CN116461325A - 一种电动辅助转向的全地形车变速箱 - Google Patents

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CN116461325A CN202211533138.9A CN202211533138A CN116461325A CN 116461325 A CN116461325 A CN 116461325A CN 202211533138 A CN202211533138 A CN 202211533138A CN 116461325 A CN116461325 A CN 116461325A
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Abstract

本发明公开了一种电动辅助转向的全地形车变速箱，包括变速箱本体，所述变速箱本体包括变速箱箱体、动力输入轴、换挡支撑轴、过渡轴、转向轴和驱动差速器；所述驱动差速器主要由左驱动支架、右驱动支架、轮边齿圈和左驱动转向齿轮、右驱动转向链轮和中心销，转向轴一端延伸到变速箱箱体的外侧，且传动连接有转向电机；所述变速箱箱体内还设置有动力低挡齿轮和动力高挡齿轮，本发明具有简单且坚固的结构，特别适合于在功率相对较低和节能的全地形车。通过实践比较，配备有本发明变速箱的全地形车可以比传统的相应滑移转向全地形车节约35％～40％的能量，实现更平缓的转向。

Description

一种电动辅助转向的全地形车变速箱
技术领域
本发明涉及全地形车用变速箱技术领域，具体为一种电动辅助转向的全地形车变速箱。
背景技术
全地形车可为全地形有人驾驶车和全地形无人车，全能地形车的行走机构可用轮胎或履带。
在现有技术中，滑移转向全地形车的变速转向系统存在以下不足：
第一种全地形车的变速箱，其采用的是双差速传动，转向时变速箱动力输出端一侧被夹紧，直至夹紧锁住，变速箱动力输出端另一侧速度变快，两侧实现了差速，从而实现转向。该系统通常采用刹车钳夹持，导致发热量加大，能量消耗较大；一侧转向机构同地面的滑移摩擦力加大；由此刹车钳和行走机构易于造成磨损。
第二种全地形车的变速箱，其采用的是三差速传动，在上述基础上增加了转向差速器。转向时通过夹持转向差速器的一侧卡盘，同侧的轮边差速器的输出速度变大；由于转向差速器的另一侧速度变大，与之对应的轮边差速器的输出速度变慢，从而实现转向。当转向差速器的一侧卡盘被转向钳夹持，对应的轮边差速器的输出速度将趋于0，一侧的行走机构容易产生抱死滑动，从而加大了行走机构的磨损。
第三种全地形车的变速箱，其采用的是双流传动变速。双流系统的结构复杂，体积和重量较大，对整个系统的可靠性要求较为严格。另外，原地转向时，车辆通常需要挂空挡，增加了转向操作的繁琐度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动辅助转向的全地形车变速箱，主驱动动力来自于发动机或者主电机，转向动力来自于转向电机，旨在促进全地形车的滑移转向能力，显著提高转向效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动辅助转向的全地形车变速箱，包括变速箱本体，所述变速箱本体包括变速箱箱体、动力输入轴、换挡支撑轴、过渡轴、转向轴和驱动差速器；所述驱动差速器主要由左驱动支架、右驱动支架、轮边齿圈和左驱动转向齿轮、右驱动转向链轮和中心销，转向轴一端延伸到变速箱箱体的外侧，且传动连接有转向电机；
所述变速箱箱体内还设置有动力低挡齿轮和动力高挡齿轮，所述动力低挡齿轮和动力高挡齿轮和输入轴转动连接。所述输入轴一端通过花键啮合有换挡轴套，所述换挡轴套一侧设置有换挡拨叉组件；所述变速箱箱体内设置有过渡轴、过渡轴低挡齿轮和过渡轴驱动齿轮，所述过渡轴低挡齿轮和过渡轴驱动齿轮的内圈为花键，与过渡轴的花键相啮合，且过渡轴低挡齿轮与动力低挡齿轮啮合，过渡轴驱动齿轮与动力高挡齿轮啮合；
所述驱动差速器包括左驱动部和轮边齿圈、轮边驱动齿轮、左驱动环形齿轮和右驱动环形齿轮，轮边驱动齿轮与过渡轴驱动齿轮啮合，由于轮边齿圈、轮边驱动齿轮和左驱动环形齿轮和右驱动环形齿轮作为一体，所以过渡轴驱动齿轮将驱动动力传输至驱动差速器的左驱动环形齿轮以及右驱动环形齿轮。
其中，所述输入轴表面分别安装有第一轴承、第二轴承和第三轴承，所述动力低挡齿轮和动力高挡齿轮通过第一滚针轴承和第二滚针轴承安装于输入轴上，使得动力低挡齿轮和动力高挡齿轮可以自由围绕输入轴旋转。
其中，所述驱动部为对称设置的两组，其中一组驱动部包括一体成型的左驱动轴、左驱动支架以及一体成型的左驱动转向齿轮和左驱动太阳齿轮，所述左驱动支架内设置有四个左驱动短轴，四个所述左驱动行星齿轮通过第五滚针轴承安装于左驱动短轴上，所述左驱动转向齿轮和左驱动太阳齿轮通过第六滚针轴承固定安装于左驱动轴上，所述左驱动太阳齿轮与左驱动行星齿轮相啮合，所述右驱动部包括右驱动轴、右驱动支架、右驱动转向齿轮和右驱动太阳齿轮，所述右驱动轴和右驱动支架一体成型设置，所述右驱动转向齿轮和右驱动太阳齿轮一体成型设置，通过第七滚针轴承固定安装于右驱动轴上，所述右驱动太阳齿轮与右驱动行星齿轮相啮合。
其中，所述右驱动轴和右驱动支架一体成型设置，所述右驱动转向齿轮和右驱动太阳齿轮一体成型设置，通过第七滚针轴承固定安装于右驱动轴上，左驱动转向齿轮与左转向齿轮啮合，右驱动转向齿轮、右转向链轮通过转向链条和过渡轴链轮链条啮合，所述左驱动轴表面安装有第七轴承和第八轴承，所述右驱动轴一端表面安装有第九轴承和第十轴承，所述右驱动轴一端通过轴套，固定于中心销上，并可绕其旋转。四个右驱动短轴固定安装于右驱动支架上，四个右驱动行星齿轮通过第四滚针轴承，安装于右驱动短轴上，并可绕其旋转。
其中，所述换挡拨叉组件包括换挡支撑轴、换挡杆和换挡拨叉：所述换挡支撑轴用于固定换挡杆的端部，起支撑作用，所述换挡杆的端部与换挡拨叉相连，通过拨动换挡杆，换挡拨叉使换挡轴套沿输入轴的轴向方向滑动。
其中，所述过渡轴表面安装有第三轴承和第四轴承，过渡轴链轮通过第三滚针轴承安装于过渡轴表面，可以自由围绕过渡轴旋转，所述过渡轴的端部连接有过渡轴延伸，所述过渡轴延伸延伸到变速箱箱体的外部。
其中，所述转向轴表面安装有第五轴承和第六轴承，所述转向轴表面通过花键连接有左转向齿轮和右转向链轮，所述转向电机驱动转向轴转动时，左转向齿轮和右转向链轮随着转向轴以同样的速度和方向转动。
其中，所述轮边齿圈内安装有左圆锥轴承和右圆锥轴承，所述轮边齿圈通过左圆锥轴承和右圆锥轴承固定安装于中心销上，所述左圆锥轴承和右圆锥轴承之间设置有轴承挡圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明可以减少与滑移转向相关的能量损耗。此外，与传统的滑移转向相比，可以实现更平缓的转向。通过提高转向电机的转速，可以实现渐进式的转向，这给全地形车操作者提供了更大的自然性和灵活性。在急转弯期间将两个驱动轴中较慢的一个缓慢地向后旋转，可以有效地防止或抑制慢速侧的行走机构(车轮或履带)滑移/滑动。当慢速侧行走机构趋于静止时，胎面或防滑钉往往会被粘着的光滑地面材料堵塞，然后开始滑移。
2.在传统的滑移转向全地形车中，使用制动器来减慢车辆一侧或另一侧的行走机构，通过摩擦降低了车辆可用的总功率，导致车辆在转弯时减速，甚至操作员下意识地在转弯期间加大油门。相反，使用转向电机不会通过摩擦损失引起总功率损耗，而是增加转向期间的总可用动力，因此，本发明具有简单且坚固的结构，特别适合于在功率相对较低和节能的全地形车；通过实践比较，配备有本发明变速箱的全地形车可以比传统的相应滑移转向全地形车节约35％～40％的能量。
3.本发明右转向链轮和右驱动转向齿轮可以替换成齿轮，在两者之间增加一个惰轮装置，使右驱动转向齿轮和右转向齿轮的方向相反。
4.本发明在无人车应用中，变速箱可以设置固定挡位，如输入轴和中间轴只保留高挡或低挡，不仅仅可以应用在全地形车中，也可以应用在特种低速车辆中，如高尔夫球车，景区巡逻车等。
附图说明
图1为本发明的变速箱内部传动立体结构示意图；
图2为本发明的变速箱安装位置平面构架图；
图3为本发明的传动结构主视剖视结构示意图；
图4为本发明的差速器侧视结构示意图；
图5为本发明的空挡状态结构示意图。
图中：1、变速箱本体；2、变速箱箱体；3、驱动差速器；4、主动力源；5、可调速驱动器；6、全地形车；10、输入轴；1101、第一轴承；1102、第二轴承；1103、第三轴承；1201、第一滚针轴承；1202、第二滚针轴承；13、动力低挡齿轮；14、动力高挡齿轮；20、换挡支撑轴；21、换挡杆；22、换挡拨叉；30、过渡轴；3101、第十一轴承；3102、第四轴承；32、过渡轴低挡齿轮；33、过渡轴驱动齿轮；34、过渡轴链轮；35、过渡轴延伸；36、第三滚针轴承；4、主动力源；40、转向轴；4101、第五轴承；4102、第六轴承；4201、左转向齿轮；4202、右转向链轮；43、转向链条；44、转向电机；45、转向操作端；46、转向控制器；5、可调速驱动器；5001、左驱动轴；5002、右驱动轴；5101、第七轴承；5102、第八轴承；5103、第九轴承；5104、第十轴承；5201、左驱动支架；5202、右驱动支架；5301、左驱动短轴；5302、右驱动短轴；5401、第五滚针轴承；5402、第四滚针轴承；5501、左驱动行星齿轮；5502、右驱动行星齿轮；5601、第六滚针轴承；5602、第七滚针轴承；5701、左驱动转向齿轮；5702、右驱动转向齿轮；5801、左驱动太阳齿轮；5802、右驱动太阳齿轮；60、中心销；6101、左圆锥轴承；6102、右圆锥轴承；62、轮边齿圈；63、轮边驱动齿轮；6401、左驱动环形齿轮；6402、右驱动环形齿轮；65、轴套；66、轴承挡圈；7、减速终端；8、行走机构；13、动力低挡齿轮；14、动力高挡齿轮；15、换挡轴套。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所述，本发明提供一种电动辅助转向的全地形车变速箱，变速箱本体1的输入轴10的主动力源4可为发动机或者电机，发动机或电机输出动力不直接输出到输入轴10，而是通过可调速驱动器5传输。动力源是发动机时，可调速驱动器5可为机械齿轮传动、液压传动或无级变速传动；动力源是电机时，可为电压控制型、电流控制型或变频型电机驱动器。
驱动动力通过变速箱的输入轴10的左侧，将动力传递经由变速箱内部的减速机构，传至左驱动轴5001/右驱动轴5002，左驱动轴5001/右驱动轴5002直接或通过减速终端7与行走机构8(轮胎或履带)相连。全地形车6的转向机构由转向操作端45、转向控制器46、转向电机44和变速箱箱体2组成，转向操作端45的转向信号经由转向控制器46处理后传输至转向电机44。在有人驾驶车应用中，转向操作端45可为转向把手或方向盘；在无人车应用中，转向操作端45可为有线或无线接口，如遥控器或平板等，通过可编程地将转向信号传输至转向控制器46。
本发明提供的变速箱包括变速箱本体1所述变速箱本体1包括变速箱箱体2、动力输入轴10、换挡支撑轴20、过渡轴30、转向轴40和驱动差速器3；所述驱动差速器3主要由左驱动支架5201、右驱动支架5202、轮边齿圈62和左驱动转向齿轮5701、右驱动转向齿轮5702和中心销60，转向轴40一端延伸到变速箱箱体2的外侧，且传动连接有转向电机44；
所述变速箱箱体2内还设置有动力低挡齿轮13和动力高挡齿轮14，所述动力低挡齿轮13和动力高挡齿轮14和输入轴10转动连接。所述输入轴10一端通过花键啮合有换挡轴套15，所述换挡轴套15一侧设置有换挡拨叉组件；所述变速箱箱体2内设置有过渡轴30、过渡轴低挡齿轮32和过渡轴驱动齿轮33，所述过渡轴低挡齿轮32和过渡轴驱动齿轮33的内圈为花键，与过渡轴30的花键相啮合。且过渡轴低挡齿轮32与动力低挡齿轮13啮合，过渡轴驱动齿轮33与动力高挡齿轮14啮合；
所述驱动差速器3包括左驱动部和轮边齿圈62、轮边驱动齿轮63、左驱动环形齿轮6401和右驱动环形齿轮6402，轮边驱动齿轮63与过渡轴驱动齿轮33啮合，由于轮边齿圈62、轮边驱动齿轮63和左驱动环形齿轮6401和右驱动环形齿轮6402作为一体，所以过渡轴驱动齿轮33将驱动动力传输至驱动差速器3的左驱动环形齿轮6401以及右驱动环形齿轮6402。
所述轮边齿圈62、轮边驱动齿轮63、左驱动环形齿轮6401以及右驱动环形齿轮6402一体成型设置，且和中心销60转动连接。左驱动行星齿轮5501与左驱动环形齿轮6401相啮合，右驱动行星齿轮5502与右驱动环形齿轮6402相啮合。中心销60同左驱动支架5201螺纹连接，使左驱动支架5201、左驱动行星齿轮5501、左驱动转向齿轮5701和轮边齿圈62作为一个整体。
轮边齿圈62漂浮在旋转的左驱动轴5001和右驱动轴5002上，不需要大的外部轴承来支撑。轮边齿圈62由第六滚针轴承5601、第七滚针轴承5602、左圆锥轴承6101和右圆锥轴承6102支撑在两个左驱动轴5001和右驱动轴5002之上和之间，左驱动轴5001和右驱动轴5002本身支撑在由变速箱箱体2承载的第七轴承5101、第八轴承5102、第九轴承5103和第十轴承5104对称设置。如果轮边齿圈62必须支撑在轴承上，而轴承本身直接由变速箱箱体2承载，则整个结构将不得不显著加宽，并变得更重，并且会变得更加复杂。在变速器中，尺寸、重量和复杂性的小幅增加可被视为成本和燃料消耗的增量浪费。
所述输入轴10表面分别安装有第一轴承1101、第二轴承1102和第三轴承1103，所述动力低挡齿轮13和动力高挡齿轮14通过第一滚针轴承1201和第二滚针轴承1202安装于输入轴10上，使得动力低挡齿轮13和动力高挡齿轮14可以自由围绕输入轴10旋转。
所述驱动部为对称设置的两组，其中一组驱动部包括一体成型的左驱动轴5001、左驱动支架5201以及一体成型的左驱动转向齿轮5701和左驱动太阳齿轮5801，所述左驱动支架5201内设置有四个左驱动短轴5301，四个所述左驱动行星齿轮5501通过第五滚针轴承5401安装于左驱动短轴5301上，并可绕其旋转。固定安装于上图中四个左驱动短轴5301均匀分布于左驱动支架5201上，图中只显示2个。所述左驱动转向齿轮5701和左驱动太阳齿轮5801通过第六滚针轴承5601固定安装于左驱动轴5001上，并可绕其旋转。所述左驱动太阳齿轮5801与左驱动行星齿轮5501相啮合，所述右驱动部包括右驱动轴5002、右驱动支架5202、右驱动转向齿轮5702和右驱动太阳齿轮5802，所述右驱动轴5002和右驱动支架5202一体成型设置，所述右驱动转向齿轮5702和右驱动太阳齿轮5802一体成型设置，通过第七滚针轴承5602固定安装于右驱动轴5002上，并可绕其旋转。所述右驱动太阳齿轮5802与右驱动行星齿轮5502相啮合。
所述右驱动轴5002和右驱动支架5202一体成型设置，所述右驱动转向齿轮5702和右驱动太阳齿轮5802一体成型设置，通过第七滚针轴承5602固定安装于右驱动轴5002上，左驱动转向齿轮5701与左转向齿轮4201啮合，右驱动转向齿轮5702、右转向链轮4202通过转向链条43和过渡轴链轮34链条啮合，所述左驱动轴5001表面安装有第七轴承5101和第八轴承5102，所述右驱动轴5002一端表面安装有第九轴承5103和第十轴承5104，所述右驱动轴5002一端通过轴套65，固定于中心销60上，并可绕其旋转。四个右驱动短轴5302固定安装于右驱动支架5202上图中四个右驱动短轴5302均匀分布于右驱动支架5202上，图中只显示2个。四个右驱动行星齿轮5502通过第四滚针轴承5402安装于右驱动短轴5302上，并可绕其旋转。
由于过渡轴链轮34可围绕过渡轴30自由旋转，所以仅作为惰轮使用。因为左驱动转向齿轮5701与左转向齿轮4201的齿比与右转向链轮4202与右驱动转向齿轮5702的齿比相同，左驱动转向齿轮5701与左转向齿轮4201转动方向相同，右驱动转向齿轮5702与右转向链轮4202的转动方向相反，所以不管有无转向，左驱动转向齿轮5701和右驱动转向齿轮5702的转向相反，转速相等。
所述换挡拨叉组件包括换挡支撑轴20换挡杆21和换挡拨叉22：所述换挡支撑轴20用于固定换挡杆21的端部，起支撑作用，所述换挡杆21的端部与换挡拨叉22相连，通过拨动换挡杆21，换挡拨叉22使换挡轴套15沿输入轴10的轴向方向滑动。动力传输有三种状态：低挡换挡轴套15与动力低挡齿轮13啮合、高挡换挡轴套15与动力高挡齿轮14啮合、空挡换挡轴套15不与动力低挡齿轮13和动力高挡齿轮14啮合。处于低挡时，动力低挡齿轮13与换挡轴套15作为一个整体，伴随输入轴10转动，动力高挡齿轮14自由状态；处于高挡时，动力高挡齿轮14与换挡轴套15作为一个整体，伴随输入轴10转动，动力低挡齿轮13自由状态。
所述过渡轴30表面安装有第十一轴承3101和第四轴承3102，过渡轴链轮34通过第三滚针轴承36安装于过渡轴30表面，可以自由围绕过渡轴30旋转。所述过渡轴30的端部连接有过渡轴延伸35，所述过渡轴延伸35延伸到变速箱箱体2的外部。所述过渡轴延伸35可以拓展其它功能，如安装驻车制动器。
所述转向轴40表面安装有第五轴承4101和第六轴承4102，所述的内圈为花键，与转向轴40的花键相啮合，所述转向轴40表面通过花键连接有左转向齿轮4201和右转向链轮4202，所述转向电机44驱动转向轴40转动时，左转向齿轮4201和右转向链轮4202随着转向轴40以同样的速度和方向转动。
所述轮边齿圈62内安装有左圆锥轴承6101和右圆锥轴承6102，所述轮边齿圈62通过左圆锥轴承6101和右圆锥轴承6102固定安装于中心销60上，并可绕其旋转，所述左圆锥轴承6101和右圆锥轴承6102之间设置有轴承挡圈66，避免左圆锥轴承6101/右圆锥轴承6102沿轴向窜动。
工作原理：
假设变速箱齿轮/链轮的齿比或系数如下：
序号 名称 公式 齿数比/系数
1 i1 Z13/Z32 0.610
2 i2 Z14/Z33 1.000
3 i3 Z33/Z63 0.370
4 i4 Z4201/Z5701 0.568
5 i5 Z4202/Z5702 0.568
6 n1 Z64/(Z64+Z58) 0.693
7 n2 Z58/(Z64+Z58) 0.307
注：以上参数为多种可行性方案中的一种，作为原理分析和数值分析使用。
注：动力低挡齿轮13，动力高挡齿轮14，过渡轴低挡齿轮32，高挡状态过渡轴驱动齿轮33，左转向齿轮4201，右转向链轮4202，左驱动转向齿轮5701，右驱动转向齿轮5702，左驱动太阳齿轮5801/右驱动太阳齿轮5802，左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402的齿比分别为Z13、Z14、Z32、Z33、Z4201、Z4202、Z5701、Z5702、Z58和Z64。
注：本设计中的左转向齿轮4201与左驱动转向齿轮5701的比值，即右转向链轮4202与右驱动转向齿轮5702的比值，定义为转向率r＝i4＝i5。
状态一：前进+低挡+无转向
假设变速箱箱体2的输入轴10顺时针转动，转动速度为1000rpm，转向电机44不工作，低挡工作状态，全地形车6为直行前进状态。过程分析如下：
过程A：低挡时，驱动动力通过输入轴10的动力低挡齿轮13传递给过渡轴低挡齿轮32，从而带动过渡轴30和过渡轴驱动齿轮33同输入轴10相反的方向转动；过渡轴驱动齿轮33将驱动动力传输至驱动差速器3的左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402(同轮边齿圈62一体)，左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402同输入轴10的转向相同；左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402分别驱动左驱动行星齿轮5501/右驱动行星齿轮5502转动。
过程B：虽然左驱动行星齿轮5501/右驱动行星齿轮5502会带动左驱动太阳齿轮5801/右驱动太阳齿轮5802转动，但由于左驱动转向齿轮5701(左驱动太阳齿轮5801)和右驱动转向齿轮5702(右驱动太阳齿轮5802)的转速相等转向相反，所以左驱动太阳齿轮5801/右驱动太阳齿轮5802被约束并保持静止状态。由于左驱动轴5001/右驱动轴5002和左驱动支架5201/右驱动支架5202作为一体，所以左驱动轴5001和右驱动轴5002以同样的速度同向转动。
状态二：前进+高挡+无转向
假设变速箱箱体2的输入轴10顺时针转动，转动速度为1000rpm，转向电机44不工作，高挡工作状态，全地形车6为直行前进状态。过程分析如下：
过程C：高挡时，驱动动力通过输入轴10的动力高挡齿轮14传递给过渡轴驱动齿轮33，从而带动过渡轴30和过渡轴低挡齿轮32同输入轴10相反的方向转动；过渡轴驱动齿轮33将驱动动力传输至驱动差速器3的左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402，左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402同输入轴10的转向相同。左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402分别驱动左驱动行星齿轮5501/右驱动行星齿轮5502转动。
后续过程分析同过程B。
注：输入轴10，过渡轴30，转向轴40，左驱动轴5001/右驱动轴5002，左驱动支架5201/右驱动支架5202，左驱动转向齿轮5701，右驱动转向齿轮5702，轮边齿圈62，左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402的转速分别为R10、R30、R40、R5001/5002、R5201/R5202、R5701、R5702、R62和R6401/R6402。
综上所述，对比状态一和状态二，直行无转向时，输入轴10转速为1000rpm时，低挡和高挡的基本转速分别为156rpm和256rpm。
变速箱箱体2未设置倒退挡，通过可调速驱动器5使输入轴10的转动方向为逆时针旋转，转向电机44无输出，全地形车6即为直行倒车状态。
状态三：原地右转(转向率r＝0.568)
假设变速箱箱体2的输入轴10转速为零，转向电机44顺时针转动，转动速度为1000rpm，全地形车6为原地右转状态。过程分析如下：
变速箱箱体2的输入轴10转速为零，左驱动环形齿轮6401/右驱动环形齿轮6402(同轮边齿圈62一体)的转速为零。转向电机44顺时针转动，即左转向齿轮4201和右转向链轮4202也是顺时针旋转，而左驱动转向齿轮5701同输入轴10相反方向(逆时针)转动，右驱动转向齿轮5702同输入轴10相同方向(顺时针)转动。根据差速原理，左驱动轴5001(左驱动支架5201)的速度顺时针转动，右驱动轴5002(右驱动支架5202)的逆时针转动，两者转动速度相同，方向相反，从而实现原地右转。
原地右转/rpm 原地左转/rpm 备注
R10 0 0
R30 0 0 R30＝-R10×i1
R6401 0 0 R6401＝R62＝-R30×i3
R6402 0 0 R6402＝R62＝-R30×i3
R40 1000 -1000
R5801 -568 568 R5801＝R5701＝-R40×i4
R5802 568 -568 R5802＝R5702＝R40×i5
R5001 174 -174 R5001＝R5201＝R6401×n1-R5801×n2
R5002 -174 174 R5002＝R5202＝R6402×n1-R5802×n2
小结：当变速箱箱体2的输入轴10转速为零，转向电机44逆时针转动，全地形车6为原地左转状态。
状态四：前进+低挡+右转(转向率r＝0.568)
假设变速箱箱体2的输入轴10顺时针转动，转动速度为1000rpm，转向电机44顺时针转动，转动速度为1000rpm，低挡工作状态，全地形车6为前进右拐状态。过程分析如下：
首先过程分析见过程A。
过程D：转向电机44同输入轴10一样顺时针转动，即左转向齿轮4201和右转向链轮4202也是顺时针旋转，而左驱动转向齿轮5701同输入轴10相反方向(逆时针)转动，右驱动转向齿轮5702同输入轴10相同方向(顺时针)转动。根据差速原理，左驱动轴5001(左驱动支架5201)的速度变大，右驱动轴5002(右驱动支架5202)的速度变小，从而实现右转。
输入轴10顺时针转动，转向电机4逆时针转动时，即左转向齿轮4201和右转向链轮4202也是逆时针旋转，而左驱动转向齿轮5701同输入轴10相同方向(顺时针)转动，右驱动转向齿轮5702同输入轴10相反方向(逆时针)转动。根据差速原理，左驱动轴5001(左驱动支架5201)的速度变小，右驱动轴5002(右驱动支架5202)的速度变大，从而实现左转。
状态五：前进+高挡+右转(转向率r＝0.568)
假设变速箱箱体2的输入轴10顺时针转动，转动速度为1000rpm，转向电机44顺时针转动，转动速度为1000rpm，高挡工作状态，全地形车6为前进右拐状态。过程分析如下：
过程分析见过程C和D。
小结：对比状态四和状态五发现，转向电机44R40的速度增大时，转向半径明显变小。在低挡转向时转向半径明显小于高挡时。低挡时，当转向电机44的转速足够大(如1000rpm时)，右驱动轴的速度可以反向，从而可以实现急转弯。
状态六：前进+低挡+右转(转向率r＝0.512和0.568)
假设变速箱箱体2的输入轴10顺时针转动，转动速度为1000rpm，转向电机44顺时针转动，转动速度为1000rpm，低挡工作状态，全地形车6为前进右拐状态。转向率r分别为0.512和0.568，过程分析如下：
小结：在输入轴和转向电机的速度方向不变，同种工作状态低挡或高挡下，转向率r增大时，转向的急转性加剧；在本发明的不同实践经验中，转向率r可选择0.4到0.7之间的数值，从而可得到优越的转向性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种电动辅助转向的全地形车变速箱，包括变速箱本体(1)，其特征在于：所述变速箱本体(1)包括变速箱箱体(2)、动力输入轴(10)、换挡支撑轴(20)、过渡轴(30)、转向轴(40)和驱动差速器(3)；所述驱动差速器(3)主要由左驱动支架(5201)、右驱动支架(5202)、轮边齿圈(62)和左驱动转向齿轮(5701)、右驱动转向链轮(5702)和中心销(60)，转向轴(40)一端延伸到变速箱箱体(2)的外侧，且传动连接有转向电机(44)；
所述变速箱箱体(2)内还设置有动力低挡齿轮(13)和动力高挡齿轮(14)，所述动力低挡齿轮(13)和动力高挡齿轮(14)和输入轴(10)转动连接，所述输入轴(10)一端通过花键啮合有换挡轴套(15)，所述换挡轴套(15)一侧设置有换挡拨叉组件；所述变速箱箱体(2)内设置有过渡轴(30)、过渡轴低挡齿轮(32)和过渡轴驱动齿轮(33)，所述过渡轴低挡齿轮(32)和过渡轴驱动齿轮(33)的内圈为花键，与过渡轴(30)的花键相啮合，且过渡轴低挡齿轮(32)与动力低挡齿轮(13)啮合，过渡轴驱动齿轮(33)与动力高挡齿轮(14)啮合；
所述驱动差速器(3)包括左驱动部和轮边齿圈(62)、轮边驱动齿轮(63)、左驱动环形齿轮(6401)和右驱动环形齿轮(6402)，轮边驱动齿轮(63)与过渡轴驱动齿轮(33)啮合，由于轮边齿圈(62)、轮边驱动齿轮(63)和左驱动环形齿轮(6401)和右驱动环形齿轮(6402)作为一体，过渡轴驱动齿轮(33)将驱动动力传输至驱动差速器(3)的左驱动环形齿轮(6401)以及右驱动环形齿轮(6402)。
2.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述输入轴(10)表面分别安装有第一轴承(1101)、第二轴承(1102)和第三轴承(1103)，所述动力低挡齿轮(13)和动力高挡齿轮(14)通过第一滚针轴承(1201)和第二滚针轴承(1202)安装于输入轴(10)上，使得动力低挡齿轮(13)和动力高挡齿轮(14)可以自由围绕输入轴(10)旋转。
3.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述驱动部为对称设置的两组，其中一组驱动部包括一体成型的左驱动轴(5001)、左驱动支架(5201)以及一体成型的左驱动转向齿轮(5701)和左驱动太阳齿轮(5801)，所述左驱动支架(5201)内设置有四个左驱动短轴(5301)，四个所述左驱动行星齿轮(5501)通过第五滚针轴承(5401)安装于左驱动短轴(5301)上，所述左驱动转向齿轮(5701)和左驱动太阳齿轮(5801)通过第六滚针轴承5601固定安装于左驱动轴(5001)上，所述左驱动太阳齿轮(5801)与左驱动行星齿轮(5501)相啮合，所述右驱动部包括右驱动轴(5002)、右驱动支架(5202)、右驱动转向齿轮(5702)和右驱动太阳齿轮(5802)，所述右驱动轴(5002)和右驱动支架(5202)一体成型设置，所述右驱动转向齿轮(5702)和右驱动太阳齿轮(5802)一体成型设置，通过第七滚针轴承(5602)固定安装于右驱动轴(5002)上，所述右驱动太阳齿轮(5802)与右驱动行星齿轮(5502)相啮合。
4.根据权利要求3所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述右驱动轴(5002)和右驱动支架(5202)一体成型设置，所述右驱动转向齿轮(5702)和右驱动太阳齿轮(5802)一体成型设置，通过第七滚针轴承(5602)固定安装于右驱动轴(5002)上，左驱动转向齿轮(5701)与左转向齿轮(4201)啮合，右驱动转向齿轮(5702)、右转向链轮(4202)通过转向链条(43)和过渡轴链轮(34)链条啮合，所述左驱动轴(5001)表面安装有第七轴承(5101)和第八轴承(5102)，所述右驱动轴(5002)一端表面安装有第九轴承(5103)和第十轴承(5104)，所述右驱动轴(5002)一端通过轴套(65)，固定于中心销(60)上，并可绕其旋转；四个右驱动短轴(5302)固定安装于右驱动支架(5202)上，四个右驱动行星齿轮(5502)通过第四滚针轴承(5402)，安装于右驱动短轴(5302)上，并可绕其旋转。
5.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述换挡拨叉组件包括换挡支撑轴(20)、换挡杆(21)和换挡拨叉(22)：所述换挡支撑轴(20)用于固定换挡杆(21)的端部，起支撑作用，所述换挡杆(21)的端部与换挡拨叉(22)相连，通过拨动换挡杆(21)，换挡拨叉(22)使换挡轴套(15)沿输入轴(10)的轴向方向滑动。
6.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述过渡轴(30)表面安装有第十一轴承(3101)和第四轴承(3102)，过渡轴链轮(34)通过第三滚针轴承36安装于过渡轴(30)表面，可以自由围绕过渡轴(30)旋转，所述过渡轴30的端部连接有过渡轴延伸(35)，所述过渡轴延伸(35)延伸到变速箱箱体(2)的外部。
7.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述转向轴(40)表面安装有第五轴承(4101)和第六轴承(4102)，所述转向轴(40)表面通过花键连接有左转向齿轮(4201)和右转向链轮(4202)，所述转向电机(44)驱动转向轴(40)转动时，左转向齿轮(4201)和右转向链轮(4202)随着转向轴(40)以同样的速度和方向转动。
8.根据权利要求1所述的一种电动辅助转向的全地形车变速箱，其特征在于：所述轮边齿圈(62)内安装有左圆锥轴承(6101)和右圆锥轴承(6102)，所述轮边齿圈(62)通过左圆锥轴承(6101)和右圆锥轴承(6102)固定安装于中心销(60)上，所述左圆锥轴承(6101)和右圆锥轴承(6102)之间设置有轴承挡圈(66)。
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