CN108442448A - 可实现复合运动的驱动型前桥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现复合运动的驱动型前桥，属于工程机械领域。包括前桥架，前桥架两端分别铰接有左倾斜架和右倾斜架，左倾斜架与左转向节铰接，右倾斜架与右转向节铰接，倾斜油缸一端与左倾斜架或右倾斜架连接，另一端与前桥架连接，左转向节和所述右转向节分别连接有轮边减速总成；前桥架上安装有输入减速总成，输入减速总成通过半轴总成与两端轮边减速总成连接。本发明是一种可实现摆动、倾斜及转向复合运动的驱动型前桥，可以大幅提高整机驱动力，而且具有成本低、控制简单的优点。

Description

可实现复合运动的驱动型前桥
技术领域
本发明属于一种工程机械部件，具体地说，尤其涉及一种可实现复合运动的驱动型前桥。
背景技术
平地机是典型的牵引式作业机械，平整作业时铲刀一般与整机前进方向呈一定角度以使铲刀前面的物料呈滚动状态，减小铲刀作业阻力；铲刀前面物料对整机有一定的侧向力，为消除部分侧向力、减少前桥轮胎的侧滑现象，一般操纵前桥的轮胎倾斜抵消部分侧滑力。在狭窄作业场地，通过前轮转向、前轮倾斜可进一步减小转弯半径。在斜坡作业或刮边沟等工况，前轮倾斜功能可使轮胎垂直水平面，增强作业稳定性，因此目前平地机前桥一般需要包含前轮转向、前轮倾斜和前桥摆动三种复合功能。目前大多数转向前桥仅有前轮转向和前桥摆动两种功能(如挖掘装载机用前桥)，但没有前轮倾斜功能，因为平地机作业功能需求前轮倾斜功能，因此无法直接应用此转向前桥。
同时，工作装置靠机器行走的牵引力推动，在现有技术中，大部分平地机采用后桥车轮驱动，前桥仅具备转向功能没有驱动牵引力。平地机最大牵引力仅由后桥车轮负荷与附着系数所决定，因平地机前桥负荷一般占整机重量的30％左右，所以平地机有30％左右牵引力没有得到发挥。针对此种情况平地机多数前桥没有驱动功能，而当需要前桥驱动时，通过在前桥两端增加双低速大扭矩马达(或马达+减速机)和整机中增加液压泵实现前桥驱动，提高整机牵引力，但此种成本相对较高且在直线行驶、差速、转向控制等方面比较复杂。
发明内容
本发明目的是提供一种具有前轮转向、前轮倾斜、前桥摆动和前桥驱动复合功能的可实现复合运动的驱动型前桥，以克服现有技术中现有转向驱动桥不具备前轮倾斜和前轮驱动功能的缺陷。
本发明是采用以下技术方案实现的：
本发明所述的可实现复合运动的驱动型前桥，包括前桥架，所述前桥架两端分别铰接有左倾斜架和右倾斜架，所述左倾斜架与左转向节铰接，所述右倾斜架与右转向节铰接，倾斜油缸一端与左倾斜架或右倾斜架连接，另一端与前桥架连接，所述左转向节和所述右转向节分别连接有轮边减速总成；所述的前桥架上安装有输入减速总成，所述输入减速总成通过半轴总成与两端轮边减速总成连接。
所述左倾斜架与右倾斜架通过倾斜拉杆连接。
所述左转向节通过转向拉杆与右转向节连接，左侧的转向油缸的一端与左转向节连接，另一端与前桥架连接，右侧的转向油缸的一端与右转向节连接，另一端与前桥架连接。
所述半轴总成包括差速器半轴、右十字轴、中间铰接叉、左十字轴和太阳轮半轴，所述右十字轴的一端与差速器半轴叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉铰接；所述左十字轴的一端与太阳轮半轴叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉铰接。
所述差速器半轴端穿过前桥架中的安装轴承Ⅰ和密封圈Ⅰ与输入减速总成连接，中间铰接叉穿过左倾斜架或右倾斜架中间圆孔部分，太阳轮半轴穿过左转向节或右转向节的安装轴承Ⅱ和密封圈Ⅱ与轮边减速总成的行星轮齿轮传动连接。
所述轮边减速总成中设有对太阳轮半轴轴向定位的挡圈及定位板。
所述左倾斜架和右倾斜架周圈加工有4个轴线共面的孔；上、下两端孔安装有滑动轴承Ⅲ、滑动轴承Ⅳ，通过销轴II与前桥架铰接；左、右两端孔安装有滑动轴承Ⅵ、滑动轴承Ⅴ，所述左倾斜架和右倾斜架分别通过销轴I与左转向节和右转向节铰接。
所述轮边减速总成的内齿圈架与左转向节或右转向节固定连接并对安装轴承Ⅲ轴向定位；所述行星架总成与轮边壳体及轴承安装座固定连接；所述轮边壳体及轴承安装座与左转向节或右转向节之间设有安装轴承Ⅲ与密封圈Ⅲ。
所述输入减速总成与前桥架固定连接，螺旋从动齿轮与差速器壳体固定连接；差速器总成通过固定板、圆螺母、安装轴承Ⅳ、端盖与输入减速总成的减速器壳体连接。
所述前桥架设有摆动销孔，摆动销孔内部和两端摆动销孔内部和两端分别设有滑动轴承Ⅰ、滑动轴承Ⅱ及防尘圈且通过摆动销轴与整机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是一种可实现摆动、倾斜及转向复合运动的驱动型前桥，相比目前平地机前桥普遍无驱动、不能利用前桥驱动力问题，可以大幅提高整机驱动力；相比目前无驱动前桥通过两端设有双低速大扭矩马达(或马达+减速机)实现全轮驱动，本发明成本低、控制简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的立体结构示意图；
图3是本发明与整机连接的结构示意图；
图4是本发明的局部剖面图一；
图5是本发明的左(右)倾斜架剖面图；
图6是本发明的局部剖面图二；
图7是本发明的输入减速总成的结构示意图；
图8是本发明的输入减速总成安装后的剖面图；
图中：1、轮边减速总成；2、左转向节；3、左倾斜架；4、倾斜油缸；5、倾斜拉杆；6、输入减速总成；7、右转向节；8、转向油缸；9、转向拉杆；10、半轴总成；11、前桥架；12、右倾斜架；201、差速器半轴；202、安装轴承Ⅰ；203、密封圈Ⅰ；204、右十字轴；205、中间铰接叉；206、左十字轴；207、挡圈及定位板；208、密封圈Ⅱ；209、安装轴承Ⅱ；210、太阳轮半轴；301、销轴I；302、滑动轴承Ⅵ；303、滑动轴承Ⅴ；304、滑动轴承Ⅲ；305、滑动轴承Ⅳ；306、销轴II；401、密封圈Ⅲ；402、安装轴承Ⅲ；403、轴承安装座；404、轮边壳体；405、内齿圈；406、内齿圈架；407、行星架总成；408、行星轮；601、端盖；602、安装轴承Ⅳ；603、减速器壳体；604、固定板；605、防松板；606、圆螺母；607、螺旋从动齿轮；608、差速器壳体；609、滑动轴承Ⅰ；610、滑动轴承Ⅱ；611、摆动销轴；612、差速器总成。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明所述的可实现复合运动的驱动型前桥，包括轮边减速总成1、左转向节2、左倾斜架3、倾斜油缸4、倾斜拉杆5、输入减速总成6、右转向节7、转向油缸8、转向拉杆9、半轴总成10、前桥架11、右倾斜架12。前桥架11两端分别铰接有左倾斜架3和右倾斜架12，左倾斜架3与左转向节2铰接，右倾斜架12与右转向节7铰接，左转向节2和右转向节7分别连接有轮边减速总成1。倾斜油缸4一端与左倾斜架3或右倾斜架12连接，另一端与前桥架11连接；左倾斜架3与右倾斜架12通过倾斜拉杆5连接。左转向节2通过转向拉杆9与右转向节7连接，左边的转向油缸8的一端与左转向节2连接，另一端与前桥架11连接，右边的转向油缸8的一端与右转向节7连接，另一端与前桥架11 连接。前桥架11上安装有输入减速总成6，输入减速总成6通过半轴总成10与两端轮边减速总成1连接。
倾斜油缸4可位于前桥架11左端与左倾斜架3连接，也可位于前桥架11右端与右倾斜架12连接，或采用双倾斜油缸4形式，分别与左倾斜架3和右倾斜架12连接；通过液压系统控制倾斜油缸4伸缩，带动左倾斜架3、左转向节2及其轮边减速总成1倾斜，同时左倾斜架3通过倾斜拉杆5带动右倾斜架12、右转向节7及轮边减速总成1同步倾斜，从而实现前轮的倾斜功能。
左转向节2上安装有球头通过转向拉杆9与右转向节7上的固定球头连接；转向油缸8的一端通过球头与左转向节2或右转向节7连接，另外一端与前桥架11连接。液压系统控制转向油缸8伸缩，带动左转向节2及其轮边减速总成1与右转向节7及轮边减速总成1转向，转向拉杆9保证左转向节2和右转向节7转向过程中保持梯形结构，实现阿克曼转向，降低轮胎滑动磨损，从而实现前轮的转向功能。
如图4所示，半轴总成10包括差速器半轴201、右十字轴204、中间铰接叉205、左十字轴206、太阳轮半轴210，右十字轴204的一端与差速器半轴201叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉205铰接；左十字轴206的一端与太阳轮半轴210叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉205铰接，前桥架11两端加工有安装轴承Ⅰ202和密封圈Ⅰ203的安装槽，左转向节2和右转向节7中间加工有安装轴承Ⅱ209和密封圈Ⅱ208的沟槽。
差速器半轴201端穿过前桥架11中的安装轴承Ⅰ202和密封圈Ⅰ203与输入减速总成6的伞齿轮花键连接，中间铰接叉205穿过左倾斜架3或右倾斜架12中间圆孔部分，太阳轮半轴210穿过左转向节2或右转向节7的安装轴承Ⅱ209和密封圈Ⅱ208与轮边减速总成1的行星轮齿轮传动连接。轮边减速总成1中设有对太阳轮半轴210轴向定位的挡圈及定位板207。
如图5所示，左倾斜架3和右倾斜架12周圈加工有4个轴线共面的孔；上、下两端孔安装有滑动轴承Ⅲ304、滑动轴承Ⅳ305，通过销轴II306与前桥架11铰接；左、右两端孔安装有滑动轴承Ⅵ302、滑动轴承Ⅴ303，左倾斜架3和右倾斜架12分别通过销轴I301 与左转向节2和右转向节7铰接。销轴I301与销轴II306有润滑油道，用于滑动轴承润滑脂的注入。
如图6所示，所述轮边减速总成1的内齿圈架406通过螺栓与左转向节2或右转向节7固定连接并对安装轴承Ⅲ402轴向定位，内齿圈架406上固定设置有内齿圈405；行星架总成407与轮边壳体404及轴承安装座403通过螺栓固定连接；轮边壳体404及轴承安装座403与左转向节2或右转向节7之间设有安装轴承Ⅲ402与密封圈Ⅲ401；太阳轮半轴210同时为行星传动输入的太阳轮，轮边减速总成1形成内齿圈405固定，行星架总成407输出的行星减速机构。
如图7、图8所示，输入减速总成6通过螺栓与前桥架11固定连接，螺旋从动齿轮607与差速器壳体608通过螺栓固定连接；差速器总成612通过固定板604、圆螺母606、安装轴承Ⅳ602及螺栓、端盖601与输入减速总成6的减速器壳体603连接，圆螺母606 设有若干防松凸块，固定板604装有防松板605。差速器总成612不限于普通伞齿轮差速器，也可为牙嵌式或其它形式的差速器。
输入减速总成6不限于位于前桥架11的前侧，也可位于前桥架11后侧(转向油缸 8侧)；输入减速总成6不限于位于前桥架11的中间位置(左、右转向节对称位置)，也可位于前桥架11偏左或偏右侧。
输入减速机总成6的主传动齿轮、螺旋从动齿轮607及差速器壳体608传递动力给差速器总成612和差速器半轴201、右十字轴204、中间铰接叉205、左十字轴206、太阳轮半轴210旋转，从而通过轮边减速总成1的行星轮408、行星架总成407和内齿圈405 的相互作用，形成行星架总成407输出，从而实现轮边壳体404、轴承安装座403和轮胎的旋转，实现驱动功能。
前桥架11加工有摆动销孔，摆动销孔内部和两端分别摆动销孔内部和两端分别有滑动轴承Ⅰ609、滑动轴承Ⅱ610及防尘圈且通过摆动销轴611与整机连接，实现前桥与整机的相对摆动。摆动销轴611加工有润滑油道用于销轴611与滑动轴承润滑脂的注入，防尘圈有效防止杂质侵入摆动销轴611，避免异常磨损。
在前轮转向、前轮倾斜复合动作时，因差速器半轴201、右十字轴204、中间铰接叉205铰接连接及太阳轮半轴210、左十字轴206、中间铰接叉205铰接连接，同时太阳轮半轴210轴向定位于轮边减速总成1，因此可实现转向、倾斜时驱动功能的同时确保不与转向节、倾斜架出现干涉情况，满足平地机前桥的功能需求。

Claims (10)

1.一种可实现复合运动的驱动型前桥，包括前桥架(11)，其特征在于：所述前桥架(11)两端分别铰接有左倾斜架(3)和右倾斜架(12)，所述左倾斜架(3)与左转向节(2)铰接，所述右倾斜架(12)与右转向节(7)铰接，倾斜油缸(4)一端与左倾斜架(3)或右倾斜架(12)连接，另一端与前桥架(11)连接，所述左转向节(2)和所述右转向节(7)分别连接有轮边减速总成(1)；所述前桥架(11)上安装有输入减速总成(6)，所述输入减速总成(6)通过半轴总成(10)与两端轮边减速总成(1)连接。
2.根据权利要求1所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述左倾斜架(3)与右倾斜架(12)通过倾斜拉杆(5)连接。
3.根据权利要求2所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述左转向节(2)通过转向拉杆(9)与右转向节(7)连接，左侧的转向油缸(8)的一端与左转向节(2)连接，另一端与前桥架(11)连接，右侧的转向油缸(8)的一端与右转向节(7)连接，另一端与前桥架(11)连接。
4.根据权利要求1所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述半轴总成(10)包括差速器半轴(201)、右十字轴(204)、中间铰接叉(205)、左十字轴(206)和太阳轮半轴(210)，所述右十字轴(204)的一端与差速器半轴(201)叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉(205)铰接；所述左十字轴(206)的一端与太阳轮半轴(210)叉角端铰接，另外一端与中间铰接叉(205)铰接。
5.根据权利要求4所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述差速器半轴(201)端穿过前桥架(11)中的安装轴承Ⅰ(202)和密封圈Ⅰ(203)与输入减速总成(6)连接，中间铰接叉(205)穿过左倾斜架(3)或右倾斜架(12)中间圆孔部分，太阳轮半轴(206)穿过左转向节(2)或右转向节(7)的安装轴承Ⅱ(209)和密封圈Ⅱ(208)与轮边减速总成(1)的行星轮齿轮传动连接。
6.根据权利要求5所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述轮边减速总成(1)中设有对太阳轮半轴(210)轴向定位的挡圈及定位板(207)。
7.根据权利要求1所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述左倾斜架(3)和右倾斜架(12)周圈加工有4个轴线共面的孔；上、下两端孔安装有滑动轴承Ⅲ(304)、滑动轴承Ⅳ(305)，通过销轴II(306)与前桥架(11)铰接；左、右两端孔安装有滑动轴承Ⅵ(302)、滑动轴承Ⅴ(303)，所述左倾斜架(3)和右倾斜架(12)分别通过销轴I(301)与左转向节(2)和右转向节(7)铰接。
8.根据权利要求1所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述轮边减速总成(1)的内齿圈架(406)与左转向节(2)或右转向节(7)固定连接并对安装轴承Ⅲ(402)轴向定位；所述行星架总成(407)与轮边壳体(404)及轴承安装座(403)固定连接；所述轮边壳体(404)及轴承安装座(403)与左转向节(2)或右转向节(7)之间设有安装轴承Ⅲ(402)与密封圈Ⅲ(401)。
9.根据权利要求1所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述输入减速总成(6)与前桥架(11)固定连接，螺旋从动齿轮(607)与差速器壳体(608)固定连接；差速器总成(612)通过固定板(604)、圆螺母(606)、安装轴承Ⅳ(602)、端盖(601)与输入减速总成(6)的减速器壳体(603)连接。
10.根据权利要求9所述的可实现复合运动的驱动型前桥，其特征在于：所述前桥架(11)设有摆动销孔，摆动销孔内部和两端摆动销孔内部和两端分别设有滑动轴承Ⅰ(609)、滑动轴承Ⅱ(610)及防尘圈且通过摆动销轴(611)与整机连接。
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