一种18+9档变速传动系统及拖拉机的制作方法

1.本实用新型涉及变速箱领域，具体涉及一种18+9档变速传动系统及拖拉机。


背景技术：

2.目前大马力拖拉机变速箱，多采用机械换档结构，且主副变速采用两轴式结构，整体轴向长度偏大。随着整机质量、发动机马力的加大，这种结构逐渐显现出很多弊病，严重影响整机作业效率和用户体验。并且现有的变速箱可换档位少，难以适应多种的复杂工况。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是如何布置换档系统。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种18+9档变速传动系统，包括换档换向机构、主变速机构和副变速机构，所述换档换向机构用于切换高档、低档和倒档，所述换档换向机构的输出端与所述主变速机构的输入端连接，所述主变速机构用于切换一档、二档和三档，所述主变速机构的输出端与所述副变速机构的输入端连接，所述副变速机构用于切换a档、b档和c档。
5.本实用新型的有益效果是：在前进模式下具有高档和低档，主变速机构和副变速机构均可以切换三种转速，因而前进模式下具有2
×3×
3种(即18种)速度。在倒档模式下，具有9种速度。变速传动系统可切换多个档位，获得多种速度，从而满足各种工况的需求，灵活度高。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
7.进一步，所述换档换向机构包括输入轴、输出轴、倒档主动齿轮、低档主动齿轮、高档主动齿轮、倒档被动齿轮、低档被动齿轮、高档被动齿轮、倒档离合器、低档离合器和高档离合器，
8.所述倒档主动齿轮、所述低档主动齿轮和所述高档主动齿轮分别通过所述倒档离合器、所述低档离合器和所述高档离合器安装于所述输入轴上，所述倒档被动齿轮、所述低档被动齿轮和所述高档被动齿轮均固定于所述输出轴上，所述倒档主动齿轮和所述倒档被动齿轮通过惰轮传动连接，所述低档主动齿轮和所述低档被动齿轮啮合，所述高档主动齿轮和所述高档被动齿轮啮合。
9.采用上述进一步方案的有益效果是：通过控制倒档离合器、低档离合器和高档离合器的结合或分离，从而可以实现倒档、低档和高档的切换。
10.进一步，所述主变速机构包括主变速输入轴、主变速被动轴、三档主动齿轮、二档主动齿轮、一档主动齿轮、三档被动齿轮、二档被动齿轮、一档被动齿轮和主变速换档组件，
11.所述主变速输入轴与所述输出轴传动连接，所述三档主动齿轮、所述二档主动齿轮和所述一档主动齿轮可转动的套在所述主变速输入轴上，所述三档被动齿轮、所述二档被动齿轮和所述一档被动齿轮固定于所述主变速被动轴上，并分别与所述三档主动齿轮、所述二档主动齿轮和所述一档主动齿轮啮合，所述主变速换档组件安装于所述主变速输入
轴上并可切换至与所述三档主动齿轮、所述二档主动齿轮和所述一档主动齿轮的其中一个连接并传动。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：主变速换档组件用于切换一档、二档和三档。
13.进一步，所述主变速换档组件包括第一同步器和第二同步器，所述第一同步器和所述第二同步器均安装于所述主变速输入轴上，所述第一同步器用于与所述三档主动齿轮连接或分离，所述第二同步器用于分别与所述二档主动齿轮和所述一档主动齿轮连接或分离。
14.进一步，所述主变速输入轴与所述输出轴同轴设置。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：结构紧凑。
16.进一步，还包括动力输出后端轴，所述动力输出后端轴与所述输入轴同轴设置并传动连接，所述主变速被动轴可转动的套在所述动力输出后端轴上。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：主变速被动轴可转动的套在动力输出后端轴上，可节省空间，在主变速被动轴实现变速功能的同时，动力输出后端轴还可以用于其他装置的驱动。
18.进一步，还包括液压取扭主动齿轮和动力输出前端轴，所述动力输出前端轴与所述输入轴同轴设置，且所述动力输出后端轴和所述输入轴通过所述动力输出前端轴传动连接，所述液压取扭主动齿轮固定于所述动力输出前端轴上。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：液压取扭主动齿轮可用于输出扭矩。
20.进一步，所述副变速机构包括副变速轴、a档主动齿轮、b档主动齿轮、a档被动齿轮、b档被动齿轮、c档被动齿轮和副变速换档组件，
21.所述a档主动齿轮和所述b档主动齿轮固定于所述主变速被动轴上，所述a档被动齿轮、所述b档被动齿轮和所述c档被动齿轮均可转动的安装于所述副变速轴上，并分别与所述a档主动齿轮、所述b档主动齿轮和所述一档被动齿轮啮合，所述副变速换档组件安装于所述副变速轴上并可切换至与所述a档被动齿轮、所述b档被动齿轮和所述c档被动齿轮的其中一个连接并传动。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：副变速换档组件用于切换a档、b档和c档。主副变速采用三轴式结构，轴距小，结构紧凑，动力传递稳定，且轴向尺寸小，有效解决大马力机型轴距长的问题。其中，一档被动齿轮既作为一档传动的被动齿轮，又作为c档传动的主动齿轮，结构紧凑。
23.进一步，所述副变速换档组件包括啮合套和第三同步器，所述啮合套和所述第三同步器均安装于所述副变速轴上，所述啮合套用于与所述c档被动齿轮连接或分离，所述第三同步器用于分别与所述a档被动齿轮和所述b档被动齿轮连接或分离。
24.本实用新型还提供一种拖拉机，包括所述的18+9档变速传动系统。
附图说明
25.图1为本实用新型18+9档变速传动系统的结构图；
26.图2为本实用新型图1的18+9档变速传动系统的a处局部放大图；
27.图3为本实用新型图1的18+9档变速传动系统的主变速机构和副变速机构的局部放大图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1、输入轴；2、倒档主动齿轮；3、摩擦片总成；4、活塞；5、低档主动齿轮；6、高档主动齿轮；7、蝶形弹簧；8、输出轴；9、倒档被动齿轮；10、低档被动齿轮；11、高档被动齿轮；12、液压取扭主动齿轮；13、动力输出前端轴；14、动力输出后端轴；15、主变速输入轴；16、第一同步器；17、三档主动齿轮；18、二档主动齿轮；19、第二同步器；20、一档主动齿轮；21、二档被动齿轮；22、一档被动齿轮；23、三档被动齿轮；24、主变速被动轴；25、b档主动齿轮；26、副变速轴；27、a档被动齿轮；28、b档被动齿轮；29、分动箱主动齿轮；30、啮合套；31、c档被动齿轮；32、第三同步器；33、倒档离合器；34、低档离合器；35、高档离合器。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
31.如图1-图3所示，本实施例提供一种18+9档变速传动系统，包括换档换向机构、主变速机构和副变速机构，所述换档换向机构用于切换高档、低档和倒档，所述换档换向机构的输出端与所述主变速机构的输入端连接，所述主变速机构用于切换一档、二档和三档，所述主变速机构的输出端与所述副变速机构的输入端连接，所述副变速机构用于切换a档、b档和c档。
32.在前进模式下具有高档和低档，主变速机构和副变速机构均可以切换三种转速，因而前进模式下具有2
×3×
3种(即18种)速度。在倒档模式下，具有3
×
3种(即9种)速度。变速传动系统可切换多个档位，获得多种速度，从而满足各种工况的需求，灵活度高。
33.在上述方案的基础上，所述换档换向机构包括输入轴1、输出轴8、倒档主动齿轮2、低档主动齿轮5、高档主动齿轮6、倒档被动齿轮9、低档被动齿轮10、高档被动齿轮11、倒档离合器33、低档离合器34和高档离合器35，
34.所述倒档主动齿轮2、所述低档主动齿轮5和所述高档主动齿轮6分别通过所述倒档离合器33、所述低档离合器34和所述高档离合器35安装于所述输入轴1上，所述倒档被动齿轮9、所述低档被动齿轮10和所述高档被动齿轮11均固定于所述输出轴8上，所述倒档主动齿轮2和所述倒档被动齿轮9通过惰轮传动连接，所述低档主动齿轮5和所述低档被动齿轮10啮合，所述高档主动齿轮6和所述高档被动齿轮11啮合。
35.通过控制倒档离合器33、低档离合器34和高档离合器35的结合或分离，从而可以实现倒档、低档和高档的切换。
36.优选的，倒档离合器33、低档离合器34和高档离合器35均采用湿式离合器，解决了大马力机型高低档和梭式档换档舒适性差的问题，提升了用户的使用体验。具体的，如图2所示，所述倒档主动齿轮2、所述低档主动齿轮5和所述高档主动齿轮6均通过轴承可转动的安装在输入轴1上，且与相应的离合器接合或分离，湿式离合器包括摩擦片总成3、活塞4、蝶形弹簧7和离合器外壳，离合器外壳与输入轴1固定连接，离合器外壳内沿其轴向滑动的设有多个第一花键片，与该湿式离合器相对应的主动齿轮(倒档离合器33对应倒档主动齿轮2，低档离合器34对应低档主动齿轮5，高档离合器35对应高档主动齿轮6)上花键连接有多个第二花键片，多个第一花键片与多个第二花键片交错设置，且相邻的第一花键片和第二花键片之间夹设有摩擦片总成3和弹性圈。活塞4和蝶形弹簧7设置于离合器外壳内，蝶形弹
簧7的一端与输入轴1上的结构抵接并限位，另一端与活塞4抵接，并用于活塞4的复位。输入轴1具有进油通道，液压油从进油通道进入相应的离合器外壳后，推动活塞4移动，活塞4压紧第一花键片和第二花键片，第一花键片和第二花键片依靠摩擦力传递动力，从而与该湿式离合器相对应的主动齿轮和离合器外壳同步转动。当液压油停止进油，活塞4在蝶形弹簧7弹性力作用下复位，第一花键片和第二花键片在弹性圈作用下分开，输入轴1仅带离合器外壳转动，而相应的主动齿轮不转动。
37.在上述方案的基础上，所述主变速机构包括主变速输入轴15、主变速被动轴24、三档主动齿轮17、二档主动齿轮18、一档主动齿轮20、三档被动齿轮23、二档被动齿轮21、一档被动齿轮22和主变速换档组件，
38.所述主变速输入轴15与所述输出轴8传动连接，所述三档主动齿轮17、所述二档主动齿轮18和所述一档主动齿轮20可转动的套在所述主变速输入轴15上，所述三档被动齿轮23、所述二档被动齿轮21和所述一档被动齿轮22固定于所述主变速被动轴24上，并分别与所述三档主动齿轮17、所述二档主动齿轮18和所述一档主动齿轮20啮合，所述主变速换档组件安装于所述主变速输入轴15上并可切换至与所述三档主动齿轮17、所述二档主动齿轮18和所述一档主动齿轮20的其中一个连接并传动。
39.主变速换档组件用于切换一档、二档和三档。
40.具体的，三档主动齿轮17、二档主动齿轮18和一档主动齿轮20均通过轴承可转动的安装在主变速输入轴15上。
41.在上述方案的基础上，所述主变速换档组件包括第一同步器16和第二同步器19，所述第一同步器16和所述第二同步器19均安装于所述主变速输入轴15上，所述第一同步器16用于与所述三档主动齿轮17连接或分离，所述第二同步器19用于分别与所述二档主动齿轮18和所述一档主动齿轮20连接或分离。
42.具体的，第二同步器19可与二档主动齿轮18和一档主动齿轮20的其中一个连接，或者与二档主动齿轮18和所述一档主动齿轮20均不连接。
43.在上述方案的基础上，所述主变速输入轴15与所述输出轴8同轴设置。
44.在上述方案的基础上，还包括动力输出后端轴14，所述动力输出后端轴14与所述输入轴1同轴设置并传动连接，所述主变速被动轴24可转动的套在所述动力输出后端轴14上。
45.主变速被动轴24可转动的套在动力输出后端轴14上，可节省空间，在主变速被动轴24实现变速功能的同时，动力输出后端轴14还可以用于其他装置的驱动。
46.在上述方案的基础上，还包括液压取扭主动齿轮12和动力输出前端轴13，所述动力输出前端轴13与所述输入轴1同轴设置，且所述动力输出后端轴14和所述输入轴1通过所述动力输出前端轴13传动连接，所述液压取扭主动齿轮12固定于所述动力输出前端轴13上。
47.液压取扭主动齿轮12可用于输出扭矩。
48.在上述方案的基础上，所述副变速机构包括副变速轴26、a档主动齿轮、b档主动齿轮25、a档被动齿轮27、b档被动齿轮28、c档被动齿轮31和副变速换档组件，
49.所述a档主动齿轮和所述b档主动齿轮25固定于所述主变速被动轴24上，所述a档被动齿轮27、所述b档被动齿轮28和所述c档被动齿轮31均可转动的安装于所述副变速轴26
上，并分别与所述a档主动齿轮、所述b档主动齿轮25和所述一档被动齿轮22啮合，所述副变速换档组件安装于所述副变速轴26上并可切换至与所述a档被动齿轮27、所述b档被动齿轮28和所述c档被动齿轮31的其中一个连接并传动。
50.副变速换档组件用于切换a档、b档和c档。主副变速采用三轴式结构，轴距小，结构紧凑，动力传递稳定，且轴向尺寸小，有效解决大马力机型轴距长的问题。其中，一档被动齿轮22既作为一档传动的被动齿轮，又作为c档传动的主动齿轮，结构紧凑。
51.其中，所述a档主动齿轮和所述b档主动齿轮25可以通过键连接或一体成型的方式固定于所述主变速被动轴24上。
52.在上述方案的基础上，所述副变速换档组件包括啮合套30和第三同步器32，所述啮合套30和所述第三同步器32均安装于所述副变速轴26上，所述啮合套30用于与所述c档被动齿轮31连接或分离，所述第三同步器32用于分别与所述a档被动齿轮27和所述b档被动齿轮28连接或分离。
53.具体的，第三同步器32可与a档被动齿轮27和b档被动齿轮28的其中一个连接，或者与a档被动齿轮27和b档被动齿轮28均不连接。
54.需要说明的是，本实施例中的啮合套30、第一同步器16、第二同步器19和第三同步器32可以采用现有的啮合套和同步器实现，啮合套和同步器的主要原理是：包括一个可沿轴向滑动且与转轴花键传动的接合套，接合套沿转轴的轴向滑动，从而与相应齿轮上的花键啮合或分离，接合套与齿轮的花键啮合时，转轴、接合套和齿轮一起转动；接合套与齿轮的花键分离时，齿轮在转轴上空转。啮合套和同步器的结构为本领域的公知技术，在此不再赘述。
55.在上述方案的基础上，还包括固定于副变速轴26上的分动箱主动齿轮29，分动箱主动齿轮29用于为分动箱提供动力。
56.本实施例中18+9档变速传动系统的档位切换原理为：
57.1.高档和低档切换：按下控制系统的高档开关，高档液压油路进油，推动高档离合器35的活塞4，压紧其摩擦片总成3，动力由输入轴1传递至高档主动齿轮6，高档主动齿轮6与高档被动齿轮11啮合，并将动力传递至输出轴8，实现动力在高档位的传递。关闭高档开关或切换至低档时，高档液压油路取消进油，高档离合器35的蝶形弹簧7将其活塞4顶回到初始位置。
58.按下控制系统的低档开关，低档液压油路进油，推动低档离合器34的活塞4，压紧其摩擦片总成3，动力由输入轴1传递至低档主动齿轮5，低档主动齿轮5与低档被动齿轮10啮合，将动力传递至输出轴8，实现动力在低档位的传递。关闭低档开关或切换至高档时，低档液压油路取消进油，低档离合器34的蝶形弹簧7将其活塞4顶回到初始位置。
59.在高档和低档时，由于输出轴8与输入轴1是通过一对齿轮啮合进行传动，因此输出轴8与输入轴1的转动方向相反。
60.当关掉高档开关和低档开关时，高档液压油路和低档液压油路同时取消进油，高档离合器35和低档离合器34的活塞4均复位，动力全部断开，实现空档。
61.2.倒档切换：按下倒档开关，倒档液压油路进油，推动倒档离合器33的活塞4，压紧其摩擦片总成3，动力由输入轴1传递至倒档主动齿轮2，倒档主动齿轮2通过惰轮与倒档被动齿轮9啮合，将动力传递至输出轴8。由于存在惰轮，所以输出轴8与输入轴1的转动方向相
同，实现动力在倒档位的传递。
62.3.主变速档位切换:动力由输出轴8通过花键套传递至主变速输入轴15后。
63.将第一同步器16与三档主动齿轮17挂接时，动力由主变速输入轴15传递至三档主动齿轮17，然后三档主动齿轮17与三档被动齿轮23啮合，将动力传递至主变速被动轴24；
64.将第二同步器19与二档主动齿轮18挂接时，动力由主变速输入轴15传递至二档主动齿轮18，然后二档主动齿轮18与二档被动齿轮21啮合，将动力传递至主变速被动轴24；
65.将第二同步器19与一档主动齿轮20挂接时，动力由主变速输入轴15传递至一档主动齿轮20，然后一档主动齿轮20与一档被动齿轮22啮合，将动力传递至主变速被动轴24。
66.4.副变速档位切换：动力由主变速输入轴15传递至主变速被动轴24后。
67.将第三同步器32与a档被动齿轮27挂接时，动力由主变速被动轴24经过该轴上的a档主动齿轮与a档被动齿轮27的啮合传递至副变速轴26，实现动力的输出；
68.将第三同步器32与b档被动齿轮28挂接时，动力由主变速被动轴24经过该轴上b档主动齿轮25与b档被动齿轮28的啮合传递至副变速轴26，实现动力的输出；
69.将啮合套30与c档被动齿轮31挂接时，动力由主变速被动轴24经过该轴上一档被动齿轮22与c档被动齿轮31的啮合传递至副变速轴26，实现动力的输出。
70.本实用新型还提供一种拖拉机，包括所述的18+9档变速传动系统。
71.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
73.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本实用新型中的具体含义。
76.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。