齿轮(8)相啮合，高档齿轮(6)还与中央齿轮(10)啮合，中央齿轮(10)与中央差速器齿轮(20)啮合，四个外行星锥齿轮(49)与左外差速器双联太阳轮(4801)锥齿轮部分、右外差速器双联太阳轮(4802)锥齿轮部分均啮合，四个内行星锥齿轮(50)与左内差速器太阳轮(4701)、右内差速器太阳轮(4702)均啮合，左外差速器双联太阳轮(4801)、右外差速器双联太阳轮(4802)的直齿轮部分分别与液压离合器左配合齿轮(3001)、液压离合器右配合齿轮(3002)啮合，左动力反向齿轮(1301)、右动力反向齿轮(1302)分别与左反向双联齿轮(1401)、右反向双联齿轮(1402)啮合，左反向双联齿轮(1401)、右反向双联齿轮(1402)分别与左液压离合器配合齿轮(2301)、右液压离合器配合齿轮(2302)啮合，双差速器左半轴输出齿轮(4501)、双差速器右半轴输出齿轮(4502)分别与大半径转向及制动左半轴(2501)上的制动及大半径转向左半轴大齿轮(2601)、大半径转向及制动及大半径转向右半轴(2502)上的制动及大半径转向右半轴大齿轮(2602)啮合，大半径转向及制动及大半径转向左半轴(2501)上的制动及大半径转向左半轴小齿轮(2701)与动力输出左半轴(2901)上的左齿轮(2801)啮合，大半径转向及制动及大半径转向右半轴(2502)上的制动及大半径转向右半轴小齿轮(2702)与动力输出右半轴(2902)上的右齿轮(2802)啮合。
2.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于: 所述液压离合器左配合齿轮(3001)右侧依次设置有左挡圈(3101)、左摩擦片组(3201)、左液压油注入槽(3301)和左活塞(3601)，液压离合器右配合齿轮(3002 )左侧依次设置有右挡圈(3102)、右摩擦片组(3202)、右液压油注入槽(3302)和右活塞(3602)，动力分流轴(11)上设置有液压油注入油路(38)，轴端设置有液压油注入密封壳一(39)； 所述双差速器左半轴液压离合器(2101)上还设置有左密封挡圈(4101)、左密封活塞外壳(4201)和双差速器左活塞(4301 )，双差速器右半轴液压离合器(2102)上还设置有右密封挡圈(4102)、右密封活塞外壳(4202)和双差速器右活塞(4302)； 所述制动及大半径转向左半轴液压制动器(2401)上还设置有左液压制动器外壳(5601)、液压制动器左活塞(5501)、左液压油注入槽(5401)和液压制动器左密封外壳(5301)，制动及大半径转向右半轴液压制动器(2402)上还设置有右液压制动器外壳(5602)、液压制动器右活塞(5502)、右液压油注入槽(5402)和液压制动器右密封外壳(5302)。
3.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:左外差速器双联太阳轮(4801)、右外差速器双联太阳轮(4802)的直齿轮部分齿数及模数与中央差速器齿轮(20 )相同，保证左外差速器双联齿轮(4801)、右外差速器双联齿轮(4802 )的转速与中央齿轮(20 )相同；双差速器左半轴(2201)、双差速器右半轴(2202 )的外表面上与空套的左外差速器双联太阳轮(4801)、右外差速器双联太阳轮(4802)和轴套(51)接触的部分设置有凹槽。
4.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:液压离合器左配合齿轮(3001)、右液压离合器配合齿轮(3002)齿轮部分的齿数及模数与中央齿轮10相同，液压离合器左配合齿轮(3001)的右侧以及右液压离合器配合齿轮(3002)的左侧分别设置有卡槽；所述左液压离合器配合齿轮(2301)、右液压离合器配合齿轮(2302)，其外侧设置有与外摩擦片接合的卡槽。
5.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:左外壳(3401)与左活塞(3601)之间、右外壳(3402)与右活塞(3602)之间分别设置有液压油注入槽；左活塞(3601)与液压离合器左配合齿轮(3001 )、右活塞(3602)与液压离合器右配合齿轮(3002)之间留有间隙，便于活塞移动。
6.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:还包括左密封活塞外壳(4201) 、右密封活塞外壳(4202 )，左密封活塞外壳(4201)空套在双差速器左半轴(2201)的左端，右密封活塞外壳(4202 )空套在双差速器右半轴(2202 )的右端，左密封活塞外壳(4201)左侧设置有左密封挡圈(4101)、右密封活塞外壳(4202)的右侧设置有右密封挡圈(4102)。
7.根据权利要求1所述的双差速器履带式联合收割机变速箱，其特征在于:还包括固设在变速箱箱体上的液压制动器左密封外壳(5301)、液压制动器右密封外壳(5302)，液压制动器左密封外壳(5301)与液压制动器左活塞(5501)之间设置有左液压油注入槽(5401)，液压制动器右密封外壳(5302)与液压制动器右活塞(5502)之间设置有右液压油注入槽(5402)。
【文档编号】A01D69/06GK103988639SQ201410187318
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】李耀明, 姜晓春, 徐立章, 唐忠 申请人:江苏大学