本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有高效動力變速系統(tǒng)的兩履帶拖拉機及其傳動方法。

背景技術(shù)：

南方履帶式拖拉機和履帶式旋耕機的底盤，在變速箱前裝設(shè)靜液壓變速器，用以實現(xiàn)動力自動變速，很受市場歡迎，但隨之帶來的液壓系統(tǒng)熱效應致功率損耗嚴重，農(nóng)機正常運行情況下其無功損耗高至28~36%，拖拉機作為動力牽引機械的作用喪失。

履帶式拖拉機和履帶式旋耕機主要用于水田耕整，在轉(zhuǎn)向時,履帶橫掃泥漿，使田塊出現(xiàn)局部泥漿堆積；最小半徑轉(zhuǎn)向時，履帶底盤內(nèi)側(cè)輪軸所承受的轉(zhuǎn)向扭矩上升至正常行駛下的2倍，導致故障頻發(fā)，變速箱末端傳動件損耗嚴重，履帶脫軌頻繁，深陷水田不能自拔。同時履帶式拖拉機和履帶式旋耕機的變速箱中央離合器轉(zhuǎn)向復位困難，這導致履帶單邊停轉(zhuǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種具有高效動力變速系統(tǒng)的兩履帶拖拉機及其傳動方法，在保留動力變速優(yōu)越性的前提下，降低由于油耗和機件損耗居高不下造成的高能耗、高使用成本；采用機械變速加靜液壓變速后置動力匯流系統(tǒng)實現(xiàn)動力無級變速；用輪間差速器取代中央離合器的轉(zhuǎn)向功能，通過旁路取力實現(xiàn)底盤零半徑轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有高效動力變速系統(tǒng)的兩履帶拖拉機，包括：動力、離合器、離合軸、高效動力變速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、履帶行走系；所述高效動力變速系統(tǒng)包括變速箱、匯流箱、大功率箱、輔路驅(qū)動件；所述變速箱包括：取力錐齒副、變速一軸、檔位齒、滑動聯(lián)齒和變速二軸；所述匯流箱包括：行星輪系的太陽輪、齒圈、行星架a、行星架b、行星輪和制動齒、差速齒、差速器、差速鎖、錐齒、差速軸、末端齒輪副、輪軸；所述輔路驅(qū)動件包括：靜液壓變速器或馬達和馬達齒；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：末端制動器、中央制動器、滑動單齒和旁路齒；所述大功率箱包括：取力軸、入端齒輪副、出端齒輪副和動力輸出軸。

上述技術(shù)方案中，所述離合軸的前端與離合器固裝，離合器與動力直連，離合軸的后端與取力錐齒副的主動錐齒輪固裝，取力錐齒副的被動錐齒輪固裝于變速箱的變速一軸前端，變速一軸上固裝有三個檔位的檔位齒，滑動裝設(shè)于變速二軸上的滑動聯(lián)齒擇檔與檔位齒嚙合；變速二軸前端伸入?yún)R流箱內(nèi)并在變速二軸上轉(zhuǎn)動裝設(shè)有行星輪系的行星架a和行星架b、固定裝設(shè)有行星輪系的太陽輪，；所述行星輪系包括：太陽輪、齒圈、行星架a、行星架b和行星輪，所述行星輪同時與太陽輪和齒圈嚙合；所述齒圈固定裝設(shè)在行星架a上；行星架a的軸管外伸端從內(nèi)至外固裝有制動齒和中央制動器的固定件、滑動裝設(shè)有中央制動器的滑動件；所述制動齒與固裝于差速器外殼上的差速齒嚙合，所述差速器含有差速鎖、錐齒和差速軸，左、右錐齒分裝于差速器左、右兩側(cè)，并且錐齒同時與差速器內(nèi)的行星齒嚙合；所述左、右錐齒的內(nèi)孔分別固裝有左、右差速軸，差速軸的軸伸上固裝有末端齒輪副的主動齒和末端制動器的固定件、滑動裝設(shè)有末端制動器的滑動件；所述末端齒輪副的被動齒分別固裝于左、右輪軸上，左、右輪軸的外端軸伸上分別固裝有履帶行走系的驅(qū)動輪；所述行星輪轉(zhuǎn)動裝設(shè)在行星架b上，并且行星輪同時與太陽輪和齒圈的內(nèi)齒嚙合，齒圈的外齒與輔路驅(qū)動件的馬達齒嚙合，所述馬達齒固裝于靜液壓變速器或馬達的輸出軸上；所述行星架b的外伸軸管上滑動裝設(shè)有滑動單齒，所述滑動單齒常態(tài)下處于空位，零半徑轉(zhuǎn)向時滑動至與旁路齒嚙合；所述旁路齒與右輪軸上末端齒輪副的主動齒嚙合；

此外，所述離合軸的前端與離合器固裝，離合器與動力直連，離合軸的后端與大功率箱的入端齒輪副連接或者離合軸的后端通過聯(lián)軸器與大功率箱的入端齒輪副連接，大功率箱輸出端為動力輸出軸。

上述技術(shù)方案中，所述離合軸、大功率箱和動力輸出軸的連接結(jié)構(gòu)為：離合軸的前端與離合器固裝，所述離合軸的后端位于大功率箱內(nèi)的花鍵位滑動裝設(shè)有入端齒輪副的雙聯(lián)主動齒，離合軸的后端還轉(zhuǎn)動裝設(shè)有出端齒輪副的雙聯(lián)主動齒，而入端齒輪副的三聯(lián)被動齒轉(zhuǎn)動裝設(shè)在動力輸出軸上，入端齒輪副的三聯(lián)被動齒與出端齒輪副的雙聯(lián)主動齒嚙合，出端齒輪副的被動齒固定裝設(shè)在動力輸出軸上；所述離合軸位于匯流箱的軸伸上固裝有取力錐齒副的主動錐齒輪。

上述技術(shù)方案中，所述離合軸、大功率箱和動力輸出軸的連接結(jié)構(gòu)為：離合軸的前端與離合器固裝，所述離合軸的后端位于匯流箱的中部位置上固裝有取力錐齒副的主動錐齒輪，離合軸的后端還通過聯(lián)軸器固裝有大功率箱的取力軸；所述取力軸的花鍵位滑動裝設(shè)有入端齒輪副的雙聯(lián)主動齒，而入端齒輪副的三聯(lián)被動齒轉(zhuǎn)動裝設(shè)在動力輸出軸上，入端齒輪副的三聯(lián)被動齒與出端齒輪副的雙聯(lián)主動齒嚙合，出端齒輪副的被動齒固定裝設(shè)在動力輸出軸上。

一種采用上述技術(shù)方案中具有高效動力變速系統(tǒng)的兩履帶拖拉機的傳動方法，將離合軸通過離合器與動力直連，將動力流傳遞至與離合軸固裝的取力錐齒副，取力錐齒副通過固裝于變速一軸上的被動錐齒輪帶動變速箱的變速一軸，變速一軸帶動固裝在變速一軸上的檔位齒；與檔位齒嚙合并滑動裝設(shè)于變速二軸上的滑動聯(lián)齒又將動力傳遞給變速二軸；變速二軸帶動與變速二軸固裝的太陽輪；太陽輪帶動與太陽能嚙合的行星輪，行星輪通過與行星輪嚙合的齒圈內(nèi)齒導入主路動力流；裝設(shè)于輔路驅(qū)動件的靜液壓變速器或馬達輸出軸上的馬達齒，將配套液壓系統(tǒng)提供的輔路動力流，通過與馬達齒嚙合的齒圈的外齒導入齒圈；上述主路動力流、輔路動力流疊加后，分流至行星架a和裝設(shè)有行星輪的行星架b；行星架a的動力流帶動固裝于行星架a上的制動齒，制動齒又帶動與其嚙合的差速齒，差速齒通過與差速齒固裝的差速器，將動力傳遞至左、右差速軸；

當所述差速器的差速鎖鎖定時，固裝于差速器上的左、右差速軸等速同向旋轉(zhuǎn)，左、右差速軸又帶動在差速軸上的末端齒輪副，末端齒輪副通過固裝在左、右輪軸其上的被動輪帶動左、右輪軸，左、右輪軸驅(qū)動履帶行走系實現(xiàn)拖拉機直線行駛；

當差速鎖置于打開轉(zhuǎn)向態(tài)，并且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的右末端制動器對與右末端制動器固裝的右差速軸施予制動力時，右側(cè)履帶行走系的轉(zhuǎn)速將隨之減小直至停轉(zhuǎn)，而左側(cè)履帶行走系轉(zhuǎn)速并無改變，這種左側(cè)行走系速度快于右側(cè)行走系速度的結(jié)果，實現(xiàn)了右轉(zhuǎn)向功能；當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左末端制動器對與左末端制動器固裝的左差速軸施予制動力時，同理實現(xiàn)左轉(zhuǎn)向功能；

上述主、輔兩路動力流疊加后分流至行星架a和裝設(shè)有行星輪的行星架b上，當差速鎖置于打開轉(zhuǎn)向態(tài)時，滑動裝設(shè)在行星架b上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的滑動單齒，帶動與滑動單齒嚙合的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的旁路齒，旁路齒與右輪軸上的右末端齒輪副的主動齒嚙合，右末端齒輪副的被動齒將這一旁路動力流傳遞給右履帶行走系，帶動右履帶轉(zhuǎn)動；同時，右末端齒輪副的主動齒通過與右末端齒輪副固裝的右差速軸，帶動差速器的右錐齒；當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中央制動器將制動齒制動時，與制動齒嚙合的固裝于差速器外殼上的差速齒連同差速器的外殼一起停止轉(zhuǎn)動；差速器的右錐齒通過與右錐齒嚙合的差速器內(nèi)的行星齒，帶動差速器的左錐齒反向旋轉(zhuǎn)，與差速器左錐齒固裝的左差速軸，通過左末端齒輪副驅(qū)動左履帶行走系朝與右履帶行走系相反的方向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)履帶拖拉機的零半徑轉(zhuǎn)向。

上述技術(shù)方案中，所述離合軸、大功率箱和動力輸出軸的連接結(jié)構(gòu)的傳動方法為離合軸通過離合器與動力直連，大功率箱的入端齒輪副通過與離合軸的花鍵配合獲取動力，入端齒輪副的被動三聯(lián)齒與出端齒輪副嚙合，出端齒輪副轉(zhuǎn)動裝設(shè)于離合軸上，出端齒輪副帶動與出端齒輪副固定裝設(shè)的動力輸出軸。

上述技術(shù)方案中，所述離合軸、大功率箱和動力輸出軸的連接結(jié)構(gòu)的傳動方法為：離合軸通過離合器與動力直連，離合軸經(jīng)聯(lián)軸器與大功率箱的取力軸連接，并使取力軸獲得動力，取力軸通過花鍵配合帶動入端齒輪副，入端齒輪副的被動三聯(lián)齒通過與被動三聯(lián)齒嚙合并轉(zhuǎn)動裝設(shè)于取力軸上的出端齒輪副，帶動與出端齒輪副固定裝設(shè)的動力輸出軸。

本發(fā)明取得的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明的兩履帶拖拉機，通過高效動力匯流技術(shù)和旁路驅(qū)動技術(shù)，在保留動力變速的優(yōu)越性前提下，消除現(xiàn)有技術(shù)的三大缺陷，本發(fā)明將變速箱傳動系統(tǒng)直連柴油機動力，避免有效功率的損失，節(jié)能達15%左右，同時，本發(fā)明增設(shè)的大功率箱為農(nóng)機配置提供了新的動力輸出；本發(fā)明的零半徑轉(zhuǎn)向避免了現(xiàn)有技術(shù)小半徑轉(zhuǎn)向所帶來的履帶在水田中橫掃泥漿、田塊局部泥漿堆積、以及轉(zhuǎn)向扭矩過大、故障頻發(fā)、損壞機器的問題，本發(fā)明有效地保護了設(shè)備，延長了機器的使用壽命。此外，本發(fā)明增設(shè)了輔路驅(qū)動件的靜液壓變速器或馬達，使本發(fā)明動力更強勁，通過本發(fā)明的零半徑轉(zhuǎn)向技術(shù)解決了履帶式水田拖拉機面臨的牽引力不足、高能耗、高使用成本的問題。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1上部的a向視圖；

圖3為本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為3上部的a向視圖；

圖5為本發(fā)明零半徑轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明右轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明左向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實體外形示意圖。

圖示說明

動力1、離合器2、離合軸21、高效動力變速系統(tǒng)3、變速箱31、取力錐齒副311、變速一軸312、檔位齒313、滑動聯(lián)齒315、變速二軸314、匯流箱33、太陽輪3311、齒圈3312、行星架a3313、行星架b3314、行星輪3315、制動齒332、差速齒333、差速器334、差速鎖3341、錐齒3342、差速軸335、末端齒輪副336、輪軸337、靜液壓變速器或馬達321、馬達齒322、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4、末端制動器41、中央制動器42、滑動單齒43、旁路齒44、履帶行走系5、大功率箱34、取力軸341、入端齒輪副342，出端齒輪副343，動力輸出軸344。

具體實施方式：

參見圖1~圖7，本發(fā)明的具有高效動力變速系統(tǒng)的兩履帶拖拉機，包括：動力1、離合器2、離合軸21、高效動力變速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4、履帶行走系5；所述高效動力變速系統(tǒng)3包括變速箱31、匯流箱33、大功率箱34和輔路驅(qū)動件；所述變速箱31包括：取力錐齒副311、變速一軸312、檔位齒313、滑動聯(lián)齒315和變速二軸314；所述匯流箱33包括：行星輪系331的太陽輪3311、齒圈3312、行星架a3313、行星架b3314、行星輪3315和制動齒332、差速齒333、差速器334、差速鎖3341、錐齒3342、差速軸335、末端齒輪副336、輪軸337；所述輔路驅(qū)動件包括：靜液壓變速器或馬達321和馬達齒322；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4包括：末端制動器41、中央制動器42、滑動單齒43和旁路齒44；所述大功率箱34包括：取力軸341、入端齒輪副342，出端齒輪副343和動力輸出軸344。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明的實施例1中，離合軸21的前端與離合器固裝，所述離合軸21位于大功率箱34內(nèi)的花鍵位滑動裝設(shè)有入端齒輪副342的雙聯(lián)主動齒，離合軸的后端轉(zhuǎn)動裝設(shè)有出端齒輪副343的雙聯(lián)主動齒，而入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒轉(zhuǎn)動裝設(shè)在動力輸出軸344上，入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒與出端齒輪副343的雙聯(lián)主動齒嚙合，出端齒輪副343的被動齒固定裝設(shè)在動力輸出軸344上；所述離合軸21位于匯流箱的軸伸上固裝有取力錐齒副311的主動錐齒輪。

如圖3、圖4所示，本發(fā)明的實施例2中，離合軸21的前端與離合器固裝，所述離合軸21的后端位于匯流箱的中部位置上固裝有取力錐齒副311的主動錐齒輪，離合軸的后端還通過聯(lián)軸器固裝有大功率箱34的取力軸341。所述取力軸341的花鍵位滑動裝設(shè)有入端齒輪副342的雙聯(lián)主動齒，入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒轉(zhuǎn)動裝設(shè)在動力輸出軸344上，入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒與出端齒輪副343的雙聯(lián)主動齒嚙合，出端齒輪副343的被動齒固定裝設(shè)在動力輸出軸344上。

如圖1~7所示，本發(fā)明的離合軸前端與離合器固裝，離合器與動力直連，離合軸的后端與取力錐齒副的主動錐齒輪固裝，所述取力錐齒副311的被動錐齒輪固裝于變速箱31的變速一軸314前端，變速一軸314上依次固裝有三個檔位的檔位齒，所示變速箱31的變速一軸314前端固裝有取力錐齒副311的被動錐齒輪。變速一軸314上依次固裝有三個檔位的檔位齒313，滑動裝設(shè)于變速二軸上的滑動聯(lián)齒315擇檔與檔位齒313嚙合；變速二軸314前端伸入?yún)R流箱33內(nèi)并在變速二軸上轉(zhuǎn)動裝設(shè)有行星輪系的行星架a3313和行星架b3314、固定裝設(shè)有行星輪系的太陽輪3311；所述行星輪系包括：太陽輪3311、齒圈3312、行星架a3313、行星架b3314和行星輪3315。所述行星輪3315同時與太陽輪3311和齒圈3312嚙合；所述齒圈3312固定裝設(shè)在行星架a3313上；行星架a3313的軸管外伸端從內(nèi)至外依次固裝有制動齒332和中央制動器42的固定件、滑動裝設(shè)有中央制動器42的滑動件；所述制動齒332與固裝于差速器334外殼上的差速齒333嚙合；所述差速器334含有差速鎖3341、錐齒3342和差速軸335，所述錐齒3342分裝于差速器334左、右兩側(cè)，并且錐齒同時與差速器內(nèi)的行星齒嚙合；所述左、右錐齒3342的內(nèi)孔分別固裝有左右差速軸335，差速軸335的軸伸上固裝有末端齒輪副336的主動齒和末端制動器41的固定件、滑動裝設(shè)有末端制動器41的滑動件；所述末端齒輪副336的被動齒分別固裝于左、右輪軸337上，左、右輪軸337的外端軸伸上分別固裝有履帶行走系5的驅(qū)動輪；所述行星輪3315轉(zhuǎn)動裝設(shè)在行星架b3314上，并且行星輪同時與太陽輪3311和齒圈3312的內(nèi)齒嚙合；齒圈3312的外齒與輔路驅(qū)動件的馬達齒322嚙合，所述馬達齒322固裝于靜液壓變速器或馬達321的輸出軸上，所述行星架b3314的外伸軸管上，滑動裝設(shè)有滑動單齒43，所述滑動單齒常態(tài)下處于空位，零半徑轉(zhuǎn)向時滑動至與旁路齒44嚙合；所述旁路齒44與右輪軸337上末端齒輪副336的主動齒嚙合。

所述離合軸的前端與離合器固裝，離合器與動力直連，離合軸的后端與大功率箱入端齒輪副連接或者離合軸的后端通過聯(lián)軸器與大功率箱入端齒輪副連接，大功率輸出端為動力輸出軸。

如圖1~圖7所示，離合軸21通過離合器2與動力1直連，將動力流傳遞至與離合軸固裝的取力錐齒副311，取力錐齒副311通過固裝于變速一軸314上的被動錐齒輪帶動變速箱31的變速一軸314，變速一軸314帶動固裝在變軸一軸上的檔位齒313；與檔位齒313嚙合并滑動裝設(shè)于變速二軸上的滑動聯(lián)齒315又將動力傳遞至變速二軸314；如圖1~圖7所示，變速二軸314帶動與其固裝的太陽輪3311；太陽輪3311帶動行星輪3315，行星輪3315通過與行星輪嚙合的齒圈3312的內(nèi)齒導入主路動力流；裝設(shè)于輔路驅(qū)動件的靜液壓變速器或馬達321輸出軸上的馬達齒322，將配套液壓系統(tǒng)提供的輔路動力流，通過與馬達齒嚙合的齒圈3312的外齒導入齒圈3312；上述主路動力流、輔路動力流疊加后，分流至行星架a3313和裝設(shè)有行星輪3315的行星架b3314上；行星架a3313上的動力流帶動固裝于行星架a3313上的制動齒332，制動齒332又帶動與其嚙合的差速齒333，差速齒333通過與差速齒固裝的差速器334，將動力傳遞至左、右差速軸335。

如圖1~圖4所示，差速鎖3342為“鎖定”常態(tài)，此時上述差速器334的差速鎖3342鎖定，固裝于差速器334上的左、右差速軸335等速同向旋轉(zhuǎn)，左、右差速軸335又帶動固裝其上的末端齒輪副336，末端齒輪副336通過固裝在差速軸上的被動輪帶動左、右輪軸337，左、右輪軸337驅(qū)動履帶行走系5實現(xiàn)拖拉機直線行駛；如圖6所示：差速鎖3342“打開”置于轉(zhuǎn)向態(tài)，當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的右末端制動器41對與其固裝的右差速軸335施與制動力時，右側(cè)履帶行走系5的轉(zhuǎn)速將隨之減小直至停轉(zhuǎn)，而左側(cè)履帶行走系5轉(zhuǎn)速并無改變，這種左側(cè)行走系速度快于右側(cè)行走系速度的結(jié)果，實現(xiàn)了右轉(zhuǎn)向功能；如圖7所示：當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的左末端制動器41對與其固裝的左差速軸335施與制動力時，結(jié)果同理，實現(xiàn)了左轉(zhuǎn)向功能。

如圖5所示：差速鎖3342“打開”置于轉(zhuǎn)向態(tài)，主、輔兩路動力流疊加后分流至行星架a3313和裝設(shè)有行星輪3315的行星架b3314上?；瑒友b設(shè)在行星架b3314上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的滑動單齒43帶動與滑動單齒嚙合的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的旁路齒44，旁路齒44與右輪軸337上的右末端齒輪副336的主動齒嚙合，右末端齒輪副336的被動齒將這一旁路動力流傳遞給右履帶行走系5，帶動右履帶轉(zhuǎn)動；同時，右末端齒輪副336的主動齒通過與右末端齒輪副固裝的右差速軸335，帶動差速器334的右錐齒3342；當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中央制動器42將制動齒332制動時，與制動齒332嚙合的固裝于差速器334外殼上的差速齒333連同差速器334的外殼一起停止轉(zhuǎn)動。這時，差速器334的右錐齒3342通過與右錐齒嚙合的差速器334內(nèi)的行星齒，帶動差速器334的左錐齒3342反向旋轉(zhuǎn)。與差速器334左錐齒固裝的左差速軸335，通過左末端齒輪副336驅(qū)動左履帶行走系5朝與右履帶行走系5相反的方向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)履帶拖拉機的零半徑轉(zhuǎn)向。

如圖1、圖2，本發(fā)明圖1、圖2所示實施例1所示：離合軸21通過離合器2與動力1直連，所述大功率箱34的入端齒輪副342通過與離合軸21的花鍵配合獲取動力，所述入端齒輪副的三聯(lián)被動齒轉(zhuǎn)動裝設(shè)在動力輸出軸上，出端齒輪副的被動齒固定裝設(shè)在動力輸出軸上；轉(zhuǎn)動裝設(shè)于離合軸21上的出端齒輪副343的雙聯(lián)主動齒，通過與入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒嚙合而獲得動力，出端齒輪副343帶動與其固定裝設(shè)的動力輸出軸344，提供機具所需動力。

如圖3、圖4所示的本發(fā)明實施例2，離合軸21通過離合器2與動力1直連，大功率箱34的取力軸341經(jīng)聯(lián)軸器與所述離合軸21固裝，大功率箱34的取力軸34由此1獲得動力，通過花鍵配合帶動入端齒輪副342，轉(zhuǎn)動裝設(shè)于取力軸341上的出端齒輪副343的雙聯(lián)主動齒，通過與入端齒輪副342的三聯(lián)被動齒嚙合而獲得動力，出端齒輪副343帶動與其固定裝設(shè)的動力輸出軸344，提供機具所需動力。