专利名称：挡位互锁的分动器及四轮驱动小型拖拉机动力传动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型拖拉机的动力及传动系统及其配件，特别是一种 四轮驱动小型多功能拖拉机动力及传动系统及挡位互锁的分动器。
技术背景我国耕地地质条件差异较大，在山丘地域，坡度较大，在水域地带，泥拧 易陷，现有的小型多功能拖拉机一般是两轮驱动，因而，当其在坡度较大或泥 泞易陷地段行走时，常常发生陷车、打滑现象，很大程度上影响了使用，因此 急需开发出一种前后都有驱动力，性能强于一般农用车的小型多功能拖拉机来 满足生产需要。实用新型专利《四轮驱动变型拖拉机运输机》(专利号200420011712.5 ) 公开了一种变型拖拉机运输机，减少了动力损耗，使其爬坡性能有明显改善， 提高了运输机的牵引力和动力性能，特别适用于山区和半山区的运输和工程作 业，但该车是一种专门从事运输工作的大型拖拉机，而对于既具有短途运输功 能又有田间作业功能，主要用途是从事农业生产活动的农用车辆小型多功能拖 拉机而言，除解决四轮驱动的问题外，还要解决在四轮驱动情况下出现的① 急转弯制动现象，②前后轮互相干涉的问题；而上述已有技术未能公开解决 这两问题的具体方案。 实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种前后都有驱动力的四轮驱动小 型多功能拖拉机动力及传动系统及挡位互锁的分动器，以解决四轮驱动的拖拉 机所存在的急转弯制动现象和前后轮互相干涉的问题，提高行车的安全性和操 作性。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是将分动箱设计成具有挡 位互锁机构的分动器，可通过专门的切换拨杆操纵含有该挡位互锁机构的分 动器的动力及传动系统，使之能轻松实现两驱与四驱间的切换，并采用后驱动 为主，前驱动为辅的半时四驱方式。其具体技术方案是 一种挡位互锁的分动器，是具有高、低速两个挡位和前驱离、合挡位的传动系统，所述的分动器有一个包括高低挡选挡拨叉轴及高 低挡选挡拨叉、前桥离合拨叉轴及前桥离合拨叉、圆柱销、挡位锁定弹簧和挡 位锁定钢球构成的挡位互锁机构，高低挡选挡拨叉轴和前桥离合拨叉轴平行分 布在分动器壳体一侧的突出部，两拨叉轴之间的分动器壳体上开有一个圆孔 槽，槽内有一挡位互锁圆柱销，在该圆孔槽两端与两拨叉轴中轴线垂直的方向上分别开有两个通 L，孔内依次装有挡位锁定弹簧和挡位锁定钢球，在高低挡 选挡拨叉轴、前桥离合拨叉轴上分别有一挡位互锁扁位，该两挡位互锁扁位位 置错开,高低挡选挡拨叉固定在高低挡选挡拨叉轴上，可带动拨叉轴前后移动， 前桥离合拨叉固定在前桥离合拨叉轴上，与高低挡选挡拨叉连动互锁。本实用新型的另一技术方案是一种四驱动多功能小型拖拉机的动力及传 动系统，包括发动机及依次连接的变速箱、中间传动轴、分动器，分动器具有 独立的前、后桥传动轴输出轴，前、后桥传动轴输出轴分别与前、后驱动桥相 连，该分动器是具有高、低速两个挡位和前驱离、合挡位的传动系统，该分动 器也是本实用新型上述挡位互锁的分动器。本实用新型的更进一步技术方案是:所述的前驱动转向桥上还连接有一个 半轴轴头锁结构，该半轴轴头锁结构包括固定在轮辋上的轮辋内齿圈和安装在 半轴滑动花键部上的半轴滑动齿套、与半轴滑动齿套相连的滑动齿套拨动机 构、与半轴滑动齿套拨动机构相连的拨动液压控制阀及其控制液路，该拨动液 压控制阀与分动器前桥离合操纵手柄固定相连并与其联动，当分动器前桥离合 操纵手柄处于前驱分离位置时，半轴滑动齿套与轮辋内齿圈分离，当分动器前 桥离合操纵手柄处于前驱啮合位置时，半轴滑动齿套与轮辋内齿圈啮合。本实用新型之挡位互锁的分动器，具有较好的挡位互锁功能，当高低挡 选挡拨叉位于高速挡时，挡位互锁圆柱销置于前桥离合拨叉轴的挡位互锁扁位 上锁定，使前桥离合拨叉不能移动，只能处于"分离"挡位，前桥动力分离； 只有当高低挡选挡拨叉位于低速挡时，高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁扁位移到 与挡位互锁圆柱销同一线上，解除锁定，此状态下，前桥离合拨叉才能挂到"啮 合"挡位，分动器输出与前后桥啮合动力，同时，前桥离合拨叉轴移动使其上 扁位偏移将挡位互锁圆柱销推入高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁扁位，将高低挡 选挡拨叉锁定在低速挡状态，只有前桥离合拨叉挂到"分离"挡位，才能将高 低挡选挡拨叉置于高速挡。因而，采用了本实用新型之具有挡位互锁分动器的四驱动多功能小型拖拉 机的动力及传动系统后，只有在低速挡状态下，前驱才能有动力输出，从而提 高了行车的安全性和操作性。当小型多功能拖拉机在爬陡坡或在泥拧的路面上 行驶、或后轮驱动出现打滑、或车轮掉进深坑而难以爬出时，可瞬间挂上四轮 驱动进一步增大输出扭矩，从而增大拖拉机的附着驱动力，改善通过性能，完 全适应在崎岖、泥泞、狭窄、陡坡地域上，甚至原始山坡无路状况下普通车辆 难以胜任的农业生产活动工作，平时可根据路面状况选择分动器挡位，将前驱 离、合挡置于分离挡位，断开分动器与前驱动桥间传动轴的动力，同时利用联 动机构切断前驱动桥半轴轴头锁的控制液力，使前驱动桥半轴与前桥轮毂处于分离状态，此时前桥轮毂是自由轮毂(FreeWheelHub)状态，断开前轮与传 动半轴的连接，前桥的半轴、差速机构、盘角齿、伞形齿均处于静止状 态，从而把车轮和左右传动半轴、差速器、传动轴、分动器的摩擦力都减去， 达到省油和延长万向节和分动器齿轮寿命的目的，又可以降低车内噪声；整车 处于单纯的后驱状态，因而避免了四轮驱动所固有存在以下的问题，如①急 转弯制动等转向性不良现象；②前后轮互相干涉，引起"功率循环"，从而引 起轮胎的早期磨损、传动系承受附加载荷以及额外的功率损失；③动力传动 效率低，动力损失大； 驱动系的震动和噪声大等。既节省能耗、又增加其 操作性能，增强其适应性。由于本实用新型之一种四轮驱动多功能小型拖拉机的动力及传动系统减 少了动力损耗，避免了四轮驱动所固有存在的问题，提高了行车的安全性和操 作性；能更好地适合农村、山区原始山坡路、短途运输和田间作业运输的需 求，特别是满足在崎岖、泥泞、狭窄、陡坡地域的农业生产活动的需要。下面，结合附图和实施例对本实用新型之挡位互锁的分动器及四轮驱动 小型拖拉机动力传动系统的技术特征作进一步的说明。
图1:本实用新型之四轮驱动多功能小型拖拉机的动力及传动系统的结构 示意图；图2:图3的右视图；图3:分动器结构及传动关系示意图(主视剖视图)； 图4:分动器的结构示意图；图5:分动器挡位互锁结构简图(图示为高挡位、前桥动力分离状态)； 图6:图5的A-A剖视图； 图7:图6的B-B剖视图；图8:半轴轴头锁及安装位置结构示意图(图示为前驱分离状态)； 图9:半轴轴头锁及其控制液路结构示意图； 图10:图8的C部放大图。 图1中l一发动机，2—变速箱、3—前驱动桥，4—中间传动轴，5—分动器， 6—后桥传动输出轴，7—后驱动桥，8—前桥传动输出轴，9一半轴轴头 锁结构；图2 图3中IO"分动器的输入端，11~{氏速挡齿轮，12—大中间齿轮，13—分动器前 桥输出端，14~前桥离合齿套，15—前桥离合齿轮，16—小中间齿轮，17—高 速挡齿轮，18—分动器后桥输出端；19一中间轴轴承盖，20~输出轴后轴承盖；60~高低挡选挡拨叉轴，61—前桥离合拨叉轴，51—分动器动力输入轴， 52—分动器后桥输出轴，53—分动器中间轴，54—分动器前桥输出轴；图5 图7中55—高低挡选挡拨叉，56—前桥离合拨叉，57—锁定弹簧，58—挡位锁定 钢球，59—互锁圆柱销，60—高低挡选挡拨叉轴，601—高低挡选挡拨叉轴上 的挡位互锁扁位，61—前桥离合拨叉轴，611—前桥离合拨叉轴上的挡位互锁扁位；图8 图10中31—轮辋，32—轮辋内齿圈，33—分动器前桥离合操纵手柄， 91一半轴滑动齿套，92—滑动齿套拨动机构，93—拨动液压控制阀控制液路，94—拨动液压控制阀，95—半轴滑动花键部。
具体实施方式
实施例一一种挡位互锁的分动器，是具有高、低速两个挡位和前驱离、合挡位的 传动系统，所述的分动器有一个包括高低挡选挡拨叉轴60及高低挡选挡拨叉55、前桥离合拨叉轴61及前桥离合拨叉56、圆柱销59、挡位锁定弹簧57和挡位锁定钢球58构成的挡位互锁机构，高低挡选挡拨叉轴60和前桥离合拨叉 轴61平行分布在分动器壳体一侧的突出部(参见图2)，两拨叉轴之间的分动 器壳体上开有一个圆孔槽，槽内有一挡位互锁圆柱销59，在该圆孔槽两端与 两拨叉轴中轴线垂直的方向上分别开有两个通孔，孔内依次装有挡位锁定弹簧 57和挡位锁定钢球58，在高低挡选挡拨叉轴60上有挡位互锁扁位601，在前 桥离合拨叉轴61上有挡位互锁扁位611，高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁扁位 601与前桥离合拨叉轴上的挡位互锁扁位611位置错开(参见图5 图7)，高 低挡选挡拨叉55固定在高低挡选挡拨叉轴60上，可带动拨叉轴前后移动，前 桥离合拨叉56固定在前桥离合拨叉轴61上，与高低挡选挡拨叉55连动互锁； 当高低挡选挡拨叉55位于高速挡时，挡位互锁圆柱销59置于前桥离合拨叉轴 61的挡位互锁扁位611上锁定，使前桥离合拨叉56不能移动，只能处于"分 离"挡位，前桥动力分离；只有当高低挡选挡拨叉55位于低速挡时，高低挡 选挡拨叉轴60的挡位互锁扁位601移到与挡位互锁圆柱销59同一线上，解除 对前桥离合拨叉56的锁定，此状态下，前桥离合拨叉56才能挂到"啮合"挡 位，分动器输出与前后桥啮合动力，同时，前桥离合拨叉轴61移动使其上的 挡位互锁扁位611偏移将挡位互锁圆柱销推入高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁 扁位，将高低挡选挡拨叉锁定在低速挡状态，只有前桥离合拨叉挂到"分离" 挡位，才能将高低挡选挡拨叉置于高速挡。即只有高低挡选挡拨叉位于低速 挡时，前桥离合拨叉才能挂到"啮合"挡位；只有前桥离合拨叉位于"分离" 挡位，高低挡选挡拨叉才能置于高速挡位。本实施例中，与前桥离合拨叉所配合的离合器是齿轮式离合器或是牙嵌式 结构、滑销式结构或拉键式结构的离合器。实施例二一种四驱动多功能小型拖拉机的动力及传动系统，包括由发动机1及依次 连接的变速箱2、中间传动轴4、分动器5，分动器具有独立的前桥传动轴8 和后桥传动输出轴6，前、后桥传动轴输出轴8、 6分别与前驱动桥3和后驱 动桥7相连(参见图l)，所述分动器5有分动器动力输入轴51、分动器后桥 轴52、分动器中间轴53和分动器前桥轴54，在分动器动力输入轴51上套有 高速挡齿轮17和低速挡齿轮11，其高速挡齿轮17直接与分动器后桥轴52连 接，在分动器中间轴53上套有连体的大中间齿轮12和小中间齿轮16,其大 中间齿轮12直接与低速挡齿轮11啮合，小中间齿轮16与高速挡齿轮17及套在分动器前桥轴54上的前桥输出齿轮15分别啮合(参见图3、图4)。所述的分动器5是具有高、低速两个挡位和前驱离、合挡位的齿轮传动系 统，该分动器5是实施例一所述的挡位互锁的分动器，该挡位互锁的分动器的 结构与各部件之间的连接关系如实施例一所述，此处不再赘述。 实施例三一种带有半轴轴头锁结构的四驱动多功能小型拖拉机的动力及传动系统。其基本结构同实施例二，所不同之处在于在该系统的前驱动转向桥3 上还连接有一个半轴轴头锁结构9，该半轴轴头锁结构9包括固定在轮辋31 上的轮辋内齿圈32和安装在半轴滑动花键部95上的半轴滑动齿套91、与半 轴滑动齿套91相连的滑动齿套拨动机构92、与半轴滑动齿套拨动机构92相 连的拨动液压控制阀94及其控制液路93，该拨动液压控制阀94与分动器前 桥离合操纵手柄33固定相连并与其联动(参见图8 图10)，当分动器前桥离 合操纵手柄33处于前驱分离位置时，半轴滑动齿套91与轮辋内齿圈32分离， 当分动器前桥离合操纵手柄33处于前驱啮合位置时，拨动液压控制阀94动作， 并通过控制液路93带动半轴滑动齿套拨动机构92动作，推动半轴滑动齿套 91与轮辋内齿圈32啮合。装有本实用新型的动力及传动系统四驱动多功能小型拖拉机从单独两后 轮驱动转换为后轮与前轮四轮驱动的转换过程如下-拖拉机在正常行驶时，发动机1动力传递至变速箱2的输出端通过中间传 动轴4传递至分动器5的输入端10，此时，高、低挡选挡拨叉55处于高挡位， 由于在分动器上设置了挡位互锁机构，当高、低挡选挡拨叉处于高挡位时，前 桥离合拨叉只能处于前驱分离状态，即前桥离合齿套14与前桥离合齿轮15 分离，前桥没有动力输出；发动机动力经分动器高速挡齿轮17直接传至后桥 输出端18通过后桥传动轴6传至后驱动桥7驱动后轮实现单独两后轮驱动； 当拖拉机在爬陡坡或在泥泞的路面上行驶、或后轮驱动出现打滑、或车轮掉进 深坑而难以爬出时，将分动器5挂到低速挡(齿轮11与齿轮12啮合位)，前 驱离、合挡置于接合挡位(前桥离合齿套14与前桥离合齿轮15啮合位)，接 合分动器与前驱动桥间传动轴的动力，同时由于拨动液压控制阀94与分动 器前桥离合操纵手柄33的联动关系一一拨动液压控制阀94动作，通过 控制液路带动半轴滑动齿套拨动机构92动作并推动半轴滑动齿套91 与轮辋内齿圈31合拢，使前驱动桥半轴与前桥轮毂处于啮合状态，使分动器的输出动力可驱动前轮，实现四轮驱动，从而增大拖拉机的附着驱动 力，改善通过性能；当车辆完全脱离爬陡坡或泥泞的路面后，拨动前桥离合拨 叉56使前驱离合挡置于分离挡位，此时齿套14与齿轮15分离，分动器前输 出端13无动力输出，同时联动机构的拨动液压控制阀94回位，切断前驱动 桥半轴轴头锁结构9的控制液力，半轴滑动齿套91与轮辋内齿圈31分离， 前驱动桥半轴与前桥轮毂处于分离状态，此时前桥轮毂是自由轮毂 (FreeWheelHub)状态；完成四驱到两驱的完全切换，整车处于单纯的后驱动状 态以节省能耗、提高行车的安全性和操作性。
权利要求1. 一种挡位互锁的分动器，是具有高、低速两个挡位和前驱离、合挡位的传动系统，其特征在于所述的分动器有一个包括高低挡选挡拨叉轴及高低挡选挡拨叉、前桥离合拨叉轴及前桥离合拨叉、圆柱销、互锁挡位锁定弹簧和挡位锁定钢球构成的挡位互锁机构，高低挡选挡拨叉轴和前桥离合拨叉轴平行分布在分动器壳体一侧的突出部，两拨叉轴之间的分动器壳体上开有一个圆孔槽，槽内有一挡位互锁圆柱销，在该圆孔槽两端与两拨叉轴中轴线垂直的方向上分别开有两个通孔，孔内依次装有挡位锁定弹簧和挡位锁定钢球，在高低挡选挡拨叉轴、前桥离合拨叉轴上分别有一挡位互锁扁位，该两挡位互锁扁位位置错开，高低挡选挡拨叉固定在高低挡选挡拨叉轴上，可带动拨叉轴前后移动，前桥离合拨叉固定在前桥离合拨叉轴上，与高低挡选挡拨叉连动互锁；——即当高低挡选挡拨叉位于高速挡时，挡位互锁圆柱销置于前桥离合拨叉轴的挡位互锁扁位上锁定，前桥离合拨叉不能移动，处于“分离”挡位，当高低挡选挡拨叉位于低速挡时，前桥离合拨叉才能挂到“啮合”挡位，分动器输出与前后桥啮合动力，挡位互锁圆柱销置于高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁扁位，将高低挡选挡拨叉锁定在低速挡状态。
2、 一种四轮驱动小型拖拉机动力传动系统，包括发动机及依次连接的变 速箱、中间传动轴、分动器，分动器具有独立的前、后桥传动输出轴，前、后 桥传动输出轴分别与前、后驱动桥相连，其特征在于所述的分动器是权利要 求1所述的挡位互锁的分动器，该分动器有一个包括高低挡选挡拨叉轴及高低 挡选挡拨叉、前桥离合拨叉轴及前桥离合拨叉、圆柱销、互锁挡位锁定弹簧和 挡位锁定钢球构成的挡位互锁机构，高低挡选挡拨叉轴和前桥离合拨叉轴平行 分布在分动器壳体一侧，两拨叉轴之间的分动器壳体上开有一个圆孔槽，槽内 有一挡位互锁圆柱销，在该圆孔槽两端与两拨叉轴中轴线垂直的方向上分别开 有两个通 L，孔内依次装有挡位锁定弹簧和挡位锁定钢球，在高低挡选挡拨叉 轴、前桥离合拨叉轴上分别有一挡位互锁扁位，该两挡位互锁扁位位置错开， 高低挡选挡拨叉固定在高低挡选挡拨叉轴上，可带动拨叉轴前后移动，前桥离 合拨叉固定在前桥离合拨叉轴上，与高低挡选挡拨叉连动互锁——即当高低 挡选挡拨叉位于高速挡时，挡位互锁圆柱销置于前桥离合拨叉轴的挡位互锁扁 位上锁定，前桥离合拨叉不能移动，处于"分离"挡位，当高低挡选挡拨叉位于低速挡时，前桥离合拨叉才能挂到"啮合"挡位，分动器输出与前后桥啮合 动力，挡位互锁圆柱销置于高低挡选挡拨叉轴的挡位互锁扁位，将高低挡选挡 拨叉锁定在低速挡状态。
专利摘要一种挡位互锁的分动器及四轮驱动小型拖拉机动力传动系统，所述的分动器有一个包括高低挡选挡拨叉轴及高低挡选挡拨叉、前桥离合拨叉轴及前桥离合拨叉、圆柱销、互锁挡位锁定弹簧和挡位锁定钢球构成的挡位互锁机构，所述的动力传动系统包括发动机及依次连接的变速箱、中间传动轴、分动器，分动器具有独立的前、后桥传动轴输出轴，前、后桥传动轴输出轴分别与前、后驱动桥相连，所述的前驱动转向桥上还连接有一个由轮辋内齿圈和安装在半轴滑动花键部上的半轴滑动齿套、与半轴滑动齿套相连的滑动齿套拨动机构和与之相连的拨动液压控制阀及其控制液路组成的半轴轴头锁结构。该传动系统能根据需要实现两驱为高速挡、四驱为低速挡以及相互之间的可靠地切换。
文档编号F16H59/02GK201090724SQ20072012315
公开日2008年7月23日 申请日期2007年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者胡一平, 楠 莫, 许冠能, 郑光红, 陆森兴 申请人:柳州正菱集团有限公司;柳州桂泰车辆有限责任公司