CN106347458B - 多轮组货车全轮自动转向机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆转向机构技术领域，尤其涉及一种多轮组货车全轮自动转向机构，包括安装在底框架前部的牵引轴系，牵引轴系驱动安装在底框架后部的变向机构，变向机构驱动安装在底框架的纵向轴线两侧的转向轴系，转向轴系联接并驱动转向轮组实现全轮转向。本发明结构简单，制造成本低，能够实现多轮组货车全轮转向，使内前轮与内后轮的转弯轨迹重合，消除内轮差，减小转弯阻力。

Description

多轮组货车全轮自动转向机构

技术领域

本发明涉及多轮组货车全轮自动转向机构，属于车辆转向机构技术领域。

背景技术

在目前的公路运输业中，多轮组货车成为大重量、大体积货物运输的首选，但多轮组货车的转向问题一直是一个难以解决的难题，多轮组货车尤其是半挂车等车体较长的货车，在转弯或者掉头时由于后承载车轮没有转向功能，车轮经常处于半旋转半滑动或纯滑动状态，造成货车转向极其困难，容易发生爆胎，存在极大安全隐患，同时内前轮与内后轮之间转弯轨迹不重合会形成内轮差，造成行驶盲区，对其他行人的生命安全造成严重威胁。现有的多轮组货车转向机构只能实现前部部分轮组转向，或采用液压系统来实现全轮转向，系统结构复杂，成本过高，不适合大多数民用货车，难以推广普及。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种多轮组货车全轮自动转向机构，其结构简单，制造成本低，能够实现多轮组货车全轮转向，使内前轮与内后轮的转弯轨迹重合，消除内轮差，减小转弯阻力。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种多轮组货车全轮自动转向机构，包括安装在底框架前部的牵引轴系，牵引轴系驱动安装在底框架后部的变向机构，变向机构驱动安装在底框架的纵向轴线两侧的转向轴系，转向轴系联接并驱动转向轮组实现全轮转向。

优选的，还可根据车身长度等实际需要在底框架中部增加安装固定轮组。

进一步的，所述的固定轮组包括直接固定连接在底框架下方的轮架，轮架上对称安装有两个减震器，两个减震器之间安装板簧，板簧与主轴中部铰接，主轴两端对称安装有一对或多对主承载轮，优选的，所述的减震器为减震气缸。

进一步的，所述的牵引轴系包括与货车拖头的驱动轮组相配合联接的轴及套装在轴上的链轮。

进一步的，所述的变向机构包括第一变向轴系及安装在其两侧的第二变向轴系、第三变向轴系，所述的变向轴系均包括轴及套装在轴上的齿轮及链轮。

进一步的，所述的转向轴系包括与转向轮组相配合连接的轴及套装在轴上的齿轮及链轮，所述的转向轮组包括轮架，轮架上对称安装有两个减震器，两个减震器之间安装板簧，板簧与主轴中部铰接，主轴两端对称安装有一对或多对主承载轮，所述的轮架的四个端部分别安装有副承载轮，副承载轮与安装于底框架下方的圆形滚道相配合，使转向轮组能够沿滚道转动，优选的，所述的轮架为“十”字形，其四个端部均安装有副承载轮，也可根据需要增加端部及承载轮的数量。

优选的，所述的齿轮均为非圆齿轮。

优选的，所述的链轮之间通过链条及拉杆联接形成链传动。

进一步的，所述的底框架上开有供链条穿过的通孔。

本发明的有益效果是：

本发明采用多组非圆齿轮副配合传动，满足各转向轮组不同瞬时传动比需求，各转向轮组转动不同的特定角度，使驱动轮组、固定轮组、转向轮组都绕同一个瞬时转向中心做圆周运动，从而使车轮轨迹重合，减小转弯半径，减少转弯时额外的轮胎磨耗和动力消耗，消除内轮差，提高行车安全。

转向轮组在圆周方向上围绕与转向轴系联接的轴转动，应用在挂车上，其转动角度可达85度，应用在单体车上，其转动角度可达65度，极大提升了货车的转向能力。

转向轮组与底框架之间通过设置副承载轮及滚道，可使转向轨迹固定，转向更加顺畅，同时可将压力分散均布于主承载轮上，提高转向轮组的稳定性。

每个转向轮组均为独立悬挂，每个转向轮组均可随路况抬高或降低，并且主承载轮通过主轴与板簧铰接，同一转向轮组的两个主承载轮也可根据路况倾斜一定角度，提高车轮的地面附着力，使整个货车的行驶稳定性及舒适性大幅提升，能够适应复杂路况，减少货车震动及倾斜。

附图说明

图1a是本发明前部的俯视图；

图1b是本发明后部的主视图；

图2a是本发明前部的主视图；

图2b是本发明后部的主视图；

图3是转向轮组的主视图；

图4是转向轮组的侧视图；

图5是板簧与主轴的安装结构示意图；

图6是轮架结构示意图；

图7是变向机构结构示意图；

图8是第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮的结构示意图；

图9是第一转向轴系结构示意图；

图10是第二转向轴系结构示意图；

图11是第三转向轴系及第四转向轴系结构示意图；

图12是第五转向轴系结构示意图；

图13是牵引轴系结构示意图；

图14是转向时驱动轮组、转向轮组、固定轮组的转向角度示意图；

图15是链轮、链条及拉杆安装配合结构示意图；

图16是长轴与轮架联接结构示意图；

图17是实施例2的前部结构示意图。

图中：1、底框架；2、变向机构；201、第一变向轴系；201a、第一齿轮；201b、第一链轮；202、第二变向轴系；202a、第二齿轮；202b、第二链轮；203、第三变向轴系；203a、第三齿轮；203b、第三链轮；3、转向轮组；301、第一转向轮组；302、第二转向轮组；303、第三转向轮组；304、第四转向轮组；305、第五转向轮组；4、转向轴系；401、第一转向轴系；401a、第四齿轮；401b、第四链轮；401c、第五齿轮；401d、第五链轮；402、第二转向轴系；402a、第六齿轮；402b、第六链轮；402c、第七齿轮；402d、第七链轮；403、第三转向轴系；403a、第九链轮；403b、第八链轮；404、第四转向轴系；404a、第十链轮；404b、第十一链轮；405、第五转向轴系；405a、第八齿轮；405b、第十二链轮；405c、第九齿轮；5、固定轮组；6、牵引轴系；6a、第十三链轮；7、驱动轮组；8、货车拖头；9、纵向轴线；10、轮架；11、减震器；12、板簧；13、主轴；14、主承载轮；15、副承载轮；16、滚道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1:

如图1至16所示，本发明所述的多轮组货车全轮自动转向机构，包括：

——位于货车车厢底部的底框架1

——安装在底框架1前部的牵引轴系6，所述的牵引轴系6包括与货车拖头8的驱动轮组7相联接的轴及套装在轴上的轴承、轴套及第十三链轮6a。

——安装于底框架1中部的固定轮组5，所述的固定轮组5包括直接固定安装在底框架1下方的“十”字形轮架10，轮架10上对称安装有两个减震器11，两个减震器11之间安装板簧12，板簧12与主轴13中部铰接，主轴13两端对称安装有一对或多对主承载轮14。

——安装在底框架1后部的变向机构2，所述的变向机构2包括第一变向轴系201及安装在其两侧的第二变向轴系202、第三变向轴系203，所述的第一变向轴系201包括轴及套装在轴上的轴承、轴套、第一齿轮201a及第一链轮201b，所述的第二变向轴系202包括轴及套装在轴上的轴承、轴套、第二齿轮202a及第二链轮202b，所述的第三变向轴系203包括轴及套装在轴上的轴承、轴套、第三齿轮203a及第三链轮203b，所述的第二齿轮202a和第三齿轮203a分别与第一齿轮201a啮合。

——通过转向轴系4安装于底框架1下方、且位于纵向轴线9两侧的五对十组转向轮组3；所述的转向轮组3包括“十”字形轮架10，轮架10上对称安装有两个减震器11，两个减震器11之间安装板簧12，板簧12与主轴13中部铰接，主轴13两端对称安装有一对或多对主承载轮14，轮架10的四个端部上均安装有副承载轮15，副承载轮15与安装于底框架1下方的圆形滚道16相配合，使转向轮组3能够沿滚道16转动。

为使描述更加清楚简要，以纵向轴线9一侧的转向轮组3及转向轴系4为例进行描述：由后向前依次为第一转向轮组301、第二转向轮组302、第三转向轮组303、第四转向轮组304、第五转向轮组305，与之依次相对应配合联接的转向轴系4由后向前依次为第一转向轴系401、第二转向轴系402、第三转向轴系403、第四转向轴系404、第五转向轴系405；

所述的第一转向轴系401包括：一根与第一转向轮组301的轮架10相联接的长轴及套装在长轴上的第四齿轮401a、第四链轮401b；一根短轴及套装在短轴上的第五齿轮401c、第五链轮401d；第四齿轮401a与第五齿轮401c相互啮合传动；

所述的第二转向轴系402包括一根与第二转向轮组302的轮架10相联接的长轴及套装在长轴上的第六齿轮402a、第六链轮402b；一根短轴及套装在短轴上的第七齿轮402c、第七链轮402d；第六齿轮402a与第七齿轮402c相互啮合传动；

所述的第三转向轴系403包括一根与第三转向轮组303的轮架10相联接的长轴及套装在长轴上的第九链轮403a、第八链轮403b；

所述的第四转向轴系404包括一根与第四转向轮组304的轮架10相联接的长轴及套装在长轴上的第十链轮404a、第十一链轮404b；

所述的第五转向轴系405包括一根与第五转向轮组305的轮架10相联接的短轴及套装在短轴上的第八齿轮405a、第十二链轮405b；一根短轴及套装在长轴上的第九齿轮405c；第八齿轮405a与第九齿轮405c相互啮合传动；

第十三链轮6a与第一链轮201b、第三链轮203b与第四链轮401b之间均通过链条及拉杆连接形成链传动；第五链轮401d与第六链轮402b、第七链轮402d与第八链轮403b、第九链轮403a与第十链轮404a、第十一链轮404b与第十二链轮405b之间均通过链条及拉杆形成交叉链传动，链条与拉杆之间采用销柱铰接，拉杆为可调拉杆，拉杆用于调节链条的张紧度，同时用于代替部分链条，减少链条下垂，提高传动的稳定性。

所述的底框架1上开有供链条或拉杆穿过的通孔。

所述的第一至第九齿轮为不完全非圆齿轮，所有齿轮的参数根据各转向轮组3所需的不同转向角度进行设计。

所述的轮架10与长轴通过键及轴端锁紧螺母联接。

本发明的工作过程如下所述：

货车拖头8转向时，驱动轮组7旋转并带动牵引轴系6旋转，第十三链轮6a转动并驱动变向机构2的第一链轮201b，并使第一齿轮201a转动，第一齿轮201a驱动第三齿轮203a使第三链轮203b转动，第三链轮203b驱动第四链轮401b使第四齿轮401a及第一转向轮组301转动，第四齿轮401a驱动第五齿轮401c使第五链轮401d转动，第五链轮401d驱动第六链轮402b，使第六齿轮402a及第二转向轮组302转动，第六齿轮402a驱动第七齿轮402c使第七链轮402d转动，第七链轮402d驱动第八链轮403b使第九链轮403a及第三转向轮组303转动，第九链轮403a驱动第十链轮404a使第十一链轮404b及第四转向轮组304转动，第十一链轮404b驱动第十二链轮405b使第八齿轮405a转动，第八齿轮405a驱动第九齿轮405c使第五转向轮组305转动，实现全部转向轮组3转动不同的特定角度；固定轮组5固定不动；从而使驱动轮组7、固定轮组5、转向轮组3都绕同一个瞬时转向中心做圆周运动，从而使车轮轨迹重合，减小转弯半径，减少转弯时额外的轮胎磨耗和动力消耗。

实施例2:

如图17所示，本实施例中变向机构2安装在底框架1前部，以缩短牵引轴系6与变向机构2之间的传动距离，增大传动的平稳性，减少能力损耗，提高传动效率。根据各转向轮组3所需的转动方向选择变向机构2与转向轴系4之间、转向轴系4之间的为正向链传动或交叉链传动。

其他同实施例1所述。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：包括安装在底框架(1)前部的牵引轴系(6)，牵引轴系(6)联接并驱动安装在底框架(1)上的变向机构(2)，变向机构(2)联接并驱动位于纵向轴线(9)两侧、安装在底框架(1)上的转向轴系(4)，转向轴系(4)联接并驱动转向轮组(3)实现全轮转向，所述的牵引轴系(6)包括与货车拖头(8)的驱动轮组(7)相联接的轴及套装在轴上的链轮，所述的变向机构(2)包括第一变向轴系(201)及安装在其两侧的第二变向轴系(202)、第三变向轴系(203)，所述的第一变向轴系(201)、第二变向轴系(202)、第三变向轴系(203)均包括轴及套装在轴上的齿轮及链轮，所述的转向轴系(4)包括与转向轮组(3)相配合连接的轴及套装在轴上的齿轮及链轮，所述的齿轮均为非圆齿轮。

2.根据权利要求1所述的多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：还包括安装在底框架(1)中部的固定轮组(5)。

3.根据权利要求2所述的多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：所述的固定轮组(5)包括固定安装在底框架(1)下方的轮架(10)，轮架(10)上对称安装有两个减震器(11)，两个减震器(11)之间安装板簧(12)，板簧(12)与主轴(13)中部铰接，主轴(13)两端对称安装有一对或多对主承载轮(14)。

4.根据权利要求1所述的多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：所述的转向轮组(3)包括轮架(10)，轮架(10)上对称安装有两个减震器(11)，两个减震器(11)之间安装板簧(12)，板簧(12)与主轴(13)中部铰接，主轴(13)两端对称安装有一对或多对主承载轮(14)，所述的轮架(10)的端部上安装有副承载轮(15)，副承载轮(15)与安装于底框架(1)下方的圆形滚道(16)相配合，使转向轮组(3)能够沿滚道(16)转动。

5.根据权利要求1所述的多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：所述的链轮之间通过链条及拉杆联接形成链传动。

6.根据权利要求1所述的多轮组货车全轮自动转向机构，其特征在于：所述的底框架(1)上开有供链条或拉杆穿过的通孔。