CN104085439B - 行星齿轮动力分流式转向机构 - Google Patents
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Abstract
行星齿轮动力分流式转向机构，包括箱体，其中，箱体上安装有中间动力传递部分、转向控制部分、转向行星传动部分、左外部驱动齿轮及右外部驱动齿轮，且箱体与变速箱连接，变速箱动力输出轴与转向行星传动部分连接，转向行星传动部分分别与左外部驱动齿轮和右外部驱动齿轮连接，转向控制部分通过中间动力传递部分与转向行星传动部分连接，以实现转向控制。本发明通过转向锥齿轮将转向动力从行星齿轮传动机构的齿圈分流输入至行驶传动机构，以实现转向，转向中无动力中断，传动效率高，且转向控制采用间接控制，在保证转向控制特性的前提下，有效降低了转向行星传动部分的结构，且操作简便，易于驾驶，便于履带式拖拉机实现高精度方向盘转向。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械转向技术领域，尤其涉及一种行星齿轮动力分流式转向机构。
背景技术
目前，履带式拖拉机车辆通常采用转向拉杆操作牙嵌式离合器与多盘式制动器的转向方案，其实现过程是：当履带式拖拉机车辆向左转向时，驾驶员操作左转向拉杆使左侧牙嵌式离合器分离与左侧输出轴制动，由于履带拖拉机车辆左侧传动动力中断并制动停止旋转，此时在拖拉机右侧动力的驱动下，机具向左侧实现转向；同理操作即可实现右侧转向，然而这种转向机构采用分离和结合牙嵌式离合器与制动器实现，在机械设备间易产生轴向力，转向精度低，转向操控性差，且由于在转向过程中出现了动力中断，而导致传动效率低，也增加了能量消耗。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种行星齿轮动力分流式转向机构，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
行星齿轮动力分流式转向机构，包括箱体，箱体上安装有中间动力传递部分、转向控制部分、转向行星传动部分、左外部驱动齿轮及右外部驱动齿轮，且箱体与变速箱连接，变速箱动力输出轴与转向行星传动部分连接，转向行星传动部分分别与左外部驱动齿轮和右外部驱动齿轮连接，转向控制部分通过中间动力传递部分与转向行星传动部分连接，以实现转向控制；具体连接结构如下：
中间动力传递部分中，中间控制轴两端分别安装有控制轴左端轴承和控制轴右端轴承，并通过左端盖与右端盖安装于箱体内，左侧滑动轴承和右侧滑动轴承分别套装在中间控制轴上，左侧转向双联齿轮通过左侧滑动轴承安装于中间控制轴上，右侧转向双联齿轮通过右侧滑动轴承安装于中间控制轴上，且左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮关于控制主轴对称，而左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮上的锥齿轮部分同时与控制锥齿轮啮合，左侧转向双联齿轮上的圆柱齿轮与左齿轮式齿圈的外部圆柱齿轮啮合，右侧转向双联齿轮上的圆柱齿轮与右齿轮式齿圈的外部圆柱齿轮啮合；此外，在左侧滑动轴承一侧设置有左侧套筒，右侧滑动轴承一侧设置有右侧套筒，左侧套筒用于对左侧转向双联齿轮的限位及调整轴向间隙，右侧套筒用于对右侧转向双联齿轮的限位及调整轴向间隙；
转向控制部分中包括轴承三，控制端盖关于转向轴主动齿轮对称，并安装于箱体上，控制主轴套装于轴承三内，控制主轴关于转向轴主动齿轮对称并安装于控制端盖内，控制锥齿轮套装于控制主轴上，并通过花键传递动力；
转向行星传动部分中，转向轴上设置有结构相同的左转向行星控制部分和右转向行星控制部分，且这两个转向行星控制部分关于转向轴主动齿轮对称，转向轴主动齿轮两侧分别过渡套装有左滑动轴承和右滑动轴承，左齿轮式齿圈套装在左滑动轴承上滑动空转，右齿轮式齿圈套装在右滑动轴承上滑动空转，左太阳轮和右太阳轮分别套装在转向轴外部设置的花键上，而左行星齿轮设置在左齿轮式齿圈与左太阳轮之间，右行星齿轮设置在右齿轮式齿圈与右太阳轮之间，左太阳轮和左滑动轴承之间安装有左挡圈，右太阳轮和右滑动轴承之间安装有右挡圈，左挡圈与右挡圈用于调整行星减速部分的轴向间隙；此外，左行星齿轮通过左行星齿轮支撑组件周向均布安装于左齿轮式行星架上，同时左行星齿轮与左齿轮式齿圈的内齿轮、左太阳轮的外齿轮啮合；右行星齿轮通过右行星齿轮支撑组件周向均布安装于右齿轮式行星架上，同时右行星齿轮与右齿轮式齿圈的内齿轮、右太阳轮的外齿轮啮合；
左外部驱动齿轮与右外部驱动齿轮关于转向轴主动齿轮对称，且左齿轮式行星架与左外部驱动齿轮啮合，右齿轮式行星架与右外部驱动齿轮啮合。
在本发明中，左侧转向双联齿轮中部设置有左油孔，右侧转向双联齿轮中部设置有右油孔，润滑油通过左油孔进入左侧转向双联齿轮与左侧滑动轴承，通过右油孔进入右侧转向双联齿轮与右侧滑动轴承的缝隙中，对滑动部件及时润滑，有效延长滑动部件的使用寿命。
在本发明中，控制端盖通过控制端盖紧固螺栓紧固安装于箱体上。
在本发明中，中间控制轴的左端盖通过左端盖紧固螺栓紧固安装于箱体上，其右端盖通过右端盖紧固螺栓紧固安装于箱体上，均起到起限位和密封作用。
在本发明中，转向轴上还套装有左轴承与右轴承，且左轴承安装在紧固于箱体上的左转向端盖内，右轴承安装在紧固于箱体上的右转向端盖内。
在本发明中，左转向行星控制部分中，左行星齿轮支撑组件包括组件动力轴、组件滑动轴承及组件挡圈，组件动力轴一端过盈安装于左齿轮式行星架内，另一端过盈套装有组件挡圈，组件挡圈用于限制左行星齿轮的轴向窜动，组件滑动轴承过盈套装于左行星齿轮内，左行星齿轮通过组件滑动轴承套装于组件动力轴上滑动旋转；右行星齿轮支撑组件与此结构一致。
在本发明中，左齿轮式行星架内设置有左滚针轴承，右齿轮式行星架内设置有右滚针轴承，且左滚针轴承与右滚针轴承分别套装于转向轴上。
在本发明中，转向轴主动齿轮将动力经花键传递给转向轴并带动其旋转，转向轴通过花键分别带动左太阳轮和右太阳轮旋转，进而带动左行星齿轮和右行星齿轮旋转，外部控制装置通过控制锥齿轮同时对左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮进行锁定，此时左齿轮式行星架和右齿轮式行星架以相同的转速输出，左齿轮式行星架将动力传递驱动左外部驱动齿轮，右齿轮式行星架将动力传递驱动右外部驱动齿轮；当外部驱动装置通过控制主轴驱动控制锥齿轮旋转时，带动左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮做不同方向的旋转，从而带动左齿轮式齿圈和右齿轮式齿圈做不同方向的旋转，此时在左齿轮式行星架和右齿轮式行星架间产生输出速差，从而实现转向，控制主轴的正反转实现履带车辆的左右转向。
有益效果：本发明采用控制锥齿轮控制行星齿轮传动机构的齿圈转动的方式实现转向控制，在控制锥齿轮有转向动力输入时，控制锥齿轮将转向动力从行星齿轮传动机构的齿圈分流输入至行驶传动机构，控制锥齿轮两侧的左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮等速反向旋转，以在左齿轮式行星架和右齿轮式行星架间产生输出速差，实现转向；在转向过程无动力中断，传动效率高，且转向控制采用间接控制，在保证转向控制特性的前提下，有效降低了转向行星传动部分的结构，消除了行星传动机构中的轴向力，操作简便，易于驾驶，便于履带式拖拉机实现高精度方向盘转向。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
图2为图1中A-A处剖视图。
图3为图1中B-B处剖视图。
图4为本发明的较佳实施例中转向控制部分与转向行星传动部分结构示意图。
图5为本发明的较佳实施例中转向行星传动部分结构示意图。
图6为本发明的较佳实施例中左行星齿轮支撑组件结构示意图。
图7为本发明的原理图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1的行星齿轮动力分流式转向机构，包括箱体W，箱体W上安装有中间动力传递部分R、转向控制部分T、转向行星传动部分S、左外部驱动齿轮M及右外部驱动齿轮N，且箱体W与变速箱连接，变速箱动力输出轴与转向行星传动部分S连接，转向行星传动部分S分别与左外部驱动齿轮M和右外部驱动齿轮N连接，转向控制部分T经中间动力传递部分R对转向行星传动部分S进行控制转向。
参见图2～图4所示，中间动力传递部分R包括左侧转向双联齿轮R1-1、左油孔R1-2、左侧滑动轴承R1-3、左侧套筒R1-4、左端盖紧固螺栓R1-5、控制轴左端轴承R1-6、左端盖R1-7、右侧转向双联齿轮R2-1、右油孔R2-2、右侧滑动轴承R2-3、右侧套筒R2-4、右端盖紧固螺栓R2-5、控制轴右端轴承R2-6、右端盖R2-7、中间控制轴R3；转向控制部分T包括控制端盖紧固螺栓T1、控制端盖T2、控制主轴T3、轴承三T4、控制锥齿轮T5。
控制轴左端轴承R1-6和控制轴右端轴承R2-6分别安装于中间控制轴R3的两端，并安装于箱体W内，且两端的左端盖R1-7和右端盖R2-7分别对应通过左端盖紧固螺栓R1-5和右端盖紧固螺栓R2-5紧固安装于箱体W上，起限位和密封作用，左侧转向双联齿轮R1-1和右侧转向双联齿轮R2-1关于控制主轴T3对称设置，且左侧转向双联齿轮R1-1通过左侧滑动轴承R1-3安装于中间控制轴R3上，右侧转向双联齿轮R2-1通过右侧滑动轴承R2-3安装于中间控制轴R3上，左侧转向双联齿轮R1-1和右侧转向双联齿轮R2-1上的锥齿轮部分同时与控制锥齿轮T5啮合，左侧转向双联齿轮R1-1上的圆柱齿轮与左齿轮式齿圈S1-8的外部圆柱齿轮啮合，右侧转向双联齿轮R2-1上的圆柱齿轮与右齿轮式齿圈S2-8的外部圆柱齿轮啮合，左侧转向双联齿轮R1-1和右侧转向双联齿轮R2-1的中部分别对应设置有左油孔R1-2和右油孔R2-2，用于润滑油进入左侧转向双联齿轮R1-1和左侧滑动轴承R1-3、右侧转向双联齿轮R2-1和右侧滑动轴承R2-3的缝隙中，对左侧转向双联齿轮R1-1和左侧滑动轴承R1-3、右侧转向双联齿轮R2-1和右侧滑动轴承R2-3及时润滑，左侧套筒R1-4用于对左侧转向双联齿轮R1-1的限位及调整轴向间隙，右侧套筒R2-4用于对右侧转向双联齿轮R2-1的限位及调整轴向间隙。
控制端盖T2关于转向轴主动齿轮S4对称，并通过控制端盖紧固螺栓T1紧固安装于箱体W上，控制主轴T3套装于轴承三T4内，控制主轴T3关于转向轴主动齿轮S4对称安装于控制端盖T2内，控制锥齿轮T5套装于控制主轴T3上，并通过花键传递动力。
参见图5～图6所示，转向行星传动部分S包括左转向行星控制部分S1、右转向行星控制部分S2、转向轴S3及转向轴主动齿轮S4；其中，左转向行星控制部分S1包括左行星齿轮支撑组件S1-1、左轴承S1-2、左滚针轴承S1-3、左齿轮式行星架S1-4、左太阳轮S1-5、左挡圈S1-6、左滑动轴承S1-7、左齿轮式齿圈S1-8、左行星齿轮S1-9、左转向端盖S1-10、螺栓一S1-11、组件动力轴S1-1-1、组件滑动轴承S1-1-2及组件挡圈S1-1-3，右转向行星控制部分S2包括右行星齿轮支撑组件S2-1、右轴承S2-2、右滚针轴承S2-3、右齿轮式行星架S2-4、右太阳轮S2-5、右挡圈S2-6、右滑动轴承S2-7、右齿轮式齿圈S2-8、右行星齿轮S2-9、右转向端盖S2-10、螺栓二S2-11，且右行星齿轮支撑组件S2-1与左行星齿轮支撑组件S1-1结构一致。
左转向行星控制部分S1与右转向行星控制部分S2设置在转向轴S3上，并关于转向轴主动齿轮S4对称。
左转向行星控制部分S1中，左滑动轴承S1-7过渡套装于转向轴S3上，左太阳轮S1-5套装于转向轴S3外部设置的花键上传递转向轴S3的动力，左齿轮式齿圈S1-8套装于左滑动轴承S1-7上滑动空转，左行星齿轮支撑组件S1-1将左行星齿轮S1-9安装于左齿轮式行星架S1-4上，且沿左齿轮式行星架S1-4周向均布，均布的左行星齿轮S1-9安装于左齿轮式齿圈S1-8和左太阳轮S1-5之间，同时与左齿轮式齿圈S1-8的内齿轮和左太阳轮S1-5的外齿轮啮合，安装于左太阳轮S1-5和左滑动轴承S1-7之间的左挡圈S1-6用于调整行星减速部分的轴向间隙，左齿轮式行星架S1-4内设置有左滚针轴承S1-3，并套装于转向轴S3上，左轴承S1-2套装于转向轴S3上，并安装于通过螺栓一S1-11紧固在箱体W上的左转向端盖S1-10内；组件动力轴S1-1-1一端过盈安装于左齿轮式行星架S1-4内，组件滑动轴承S1-1-2过盈套装于左行星齿轮S1-9内，左行星齿轮S1-9通过组件滑动轴承S1-1-2套装于组件动力轴S1-1-1上滑动旋转，组件动力轴S1-1-1另一端过盈套装有组件挡圈S1-1-3，限制左行星齿轮S1-9的轴向窜动。
右转向行星控制部分S2中，右滑动轴承S2-7过渡套装于转向轴S3上，右太阳轮S2-5套装于转向轴S3外部设置的花键上传递转向轴S3的动力，右齿轮式齿圈S2-8套装于右滑动轴承S2-7上滑动空转，右行星齿轮支撑组件S2-1将右行星齿轮S2-9安装于右齿轮式行星架S2-4上，且沿右齿轮式行星架S2-4周向均布，均布的右行星齿轮S2-9安装于右齿轮式齿圈S2-8和右太阳轮S2-5之间，同时与右齿轮式齿圈S2-8的内齿轮和右太阳轮S2-5的外齿轮啮合，安装于右太阳轮S2-5和右滑动轴承S2-7之间的右挡圈S2-6用于调整行星减速部分的轴向间隙，右齿轮式行星架S2-4内设置有右滚针轴承S2-3，并套装于转向轴S3上，右轴承S2-2套装于转向轴S3上，并安装于通过螺栓二S2-11紧固在箱体W上的右转向端盖S2-10内。
当控制锥齿轮T5无转向动力输入时，控制锥齿轮T5在左右两侧驱动反力控制下，处于力平衡状态，履带车辆直线行驶；当控制锥齿轮T5有转向动力输入时，转向轴主动齿轮S4将动力经花键传递给转向轴S3并带动其旋转，转向轴S3通过花键分别同时带动左太阳轮S1-5和右太阳轮S2-5旋转，进而左太阳轮S1-5带动左行星齿轮S1-9旋转，右太阳S2-5带动右行星齿轮S2-9旋转，外部控制装置通过控制锥齿轮T5同时对左侧转向双联齿轮R1-1和右侧转向双联齿轮R2-1进行锁定当左齿轮式齿圈S1-8受到左行星齿轮S1-9的作用力和右齿轮式齿圈S2-8受到右行星齿轮S2-9的作用力相同时具有自锁功能，此时左齿轮式行星架S1-4和右齿轮式行星架S2-4以相同的转速输出，左齿轮式行星架S1-4将动力传递驱动左外部驱动齿轮M，右齿轮式行星架S2-4将动力传递驱动右外部驱动齿轮N；当外部驱动装置通过控制主轴T3驱动控制锥齿轮T5旋转时，带动左侧转向双联齿轮R1-2和右侧转向双联齿轮R2-2做不同方向的旋转，从而带动左齿轮式齿圈S1-8和右齿轮式齿圈S2-8做不同方向的旋转，此时一边对行星传动部分进行减速，另一边对行星传动部分进行加速，在左齿轮式行星架S1-4和右齿轮式行星架S2-4产生输出速差，从而实现转向，控制主轴T3的正反转实现履带车辆的左右转向；在实现转向过程无动力中断，传动效率高，且转向控制采用间接控制，在保证转向控制特性的前提下，有效降低了转向行星传动部分的结构，消除了行星传动机构中的轴向力，且操作简便，易于驾驶，便于履带式拖拉机实现高精度方向盘转向。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.行星齿轮动力分流式转向机构，包括箱体，其特征在于，箱体上安装有中间动力传递部分、转向控制部分、转向行星传动部分、左外部驱动齿轮及右外部驱动齿轮，且箱体与变速箱连接，变速箱动力输出轴与转向行星传动部分连接，转向行星传动部分分别与左外部驱动齿轮和右外部驱动齿轮连接，转向控制部分通过中间动力传递部分与转向行星传动部分连接，以实现转向控制；具体连接结构如下：
中间动力传递部分中，中间控制轴两端分别安装有控制轴左端轴承和控制轴右端轴承，并通过左端盖与右端盖安装于箱体内，左侧滑动轴承和右侧滑动轴承分别套装在中间控制轴上，左侧转向双联齿轮通过左侧滑动轴承安装于中间控制轴上，右侧转向双联齿轮通过右侧滑动轴承安装于中间控制轴上，且左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮关于控制主轴对称，而左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮上的锥齿轮部分同时与控制锥齿轮啮合，左侧转向双联齿轮上的圆柱齿轮与左齿轮式齿圈的外部圆柱齿轮啮合，右侧转向双联齿轮上的圆柱齿轮与右齿轮式齿圈的外部圆柱齿轮啮合；此外，在左侧滑动轴承一侧设置有左侧套筒，右侧滑动轴承一侧设置有右侧套筒；
转向控制部分中包括轴承三 ，控制端盖关于转向轴主动齿轮对称，并安装于箱体上，控制主轴套装于轴承三内，控制主轴关于转向轴主动齿轮对称并安装于控制端盖内，控制锥齿轮套装于控制主轴上；
转向行星传动部分中，转向轴上设置有结构相同的左转向行星控制部分和右转向行星控制部分，且这两个转向行星控制部分关于转向轴主动齿轮对称，转向轴主动齿轮两侧分别过渡套装有左滑动轴承和右滑动轴承，左齿轮式齿圈套装在左滑动轴承上滑动空转，右齿轮式齿圈套装在右滑动轴承上滑动空转，左太阳轮和右太阳轮分别套装在转向轴外部设置的花键上，而左行星齿轮设置在左齿轮式齿圈与左太阳轮之间，右行星齿轮设置在右齿轮式齿圈与右太阳轮之间，左挡圈安装在左太阳轮和左滑动轴承之间，右挡圈安装在右太阳轮和右滑动轴承之间；此外，左行星齿轮通过左行星齿轮支撑组件周向均布安装于左齿轮式行星架上，同时左行星齿轮与左齿轮式齿圈的内齿轮、左太阳轮的外齿轮啮合；右行星齿轮通过右行星齿轮支撑组件周向均布 安装于右齿轮式行星架上，同时右行星齿轮与右齿轮式齿圈的内齿轮、右太阳轮的外齿轮啮合；
左外部驱动齿轮与右外部驱动齿轮关于转向轴主动齿轮对称，且左齿轮式行星架与左外部驱动齿轮啮合，右齿轮式行星架与右外部驱动齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，左侧转向双联齿轮中部设置有左油孔。
3.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，右侧转向双联齿轮中部设置有右油孔。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，中间控制轴的左端盖通过左端盖紧固螺栓紧固安装于箱体上，其右端盖通过右端盖紧固螺栓紧固安装于箱体上。
5.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，转向轴上还套装有左轴承与右轴承，且左轴承安装在紧固于箱体上的左转向端盖内，右轴承安装在紧固于箱体上的右转向端盖内。
6.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，左行星齿轮支撑组件包括组件动力轴、组件滑动轴承及组件挡圈，组件动力轴一端过盈安装于左齿轮式行星架内，另一端过盈套装有组件挡圈，组件挡圈用于限制左行星齿轮的轴向窜动 ，组件滑动轴承过盈套装于左行星齿轮内，左行星齿轮通过组件滑动轴承套装于组件动力轴上滑动旋转。
7.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，左太阳轮和左滑动轴承之间安装有左挡圈。
8.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，右太阳轮和右滑动轴承之间安装有右挡圈。
9.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，左齿轮式行星架内设置有左滚针轴承，右齿轮式行星架内设置有右滚针轴承，且左滚针轴承与右滚针轴承分别套装于转向轴上。
10.根据权利要求1所述的行星齿轮动力分流式转向机构，其特征在于，转向轴主动齿轮将动力经花键传递给转向轴并带动其旋转，转向轴通过花键分别带动左太阳轮和右太阳轮旋转，进而带动左行星齿轮和右行星齿轮旋转， 外部控制装置通过控制锥齿轮同时对左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮进行锁定，此时左齿轮式行星架和右齿轮式行星架以相同的转速输出，左齿轮式行星架将动力传递驱动左外部驱动齿轮，右齿轮式行星架将动力传递驱动右外部驱动齿轮；当外部驱动装置通过控制主轴驱动控制锥齿轮旋转时，带动左侧转向双联齿轮和右侧转向双联齿轮做不同方向的旋转，从而带动左齿轮式齿圈和右齿轮式齿圈做不同方向的旋转，此时在左齿轮式行星架和右齿轮式行星架间产生输出速差，以实现履带车辆的左转向或右转向。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150520 Termination date: 20170725 |