CN100447035C - 装备有利用了链部件的非钢型橡胶履带的行走系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装备有应用了链部件的非钢型橡胶履带的行走系统，特别涉及一种用于铲装机的履带系统的行走系统，其中，装备有辅助链轮轴和辅助链轮，以解决在用于减轻车辆总负载的非钢型橡胶履带和链轮轮齿的接触处的负载集中；并且，围绕主链轮轴和辅助链轮轴装备有齿链，以使其承受分布在非钢型橡胶履带的大接触面积上的负载，因而减少了在链轮和非钢型橡胶履带处的内应力集中，从而显著地提高了非钢型橡胶履带的寿命周期。

Description

装备有利用了链部件的非钢型橡胶履带的行走系统

技术领域

本发明涉及一种装备有利用了链部件(chain action)的非钢型橡胶履带的行走系统，特别涉及一种用于铲装机的轨道系统的行走系统，其中装备有辅助链轮轴和辅助链轮，以解决在用于减轻车辆总负载的非钢型橡胶履带和链轮轮齿接触处的负载集中，以及围绕主链轮轴和辅助链轮轴装备有齿链，以便它承受在非钢型橡胶履带的大接触面积上分布的负载，因而减少了在链轮和非钢型橡胶履带处的内应力集中，从而显著地提高了非钢型橡胶履带的寿命周期。

背景技术

一般而言，重型车辆例如铲装机、挖掘机、推土机等具有行走系统部，该行走系统部支撑顶部并将顶部传送至所需位置。

典型地，在行走系统中使用履带，用于重型车辆在凹凸不平或不稳定的地面上高效地运输。近年来，广泛使用橡胶履带，以在运输中降低振动和噪音并使对道路的损害实现最小化。

通常，橡胶履带在橡胶轨道的内侧具有钢芯，钢芯承受来自链轮和惰轮的力。但是，为了改进橡胶履带的弯曲能力以及为了降低车辆重量，提出了没有钢芯的非钢型橡胶履带。

图1和图2是具有该非钢型橡胶履带的行走系统的正视图，其中该行走系统分别带有履带和没有履带。

从图1和图2中可以看出，行走系统装备有：非钢型橡胶履带10、用于驱动非钢型橡胶履带10的链轮20、附着于非钢型橡胶履带10内侧的履带支重轮50以及惰轮60。

非钢型橡胶履带10包括：闭环形状的带体，形成在带体的外表面上的牵引凸块(pull lug)11以及形成在带体的内表面上的凸齿12。链轮20接受来自主链轮轴40的转动驱动力，并在外围具有突出的轮齿21。由于轮齿21与在非钢型橡胶履带10内侧的凸齿12啮合，从而传递转动驱动力，从而使得非钢型橡胶履带10向前或向后移动。然后，非钢型橡胶履带10与在底部的履带支重轮50和在后面的惰轮60一起转动，从而向前或向后移动，同时将车辆的重量载荷均匀地分布到地面上。

在该行走系统中，最大的承受负载的部分是链轮20与非钢型橡胶履带10啮合处的轮齿21、以及非钢型橡胶履带10与地面接触的点。

已有一些关于在非钢型橡胶履带10接触地面的点的动态分析和相关内应力分布的研究。例如，韩国专利申请第2002-0026894号(橡胶履带和橡胶履带驱动装置)通过沿带体方向减少第二凸块(lug)的厚度使其小于第一凸块的厚度，从而降低了较小刚性的第一凸块和较大刚性的第二凸块之间的刚性差异。因此，减少了履带的变形，因而减少了振动并提高了乘坐舒适性。

在另一方面，没有关于在链轮20与非钢型橡胶履带10啮合处(图1中A-A′)的轮齿21处的动态分析和相关内应力分布的研究。

尽管当使用非钢型橡胶履带10用于行走系统时有提高橡胶履带弯曲能力和减轻车辆重量的优点，但是非钢型橡胶履带难于装备，并且由于橡胶履带接触链轮相对较小的面积，应力趋于集中在特定点上(见图3)，从而引起应力诱发变形，导致了寿命周期减少和耐用性的降低。

因此，在重型车辆如铲装机中，由于车辆和地面之间的摩擦传递至橡胶履带，要求降低在非钢型橡胶履带和链轮之间的接触处的应力，从而减少应力诱发变形，进而提高寿命周期和耐用性。

发明内容

本发明的目的在于降低在非钢型橡胶履带和链轮的接触处的应力，从而减少橡胶履带应力诱发变形，提高寿命周期和耐用性，其中该履带是用在重型车辆如铲装机的行走系统中以降低由车辆重量产生的载荷的。

本发明的另一目的在于在非钢型橡胶履带和链轮之间提供更有效和稳定的驱动力传递，因而提高乘坐舒适性。

本发明的其他目的将在以下更详细地说明。

根据本发明的装备有应用了链部件的非钢型橡胶履带的行走系统，其特征在于包括：橡胶履带，其内侧与主链轮接触；惰轮，由橡胶履带驱动转动；履带支重轮；可转动辅助链轮，接触橡胶履带内侧并与主链轮轴间隔开；以及齿链，齿链的外侧与橡胶履带的内侧接触，而内侧与链轮和辅助链轮的外侧接触，因而防止了在链轮处的负载集中。

优选地，为了使应力有效地分散，链轮与辅助链轮的传动比设置为2∶1。

并且，优选地，行走系统可以进一步包括：至少一个支撑轴，在主链轮轴和辅助链轮轴之间；以及支撑链轮，位于支撑轴的两端并具有与齿链啮合的轮齿，用于防止齿链由于主链轮轴和辅助链轮轴之间的长距离和齿链的重量而下垂和防止齿链与非钢型橡胶履带的非均匀接触。

优选地，支撑轴和支撑链轮位于主链轮轴和辅助链轮轴之间。当增加主链轮轴和辅助链轮轴之间的距离以增加齿链和非钢型橡胶履带的接触面积时，可以增加更多的支撑轴和支撑链轮。

附图说明

图1是链轮和非钢型橡胶履带的常规接触的侧视图。

图2是其中省略了非钢型橡胶履带的常规行走系统的侧视图。

图3是图1的行走系统的动态分析图。

图4是根据本发明的优选实施例的行走系统的侧视图。

图5是其中省略了非钢型橡胶履带的根据本发明的优选实施例的行走系统的侧视图。

图6是根据本发明的优选实施例的行走系统的正视图。

图7是根据本发明的优选实施例的行走系统的俯视图。

图8是根据本发明的优选实施例的行走系统的动态分析图。

图9是根据本发明的另一实施例的行走系统的侧视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施例进行详细的说明。在说明书中，在描述发明中将不再详细地说明那些被认为是不必要的公知事物。

在本发明中，考虑到其作用而选择使用的术语。由于根据使用者和习惯的不同会使用不同的术语，因此这些术语需要在本说明书的全部内容的基础上界定。

图4是根据本发明的优选实施例的行走系统100的侧视图。它示出了表现本发明的行走系统100的特征的辅助链轮80和齿链70。

在内侧具有凸齿12的非钢型橡胶履带10、履带支重轮50和惰轮60由于与常规行走系统的一样而将省略对它们的描述。辅助链轮轴30、辅助链轮80和齿链70是本发明的关键结构，在图4和图5中示出。

链轮20受到了来自主链轮轴40的转动驱动力。链轮20在外围具有以给定间距隔开的轮齿21。辅助链轮轴30以给定间隔与主链轮轴40间隔开。辅助链轮轴的各端与辅助链轮80的轮齿轴连接，这些轮齿在外围以给定间距间隔开。

在实施例中，在图4和图5中可见，传动比或链轮20的轮齿21齿数与辅助链轮80的轮齿31的齿数之比是12∶6，或2∶1。即，优选传动比是2∶1。否则，应力分散可能不足。齿链70绕链轮20、辅助链轮80和其轮齿21、31形成闭环。

齿链70受到来自链轮20的轮齿21的转动驱动力，而链轮20接受来自主链轮轴40的转动驱动力。当齿链70转动时，辅助链轮80也绕辅助链轮轴30转动。

齿链70中链轮20和辅助链轮30的轮齿21、31被齿链转动的部位，即，图4中B-B′部，与非钢型橡胶履带10的凸齿12接触。在B-B’部，转动驱动力从齿链70传递至非钢型橡胶履带10。

在常规系统中转动驱动力在链轮20的轮齿21的有限部位(图1中A-A′部)传递，而在本发明优选实施例中在较大区域(图4中B-B′部)间接传递，因而能均匀地分配其上的负载，并减少内应力集中。

图6和图7是根据本发明优选实施例的行走系统100的正视图和俯视图。可以看出行走系统100比常规行走系统具有更大的接触面积。

图4的B-B’部对应于图6的C-C’部和图7的D-D’部。辅助链轮轴30平行于非钢型橡胶履带10的顶部离主链轮轴40越远，齿链70接触非钢型橡胶履带10的区域越大，因而能够减少应力集中。

图8是示出根据本发明优选实施例的行走系统的动态分析图。它示出了通过RecurDyn软件分析的齿链70接触非钢型橡胶履带10(B-B′部)的部位在运输期间随时间所承受的接合力。该图示出了在图3中集中的应力被几乎均匀地分散。结果，车辆的负载均匀地分布，因而耐用性显著地提高了。

图9是根据本发明另一实施例的行走系统的侧视图。在图4的实施例中，在主链轮轴40和辅助链轮轴30之间，优选地在主链轮轴40和辅助链轮轴30的中点上增加支撑轴90。在支撑轴90的各端装备支撑链轮91。支撑轴90和支撑链轮91防止齿链70由于在主链轮轴40和辅助链轮轴30之间长距离和齿链70的重量而下垂，因而防止了齿链70与非钢型橡胶履带10的非均匀接触。

在主链轮轴40和辅助链轮轴30之间的支撑轴90和支撑链轮91数量越多，辅助链轮轴30可以离主链轮轴40越远，从而提供齿链70与非钢型橡胶履带10的较大接触面积，并改善了应力分布和耐用性。

尽管参照优选实施例，本发明已经详细地进行了说明，本领域的一般技术人员可以理解到只要不脱离本发明的宗旨和范围，可以进行各种修改和替换。

工业应用性

本发明提供以下优点，通过利用齿链增加接触面积，减少当驾驶重型车辆如铲装机时在非钢型橡胶履带和链轮之间的应力集中和随后的应力累积，因而，减少凸齿的变形和应力，提高了耐用性，延长了寿命周期。

同样，通过齿链在非钢型橡胶履带和链轮之间的稳定和高效的力量传递提高了乘坐舒适性。

符号说明

10：非钢型橡胶履带    11：凸块

12：凸齿              20：链轮

21：轮齿              30：辅助链轮轴

40：主链轮轴          50：履带支重轮

60：惰轮              70：齿链

80：辅助链轮          90：支撑轴

91：支撑链轮          100：行走系统

Claims (4)

1.一种装备有利用了链部件的非钢型橡胶履带的行走系统，包括：橡胶履带，其内侧与主链轮接触；惰轮，由所述橡胶履带转动；履带支重轮；可转动辅助链轮，与主链轮轴间隔开并与所述橡胶履带内侧接触，以及齿链，其外侧与所述橡胶履带的内侧接触，其内侧与所述主链轮和所述辅助链轮的外侧接触，从而防止在所述主链轮处的负载集中。

2.根据权利要求1所述的行走系统，还包括在主链轮轴和辅助链轮轴之间的至少一个支撑轴，以及位于所述支撑轴的每一端的至少一个具有与所述齿链啮合的轮齿的支撑链轮。

3.根据权利要求2所述的行走系统，所述支撑轴和所述支撑链轮位于所述主链轮轴和所述辅助链轮轴之间。

4.根据权利要求1所述的行走系统，所述链轮与所述辅助链轮的传动比为2∶1。

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