CN105059389B - 一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置 - Google Patents

Abstract

一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其中，转向轴安装于箱体上，并在转向轴上套装有差速转向左侧齿轮与换向惰轮，换向惰轮下方套装有套筒，液压马达安装在转向轴与太阳轮式支撑轴之间；太阳轮式支撑轴一端套装在左履带驱动轴内，另一端套装在右履带驱动轴内，将动力输出以驱动左履带驱动机构与右履带驱动机构行走；太阳轮式支撑轴外端面加工加工有外齿，且在太阳轮式支撑轴中部套装有主减速从动齿轮，主减速从动齿轮一侧安装有右侧行星齿轮机构，另一侧安装有左侧行星齿轮机构，液压马达的马达驱动轴上安装有马达齿轮，马达齿轮与换向惰轮啮合；通过液压马达直接驱动差速式转向机构，有效克服现有履带车辆行驶侧偏阻力和田头转向壅泥等问题。

Description

一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置

技术领域

本发明涉及履带车辆驱动技术领域，尤其涉及一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置。

背景技术

由于履带车辆行驶系统的工作原理与两轮式农业机械的行驶工作原理类似，变速器通常集成了转向、差速、主减速、制动等一种或多种功能；但至少集成有转向功能，其转向功能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，具体实现过程是：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，其转向精度低，转向操控性差。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，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：

一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，包括差速转向左侧齿轮、转向轴、换向惰轮、液压马达、太阳轮式支撑轴、右侧行星齿轮机构、左侧行星齿轮机构、主减速从动齿轮及箱体；其中，转向轴安装于箱体上，并在转向轴上套装有差速转向左侧齿轮与换向惰轮，而换向惰轮下方的转向轴上套装有套筒，液压马达安装在转向轴与太阳轮式支撑轴之间的箱体上；太阳轮式支撑轴一端套装在左履带驱动轴内，另一端套装在右履带驱动轴内，用于将动力输出以驱动左履带驱动机构与右履带驱动机构行走；太阳轮式支撑轴外端面加工有用于起行星齿轮机构太阳轮作用的外齿，且在太阳轮式支撑轴中部套装有主减速从动齿轮，主减速从动齿轮一侧安装有右侧行星齿轮机构，另一侧安装有左侧行星齿轮机构，液压马达的马达驱动轴上安装有马达齿轮，马达齿轮与换向惰轮啮合。

在本发明中，转向轴两端分别通过深沟球轴承安装在换向端盖内，换向端盖通过螺栓紧固安装于箱体上。

在本发明中，太阳轮式支撑轴两端分别设置有滚针轴承，用于承接左履带驱动轴与右履带驱动轴动态旋转传递动力时的轴向分力。

在本发明中，左侧行星齿轮机构中，左行星齿轮套装在左行星齿轮支撑轴上，且沿左行星齿轮固定架在圆周上均分四组对称布置，左行星齿轮固定架通过滑动轴承套安装在太阳轮式支撑轴上，左行星架齿轮挂接在太阳轮式支撑轴、左履带驱动轴的外齿上，并通过换向惰轮与马达齿轮啮合。

在本发明中，右侧行星齿轮机构中，右行星齿轮套装在右行星齿轮支撑轴上，且沿右行星齿轮固定架在圆周上均分四组对称布置，右行星齿轮固定架通过滑动轴承套安装在太阳轮式支撑轴上，右行星架齿轮挂接在太阳轮式支撑轴、右履带驱动轴的外齿上，并与马达齿轮啮合。

在本发明中，主减速从动齿轮的内花键为齿形花键，与太阳轮式支撑轴外端面的外齿结合形成一对花键。

在本发明中，马达驱动轴两侧分别设置有卡环，用于对马达驱动轴进行限位。

在本发明中，左履带驱动轴与右履带驱动轴分别通过深沟球轴承安装在驱动端盖内，驱动端盖通过螺栓紧固安装于箱体上。

在本发明中，马达齿轮与差速转向左侧齿轮的模数、齿数相同。

在本发明中，当向左侧转向时，差速转向左侧齿轮与左行星齿轮啮合，当向右侧转向时，马达齿轮与左行星齿轮啮合；由于液压马达一端直接驱动右行星架齿轮，另一端通过换向惰轮换向后驱动左行星架齿轮，且马达齿轮与差速转向左侧齿轮的模数、齿数相同，故当液压马达驱动时，左行星架齿轮、右行星架齿轮转速相等，而方向相反，以组成由液压马达驱动的行星齿轮架差速式转向机构；

当行星齿轮架差速式转向机构等速锁止输出时，动力由主减速从动齿轮输入传输至太阳轮式支撑轴，太阳轮式支撑轴左端至左行星齿轮，由左行星齿轮传输至左履带驱动轴，太阳轮式支撑轴右端至右行星齿轮，右行星齿轮传输至右履带驱动轴；等速输出时，液压马达不工作，当液压马达不转动时，差速转向左侧齿轮和换向惰轮的作用力大小相等，方向相反，转向轴自锁，左行星架齿轮、右行星架齿轮固定，左行星齿轮在左行星齿轮支撑轴上自转，右行星齿轮在右行星齿轮支撑轴上自转，此时左履带驱动轴、右履带驱动轴等速输出；

当行星齿轮架差速式转向机构差速转向输出时，液压马达转动，左行星架齿轮、右行星架齿轮的输入方向相反，输出转速相等的动力，此动力与等速锁止输出产生复合运动，促使左行星齿轮既围绕左行星齿轮支撑轴自转也围绕太阳轮式支撑轴公转，右行星齿轮既围绕右行星齿轮支撑轴自转也围绕太阳轮式支撑轴公转，而其两侧公转的方向相同，既使得一侧的左履带驱动轴转速增加，而另一侧右履带驱动轴的转速降低，进而实现转向。

有益效果：本发明采用液压马达直接驱动右行星架齿轮，经换向惰轮换向后驱动左行星架齿轮，左行星架齿轮、右行星架齿轮转速相等，而方向相反；左右侧转向齿轮分别与左右侧行星架齿轮啮合，液压马达不转动时两侧转向齿轮上的作用力大小相等，方向相反，实现自锁，差速式转向机构不实现转向；当液压马达驱动转向齿轮运动时，由于两侧输出转速相等而方向相反，两侧驱动轴在行星齿轮动力传递与液压转向的复合作用下输出不等速转速，实现转向，此转向结构可通过调节液压马达转速实现精准转向、甚至田间原地调头，同时便于实现远程机电液一体化控制，有效克服现有履带车辆行驶侧偏阻力、田头转向壅泥等问题。

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U-U处剖视图。

图3为图1中V-V处剖视图。

图4为图1中W-W处剖视图。

图5为图1中Y-Y处剖视图。

图6为图1中Z-Z处剖视图。

图7为本发明的较佳实施例中的左侧行星齿轮机构结构示意图。

图8为本发明的较佳实施例中的右侧行星齿轮机构结构示意图。

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～图8的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，包括差速转向左侧齿轮D1、转向轴D2、换向惰轮D3、液压马达D4、马达驱动轴D5、马达齿轮D6、太阳轮式支撑轴D7、右侧行星齿轮机构D8、左侧行星齿轮机构D9、主减速从动齿轮D10、右行星齿轮支撑轴D81、右行星齿轮D82、右行星架齿轮D83、右行星齿轮固定架D84、左行星齿轮支撑轴D91、左行星齿轮D92、左行星架齿轮D93、左行星齿轮固定架D94及左履带驱动轴Q1、右履带驱动轴R1、换向端盖G1、卡环G2、推理轴承G4、螺栓G5、深沟球轴承G6、套筒G7、驱动端盖G8、滚针轴承G9及滑动轴承套G10；转向轴D2两端分别通过深沟球轴承G6安装在换向端盖G1内，换向端盖G1通过螺栓G5紧固安装于箱体X上，并在转向轴D2上套装有差速转向左侧齿轮D1与换向惰轮D3，而换向惰轮D3下方的转向轴D2上套装有套筒G7，液压马达D4安装在转向轴D2与太阳轮式支撑轴D7之间的箱体X上，太阳轮式支撑轴D7一端套装在左履带驱动轴Q1内，另一端套装在右履带驱动轴R1内，用于将动力输出以驱动左履带驱动机构Q与右履带驱动机构R行走，同时在太阳轮式支撑轴D7两端分别设置有滚针轴承G9，用于承接左履带驱动轴Q1与右履带驱动轴R1动态旋转传递动力时的轴向分力；太阳轮式支撑轴D7外端面加工有外齿，此外齿用于起着行星齿轮机构的太阳轮作用，其中部套装有主减速从动齿轮D10，主减速从动齿轮D10一侧设置有右侧行星齿轮机构D8，另一侧设置有左侧行星齿轮机构D9，液压马达D4的马达驱动轴D5上安装有马达齿轮D6，马达齿轮D6与换向惰轮D3啮合；

左侧行星齿轮机构D9中，左行星齿轮D92套装在左行星齿轮支撑轴D91上，且沿左行星齿轮固定架D94在圆周上均分四组对称布置，左行星齿轮固定架D94通过滑动轴承套G10安装在太阳轮式支撑轴D7上，左行星架齿轮D93挂接在太阳轮式支撑轴D7、左履带驱动轴Q1的外齿上，并通过换向惰轮D3与马达齿轮D6啮合；当向左侧转向时，差速转向左侧齿轮D1与左行星齿轮D92啮合，当向右侧转向时，马达齿轮D6与左行星齿轮D92啮合；

右侧行星齿轮机构D8中，右行星齿轮D82套装在右行星齿轮支撑轴D81上，且沿右行星齿轮固定架D84在圆周上均分四组对称布置，右行星齿轮固定架D84通过滑动轴承套G10安装在太阳轮式支撑轴D7上，右行星架齿轮D83挂接在太阳轮式支撑轴D7、右履带驱动轴R1的外齿上，并与马达齿轮D6啮合。

在本实施例中，主减速从动齿轮D10的内花键为齿形花键，与太阳轮式支撑轴D7外端面的外齿结合，形成一对花键。

在本实施例中，马达驱动轴D5两侧分别设置有卡环G2，用于对马达驱动轴D5限位。

在本实施例中，左履带驱动轴Q1与右履带驱动轴R1分别通过深沟球轴承G6安装在驱动端盖G8内，驱动端盖G8通过螺栓G5紧固安装于箱体X上。

在本实施例中，左侧行星齿轮机构D9与右侧行星齿轮机构D8互联：由于液压马达D4一端直接驱动右行星架齿轮D83，另一侧通过换向惰轮D3换向后驱动左行星架齿轮D93，且马达齿轮D6与差速转向左侧齿轮D1，模数相同，齿数相同，故当液压马达D4驱动时，左行星架齿轮D93、右行星架齿轮D83转速相等，而方向相反，以组成由液压马达D4驱动的行星齿轮架差速式转向机构；其工作原理：

1、驱动(等速锁止输出)：

动力由主减速从动齿轮D10输入传输至太阳轮式支撑轴D7，太阳轮式支撑轴D7左端至左行星齿轮D92，由左行星齿轮D92传输至左履带驱动轴Q1，太阳轮式支撑轴D7右端至右行星齿轮D82，右行星齿轮D82传输至右履带驱动轴R1；等速输出时，液压马达D4不工作，当液压马达D4不转动时，差速转向左侧齿轮D1和换向惰轮D3的作用力大小相等，方向相反，转向轴D2自锁，左行星架齿轮D93、右行星架齿轮D83固定，左行星齿轮D92在左行星齿轮支撑轴D91上自转，右行星齿轮D82在右行星齿轮支撑轴D81上自转，此时左履带驱动轴Q1、右履带驱动轴R1等速输出；

2、差速转向输出：

当液压马达D4转动时，左行星架齿轮D93、右行星架齿轮D83的输入方向相反，转速相等的动力；此动力与主减速从动齿轮D10驱动的动力产生复合运动，促使左行星齿轮D92既围绕左行星齿轮支撑轴D91自转也围绕太阳轮式支撑轴D7公转，右行星齿轮D82既围绕右行星齿轮支撑轴D81自转也围绕太阳轮式支撑轴D7公转，而其两侧公转的方向相同，既使得一侧的左履带驱动轴Q1转速增加，而另一侧右履带驱动轴R1的转速降低，进而实现转向。

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)

1.一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，包括差速转向左侧齿轮、转向轴、换向惰轮、液压马达、太阳轮式支撑轴、右侧行星齿轮机构、左侧行星齿轮机构、主减速从动齿轮及箱体；其特征在于，转向轴安装于箱体上，并在转向轴上套装有差速转向左侧齿轮与换向惰轮，而换向惰轮下方的转向轴上套装有套筒，液压马达安装在转向轴与太阳轮式支撑轴之间的箱体上；太阳轮式支撑轴一端套装在左履带驱动轴内，另一端套装在右履带驱动轴内，用于将动力输出以驱动左履带驱动机构与右履带驱动机构行走；太阳轮式支撑轴外端面加工有用于起行星齿轮机构太阳轮作用的外齿，且在太阳轮式支撑轴中部套装有主减速从动齿轮，主减速从动齿轮一侧安装有右侧行星齿轮机构，另一侧安装有左侧行星齿轮机构，液压马达的马达驱动轴上安装有马达齿轮，马达齿轮与换向惰轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，转向轴两端分别通过深沟球轴承安装在换向端盖内，换向端盖通过螺栓紧固安装于箱体上。

3.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，太阳轮式支撑轴两端分别设置有滚针轴承。

4.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，左侧行星齿轮机构中，左行星齿轮套装在左行星齿轮支撑轴上，且沿左行星齿轮固定架在圆周上均分四组对称布置，左行星齿轮固定架通过滑动轴承套安装在太阳轮式支撑轴上，左行星架齿轮挂接在太阳轮式支撑轴、左履带驱动轴的外齿上，并通过换向惰轮与马达齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，右侧行星齿轮机构中，右行星齿轮套装在右行星齿轮支撑轴上，且沿右行星齿轮固定架在圆周上均分四组对称布置，右行星齿轮固定架通过滑动轴承套安装在太阳轮式支撑轴上，右行星架齿轮挂接在太阳轮式支撑轴、右履带驱动轴的外齿上，并与马达齿轮啮合。

6.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，主减速从动齿轮的内花键为齿形花键，与太阳轮式支撑轴外端面的外齿结合形成一对花键。

7.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，马达驱动轴两侧分别设置有卡环。

8.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，左履带驱动轴与右履带驱动轴分别通过深沟球轴承安装在驱动端盖内，驱动端盖通过螺栓紧固安装于箱体上。

9.根据权利要求1所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，马达齿轮与差速转向左侧齿轮的模数、齿数相同。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种履带车辆用行星齿轮差速转向装置，其特征在于，当向左侧转向时，差速转向左侧齿轮与左行星齿轮啮合，当向右侧转向时，马达齿轮与左行星齿轮啮合；由于液压马达一端直接驱动右行星架齿轮，另一端通过换向惰轮换向后驱动左行星架齿轮，且马达齿轮与差速转向左侧齿轮的模数、齿数相同，故当液压马达驱动时，左行星架齿轮、右行星架齿轮转速相等，而方向相反，以组成由液压马达驱动的行星齿轮架差速式转向机构；

当行星齿轮架差速式转向机构等速锁止输出时，动力由主减速从动齿轮输入传输至太阳轮式支撑轴，太阳轮式支撑轴左端至左行星齿轮，由左行星齿轮传输至左履带驱动轴，太阳轮式支撑轴右端至右行星齿轮，右行星齿轮传输至右履带驱动轴；等速输出时，液压马达不工作，当液压马达不转动时，差速转向左侧齿轮和换向惰轮的作用力大小相等，方向相反，转向轴自锁，左行星架齿轮、右行星架齿轮固定，左行星齿轮在左行星齿轮支撑轴上自转，右行星齿轮在右行星齿轮支撑轴上自转，此时左履带驱动轴、右履带驱动轴等速输出；

当行星齿轮架差速式转向机构差速转向输出时，液压马达转动，左行星架齿轮、右行星架齿轮的输入方向相反，输出转速相等的动力，此动力与等速锁止输出产生复合运动，促使左行星齿轮既围绕左行星齿轮支撑轴自转也围绕太阳轮式支撑轴公转，右行星齿轮既围绕右行星齿轮支撑轴自转也围绕太阳轮式支撑轴公转，而其两侧公转的方向相同，既使得一侧的左履带驱动轴转速增加，而另一侧右履带驱动轴的转速降低，进而实现转向。