变速传动机构、变速旋耕机及变速方法.pdf

本发明涉及一种变速传动机构、变速旋耕机及变速方法。本发明旨在解决现有技术中高低速旋耕机操作不便的问题，提供一种能够防止脱档的旋耕机。本发明包括可自由调节高、低速的变档机构，变档机构为利用球面自锁，且在变档后，档位稳定，不会在冲击下发生脱档或卡机的现象。本发明的有益效果在于：结构合理，性能稳定，实用性强，换档机构采用渐开线花键连接，档位结合平稳，且在机具运转时不需停车可直接变档，省力省时，作业安全可靠,受到广大农友的信赖。

权利要求书
1.  一种变速传动机构，安装于箱体内，其输入端连接有动力源，其特征在于：所述变速传动机构包括低速传动链、高速传动链、对所述低速传动链/高速传动链中至多一方的动力进行传递输出的三级传动部件，所述低速传动链、高速传动链的输出齿轮分别为二级低速从动齿轮、二级高速从动齿轮，三级传动部件的主动轮包括所述二级低速从动齿轮或所述二级高速从动齿轮；
所述三级传动部件还包括依次同轴套装的三级齿轮轴、联接套、三级从动齿轮、和调节三级从动齿轮动力输入端的拨叉单元，在所述三级齿轮轴上，自中心向轴端依次分布为带有三级从动齿轮的联接套、拨叉单元和三级传动主动轮；
所述拨叉单元包括变档杆、安装在变档杆上的下压式复位弹簧、拨叉轴和拨块，所述拨叉轴固定于箱体内，所述拨块一端与所述联接套/二级低速从动齿轮/二级高速从动齿轮之一相配合，另一端固定在所述拨叉轴上，所述变档杆的一端通过铰支连接元件与所述拨叉轴连接，另一端延伸至所述箱体外，在所述箱体与变档杆相交汇处设有球面定位罩，变档杆上设有与所述球面定位罩相对应的内球面，所述下压式复位弹簧一端固定于所述箱体上，另一端通过定位销与变档杆相连接。

2.  如权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：所述铰支连接元件包括在所述拨叉轴上设置的铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径，所述变档杆在孔中所占长度为配合长度，该铰支连接孔的孔深比所述配合长度长3～5cm。

3.  如权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：所述铰支连接元件包括套装在所述拨叉轴上、以拨叉轴为转动中心的转块，该转块上设有铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径。

4.  如权利要求2或3所述的变速传动机构，其特征在于：还包括档位固定装置，所述档位固定装置包括在所述拨叉轴上设置的定位槽和与该定位槽配合的弹簧挡块，该弹簧挡块的固定端固定于变速旋耕机的箱体内。

5.  如权利要求4所述的变速传动机构，其特征在于：所述联接套的内孔面与所述三级齿轮轴间为花键连接，所述联接套的外轴面和三级传动主动轮轮毂上设有相同的外花键槽，所述拨块上设有与上述外花键槽相匹配的内花键槽。

6.  如权利要求5所述的变速传动机构，其特征在于：所述花键为渐开线花键。

7.  一种变速旋耕机，安装有如权利要求1所述的变速传动机构，其特征在于：包括为所述变速传动机构输入动力的动力源、与所述变速传动机构相配合的三级输入齿轮，所述三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，该三级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。

8.  如权利要求7所述的变速旋耕机，其特征在于：所述三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，三级输出齿轮又连接四级输出齿轮，该四级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。

9.  如权利要求7或8所述的变速传动机构，其特征在于：所述箱体的底部设有磁性放油螺栓。

10.  一种旋耕机的变速方法，使用如权利要求1所述的变速传动机构，利用档杆的下压、弹簧的复位、档杆与箱体间的球面接触和拨叉，完成变档，及挂档过程中的自锁。

说明书变速传动机构、变速旋耕机及变速方法
技术领域
本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种变速传动机构、变速旋耕机及变速方法。
背景技术
农用旋耕机用于土地的耕整，在农业生产中被广泛作用。目前公知的旋耕机变速箱只有一种转速，而在现实生产中不同的土质需要不同的转速，遇到不同的土质只有通过更换传动齿轮来解决问题，不但费工费时，而且容易造成机具损坏，因此旋耕机耕整作业时土壤有局限性，特别是跨区域作业时会影响机手的效益。
有相关技术人员提出采用双联齿轮，实现分级传动，但是在具体的使用中，往往效果不好，整个传动过程容易卡死或脱档，操作不方便。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中高低速旋耕机操作不便的问题，提供一种能够防止脱档的旋耕机。
研究人员发现，现有技术中，操作不便的原因主要在换挡不便，现有技术中双级变速的挂档和变档一般都参照汽车的机械结构，其结构复杂成本低，而汽车的变档多为三级或四级，对于旋耕机来讲，该变档结构过于复杂，而简单的双联齿轮的变档机构又会在农田内大土块冲击的作用下，产生脱档，或卡死，进而影响工作效率。
本发明的具体方案是：
一种变速传动机构，安装于箱体内，其输入端连接有动力源，包括低速传动链、高速传动链、对所述低速传动链/高速传动链中至多一方的动力进行传递输出的三级传动部件，所述低速传动链、高速传动链的输出齿轮为三级传动主动轮，所述三级传动主动轮包括二级低速从动轮、二级高速从动轮；
所述变速传动机构包括低速传动链、高速传动链、对所述低速传动链/高速传动链中至多一方的动力进行传递输出的三级传动部件，所述低速传动链、高速传动链的输出齿轮分别为二级低速从动轮、二级高速从动轮，三级传动部件的主动轮包括所述二级低速从动轮或所述二级高速从动轮；
所述三级传动部件还包括依次同轴套装的三级齿轮轴、联接套、三级从动齿轮、和调节三级从动齿轮动力输入端的拨叉单元，在所述三级齿轮轴上，自中心向轴端依次分布为带有三级从动齿轮的联接套、拨叉单元和三级传动主动轮；
所述拨叉单元包括变档杆、安装在变档杆上的下压式复位弹簧、拨叉轴和拨块，所述拨叉轴固定于箱体内，所述拨块一端与所述联接套/二级低速从动轮/二级高速从动轮之一相配合，另一端固定在所述拨叉轴上，所述变档杆的一端通过铰支连接元件与所述拨叉轴连接，另一端延伸至所述箱体外，在所述箱体与变档杆相交汇处设有球面定位罩，变档杆上设有与所述球面定位罩相对应的内球面，所述下压式复位弹簧一端固定于所述箱体上，另一端通过定位销与变档杆相连接。
优选的，所述铰支连接元件包括在所述拨叉轴上设置的铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径，该铰支连接孔的孔深大于所述变档杆在孔中所占长度3～5cm。
或者，所述铰支连接元件包括套装在所述拨叉轴上、以拨叉轴为转动中心的转块，该转块上设有铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径。
优选的，还包括档位固定装置，所述档位固定装置包括在所述拨叉轴上设置的定位槽和与该定位槽配合的弹簧挡块，该弹簧挡块的固定端固定于变速旋耕机的箱体内。
优选的，所述联接套的内孔面与所述三级齿轮轴间为花键连接，所述联接套的外轴面、和三级传动主动轮轮毂上设有相同的外花键槽，所述拨块上设有与上述外花键槽相匹配的内花键槽。
优选的，所述箱体的底部设有磁性放油螺栓。
安装该变速传动机构的变速旋耕机，包括为所述变速传动机构输入动力的动力源、与所述变速传动机构相配合的三级输入齿轮，所述三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，该三级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。
或者，所述三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，三级输出齿轮又连接四级输出齿轮，该四级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。
一种旋耕机的变速方法，使用该变速传动机构，同时利用档杆的下压、弹簧的复位、档杆与箱体间的球面接触和拨叉，完成变档，及挂档过程中的自锁。
本发明的有益效果在于：
（1）采用拨叉、球面自锁技术的结合，实现了旋耕机高速、低速和空转间的自由转换，且在使用过程中，球面自锁等固定机构又保证了其运行的平稳，不会发生脱档的情况，同时，避免了车用变档机构，节省了大部分成本；
（2）使用过程中，先向下压，再变档，符合旋耕机的使用习惯，复位弹簧保证了能够及时回弹，在档位到达指定位置后及时自锁，同时便于维修；
（3）渐开线花键槽的设计，使变档过程更加平稳，受力均衡，且在机具运转时不需停车可直接变档，省力省时，作业安全可靠；
（4）放油螺栓可以及时将内部铁屑排出，延长整机使用寿命。
附图说明
图1为本发明旋耕机用高低速变速箱的主视剖视结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视结构示意图；
图3为图1的B-B向剖视结构示意图；
图4是本发明轴测方向结构示意图；
图5是本发明中齿轮传动结构的轴测方向结构示意图；
图6是本发明中齿轮传动结构的主视方向结构示意图
图中各部件名称：1.箱体；2.变速箱上盖；3.二级高速主动轮；4.传动锥齿轮；5.变档杆；6.下压式复位弹簧；7.球面定位罩；8.拨叉单元；9.二级低速主动轮；10.档位固定装置；11.拨叉轴；12.二级低速从动轮；13.三级齿轮轴；14.联接套；15.低速传动滑套；16.三级从动齿轮；17.二级高速从动轮；18.高速传动滑套；19.四级传动装置；20.刀轴传动装置；21.输入轴；22.一级输出轴；23.磁性放油螺栓;24.转块。
具体实施方式
实施例1：一种变速旋耕机，参见图1至图3，变速传动机构安装于箱体内，其输入端连接有动力源，包括低速传动链、高速传动链、对低速传动链/高速传动链中至多一方的动力进行传递输出的三级传动部件，低速传动链、高速传动链的输出齿轮分别为二级低速从动轮12、二级高速从动轮17，三级传动部件的主动轮包括所述二级低速从动轮12或所述二级高速从动轮17；
三级传动部件还包括依次同轴套装的三级齿轮轴13、联接套14、三级从动齿轮16、和调节三级从动齿轮16动力输入端的拨叉单元，在三级齿轮轴13上，自中心向轴端依次分布为带有三级从动齿轮16的联接套14、拨叉单元和三级传动主动轮；
拨叉单元包括变档杆5、安装在变档杆5上的下压式复位弹簧6、拨叉轴11和拨块，拨叉轴11固定于于箱体1内，拨块一端与联接套14/二级低速从动轮12/二级高速从动轮17相配合，另一端固定在拨叉轴11上，变档杆5的一端通过铰支连接元件与拨叉轴11连接，另一端延伸至箱体1外，在箱体1与变档杆5相交汇处，箱体1的内表面设有球面定位罩7，变档杆5上设有与球面定位罩7相对应的内球面，下压式复位弹簧6一端固定于箱体1上，另一端通过定位销与变档杆5相连接。
铰支连接元件包括在拨叉轴上设置的铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径，变档杆在孔中所占长度为配合长度，该铰支连接孔的孔深比所述配合长度长3～5cm，具体以能够下压为准，本实施例中选4cm。
还包括档位固定装置10，档位固定装置10包括在拨叉轴上设置的定位槽和与该定位槽配合的弹簧挡块，该弹簧挡块的固定端固定于变速旋耕机的箱体内。
联接套的内孔面与三级齿轮轴间为花键连接，联接套的外轴面、和三级传动主动轮轮毂上设有相同的外花键槽，拨块上设有与上述外花键槽相匹配的内花键槽。
本实施例中，花键连接选用渐开线花键，使换挡更加平稳。
箱体的底部设有磁性放油螺栓23。
三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，该三级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。
作业时，将档位调至空档位置，拖拉机输出的动力通过万向节联轴器传递到输入轴21，输入轴21与一级输出轴22上的传动锥齿轮4啮合，带动二级高速主动轮3和二级低速主动轮9转动，二级高速主动轮3和二级低速主动轮9带动二级高速从动轮17及二级低速从动轮12转动，此时，由于处于空档位置，低速传动滑套15和高速传动滑套18没有与二级低速从动轮12和二级高速从动轮17结合，所以三级从动齿轮16处于静止状态，动力不能向下传动，如需低速作业，下压变档杆5并向左搬动，拨叉单元8带动低速传动滑套15和高速传动滑套18在联接套14上向右滑动，拨叉轴11也向右移动，档位固定装置10的弹珠与拨叉轴11的定位槽结合将拨叉轴11固定，低速传动滑套15的渐开线花键与二级低速从动轮12渐开线花键连接，松开变档杆5，变档杆5在下压式复位弹簧6作用下回弹，变档杆5的中间球面与球面定位罩7的内球面结合而固定，此时二级低速从动轮12通过低速传动滑套15带动联接套14转动，联接套14带动三级从动齿轮16转动，动力经过四级传动装置19传递到刀轴传动装置20的刀轴花键轴上，带动旋耕机刀轴进行旋地作业，磁性放油螺栓23将齿轮啮合传动过程中产生铁屑、碎块吸附在自身，起到清洁润滑油的作用。反之，如需高速作业，下压变档杆5并向右搬动，拨叉8带动低速传动滑套15和高速传动滑套18在联接套14上向左滑动，拨叉轴11也向左移动，档位固定装置10的弹珠与拨叉轴11的定位槽结合将拨叉轴11固定，高速传动滑套18的渐开线花键与二级高速从动轮17渐开线花键连接，松开变档杆5，变档杆5在下压式复位弹簧6作用下回弹，变档杆5的中间球面与球面定位罩7的内球面结合而固定，此时二级高速从动轮17通过高速传动滑套18带动联接套14转动，联接套14带动三级从动齿轮16转动，动力经过四级传动装置19传递到刀轴传动装置20的刀轴花键轴上，带动旋耕机刀轴进行旋地作业。
一种旋耕机的变速方法，使用该变速传动机构，同时利用档杆的下压、弹簧的复位、档杆与箱体间的球面接触和拨叉，完成变档，及挂档过程中的自锁。
实施例2：本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，铰支连接元件包括套装在拨叉轴上、以拨叉轴为转动中心的转块，该转块上设有铰支连接孔，该铰支连接孔的端部的孔径小于其内部的孔径。
实施例3～4：本实施例原理同实施例1～2，具体不同之处在于，三级输入齿轮与三级输出齿轮相配合，三级输出齿轮又连接四级输出齿轮，该四级输出齿轮连接变速旋耕机的输出轴。
最后需说明的是，以上者仅系本发明部分实施例，并非用以限制本发明，依据本发明的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本发明范围之内。