一种共腔式驱动总成及农机的制作方法

1.本发明涉及驱动总成技术领域，特别的涉及一种共腔式驱动总成及农机。


背景技术：

2.微耕机是一种广泛适用于山地等农地的农业机械，其体积小，使用灵活而广受欢迎。微耕机的驱动总成包括发动机和变速箱，其中，变速箱一般由位于上端的上齿轮箱和位于下端的下行走箱通过螺栓锁合构成，上齿轮箱和下行走箱之间通过啮合设置的扇形齿轮传递动力。
3.现有结构的驱动总成大多是由独立的发动机和变速箱通过连轴器结构连接，这种结构会增加二者的轴向长度，不利于微耕机的进一步小型化；另外，发动机主要通过自身的散热片进行散热，而微耕机上的发动机尺寸较小，散热面积有限，散热效果差，影响发动机的输出功率。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，有利于减小体积，改善发动机散热的共腔式驱动总成及农机。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种共腔式驱动总成，包括发动机和变速箱，所述发动机包括发动机壳体和横向设置在所述发动机壳体内的曲轴；所述变速箱包括齿轮箱和横向设置在所述齿轮箱内的主轴总成；其特征在于，所述发动机壳体朝向所述齿轮箱的一端开口，并具有沿周向间隔设置的第一螺纹孔；所述齿轮箱朝向所述发动机壳体的一端开口，并具有沿所述主轴总成的径向向外突出形成的凸缘，所述凸缘上贯通设置有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔与所述第一螺纹孔一一对应设置；所述齿轮箱通过穿过所述第一螺栓孔的螺栓密封连接在所述发动机壳体上的第一螺纹孔上，所述主轴总成的一端与所述曲轴同轴连接，另一端可转动地安装在所述齿轮箱上。
6.采用上述结构，将齿轮箱直接安装在发动机壳体上，使得发动机的曲轴箱与齿轮箱的内腔完全相通，让曲轴箱与齿轮箱共用润滑油，相比分隔设置的曲轴箱，曲轴箱的润滑油量增加，更加有利于散热。另外，由于齿轮箱直接连接发动机壳体，使得发动机壳体的热量能够直接传递到齿轮箱的壳体上，增加了发动机的散热面积。如此一来，就可以大大改善发动机的散热，从而有利于提高发动机的输出功率。同时，由于发动机和变速箱直接连接，省去了二者之间的端盖和连轴结构，使得发动机和变速箱的轴向尺寸更小，有利于微耕机进一步小型化。
7.进一步的，所述齿轮箱朝向所述发动机的一端具有整体呈圆环状的轴承座，所述轴承座通过多个沿径向延伸的连接筋一体成型在所述齿轮箱上；所述曲轴和所述主轴总成相对的一端通过轴承可转动地安装在所述轴承座上。
8.进一步的，所述轴承座朝向所述发动机的一侧具有第一轴承孔，另一侧具有第二
轴承孔；所述曲轴通过轴承可转动地安装在所述第一轴承孔内；所述主轴总成通过轴承可转动地安装在第二轴承孔内。
9.进一步的，所述主轴总成朝向所述发动机的一端具有花键孔，所述曲轴的端部具有与所述花键孔相匹配的花键轴，所述曲轴通过所述花键轴同轴插装在所述主轴总成的花键孔内。
10.进一步的，所述主轴总成包括离合器和输入轴，所述输入轴的一端同轴连接在所述离合器的输出侧，另一端可转动地安装在所述齿轮箱上；所述离合器的输入端与所述曲轴同轴连接。
11.进一步的，所述齿轮箱内还具有与所述主轴总成平行设置的输出轴，所述输出轴与所述主轴总成通过可相互啮合的齿轮传动连接。
12.进一步的，所述变速箱还包括连接在所述齿轮箱下方的行走箱，所述行走箱内具有竖向设置的传动轴；所述输出轴的一端安装有主动锥齿轮，所述传动轴的上端安装有与所述主动锥齿轮啮合设置的从动锥齿轮；所述齿轮箱的底部开设有与所述行走箱连通的动力输出孔。
13.进一步的，所述从动锥齿轮上具有沿背离轮齿方向延伸形成的支撑轴，所述支撑轴通过轴承可转动地安装在所述动力输出孔上；所述支撑轴上具有同轴贯通设置的传动轴孔，所述传动轴上具有与所述传动轴孔相匹配的传动轴段，所述传动轴段可周向传动地穿装在所述传动轴孔上。
14.进一步的，所述传动轴段的长度小于所述传动轴孔的长度，且所述传动轴段的端部还具有同轴设置的螺纹轴段，所述螺纹轴段上配合有紧固螺母。
15.一种农机，其特征在于，包括如上所述的共腔式驱动总成。
16.综上所述，本发明的共腔式驱动总成及农机均具有结构设计巧妙，有利于减小体积，改善发动机散热等优点。
附图说明
17.图1为驱动总成的结构示意图。
18.图2为发动机壳体、齿轮箱和行走箱的爆炸视图。
19.图3为变速箱和行走箱部分的结构示意图。
20.图4为图3的剖视结构示意图。
21.图5为齿轮箱的剖视结构示意图。
22.图6为变速箱和行走箱的内部结构示意图。
23.图7为图6的正视图。
24.图8为呼吸阀的结构示意图。
实施方式
25.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
26.具体实施时：如图1～图4所示，一种共腔式驱动总成，包括发动机和变速箱，所述发动机包括发动机壳体3和横向设置在所述发动机壳体3内的曲轴；所述变速箱包括齿轮箱1和横向设置在所述齿轮箱1内的主轴总成16；所述发动机壳体3朝向所述齿轮箱1的一端开
口，并具有沿周向间隔设置的第一螺纹孔；所述发动机壳体3朝向所述齿轮箱1的一端开口，并具有沿周向间隔设置的第一螺纹孔；所述齿轮箱1朝向所述发动机壳体3的一端具有沿所述主轴总成16的径向向外突出形成的凸缘，所述凸缘上贯通设置有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔与所述第一螺纹孔一一对应设置；所述齿轮箱1通过穿过所述第一螺栓孔的螺栓密封连接在所述发动机壳体3上的第一螺纹孔上，所述主轴总成16的一端与所述曲轴同轴连接，另一端可转动地安装在所述齿轮箱1上。
27.本实施例中，所述齿轮箱1沿所述主轴总成16的轴向贯通，所述齿轮箱1背离所述发动机的一端密封安装有端盖15。在具体实施时，齿轮箱1也可以采用朝向发动机的一端开口，另一端封闭的结构，并在封闭端设置轴承支撑，以便主轴总成16背离发动机的一端可转动地安装在封闭端上。
28.为了方便曲轴和主轴总成16的同轴装配，所述齿轮箱1朝向所述发动机的一端具有整体呈圆环状的轴承座17，如图5所示，所述轴承座17通过多个沿径向延伸的连接筋一体成型在所述齿轮箱1上；所述曲轴和所述主轴总成16相对的一端通过轴承可转动地安装在所述轴承座17上。所述轴承座17朝向所述发动机的一侧具有第一轴承孔，另一侧具有第二轴承孔；所述曲轴通过轴承可转动地安装在所述第一轴承孔内；所述主轴总成16通过轴承可转动地安装在第二轴承孔内。
29.如图3所示，本实施例中，所述主轴总成16包括离合器161和输入轴162，所述输入轴162的一端同轴连接在所述离合器161的输出侧，另一端可转动地安装在所述齿轮箱1上；所述离合器161的输入端与所述曲轴同轴连接。所述主轴总成16朝向所述发动机的一端（离合器161的输入端）具有花键孔，所述曲轴的端部具有与所述花键孔相匹配的花键轴，所述曲轴通过所述花键轴同轴插装在所述主轴总成16的花键孔内。
30.发动机运行过程中，燃烧室产生的高温一部分随尾气排出，另一部分传递到发动机壳体上，通过发动机壳体上设置的散热片进行散热。而齿轮箱运行时的温度主要来源于齿轮啮合传动的摩擦等，齿轮箱的整体温度远低于发动机的温度。在本实施例中，由于发动机壳体和齿轮箱相对的一侧均为开放式结构，二者通过螺栓连接，并相互形成封闭，使得发动机壳体和齿轮箱的内腔连通，构成共腔式结构。由于齿轮箱自身产生的热量远低于发动机的温度，齿轮箱与发动机壳体的直接接触使得发动机壳体的热量能够更加高效地传递到齿轮箱上，无形中增加了发动机的散热面积，利用齿轮箱的表面进行散热。另外，由于二者的内腔相通，使得二者内部温度也相近，通过将二者共腔设置，可以大大改善发动机的散热，在不增加发动机体积的情况下，有利于提升发动机的输出功率。
31.另一方面，由于齿轮箱直接安装在发动机壳体上，发动机和齿轮箱各自都减少了一个端盖，同时，也减少了二者之间连接的联轴器结构，从而可以大大缩短驱动总成的轴向尺寸。结合上述散热优点，就可以在保持同等输出功率的情况下，进一步实现驱动总成和农机的小型化。或者在保持同等体积的情况下，提供更高的输出功率，从而增加产品的市场竞争力。
32.在发动机工作时，燃烧室的高压可燃混合气和已燃气体，或多或少会通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，造成窜气。窜气的成分为未燃的燃油气、水蒸气和废气等，为了满足日益严格的排放要求和提高经济性，通常会采用曲轴箱通风的方式将曲轴箱内的混合气通过连接管导向进气管的适当位置，返回气缸重新燃烧。曲轴箱内混合气体作
为燃烧室中混合气体的一部分，其进入（燃烧室的）量会直接影响到混合气体的比例，而混合气体的比例又与发动机点火的可靠性相关，若混合气体的比例不在最佳燃烧比，有可能会造成点火困难，容易熄火等故障。在独立的发动机内，由于曲轴箱体积较小，燃烧室内的高压气体漏入曲轴箱后，导致曲轴箱内的压力升高，在下一次进气（活塞吸气）过程中，曲轴箱内的气体更容易进入到进气管（燃烧室）内，参与混合燃烧。
33.在本实施例中，由于齿轮箱和发动机壳体共腔，即齿轮箱和曲轴箱共腔，曲轴箱的腔内体积增加至少一倍，同时，齿轮箱上通常还设置有通气孔。当燃烧室内的高压气体漏入曲轴箱内时，会增加曲轴箱内的压力，一方面，由于曲轴箱的腔内体积增加，相对于独立的（同型号）发动机而言，共腔式曲轴箱内的压力增加量较小；另一方面，共腔曲轴箱内的压力升高后，一部分气体会经由通气孔排出，从而进一步降低曲轴箱内的压力（相对于独立发动机而言），在下一次进气过程中，由于曲轴箱内的压力相对不高，使得曲轴箱进入进气管（燃烧室）的气体比较少，改变燃烧室内的混合气体比例，会导致发动机点火故障，容易熄火。
34.为此，本实施例中，所述齿轮箱1的顶部还设置有通气孔，所述通气孔上设置有呼吸阀，如图8所示，所述呼吸阀包括整体呈管状的阀座41，所述阀座41的中部具有隔板42，所述隔板上设置有第一透气孔43，所述阀座41的一端安装在所述通气孔上，另一端套设有阀帽44，所述阀帽44上设置有第二透气孔45，所述阀座41和阀帽44之间设有过滤填料46，所述第二透气孔45的孔径小于所述第一透气孔43的孔径。
35.这样一来，当燃烧室内的高压气体漏入曲轴箱内时，曲轴箱（齿轮箱）内的压力升高，由于呼吸阀上设置的第一透气孔和第二透气孔，以及二者之间设置的过滤填料，增加了曲轴箱内气体外溢的阻力，减缓了气体外溢的速度，由于发动机的转速快，压缩和做功冲程（出现窜气）与下一个进气冲程（曲轴箱通风）之间的时间间隔短，使得曲轴箱内的气体在此过程中，几乎未变，以保证曲轴箱内的压力不会进一步减小，避免进入进气管（燃烧室）内的进气量过小，保证点火顺畅。
36.本实施例中，所述第一透气孔沿所述阀座的轴向设置，所述第二透气孔沿所述阀帽的径向设置，所述过滤填料为海绵。
37.本实施例中，如图6～图7所示，所述齿轮箱1内还具有与所述主轴总成16平行设置的输出轴11，所述输出轴11与所述主轴总成16通过可相互啮合的齿轮传动连接。所述变速箱还包括连接在所述齿轮箱1下方的行走箱2，所述行走箱2内具有竖向设置的传动轴21；所述输出轴11的一端安装有主动锥齿轮12，所述传动轴21的上端安装有与所述主动锥齿轮12啮合设置的从动锥齿轮22；所述齿轮箱1的底部开设有与所述行走箱2连通的动力输出孔13。
38.所述从动锥齿轮22上具有沿背离轮齿方向延伸形成的支撑轴221，所述支撑轴221通过轴承可转动地安装在所述动力输出孔13上；所述传动轴21的下端具有一体成形的输出锥齿轮25，以及与所述输出锥齿轮25衔接设置的轴承轴段26，所述轴承轴段26通过轴承可转动地安装在所述行走箱2上。
39.所述支撑轴221上具有同轴贯通设置的传动轴孔222，所述传动轴21上具有与所述传动轴孔222相匹配的传动轴段27，所述传动轴段27可周向传动地穿装在所述传动轴孔222上；所述传动轴段27的长度小于所述传动轴孔222的长度，且所述传动轴段27的端部还具有同轴设置的螺纹轴段28，所述螺纹轴段28上配合有紧固螺母29。本实施例中，所述传动轴段
27为花键轴，所述传动轴孔222为花键孔；所述螺纹轴段28上具有沿径向贯通设置的销孔，所述紧固螺母29为开槽螺母，所述开槽螺母通过穿过所述销孔的开口销固定在所述螺纹轴段28上。
40.装配时，先将从动锥齿轮22通过轴承安装在动力输出孔13上；同时，将传动轴21由下向上穿装到行走箱2上，并利用传动轴21上的轴承轴段26通过轴承可转动地安装在所述行走箱2上。随后，将传动轴21连同行走箱2一同由下向上穿入动力输出孔13，待传动轴段27穿入传动轴孔222后，根据横置或纵置，转动行走箱，并将行走箱上的螺栓孔与齿轮箱上的螺纹盲孔对准，通过螺栓将行走箱固定在齿轮箱上。另外，将紧固螺母29安装在螺纹轴段28上，并拧紧，最后从销孔穿过开口销，并固定住紧固螺母29（开槽螺母），避免紧固螺母29在工作中松脱。
41.由于从动锥齿轮22安装在动力输出孔13上，工作时，从动锥齿轮22的高度转动会带动齿轮箱内的润滑油转动，润滑油在离心力作用下甩出，从而阻止了润滑油顺畅流入下行走箱内，降低了下行走箱的润滑效果，缩短了变速箱的使用寿命。
42.为此，本实施例中，所述动力输出孔13的侧壁上具有横向设置的过油孔18，所述过油孔18的另一端与所述齿轮箱1相通。具体的，所述过油孔低于所述从动锥齿轮22的支撑轴221。这样，就可以让齿轮箱内的润滑油可以经过过油孔流入行走箱内，对行走箱进行润滑。另一方面，在维修放油时，由于过油孔的存在，也能够让齿轮箱内的油全部流入行走箱并排空，便于维修保养。
43.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种共腔式驱动总成，包括发动机和变速箱，所述发动机包括发动机壳体（3）和横向设置在所述发动机壳体（3）内的曲轴；所述变速箱包括齿轮箱（1）和横向设置在所述齿轮箱（1）内的主轴总成（16）；其特征在于，所述发动机壳体（3）朝向所述齿轮箱（1）的一端开口，并具有沿周向间隔设置的第一螺纹孔；所述齿轮箱（1）朝向所述发动机壳体（3）的一端开口，并具有沿所述主轴总成（16）的径向向外突出形成的凸缘，所述凸缘上贯通设置有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔与所述第一螺纹孔一一对应设置；所述齿轮箱（1）通过穿过所述第一螺栓孔的螺栓密封连接在所述发动机壳体（3）上的第一螺纹孔上，所述主轴总成（16）的一端与所述曲轴同轴连接，另一端可转动地安装在所述齿轮箱（1）上。2.如权利要求1所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述齿轮箱（1）朝向所述发动机的一端具有整体呈圆环状的轴承座（17），所述轴承座（17）通过多个沿径向延伸的连接筋一体成型在所述齿轮箱（1）上；所述曲轴和所述主轴总成（16）相对的一端通过轴承可转动地安装在所述轴承座（17）上。3.如权利要求2所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述轴承座（17）朝向所述发动机的一侧具有第一轴承孔，另一侧具有第二轴承孔；所述曲轴通过轴承可转动地安装在所述第一轴承孔内；所述主轴总成（16）通过轴承可转动地安装在第二轴承孔内。4.如权利要求2所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述主轴总成（16）朝向所述发动机的一端具有花键孔，所述曲轴的端部具有与所述花键孔相匹配的花键轴，所述曲轴通过所述花键轴同轴插装在所述主轴总成（16）的花键孔内。5.如权利要求1所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述主轴总成（16）包括离合器（161）和输入轴（162），所述输入轴（162）的一端同轴连接在所述离合器（161）的输出侧，另一端可转动地安装在所述齿轮箱（1）上；所述离合器（161）的输入端与所述曲轴同轴连接。6.如权利要求1所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述齿轮箱（1）内还具有与所述主轴总成（16）平行设置的输出轴（11），所述输出轴（11）与所述主轴总成（16）通过可相互啮合的齿轮传动连接。7.如权利要求6所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述变速箱还包括连接在所述齿轮箱（1）下方的行走箱（2），所述行走箱（2）内具有竖向设置的传动轴（21）；所述输出轴（11）的一端安装有主动锥齿轮（12），所述传动轴（21）的上端安装有与所述主动锥齿轮（12）啮合设置的从动锥齿轮（22）；所述齿轮箱（1）的底部开设有与所述行走箱（2）连通的动力输出孔（13）。8.如权利要求7所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述从动锥齿轮（22）上具有沿背离轮齿方向延伸形成的支撑轴（221），所述支撑轴（221）通过轴承可转动地安装在所述动力输出孔（13）上；所述支撑轴（221）上具有同轴贯通设置的传动轴孔（222），所述传动轴（21）上具有与所述传动轴孔（222）相匹配的传动轴段（27），所述传动轴段（27）可周向传动地穿装在所述传动轴孔（222）上。9.如权利要求8所述的共腔式驱动总成，其特征在于，所述传动轴段（27）的长度小于所述传动轴孔（222）的长度，且所述传动轴段（27）的端部还具有同轴设置的螺纹轴段（28），所述螺纹轴段（28）上配合有紧固螺母（29）。10.一种农机，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一权利要求所述的共腔式驱动总成。

技术总结
本发明公开了一种共腔式驱动总成及农机，其中，共腔式驱动总成包括发动机和变速箱，发动机包括发动机壳体和横向设置在发动机壳体内的曲轴；变速箱包括齿轮箱和横向设置在齿轮箱内的主轴总成；发动机壳体朝向齿轮箱的一端开口，并具有沿周向间隔设置的第一螺纹孔；齿轮箱朝向发动机壳体的一端具有沿主轴总成的径向向外突出形成的凸缘，凸缘上贯通设置有第一螺栓孔，第一螺栓孔与第一螺纹孔一一对应设置；齿轮箱通过穿过第一螺栓孔的螺栓密封连接在发动机壳体上的第一螺纹孔上，主轴总成的一端与曲轴同轴连接，另一端可转动地安装在齿轮箱上。本发明的共腔式驱动总成及农机均具有结构设计巧妙，有利于减小体积，改善发动机散热等优点。等优点。等优点。


技术研发人员：孙金宇 陈俊红 沈显丽 廖鹏军 钟小强 马灼友
受保护的技术使用者：重庆宏美科技有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/27