CN106763532B - 一种行星轮减速器后桥装置 - Google Patents

Abstract

一种行星轮减速器后桥装置，包括箱体、安装在箱体上的后桥主轴和分别安装在后桥主轴两端的两组行星轮输出组件，行星轮输出组件包括可转动的安装于后桥主轴上的中心齿轮、固定安装在后桥主轴上的行星轮架以及可转动安装在箱体上的驱动轴，驱动轴上设有输出齿轮，行星轮架上安装有多个同时与中心齿轮和输出齿轮啮合的双行星轮组，双行星轮组的内行星轮与中心齿轮啮合，外行星轮与输出齿轮啮合，行星轮减速器后桥装置还包括用于控制两组行星轮输出组件的中心齿轮转速和转向的转向控制机构。其具有结构精简、装配要求低、空间尺寸小、传递扭矩大、转向灵活等优点。

Description

一种行星轮减速器后桥装置

技术领域

本发明涉及传动装置技术领域，具体涉及一种行星轮减速器后桥装置。

背景技术

目前，市场上的履带拖拉机变速箱一般不具备原地转向功能，履带式拖拉机变速箱通常采用液压泵马达与机械换挡一体的设计来实现大范围可调行驶速度，存在齿轮和轴的数量多，系统复杂，成本高，变速箱尺寸过大，故障率高、操作不方便，适应性不强等缺陷。并且，市场上的履带拖拉机变速箱后桥有的不具备原地转向功能，有的变速箱后桥虽然具有转向功能，但是其结构繁杂，安装精度高、难度大，使得变速箱不能避免的存在成本过高、后桥空间尺寸过大等缺点。此外，市场上的履带拖拉机变速箱换挡机构一般采用三根或三根以上的轴，才能实现多个前进挡和倒挡，其齿轮和轴的数量多，直接导致了变速系统复杂、成本高、总体尺寸大以及可靠性低等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构精简、装配要求低、空间尺寸小、传递扭矩大、转向灵活的行星轮减速器后桥装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种行星轮减速器后桥装置，包括箱体、可转动的安装在箱体上的后桥主轴和分别安装在后桥主轴两端的两组行星轮输出组件，所述行星轮输出组件包括可转动的安装于后桥主轴上的中心齿轮、固定安装在后桥主轴上的行星轮架以及可转动安装在箱体上的驱动轴，所述驱动轴上设有输出齿轮，所述行星轮架上安装有多个同时与中心齿轮和输出齿轮啮合的双行星轮组，所述双行星轮组包括内行星轮、外行星轮和可转动的安装于行星轮架上的行星轮轴，所述内行星轮和外行星轮分别固定安装行星轮轴的两端，所述内行星轮与中心齿轮啮合，所述外行星轮与输出齿轮啮合，所述行星轮减速器后桥装置还包括用于控制两组行星轮输出组件的中心齿轮转速和转向的转向控制机构。

上述的行星轮减速器后桥装置，优选的，所述转向控制机构包括转向主动锥齿轮和用于驱动转向主动锥齿轮的旋转驱动件，各行星轮输出组件的中心齿轮均固接有转向从动锥齿轮，两组行星轮输出组件的转向从动锥齿轮分设于转向主动锥齿轮的两侧且均与转向主动锥齿轮啮合。

上述的行星轮减速器后桥装置，优选的，所述箱体上对应各行星轮输出组件均安装有用于对驱动轴进行制动的制动装置，所述制动装置包括固设于箱体上的轴套，所述轴套套设于驱动轴外部，所述轴套内安装有由多片制动定片组成的定片组，多片制动定片沿驱动轴轴向方向滑动设置，所述驱动轴上对应任意相邻两片制动定片均安装有一片插设于所述相邻两片制动定片之间的制动动片，所述制动动片沿轴向滑设于驱动轴上，所述定片组一端的制动定片与轴套之间设有制动垫片，定片组另一端设有制动压块，所述制动装置还包括用于驱动制动压块与制动垫片配合压紧或松开定片组的制动驱动组件。

上述的行星轮减速器后桥装置，优选的，所述制动驱动组件包括制动齿轮、制动齿条和驱动制动齿条往复运动的伸缩驱动件，所述制动压块沿驱动轴轴向滑设于轴套上，所述制动齿轮套设于驱动轴上并可相对于驱动轴转动和沿驱动轴轴向滑动，所述制动齿轮与制动压块螺旋楔形齿配合连接，所述制动齿条与制动齿轮啮合，所述轴套上还设有阻止制动齿轮向远离定片组的方向滑动的阻挡部件。

上述的行星轮减速器后桥装置，优选的，所述后桥主轴上固定安装有动力输入齿轮。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的行星轮减速器后桥装置采用2K-H型中的WW型行星轮，相比于现有变速器所用齿轮和轴的数量更少，避免了采用外齿圈等大尺寸零件而造成装配难度大、占用空间大、重量高等问题，能够以小空间布置实现大传动比，并且多点啮合也增加了齿轮传递扭矩的能力和可靠性。其设置转向控制机构控制两组行星轮输出组件的中心齿轮转速和转向，使行星轮减速器后桥装置集功能多样化于一身，不但具有普通差速功能，且利用转向控制机构进行辅助，可实现直线行驶、原地转向、差速转向等多种转向形式，其转向灵活性高、适应能力强，对于农业机械作业的复杂环境有更好的适应性。在设置制动装置后还可分别对驱动轴进行制动，可用于配合单边制动转向，也可以用于停车制动。与同功能变速箱后桥相比，该行星轮减速器后桥装置具有结构精简、装配要求低、空间尺寸小、传递扭矩大等优点，可广泛应用于传动系统中。

附图说明

图1为行星轮减速器后桥装置的局部剖视图。

图2为两组行星轮输出组件安装在后桥主轴两侧的局部剖视图。

图3为制动装置的局部剖视图。

图4为制动驱动组件的示意图。

图例说明：

100、箱体；301、后桥主轴；302、中心齿轮；303、行星轮架；304、驱动轴；305、输出齿轮；306、内行星轮；307、外行星轮；308、行星轮轴；309、转向主动锥齿轮；310、制动装置；3101、轴套；3102、制动定片；3103、制动动片；3104、制动垫片；3105、制动压块；3106、制动齿轮；3107、制动齿条；3109、定位衬套；3110、滚动轴承；3111、内卡环；311、旋转驱动件；312、转向从动锥齿轮；602、动力输入齿轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的行星轮减速器后桥装置，包括箱体100、可转动的安装在箱体100上的后桥主轴301和分别安装在后桥主轴301两端的两组行星轮输出组件，各行星轮输出组件包括可转动的安装于后桥主轴301上的中心齿轮302、固定安装在后桥主轴301上的行星轮架303以及可转动安装在箱体100上的驱动轴304，驱动轴304上设有输出齿轮305，行星轮架303上安装有多个同时与中心齿轮302和输出齿轮305啮合的双行星轮组，双行星轮组包括内行星轮306、外行星轮307和可转动的安装于行星轮架303上的行星轮轴308，内行星轮306和外行星轮307分别固定安装行星轮轴308的两端，内行星轮306与中心齿轮302啮合，外行星轮307与输出齿轮305啮合，行星轮减速器后桥装置还包括用于控制两组行星轮输出组件的中心齿轮302转速和转向的转向控制机构。

本实施例中，转向控制机构包括转向主动锥齿轮309和用于驱动转向主动锥齿轮309的旋转驱动件311，各行星轮输出组件的中心齿轮302均固接有转向从动锥齿轮312，两组行星轮输出组件的中心齿轮302固接的转向从动锥齿轮312分设于转向主动锥齿轮309的两侧且均与转向主动锥齿轮309啮合。本实施例的旋转驱动件311具体采用液压马达，可以实现无极变速，液压马达通过螺栓固定安装在箱体100上，转向主动锥齿轮309通过花键与液压马达连接，转向主动锥齿轮309通过转向从动锥齿轮312配合时的轴向分力以及液压马达轴向定位。

本实施例中，后桥主轴301上安装有动力输入齿轮602，用于与外部齿轮啮合输入动力。动力输入齿轮602通过花键配合安装在后桥主轴301上，通过设于后桥主轴301上的轴承和挡圈轴向定位。

本实施例的中心齿轮302可转动的空套安装在后桥主轴301上，并通过设于后桥主轴301上的轴肩和轴用卡环轴向定位；行星轮架303通过花键配合安装在后桥主轴301上，并通过设于后桥主轴301上的轴肩和轴用卡环轴向定位；行星轮轴308通过两个轴承安装在行星轮架303上，可以自由转动，内行星轮306和外行星轮307分别通过花键配合安装在行星轮轴308上，并分别通过设于行星轮轴308上的轴肩和轴用卡环轴向定位。

本实施例中，箱体100上对应各行星轮输出组件均安装有用于对驱动轴304进行制动的制动装置310。

该行星轮减速器后桥装置可根据不同需要实现原地回转、单边制动和液压马达辅助转向三种转向形式，其灵活性高、适应能力强。原地回转转向时，控制不将动力传递至后桥主轴301，后桥主轴301不转动，直接由转向控制机构提供动力转向，此时旋转驱动件311带动转向主动锥齿轮309转动，使两组行星轮输出组件的转向从动锥齿轮312相对反向转动，进而带着两组行星轮输出组件的中心齿轮302也相对反向转动，两组行星轮输出组件的中心齿轮302驱使相应的双行星轮组转动，两组行星轮输出组件的双行星轮组再驱使两根驱动轴304转动，最终两根驱动轴304转动方向相反，且转速相等、扭矩大小相等，实现原地回转。

单边制动转向时，转弯半径取决于履带底盘履带的宽度，在驱动后桥主轴301的动力及转向控制机构的动力共同驱动下或者单一动力的驱动下，都可以采用单边制动转向。以单边制动右转为例，制动装置310对右边驱动轴304进行制动，将动力传递至后桥主轴301，后桥主轴301带动两组行星轮输出组件的行星轮架303转动，行星轮架303绕中心齿轮302公转，同时行星轮架303上的双行星轮组公转和自传，由于右边驱动轴304在制动状态下不转动，输出齿轮305也不转动，动力经右边双行星轮组、右边中心齿轮302、右边转向从动锥齿轮312、转向主动锥齿轮309、左边转向从动锥齿轮312、左边中心齿轮302、左边双行星轮组传递至左边驱动轴304，使左边驱动轴304以双倍功率转动，从而实现右转向。也即单边制动转向时，制动侧的驱动轴304被制动而不转动，制动侧的动力经行星轮输出组件和转向主动锥齿轮309传递至未制动侧。如果旋转驱动件311辅助右转，即增加转向时转向主动锥齿轮309的扭矩，其传动方式不变。

液压马达辅助转向时，转弯半径取决于行驶速度和液压马达转速的共同作用，是三种转向形式中转弯半径最大的。在动力输入到后桥主轴301驱动两组行星轮输出组件的行星轮架303同向等速转动的同时，旋转驱动件311驱动两组行星轮输出组件的中心齿轮302反向等速转动，此时两组行星轮输出组件的双行星轮组的转速不相等，驱使两侧驱动轴304的转速也不相等，从而实现转向。

本实施例的行星轮减速器后桥装置采用2K-H型中的WW型行星轮，相比于现有变速器所用齿轮和轴的数量更少，避免了采用外齿圈等大尺寸零件而造成装配难度大、占用空间大、重量高等问题，能够以小空间布置实现大传动比，并且多点啮合也增加了齿轮传递扭矩的能力和可靠性。其设置转向控制机构控制两组行星轮输出组件的中心齿轮302转速和转向，使行星轮减速器后桥装置集功能多样化于一身，不但具有普通差速功能，且利用转向控制机构进行辅助，可实现直线行驶、原地转向、差速转向等多种转向形式，其转向灵活性高、适应能力强，对于农业机械作业的复杂环境有更好的适应性。在设置制动装置310后还可分别对驱动轴304进行制动，可用于配合单边制动转向，也可以用于停车制动。与同功能变速箱后桥相比，该行星轮减速器后桥装置具有结构精简、装配要求低、空间尺寸小、传递扭矩大等优点，可广泛应用于传动系统中。

本实施例中，如图3和图4所示，制动装置310包括固设于箱体100上的轴套3101，轴套3101套设于驱动轴304外部，轴套3101内安装有由多片制动定片3102组成的定片组，多片制动定片3102沿驱动轴304轴向方向滑动设置，驱动轴304上对应任意相邻两片制动定片3102均安装有一片插设于该相邻两片制动定片3102之间的制动动片3103，制动动片3103沿轴向滑设于驱动轴304上，定片组一端的制动定片3102与轴套3101之间设有对定片组进行轴向限位和维修补偿所用的制动垫片3104，定片组另一端设有制动压块3105，制动装置310还包括用于驱动制动压块3105与制动垫片3104配合压紧或松开定片组的制动驱动组件。

本实施例中，制动驱动组件包括制动齿轮3106、制动齿条3107和驱动制动齿条3107往复运动的伸缩驱动件（图中未示出），制动压块3105沿驱动轴304轴向滑设于轴套3101上，制动齿轮3106套设于驱动轴304上并可相对于驱动轴304转动和沿驱动轴304轴向滑动，制动齿轮3106与制动压块3105螺旋楔形齿配合连接，制动齿条3107与制动齿轮3106啮合，轴套3101上还设有阻止制动齿轮3106向远离定片组的方向滑动的阻挡部件。

上述多片制动定片3102滑设在轴套3101内具体是，各制动定片3102以可相对于驱动轴304转动和沿驱动轴304滑动的形式套设于驱动轴304上，制动定片3102外沿设有外花键，轴套3101的内壁设有的内花键，各制动定片3102外花键与轴套3101的内花键沿驱动轴304轴向滑动配合，该种结构及方式利于保证制动定片3102滑动的稳定性。制动压块3105沿驱动轴304轴向滑设于轴套3101内具体是，制动压块3105套设于驱动轴304上并可相对于驱动轴304转动和沿驱动轴304滑动，在制动压块3105的外沿设有外花键，制动压块3105的外花键与轴套3101的内花键沿驱动轴304轴向滑动配合，该种结构及方式利于提高结构紧凑性和降低成本，并且方便加工和装配。上述多片制动动片3103沿轴向滑设于驱动轴304上具体是，驱动轴304上设有外花键，各制动动片3103设有套设于驱动轴304的外花键上并与驱动轴304的外花键沿驱动轴304轴向滑动配合的内花键，制动动片3103随驱动轴304一起转动，该种结构及方式利于保证制动动片3103滑动的稳定性。上述阻挡部件包括定位衬套3109、内卡环3111和安装在驱动轴304与轴套3101之间的滚动轴承3110，定位衬套3109位于制动齿轮3106和滚动轴承3110之间，且制动齿轮3106、定位衬套3109和滚动轴承3110依次紧贴，内卡环3111安装在轴套3101内且位于滚动轴承3110远离制动齿轮3106的一侧，使滚动轴承3110不能沿驱动轴304轴向向远离制动齿轮3106的方向移动，该种结构及方式利于提高结构紧凑性和降低成本，并且方便加工和装配。上述制动齿轮3106与制动压块3105螺旋楔形齿配合连接具体是通过设于制动齿轮3106上的螺旋楔形齿与设于制动压块3105上的反向螺旋楔形齿进行配合。上述伸缩驱动件可以采用现有技术中的伸缩气缸、伸缩油缸以及电机和液压马达与旋转直线转换机构的组合等。

伸缩驱动件驱动制动齿条3107往复直线运动时，制动齿条3107相应驱使制动齿轮3106正反转动，当制动齿轮3106正向转动时，制动压块3105不转动，制动齿轮3106与制动压块3105之间的螺旋楔形齿错位，制动齿轮3106与制动压块3105之间的间隙增大，又因为制动齿轮3106背靠定位衬套3109、滚动轴承3110和内卡环3111，内卡环3111卡于轴套3101内，制动齿轮3106不能沿驱动轴304轴向内卡环3111方向移动，所以推动制动压块3105向定片组移动，从而压缩轴套3101内的制动定片3102和制动动片3103的间隙，使定片组的多片制动定片3102相互靠近压紧制动动片3103，利用制动定片3102和制动动片3103之间相互贴合时的摩擦力实现制动；当制动齿条3107驱使制动齿轮3106反向转动时，制动齿轮3106与制动压块3105之间的楔形齿错位减小，制动齿轮3106与制动压块3105之间间隙减小，制动压块3105不再压缩轴套3101内的制动定片3102和制动动片3103，不产生制动作用。

本实施例制动装置310采用多片交错设置制动定片3102和制动动片3103配合对驱动轴304进行制动，能大大增大制动力，提高制动性能和可靠性，并且制动定片3102、制动动片3103、制动压块3105和制动垫片3104等制动部件均安装在轴套3101内，不会受到外部灰尘或飞溅的外物影响，能够避免外物进入而影响制动，延长了使用寿命。该制动装置310具有结构紧凑、占用空间小、制作装配难度和要求低、易于控制等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种行星轮减速器后桥装置，包括箱体（100）、可转动的安装在箱体（100）上的后桥主轴（301）和分别安装在后桥主轴（301）两端的两组行星轮输出组件，其特征在于：所述行星轮输出组件包括可转动的安装于后桥主轴（301）上的中心齿轮（302）、固定安装在后桥主轴（301）上的行星轮架（303）以及可转动安装在箱体（100）上的驱动轴（304），所述驱动轴（304）上设有输出齿轮（305），所述行星轮架（303）上安装有多个同时与中心齿轮（302）和输出齿轮（305）啮合的双行星轮组，所述双行星轮组包括内行星轮（306）、外行星轮（307）和可转动的安装于行星轮架（303）上的行星轮轴（308），所述内行星轮（306）和外行星轮（307）分别固定安装行星轮轴（308）的两端，所述内行星轮（306）与中心齿轮（302）啮合，所述外行星轮（307）与输出齿轮（305）啮合，所述行星轮减速器后桥装置还包括用于控制两组行星轮输出组件的中心齿轮（302）转速和转向的转向控制机构。

2.根据权利要求1所述的行星轮减速器后桥装置，其特征在于：所述转向控制机构包括转向主动锥齿轮（309）和用于驱动转向主动锥齿轮（309）的旋转驱动件（311），各行星轮输出组件的中心齿轮（302）均固接有转向从动锥齿轮（312），两组行星轮输出组件的转向从动锥齿轮（312）分设于转向主动锥齿轮（309）的两侧且均与转向主动锥齿轮（309）啮合。

3.根据权利要求1所述的行星轮减速器后桥装置，其特征在于：所述箱体（100）上对应各行星轮输出组件均安装有用于对驱动轴（304）进行制动的制动装置（310），所述制动装置（310）包括固设于箱体（100）上的轴套（3101），所述轴套（3101）套设于驱动轴（304）外部，所述轴套（3101）内安装有由多片制动定片（3102）组成的定片组，多片制动定片（3102）沿驱动轴（304）轴向方向滑动设置，所述驱动轴（304）上对应任意相邻两片制动定片（3102）均安装有一片插设于所述相邻两片制动定片（3102）之间的制动动片（3103），所述制动动片（3103）沿轴向滑设于驱动轴（304）上，所述定片组一端的制动定片（3102）与轴套（3101）之间设有制动垫片（3104），定片组另一端设有制动压块（3105），所述制动装置（310）还包括用于驱动制动压块（3105）与制动垫片（3104）配合压紧或松开定片组的制动驱动组件。

4.根据权利要求3所述的行星轮减速器后桥装置，其特征在于：所述制动驱动组件包括制动齿轮（3106）、制动齿条（3107）和驱动制动齿条（3107）往复运动的伸缩驱动件，所述制动压块（3105）沿驱动轴（304）轴向滑设于轴套（3101）上，所述制动齿轮（3106）套设于驱动轴（304）上并可相对于驱动轴（304）转动和沿驱动轴（304）轴向滑动，所述制动齿轮（3106）与制动压块（3105）螺旋楔形齿配合连接，所述制动齿条（3107）与制动齿轮（3106）啮合，所述轴套（3101）上还设有阻止制动齿轮（3106）向远离定片组的方向滑动的阻挡部件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的行星轮减速器后桥装置，其特征在于：所述后桥主轴（301）上固定安装有动力输入齿轮（602）。