技术摘要：
本发明涉及一种模块化设计变速箱及挡位实现方法，该变速箱包括箱体及设置在箱体内的驱动轴、7根中间轴以及输出轴，驱动轴和输出轴上均设置有固定齿轮，各中间轴上均设置有固定齿轮和通过离合器安装有浮动齿轮。该变速箱可以实现最高前进8挡后退4挡模式，满足特殊机械对  全部
背景技术：
目前工程机械变速箱按照传动轴布置方式可以分为同轴式和平衡轴式两种。同轴 式变速箱主要是变速箱输入轴和输出轴同轴，主要应用于发动机输出端轴线和驱动桥输入 端轴线在同一平面内的工程车辆；平衡轴式变速箱输入轴与输出轴轴线之间有高度差，主 要应用于发动机输出轴与驱动桥输入端轴线有一定轴降的工程车辆。 同轴式变速箱多采用行星齿轮结构，进行动力传递和挡位切换，这种结构的变速 箱结构紧凑，所需空间较小，但是结构较复杂，为了获得更多的挡位，通常是串联几个行星 齿轮结构，各个挡位速比调整范围相对较窄，维修成本较高。 平衡轴式变速箱多采用多个传动轴和多个齿轮副啮合结构，进行动力传递和挡位 切换，轴系之间平衡布置，输入轴与输出轴之间有一定的轴降距离，因此这种结构所需空间 较大，但是传动路线简单，各个挡位速比调整范围相对较宽，甚至只需要改变一对齿轮副的 齿数，就可获得较大范围的传动比，维修成本较低。 平衡式变速箱根据离合器在轴上的布置方式可分为两种，一种是轴上有两个离合 器包，另一种是轴上有一个离合器包。目前的技术方案最多只有前进6挡和后退3挡，同时可 以通过控制不同离合器的结合方式，实现前进5挡和后退3挡、前进4挡和后退3挡、前进3挡 和后退3挡等。 现有的变速箱不能满足前进8挡的要求，对于平地机等特殊机械而言，需要前进8 挡位来满足不同工况需求。另外，现有的变速箱，挡位速比调整范围只能实现在0.6～6。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种模块化设计变速箱，能够实现前进8 挡和后退4挡，并且在不改变箱体结构的情况下，只需减少部分部件，能够实现前进4挡和后 退4挡，实现模块化涉及，通用化率高，降低变速箱生产成本。 作为本发明的一方面，提供一种模块化设计变速箱。 模块化设计变速箱，包括箱体，还包括： 驱动轴S1，其上设置有固定齿轮Z1以及固定齿轮Z2； 中间轴S2，其上设置有固定齿轮Z3以及通过离合器C1安装的浮动齿轮Z14；所述固定齿 轮Z3与所述固定齿轮Z1相啮合； 中间轴S4，其上设置有固定齿轮Z4、固定齿轮Z5以及通过离合器C2安装的浮动齿轮 Z15；所述浮动齿轮Z15与所述固定齿轮Z2相啮合； 中间轴S3，其上设置有固定齿轮Z6以及通过离合器C3安装的浮动齿轮Z16；所述固定齿 5 CN 111609098 A 说　明　书 2/9 页 轮Z6与所述固定齿轮Z1相啮合，所述浮动齿轮Z16与所述固定齿轮Z5相啮合； 中间轴S5，其上设置有固定齿轮Z7以及通过离合器C4安装的浮动齿轮Z17；所述固定齿 轮Z7与所述浮动齿轮Z14相啮合，所述固定齿轮Z7与所述固定齿轮Z5相啮合； 中间轴S6，其上设置有固定齿轮Z8以及通过离合器C5安装的浮动齿轮Z18；所述固定齿 轮Z8与所述固定齿轮Z7相啮合，所述浮动齿轮Z18与所述浮动齿轮Z17相啮合； 中间轴S7，其上设置有固定齿轮Z9、固定齿轮Z10以及通过离合器C6安装的浮动齿轮 Z19；所述固定齿轮Z9与所述固定齿轮Z4相啮合； 中间轴S8，其上设置有固定齿轮Z11以及通过离合器C7安装的浮动齿轮组；所述固定齿 轮Z11与所述固定齿轮Z10相啮合，所述浮动齿轮组与所述浮动齿轮Z19相啮合； 输出轴S9，其上设置有固定齿轮Z12以及固定齿轮Z13；所述固定齿轮Z12与所述浮动齿 轮Z18相啮合，所述固定齿轮Z13与所述浮动齿轮组相啮合； 前进挡模式下，所述驱动轴S1、所述中间轴S5、所述中间轴S7及所述输出轴S9的转动方 向相同，且与所述中间轴S2、所述中间轴S4、所述中间轴S6及所述中间轴S8转动方向相反； 后退挡模式下，所述驱动轴S1、所述中间轴S4、所述中间轴S6及所述中间轴S8的转动方 向相同，且与所述中间轴S3、所述中间轴S5、所述中间轴S7及所述输出轴S9的转动方向相 反。 可选地，所述浮动齿轮组包括同轴固定连接的浮动齿轮Z20和浮动齿轮Z21，所述 浮动齿轮Z20与所述浮动齿轮Z19相啮合，所述浮动齿轮Z21与所述固定齿轮Z13相啮合；或 者，所述浮动齿轮组仅包含浮动齿轮Z22，所述浮动齿轮Z22与所述浮动齿轮Z19相啮合，所 述浮动齿轮Z22与所述固定齿轮Z13相啮合。 作为本发明的另一方面，提供一种模块化设计变速箱的挡位实现方法。 一种如上述的模块化设计变速箱的挡位实现方法，用于实现多挡位模式和少挡位 模式，所述多挡位模式包括前进8挡/后退4挡的模式，所述少挡位模式包括前进4挡/后退4 挡的模式； 当所述离合器C6处于结合状态时，从所述固定齿轮Z4经所述固定齿轮Z9、所述浮动齿 轮Z19、所述浮动齿轮组至所述固定齿轮Z13形成第一输出路径； 当所述离合器C7处于结合状态时，从所述固定齿轮Z4经所述固定齿轮Z9、所述固定齿 轮Z10、所述固定齿轮Z11、所述浮动齿轮组至所述固定齿轮Z13形成第二输出路径； 当所述离合器C4处于结合状态时，从所述固定齿轮Z7经浮动齿轮Z17、所述浮动齿轮 Z18至所述固定齿轮Z12形成第三输出路径； 当所述离合器C5处于结合状态时，从所述固定齿轮Z7经所述固定齿轮Z8、所述浮动齿 轮Z18至所述固定齿轮Z12形成第四输出路径； 前进8挡/后退4挡的模式，其中： 前进1挡：所述离合器C1和所述离合器C6处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z3转动，带动所述浮动齿轮Z14转动，带动所述固定齿轮Z7转 动，带动固定齿轮Z5转动，然后经所述第一输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 前进2挡：所述离合器C2和所述离合器C6处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述浮动齿轮Z15转动，然后经所述第一输出路径将动力传送至所述输出轴 S9； 6 CN 111609098 A 说　明　书 3/9 页 前进3挡：所述离合器C1和所述离合器C7处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z3转动，带动所述浮动齿轮Z14转动，带动所述固定齿轮Z7转 动，带动固定齿轮Z5转动，然后经所述第二输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 前进4挡：所述离合器C2和所述离合器C7处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述浮动齿轮Z15转动，然后经所述第二输出路径将动力传送至所述输出轴 S9； 前进5挡：所述离合器C1和所述离合器C4处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z3转动，带动所述浮动齿轮Z14转动，然后经所述第三输出路 径将动力传送至所述输出轴S9； 前进6挡：所述离合器C2和所述离合器C4处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述浮动齿轮Z15转动，带动所述固定齿轮Z5转动，然后经所述第三输出路 径将动力传送至所述输出轴S9； 前进7挡：所述离合器C1和所述离合器C5处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z3转动，带动所述浮动齿轮Z14转动，然后经所述第四输出路 径将动力传送至所述输出轴S9； 前进8挡：所述离合器C2和所述离合器C5处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述浮动齿轮Z15转动，带动所述固定齿轮Z5转动，然后经所述第四输出路 径将动力传送至所述输出轴S9； 后退1挡：所述离合器C3和所述离合器C6处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z6转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第一输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退2挡：所述离合器C3和所述离合器C7处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z6转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第二输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退3挡：所述离合器C3和所述离合器C4处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z6转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第三输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退4挡：所述离合器C3和所述离合器C5处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z1转动，带动所述固定齿轮Z6转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第四输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 前进4挡/后退4挡的模式，所述中间轴S2、所述固定齿轮Z3、所述离合器C1及所述浮动 齿轮Z14均不参与传动，其中： 前进1挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进2挡的传动路径相同； 前进2挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进4挡的传动路径相同； 前进3挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进6挡的传动路径相同； 前进4挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进8挡的传动路径相同； 后退1挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的后退1挡的传动路径相同； 后退2挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的后退2挡的传动路径相同； 后退3挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的后退3挡的传动路径相同； 7 CN 111609098 A 说　明　书 4/9 页 后退4挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的后退4挡的传动路径相同。 可选地，所述浮动齿轮组包括同轴固定连接的浮动齿轮Z20和浮动齿轮Z21，所述 浮动齿轮Z20与所述浮动齿轮Z19相啮合，所述浮动齿轮Z21与所述固定齿轮Z13相啮合；或 者，所述浮动齿轮组仅包含浮动齿轮Z22，所述浮动齿轮Z22与所述浮动齿轮Z19相啮合，所 述浮动齿轮Z22与所述固定齿轮Z13相啮合。 可选地，前进4挡/后退4挡的模式还能够通过以下方法实现： 所述中间轴S3上设置有固定齿轮Z23，所述固定齿轮Z23与所述固定齿轮Z2相啮合，所 述中间轴S2、所述固定齿轮Z1、所述固定齿轮Z3、所述离合器C1、所述浮动齿轮Z14及所述固 定齿轮Z6均不参与传动，其中： 前进1挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进2挡的传动路径相同； 前进2挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进4挡的传动路径相同； 前进3挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进6挡的传动路径相同； 前进4挡：与所述前进8挡/后退4挡的模式下的前进8挡的传动路径相同； 后退1挡：所述离合器C3和所述离合器C6处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述固定齿轮Z23转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第一输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退2挡：所述离合器C3和所述离合器C7处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述固定齿轮Z23转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第二输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退3挡：所述离合器C3和所述离合器C4处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述固定齿轮Z23转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第三输出路径将动力传送至所述输出轴S9； 后退4挡：所述离合器C3和所述离合器C5处于结合状态，所述驱动轴S1带动所述固定齿 轮Z2转动，带动所述固定齿轮Z23转动，带动所述浮动齿轮Z16转动，带动所述固定齿轮Z5转 动，然后经所述第四输出路径将动力传送至所述输出轴S9。 本发明的技术方案的有益效果：本发明提供一种模块化设计变速箱及挡位实现方 法，可以实现最高前进8挡后退4挡模式，满足特殊机械对8个前进挡需求，同时可以控制不 同离合器结合进而可调整为前进7挡后退3挡、前进6挡后退3挡、前进5挡后退3挡以及前进4 挡后退3挡的模式，满足不同主机对不同挡位需求；另外在不改变传动路线的情况下，变速 箱各挡位速比可以进行灵活调整；其次，变速箱在不改变箱体的情况下，通过更改或删除部 分零件，实现不同速比和挡位要求；保持变速箱箱体不变，实现变速箱模块化设计，变速箱 零部件通用化率提高，降低变速箱生产成本。 附图说明 图1为本发明的模块化设计变速箱的前进8挡/后退4挡模式下的传动示意图一； 图2为图1中的结构的各轴端面示意图； 图3为本发明的模块化设计变速箱的前进8挡/后退4挡模式下的传动示意图二 图4为本发明的模块化设计变速箱的前进4挡/后退4挡模式下的传动示意图一； 8 CN 111609098 A 说　明　书 5/9 页 图5为本发明的模块化设计变速箱的前进4挡/后退4挡模式下的传动示意图二。