CN114987176A - 一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥 - Google Patents
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Abstract
一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，包括驱动电机、转向电机、联轴器、第一差速行星组、第二差速行星组、第三差速行星组、锥齿轮对和摇把锁紧机构等；驱动电机左端通过联轴器与外部轮边减速器连接，右端与第一差速行星组的太阳轮连接；转向电机输出端与第二行星组的行星架连接；第一差速行星组和第二差速行星组并排设置，第一和第三差速行星组的行星架通过轴连接，第三差速行星组的太阳轮通过联轴器与外部轮边减速器连接，摇把锁紧机构通过锥齿轮对设置在第三差速行星组上；本发明是一种新型双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其结构简单紧凑，设计新颖，布局合理。
Description
技术领域
本发明属于电机驱动桥技术领域，具体涉及一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥。
背景技术
双履带工程车辆是装备工业的重要组成部分，广泛应用于公路铁路施工、城市及工业建设、露天采矿、桥涵隧道、水利水电建设和国防施工等各种工程中。双履带工程车辆的工作环境一般较差，负载变化非线性且剧烈，这也导致工程车辆的燃油利用效率较低，加重了对环境的污染。
转向机构是履带车辆的重要总成之一，其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率，因此对性能优良的驱动桥机构的研究一直是车辆工程领域的重要课题。目前双履带工程车辆驱动系统采用的机械式双功率流转向机构不能实现无级变速转向，对载荷的适应性和操纵性很差；采用的液压机械式双功率流转向机构虽然可以无级转向，但其高效率区的无极变速范围较小，而且造价较高。电传动技术可以实现最低速度至最高作业速度的无级变速，效率高，取消了传动轴及变速器，布置紧凑灵活，没有机械传动换挡的振动冲击，车辆运行较为平稳，减少了污染排放。现在研究电机驱动桥技术，整体的性能技术还是不够成熟，运转不够平稳，效率有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型双履带工程车辆双功率流电机驱动桥机构，牵引电机和转向电机采用同轴布置，结构紧凑，旨在解决传统传动机构在作业过程中无法实现无级变速转向或牵引作业高效区范围偏小的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，包括驱动电机、转向电机、联轴器、第一差速行星组、第二差速行星组、第三差速行星组、锥齿轮对和摇把锁紧机构；驱动电机左端通过联轴器与外部轮边减速器连接，右端与第一差速行星组的太阳轮连接；转向电机输出端与第二行星组的行星架连接；第一差速行星组和第二差速行星组并排设置，第一和第三差速行星组的行星架通过轴连接，第三差速行星组的太阳轮通过联轴器与外部轮边减速器连接，摇把锁紧机构通过锥齿轮对设置在第三差速行星组上。
进一步的，第一差速行星组、第二差速行星组和第三差速行星组结构相同，均包括太阳轮、行星齿轮组、行星架和齿圈；太阳轮和齿圈中间啮合有行星齿轮组，行星架连接在行星齿轮组上，且第一、第二行星组连接在同一齿圈上。
进一步的，第二行星组太阳轮通过花键轴固定。
进一步的，驱动电机设置在左壳体内，联轴器通过轴与外部轮边减速器相连接。
进一步的，第一差速行星组、第二差速行星组和转向电机均设置在中间壳体内，第二差速行星组的太阳轮上设置有太阳轮轴，太阳轮轴通过花键槽连接固定在中间壳体上，太阳轮固定不动。
进一步的，第一差速行星组的行星架与第三差速行星组的行星架通过花键轴相连接，且太阳轮轴和转向电机输出轴均为空心轴。
进一步的，锥齿轮对包括小锥齿轮和大锥齿轮，摇把锁紧机构的输出轴与锥齿轮对的小锥齿轮连接，大锥齿轮和第三差速行星组的齿圈为一体式结构，通过第三差速行星组的齿圈与第三差速行星组的行星轮组连接。
进一步的，第三差速行星组的太阳轮通过轴连接联轴器，联轴器通过轴与外部轮边减速器连接。
进一步的，联轴器外侧设置有联轴器壳体。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明是一种新型双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其结构简单紧凑，空间利用率高，设计新颖，布局合理。
本发明克服了机械式双功率流转向机构效率低，强度大，不能实现无级变速转向等缺点；也克服了液压机械式转向机构成本高，效率低，结构复杂以及液压油泄露污染环境等缺点。
本发明采用电机传动，输出功率恒定，调速性能好，动态响应快；提高了作业效率，减少了污染排放，更加节能环保；直驶时通过控制使转向电机制动，减少履带相对地面的打滑现象，降低了履带磨损；可以适应复杂工况的外负载，功率可以得到充分利用。
本发明转向结构可以实现任意半径的无级转向、机动平稳，转向性能好；工作安全可靠，相对于机械式转向机构传动部件受振动冲击小，操纵方便省力，降低了驾驶员劳动强度；工作噪音低，故障率低，维护检修方便。
本发明在结构上创新性的安装了摇把锁紧机构，可以实现车辆抛锚拖动时人工转向，优化了结构。
附图说明
附图1是本发明的系统结构示意图；
附图2是本发明的三维半剖结构图
附图3是本发明的三维结构视图。
附图4是本发明的三维结构视图。
附图5是本发明的三维半剖结构图。
附图标记说明:
1—联轴器壳体；2—联轴器；3—驱动电机左端轴；4—左壳体；5—驱动电机；6—驱动电机右端轴；7—中间壳体；8—太阳轮；9—行星轮组；10—齿圈；11—行星架；15—端盖；16—转向电机；17—太阳轮轴；18—转向电机输出轴；19—花键轴；20—键槽；27—轴；28—大锥齿轮；29—小锥齿轮；30—摇把锁紧机构。
具体实施方式
如图所示一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，结构包括驱动电机5、转向电机16、差速行星组、锥齿轮对、中间壳体7、轮边减速器、摇把锁紧机构30等。驱动电机5设置在结构的左壳体4内，左端通过联轴器2与轮边减速器连接，右端与第一差速行星组太阳轮8连接；转向电机16设置在中间壳体7，转向电机输出轴18与第二行星组的行星架连接；第一和第二差速行星组连接在同一齿圈10，且第二行星组的太阳轮通过花键轴17固定；第一和第三差速行星组行星架通过花键轴19连接，第三差速行星组的太阳轮通过联轴器2与轮边减速器连接，摇把锁紧机构30通过锥齿轮对和齿圈与第三差速行星组的行星齿轮连接。
第一差速行星组包括太阳轮8、行星齿轮组9、行星架11和齿圈10。太阳轮8和齿圈10中间啮合有行星齿轮组9，行星架11连接在行星齿轮组9上，第二、第三差速行星组与第一差速行星组布置相同，且第一、第二行星组连接在同一齿圈10上。
驱动电机5的左端轴3连接联轴器2，联轴器2通过轴27与轮边减速器相连接，驱动电机右端轴6与太阳轮8连接。
转向电机16的输出轴18与第二差速行星组的行星架14连接，第二差速行星组的太阳轮轴17通过花键槽20连接固定在中间壳体7上，太阳轮12固定不动。
第一差速行星组的行星架11与第三差速行星组的行星架通过花键轴19相连接，且太阳轮轴17和转向电机输出轴18均为空心轴。
摇把锁紧机构30的输出轴与锥齿轮对的小锥齿轮29连接，大锥齿轮28和第三差速行星组的齿圈为一体式结构，并通过第三差速行星组的齿圈与第三差速行星组的行星轮组连接。
第三差速行星组的太阳轮通过轴27连接联轴器26，联轴器26通过轴27与轮边减速器连接。
联轴器2外侧设置有联轴器壳体1。
直驶过程中，转向电机16通过控制处于制动状态，驱动电机5进行牵引作业。驱动电机5的左端轴3将动力通过联轴器2传递给左轮边减速器,驱动电机右端轴6将动力首先传递给第一差速行星组的太阳轮8，太阳轮8和行星轮组9啮合，行星轮组9带动行星架11旋转，并通过轴19将动力传递给第三差速行星组的行星架，然后行第三差速行星组的行星轮和太阳轮啮合，第三差速行星组的太阳轮上连接的轴27将动力通过联轴器2传递给右轮边减速器。在此过程中，左右两边的轮边减速器的转矩和转速相等，且转动方向相同，履带车辆保持直线行驶状态。
转向过程中，转向电机16开始工作，转向动力经输出轴18首先通过第二差速行星组行星架带动行星轮组转动进而带动齿圈10，齿圈10转动同时带动第一差速行星组行星轮组9旋转；接下来，转向动力一路通过行星轮组9与太阳轮8的配合传递到太阳轮8上连接的轴6；另一路转向动力通过行星架11，轴19和第三差速行星组的行星架传递到第三差速行星组的行星轮组上，然后行星轮组与太阳轮啮合，第三差速行星组的太阳轮上连接的轴27将转向动力通过联轴器2传递到右轮边减速器；驱动电机5输出功率，驱动电机5产生的动力和左路转向动力将进行动力耦合，一起通过联轴器2传递到左轮边减速器，驱动电机5的动力和左路转向动力实现功率汇流，使两端减速器产生速度和转矩差，以此实现任意半径连续的转向。
Claims (9)
1.一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，包括驱动电机(5)、转向电机(16)、联轴器(2)、第一差速行星组、第二差速行星组、第三差速行星组、锥齿轮对和摇把锁紧机构(30)；驱动电机(5)左端通过联轴器(2)与外部轮边减速器连接，右端与第一差速行星组的太阳轮连接；转向电机(16)输出端与第二行星组的行星架连接；第一差速行星组和第二差速行星组并排设置，第一和第三差速行星组的行星架通过轴连接，第三差速行星组的太阳轮通过联轴器(2)与外部轮边减速器连接，摇把锁紧机构(30)通过锥齿轮对设置在第三差速行星组上。
2.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，第一差速行星组、第二差速行星组和第三差速行星组结构相同，均包括太阳轮(8)、行星齿轮组(9)、行星架(11)和齿圈(10)；太阳轮(8)和齿圈(10)中间啮合有行星齿轮组(9)，行星架(11)连接在行星齿轮组(9)上，且第一、第二行星组连接在同一齿圈(10)上。
3.根据权利要求2所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，第二差速行星组太阳轮通过花键轴(17)固定。
4.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，驱动电机(5)设置在左壳体(4)内，联轴器(2)通过轴(27)与外部轮边减速器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，第一差速行星组、第二差速行星组和转向电机(16)均设置在中间壳体(7)内，第二差速行星组的太阳轮上设置有太阳轮轴(17)，太阳轮轴(17)通过花键槽(20)连接固定在中间壳体(7)上，太阳轮(12)固定不动。
6.根据权利要求5所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，第一差速行星组的行星架与第三差速行星组的行星架通过花键轴(19)相连接，且太阳轮轴(17)和转向电机输出轴(18)均为空心轴。
7.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，锥齿轮对包括小锥齿轮(29)和大锥齿轮(28)，摇把锁紧机构(30)的输出轴与锥齿轮对的小锥齿轮(29)连接，大锥齿轮(28)和第三差速行星组的齿圈为一体式结构，通过第三差速行星组的齿圈与第三差速行星组的行星轮组连接。
8.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，第三差速行星组的太阳轮通过轴(25)连接联轴器(2)，联轴器(2)通过轴(27)与外部轮边减速器连接。
9.根据权利要求1所述的一种双履带工程车辆双功率流电机驱动桥，其特征在于，联轴器(2)外侧设置有联轴器壳体(1)。
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