專利名稱：收割機機械有級變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變速機構，尤其涉及一種安裝于收割機的機械有級變速器。
背景技術：
當前國內收割機市場上，履帶式稻麥聯合收割機的行走系統有兩種形式一種是 裝有工農變速箱，屬于機械有級變速；另一種是在NL35齒輪箱上安裝一臺FYW^液壓無級 變速器。21世紀初期，國產收割機采用以工農變速箱為主體的有級變速行走系統，這種變 速箱重量較重，體積大，要用四個手柄，經常變換檔位來調整收割機的前進后退，快慢變檔 及左右轉向，操作費時繁雜。因此，更多用戶青睞于液壓無級變速的收割機。這種收割機 操作簡單靈活，用一個手柄就能控制收割機的前進、后退及快慢變速，另用一個手柄可控制 NL35齒輪箱中三個檔位，使無級變速范圍更廣更細；而其左右轉向，用按鈕控制液壓系統 來實現，操作簡便。但上述液壓無級變速系統存在一個致命弱點，即其總效率η偏低，η值通常在 5 左右，也即在行走系統中，如果輸出功率為10. 5kw，那么柴油機輸入給液壓無級變速器 的功率須為20kw，其中9. 5kw的輸入功率做了無用功，浪費了能源，增加了排放，同時因其 耗油量較大，使用成本偏高。基于以上原因，設計一種低油耗且操作簡便的機械有級變速機構是農用收割機領 域急需解決的一個重大技術問題。
發明內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種低油耗且操作簡便的收割機專用機械有 級變速機構。本發明所述收割機機械有級變速器，包括操縱單元和齒輪變速單元，所述操縱單 元與齒輪變速單元連接；所述齒輪變速單元包括依次平行設置的動力輸入軸系及動力輸出 軸系；在所述動力輸入軸系和動力輸出軸系之間還設置有中間軸系；所述中間軸系包括中 間軸，以及在中間軸上裝設的中間大齒輪和中間小齒輪，中間大齒輪和中間小齒輪的外側 分別裝設軸套以實現軸向定位。所述動力輸入軸系包括動力輸入軸，及裝設于動力輸入軸上的變速組合齒輪；在 動力輸入軸的輸入端裝設用于換檔操作時切斷動力輸入的動力分離器；所述操縱單元可帶 動變速組合齒輪沿動力輸入軸軸向滑動，實現各軸系之間相應齒輪的嚙合。所述變速組合齒輪可以是雙聯滑動齒輪，也可以是其他形式的多聯組合齒輪。所述動力分離器可以包括分離爪系統組件和離合器總成，其中，離合器總成包括 離合器、摩擦片、光片、離合器杠桿，分離爪系統組件包括分離爪、分離爪座、分離聯接軸套。所述動力輸出軸系包括動力輸出軸，以及依次裝設在動力輸出軸上的高速輸出齒 輪、后退輸出齒輪及低速輸出齒輪；高速輸出齒輪與后退輸出齒輪之間，以及低速輸出齒輪外側均裝設軸套以實現軸向定位。所述動力輸出軸上的后退輸出齒輪始終與中間軸上的中 間小齒輪嚙合。所述的操縱單元包括撥叉軸及安裝于撥叉軸上的換檔撥叉組件；所述換檔撥叉組 件包括換檔撥叉手柄把、換檔撥叉手柄體及換檔撥叉；所述換檔撥叉的撥叉端限位于雙聯 滑動齒輪間。當換擋撥叉處于不同位置時，可帶動雙聯滑動齒輪滑動，實現各軸系之間相應 齒輪的嚙合。同時，中間軸上中間大齒輪的相對軸向位置的固定，保證了換檔撥叉移動換檔定 位后，雙聯滑動齒輪與相應的齒輪正確嚙合且其它齒輪之間不干涉。即當需要高速前進時，雙聯滑動齒輪I直接與高速輸出齒輪嚙合；需后退時，雙聯 滑動齒輪II與中間大齒輪嚙合，同時中間小齒輪與后退輸出齒輪嚙合；需低速前進時，雙聯 滑動齒輪II直接與低速輸出齒輪嚙合。如此，本發明只需一個操縱桿即可控制實現三個檔位，即高速前進檔、低速前進檔 及后退檔。當將其裝設在NL35齒輪箱上，可實現九檔機械變速。各軸系的齒輪嚙合的速比 可根據實際需要的收割速度確定。本發明的工作過程如下在需要換檔操作時，通過操縱分離爪相對于分離爪座的軸向位置，使得離合器杠 桿繞其支點轉動，改變摩擦片和光片的嚙合與分離，進而切斷由柴油機經過皮帶傳動傳過 來的動力，實現換檔操作。切斷動力輸入后，通過轉動換檔撥叉手柄把，調節換檔撥叉在撥叉軸上的軸向位 置，當位于中間的雙聯滑動齒輪II與中間大齒輪嚙合時，實現后退，其它齒輪互不干涉；當 換檔撥叉向左移動一定距離時，雙聯滑動齒輪II與中間大齒輪脫開，而其它齒輪互不干涉， 實現空檔；當換檔撥叉繼續向左移動一定距離時，雙聯滑動齒輪I與高速輸出齒輪嚙合，其 它齒輪互不干涉，實現高速前進；當換檔撥叉向右移動一定距離時，雙聯滑動齒輪II與中間 大齒輪脫開，而其它齒輪互不干涉，實現空檔；當換檔撥叉繼續向右移動一定距離時，雙聯 滑動齒輪II與低速輸出齒輪嚙合，其它齒輪互不干涉，實現低速前進。本發明所述機械有級變速器，可以與液壓無級變速器，互換地裝在NL35三檔變速 行走齒輪箱上，即在不改變其它零部件的基礎上，可以將液壓無級變速的收割機改裝成機 械有級變速的收割機，反之亦可。為了保證收割機在其它零部件不改變的前提下，要求本發明所述變速器可與液壓 無級變速器互換，需要求其安裝尺寸設計應與液壓無級變速器完全一致，而其外形體積方 面也應與它相仿。本發明具有以下突出優點1、操作簡便。裝設本發明的新型收割機可以用一個手柄控制操作機械有級變速器 的高低速、前進與后退的檔位，另外NL35齒輪箱的換檔變速及左右轉向控制與液壓無級變 速的收割機完全一致，其操作系統比現有的機械變速操作系統簡單便利。2、動力輸出效率大幅度提高。由于將液壓傳動改為機械傳動，將原有的機械效率 5 提高到了 95. 5%以上，效率提高近1. 9倍以上。3、耗油量降低，減少了燃油費與維修費。經實驗，收稻每畝平均能節省0. 5升柴 油。柴油機的功率輸出共分行走、收割、輸送、脫粒和篩選五個部分，用在行走系統的功率約為總功率的1 左右，收割機每天能收50畝稻子，一年收割稻麥時間共計可達50天，則一 臺機一年可省燃油0.5升/畝\50畝/天\50天=1250升油，真正起到了節能減排的作 用。同時，由于是機械變速，不需要液壓管道、油散熱器等，漏油、油溫高的現象不會產生，維 修時十分方便，費用減少。4、使收割機具有良好的通過性能。裝設本發明的收割機能通過35度以上的斜坡， 履帶陷入深達235mm的爛泥田中仍能正常收割。
以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明圖1為本發明傳動結構示意圖；圖2為本發明實施例的結構示意圖。圖中1.換檔撥叉組件，1-1.換檔撥叉手柄把，1-2.換檔撥叉手柄體，1-3.換擋撥 叉，2.撥叉軸，3.雙聯滑動齒輪，3-1.雙聯滑動齒輪I，3-2.雙聯滑動齒輪II，4.動力輸 入軸，5.中間大齒輪，6.中間小齒輪，7.中間軸，8.軸套I，9.動力輸出軸，10.高速輸出齒 輪，11.軸套III，12.后退輸出齒輪，13.低速輸出齒輪，14.軸套IV，15.軸套II，16.NL35變 速箱，17.離合器總成，17-1.離合器，17-2.摩擦片，17-3.光片，17-4.分離器杠桿，18.分 離爪系統組件，18-1.分離爪，18-2.分離爪座，18-3.分離聯接軸套，19.箱體，20.皮帶， 22.柴油機。
具體實施方式
如圖1所示，本發明傳動體系包括依次平行設置的動力輸入軸系Al、中間軸系A2 及動力輸出軸系A3。如圖1及圖2所示，所述動力輸入軸系，包括裝設在動力輸入軸4上的雙聯滑動齒 輪3，以及在動力輸入軸4的輸入端裝設的離合器總成17、分離爪系統組件18 ；其中雙聯 滑動齒輪3包括并聯為一體的雙聯滑動齒輪I 3-1、雙聯滑動齒輪II 3-2 ；離合器總成17包 括離合器17-1、摩擦片17-2、光片17-3及離合器杠桿17_4 ；分離爪系統組件18包括分離 爪18-1、分離爪座18-2、分離聯接軸套18-3。如圖1及圖2所示，所述中間軸系，包括在中間軸7上依次裝設的軸套I 8、中間大 齒輪5、中間小齒輪6、軸套II 15，中間軸7上中間大齒輪5和中間小齒輪6靠軸套I 8、軸 套II 15軸向定位。如圖1及圖2所示，所述動力輸出軸系，包括依次裝設在動力輸出軸9上的高速輸 出齒輪10、軸套III11、后退輸出齒輪12、低速輸出齒輪13、軸套IV 14。動力輸出軸9的輸出 端可與NL35變速箱16連接。如圖2所示，本發明還包括操縱單元，其包括撥叉軸2及裝設于撥叉軸2上的換檔 撥叉組件1 ；換檔撥叉組件1包括換檔撥叉手柄把1-1、換擋撥叉手柄體1-2、換檔撥叉1-3。其中，如圖2所示，換檔撥叉1-3的撥叉端限位于雙聯滑動齒輪3間。中間軸7上 的中間大齒輪5的相對軸向位置保證了換檔撥叉1-3移動換檔定位后，雙聯滑動齒輪3與 相應的齒輪正確嚙合且其它齒輪之間不干涉。即當需要高速前進時，雙聯滑動齒輪I 3-1 直接與高速輸出齒輪10嚙合；需后退時，雙聯滑動齒輪II 3-2與中間大齒輪5嚙合，同時中間小齒輪6與后退輸出齒輪12嚙合；需低速前進時，雙聯滑動齒輪II 3-2直接與低速輸出 齒輪13嚙合。如圖2所示，動力輸入軸4的輸入端裝設的離合器總成17及分離爪系統組件18， 配合操縱單元實現換檔。即通過操縱分離爪18-1相對于分離爪座18-2的軸向位置，使得 離合器杠桿17-4繞其支點轉動，改變摩擦片17-2和光片17-3的嚙合與分離，進而切斷由 柴油機22經過皮帶20傳動傳過來的動力；動力輸入軸4深入箱體19里的一端上裝有雙聯 滑動齒輪3，換檔撥叉組件1限位于雙聯滑動齒輪3中，通過轉動換擋撥叉手柄把1-1，調節 換檔撥叉1-3在撥叉軸2上的軸向位置，帶動雙聯滑動齒輪滑動，進而實現換檔需要。當換檔撥叉1-3位于中間時，雙聯滑動齒輪II 3-2與中間大齒輪5嚙合時，實現后 退，其它齒輪互不干涉；當換檔撥叉1-3向左移動一定距離時，雙聯滑動齒輪II 3-2與中間 大齒輪5脫開，而其它齒輪互不干涉，實現空檔；當換檔撥叉1-3繼續向左移動一定距離時， 雙聯滑動齒輪I 3-1與高速輸出齒輪10嚙合，其它齒輪互不干涉，實現高速前進；當換檔撥 叉1-3向右移動一定距離時，雙聯滑動齒輪II 3-2與中間大齒輪5脫開，而其它齒輪互不干 涉，實現空檔；當換檔撥叉1-3繼續向右移動一定距離時，雙聯滑動齒輪II 3-2與低速輸出 齒輪13嚙合，其它齒輪互不干涉，實現低速前進。在上述換檔操作過程中，中間小齒輪6始 終與后退輸出齒輪12相嚙合。上述齒輪嚙合的速比可根據稻麥實際需要的收割速度決定，通常設計的收割速度 在0. 65-2. lm/s的范圍之內，共分九檔，完全能滿足稻麥收割的需求。
權利要求1.一種收割機機械有級變速器，包括操縱單元和齒輪變速單元，所述操縱單元與齒輪 變速單元連接；所述齒輪變速單元包括依次平行設置的動力輸入軸系及動力輸出軸系；其 特征在于在所述動力輸入軸系和動力輸出軸系之間還設置有中間軸系；所述中間軸系包 括中間軸，以及在中間軸上裝設的中間大齒輪和中間小齒輪，中間大齒輪和中間小齒輪的 外側分別裝設軸套以實現軸向定位。
2.根據權利要求1所述的收割機機械有級變速器，其特征在于所述動力輸入軸系包 括動力輸入軸，及裝設于動力輸入軸上的變速組合齒輪；在動力輸入軸的輸入端裝設用于 換檔操作時切斷動力輸入的動力分離器；所述操縱單元可帶動變速組合齒輪沿動力輸入軸 軸向滑動，實現各軸系之間相應齒輪的嚙合。
3.根據權利要求2所述的收割機機械有級變速器，其特征在于所述變速組合齒輪為 雙聯滑動齒輪。
4.根據權利要求2所述的收割機機械有級變速器，其特征在于所述動力輸出軸系包 括動力輸出軸，以及依次裝設在動力輸出軸上的高速輸出齒輪、后退輸出齒輪及低速輸出 齒輪；所述動力輸出軸上的后退輸出齒輪始終與中間軸上的中間小齒輪嚙合。
5.根據權利要求4所述的收割機機械有級變速器，其特征在于高速輸出齒輪與后退 輸出齒輪之間，以及低速輸出齒輪外側均裝設軸套以實現軸向定位。
6.根據權利要求3所述的收割機機械有級變速器，其特征在于所述的操縱單元包括 撥叉軸及安裝于撥叉軸上的換檔撥叉組件；所述換檔撥叉組件包括換檔撥叉手柄把、換檔 撥叉手柄體及換檔撥叉；所述換檔撥叉的撥叉端限位于雙聯滑動齒輪間；當換擋撥叉處于 不同位置時，可帶動雙聯滑動齒輪滑動，實現各軸系之間相應齒輪的嚙合。
7.根據權利要求1所述的收割機機械有級變速器，其特征在于所述動力分離器包括 分離爪系統組件和離合器總成；其中，離合器總成包括離合器、摩擦片、光片、離合器杠桿， 分離爪系統組件包括分離爪、分離爪座、分離聯接軸套。
專利摘要本實用新型提供一種低油耗且操作簡便的收割機專用機械有級變速器，包括操縱單元和齒輪變速單元，所述操縱單元與齒輪變速單元連接；所述齒輪變速單元包括依次平行設置的動力輸入軸系及動力輸出軸系；在所述動力輸入軸系和動力輸出軸系之間還設置有中間軸系；所述中間軸系包括中間軸，以及在中間軸上裝設的中間大齒輪和中間小齒輪，中間大齒輪和中間小齒輪的外側分別裝設軸套以實現軸向定位。
文檔編號F16H63/32GK201878555SQ20102064858
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者葉晶, 孫慕利, 崔威風, 常巧云, 曹揚, 王阿祥, 薜臻 申請人:江蘇常發鋒陵農業裝備有限公司