阅读说明：本技术 两轴集成式多档变速箱 (Two-shaft integrated multi-gear gearbox ) 是由 李存江 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种两轴集成式多档变速箱,包括壳体,壳体内设主变速区段和副变速区段；主变速区段包括主变速输入轴和主变速输出轴,主变速区段上转动安装末位档主动齿轮,主变速输出轴上固定设末位档从动齿轮,主变速输入轴上固定安装末位档同步器；副变速区段包括副变速传动轴和副变速输出轴,副变速传动轴上依次设两速同步器、第二速从动齿轮和两速传动主动齿轮,两速同步器可与末位档主动齿轮或者第二速从动齿轮同步；主变速输出轴上固定设第二速主动齿轮；副变速输出轴上依次固定设第三速同步器和两速传动从动齿轮,第三速同步器可与主变速输出轴同步。本发明仅使用六组齿轮副就可形成十二档变速输出,整体结构简化,成本降低。(The invention discloses an two-shaft integrated multi-gear gearbox, which comprises a shell, wherein a main gear section and an auxiliary gear section are arranged in the shell, the main gear section comprises a main gear input shaft and a main gear output shaft, a final gear driving gear is rotatably arranged on the main gear section, a final gear driven gear is fixedly arranged on the main gear output shaft, a final gear synchronizer is fixedly arranged on the main gear input shaft, the auxiliary gear section comprises an auxiliary gear transmission shaft and an auxiliary gear output shaft, two-speed synchronizers, a second-speed driven gear and two-speed transmission driving gears are sequentially arranged on the auxiliary gear transmission shaft, the two-speed synchronizers can be synchronized with the final gear driving gear or the second-speed driven gear, a second-speed driving gear is fixedly arranged on the main gear output shaft, a third-speed synchronizer and the two-speed transmission driven gears are sequentially and fixedly arranged on the auxiliary gear output shaft, the third-speed synchronizer can be synchronized with the main gear output shaft.)

两轴集成式多档变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其涉及一种两轴集成式多档变速箱。

背景技术

拖拉机变速箱的功能是改变传动系的总速比，从而改变拖拉机的速度和驱动力、以及实现前进和倒退等，以此使拖拉机具有良好的生产率、经济性和工作方便性，同时拖拉机变速箱还可通过分动箱装置将动力输出为其他驱动动力。

我国是拖拉机生产和使用的大国，拖拉机保有量居世界前列。基于目前拖拉机运输作业、田间作业等多个应用领域，拖拉机变速箱的设计研究向更多档位变换、更小体积、更好传动效率及更好地换档操控性等方向发展。其双轴式变速箱因体积小、传动效率高且易布置更多档位而备受青睐。

目前，双轴式拖拉机变速箱普遍采用主变速区段、副变速区段等多区段变速组合的排档方式，如申请号为“201711154512.3”名称为“一种12+12档位变速箱及其收获机械”的发明专利申请，其公布了一种采用主副变速区段的双轴式变速箱，主变速区段设置主变速输入轴和主变速输出轴，副变速区段设置副变速输入轴和副变速输出轴，主变速输入轴和主变速输出轴之间设置四个可分别单独传动的主档位齿轮副，主变速输出轴与副变速输入轴之间设置一个可单独传动的主副连接齿轮副，副变速输出轴和副变速输出轴之间设置两个可分别单独传动的副档位齿轮副，主副连接齿轮副起到传动以及两所述副档位齿轮副分别起到传动时，副变速区段可分别实现低速和中速传动，当主变速输出轴和副变速输出轴直接连接时，可实现高速传动，这样四个主档位加之低速、中速和高速的变化，可实现十二档变速。

但是，上述结构总共需要布置七个齿轮副才能实现十二档变速功能，整体结构还比较复杂，不仅存在体积较大的缺点，而且成本高、加工装配繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现十二档变速且体积更小，成本较低，能简化加工装配作业的两轴集成式多档变速箱。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：两轴集成式多档变速箱，包括壳体，所述壳体上转动安装有动力输入轴，其特征在于：所述壳体内设有主变速区段和副变速区段；所述主变速区段包括转动安装在所述壳体内的主变速输入轴和主变速输出轴，所述主变速输入轴与所述主变速输出轴之间设有前主档变速装置；所述主变速区段上靠近所述副变速区段处转动安装有末位档主动齿轮，所述主变速输出轴上固定设有与所述末位档主动齿轮常啮合的末位档从动齿轮，所述主变速输入轴上固定安装有与所述末位档主动齿轮对应的末位档同步器；所述副变速区段包括转动安装在所述壳体内的副变速传动轴和副变速输出轴，所述副变速传动轴与所述主变速输入轴同轴设置，所述副变速输出轴与所述主变速输出轴同轴设置；所述副变速传动轴上依次设有两速同步器、第二速从动齿轮和两速传动主动齿轮，所述两速同步器和所述两速传动主动齿轮分别固定设置在所述副变速传动轴上，所述第二速从动齿轮转动安装在所述副变速输出轴上，所述两速同步器可与所述末位档主动齿轮或者所述第二速从动齿轮同步；所述主变速输出轴上固定设有与所述第二速从动齿轮常啮合的第二速主动齿轮；所述副变速输出轴上依次固定设有第三速同步器和两速传动从动齿轮，所述第三速同步器可与所述主变速输出轴同步；所述壳体内转动安装有PTO离合器，所述PTO离合器的输入端与所述动力输入轴固定连接，所述PTO离合器的输出端固定连接有PTO传动轴，所述PTO传动轴连接有PTO输出装置。

作为优选的技术方案，所述前主档变速装置包括在所述主变速输入轴上依次设置的一档主动齿轮、二档主动齿轮、三档主动齿轮和三档同步器，所述一档主动齿轮、所述二档主动齿轮和所述三档同步器分别固定设置在所述主变速输入轴上，所述三档主动齿轮转动安装在所述主变速输入轴上；所述主变速输出轴上依次设有一档从动齿轮、一二档同步器、二档从动齿轮和三档从动齿轮，所述一二档同步器和所述三档从动齿轮分别固定设置在所述主变速输出轴上，所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮分别转动安装在所述主变速输出轴上。

作为优选的技术方案，所述三档同步器兼作所述末位档同步器。

作为优选的技术方案，所述副变速输出轴的两端与所述壳体转动连接，所述副变速输出轴上依次花键安装所述第三速同步器和所述两速传动从动齿轮；所述主变速输出轴中空设置，所述主变速输出轴套装在所述副变速输出轴上并与所述副变速输出轴相对转动连接。

作为优选的技术方案，所述主变速输入轴的两端转动安装在所述壳体内，所述副变速传动轴中空设置，所述副变速传动轴套装在所述主变速输入轴上并与所述主变速输入轴转动连接。

作为优选的技术方案，所述主变速输入轴中空设置，所述PTO传动轴穿过所述主变速输入轴的内孔连接所述PTO输出装置。

作为优选的技术方案，所述PTO离合器为湿式离合器。

作为优选的技术方案，所述PTO输出装置包括转动安装在所述壳体上的PTO输出轴，所述PTO传动轴上固定设有PTO一级主动齿轮和PTO二级主动齿轮，所述PTO输出轴上分别转动安装有PTO一级从动齿轮和PTO二级从动齿轮，所述PTO一级从动齿轮与所述PTO一级主动齿轮常啮合设置，所述PTO二级从动齿轮与所述PTO二级主动齿轮常啮合设置，所述PTO输出轴上位于所述PTO一级从动齿轮和PTO二级从动齿轮之间固定设有PTO输出同步器。

作为优选的技术方案，所述动力输入轴与所述主变速输入轴之间设有同步逆行器。

作为优选的技术方案，所述同步逆行器包括转动安装在所述壳体内的梭形档输入轴，所述动力输入轴伸入所述壳体的端部固定设有动力主动齿轮，所述梭形档输入轴的一端固定设有与所述动力主动齿轮常啮合的动力从动齿轮；所述梭形档输入轴的另一端转动安装有前进档主动齿轮和倒档主动齿轮，所述梭形档输入轴上位于所述前进档主动齿轮和所述倒档主动齿轮之间固定设有梭形档同步器，所述主变速输入轴上固定设有前进档从动齿轮和倒档从动齿轮，所述前进档从动齿轮与所述前进档主动齿轮常啮合设置，所述壳体内转动安装有与所述倒档主动齿轮和所述倒档从动齿轮常啮合的倒档惰轮。

由于采用了上述技术方案，本发明所述末位档同步器与所述末位档主动齿轮同步时，所述末位档主动齿轮和所述末位档从动齿轮可形成最后的主动档位连接；所述主变速输出轴因挂档转动，当所述两速同步器与所述末位档主动齿轮同步时，所述末位档从动齿轮形成主动、所述末位档主动齿轮形成从动，所述副变速传动轴再经两速传动主动齿轮、所述两速传动从动齿轮的传动后，所述副变速输出轴输出第一速多档变速，其中当所述末位档主动齿轮和所述末位档从动齿轮形成末位档位连接时，直接形成所述主变速输入轴直接带动所述副变速传动轴转动；当所述两速同步器与所述第二速从动齿轮同步时，所述第二速主动齿轮与所述第二速从动齿轮起到传动，所述副变速传动轴同样经两速传动主动齿轮、所述两速传动从动齿轮的传动，所述副变速输出轴输出第二速多档变速，此时所述末位档主动齿轮和所述末位档从动齿轮形成正常末位档位连接；当所述两速同步器驱动同步而所述第三速同步器与所述主变速输出轴同步时，所述主变速输出轴直接与所述副变速输出轴同步转动，所述副变速输出轴输出第三速多档变速。当本发明所述前主档变速装置设置三档变速时，可配合所述末位档主动齿轮和所述末位档从动齿轮形成四档主档变速，加之三个副变速调节，可形成十二档变速输出，此时相比现有技术仅使用了六组齿轮副，即末位档主动齿轮和所述末位档从动齿轮的齿轮副形成公共齿轮副，简化了整体结构，可有效缩短两轴长度，从而缩小变速箱体积。结构的简化，可显著简化加工装配作业和零部件使用数量，成本降低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例主变速区段和副变速区段处的放大结构示意图。

图中：1-壳体；11-主变速区段；12-副变速区段；13-动力输入轴；14-PTO离合器；15-PTO传动轴；2-主变速输入轴；21-一档主动齿轮；22-二档主动齿轮；23-三档主动齿轮；24-三档同步器；25-末位档主动齿轮；3-主变速输出轴；31-一档从动齿轮；32-一二档同步器；33-二档从动齿轮；34-三档从动齿轮；35-末位档从动齿轮；36-第二速主动齿轮；4-副变速传动轴；41-两速同步器；42-第二速从动齿轮；43-两速传动主动齿轮；5-副变速输出轴；51-第三速同步器；52-两速传动从动齿轮；6-换档离合器；7-同步逆行器；71-梭形档输入轴；72-动力主动齿轮；73-动力从动齿轮；74-前进档主动齿轮；75-前进档从动齿轮；76-倒档主动齿轮；77-倒档从动齿轮；78-倒档惰轮；79-梭形档同步器；8-PTO输出装置；81-PTO输出轴；82-PTO一级主动齿轮；83-PTO一级从动齿轮；84-PTO二级主动齿轮；85-PTO二级从动齿轮；86-PTO输出同步器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，两轴集成式多档变速箱，包括壳体1，所述壳体1上转动安装有动力输入轴13，所述动力输入轴13与发动机之间通过换档离合器6动力连接。

所述壳体1内设有主变速区段11和副变速区段12。本实施例以十二档变速进行说明，所述主变速区段11主要存在主档四档的换档，所述副变速区段12对每组四档换档再进行三种变速，以此形成4×3共十二档变速。

所述主变速区段11包括转动安装在所述壳体1内的主变速输入轴2和主变速输出轴3，当然所述主变速输入轴2和所述主变速输出轴3的轴线平行设置。所述主变速输入轴2与所述主变速输出轴3之间设有前主档变速装置。所述主变速区段11上靠近所述副变速区段12处转动安装有末位档主动齿轮25，所述主变速输出轴3上固定设有与所述末位档主动齿轮25常啮合的末位档从动齿轮35，所述主变速输入轴2上固定安装有与所述末位档主动齿轮25对应的末位档同步器。

所述末位档主动齿轮25、所述末位档从动齿轮35、所述末位档同步器的组合形成所述主变速区段11最末位换档的结构，对于本实施例来说，是形成了所述主变速区段11四档换档的结构。所述前主档变速装置是所述主变速区段11内其余换档的结构，该装置通常由若干齿轮副和同步器组成。本实施例以十二档变速进行说明，那么首先，本实施例所述前主档变速装置包括在所述主变速输入轴2上依次设置的一档主动齿轮21、二档主动齿轮22、三档主动齿轮23和三档同步器24，所述一档主动齿轮21、所述二档主动齿轮22和所述三档同步器24分别固定设置在所述主变速输入轴2上，其中所述一档主动齿轮21为一体加工在所述主变速输入轴2上的，而所述二档主动齿轮22和所述三档同步器24为通过花键固定设置在所述主变速输入轴2上的，该技术为公知常用技术，在此不再赘述。所述三档主动齿轮23转动安装在所述主变速输入轴2上，本实施例在所述三档主动齿轮23的内孔与所述主变速输入轴2之间设置滚针轴承，实现所述三档主动齿轮23的转动安装。所述主变速输出轴3上依次设有一档从动齿轮31、一二档同步器32、二档从动齿轮33和三档从动齿轮34，当然所述一档从动齿轮31与所述一档主动齿轮21常啮合设置，所述二档从动齿轮33与所述二档主动齿轮22常啮合设置，所述三档从动齿轮34与所述三档主动齿轮23常啮合设置。所述一二档同步器32和所述三档从动齿轮34分别固定设置在所述主变速输出轴3上，此处固定设置也为花键结构实现。所述一档从动齿轮31和所述二档从动齿轮33分别转动安装在所述主变速输出轴3上，此处转动安装也采用滚针轴承实现。通过上述结构，所述末位档主动齿轮25、所述末位档从动齿轮35等于形成所述主变速区段11内第四档的齿轮副，本实施例所述三档同步器24兼作所述末位档同步器，这样可明显简化本实施例的整体结构。

所述副变速区段12包括转动安装在所述壳体1内的副变速传动轴4和副变速输出轴5，所述副变速传动轴4与所述主变速输入轴2同轴设置，这样所述副变速传动轴4和所述主变速输入轴2形成本实施例变速结构的第一轴；所述副变速输出轴5与所述主变速输出轴3同轴设置，这样所述副变速输出轴5和所述主变速输出轴3形成本实施例变速结构的第二轴。上述两轴结构的形成可使得变速结构的设置更为紧凑，明显缩小本实施例的整体体积。

所述副变速传动轴4上依次设有两速同步器41、第二速从动齿轮42和两速传动主动齿轮43，所述两速同步器41和所述两速传动主动齿轮43分别固定设置在所述副变速传动轴4上，此处所述两速同步器41的固定同样采用花键结构，而所述两速传动主动齿轮43直接一体加工在所述副变速传动轴4上。所述第二速从动齿轮42转动安装在所述副变速输出轴5上，此处转动安装也采用滚针轴承实现。所述两速同步器41可与所述末位档主动齿轮25或者所述第二速从动齿轮42同步。所述主变速输出轴3上固定设有与所述第二速从动齿轮42常啮合的第二速主动齿轮36，此处固定设置也采用一体加工方式。所述副变速输出轴5上依次固定设有第三速同步器51和两速传动从动齿轮52，所述第三速同步器51可与所述主变速输出轴3同步。

本实施例所述副变速输出轴5的两端与所述壳体1转动连接，该转动连接为公知技术，在此不再赘述。所述副变速输出轴5上依次花键安装所述第三速同步器51和所述两速传动从动齿轮52；所述主变速输出轴3中空设置，所述主变速输出轴3套装在所述副变速输出轴5上并与所述副变速输出轴5相对转动连接，该转动连接通过滚针轴承实现。通过一轴两端连接另一轴中空套装的方式，可明显提高本实施例变速结构第二轴的整体稳定性。当然所述副变速输出轴5的一端设置用于动力输出的齿轮。

同理，所述主变速输入轴2的两端转动安装在所述壳体1内，所述副变速传动轴4中空设置，所述副变速传动轴4套装在所述主变速输入轴2上并与所述主变速输入轴2转动连接。

本实施例所述末位档从动齿轮35与所述末位档主动齿轮25的传动比大于所述第二速主动齿轮36与所述第二速从动齿轮42的传动比，那么本实施例以所述第二速主动齿轮36与所述第二速从动齿轮42起传动作用时作为低速变速，以所述末位档从动齿轮35与所述末位档主动齿轮25起传动作用时作为中速变速，以所述第三速同步器51与所述主变速输出轴3同步时作为高速变速。

基于上述结构，本实施例的十二速变速原理为：

低速：所述两速同步器41与所述第二速从动齿轮42同步，所述第二速从动齿轮42可与所述副变速传动轴4同步转动；此时动力传动路线为，主变速输出轴3→一档、二挡、三档或者末位档的结合→主变速输出轴3→第二速主动齿轮36→第二速从动齿轮42→副变速传动轴4→两速传动主动齿轮43→两速传动从动齿轮52→副变速输出轴5；

中速：所述两速同步器41与所述末位档主动齿轮25同步，所述末位档主动齿轮25可与所述副变速传动轴4同步转动；此时动力传动路线为，主变速输出轴3→一档、二挡、三档或者末位档的结合→主变速输出轴3→末位档从动齿轮35→末位档主动齿轮25→副变速传动轴4→两速传动主动齿轮43→两速传动从动齿轮52→副变速输出轴5；其中当所述主变速区段11挂第四档时，等于所述三档同步器24与所述末位档主动齿轮25同步，此时所述主变速输出轴3只跟随转动而不起到传动作用，当然也可看作为所述主变速输入轴2传动到所述主变速输出轴3再传动到所述副变速传动轴4的总传动比为1；

高速：所述两速同步器41不与任何齿轮同步，所述第三速同步器51与所述主变速输出轴3同步，所述副变速输出轴5直接与所述主变速输出轴3同步转动；此时动力传动路线为，主变速输出轴3→一档、二挡、三档或者末位档的结合→主变速输出轴3→第三速同步器51→副变速输出轴5。

本实施例以所述一档主动齿轮21和所述一档从动齿轮31的传动比为s1，以所述二档主动齿轮22和所述二档从动齿轮33的传动比为s2，以所述三档主动齿轮23和所述三档从动齿轮34的传动比为s3，以所述末位档主动齿轮25和所述末位档从动齿轮35的传动比为s4，那么中速时所述末位档从动齿轮35到所述末位档主动齿轮25的传动比即为1/s4，以所述第二速主动齿轮36和所述第二速从动齿轮42的传动比为sA，以所述两速传动主动齿轮43和所述两速传动从动齿轮52的传动比为sB，则本实施例形成的十二速传动比如下表所示：

低速	s1*sA*sB	s2*sA*sB	s3*sA*sB	s4*sA*sB
					中速	s1*(1/s4)*sB	s2*(1/s4)*sB	s3*(1/s4)*sB	s4*(1/s4)*sB
高速	s1	s2	s3	s4

此外，本实施例所述壳体1内转动安装有PTO离合器14，所述PTO离合器14的输入端与所述动力输入轴13固定连接，所述PTO离合器14的输出端固定连接有PTO传动轴15，所述PTO传动轴15连接有PTO输出装置8。通过所述PTO离合器14可容易切断PTO输出装置8的动力连接，减少了所述PTO输出装置8的动力制约，使得分离所述换档离合器6时较为容易，从而使得十二速变速之间的换档操作以及前后档切换操作更省时省力。本实施例所述PTO离合器14为湿式离合器，可采用液压控制，进一步降低人力输出。

作为其中一种技术方案，所述PTO输出装置8包括转动安装在所述壳体1上的PTO输出轴81，所述PTO传动轴15上固定设有PTO一级主动齿轮82和PTO二级主动齿轮84，所述PTO输出轴81上分别转动安装有PTO一级从动齿轮83和PTO二级从动齿轮85，所述PTO一级从动齿轮83与所述PTO一级主动齿轮82常啮合设置，所述PTO二级从动齿轮85与所述PTO二级主动齿轮84常啮合设置，所述PTO输出轴81上位于所述PTO一级从动齿轮83和PTO二级从动齿轮85之间固定设有PTO输出同步器86。通过所述PTO输出同步器86可简单切换所述PTO输出轴81的输出转速，可为其提供更多动力选择。本实施例所述主变速输入轴2中空设置，所述PTO传动轴15穿过所述主变速输入轴2的内孔连接所述PTO输出装置8，这样本实施例整体结构可更紧凑。

所述动力输入轴13与所述主变速输入轴2之间设有同步逆行器7，所述同步逆行器7用于前进和倒退的切换。

所述同步逆行器7包括转动安装在所述壳体1内的梭形档输入轴71，所述动力输入轴13伸入所述壳体1的端部固定设有动力主动齿轮72，所述梭形档输入轴71的一端固定设有与所述动力主动齿轮72常啮合的动力从动齿轮73；所述梭形档输入轴71的另一端转动安装有前进档主动齿轮74和倒档主动齿轮76，所述梭形档输入轴71上位于所述前进档主动齿轮74和所述倒档主动齿轮76之间固定设有梭形档同步器79，所述主变速输入轴2上固定设有前进档从动齿轮75和倒档从动齿轮77，所述前进档从动齿轮75与所述前进档主动齿轮74常啮合设置，所述壳体1内转动安装有与所述倒档主动齿轮76和所述倒档从动齿轮77常啮合的倒档惰轮78。该结构为本领域技术人员根据描述可很容易理解的，在此不再赘述。本实施例通过在所述主变速输入轴2前设置所述同步逆行器7，可实现十二前进档和十二后退档，档位更灵活多变。

本实施例将所述末位档主动齿轮25和所述末位档从动齿轮35的齿轮副形成公共齿轮副，即正向可作为第四档的档位连接，反向可作为中速的变速连接，使得本实施例可实现十二档变速输出，而且相比现有技术省去了一组齿轮副，简化了整体结构，有效缩短两轴长度，从而有效缩小变速箱体积。结构的简化，可显著简化加工装配作业和零部件使用数量，成本降低。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如所述前主档变速装置设计为两档、四档并分别实现九速、十五速变速，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。