CN106818061B - 液控比例转向方法 - Google Patents
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Abstract
液控比例转向方法，采用液控比例转向装置实施液控比例转向，当履带式收割机需要转向时，液控比例转向装置的静液压无级变速机构正向转动，从而带动行星齿轮传动机构外齿圈等速反向旋转，由于静液压无级变速机构驱动，破坏了两侧齿圈的力平衡，两侧齿圈在静液压无级变速机构的作用下等速反向旋转，在此旋转速度与太阳轮输入速度合成后，使得左行星架轴与右行星架轴输出不相等转速，进而实现向一侧转向；同理，当静液压无级变速机构反向转动时，履带式收割机向另一侧转向；通过静液压无级变速机构调节行星齿轮传动机构外齿圈的转速，使履带式收割机转向角速与静液压无级变速机构调速幅度成一定比例关系，从而提高履带装备的转向精准性和操作稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及履带式收割机动力转向技术领域，尤其涉及一种液控比例转向方法。
背景技术
水稻由于生长全程中需水量特别大，稻田长期蓄水，导致稻田土质松软，承载能力差，轮式作业机械下田后易下沉打滑，不适合水田作业；履带式作业机械由于接地面积大，单位接地压力小，田间作业时下陷小，对稻田破坏小，稻田适应性强。然而现有履带式收割机通常采用牙嵌入式离合器转向，转向时通过分离或制动转向侧动力，当大角度转向（如田头掉头等工况）时，由于转向内侧履带停止运动，履带式收割机围绕内侧履带中心旋转，导致转向周围淤泥堆积，破坏农田，同时，由于转向时有一侧履带失去动力，转向效率低。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种液控比例转向方法，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：
液控比例转向方法，采用液控比例转向装置实施液控比例转向，当履带式收割机需要转向时，液控比例转向装置的静液压无级变速机构正向转动，静液压无级变速机构输出齿轮驱动中间轴转向齿轮转动，中间轴转向齿轮驱动中间轴转动，中间轴驱动转向轴从动齿轮转动，转向轴从动齿轮驱动转向轴转动，转向轴驱动转向轴左侧齿轮和转向轴右侧齿轮转动，转向轴左侧齿轮驱动左齿圈转动，转向轴右侧齿轮驱动右转向惰轮齿轮转动，右转向惰轮齿轮驱动右齿圈转动；由于转向轴左侧齿轮驱动左齿圈转动，而转向轴右侧齿轮通过右转向惰轮齿轮驱动右齿圈转动，使得左右两侧齿圈等速反方向旋转，直线行驶时两侧齿圈被转向机构锁止，由于静液压无级变速机构驱动，破坏了两侧齿圈的力平衡，两侧齿圈在静液压无级变速机构的作用下等速反向旋转，在此旋转速度与太阳轮输入速度合成后，使得左行星架轴与右行星架轴输出不相等转速，从而促使驱动轮两端输出不同转速，进而实现向一侧转向；同理，当静液压无级变速机构反向转动时，履带式收割机向另一侧转向；通过静液压无级变速机构调节行星齿轮传动机构外齿圈的转速，使履带式收割机转向角速与静液压无级变速机构调速幅度成一定比例关系，从而提高履带装备的转向精准性和操作稳定性；
所述液控比例转向装置包括安装在箱体内的中间传动机构、行星齿轮传动机构、转向传动机构与安装在箱体外的静液压无级变速机构，且静液压无级变速机构与中间传动机构连接，中间传动机构分别与转向传动机构、行星齿轮传动机构连接，各机构具体结构如下：
中间传动机构中，中间轴两端分别安装在箱体上，中间轴传动齿轮、中间轴转向齿轮分别套装在中间轴上；
行星齿轮传动机构中，太阳轮轴一端内侧空套有左行星架轴，外侧加工有左太阳轮并通过法兰轴承伸出左齿圈支撑架安装在左外端盖内，太阳轮轴另一端内侧空套有右行星架轴，外侧加工有右太阳轮并通过法兰轴承伸出右齿圈支撑架安装在右外端盖内， 与中间轴传动齿轮啮合的太阳轮轴从动齿轮套装在太阳轮轴上；左行星架轴一端安装有左行星架轴主动齿轮，另一端设置有与左太阳轮啮合的左行星轮，左行星轮通过左行星轮支撑销安装在左行星架支架上，左行星轮围绕左行星轮支撑销旋转，同时左齿圈内齿与左行星轮啮合传动，左齿圈一侧安装在左内端盖上，另一侧紧固在左齿圈支撑架上，左内端盖、左外端盖分别安装在箱体上；右行星架轴一端安装有右行星架轴主动齿轮，另一端设置有与右太阳轮啮合的右行星轮，右行星轮通过行星轮支撑销安装在右行星架支架上，右行星轮围绕右行星轮支撑销旋转，同时右齿圈内齿与右行星轮啮合传动，右齿圈外齿与右转向惰轮齿轮啮合；右齿圈一侧安装在右内端盖上，另一侧紧固在右齿圈支撑架上，右内端盖、右外端盖分别安装在箱体上；
静液压无级变速机构紧固安装在箱体上，且静液压无级变速机构上设置有静液压无级变速机构输入轴与静液压无级变速机构输出轴，与中间轴转向齿轮啮合的静液压无级变速机构输出齿轮套装在静液压无级变速机构输出轴上，通过静液压无级变速机构输入轴驱动静液压无级变速机构，静液压无级变速机构输出轴用于驱动转向传动机构；
转向传动机构中，转向轴一端安装在转向轴上端盖内，另一端穿过法兰轴承套装有转向轴右侧齿轮，法兰轴承安装在箱体上；转向轴上依次套装有与左齿圈在空间上啮合的转向轴左侧齿轮、与中间轴转向齿轮啮合的转向轴从动齿轮；右转向惰轮齿轮一端通过法兰轴承安装在箱体上，另一端安装在转向轴下端盖内，转向轴上端盖与转向轴下端盖安装在箱体上，且右转向惰轮齿轮与转向轴右侧齿轮啮合。
在本发明中，中间轴转向齿轮通过中间轴转向齿轮轴套空套在中间轴上。在本发明中，中间轴转向齿轮两侧分别设置有滑动轴承套。
在本发明中，中间轴上设置有用于对中间轴转向齿轮进行限位的卡环。
在本发明中，右行星架轴通过右滚针轴承安装在太阳轮轴一端，左行星架轴通过左滚针轴承安装在太阳轮轴另一端。
在本发明中，左行星轮内设置有用于支撑左行星轮围绕左行星轮支撑销旋转的左行星轮轴套，同时在左行星架轴主动齿轮一侧设置有挡圈，另一侧设置有卡环。
在本发明中，右行星轮内设置有用于支撑右行星轮围绕右行星轮支撑销旋转的右行星轮轴套，同时在右行星架轴主动齿轮一侧设置有挡圈，另一侧设置有卡环。
有益效果：本发明采用液控比例转向装置实施液控比例转向，液控比例转向装置通过静液压无级变速机构与行星齿轮传动机构组合，在履带式收割机转向时不中断履带驱动力，并能使得转向角速度与静液压无级变速机构的输出转速具有一定的比例关系，转向方向与角速度控制由静液压无级变速机构的转向与转速决定，转向精度准确，转向效率高，有利于降低履带式收割机转向淤泥堆积，提高稻田平整度。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例中的比例转向系统动力传递示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的转向系统动力传递示意图。
图3为图2中A-A处剖视图。
图4为本发明的较佳实施例中的行星齿轮传动动力传递示意图。
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4的液控比例转向方法，采用液控比例转向装置实施液控比例转向，当履带式收割机需要转向时，液控比例转向装置的静液压无级变速机构H正向转动，静液压无级变速机构输出齿轮H3驱动中间轴转向齿轮F7转动，中间轴转向齿轮F7驱动中间轴F4转动，中间轴F4驱动转向轴从动齿轮K6转动，转向轴从动齿轮K6驱动转向轴K5转动，转向轴K5驱动转向轴左侧齿轮K4和转向轴右侧齿轮K10转动，转向轴左侧齿轮K4驱动左齿圈G39转动，转向轴右侧齿轮K10驱动右转向惰轮齿轮K16转动，右转向惰轮齿轮K16驱动右齿圈G6转动；由于转向轴左侧齿轮K4驱动左齿圈G39转动，而转向轴右侧齿轮K10通过右转向惰轮齿轮K16驱动右齿圈G6转动，使得左右两侧齿圈等速反方向旋转，直线行驶时两侧齿圈被转向机构锁止，由于静液压无级变速机构H驱动，破坏了两侧齿圈的力平衡，两侧齿圈在静液压无级变速机构H的作用下等速反向旋转，在此旋转速度与太阳轮输入速度合成后，使得左行星架轴G45与右行星架轴G1输出不相等转速，从而促使驱动轮两端输出不同转速，进而实现向一侧转向；同理，挡静液压无级变速机构H反向转动时，履带装备向另一侧转向；通过静液压无级变速机构H调节行星齿轮传动机构外齿圈的转速，使履带式收割机转向角速与静液压无级变速机构H调速幅度成一定比例关系，从而提高履带装备的转向精准性和操作稳定性，静液压无级变速机构H可由转向盘或转向拉杆操作；
所述液控比例转向装置包括箱体、中间传动机构F、行星齿轮传动机构G、静液压无级变速机构H与转向传动机构K，中间传动机构F、行星齿轮传动机构G及转向传动机构K安装在箱体内，静液压无级变速机构H安装在箱体外，且静液压无级变速机构H与中间传动机构F连接，中间传动机构F分别与转向传动机构K、行星齿轮传动机构G连接，各机构具体结构如下：
中间传动机构F包括螺栓F13、上传动端盖、下传动端盖F12、深沟球轴承F11、中间轴F4、中间轴传动齿轮F5、滑动轴承套（F6、F8）、中间轴转向齿轮F7、中间轴转向齿轮轴套F9、卡环F10及端盖挡板F14；中间轴F4一端通过深沟球轴承安装在上传动端盖内，另一端通过深沟球轴承F11安装在下传动端盖F12内，上传动端盖通过螺栓、下传动端盖F12通过螺栓F13安装在箱体上，中间轴传动齿轮F5、中间轴转向齿轮F7套装在中间轴F4上，中间轴转向齿轮F7通过中间轴转向齿轮轴套F9套装在中间轴F4上，并在中间轴转向齿轮F7两侧设置有滑动轴承套（F6、F8），卡环F10设置在中间轴F4上，用于对中间轴转向齿轮F7进行限位，下传动端盖F12上安装有端盖挡板F14；
行星齿轮传动机构G包括右行星架轴G1、卡环（G2、G44）、右行星架轴主动齿轮G3、挡圈（G4、G42）、右内端盖G5、左内端盖G41、右齿圈G6、右滚针轴承G7、右齿圈支撑架G8、螺栓（G9、G12、G20、G33、G36、G40）、右太阳轮G10、右外端盖G11、左外端盖G35、深沟球轴承（G13、G19、G21、G25、G26、G32）、法兰轴承（G14、G31）、右行星架支架G15、右行星轮G16、右行星轮轴套G17、右行星轮支撑销G18、太阳轮轴G22、太阳轮轴从动齿轮G23、卡环G24、左行星轮支撑销G27、左行星轮轴套G28、左行星轮G29、左行星架支架G30、左太阳轮G34、左齿圈支撑架G37、左滚针轴承G38、左齿圈G39、左行星架轴主动齿轮G43及左行星架轴G45；
右行星架轴G1内侧通过右滚针轴承G7套装在太阳轮轴G22一端，外侧通过轴承G21套装在右内端盖G5上，左行星架轴G45内侧通过左滚针轴承G38套装在太阳轮轴G22另一端，外侧通过轴承G25套装在左内端盖G41上，与中间轴传动齿轮F5啮合的太阳轮轴从动齿轮G23套装在太阳轮轴G22上，太阳轮轴从动齿轮G23一侧设置有卡环G24；
太阳轮轴G22的一端加工有右太阳轮G10并通过法兰轴承G14伸出右齿圈支撑架G8安装在右外端盖G11内，右外端盖G11内安装有深沟球轴承G13，右行星轮G16与右太阳轮G10啮合，右行星轮支撑销G18通过右行星轮轴套G17支撑右行星轮G16，并能围绕右行星轮支撑销G18旋转，右行星轮G16安装在右行星架支架G15上，右齿圈G6内齿与右行星轮G16啮合，右齿圈G6外齿与右转向惰轮齿轮K16啮合，同时右齿圈G6一侧通过深沟球轴承G19安装在右内端盖G5上，另一侧通过螺栓G9紧固在右齿圈支撑架G8上，右内端盖G5通过螺栓G20安装在箱体51上，右内端盖G5内安装有深沟球轴承G21；右行星架轴主动齿轮G3套装在右行星架轴G1上，同时在右行星架轴主动齿轮G3一侧设置有挡圈G4，另一侧设置有卡环G2；
太阳轮轴G22的另一端加工有左太阳轮G34并通过法兰轴承G31伸出左齿圈支撑架G37安装在左外端盖G35内，左外端盖G35安装有深沟球轴承G32，左行星轮G29与左太阳轮G34啮合，左行星轮G29通过左行星轮轴套G28支撑左行星轮支撑销G27，并能围绕左行星轮支撑销G27旋转，左行星轮G29安装在左行星架支架G30上，左齿圈G39内齿与左行星轮G29啮合传动，且左齿圈G39端通过深沟球轴承G26安装在左内端盖G41上，另一端通过螺栓G36紧固在左齿圈支撑架G37上，左内端盖G41通过螺栓G40安装在箱体51上，左内端盖G41内安装有深沟球轴承G25；左行星架轴主动齿轮G43套装在左行星架轴G45上，同时在左行星架轴主动齿轮G43一侧设置有挡圈G42，另一侧设置有卡环G44；
静液压无级变速机构H包括静液压无级变速机构输入轴H1、静液压无级变速机构输出轴H2、静液压无级变速机构输出齿轮H3、卡环H4及静液压无级变速H5；静液压无级变速机构H通过螺钉紧固安装在箱体51上，且静液压无级变速H5上设置有静液压无级变速机构输入轴H1、静液压无级变速机构输出轴H2，与中间轴转向齿轮F7啮合的静液压无级变速机构输出齿轮H3套装在静液压无级变速机构输出轴H2上，并在静液压无级变速机构输出齿轮H3一侧设置有卡环H4；静液压无级变速机构输入轴H1用于将外部动力传递给静液压无级变速H5，静液压无级变速机构输出轴H2用于将静液压无级变速H5的动力输出；
转向传动机构K包括螺栓（K1、K13）、转向轴上端盖K2、转向轴下端盖K14、深沟球轴承（K3、K15）、转向轴左侧齿轮K4、转向轴K5、转向轴从动齿轮K6、卡环（K7、K11）、法兰轴承（K8、K17）、挡圈K9、转向轴右侧齿轮K10、端盖挡板K12及右转向惰轮齿轮K16；转向轴K5一端通过深沟球轴承K3安装在转向轴上端盖K2内，另一端穿过法兰轴承K8套装有转向轴右侧齿轮K10，法兰轴承K8安装在箱体上，与左齿圈G39在空间上啮合的转向轴左侧齿轮K4、与中间轴转向齿轮F7啮合的转向轴从动齿轮K6依次套装在转向轴K5上，并在转向轴从动齿轮K6一侧设置有卡环K7；右转向惰轮齿轮K16一端通过法兰轴承K17安装在箱体51上，另一端通过深沟球轴承K15安装在转向轴下端盖K14内，转向轴上端盖K2通过螺栓K1、转向轴下端盖K14通过螺栓K13安装在箱体51上，且右转向惰轮齿轮K16与转向轴右侧齿轮K10啮合；
K0表示此两个齿轮在空间上啮合。
直线驱动原理
太阳轮轴从动齿轮G23将动力传递至太阳轮轴G22，动力而后一分为二分别传递至左太阳轮G34和右太阳轮G10，其中，左太阳轮G34驱动左行星轮G29，由于左齿圈G39被转向传动机构锁止（两侧齿圈被转向轴K5上大小相等、方向相反的力锁止），左齿圈G39不能旋转，根据行星齿轮传动原理，左行星架轴G45被左太阳轮G34驱动，动力传递至左行星架轴G45，在传递至左行星架轴主动齿轮G43；同理，右太阳轮G10驱动右行星架轴G1旋转，进而驱动右行星架轴主动齿轮G3，由于在无转向动力输入时，左齿圈G39与右齿圈G6被锁止，两侧动力等速输出，履带式收割机直线行驶。
转向动力传递路线：离合器→变速器输入轴→静液压无级变速机构输入轴H1→静液压无级变速机构输出轴H2→静液压无级变速机构输出齿轮H3→中间轴转向齿轮F7→转向轴从动齿轮K6，而后动力一分为二，
1路：转向轴左侧齿轮K4→左齿圈G39→左行星架轴G45→左行星架轴主动齿轮G43；
2路：转向轴右侧齿轮K10→右转向惰轮齿轮K16→右齿圈G6→右行星架轴G1→左行星架轴主动齿轮G3。
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 (9)
1.液控比例转向方法，其特征在于，采用液控比例转向装置实施液控比例转向，当履带式收割机需要转向时，液控比例转向装置的静液压无级变速机构正向转动，静液压无级变速机构输出齿轮驱动中间轴转向齿轮转动，中间轴转向齿轮驱动中间轴转动，中间轴驱动转向轴从动齿轮转动，转向轴从动齿轮驱动转向轴转动，转向轴驱动转向轴左侧齿轮和转向轴右侧齿轮转动，转向轴左侧齿轮驱动左齿圈转动，转向轴右侧齿轮驱动右转向惰轮齿轮转动，右转向惰轮齿轮驱动右齿圈转动；由于转向轴左侧齿轮驱动左齿圈转动，而转向轴右侧齿轮通过右转向惰轮齿轮驱动右齿圈转动，使得左右两侧齿圈等速反方向旋转，直线行驶时两侧齿圈被转向机构锁止，由于静液压无级变速机构驱动，破坏了两侧齿圈的力平衡，两侧齿圈在静液压无级变速机构的作用下等速反向旋转，在此旋转速度与太阳轮输入速度合成后，使得左行星架轴与右行星架轴输出不相等转速，从而促使驱动轮两端输出不同转速，进而实现向一侧转向；同理，当静液压无级变速机构反向转动时，履带式收割机向另一侧转向；通过静液压无级变速机构调节行星齿轮传动机构外齿圈的转速，使履带式收割机转向角速与静液压无级变速机构调速幅度成一定比例关系，从而提高履带装备的转向精准性和操作稳定性；
所述液控比例转向装置包括安装在箱体内的中间传动机构、行星齿轮传动机构、转向传动机构与安装在箱体外的静液压无级变速机构，且静液压无级变速机构与中间传动机构连接，中间传动机构分别与转向传动机构、行星齿轮传动机构连接，各机构具体结构如下：
中间传动机构中，中间轴两端分别安装在箱体上，中间轴传动齿轮、中间轴转向齿轮分别套装在中间轴上；
行星齿轮传动机构中，太阳轮轴一端内侧空套有左行星架轴，外侧加工有左太阳轮并通过法兰轴承伸出左齿圈支撑架安装在左外端盖内，太阳轮轴另一端内侧空套有右行星架轴，外侧加工有右太阳轮并通过法兰轴承伸出右齿圈支撑架安装在右外端盖内，与中间轴传动齿轮啮合的太阳轮轴从动齿轮套装在太阳轮轴上；左行星架轴一端安装有左行星架轴主动齿轮，另一端设置有与左太阳轮啮合的左行星轮，左行星轮通过左行星轮支撑销安装在左行星架支架上，左行星轮围绕左行星轮支撑销旋转，同时左齿圈内齿与左行星轮啮合传动，左齿圈一侧安装在左内端盖上，另一侧紧固在左齿圈支撑架上，左内端盖、左外端盖分别安装在箱体上；右行星架轴一端安装有右行星架轴主动齿轮，另一端设置有与右太阳轮啮合的右行星轮，右行星轮通过行星轮支撑销安装在右行星架支架上，右行星轮围绕右行星轮支撑销旋转，同时右齿圈内齿与右行星轮啮合传动，右齿圈外齿与右转向惰轮齿轮啮合；右齿圈一侧安装在右内端盖上，另一侧紧固在右齿圈支撑架上，右内端盖、右外端盖分别安装在箱体上；
静液压无级变速机构紧固安装在箱体上，且静液压无级变速机构上设置有静液压无级变速机构输入轴与静液压无级变速机构输出轴，与中间轴转向齿轮啮合的静液压无级变速机构输出齿轮套装在静液压无级变速机构输出轴上，通过静液压无级变速机构输入轴驱动静液压无级变速机构，静液压无级变速机构输出轴用于驱动转向传动机构；
转向传动机构中，转向轴一端安装在转向轴上端盖内，另一端穿过法兰轴承套装有转向轴右侧齿轮，法兰轴承安装在箱体上；转向轴上依次套装有与左齿圈在空间上啮合的转向轴左侧齿轮、与中间轴转向齿轮啮合的转向轴从动齿轮；右转向惰轮齿轮一端通过法兰轴承安装在箱体上，另一端安装在转向轴下端盖内，转向轴上端盖与转向轴下端盖安装在箱体上，且右转向惰轮齿轮与转向轴右侧齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，中间轴转向齿轮通过中间轴转向齿轮轴套空套在中间轴上。
3.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，中间轴转向齿轮两侧分别设置有滑动轴承套。
4.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，中间轴上设置有用于对中间轴转向齿轮进行限位的卡环。
5.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，右行星架轴通过右滚针轴承安装在太阳轮轴一端，左行星架轴通过左滚针轴承安装在太阳轮轴另一端。
6.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，左行星轮内设置有用于支撑左行星轮围绕左行星轮支撑销旋转的左行星轮轴套。
7.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，左行星架轴主动齿轮一侧设置有挡圈，另一侧设置有卡环。
8.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，右行星轮内设置有用于支撑右行星轮围绕右行星轮支撑销旋转的右行星轮轴套。
9.根据权利要求1所述的液控比例转向方法，其特征在于，右行星架轴主动齿轮一侧设置有挡圈，另一侧设置有卡环。
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