一种2段式拖拉机金属带功率分流无级变速器的制作方法

本实用新型涉及无级变速器领域，具体是指一种2段式拖拉机金属带功率分流无级变速器。

背景技术：

为了提高金属带无级变速器在低速重载工况下的负载驱动能力，需要在传动系统中引入功率分流技术。通过建立闭式回路，将发动机功率流一分为二，一部分通过定轴齿轮系传递至行星齿轮，另一部分通过金属带无级变速器传递至行星齿轮，两路发动机功率在行星齿轮处汇合并差动输出。此过程中，由于仅有部分发动机功率通过承载能力有限的金属带无级变速器，故整个金属带功率分流无级变速器的负载驱动能力得以提高。由于金属带无级变速器无法改变传动方向，难以实现金属带功率分流无级变速器的多区段大范围无级调速，故在以往的研究中，多将金属带功率分流无级传动用于车辆起步和低速重载传动，而当车辆正常运行后即切换至完全的金属带无级传动。这种方法往往伴随着较大的金属带功率分流，传动效率低下，不适合拖拉机等需要长时间在低速重载工况下作业的非道路车辆。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种2段式拖拉机金属带功率分流无级变速器，能够对拖拉机全程通过功率分流进行无级调速。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种2段式拖拉机金属带功率分流无级变速器，包括与发动机连接的输入轴、安装有后桥锥齿轮的输出轴、通过金属带无级变速器连接的金属带输入轴和金属带输出轴，以及行星齿轮左右布置的双行星排；

所述双行星排由左右两个行星齿轮级联而成，左行星齿轮的行星架与右行星齿轮的齿圈连接且共轴，左行星齿轮的太阳轮与右行星齿轮的太阳轮通过太阳轮输入轴连接。

所述输入轴上依次安装有前进挡I齿轮、倒退挡I齿轮和金属带输入I齿轮；

所述金属带输入轴的一端安装有与所述金属带输入I齿轮啮合的金属带输入II齿轮，另一端与所述金属带无级变速器的输入带轮固接；

所述金属带输出轴上依次安装有所述金属带无级变速器的输出带轮、金属带反向输出I齿轮和金属带正向输出I齿轮；

所述双行星排的太阳轮输入轴穿过空心的行星架输出轴，并且在所述太阳轮输入轴上依次设有与所述金属带正向输出I齿轮啮合的金属带正向输出II齿轮、金属带离合器和通过金属带反向输出惰轮与所述金属带反向输出I齿轮连接的金属带反向输出II齿轮，所述金属带正向输出II齿轮和金属带反向输出II齿轮分别通过所述金属带离合器与太阳轮输入轴连接，所述行星架输出轴上安装有L段I齿轮；

所述双行星排的行星架输入轴穿过空心的齿圈输出轴，并且在所述行星架输入轴上依次设有与所述前进挡I齿轮啮合的前进挡II齿轮、方向离合器，以及通过倒退挡惰轮与所述倒退挡I齿轮连接的倒退挡II齿轮，前进挡II齿轮和倒退挡II齿轮分别通过所述方向离合器与行星架输入轴连接，所述齿圈输出轴上安装有H段I齿轮；

所述输出轴上自所述后桥锥齿轮依次设有L段离合器、与所述L段I齿轮啮合的L段II齿轮、H段离合器，以及与所述H段I齿轮啮合的H段II齿轮，所述H段II齿轮通过H段离合器与输出轴连接，所述L段II齿轮通过L段离合器与输出轴连接。

本方案通过双行星排和金属带无级变速器的设置，利用各离合器的分合，实现了全程功率分流，并且具有较宽的传动比范围，驱动能力大，操作方便。

作为优选，所述方向离合器和金属带离合器均为双向湿式离合器。既能满足所需功能，而且动力传递平滑，使用寿命长，故障率低，更适于用于拖拉机上。

作为优选，所述H段离合器和L段离合器均为单向湿式离合器。满足所需功能的同时降低成本，并且动力传递平滑，使用寿命长，故障率低，更适于用于拖拉机上。

本实用新型的有益效果为：

1、可实现金属带功率分流无级变速器在全速比下的功率分流传动，驱动能力大、传动效率高；

2、两个行星齿轮交替工作，可实现多区段、大速比范围无级调速。

附图说明

图1为本实用新型结构布置示意图；

图中所示：

1、发动机，2、前进挡I齿轮，3、倒退挡I齿轮，4、倒退挡惰轮，5、金属带输入I齿轮，6、输入轴，7、金属带输入II齿轮，8、金属带输入轴， 9、金属带无级变速器，10、金属带反向输出I齿轮，11、金属带反向输出惰轮，12、金属带正向输出I齿轮，13、金属带输出轴，14、金属带正向输出II齿轮，15、太阳轮输入轴，16、金属带离合器，17、金属带反向输出II齿轮，18、L段I齿轮，19、行星架输出轴，20、双行星排，21、齿圈输出轴，22、H段I齿轮，23、倒退挡II齿轮，24、行星架输入轴，25、前进挡II齿轮，26、方向离合器，27、H段II齿轮，28、H段离合器，29、L段II齿轮，30、L段离合器，31、输出轴，32、后桥锥齿轮。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种2段式拖拉机金属带功率分流无级变速器，包括与发动机1的输出轴连接的输入轴6、安装有后桥锥齿轮32的输出轴31、通过金属带无级变速器9连接的金属带输入轴8和金属带输出轴13，以及行星齿轮左右布置的双行星排20，后桥锥齿轮32与拖拉机后桥的中央传动齿轮啮合，并最终驱动拖拉机轮胎转动。

所述双行星排20由左右两个行星齿轮级联而成，左行星齿轮的行星架与右行星齿轮的齿圈连接且共轴，左行星齿轮的太阳轮与右行星齿轮的太阳轮通过太阳轮输入轴15连接，太阳轮输入轴15和行星架输出轴19位于右侧，齿圈输出轴21和行星架输入轴24位于左侧。

输入轴6上依次安装有前进挡I齿轮2、倒退挡I齿轮3和金属带输入I齿轮5，倒退挡I齿轮3与倒退挡惰轮4啮合。

金属带输入轴8的一端安装有与所述金属带输入I齿轮5啮合的金属带输入II齿轮7，另一端与所述金属带无级变速器9的输入带轮固接。

金属带输出轴13上依次安装有所述金属带无级变速器9的输出带轮、金属带反向输出I齿轮10和金属带正向输出I齿轮12，金属带反向输出I齿轮10与金属带反向输出惰轮11啮合。

双行星排20的太阳轮输入轴15穿过空心的行星架输出轴19，并且在所述太阳轮输入轴15上依次设有与所述金属带正向输出I齿轮12啮合的金属带正向输出II齿轮14、金属带离合器16和通过金属带反向输出惰轮11与所述金属带反向输出I齿轮10连接的金属带反向输出II齿轮17，金属带正向输出II齿轮14和金属带反向输出II齿轮17分别通过所述金属带离合器16与太阳轮输入轴15连接，所述行星架输出轴19上安装有L段I齿轮18。

双行星排的行星架输入轴24穿过空心的齿圈输出轴21，并且在所述行星架输入轴24上依次设有与所述前进挡I齿轮2啮合的前进挡II齿轮25、方向离合器26，以及通过倒退挡惰轮4与所述倒退挡I齿轮3连接的倒退挡II齿轮23，前进挡II齿轮25和倒退挡II齿轮23分别通过所述方向离合器26与行星架输入轴24连接，所述齿圈输出轴21上安装有H段I齿轮22。

输出轴31上自所述后桥锥齿轮32依次设有L段离合器30、与所述L段I齿轮18啮合的L段II齿轮29、H段离合器28，以及与所述H段I齿轮22啮合的H段II齿轮27，H段II齿轮27通过H段离合器28与输出轴连接，所述L段II齿轮29通过L段离合器30与输出轴连接。

作为优选方案，本实施例中的方向离合器26和金属带离合器16均为双向湿式离合器，H段离合器28和L段离合器30均为单向湿式离合器。

使用时，分为以下三种工况：

1、拖拉机起步工况：

（1）拖拉机起步前：方向离合器26和金属带离合器16处于中位，H段离合器28和L段离合器30分离。

（2）拖拉机起步时：方向离合器26左侧接合，金属带离合器16左侧接合；启动发动机1后，将金属带无级变速器9的传动比（金属带输入轴8与金属带输出轴13转速之比）调至最小，此时，金属带输出轴13的转速最高；L段离合器30接合，拖拉机低速起步，并工作于L段。

2、拖拉机调速工况：

（1）L段调速（加速）：拖拉机起步后，逐步增大金属带无级变速器9的传动比，此时，根据机械传动相关理论，可知输出轴31转速增加，拖拉机开始加速；当金属带无级变速器9的传动比增至最大时，金属带输出轴13的转速降至最低，此时，使金属带离合器16右侧接合；逐步减小金属带无级变速器9的传动比，此时，根据机械传动相关理论，可知输出轴31转速继续增加，拖拉机继续加速；

（2）段位切换（段L切换至段H）：当金属带无级变速器9的传动比降至最低时，金属带输出轴13的转速升至最高，此时，L段离合器30分离，H段离合器28接合，拖拉机工作于H段；

（3）H段调速（加速）：逐步增大金属带无级变速器9的传动比，此时，根据机械传动相关理论，可知输出轴31转速增加，拖拉机继续加速；当金属带无级变速器9的传动比增至最大时，金属带输出轴13的转速降至最低，此时，使金属带离合器16左侧接合；逐步减小金属带无级变速器9的传动比，此时，根据机械传动相关理论，可知输出轴31转速继续增加，拖拉机继续加速，直至拖拉机达到最高行驶速度。

（4）反向调速（减速）：与前述加速调速过程相反，此处不再赘述。

3、拖拉机倒退行驶工况：方向离合器26右侧接合，其余与正向行驶工况完全相同，此处不再赘述。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。