一种拖拉机用变速机构的制作方法

本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种在拖拉机传动中使用的变速机构。

背景技术：

目前，在拖拉机中广泛应用的变速机构为机械式变速器，大体上，这类变速器可分为两轴式手动变速器和中间轴式手动变速器，在结构上基本是一样的，采用了拨叉的方式推动主动齿轮和从动齿轮进行啮合，实现换档。但是这类变速器都存在一些缺点：(1)受换档拨叉排布的影响，档位数量受到限制；(2)换档结构复杂，成本高；(3)换档不稳定，容易跳档脱档。

同时，换挡结构中，为了换挡顺利减小换档冲击，换档结构一般安装了同步器。广泛使用的同步器有锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器，但是同步器都存在一些缺点：(1)同步器结构复杂，成本高；(2)容易磨损，换挡中受力容易损坏。

因此，如何对拖拉机变速机构进行改进使其克服上述缺点是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决目前换档变速机构中存在的问题，提供一种结构简单，换档稳定的变速机构。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种拖拉机用变速机构，其特征在于：包括壳体、输入轴、输出轴、卡钳轴、换档杆、卡钳总成和行星架总成，所述输入轴和所述输出轴分别转动连接于所述壳体上，且所述输入轴带动所述输出轴转动，所述行星架总成设置在所述输入轴外侧，用于控制所述输入轴的转速，所述卡钳轴固定于所述壳体上，所述卡钳总成转动连接于所述卡钳轴上；所述行星架总成包括行星架、多档齿圈和多档行星轮，所述行星轮转动连接于所述行星架上，多档所述齿圈分别与多档所述行星轮对应啮合；所述卡钳总成安装于各档所述齿圈外侧，且所述卡钳总成相对设置在所述齿圈两侧，每档所述齿圈配合一对所述卡钳总成；所述换挡杆设置在相对设置的所述卡钳总成之间，用于控制每对所述卡钳总成的松开和锁紧。卡钳总成绕卡钳轴转动，通过换档杆的带动，类似于同步器功能，卡钳总成可以与齿圈摩擦并锁紧使齿圈停止转动，相应档位的齿圈停止转动后，行星架总成得到了相应档位的固定转速，带动输出轴转动。

作为优选，所述换挡杆设置有凸轮结构，所述换挡杆可以在周向转动，使所述凸轮结构接触两侧的所述卡钳总成，实现所述卡钳总成的松开和锁紧；所述换挡杆可以在轴向滑动，使所述凸轮结构移动到不同档位的所述卡钳总成，实现接触对应档位的所述卡钳总成。采用凸轮结构的换档杆，打破目前的拨叉式换档结构，换档简单自然，操作人员掌握快捷。

具体的，所述卡钳总成包括卡钳体、卡钳滑轨、摩擦片、锁定卡簧、伸缩弹簧和复位弹簧，所述卡钳滑轨可伸缩的连接于所述卡钳体上，且所述卡钳滑轨和所述卡钳体之间设置有伸缩弹簧，所述卡钳滑轨通过所述锁定卡簧安装于所述卡钳体上；所述摩擦片滑动连接于所述卡钳滑轨上；所述复位弹簧设置在每对所述卡钳总成之间。

作为改进，所述摩擦片两侧设置有卡槽，所述卡钳体上设置有与所述卡槽配合的卡销，所述卡槽和所述卡销的配合用于限制所述摩擦片在所述卡钳滑轨上的滑动距离。

作为优选，所述输入轴中间部位设置有与各档所述行星轮啮合的圆柱齿。

作为优选，所述齿圈为四个，分别为一档齿圈、二档齿圈、三档齿圈和四档齿圈，所述行星轮也为四组，分别为一档行星轮、二档行星轮、三档行星轮和四档行星轮，对应的所述卡钳总成为四对。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本变速机构结构简单体积小巧，制造容易。(2)本变速机构采用凸轮结构的换档杆，打破目前的拨叉式换档结构，换档简单自然，操作人员掌握快捷。(3)采用凸轮结构的换档杆，换档布局不受限制，可以轻松设置增加更多档位。(4)换档机构不用再额外设置行星轮减速机构，适合拖拉机的应用环境。

另外，采用卡钳总成用于同步与现有同步器相比，优点在于：(1)卡钳总成结构简单，生产容易，安装方便。(2)现有同步器与转轴同步转动，而卡钳在工作时保持静止，减小了转动惯量，减小了换挡力，增加了换挡稳定性。(3)卡钳摩擦接触面积大，摩擦力大，换挡速度更快，适应更大力矩。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的内部结构示意图(未显示壳体)；

图3是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成的结构示意图；

图4是根据本发明的一个优选实施例中行星架总成的结构示意图；

图5是根据本发明的一个优选实施例中输入轴的结构示意图；

图6是根据本发明的一个优选实施例中换挡杆的结构示意图；

图7是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成松开状态时的结构示意图；

图8是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成锁紧状态时的结构示意图；

图9是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成与齿圈分离时的局部视图；

图10是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成与齿圈接触时的局部视图；

图11是根据本发明的一个优选实施例中卡钳总成与齿圈锁紧时的局部视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1～11所示，本发明的一个实施例包括壳体1、输入轴2、输出轴3、卡钳轴4、换档杆5、卡钳总成6和行星架总成7，输入轴2和输出轴3分别转动连接于壳体1上，且输入轴2带动输出轴3转动，行星架总成7设置在输入轴2外侧，用于控制输入轴2的转速，卡钳轴4固定于壳体上，卡钳总成6转动连接于卡钳轴4上。具体的：

行星架总成7包括行星架71、四档齿圈(分别为一档齿圈76、二档齿圈77、三档齿圈78和四档齿圈79)和四档行星轮(分别为一档行星轮72、二档行星轮73、三档行星轮74和四档行星轮75)，行星轮转动连接于行星架71上，每档齿圈分别与每档行星轮对应啮合。卡钳总成6安装于各档齿圈外侧，且卡钳总成6相对设置在齿圈两侧，每档齿圈配合一对卡钳总成6。换挡杆5设置在相对设置的卡钳总成6之间，用于控制每对卡钳总成6的松开和锁紧。

卡钳总成6包括卡钳体61、卡钳滑轨62、摩擦片63、锁定卡簧65、伸缩弹簧64和复位弹簧66，卡钳滑轨62可伸缩的连接于卡钳体61上，且卡钳滑轨62和卡钳体61之间设置有伸缩弹簧64，卡钳滑轨62通过锁定卡簧65安装于卡钳体61上；摩擦片63滑动连接于卡钳滑轨62上；复位弹簧66设置在每对卡钳总成6之间。摩擦片63两侧设置有卡槽631，卡钳体61上设置有与卡槽631配合的卡销611，卡槽631和卡销611的配合用于限制摩擦片63在卡钳滑轨62上的滑动距离。

换挡杆5设置有凸轮结构51，换挡杆5可以在周向转动，使凸轮结构51接触两侧的卡钳总成6，实现卡钳总成6的松开和锁紧；换挡杆5可以在轴向滑动，使凸轮结构51移动到不同档位的卡钳总成6，实现接触对应档位的卡钳总成6。

输入轴2中间部位设置有与各档行星轮啮合的圆柱齿21。

本发明的传动工作原理为：输入轴2在动力源的带动下转动，通过中间的圆柱齿21带动行星架总成7的一档行星轮72、二档行星轮73、三档行星轮74、四档行星轮75转动，在空档状态，一档齿圈76、二档齿圈77、三档齿圈78、四档齿圈79和行星架71自由转动。当换档杆5在换档传动结构下轴向移动，使其凸轮结构51与卡钳总成6接触，本例以四档为例，当换档杆5的凸轮结构51与四档卡钳总成6接触后，转动换档杆5，凸轮结构51带动卡钳总成6绕卡钳轴4旋转，卡钳总成6的摩擦片63最先接触四档齿圈79摩擦部位，摩擦片63由于在卡钳滑轨62中能够自由滑动，受到来自四档齿圈79转动的摩擦力，摩擦片63转动一个角度，摩擦片63内两边的卡槽631与卡钳体61内的两个卡销611接触，由于存在一个受力角，来自卡钳体61的夹紧力与来自四档齿圈79的摩擦力相抵消，在四档齿圈79达到静止前，卡钳体61不能压下，在卡钳体61的夹紧力转化的摩擦力下，四档齿圈79迅速达到静止，此时，卡钳体61在夹紧力作用下，卡销611进入卡槽631内，卡钳体61进一步压下，卡钳体61两端的锁紧齿与四档齿圈79的锁紧齿啮合，四档齿圈79在锁紧齿的限制下，保持静止，实现换挡。

当换档杆5回转后，卡钳总成6在复位弹簧66的作用下，离开四档齿圈79，此时转换为空档状态。直到换档杆5的凸轮结构51继续作用在任意档位上的卡钳总成6上，转换成其他档位。换档后，行星架总成7得到一个固定的转速，并传递到输出轴3上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。