一种新型自动换挡变速总成的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种变速箱，具体是指一种新型自动换挡变速总成。


背景技术：

2.目前，国内拖拉机在变速箱技术上存在着技术瓶颈，该技术瓶颈主要集中在两点，一点是大马力变速箱没有，二是自动换挡技术没有。
3.经市场调研，国内拖拉机马力段主要集中在220马力以下，并不是因为发动机动力不足，而是主要在于没有与大马力发动机匹配的变速箱，而自动换挡技术很多拖拉机厂也在设计研发，但都是集中在小马力段，300马力以上的基本也不存在。
4.据市场调研分析，除了国外的几种自动挡变速箱式拖拉机，国内市场上的所谓的自动挡或动力换挡变速箱实质是自动换向，并非实质意义上的自动换挡。
5.常规动力换挡变速箱换挡顿挫感强，长期使用导致变速箱漏油，变速箱和发动机寿命减短，动力换挡不同于无级变速，如何实现不停车换挡是全动力换挡的一个明显标志，目前在这方面，国内现有的拖拉机变速箱技术难以实现。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种新型自动换挡变速总成，该技术总成解决了车辆全动力换挡的问题，同时还能够匹配大马力发动机，填补了国内无能力生产大马力拖拉机的市场空白，该技术的动力换挡变速总成还具有换挡平顺、无顿挫感，保护发动机和变速箱，解决了发动机和变速箱漏油现象，换挡全程可采用手动或电控技术，电控技术使得操作更加简单，可实现智能操作、无人驾驶。
7.本实用新型的技术解决方案是，提供如下一种新型自动换挡变速总成，包括动力输入轴、为车辆行走提供动力的行走轴、动力输入轴和行走轴之间的传动组件，所述传动组件包括与所述动力输入轴之间实现同步或间隙传动的动力传输轴，通过轴承安装在动力传输轴上的挡位齿轮、通过划线轴安装在动力传输轴上的换挡驱动齿轮，与行走轴同步转动的正行走齿轮，所述挡位齿轮与正行走齿轮持续啮合，所述换挡驱动齿轮的轴向移动可实现与挡位齿轮的啮合与分离。
8.作为优选，所述动力传输轴不少于两个，所述动力传输轴上的同挡位齿轮可单独或同时为行走轴提供动力。
9.作为优选，所述换挡驱动齿轮与挡位齿轮通过侧面配合并传动。
10.作为优选，所述挡位齿轮包括若干个，所述换挡驱动齿轮包括若干个，所述换挡驱动齿轮与动力输入轴同步转动。
11.作为优选，所述动力输入轴不少于两个，所述动力输入轴上设有驱动动力传输轴转动的驱动齿轮，所述动力输入轴上可持续或/和交替为动力传输轴提供动力。
12.作为优选，所述动力输入轴为两个，分别为内轴和外轴，所述内轴套装在外轴上，
所述驱动齿轮为分别设置在内轴末端和外轴末端的内轴驱动齿轮和外轴驱动齿轮。
13.作为优选，所述动力传输轴上设有与驱动齿轮配合的传输齿轮，分别为第一传输齿轮和第二传输齿轮，传输齿轮与动力传输轴同步转动。
14.作为优选，还包括低挡传动轴，所述若干个挡位齿轮中的一个设置在低挡传动轴上，并与低挡传动轴同步转动，所述低挡传动轴上设有低挡位变向齿轮。
15.作为优选，所述行走轴为两段结构设计，分别为第一行走轴和第二行走轴，第一行走轴和第二行走轴之间设有控制第一行走轴和第二行走轴分离与结合的高低挡滑动套。
16.作为优选，所述低挡传动轴上还设倒挡齿轮，所述倒挡齿轮通过介轮与第二行走轴上的倒挡行走齿轮配合。
17.采用本技术方案的有益效果：该技术总成解决了拖拉机全动力换挡的问题，同时还能够匹配大马力发动机，填补了国内无能力生产大马力拖拉机的市场空白，该技术的动力换挡变速总成还具有换挡平顺、无顿挫感，换挡全程采用电控技术，使得操作更加简单，可实现智能操作、无人驾驶。
附图说明
18.图1为新型自动换挡变速总成的结构示意图（一）。
19.图2为新型自动换挡变速总成的结构示意图（二）。
20.图3为新型自动换挡变速总成的结构示意图（拆除高低挡滑动套和其中一个移动套部分）。
21.图4为图1中挂挡驱动齿轮的结构示意图。
具体实施方式
22.为便于说明，下面结合附图，对实用新型的新型自动换挡变速总成做详细说明。
23.如图1至图4中所示，一种新型自动换挡变速总成，包括动力输入轴、为车辆行走提供动力的行走轴、动力输入轴和行走轴之间的传动组件，所述传动组件包括与所述动力输入轴之间实现同步或间隙传动的动力传输轴，通过轴承安装在动力传输轴上的挡位齿轮、通过划线轴安装在动力传输轴上的换挡驱动齿轮，与行走轴同步转动的正行走齿轮，所述挡位齿轮与正行走齿轮持续啮合，所述换挡驱动齿轮的轴向移动可实现与挡位齿轮的啮合与分离；所述动力传输轴不少于两个，所述动力传输轴上的同挡位齿轮可单独或同时为行走轴提供动力；一般大马力拖拉机使用双动力传输轴同时作用，所述换挡驱动齿轮与挡位齿轮通过侧面配合并传动；所述挡位齿轮包括若干个，所述换挡驱动齿轮包括若干个，所述换挡驱动齿轮与动力输入轴同步转动；所述动力输入轴不少于两个，所述动力输入轴上设有驱动动力传输轴转动的驱动齿轮，所述动力输入轴上可持续或/和交替为动力传输轴提供动力；所述动力输入轴为两个，分别为内轴1.2和外轴1.1，所述内轴1.2套装在外轴1.1上，所述驱动齿轮为分别设置在内轴末端和外轴末端的内轴驱动齿轮2.2和外轴驱动齿轮2.1；所述动力传输轴上设有与驱动齿轮配合的传输齿轮，分别为第一传输齿轮3.1和第二传输齿轮3.2，传输齿轮与动力传输轴同步转动；还包括低挡传动轴14，所述若干个挡位齿轮中的一个设置在低挡传动轴14上，并与低挡传动轴14同步转动，所述低挡传动轴14上设有低挡位变向齿轮15；所述行走轴为两段结构设计，分别为第一行走轴5.1和第二行走轴
5.2，第一行走轴5.1和第二行走轴5.2之间设有控制第一行走轴和第二行走轴分离与结合的高低挡滑动套13；所述低挡传动轴14上还设倒挡齿轮1，所述倒挡齿轮16通过介轮17与第二行走轴5.2上的倒挡行走齿轮18配合。
24.工作原理：发动机动力经过离合器后接有变速箱的动力输入轴，动力输入轴包括两个，分别为内轴1.2和外轴1.1，所述内轴1.2套装在外轴1.1内，所述内轴1.2末端设有内轴驱动齿轮2.2，所述外轴1.1末端设有外轴驱动齿轮2.1。
25.所述变速箱内设有两套逆合套变速系统，所述逆合套变速系统包括动力传输轴，分别为第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2，第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2平行设置，第一动力传输轴3.1上接有与外轴驱动齿轮2.1啮合的第一动力传输齿轮4.1，第二动力传输轴3.2上接有与内轴驱动齿轮2.2啮合的第二动力传输齿轮4.2，第一动力传输齿轮4.1和第二动力传输齿轮4.2分别带动第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2转动。
26.所述第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2结构相同。
27.所述动力传输轴上通过轴承接有挡位齿轮，所述动力传输轴上通过划线齿接有换挡驱动齿轮，动力传输轴为划线轴，所述划线轴上套装有在外力作用下能够沿着动力传输轴轴向移动的换挡驱动齿轮。
28.还包括行走轴，所述行走轴上接有正行齿轮，所述正行齿轮与挡位齿轮持续啮合。
29.为了增加高低挡位，所述行走轴包括两段，分别为第一行走轴5.1和第二行走轴5.2。
30.以四挡变速箱为例，一共包括一挡挡位齿轮6.1、二挡挡位齿轮6.2、三挡挡位齿轮6.3和四挡挡位齿轮6.4，以及与之持续保持啮合状态的一挡正行齿轮7.1、二挡正行齿轮7.2、三挡正行齿轮7.3和四挡正行齿轮7.4。
31.第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2上均通过轴承接有一挡挡位齿轮6.1、二挡挡位齿轮6.2和三挡挡位齿轮6.3，所述第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2上均设有两个换挡驱动齿轮，分别第一换挡驱动齿轮8.1和第二换挡驱动齿轮8.2，第一换挡驱动齿轮8.1位于一挡挡位齿轮6.1和二挡挡位齿轮6.2之间，第二驱动换挡齿轮位于三挡挡位齿轮6.3和四挡挡位齿轮6.4之间。
32.发动机通过离合器将动力传递给动力输入轴，动力输入轴的内轴1.2和外轴1.1分别通过两个离合器控制，第一离合器控制外轴1.1，第二离合器控制内轴1.2，离合器为电控离合器，车辆启动发动机后，离合器处于常闭状态（结合状态），及内轴1.2和外轴1.1同时转动，内轴1.2和外轴1.1通过内轴驱动齿轮2.2和外轴驱动齿轮2.1分别带动第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2转动，因为挡位齿轮与动力传输轴之间通过轴承连接，所以动力传输轴转动过程中，所有的挡位齿轮均停止转动，只有通过划线齿与划线轴配合安装的换挡驱动齿轮随着动力传输轴同步转动，即第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2上的第一换挡驱动齿轮8.1和第二换挡驱动齿轮8.2同时转动。
33.当需挂一挡启动车辆行走时，按下一挡挂挡开关，电信号给第一离合器一个信号，第一离合器分离，外轴1.1停止转动，第一动力传输轴3.1停止，与此同时电信号给控制第一换挡驱动齿轮8.1挂入一挡的外力提供装置，外力提供装置再此不做解释，能够利用电控实现直线运动的方式很多，如电控控制油缸活塞左右移动的供油电磁阀、电动机正反转带动
齿条或连杆左右移动等等，外力提供装置通过第一换挡驱动齿轮8.1外部的拨动套9将第一换挡驱动齿轮8.1朝向一挡挡位齿轮6.1一侧拨动，外力提供装置完成动作后，再次提供一个电信号给第一离合器，第一离合器结合，外轴1.1转动，第一换挡驱动齿轮8.1的驱动齿10进入到一挡挡位齿轮6.1的从动主齿11内，并与之结合，带动一挡挡位齿轮6.1转动，一挡挡位齿轮6.1外部设有从动副齿12，从动副齿12上啮合有一挡正行齿轮7.1，一挡正行齿轮7.1带动行走轴转动，行走轴通过车辆后桥驱动车辆行走，即完成一挡的挂入行走。
34.同理，挂一挡时，按下一挡挂挡开关，电信号也会给第二离合器信号，第二动力传输轴3.2上的动作一第一动力传输轴3.1上的动作相同，完成一挡动作，挂一挡两个离合器同时动作，两个第一挂挡驱动齿轮8.1同时动作完成一挡挂挡。
35.车辆一挡起步后需要挂入二挡时，按下二挡挂挡开关，电信号给第一离合器一个信号，第一离合器分离，外轴1.1停止转动，第一动力传输轴3.1停止，第二动力传输轴3.2并未停止转动，行走轴依然受到第二动力传输轴3.2的作用行走，即在挂二挡过程中实现不停车换挡，也是动力换挡的定义，所以当第一动力传输轴3.1停止转动后，位于第一动力传输轴3.1上的一挡挡位齿轮6.1继续受到一挡正行齿轮作用而继续转动，一挡挡位齿轮6.1转速大于第一动力传输轴3.1上第一换挡驱动齿轮8.1的转速，驱动齿轮和挡位齿轮上驱动齿、从动主齿的斜口设计，从而使得第一动力传输轴3.1上的第一换挡驱动齿轮8.1从第一动力传输轴3.1上的一挡挡位齿轮6.1上脱离，完成退挡，与此同时，电信号给外力提供装置一个信号，外力提供装置将第一动力传输轴3.1上的第一换挡驱动齿轮8.1朝向第一动力传输轴3.1上的二挡挡位齿轮6.2一侧拨动，拨动动作完成后，再次给出一个电信信号给第一离合器，第一离合器结合，外轴1.1带动第一动力传输轴3.1转动，第一动力传输轴3.1上的第一换挡驱动齿轮8.1与第一传动传输轴上的二挡挡位齿轮6.2结合，由第一动力传输轴3.1上的第一换挡驱动齿轮带动第一传动传输轴上的二挡挡位齿轮6.2转动，第一动力传输轴3.1上的二挡挡位齿轮6.2上啮合有二挡正行齿轮，再由二挡正行齿轮带动行走轴转动，由于二挡挡位齿轮6.2为行走轴提供的转速大于一挡挡位齿轮6.1提供的转速，第二动力传输轴3.2上的一挡挡位齿轮6.1转速大于第二传动轴上第一换挡驱动齿轮8.1的转速，所以第二动力传输轴3.2上的第一换挡驱动齿轮8.1会自动从第二动力传输轴3.2上的一挡挡位齿轮6.1上脱离，实现自动脱挡。
36.当位于第一动力传输轴3.1上的第一换挡驱动齿轮8.1与二挡挡位齿轮6.2结合后，发出信号给第二离合器，脱挡后发出一个电信号给第二离合器，第二离合器分离，第二动力传输轴3.2停转，电信号给外力提供装置，外力提供装置驱动位于第二动力传输轴3.2上的第一换挡驱动齿轮8.1朝向位于第二动力传输轴3.2上的二挡挡位齿轮一侧移动，完成第二动力传输轴3.2的二挡挂挡动作，二挡行走也是两个动力传输轴同时提供动力行走。
37.整个换挡过程在1秒内完成，电信号控制动作迅速，三挡、四挡工作原理与一挡、二挡工作原理相同，再此不再赘述。
38.高低挡位、倒挡工作原理：第一行走轴5.1末端设有第一划线齿柱5.1.1，倒挡行走齿轮18临近第一行走轴5.1的一侧设有第二划线齿圈5.2.1，第二划线齿圈5.2.1与第一划线齿柱5.1.1之间设有划线齿套5.3，划线齿套5.3套装在第二行走轴5.2上，且同步转动；高低挡滑动套13套装在第一划线齿柱5.1.1、第二划线齿圈5.2.1和划线齿套5.3上，且可以沿着行走轴的轴向移动，高低挡滑动套13内部设有与第一划线齿柱5.1.1、第二划线齿圈
5.2.1和划线齿套5.3外部划线齿柱配合的内齿，滑动过程中如图3中所示，当高低挡滑动套13移动到最右侧时，为高挡行走，即高低挡滑动套13套装在第一划线齿柱5.1.1和划线齿套5.3上；当高低挡滑动套13移动到中间，仅仅位于划线齿套13上时，为低挡行走，当高低挡滑动套13移动到最左侧时，高低挡滑动套13套装在第二划线齿圈5.2.1和划线齿套5.3上，主要是为了将高低挡滑动套13和低挡变向齿轮15之间分离，为倒挡行走。
39.高挡行走具体描述：高挡行走也可以称之为正常行驶，按下挂挡开关，电信号控制的外力提供装置将高低挡滑动套13拨动至最右侧，行走过程中行走轴的第一行走轴5.1和第二行走轴5.2之间通过高低挡滑动套13连接，即高低挡滑动套13套装在第一划线齿柱5.1.1和划线齿套5.3上，高低挡滑动套13将第一行走轴5.1和第二行走轴5.2结合为同轴转动，拖拉机的行走直接依靠同轴同速转动的第一行走轴5.1和第二行走轴5.2进行动力输送。
40.低挡行走具体描述：按下低挡位控制按键，电信号控制的外力提供装置拨动第一行走轴5.1和第二行走轴5.2之间的高低挡滑动套13动作，将高低挡滑动套13拨动至划线齿套5.3上，此时第一行走轴5.1和第二行走轴5.2断开，高低挡滑动套13的动力来源于低挡变向齿轮15。
41.因为四挡挡位齿轮6.4与第一行走轴5.1上的四挡正行齿轮7.4处于持续啮合状态，一挡至四挡任何一个挡位工作状态下，第一行走轴5.1都是处于转动状态，四挡挡位齿轮6.4也持续处于转动状态，因为四挡挡位齿轮6.4单独安装在低挡传动轴14上，不与动力传输轴连接，四挡挡位齿轮6.4带动低挡传动轴14反向转动，
42.四挡挡位齿轮6.4与低挡传动轴14固定设计、或者可拆卸设计、或者为一体设计均可，为了增加强度，设计为一体锻造制成。
43.低挡传动轴14上还设有低挡变向齿轮15，低挡变向齿轮15通过轴承套装在低挡传动轴14上，低挡变向齿轮15远离四挡挡位齿轮6.4的一侧设有第一驱动齿圈14.2；低挡传动轴14上还设有倒挡齿轮16，所述倒挡齿轮16与低挡传动轴14同步转动，倒挡齿轮16临近低挡变向齿轮15的一侧设有第二驱动齿圈14.1；第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1上套装有能够在第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1上移动的移动套19。
44.高低挡滑动套13的外部设有低挡驱动齿13.1，高低挡滑动套13轴向移动后，仅仅位于划线齿套13上，与此同时移动套19朝向低挡变向齿轮15一侧移动，移动套19套装在第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1，经过齿轮大小变化，改变传动比，即可实现低速行走。
45.低挡的动力传递线：发动机动力输出，经过内轴1.2和外轴1.1，然后经过内轴驱动齿轮2.2和外轴驱动齿轮2.1分别带动第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2转动，然后带动挡位齿轮转动，挡位齿轮带动第一行走轴5.1转动，第一行走轴5.1通过四挡正行齿轮7.4传递给低挡传动轴14，低挡传动轴14带动倒挡齿轮16转动，因为移动套19套在第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1上，所以带动低挡变向齿轮15转动，所以带动低挡变向齿轮15与高低挡滑动套13配合，高低挡滑动套13带动第二行走轴5.2转动，车辆实现低挡行走。
46.倒挡行走具体描述：本技术方案还设有倒挡，当需要挂倒挡时，按下倒挡控制按键，电信号控制控制的外力提供装置拨动套装在第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1上移动的移动套19向左移动，即移动套19仅仅位于第二驱动齿圈14.1，低挡变向齿轮15失去
动力，因为第二划线齿圈5.2.1所在的倒挡行走齿轮18与第二行走轴5.2之间为轴承连接，所以，在按下倒挡控制按键时，电信号控制控制的外力提供装置拨动高低挡滑动套13向左移动，使得高低挡滑动套13套装在第二划线齿圈5.2.1和划线齿套5.3上，从而实现倒挡行走齿轮18与第二行走轴5.2同步转动，倒挡齿轮16转向与低挡传动轴14同向，低挡传动轴14与第一行走轴5.1转向相反，为了提供反向旋转动力，在倒挡齿轮16上配合有介轮17，介轮17再与设置在第二行走轴5.2上的倒挡行走齿轮18啮合，为车辆行走提供反向旋转，从而实现车辆的倒车；
47.倒挡的动力传递线：发动机动力输出，经过内轴1.2和外轴1.1，然后经过内轴驱动齿轮2.2和外轴驱动齿轮2.1分别带动第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2转动，然后带动挡位齿轮转动，挡位齿轮带动第一行走轴5.1转动，第一行走轴5.1通过四挡正行齿轮7.4传递给低挡传动轴14，低挡传动轴14带动倒挡齿轮16转动，倒挡齿轮16带动介轮17转动，介轮17带动倒挡行走齿轮18转动，通过高低挡滑动套13带动第二行走轴5.2转动，车辆实现倒挡行走。
48.倒挡传动系统也是两套平行设置，倒挡控制按键按下时，两个分别位于第一驱动齿圈14.2和第二驱动齿圈14.1上的移动套19同时动作。
49.所述动力传输轴为设有能够带动驱动齿轮转动、且能够实现换挡驱动齿轮轴向移动的划线轴，所述换挡驱动齿轮与动力传输轴连接的内圈设有与划线轴配合的划线齿，所述挡位齿轮通过轴承与传动轴连接，所述换挡驱动齿轮临近挡位齿轮的径向端面设有向外凸起的驱动齿10，所述挡位齿轮临近驱动齿轮的径向端面设有与驱动齿配合的从动主齿11，所述从动主齿11为设置在挡位齿轮端面向外凸起的结构，或者所述从动主齿为设置在挡位齿轮端面向内凹陷的结构，根据挡位齿轮尺寸大小，当挡位齿轮直径较小时，难以设置向内凹陷的从动主齿，可以将从动主齿11设计成向外凸起结构，所述换挡齿轮外圈设有从动副齿12，所述从动副齿12与行走正行齿轮啮合，所述驱动齿轮外圈设有拨动套9，所述拨动套9与换挡驱动齿轮之间滑动连接，所述驱动齿呈环形阵列在换挡驱动齿端面上，所述从动主齿呈环形阵列在挡位齿轮的端面上。
50.另外，需要声明的是，虽然实施例中描述的传动是针对大马力拖拉机，一般为300马力左右，甚至更高，为了提高强度，采用两个动力传输轴同时作用到行走轴上，同时为行走轴提供动力，如果在一根动力传输轴强度满足的情况下，设置在第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2上的挡位齿轮规格可发生变化，实现多挡位曲线换挡，即第一动力传输轴3.1和第二动力传输轴3.2上的第一挡位齿轮6.1至第四挡位齿轮6.4齿数或直径均不同，行走过程中每一个挡位齿轮单独驱动正行走齿轮。
51.经过上述变化，虽然只有四个挡位，当行走过程中有高挡位和低挡位控制，即可形成八个时速不同的前进挡位，倒挡也收到前面四个挡位的驱动，所以倒挡包括四个时速不同的倒挡挡位。
52.电信号控制系统我司三年前已经申报过实用新型专利，并获得授权，智能信号控制外力提供装置动作时本领公知的技术，如流水线作业中，物品行走的某个位置，触控到电控开关后，将产生一个信号，plc控制系统接收信号后再发出控制某个单元动作的信号，再此不再赘述。
53.在上述实施例中，对本实用新型的最佳实施方式做了描述，很显然，在本实用新型
的实用新型构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本实用新型的实用新型构思下所做出的任何改变都将落入本实用新型的保护范围内。