專利名稱：一種用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于履帶車輛的機械式無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
履帶車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了轉(zhuǎn)向離合器和液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。轉(zhuǎn)向離合器是多片式摩擦離合器，靠摩擦表面的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，當分離某一側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器時，就可以減少或切斷該側(cè)驅(qū)動輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩，使履帶車輛轉(zhuǎn)向行駛。由于其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，在早期的中小型履帶車輛上得到了廣泛運用。但由于其生產(chǎn)效率低、能耗大，隨著履帶車輛功率的不斷增大，轉(zhuǎn)向離合器的應(yīng)用受到一定的限制。液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)報2005年第21卷第3期公開的“東方紅1302R拖拉機液壓機械差速轉(zhuǎn)向機構(gòu)的功率分析”，液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由分流機構(gòu)、直駛機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和左、右匯流行星排構(gòu)成，其中左、右匯流行星排均由對應(yīng)的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成，發(fā)動機功率通過分流機構(gòu)分流后一路流向直駛機構(gòu)；一路流向轉(zhuǎn)向機構(gòu)， 流經(jīng)直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的兩路功率分別通過左、右行星排的齒圈和太陽輪進入對應(yīng)行星排，并由對應(yīng)的左、右行星架輸出，通過兩路功率流的大小和方向的不同組合完成車輛的轉(zhuǎn)向運動。液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是液壓傳動、機械傳動和行星齒輪傳動復(fù)合的液壓機械式雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。同機械式雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，它具有動力學(xué)特性優(yōu)良、能使履帶車輛實現(xiàn)無級、原地轉(zhuǎn)向、作業(yè)效率高、操作輕便、勞動強度低、直駛穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)向軌跡精確等優(yōu)點。但是液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的分流機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)均為液壓控制，需要高精度、 高功率的液壓元件，使裝備該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的履帶車輛制造和使用成本高，目前在國產(chǎn)履帶車輛上使用還受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于履帶車輛的機械式無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以降低現(xiàn)有液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中分流機構(gòu)的加工難度和制作成本。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為
用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括分流機構(gòu)、直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)，所述的分流機構(gòu)具有用于與相應(yīng)動力源連接的輸入端和分別與所述直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)相連的兩個輸出端，所述的分流機構(gòu)包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太陽輪、齒圈和行星架三元件的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成，所述的三元件中其中一個元件為構(gòu)成所述分流機構(gòu)的輸入端的動力輸入元件，另外兩個為通過制動機構(gòu)可分別制動的動力輸出元件，所述的兩個動力輸出元件構(gòu)成了所述分流機構(gòu)的兩個輸出端。所述的制動機構(gòu)為液壓、氣壓或機械式制動機構(gòu)。所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括與所述直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)傳動連接的左、右匯流行星排，所述左匯流行星排的齒圈與所述右匯流行星排的齒圈間通過同步結(jié)構(gòu)固定連接。
所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括左、右雙聯(lián)齒輪軸和分別與對應(yīng)左、右匯流行星排傳動連接的左、右雙聯(lián)齒輪，所述的左、右雙聯(lián)齒輪分別安裝在所述的左、右雙聯(lián)齒輪軸上，所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)還包括根據(jù)需要可選擇與所述左雙聯(lián)齒輪或右雙聯(lián)齒輪中的一個齒輪傳動連接的滑動齒輪，所述左雙聯(lián)齒輪中的另一個齒輪與所述右雙聯(lián)齒輪中的另一齒輪嚙合傳動，所述的滑動齒輪與所述分流行星排中的一個動力輸出元件傳動連接。所述的滑動齒輪止旋滑動安裝在所述的滑動齒輪軸上。所述滑動齒輪、左雙聯(lián)齒輪和右雙聯(lián)齒輪的三條軸線間相互平行，且三條軸線間的間距兩兩相等。所述的直駛機構(gòu)包括動力輸入端與所述分流行星排中的另一個動力輸出元件傳動連接的變速箱，所述變速箱的動力輸出端通過齒輪傳動機構(gòu)與所述的同步結(jié)構(gòu)傳動連接。所述的同步結(jié)構(gòu)由同步傳動軸構(gòu)成，所述同步傳動軸的一端與所述左匯流行星排的齒圈固連，另一端與所述右匯流行星排固連。所述的齒輪傳動機構(gòu)包括與所述同步傳動軸同軸固連的輸出錐齒輪和與所述變速箱的輸出端傳動連接的輸入錐齒輪，所述的輸出錐齒輪與所述的輸入錐齒輪嚙合傳動。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明中的分流機構(gòu)由機械式的分流行星排構(gòu)成，使用分流行星排的分流機構(gòu)具有操作簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高和制造成本低的優(yōu)點。工作時， 發(fā)動機(或其它動力源)的動力經(jīng)分流機構(gòu)的分流行星排一路分流至直駛機構(gòu)，一路分流至轉(zhuǎn)向機構(gòu)，當分流行星排中的一個動力輸出元件完全制動時，可分別實現(xiàn)履帶車輛的直線行駛或原地轉(zhuǎn)向行駛；當兩個輸出元件都不制動或與直駛機構(gòu)連接的動力輸出元件制動時，可實現(xiàn)履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向行駛。進一步的，當滑動齒輪與左雙聯(lián)齒輪嚙合傳動時，左雙聯(lián)齒輪轉(zhuǎn)速方向與滑動齒輪轉(zhuǎn)速方向相反，右雙聯(lián)齒輪由于與滑動齒輪之間多一級齒輪傳動，其轉(zhuǎn)速方向與滑動齒輪轉(zhuǎn)速方向相同，可實現(xiàn)履帶車輛左轉(zhuǎn)向行駛；同樣，滑動齒輪與右雙聯(lián)齒輪嚙合時，可實現(xiàn)履帶車輛右轉(zhuǎn)向行駛。采用滑動齒輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)向行駛，操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、制作成本較低。


圖I是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖I中反向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2的側(cè)視圖。
具體實施例方式一種用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實施例如圖f 3所示包括分流機構(gòu)、直駛機構(gòu)、反向機構(gòu)和左、右匯流行星排，左、右匯流行星排均由對應(yīng)的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成。 分流機構(gòu)包括分流行星排2，分流行星排2由具有分流太陽輪2a、分流齒圈2b和分流行星架2c三個元件的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成，其中分流行星架2c為用于與相應(yīng)發(fā)動機I (或其它動力源)傳動連接的動力輸入元件，分流行星架2c構(gòu)成了分流機構(gòu)的輸入端，分流太陽輪2a和分流齒圈2b為分別與反向機構(gòu)4和直駛機構(gòu)3傳動連接并通過制動機構(gòu)可分別制動的動力輸出元件，分流太陽輪2a和分流齒圈2b構(gòu)成了分流機構(gòu)的兩個輸出端，制動機構(gòu)為機械式制動機構(gòu)。左匯流行星排6中的左齒圈6b與右匯流行星排7中的右齒圈7b通過同步結(jié)構(gòu)固定連接，同步結(jié)構(gòu)由設(shè)置于左齒圈6b與右齒圈7b間的同步傳動軸8構(gòu)成，同步傳動軸8的一端與左齒圈6b固連，另一端與右齒圈7b固連。左匯流行星排6中的左行星架6c和右匯流行星排7中的右行星架7c分別用于動力輸出。直駛機構(gòu)3包括動力輸入端與分流行星排2中的分流齒圈2b傳動連接的變速箱，變速箱為無級變速箱，變速箱的動力輸出端通過齒輪傳動機構(gòu)5與同步傳動軸8傳動連接，齒輪傳動機構(gòu)5包括與同步傳動軸 8同軸固連的輸出錐齒輪5-1和與變速箱3的動力輸出端傳動連接的輸入錐齒輪5-2。反向機構(gòu)4包括與分流行星排2的分流太陽輪2a傳動連接的滑動齒輪4-1，滑動齒輪4_1同軸止旋滑動裝配在滑動齒輪軸4-2上，反向機構(gòu)還包括與滑動齒輪軸4-2平行設(shè)置的左雙聯(lián)齒輪軸4-3和右雙聯(lián)齒輪軸4-4,其中左、右雙聯(lián)齒輪軸與滑動齒輪軸4-2的軸線之間的間距兩兩相等，左雙聯(lián)齒輪軸4-3上同軸固連有左雙聯(lián)齒輪4-5，右雙聯(lián)齒輪軸4-4上同軸固連有右雙聯(lián)齒輪4-6，其中左雙聯(lián)齒輪包括第一齒輪4-5-1和第二齒輪4-5-2，右雙聯(lián)齒輪包括第三齒輪4-6-1和第三齒輪4-6-2。滑動齒輪4-1在滑動齒輪軸4_2上的滑動過程中可以根據(jù)需要選擇與左雙聯(lián)齒輪4-5中的第一齒輪4-5-1或右雙聯(lián)齒輪4-6中第三齒輪4-6-1傳動連接，左雙聯(lián)齒輪4-5中的第二齒輪4-5-2與右雙聯(lián)齒輪4_6中的第四齒輪 4-6-2嚙合傳動。左、右雙聯(lián)齒輪還分別與對應(yīng)左、右匯流行星排中的太陽輪傳動連接。圖中6a表示左匯流行星排6中的左太陽輪，7c表示右匯流行星排7中的右太陽輪。發(fā)動機I的動力由分流行星排2的分流行星架2c流入，分流行星排2通過分流齒圈2b和分流太陽輪2a將動力分別傳遞給直駛機構(gòu)3和反向機構(gòu)4，一路動力經(jīng)直駛機構(gòu) 3傳遞給左、右匯流行星排中的齒圈，另一路經(jīng)反向機構(gòu)傳遞給左、右匯流行星排中的太陽輪。匯流至左、右匯流行星排中的動力經(jīng)左、右行星架輸出，從而驅(qū)動履帶車輛行駛。分流行星排2的分流齒圈2b和分流太陽輪2a可分別制動。當分流太陽輪2a完全制動時，動力全部從分流行星排2的分流行星架2c傳給分流齒圈2b，然后經(jīng)直駛機構(gòu)3、齒輪傳動機構(gòu) 5、左、右匯流行星排中的齒圈流入并經(jīng)左、右匯流行星排中的行星架輸出，實現(xiàn)履帶車輛的直線行駛。當分流齒圈2b完全制動時，動力全部從分流行星排2的分流行星架2c傳給分流太陽輪2a，然后經(jīng)反向機構(gòu)4、左、右匯流行星排中的太陽輪并最終由左、右匯流行星排中的行星架輸出，實現(xiàn)履帶車輛的原地轉(zhuǎn)向行駛。當分流行星排2的分流齒圈2b、分流太陽輪2a都不制動時，動力分兩路傳遞，根據(jù)兩路功率的比例關(guān)系可實現(xiàn)履帶車輛轉(zhuǎn)向半徑從零到無窮大的無級轉(zhuǎn)向行駛。對于反向機構(gòu)來說，當滑動齒輪4-1和左雙聯(lián)齒輪4-5中的第一齒輪4-5-1哨合傳動時,左雙聯(lián)齒輪4-5的轉(zhuǎn)速方向與滑動齒輪4-1轉(zhuǎn)速方向相反,右雙聯(lián)齒輪4-6由于與滑動齒輪4-1之間多一級齒輪傳動，其轉(zhuǎn)速方向與滑動齒輪4-1轉(zhuǎn)速方向相同，可實現(xiàn)履帶車輛左轉(zhuǎn)向行駛。同樣，當滑動齒輪4-1和右雙聯(lián)齒輪4-6中的第三齒輪4-6-1嚙合時，可實現(xiàn)履帶車輛右轉(zhuǎn)向行駛。通過分流行星排2和滑動齒輪4-1等機械式機構(gòu)的使用，使整個用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有操作簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率聞和制造成本低等優(yōu)點。在本發(fā)明的其它實施例中，還可以采用分流太陽輪2a與直駛機構(gòu)3傳動連接、分流齒圈2b與反向機構(gòu)4傳動連接的形式；當然分流行星排2中的分流太陽輪2a、分流齒圈 2b、分流行星架2c三元件的使用還可以為分流太陽輪2a為動力輸入元件，分流齒圈2b和分流行星架2c為動力輸出元件，此時分流齒圈2b可以與直駛機構(gòu)3或反向機構(gòu)4傳動連接，相應(yīng)的分流齒圈2b可以與反向機構(gòu)4或直駛機構(gòu)3傳動連接?；蚍至鼾X圈2b為動力輸入元件,分流太陽輪2a和分流行星架2c為動力輸出元件,此時分流太陽輪2a可以與直駛機構(gòu)3或反向機構(gòu)4傳動連接，相應(yīng)的分流行星架2c可以與反向機構(gòu)4或直駛機構(gòu)3傳動連接。制動機構(gòu)還可以采用液壓式或氣壓式制動機構(gòu)；變速箱也可以采用有級變速箱。
權(quán)利要求
1.一種用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括分流機構(gòu)、直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)，所述的分流機構(gòu)具有用于與相應(yīng)動力源連接的輸入端和分別與所述直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)相連的兩個輸出端，其特征在于所述的分流機構(gòu)包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太陽輪、齒圈和行星架三元件的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成，所述的三元件中其中一個元件為構(gòu)成所述分流機構(gòu)的輸入端的動力輸入元件，另外兩個為通過制動機構(gòu)可分別制動的動力輸出元件，所述的兩個動力輸出元件構(gòu)成了所述分流機構(gòu)的兩個輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的制動機構(gòu)為液壓、氣壓或機械式制動機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括與所述直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)傳動連接的左、右匯流行星排， 所述左匯流行星排的齒圈與所述右匯流行星排的齒圈間通過同步結(jié)構(gòu)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括左、右雙聯(lián)齒輪軸和分別與對應(yīng)左、右匯流行星排傳動連接的左、右雙聯(lián)齒輪，所述的左、右雙聯(lián)齒輪分別安裝在所述的左、右雙聯(lián)齒輪軸上，所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)還包括根據(jù)需要可選擇與所述左雙聯(lián)齒輪或右雙聯(lián)齒輪中的一個齒輪傳動連接的滑動齒輪，所述左雙聯(lián)齒輪中的另一個齒輪與所述右雙聯(lián)齒輪中的另一齒輪嚙合傳動，所述的滑動齒輪與所述分流行星排中的一個動力輸出元件傳動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的滑動齒輪止旋滑動安裝在所述的滑動齒輪軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述滑動齒輪、 左雙聯(lián)齒輪和右雙聯(lián)齒輪的三條軸線間相互平行，且三條軸線間的間距兩兩相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求4飛任意一項所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的直駛機構(gòu)包括動力輸入端與所述分流行星排中的另一個動力輸出元件傳動連接的變速箱，所述變速箱的動力輸出端通過齒輪傳動機構(gòu)與所述的同步結(jié)構(gòu)傳動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的同步結(jié)構(gòu)由同步傳動軸構(gòu)成，所述同步傳動軸的一端與所述左匯流行星排的齒圈固連，另一端與所述右匯流行星排固連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所述的齒輪傳動機構(gòu)包括與所述同步傳動軸同軸固連的輸出錐齒輪和與所述變速箱的輸出端傳動連接的輸入錐齒輪，所述的輸出錐齒輪與所述的輸入錐齒輪嚙合傳動。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于履帶車輛的無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括分流機構(gòu)、直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)，所述的分流機構(gòu)具有用于與相應(yīng)動力源連接的輸入端和分別與所述直駛機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)相連的兩個輸出端，所述的分流機構(gòu)包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太陽輪、齒圈和行星架三元件的行星齒輪傳動機構(gòu)構(gòu)成，所述的三元件中其中一個元件為構(gòu)成所述分流機構(gòu)的輸入端的動力輸入元件，另外兩個為通過制動機構(gòu)可分別制動的動力輸出元件，所述的兩個動力輸出元件構(gòu)成了所述分流機構(gòu)的兩個輸出端。本發(fā)明通過機械式的分流機構(gòu)降低了現(xiàn)有液壓機械差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中分流機構(gòu)的加工難度和制作成本。
文檔編號B62D11/16GK102582685SQ20121004764
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者喬邦, 周志立, 席志強, 張明柱, 徐立友, 曹付義, 趙偉 申請人:河南科技大學(xué)