CN109552036B - 一种轮式车辆用多级链传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮式车辆用多级链传动机构，变速箱通过分动箱的两根输出轴分别连接后驱动轮链轮、前驱动轮链轮；前驱动轮链轮通过前驱动轮一级传动输出链轮传动前驱动轮二级传动输入链轮；前驱动轮二级传动输入链轮通过前驱动轮二级传动输出链轮传动前驱动轮三级传动输入链轮，前驱动轮三级传动输出链轮传动前驱动轮；前驱动轮的正上方安装转向机构，转向机构的十字轴万向节一与十字轴万向节二连接，十字轴万向节二上下连接前驱动轮，水平连接十字轴万向节一水平两端分别连接前驱动轮三级传动输入链轮。本发明采用“H”型传动，实现了主动转向，提高了车辆适应地形的性能。
Description
技术领域
本发明涉及轮式车辆一种多级链传动转向机构，具体来说，是涉及一种可使轮式车辆通过液压作用力实现主动转向的同时适应地面的“H”型多级链传动转向机构。
背景技术
本发明是在研究一种电控换挡的新型链传动式四轮驱动轮腿复合式车辆时根据实际要求而提出的。这种轮式车辆具有平衡摇臂悬架和轮腿复合行走装置，它具有较强的复杂环境姿态调控能力和地形适应能力。该轮式车辆采用平衡摇臂底盘和四个链传动驱动轮腿的配置方案，通过液压缸对液压缸推杆产生的液压作用力，推动U型转向支架对两侧驱动轮方向进行控制使其具有主动转向能力。
为了实现电控换挡的新型链传动轮腿复合式轮式车辆的主动转向功能和提高地面适应能力，本发明人团队经过研究，探索了一种可以主动转向和拥有高地面适应能力的多级链式传动转向机构。
发明内容
1、本发明的目的
本发明为了解决上述问题和现有技术的不足，提供一种轮式车辆实现主动转向，提高地面适性，整体适用性广，提高传动系统使用性能的多级链传动转向机构。
2、本发明所采用的技术方案
本发明提出了一种轮式车辆用多级链传动机构，变速箱通过分动箱的两根输出轴分别连接后驱动轮链轮、前驱动轮链轮；前驱动轮链轮通过前驱动轮一级传动输出链轮传动前驱动轮二级传动输入链轮；前驱动轮二级传动输入链轮通过前驱动轮二级传动输出链轮传动前驱动轮三级传动输入链轮，前驱动轮三级传动输出链轮传动前驱动轮；前驱动轮的正上方安装转向机构，转向机构的十字轴万向节一与十字轴万向节二连接，十字轴万向节二上下连接前驱动轮，水平连接十字轴万向节一水平两端分别连接前驱动轮三级传动输入链轮；位于前驱动轮上方设置U型转向支架，与液压油缸推杆通过螺栓相连，液压油缸推杆通过液压油缸驱动推杆伸缩从而带动U型转向支架旋转。
更进一步，前驱动链轮与前驱动轮一级传动输出链轮通过前驱动轮一级传动链条相连，前驱动轮二级传动输入链轮与前驱动轮二级传动输出链轮通过前驱动轮二级传动链条相连，前驱动轮二级传动输出链轮与前驱动轮三级传动输入链轮通过十字轴万向节一相连，前驱动轮三级传动输入链轮与前驱动轮三级传动输出链轮通过前驱动轮三级传动链条相连，前驱动轮三级传动输出链轮与前驱动轮固定连接；后驱动轮链轮通过后驱动轮传动链条连接后驱动轮输出链轮，后驱动轮输出链轮与后驱动轮固定连接。
更进一步，各链轮与固定链接的驱动轴为花键连接。
更进一步，变速箱壳体通过螺栓对称连接于桥壳，左右输出轴通过滚动轴承连接于桥壳上。
更进一步，包括第一级传动链固定板，十字轴万向节一，十字轴万向节二，U型转向支架，液压缸，车轮上端轴承固定法兰，车架前轮覆盖板，第三级内侧传动链固定板；车架前轮覆盖板与第一级传动链固定板固定连接，车架前轮覆盖板与车轮上端轴承固定法兰固定连接；第一级传动链固定板与十字轴万向节二固定连接，十字轴万向节一与第三级内侧传动链固定板固定连接，十字轴万向节二与十字轴万向节一固定连接，十字轴万向节二可绕十字轴万向节一十字轴转动；U型转向支架与第三级内侧传动链固定板固定连接、与车轮上端轴承固定法兰活动连接，液压缸与U型转向支架固定连接，且可通过伸缩运动驱动固定支架绕车轮上端轴承固定法兰转动。
更进一步，还包括第三级外侧传动链固定板、前驱动轮三级传动输入链轮、第三级内侧传动链固定板、万向节输出花键轴；第三级外侧传动链固定板和第三级内侧传动链固定板固定前驱动轮三级传动输入链轮通过万向节输出花键轴安装在十字轴万向节一上。
更进一步，还包括车轮上端滚动轴承、液压油缸头部固定座、液压油缸尾部固定座；液压油缸通过液压油缸头部固定座固定在U型转向支架上，液压油缸尾部固定座固定在车架前轮覆盖板上。
更进一步，还包括前驱动轮二级传动输出链轮、第二级链传动固定板、前驱动轮二级传动输入链轮、万向节输入花键轴；前驱动轮二级传动输出链轮和前驱动轮二级传动输入链轮安装在第二级链传动固定板上，万向节输入花键轴与前驱动轮二级传动输出链轮连接。
更进一步，还包括车轮下端滚动轴承、车轮下端轴承固定法兰，车轮下端轴承固定法兰通过车轮下端滚动轴承固定十字轴万向节二上。
3、本发明的有益效果
(1)本发明将转向系统和传动系统合为一体，简化了机械结构，提高了机械的使用性能。
(2)本发明在以前轮为主动转向，不需要设置左右两个变速箱，降低成本，降低转向能耗，转弯时也不会产生巨大滑移。
(3))本发明的传动转向机构能够使平衡摇臂式底盘车辆或履带车辆相对正常行驶的平均行驶速度不变。
附图说明
图1为本发明多级链传动转向机构结构俯视图；
图2为本发明多级链传动转向机构结构轴测图；
图3为本发明转向机构转向部分主视图；
图4为本发明转向机构转向部分俯视图；
图5为本发明前驱动轮驱动转向结构一种具体实施方式零部件装配爆炸图。
图中符号说明如下：
1-变速箱、2-分动箱、3-输出轴、4-后驱动轮链轮、5-前驱动轮链轮、6-后驱动轮输出链轮、7-后驱动轮、8-前驱动轮一级传动输出链轮、9-前驱动轮二级传动输入链轮、10-前驱动轮二级传动输出链轮、11-十字轴万向节一、12-前驱动轮、13-前驱动轮三级传动输入链轮、14-前驱动轮三级传动输出链轮、15-U型转向支架、16-液压油缸推动杆、17-液压油缸、21-第三级外侧传动链固定板、22-第三级内侧传动链固定板、23-万向节输出花键轴、24-车轮上端轴承固定法兰、25-车轮上端滚动轴承、26-液压油缸头部固定座、27-液压油缸尾部固定座、28-车架前轮覆盖板、29-第二级链传动固定板、30-万向节输入花键轴、31-十字轴万向节二、32-车轮下端滚动轴承、33-车轮下端轴承固定法兰。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。
实施例1
多级链传动转向机构的原理及结构如图1所示，变速箱1和分动箱2固定连接，分动箱1通过滚动轴承连接两根输出轴3，前驱动轮链轮5，后驱动轮链轮4通过花键和输出轴3连接，后驱动轮链轮4通过后驱动轮传动链条连接后驱动轮输出链轮6，后驱动轮输出链轮6与后驱动轮7通过花键连接在同一根轴上，前驱动链轮5与前驱动轮一级传动输出链轮8通过前驱动轮一级传动链条相连，前驱动轮一级传动输出链轮8与前驱动轮二级传动输入链轮9通过花键连接在同一根轴上，前驱动轮二级传动输入链轮9与前驱动轮二级传动输出链轮10通过前驱动轮二级传动链条相连，前驱动轮二级传动输出链轮10与前驱动轮三级传动输入链轮与通过十字轴万向节一11通过螺栓相连，前驱动轮三级传动输入链轮13与前驱动轮三级传动输出链轮14通过前驱动轮三级传动链条相连，前驱动轮三级传动输出链轮14与前驱动轮12固定连接，U型转向支架15和液压油缸推杆16使用螺栓相连，液压油缸推杆16和液压油缸17通过螺栓相连接。
实施例2
在实施例1的基础上，如图3所示，本发明的转向机构由第二级传动链固定板29，十字轴万向节二31，十字轴万向节一11，U型转向支架15，液压缸11，车轮上端轴承固定法兰24车轮上端轴承固定法兰24，车架前轮覆盖板28，第三级外侧传动链固定板22，右前轮1组成；
车架前轮覆盖板28与第二级传动链固定板29固定连接，车架前轮覆盖板28与车轮上端轴承固定法兰24车轮上端轴承固定法兰24固定连接，U型转向支架15与第三级外侧传动链固定板22也是固定连接；U型转向支架15与车轮上端轴承固定法兰24车轮上端轴承固定法兰24连接；通过轴承连接，U型转向支架15可绕车轮上端轴承固定法兰24车轮上端轴承固定法兰24转动，无竖直方向实体轴；一级传动链固定板15与十字轴万向节二31固定连接，十字轴万向节一11与第三级外侧传动链固定板22固定连接；采用两个万向节，十字轴万向节二31与十字轴万向节一11固定连接，十字轴万向节二31可绕十字轴万向节一11十字轴转动；液压缸11与U型转向支架15固定连接。
液压缸11与U型转向支架15固定连接，为装置的转向提供动力U型转向支架15与车轮上端轴承固定法兰24车轮上端轴承固定法兰24连接，无常规实体轴，亦可实现动力传递和转向。
实施例3
在实施例1和2的基础上，多级链传动轮式车辆转向机构，包括第一级传动链固定板15，十字轴万向节二31，十字轴万向节一11，U型转向支架15，液压缸11，车轮上端轴承固定法兰24，车架前轮覆盖板28，第三级外侧传动链固定板22；车架前轮覆盖板28与第一级传动链固定板15固定连接，车架前轮覆盖板28与车轮上端轴承固定法兰24固定连接；第一级传动链固定板15与十字轴万向节二31固定连接，十字轴万向节一11与第三级外侧传动链固定板22固定连接。
如图5所示，十字轴万向节二31与十字轴万向节一11固定连接，十字轴万向节二31可绕十字轴万向节一11十字轴转动；U型转向支架15与第三级外侧传动链固定板22固定连接、与车轮上端轴承固定法兰24活动连接，液压缸11与U型转向支架15固定连接，且可通过伸缩运动驱动固定支架绕车轮上端轴承固定法兰24转动。
第三级外侧传动链固定板21和第三级外侧传动链固定板22固定前驱动轮三级传动输入链轮13通过万向节输出花键轴23安装在十字轴万向节一11上。
液压油缸11通过液压油缸头部固定座26固定在U型转向支架15上，液压油缸尾部固定座27固定在车架前轮覆盖板28上。
前驱动轮二级传动输出链轮10和前驱动轮二级传动输入链轮9安装在第二级链传动固定板29上，万向节输入花键轴30与前驱动轮二级传动输出链轮10连接。
车轮下端轴承固定法兰33通过车轮下端滚动轴承32固定十字轴万向节二31上，车轮下端轴承固定法兰33安装前驱动轮12。
工作原理：
多级链传动转向机构采用“H”型传动方式，“H”型传动一侧的前后车轮转速相同，其中主动转向能降低成本，并且转弯时候不会产生巨大的滑移；其次，前驱动轮可以兼做导向轮，路面适应性良好。本发明提出的一种轮式多级链传动转向机构能够充分发挥“H”型传动底盘的优势。
其中，转向机构的转向部分主要由万向节二6以及十字轴万向节二31组成，结合U型转向支架15可构成一个“虚拟轴”，万向节二6可绕万向节一31十字轴转动，U型转向支架15与车轮上端轴承固定法兰24连接，无常规实体轴，亦可实现动力传递和转向，液压缸与固定支架之间固定连接，通过液压缸的伸缩为转向机构提供转向的动力。液压油缸11的伸缩可以为转向机构提供转向所需的动力，液压油缸11连接着U型转向支架15，固定支架与法兰连接，U型转向支架15由车轮上端轴承固定法兰24通过轴承9连接，从而带动U型转向支架15转动，U型转向支架15连接着第二级外侧传动链固定板4，固定板通过一定方式连接着前轮1，从而使得前轮得以转动，完成转向动作。
Claims (9)
1.一种轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：变速箱(1)通过分动箱(2)的两根输出轴(3)分别连接后驱动轮链轮(4)、前驱动轮链轮(5)；前驱动轮链轮(5)通过前驱动轮一级传动输出链轮(8)传动前驱动轮二级传动输入链轮(9)；前驱动轮二级传动输入链轮(9)通过前驱动轮二级传动输出链轮(10)传动前驱动轮三级传动输入链轮(13)，前驱动轮三级传动输出链轮(14)传动前驱动轮(12)；前驱动轮(12)的正上方安装转向机构，转向机构的十字轴万向节一(11)与十字轴万向节二(31)连接，十字轴万向节二(31)上下连接前驱动轮，水平连接十字轴万向节一(11)水平两端分别连接前驱动轮三级传动输入链轮(13)；位于前驱动轮(12)上方设置U型转向支架(15)，与液压油缸推杆(16)通过螺栓相连，液压油缸推杆(16)通过液压油缸(17)驱动推杆伸缩从而带动U型转向支架(15)旋转。
2.根据权利要求1所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：前驱动轮链轮(5)与前驱动轮一级传动输出链轮(8)通过前驱动轮一级传动链条相连，前驱动轮二级传动输入链轮(9)与前驱动轮二级传动输出链轮(10)通过前驱动轮二级传动链条相连，前驱动轮二级传动输出链轮(10)与前驱动轮三级传动输入链轮(13)通过十字轴万向节一(11)相连，前驱动轮三级传动输入链轮(13)与前驱动轮三级传动输出链轮(14)通过前驱动轮三级传动链条相连，前驱动轮三级传动输出链轮(14)与前驱动轮(12)固定连接；后驱动轮链轮(4)通过后驱动轮传动链条连接后驱动轮输出链轮(6)，后驱动轮输出链轮(6)与后驱动轮(7)固定连接。
3.根据权利要求1-2任一所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：各链轮与固定链接的驱动轴为花键连接。
4.根据权利要求1所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：变速箱壳体通过螺栓对称连接于桥壳，左右输出轴通过滚动轴承连接于桥壳上。
5.根据权利要求1所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：转向机构包括U型转向支架(15)，十字轴万向节一(11)，十字轴万向节二(31)，U型转向支架(15)，液压油缸(17)，车轮上端轴承固定法兰(24)，车架前轮覆盖板(28)，第三级内侧传动链固定板(22)；车架前轮覆盖板(28)与U型转向支架(15)固定连接，车架前轮覆盖板(28)与车轮上端轴承固定法兰(24)固定连接；U型转向支架(15)与十字轴万向节二(31)固定连接，十字轴万向节一(11)与第三级内侧传动链固定板(22)固定连接，十字轴万向节二(31)与十字轴万向节一(11)固定连接，十字轴万向节二(31)可绕十字轴万向节一(11)十字轴转动；U型转向支架(15)与第三级内侧传动链固定板(22)固定连接、与车轮上端轴承固定法兰(24)活动连接，液压油缸(17)与U型转向支架(15)固定连接，且可通过伸缩运动驱动固定支架绕车轮上端轴承固定法兰(24)转动。
6.根据权利要求5所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：还包括第三级外侧传动链固定板(21)、前驱动轮三级传动输入链轮(13)、第三级内侧传动链固定板(22)、万向节输出花键轴(23)；第三级外侧传动链固定板(21)和第三级内侧传动链固定板(22)固定前驱动轮三级传动输入链轮(13)通过万向节输出花键轴(23)安装在十字轴万向节一(11)上。
7.根据权利要求5所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：还包括车轮上端滚动轴承(25)、液压油缸头部固定座(26)、液压油缸尾部固定座(27)；液压油缸(17)通过液压油缸头部固定座(26)固定在U型转向支架(15)上，液压油缸尾部固定座(27)固定在车架前轮覆盖板(28)上。
8.根据权利要求5所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：还包括前驱动轮二级传动输出链轮(10)、第二级链传动固定板(29)、前驱动轮二级传动输入链轮(9)、万向节输入花键轴(30)；前驱动轮二级传动输出链轮(10)和前驱动轮二级传动输入链轮(9)安装在第二级链传动固定板(29)上，万向节输入花键轴(23)与前驱动轮二级传动输出链轮(10)连接。
9.根据权利要求5所述的轮式车辆用多级链传动机构，其特征在于：还包括车轮下端滚动轴承(32)、车轮下端轴承固定法兰(33)，车轮下端轴承固定法兰(33)通过车轮下端滚动轴承(32)固定十字轴万向节二(31)上。
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