一种收获机械及其动力换挡变速箱的制作方法

本实用新型涉及收获机械领域，特别涉及一种收获机械及其动力换挡变速箱。

背景技术：

收获机械的工作稳定性及效率主要取决于动力传动系统的稳定性，发动机输出动力通过不同途径传递至采收系统、行走系统及其他功能系统，通过提高动力传动系统的效率，可以提升整机工作效果。收获机械在工作过程中需要根据农作物产量特性稳定在一定的速度进行作业，目前大型农业收获机械的变速箱主要是手动式机械式换挡变速箱，或者是通过液压控制的停车换挡变速箱。这两种变速箱都存在一定的缺陷：手动机械式换挡变速箱操纵复杂，换挡时需要脚踩离合器将发动机输出动力先切断，然后操纵换挡机构进行换挡；液压控制停车换挡变速箱，通过静液压控制换挡机构，操作简单省力，但是需要将车辆停稳后才能换挡，影响工作效率。

针对上述结构的动力换挡变速箱，虽可以调整出不同速比，但对应可调节的档位非常有限，使现有收获机械在不同工况下速比可选择性不广，使用范围受限，难以满足大型农业机械所需大传动比、动力响应灵活、工况复杂等使用要求。

因此，如何改进收获机械的传动比以提升其适应性是本领域技术人员解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种收获机械及其动力换挡变速箱，离合控制器分别控制第一行星轮系和/或第二行星轮系传动或锁止，实现不同档位速比传动，应用范围变广，适应性自然有所提升。

其具体方案如下：

本实用新型所提供的收获机械的动力换挡变速箱，包括：

输入轴；

设于输入轴的第一行星轮系；

固设有传动齿轮的传动轴，传动齿轮与第一行星轮系相配合；

设于传动轴的第二行星轮系；

固设有差速器的输出轴，差速器与第二行星轮系相配合；

分别与第一行星轮系及第二行星轮系相连并用于分别控制第一行星轮系和/或第二行星轮系传动或锁止以实现不同档位速比传动的离合控制器。

优选的，第一行星轮系包括可转动地设于输入轴且与传动齿轮相啮合的第一传动轮、固设于输入轴的第一太阳轮、分别与第一传动轮及第一太阳轮相啮合的第一行星轮及与第一行星轮相连的第一行星架；

第二行星轮系包括可转动地设于传动轴且与差速器相啮合的第二传动轮、固设于传动轴的第二太阳轮、分别与第二传动轮及第二太阳轮相啮合的第二行星轮及与第二行星轮相连的第二行星架。

优选的，离合控制器包括：

与第一行星架相连的第一离合器；

与第一太阳轮相连的第二离合器；

与第二行星架相连的第三离合器；

与第二太阳轮相连的第四离合器；

分别与第一离合器、第二离合器、第三离合器与第四离合器相连以控制四者接合或脱开的液压控制器；

当液压控制器控制第一离合器与第三离合器同时接合时，第一行星架与第二行星架均被约束以使第一行星轮系与第二行星轮系均传动，实现第一档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器接合并控制第三离合器与第四离合器同时接合时，第一行星架被约束以使第一行星轮系传动，同时第二行星架与第二太阳轮同时被约束以使第二行星轮系锁止，实现第二档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器与第二离合器同时接合并控制第三离合器接合时，第一行星架和第二太阳轮同时被约束以使第一行星轮系锁止，同时第二行星架被约束以使第二行星轮系传动，实现第三档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器与第二离合器同时接合并控制第三离合器与第四离合器同时接合时，第一行星架和第二太阳轮均被约束以使第一行星轮系锁止，同时第二行星架与第二太阳轮同时被约束以使第二行星轮系锁止，实现第四档位速比传动。

优选的，液压控制器包括分别与第一离合器及第二离合器相连的第一液压阀，还包括分别与第三离合器及第四离合器相连的第二液压阀。

优选的，还包括外壳和与外壳相连以实现降温的散热器。

优选的，散热器包括：

位于外壳外并用于盛放低温油液的冷却油箱；

连接于外壳与冷却油箱之间的进油管道和出油管道；

设于进油管道以使外壳内的高温油液与冷却油箱内的低温油液分别通过进油管道和出油管道实现冷却循环的液压泵。

优选的，液压控制器还包括控制组件，还包括：

与控制组件相连并用于检测外壳内高温油液温度的温度检测件；

液压泵与控制组件相连，控制器组件用于在温度检测件检测到高温油液的温度达到预设温度时启动液压泵带动油液冷却循环。

本实用新型所提供的收获机械，包括上述任一项所述的动力换挡变速箱。

相对于背景技术，本实用新型所提供的收获机械的动力换挡变速箱，包括输入轴、第一行星轮系、传动轴、第二行星轮系、输出轴和离合控制器，第一行星轮系设于输入轴上，传动轴固设有传动齿轮，传动齿轮与第一行星轮系相配合；第二行星轮系设于传动轴上，输出轴固设有差速器，差速器与第二行星轮系相配合；离合控制器分别与第一行星轮系及第二行星轮系相连，用于控制第一行星轮系和/或第二行星轮系传动或锁止；

当离合控制器控制第一行星轮系及第二行星轮系均传动时，此时档位速比由第一行星轮系的传动比、第一行星轮系与传动齿轮的传动比、第二行星轮系的传动比及第二行星轮系与差速器的传动比组成，实现第一档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系传动且第二行星轮系锁止时，此时档位速比由第一行星轮系的传动比、第一行星轮系与传动齿轮的传动比及第二行星轮系与差速器的传动比组成，实现第二档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系锁止且第二行星轮系传动时，此时档位速比由第一行星轮系与传动齿轮的传动比、第二行星轮系的传动比及第二行星轮系与差速器的传动比组成，实现第三档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系及第二行星轮系均锁止时，此时档位速比由第一行星轮系与传动齿轮的传动比及第二行星轮系与差速器的传动比组成，实现第四档位速比传动。

由上述可知，本实用新型所提供的收获机械的动力换挡变速箱，可实现不同档位速比传动，可适应工况类型增多，应用范围变广，适应性自然有所提升。

本实用新型所提供的收获机械，包括上述动力换挡变速箱，具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施例所提供的收获机械的动力换挡变速箱工作原理图。

附图标记如下：

输入轴1、第一传动轮21、第一太阳轮22、第一行星轮23、第一行星架24、传动轴3、第二传动轮41、第二太阳轮42、第二行星轮43、第二行星架44、输出轴5、第一离合器61、第二离合器62、第三离合器63、第四离合器64、第一液压阀65、第二液压阀66和外壳7；

传动齿轮31；

差速器51和制动器52。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施例所提供的收获机械的动力换挡变速箱工作原理图。

本实用新型实施例公开了一种收获机械的动力换挡变速箱，其关键改进点在于优化动力换挡变速箱的结构以实现多档位速比传动。

本实用新型包括输入轴1、第一行星轮系、传动轴3、第二行星轮系、输出轴5和离合控制器。

输入轴1的输入端可通过联轴器与电机或马达相连，为动力换挡变速箱提供动力。第一行星轮系设于输入轴1的输出端，用于选择性传递动力。第一行星轮系的结构可参照下述内容。

传动轴3平行于输入轴1设置，用于传递动力。传动轴3上固设有传动齿轮31，具体地，传动轴3可以是齿轮轴，也即传动齿轮31可一体式设于传动轴3上，方便组装。传动齿轮31可以是直齿圆柱齿轮。

传动齿轮31与第一行星轮系相配合，传动齿轮31与第一行星轮系的安装方式具体可参考下述内容。

第二行星轮系设于传动轴3上，第二行星轮系具体设于传动轴3的输出端，也即第二行星轮系设于传动轴3远离传动齿轮31的一端。考虑到通用性，第二行星轮系的结构与第一行星轮系的结构相同。

输出轴5平行于传动轴3设置，输出轴5固设有差速器51，差速器51的具体结构可参照现有技术。输出轴5的两端均设有制动器52，制动器52优选湿式制动器，但不限于此。

差速器51与第二行星轮系相配合，二者的安装方式具体可参考下述内容。

离合控制器分别与第一行星轮系及第二行星轮系相连，用于控制第一行星轮系和/或第二行星轮系传动或锁止。

当离合控制器控制第一行星轮系及第二行星轮系均传动时，此时档位速比由第一行星轮系的传动比、第一行星轮系与传动齿轮31的传动比、第二行星轮系的传动比及第二行星轮系与差速器51的传动比组成，实现第一档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系传动且第二行星轮系锁止时，此时档位速比由第一行星轮系的传动比、第一行星轮系与传动齿轮31的传动比及第二行星轮系与差速器51的传动比组成，实现第二档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系锁止且第二行星轮系传动时，此时档位速比由第一行星轮系与传动齿轮31的传动比、第二行星轮系的传动比及第二行星轮系与差速器51的传动比组成，实现第三档位速比传动；

当离合控制器控制第一行星轮系及第二行星轮系均锁止时，此时档位速比由第一行星轮系与传动齿轮31的传动比及第二行星轮系与差速器51的传动比组成，实现第四档位速比传动。

需补充说明的是，第一行星轮系传动意味着第一行星轮系正常转动以将输入轴1的动力传递至传动轴3，此时第一行星轮系影响着收获机械的档位速比；第一行星轮系锁止意味着第一行星轮系与输入轴1同步转动，此时第一行星轮系不影响收获机械的档位速比。同理，第二行星轮系传动意味着第二行星轮系正常转动以将传动轴3的动力传递至输出轴5，此时第二行星轮系影响着收获机械的档位速比；第二行星轮系锁止意味着第二行星轮系与传动轴3同步转动，此时第二行星轮系不影响收获机械的档位速比。

综上所述，本实用新型所提供的收获机械的动力换挡变速箱，可实现不同档位速比传动，可适应工况类型增多，应用范围变广，适应性自然有所提升。

在该具体实施例中，第一行星轮系包括第一传动轮21、第一太阳轮22、第一行星轮23及第一行星架24。第一传动轮21可转动地设于输入轴1上，第一传动轮21与传动齿轮31相啮合。第一传动轮21为双联齿轮，此双联齿轮包括与传动齿轮31相啮合的大齿盘和与第一行星轮23相啮合的小齿轮。第一太阳轮22固设于输入轴1上，第一太阳轮22优选一体式设于输入轴1上，方便组装。第一行星轮23分别与第一传动轮21及第一太阳轮22相啮合。第一行星轮系包含至少两个第一行星轮23。第一行星轮23也为双联齿轮，此双联齿轮包括与第一传动轮21的小齿盘相啮合的小齿盘和与第一太阳轮22相啮合的大齿盘。第一行星架24与第一行星轮23相连。第一行星架24具体穿过全部第一行星轮23的中心孔。

第二行星轮系包括第二传动轮41、第二太阳轮42、第二行星轮43及第二行星架44。第二传动轮41可转动地设于传动轴3，且第二传动轮41与差速器51相啮合。第二传动轮41的结构可具体参考第一传动轮21。第二太阳轮42固设于传动轴3上，第二太阳轮42的结构及安装方式可具体参考第一太阳轮22。第二行星轮43分别与第二传动轮41及第二太阳轮42相啮合，第二行星轮43的结构及安装数量具体可参照第一行星轮23。第二行星架44与第二行星轮43相连，第二行星架44的结构具体可参考第一行星架24。

离合控制器包括第一离合器61、第二离合器62、第三离合器63、第四离合器64及液压控制器，液压控制器分别与第一离合器61、第二离合器62、第三离合器63与第四离合器64相连，用于控制四个离合器与外部约束接合或脱开。当然，离合控制器的控制方式不限于液压。

第一离合器61与第一行星架24相连，当第一离合器61接合外部约束时，第一离合器61实现约束第一行星架24。第二离合器62与第一太阳轮22相连，第二离合器62接合外部约束时，第二离合器62实现约束第一太阳轮22。需特别指明的是，第一离合器61接合时，第二离合器62可以不接合；但当第二离合器62接合时，第一离合器61必接合。外部约束的工作原理可参考现有技术。

同理地，第三离合器63与第二行星架44相连，当第三离合器63接合外部约束时，第三离合器63实现约束第二行星架44。第四离合器64与第二太阳轮42相连，第四离合器64接合外部约束时，第四离合器64实现约束第二太阳轮42。需特别指明的是，第三离合器63接合时，第四离合器64可以不接合；但当第四离合器64接合时，第三离合器63必接合。

当液压控制器控制第一离合器61与第三离合器63同时接合时，第一行星架24与第二行星架44均被约束，第一行星轮系与第二行星轮系均传动，实现第一档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器61接合并控制第三离合器63与第四离合器64同时接合时，第一行星架24被约束以使第一行星轮系传动，同时第二行星架44与第二太阳轮42同时被约束以使第二行星轮系锁止，实现第二档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器61与第二离合器62同时接合并控制第三离合器63接合时，第一行星架24和第二太阳轮42同时被约束以使第一行星轮系锁止，同时第二行星架44被约束以使第二行星轮系传动，实现第三档位速比传动；

当液压控制器控制第一离合器61与第二离合器62同时接合并控制第三离合器63与第四离合器64同时接合时，第一行星架24和第二太阳轮42均被约束以使第一行星轮系锁止，同时第二行星架44与第二太阳轮42同时被约束以使第二行星轮系锁止，实现第四档位速比传动。

在该具体实施例中，液压控制器包括第一液压阀65和第二液压阀66，第一液压阀65分别与第一离合器61及第二离合器62相连，用于分别控制第一离合器61和第二离合器62的连接状态。第二液压阀66分别与第三离合器63及第四离合器64相连，用于分别控制第三离合器63及第四离合器64的连接状态。第一液压阀65与第二液压阀66的控制控制逻辑可参考上述内容，第一液压阀65与第二液压阀66的类型及工作原理可参考现有技术。

本实用新型还包括外壳7，第一行星轮系和第二行星轮系均设于外壳7内，输入轴1、传动轴3与输出轴5均穿过外壳7。输入轴1与外壳7之间、传动轴3与外壳7之间与输出轴5与外壳7之间均设有支撑轴承。外壳7内盛有润滑油，用于润滑各齿轮，防止齿轮磨损严重，有效延长各齿轮的使用寿命。

进一步地，本实用新型还包括与外壳7相连以实现降温的散热器，散热器有效降低外壳7内油液的温度，改善各齿轮的工作环境，有利于进一步延长各齿轮的使用寿命，进而延长动力换挡变速箱的使用寿命。

在该具体实施例中，散热器可以包括冷却油箱、进油管道、出油管道和液压泵，冷却油箱位于外壳7外，用于盛放低温油液。进油管道和出油管道连接于外壳7与冷却油箱之间，二者均可以是橡胶软管。液压泵设于进油管道，液压泵能够使外壳7内的高温油液与冷却油箱内的低温油液分别通过进油管道和出油管道进行交换，实现冷却循环，使低温油液带走高温油液热量。当然，散热器的结构不限于此，采用其他类似的散热器也能实现本实用新型的目的。

为实现节能，液压控制器包括控制组件，相应地，本实用新型还包括与控制组件相连的温度检测件，温度检测件用于检测外壳7内高温油液的温度，温度检测件可以是温度传感器。液压泵与控制组件相连，当温度检测件检测到高温油液的温度达到预设温度时，温度检测件发送信号至控制组件，控制组件启动液压泵，液压泵带动油液冷却循环，自动控制外壳7的油液温度，避免散热器无效运转。此处的预设温度具体是指外壳7内润滑油发生变质时最大油温，与润滑油的性质相关。

在此需要说明的是，控制组件应包括信号接收部、信号判断部和信号发送部，信号接收部用于温度检测件发送的电信号，信号判断部和接收部电连接，以便信号判断部用于判断接收部所接收的信号是否是触发信号，信号发送部和信号判断部电连接，以便信号发送部将信号判断部的生成的判断信号发送至液压泵。信号接收部、信号判断部和信号发送部三者的具体设置方式可参考现有技术；在本实用新型中，仅仅改变了上述三者的应用场景，并非对其进行了实质性改进。显然，具有该结构的控制组件广泛应用于现有的自动控制设备上，例如mcu、dsp或者单片机等。本实用新型的关键点在于，控制组件将温度检测件和液压泵两者结合起来。

本实用新型所提供的收获机械，包括上述动力换挡变速箱，具有相同的有益效果。

以上对本实用新型所提供的收获机械及其动力换挡变速箱进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。