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8个前进挡需求，同时可以控制不同离合器结合可调整为前进7挡后退3挡、前进6挡后退3挡等模式，满足不同主机需求；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。
1.模块化设计变速箱，包括箱体，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的模块化设计变速箱，其特征在于，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。
3.一种如权利要求1所述的模块化设计变速箱的挡位实现方法，其特征在于，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；
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；
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。
4.根据权利要求3所述的模块化设计变速箱的挡位实现方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求3所述的模块化设计变速箱的挡位实现方法，其特征在于，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。
模块化设计变速箱及挡位实现方法
技术领域
[0001] 本发明涉及变速箱技术领域，特别涉及一种模块化设计变速箱及挡位实现方法。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
发明内容
[0007] 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。
[0008] 作为本发明的一方面，提供一种模块化设计变速箱。
[0009] 模块化设计变速箱，包括箱体，还包括：
[0010] 驱动轴S1，其上设置有固定齿轮Z1以及固定齿轮Z2；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] 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；
[0018] 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；
[0019] 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；
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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；
[0024] 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；
[0025] 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；
[0026] 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；
[0027] 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；
[0028] 前进8挡/后退4挡的模式，其中：
[0029] 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；
[0030] 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；
[0031] 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；
[0032] 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；
[0033] 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；
[0034] 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；
[0035] 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；
[0036] 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；
[0037] 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；
[0038] 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；
[0039] 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；
[0040] 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；
[0041] 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：
[0042] 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；
[0043] 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；
[0044] 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；
[0045] 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；
[0046] 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；
[0047] 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；
[0048] 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；
[0049] 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。
[0050] 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。
[0051] 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：
[0052] 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：
[0053] 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；
[0054] 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；
[0055] 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；
[0056] 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；
[0057] 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；
[0058] 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；
[0059] 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；
[0060] 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。
[0061] 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
[0062] 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；
[0063] 图2为图1中的结构的各轴端面示意图；
[0064] 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
[0065] 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；
[0066] 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。
具体实施方式
[0067] 以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识
到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同
样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0068] 参考图1和图2，本发明的模块化设计变速箱，包括箱体及设置在箱体内的驱动轴S1、中间轴S2～S8以及输出轴S9，其中，驱动轴S1上设置有固定齿轮Z1以及固定齿轮Z2；中
间轴S2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；固定齿轮Z3与固定齿
轮Z1相啮合；中间轴S4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；浮动齿轮Z15与固定齿轮Z2相啮合；中间轴S3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；固定齿轮Z6与固定齿轮Z1相啮合，浮动齿轮Z16与固定齿轮Z5相啮
合；中间轴S5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；固定齿轮Z7与浮
动齿轮Z14相啮合，固定齿轮Z7与固定齿轮Z5相啮合；中间轴S6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；固定齿轮Z8与固定齿轮Z7相啮合，浮动齿轮Z18与浮动齿
轮Z17相啮合；中间轴S7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；固定齿轮Z9与固定齿轮Z4相啮合；中间轴S8上设置有固定齿轮Z11以及通过离合
器C7安装的浮动齿轮Z20和浮动齿轮Z21；固定齿轮Z11与固定齿轮Z10相啮合，上述的浮动
齿轮Z20与浮动齿轮Z19相啮合；输出轴S9上设置有固定齿轮Z12以及固定齿轮Z13；固定齿
轮Z12与浮动齿轮Z18相啮合，固定齿轮Z13与浮动齿轮Z21相啮合。
[0069] 前进挡模式下，驱动轴S1、中间轴S5、中间轴S7及输出轴S9的转动方向相同，且与中间轴S2、中间轴S4、中间轴S6及中间轴S8转动方向相反；后退挡模式下，驱动轴S1、中间轴
S4、中间轴S6及中间轴S8的转动方向相同，且与中间轴S3、中间轴S5、中间轴S7及输出轴S9
的转动方向相反。
[0070] 如图3所示，作为本发明的另一种实施例，其中与上述实施例不同之处在于，将浮动齿轮Z20和浮动齿轮Z21用浮动齿轮Z22替换，并使浮动齿轮Z19、固定齿轮Z13均与浮动齿
轮Z22相啮合。
[0071] 下面对本发明的模块化设计变速箱的挡位实现方法进行说明。
[0072] 上述结构的变速箱能够实现多挡位模式和少挡位模式，多挡位模式包括前进8挡/后退4挡的模式，少挡位模式包括前进4挡/后退4挡的模式。
[0073] 当离合器C6处于结合状态时，从固定齿轮Z4经固定齿轮Z9、浮动齿轮Z19、浮动齿轮组至固定齿轮Z13形成第一输出路径；当离合器C7处于结合状态时，从固定齿轮Z4经固定
齿轮Z9、固定齿轮Z10、固定齿轮Z11、浮动齿轮组至固定齿轮Z13形成第二输出路径；当离合
器C4处于结合状态时，从固定齿轮Z7经浮动齿轮Z17、浮动齿轮Z18至固定齿轮Z12形成第三
输出路径；当离合器C5处于结合状态时，从固定齿轮Z7经固定齿轮Z8、浮动齿轮Z18至固定
齿轮Z12形成第四输出路径；
[0074] 如图4所示，一种实施例中，前进8挡/后退4挡的模式，其中：
[0075] 前进1挡：离合器C1和离合器C6处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z3转动，带动浮动齿轮Z14转动，带动固定齿轮Z7转动，带动固定齿轮Z5转动，然
后经第一输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0076] 前进2挡：离合器C2和离合器C6处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动浮动齿轮Z15转动，然后经第一输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0077] 前进3挡：离合器C1和离合器C7处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z3转动，带动浮动齿轮Z14转动，带动固定齿轮Z7转动，带动固定齿轮Z5转动，然
后经第二输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0078] 前进4挡：离合器C2和离合器C7处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动浮动齿轮Z15转动，然后经第二输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0079] 前进5挡：离合器C1和离合器C4处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z3转动，带动浮动齿轮Z14转动，然后经第三输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0080] 前进6挡：离合器C2和离合器C4处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动浮动齿轮Z15转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第三输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0081] 前进7挡：离合器C1和离合器C5处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z3转动，带动浮动齿轮Z14转动，然后经第四输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0082] 前进8挡：离合器C2和离合器C5处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动浮动齿轮Z15转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第四输出路径将动力传送至输出轴S9；
[0083] 后退1挡：离合器C3和离合器C6处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z6转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第一输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0084] 后退2挡：离合器C3和离合器C7处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z6转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第二输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0085] 后退3挡：离合器C3和离合器C4处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z6转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第三输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0086] 后退4挡：离合器C3和离合器C5处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z1转动，带动固定齿轮Z6转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第四输出路径将
动力传送至输出轴S9；以上离合器结合情况参见表1。
[0087] 表1 前进8挡/后退4挡的模式下各挡位工作时离合器结合情况表
[0088]
[0089] 前进4挡/后退4挡的模式，中间轴S2、固定齿轮Z3、离合器C1及浮动齿轮Z14均不参与传动，其中：
[0090] 前进1挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进2挡的传动路径相同；
[0091] 前进2挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进4挡的传动路径相同；
[0092] 前进3挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进6挡的传动路径相同；
[0093] 前进4挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进8挡的传动路径相同；
[0094] 后退1挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的后退1挡的传动路径相同；
[0095] 后退2挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的后退2挡的传动路径相同；
[0096] 后退3挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的后退3挡的传动路径相同；
[0097] 后退4挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的后退4挡的传动路径相同,以上离合器结合情况参见表2。
[0098] 表2 前进4挡/后退4挡的模式下各挡位工作时离合器结合情况表
[0099]
[0100] 如图5所示，另一种实施例中，用于实现前进4挡/后退4挡的模式：
[0101] 中间轴S3上设置有固定齿轮Z23，固定齿轮Z23与固定齿轮Z2相啮合，中间轴S2、固定齿轮Z1、固定齿轮Z3、离合器C1、浮动齿轮Z14及固定齿轮Z6均不参与传动，其中：
[0102] 前进1挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进2挡的传动路径相同；
[0103] 前进2挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进4挡的传动路径相同；
[0104] 前进3挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进6挡的传动路径相同；
[0105] 前进4挡：与前进8挡/后退4挡的模式下的前进8挡的传动路径相同；
[0106] 后退1挡：离合器C3和离合器C6处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动固定齿轮Z23转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第一输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0107] 后退2挡：离合器C3和离合器C7处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动固定齿轮Z23转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第二输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0108] 后退3挡：离合器C3和离合器C4处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动固定齿轮Z23转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第三输出路径将
动力传送至输出轴S9；
[0109] 后退4挡：离合器C3和离合器C5处于结合状态，驱动轴S1带动固定齿轮Z2转动，带动固定齿轮Z23转动，带动浮动齿轮Z16转动，带动固定齿轮Z5转动，然后经第四输出路径将
动力传送至输出轴S9,以上离合器结合情况参见表2。
[0110] 作为多挡位的变速箱使用时，即前进8挡/后退4挡的模式，本设计结构中的各轴、各离合器及各齿轮均参与工作，当然该结构通过控制不同离合器组合的结合，能够实现的
模式还包括：前进7挡、前进6挡、前进5挡、前进4挡、前进3挡、前进2挡，后退4挡、后退3挡、后
退2挡中，任意一种前进挡数与任意一种后退挡数的组合形成的模式。另一方面，各结构均
参与工作的模式下能够实现前进4挡/后退4挡的模式，但其成本较高，体积大，本发明的另
一方面是提供一种通过去除原结构中的部分结构（上述实施例中去除中间轴S2及其上的固
定齿轮Z3、离合器C1及浮动齿轮Z14），实现简易的少挡位模式，易实施，成本低。
[0111] 以上，本发明的技术方案的变速箱，通过九轴的布局，每根轴只有一个离合器的结构实现最高前进8挡/后退4挡，挡位速比范围可达0.5～8，而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；可通过更改或去除部分轴及其上结构来实现少挡位
模式，即在不改变其他结构的条件下，降低变速箱零部件总数，实现模块化设计，降低生产
成本和使用成本。
[0112] 综上，本技术方案的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。
[0113] 以上具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何
在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围
之内。
