CN108995710A - 一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构 - Google Patents

一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构 Download PDF

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孟祥伟
鲁振
李勇
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Abstract

本发明公开了一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构,包括发动机、变矩器、变速箱、液控系统、箱体(1)、锥齿轮(2)、变速箱输入锥齿轮(2’)、锥齿轮(3)、转向液压马达锥齿轮(3’)、左侧履带(4)、右侧履带(5)、太阳轮(6)、行星架(7)、行星轮(8)、行星轮(9)、行星轮(10)、太阳轮(11)、太阳轮(12)、行星架(13)、齿圈(14);与传统的转向离合器、制动器式转向机构相比,该转向机构转向性能好,可实现原地转向,转向灵活;可实现转向降速增扭,工作可靠;转向操纵省力方便,可用方向盘控制马达转速,实现不同转向半径的转向特点。该转向机构应用在液力机械传动履带车辆上,使其转向工作性能得到很大的改善。

Description

一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构
技术领域
本发明属于液力机械传动履带车辆技术领域,具体涉及一种液力机械 传动履带车辆双功率流转向机构。
背景技术
履带车辆主要应用在工程机械与军用车辆上,如推土机、挖掘机、履 带装甲车辆等,其主要优点是可在小空间范围及崎岖的路面上行驶,尤其 能使车辆在有限空间内转向。因此,对履带车辆的转向机构提出了很高的 要求。
一般履带车辆的转向机构可分为两大类。第一类是类似轮式车辆的差 速齿轮机构,以离合器、制动器配合两侧履带驱动轮转矩而控制车辆的转 向,目前大多数履带车辆的转向机构都是如此;第二类则是在两侧履带驱 动轮各装有独立的转向机构,两侧履带的速度可以根据要求独立控制,从 而实现履带车辆的转向,该种转向方式多用在军用履带装甲车辆及高端大 马力推土机上。
现有的履带车辆转向机构是靠左右离合器的配合使用来实现的。当左 转时,通过操纵机构使左转向离合器松开,而右转向离合器压紧,则左驱 动轮失去动力,从而实现左转,反之实现右转。当左右两个转向离合器同 时压紧时,履带车辆前进或后退。
现有技术的缺点:
(1)转向离合器和制动器的性能对转向有直接影响,转向离合器和制 动器的可靠性直接影响履带车辆的转向性能,并且该种转向机构只差速不 差力;
(2)这种转向机构在转向时是单侧动力输出,不能很好地实现降速增 扭,无法实现原地转向;
(3)转向操纵费力、劳动强度大、不方便,无法实现方向盘或单手柄 转向。
发明内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种液力机械传 动履带车辆双功率流转向机构。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构,包括发动机、变矩器、 变速箱、液控系统(包含液压泵、转向液压马达)、箱体1、锥齿轮2、变 速箱输入锥齿轮2’、锥齿轮3、转向液压马达锥齿轮3’、左侧履带4、右侧履 带5、太阳轮6、行星架7、行星轮8、行星轮9、行星轮10、太阳轮11、太阳 轮12、行星架13、齿圈14;
其中太阳轮6、行星轮10、锥齿轮3构成行星排Ⅰ,锥齿轮3充当行星排 Ⅰ的齿圈;太阳轮11、行星轮8、行星架7构成行星排Ⅱ,行星架7充当行星 排Ⅱ的齿圈;太阳轮12、行星轮9、行星架13、齿圈14构成行星排Ⅲ,行星 排Ⅲ的齿圈14与箱体1联接在一起。
太阳轮6、太阳轮11、太阳轮12与主轴通过花键联接在一起,主轴的 左端、中间、右端依次安装行星排Ⅰ、行星排Ⅱ、行星排Ⅲ。
锥齿轮2套装在中心主轴上,并且充当行星排Ⅱ的行星架,与行星轮8 联接;行星架7充当行星排Ⅱ的齿圈,并通过行星排Ⅰ的行星轮10与左端输 出轴传动联接,最终将动力通过侧传动传递到左侧履带4。
转向液压马达锥齿轮3’与锥齿轮3传动联接;变速箱输入锥齿轮2’与锥 齿轮2传动联接。
行星排Ⅲ的行星架13与右侧输出轴传动联接,最终将动力通过侧传动 传递到右侧履带5。
除锥齿轮外,各行星排齿轮均为直齿轮;所述侧传动上设置有制动器。
作为优选方案,所述液控系统包括液压泵和转向液压马达,发动机、 变矩器、变速箱依次连接;液压泵在发动机或变矩器上取力,通过液控系 统为转向液压马达提供动力。
作为优选方案,所述的转向机构,其特征在于:转向液压马达直接安 装在转向齿轮箱上。
所述的转向机构,其特征在于:所述变速箱输出端与变速箱输入锥齿 轮联接,转向液压马达输出端与转向液压马达锥齿轮联接。
有益效果:本发明提供的液力机械传动履带车辆双功率流转向机构, 与传统的转向离合器、制动器式转向机构相比,该转向机构转向性能好, 可实现原地转向,转向灵活;可实现转向降速增扭,工作可靠;转向操纵 省力方便,可用方向盘控制马达转速,实现不同转向半径的转向特点。该 转向机构应用在液力机械传动履带车辆上,使其转向工作性能得到很大的 改善。具有以下优点:(1)转向性能好,能实现履带车辆的原地转向,行 驶转向半径范围大,在狭小工地施工具有突出的优越性;(2)既可以满足 转向要求又可以实现一定程度的降速增扭;(3)转向液压马达可无级调速, 仅通过手柄或方向盘可控制转向液压马达的转速及转动方向即可实现不同 转向半径的转向,转向操纵省力、方便,并可实现单手操纵。利用双功率 流转向机构实现履带车辆转向动作,使转向机构更简单、紧凑;在狭小空间内可以实现原地转向,提高了履带车辆的机动灵活性;使用方向盘或单 手柄进行转向,替代双拉杆操纵机构,操纵简单省力,可实现单手操纵。
附图说明
图1是本发明转向机构的原理图;
图2是本发明直驶状态功率流示意图;
图3是本发明原地转向功率流示意图;
图4是本发明转向状态功率流示意图;
图中:箱体1、锥齿轮2、变速箱输入锥齿轮2’、锥齿轮3、转向液压马 达锥齿轮3’、左侧履带4、右侧履带5、太阳轮6、行星架7、行星轮8、行星 轮9、行星轮10、太阳轮11、太阳轮12、行星架13、齿圈14。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1至图4所示,为一种液力机械传动履带车辆双功率流转向机构,包括发动机、变矩器、变速箱、液控系统(包含液压泵、转向液压马达)、箱体1、锥齿轮2、变速箱 输入锥齿轮2’、锥齿轮3、转向液压马达锥齿轮3’、左侧履带4、右侧履带5、太阳轮6、 行星架7、行星轮8、行星轮9、行星轮10、太阳轮11、太阳轮12、行星架13、齿圈14。
其中太阳轮6、行星轮10、锥齿轮3构成行星排Ⅰ,锥齿轮3充当行星排 Ⅰ的齿圈;太阳轮11、行星轮8、行星架7构成行星排Ⅱ,行星架7充当行星 排Ⅱ的齿圈;太阳轮12、行星轮9、行星架13、齿圈14构成行星排Ⅲ,行星 排Ⅲ的齿圈14与箱体1联接在一起。
太阳轮6、太阳轮11、太阳轮12与主轴通过花键联接在一起,主轴的 左端、中间、右端依次安装行星排Ⅰ、行星排Ⅱ、行星排Ⅲ。
锥齿轮2套装在中心主轴上,并且充当行星排Ⅱ的行星架;行星架7充 当行星排Ⅱ的齿圈,通过行星排Ⅰ的行星轮10与左端输出轴传动联接,最 终将动力通过侧传动传递到左侧履带4。
转向液压马达锥齿轮3’与锥齿轮3传动联接;变速箱输入锥齿轮2’与锥 齿轮2传动联接。
行星排Ⅲ的行星架13与右侧输出轴传动联接,最终将动力通过侧传动 传递到右侧履带5。
除锥齿轮外,各行星排齿轮均为直齿轮;侧传动上设置有制动器。
液压泵在发动机上取力,通过液控系统为转向液压马达提供动力。
箱体1、锥齿轮2、变速箱输入锥齿轮2’、锥齿轮3、转向液压马达锥齿 轮3’、左侧履带4、右侧履带5、太阳轮6、行星架7、行星轮8、行星轮9、行 星轮10、太阳轮11、太阳轮12、行星架13
当n3′=0n2′≠0,转向液压马达锥齿轮3’转速为0,变速箱输入锥齿轮2’ 转速不为0,即转向液压马达停止工作时,此时左侧履带4和右侧履带5转速 和方向相同,n4=n5,履带车辆处于直线行驶状态。此时传动路线:变速 箱输入锥齿轮2’→锥齿轮2→行星轮8→行星架7→左侧履带4;变速箱输入 锥齿轮2’→锥齿轮2→行星轮8→太阳轮11→太阳轮12→行星轮9→行星架 13→右侧履带5。图2是本发明直驶状态功率流示意图。
当n3′≠0n2′=0,转向液压马达锥齿轮3’转速不为0,变速箱输入锥齿轮2’转速为0,即变速箱挂空档,只有转向液压马达工作,此时左侧履带4和 右侧履带5转速相同,方向相反,n4=-n5,履带车辆实现原地转向。此时 传动路线:转向液压马达锥齿轮3’→锥齿轮3→行星轮10→行星架7→左侧 履带4;转向液压马达锥齿轮3’→锥齿轮3→行星轮10→行星架7→太阳轮 6→太阳轮12→行星轮9→行星架13→右侧履带5。图3是本发明原地转向功率流示意图。
当n3′≠0n2′≠0,转向液压马达锥齿轮3’、变速箱输入锥齿轮2’转速均 不为0,即转向液压马达与变速箱同时工作,此时左侧履带4和右侧履带5转 速不同,n4≠n5,履带车辆处于转向状态;变速箱和转向液压马达同时输出 动力的综合结果,即是使一侧履带速度减小,一侧履带速度增大,且增加 量和减小量相等;转向液压马达的转动方向决定了履带式车辆的转弯方向, 转向液压马达转速越高,履带车辆转向半径越小。此时传动路线由直线行 驶状态和原地转向状态叠加而成。
图4是本发明转向状态功率流示意图。
本发明中,变矩器、变速箱和转向机构非集成在一起,变矩器、变速 箱选用现成产品,仅对转向齿轮箱进行开发,可行性强,风险低,成本低; 液压系统控制转向液压马达,可对左右履带进行无级、精确差速控制,实 现原地和带载状态下平稳、精确转向;转向液压马达直接安装在转向齿轮 箱上,液压泵在发动机或变矩器上取力;
该转向机构结构简单、高效、稳定,提高了履带式车辆的工作效率, 保证了复杂转向控制的可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的 普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进 和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种转向机构,其特征在于:包括箱体(1)、锥齿轮(2)、变速箱输入锥齿轮(2’)、锥齿轮(3)、转向液压马达锥齿轮(3’)、左侧履带(4)、右侧履带(5)、太阳轮(6)、行星架(7)、行星轮(8)、行星轮(9)、行星轮(10)、太阳轮(11)、太阳轮(12)、行星架(13)、齿圈(14);
其中太阳轮(6)、行星轮(10)、锥齿轮(3)构成行星排Ⅰ,锥齿轮(3)充当行星排Ⅰ的齿圈;太阳轮(11)、行星轮(8)、行星架(7)构成行星排Ⅱ,行星架(7)充当行星排Ⅱ的齿圈;太阳轮(12)、行星轮(9)、行星架(13)、齿圈(14)构成行星排Ⅲ,行星排Ⅲ的齿圈(14)与箱体(1)联接在一起;
太阳轮(6)、太阳轮(11)、太阳轮(12)与主轴通过花键联接在一起,主轴的从左往右依次安装行星排Ⅰ、行星排Ⅱ、行星排Ⅲ;
锥齿轮(2)套设在中心主轴上,并且充当行星排Ⅱ的行星架,与行星轮(8)联接;行星架(7)充当行星排Ⅱ的齿圈,并通过行星排Ⅰ的行星轮(10)与左端输出轴传动联接,最终将动力通过侧传动传递到左侧履带(4);
行星排Ⅲ的行星架(13)与右侧输出轴传动联接,最终将动力通过侧传动传递到右侧履带(5);
转向液压马达锥齿轮(3’)与锥齿轮(3)传动联接;变速箱输入锥齿轮(2’)与锥齿轮(2)传动联接。
2.根据权利要求1所述的转向机构,其特征在于:所述行星轮(8)、行星轮(9)、行星轮(10)、太阳轮(6)、太阳轮(11)、太阳轮(12)均为直齿轮。
3.根据权利要求1所述的转向机构,其特征在于:所述侧传动上设置有制动器。
4.根据权利要求1所述的转向机构,其特征在于:还包括发动机、变矩器、变速箱、液控系统,所述液控系统包括液压泵和转向液压马达,发动机、变矩器、变速箱依次连接;液压泵在发动机或变矩器上取力,通过液控系统为转向液压马达提供动力。
5.根据权利要求4所述的转向机构,其特征在于:转向液压马达直接安装在转向齿轮箱上。
6.根据权利要求4所述的转向机构,其特征在于:所述变速箱输出端与变速箱输入锥齿轮(2’) 联接,转向液压马达输出端与转向液压马达锥齿轮(3’) 联接。
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