专利名称：一种用于履带车辆的无级转向系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于履带车辆的机械式无级转向系统。
背景技术：
履带车辆的转向系统的发展大致经历了转向离合器和液压机械差速转向系统等。转向离合器是多片式摩擦离合器，靠摩擦表面的摩擦力传递转矩，当分离某一侧的转向离合器时，就可以减少或切断该侧驱动轮所传递的转矩，使履带车辆转向行驶。由于其结构简单、制造方便，在早期的中小型履带车辆上得到了广泛运用。但由于其生产效率低、能耗大，随着履带车辆功率的不断增大，转向离合器的应用受到一定的限制。液压机械差速转向系统如中国农业工程学报2005年第21卷第3期公开的“东方红1302R拖拉机液压机械差速转向机构的功率分析”，液压机械差速转向系统由分流机构、直驶机构、转向机构和左、右汇流行星排构成，其中左、右汇流行星排均由对应的行星齿轮传动机构构成，发动机功率通过分流机构分流后一路流向直驶机构；一路流向转向机构， 流经直驶机构和转向机构的两路功率分别通过左、右行星排的齿圈和太阳轮进入对应行星排，并由对应的左、右行星架输出，通过两路功率流的大小和方向的不同组合完成车辆的转向运动。液压机械差速转向系统是液压传动、机械传动和行星齿轮传动复合的液压机械式双功率流转向系统。同机械式双功率流转向系统相比，它具有动力学特性优良、能使履带车辆实现无级、原地转向、作业效率高、操作轻便、劳动强度低、直驶稳定性好、转向轨迹精确等优点。但是液压机械差速转向系统中的分流机构和转向机构均为液压控制，需要高精度、 高功率的液压元件，使装备该转向系统的履带车辆制造和使用成本高，目前在国产履带车辆上使用还受到一定限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于履带车辆的机械式无级转向系统，以降低现有液压机械差速转向系统中分流机构的加工难度和制作成本。为了解决上述问题，本发明的技术方案为
用于履带车辆的无级转向系统，包括分流机构、直驶机构和转向机构，所述的分流机构具有用于与相应动力源连接的输入端和分别与所述直驶机构和转向机构相连的两个输出端，所述的分流机构包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太阳轮、齿圈和行星架三元件的行星齿轮传动机构构成，所述的三元件中其中一个元件为构成所述分流机构的输入端的动力输入元件，另外两个为通过制动机构可分别制动的动力输出元件，所述的两个动力输出元件构成了所述分流机构的两个输出端。所述的制动机构为液压、气压或机械式制动机构。所述的用于履带车辆的无级转向系统还包括与所述直驶机构和转向机构传动连接的左、右汇流行星排，所述左汇流行星排的齿圈与所述右汇流行星排的齿圈间通过同步结构固定连接。
所述的转向机构包括左、右双联齿轮轴和分别与对应左、右汇流行星排传动连接的左、右双联齿轮，所述的左、右双联齿轮分别安装在所述的左、右双联齿轮轴上，所述的转向机构还包括根据需要可选择与所述左双联齿轮或右双联齿轮中的一个齿轮传动连接的滑动齿轮，所述左双联齿轮中的另一个齿轮与所述右双联齿轮中的另一齿轮啮合传动，所述的滑动齿轮与所述分流行星排中的一个动力输出元件传动连接。所述的滑动齿轮止旋滑动安装在所述的滑动齿轮轴上。所述滑动齿轮、左双联齿轮和右双联齿轮的三条轴线间相互平行，且三条轴线间的间距两两相等。所述的直驶机构包括动力输入端与所述分流行星排中的另一个动力输出元件传动连接的变速箱，所述变速箱的动力输出端通过齿轮传动机构与所述的同步结构传动连接。所述的同步结构由同步传动轴构成，所述同步传动轴的一端与所述左汇流行星排的齿圈固连，另一端与所述右汇流行星排固连。所述的齿轮传动机构包括与所述同步传动轴同轴固连的输出锥齿轮和与所述变速箱的输出端传动连接的输入锥齿轮，所述的输出锥齿轮与所述的输入锥齿轮啮合传动。本发明的有益效果为本发明中的分流机构由机械式的分流行星排构成，使用分流行星排的分流机构具有操作简单、结构紧凑、传动效率高和制造成本低的优点。工作时， 发动机(或其它动力源)的动力经分流机构的分流行星排一路分流至直驶机构，一路分流至转向机构，当分流行星排中的一个动力输出元件完全制动时，可分别实现履带车辆的直线行驶或原地转向行驶；当两个输出元件都不制动或与直驶机构连接的动力输出元件制动时，可实现履带车辆的无级转向行驶。进一步的，当滑动齿轮与左双联齿轮啮合传动时，左双联齿轮转速方向与滑动齿轮转速方向相反，右双联齿轮由于与滑动齿轮之间多一级齿轮传动，其转速方向与滑动齿轮转速方向相同，可实现履带车辆左转向行驶；同样，滑动齿轮与右双联齿轮啮合时，可实现履带车辆右转向行驶。采用滑动齿轮实现转向行驶，操作方便、结构简单、制作成本较低。
图I是本发明实施例的结构示意图2是图I中反向机构的结构示意图3是图2的侧视图。
具体实施例方式一种用于履带车辆的无级转向系统的实施例如图f 3所示包括分流机构、直驶机构、反向机构和左、右汇流行星排，左、右汇流行星排均由对应的行星齿轮传动机构构成。 分流机构包括分流行星排2，分流行星排2由具有分流太阳轮2a、分流齿圈2b和分流行星架2c三个元件的行星齿轮传动机构构成，其中分流行星架2c为用于与相应发动机I (或其它动力源)传动连接的动力输入元件，分流行星架2c构成了分流机构的输入端，分流太阳轮2a和分流齿圈2b为分别与反向机构4和直驶机构3传动连接并通过制动机构可分别制动的动力输出元件，分流太阳轮2a和分流齿圈2b构成了分流机构的两个输出端，制动机构为机械式制动机构。左汇流行星排6中的左齿圈6b与右汇流行星排7中的右齿圈7b通过同步结构固定连接，同步结构由设置于左齿圈6b与右齿圈7b间的同步传动轴8构成，同步传动轴8的一端与左齿圈6b固连，另一端与右齿圈7b固连。左汇流行星排6中的左行星架6c和右汇流行星排7中的右行星架7c分别用于动力输出。直驶机构3包括动力输入端与分流行星排2中的分流齿圈2b传动连接的变速箱，变速箱为无级变速箱，变速箱的动力输出端通过齿轮传动机构5与同步传动轴8传动连接，齿轮传动机构5包括与同步传动轴 8同轴固连的输出锥齿轮5-1和与变速箱3的动力输出端传动连接的输入锥齿轮5-2。反向机构4包括与分流行星排2的分流太阳轮2a传动连接的滑动齿轮4-1，滑动齿轮4_1同轴止旋滑动装配在滑动齿轮轴4-2上，反向机构还包括与滑动齿轮轴4-2平行设置的左双联齿轮轴4-3和右双联齿轮轴4-4,其中左、右双联齿轮轴与滑动齿轮轴4-2的轴线之间的间距两两相等，左双联齿轮轴4-3上同轴固连有左双联齿轮4-5，右双联齿轮轴4-4上同轴固连有右双联齿轮4-6，其中左双联齿轮包括第一齿轮4-5-1和第二齿轮4-5-2，右双联齿轮包括第三齿轮4-6-1和第三齿轮4-6-2。滑动齿轮4-1在滑动齿轮轴4_2上的滑动过程中可以根据需要选择与左双联齿轮4-5中的第一齿轮4-5-1或右双联齿轮4-6中第三齿轮4-6-1传动连接，左双联齿轮4-5中的第二齿轮4-5-2与右双联齿轮4_6中的第四齿轮 4-6-2啮合传动。左、右双联齿轮还分别与对应左、右汇流行星排中的太阳轮传动连接。图中6a表示左汇流行星排6中的左太阳轮，7c表示右汇流行星排7中的右太阳轮。发动机I的动力由分流行星排2的分流行星架2c流入，分流行星排2通过分流齿圈2b和分流太阳轮2a将动力分别传递给直驶机构3和反向机构4，一路动力经直驶机构 3传递给左、右汇流行星排中的齿圈，另一路经反向机构传递给左、右汇流行星排中的太阳轮。汇流至左、右汇流行星排中的动力经左、右行星架输出，从而驱动履带车辆行驶。分流行星排2的分流齿圈2b和分流太阳轮2a可分别制动。当分流太阳轮2a完全制动时，动力全部从分流行星排2的分流行星架2c传给分流齿圈2b，然后经直驶机构3、齿轮传动机构 5、左、右汇流行星排中的齿圈流入并经左、右汇流行星排中的行星架输出，实现履带车辆的直线行驶。当分流齿圈2b完全制动时，动力全部从分流行星排2的分流行星架2c传给分流太阳轮2a，然后经反向机构4、左、右汇流行星排中的太阳轮并最终由左、右汇流行星排中的行星架输出，实现履带车辆的原地转向行驶。当分流行星排2的分流齿圈2b、分流太阳轮2a都不制动时，动力分两路传递，根据两路功率的比例关系可实现履带车辆转向半径从零到无穷大的无级转向行驶。对于反向机构来说，当滑动齿轮4-1和左双联齿轮4-5中的第一齿轮4-5-1哨合传动时,左双联齿轮4-5的转速方向与滑动齿轮4-1转速方向相反,右双联齿轮4-6由于与滑动齿轮4-1之间多一级齿轮传动，其转速方向与滑动齿轮4-1转速方向相同，可实现履带车辆左转向行驶。同样，当滑动齿轮4-1和右双联齿轮4-6中的第三齿轮4-6-1啮合时，可实现履带车辆右转向行驶。通过分流行星排2和滑动齿轮4-1等机械式机构的使用，使整个用于履带车辆的无级转向系统具有操作简单、结构紧凑、传动效率闻和制造成本低等优点。在本发明的其它实施例中，还可以采用分流太阳轮2a与直驶机构3传动连接、分流齿圈2b与反向机构4传动连接的形式；当然分流行星排2中的分流太阳轮2a、分流齿圈 2b、分流行星架2c三元件的使用还可以为分流太阳轮2a为动力输入元件，分流齿圈2b和分流行星架2c为动力输出元件，此时分流齿圈2b可以与直驶机构3或反向机构4传动连接，相应的分流齿圈2b可以与反向机构4或直驶机构3传动连接。或分流齿圈2b为动力输入元件,分流太阳轮2a和分流行星架2c为动力输出元件,此时分流太阳轮2a可以与直驶机构3或反向机构4传动连接，相应的分流行星架2c可以与反向机构4或直驶机构3传动连接。制动机构还可以采用液压式或气压式制动机构；变速箱也可以采用有级变速箱。
权利要求
1.一种用于履带车辆的无级转向系统，包括分流机构、直驶机构和转向机构，所述的分流机构具有用于与相应动力源连接的输入端和分别与所述直驶机构和转向机构相连的两个输出端，其特征在于所述的分流机构包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太阳轮、齿圈和行星架三元件的行星齿轮传动机构构成，所述的三元件中其中一个元件为构成所述分流机构的输入端的动力输入元件，另外两个为通过制动机构可分别制动的动力输出元件，所述的两个动力输出元件构成了所述分流机构的两个输出端。
2.根据权利要求I所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的制动机构为液压、气压或机械式制动机构。
3.根据权利要求I所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的用于履带车辆的无级转向系统还包括与所述直驶机构和转向机构传动连接的左、右汇流行星排， 所述左汇流行星排的齿圈与所述右汇流行星排的齿圈间通过同步结构固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的转向机构包括左、右双联齿轮轴和分别与对应左、右汇流行星排传动连接的左、右双联齿轮，所述的左、右双联齿轮分别安装在所述的左、右双联齿轮轴上，所述的转向机构还包括根据需要可选择与所述左双联齿轮或右双联齿轮中的一个齿轮传动连接的滑动齿轮，所述左双联齿轮中的另一个齿轮与所述右双联齿轮中的另一齿轮啮合传动，所述的滑动齿轮与所述分流行星排中的一个动力输出元件传动连接。
5.根据权利要求4所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的滑动齿轮止旋滑动安装在所述的滑动齿轮轴上。
6.根据权利要求4所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述滑动齿轮、 左双联齿轮和右双联齿轮的三条轴线间相互平行，且三条轴线间的间距两两相等。
7.根据权利要求4飞任意一项所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的直驶机构包括动力输入端与所述分流行星排中的另一个动力输出元件传动连接的变速箱，所述变速箱的动力输出端通过齿轮传动机构与所述的同步结构传动连接。
8.根据权利要求7所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的同步结构由同步传动轴构成，所述同步传动轴的一端与所述左汇流行星排的齿圈固连，另一端与所述右汇流行星排固连。
9.根据权利要求8所述的用于履带车辆的无级转向系统，其特征在于所述的齿轮传动机构包括与所述同步传动轴同轴固连的输出锥齿轮和与所述变速箱的输出端传动连接的输入锥齿轮，所述的输出锥齿轮与所述的输入锥齿轮啮合传动。
全文摘要
本发明涉及用于履带车辆的无级转向系统，包括分流机构、直驶机构和转向机构，所述的分流机构具有用于与相应动力源连接的输入端和分别与所述直驶机构和转向机构相连的两个输出端，所述的分流机构包括分流行星排，所述的分流行星排由具有太阳轮、齿圈和行星架三元件的行星齿轮传动机构构成，所述的三元件中其中一个元件为构成所述分流机构的输入端的动力输入元件，另外两个为通过制动机构可分别制动的动力输出元件，所述的两个动力输出元件构成了所述分流机构的两个输出端。本发明通过机械式的分流机构降低了现有液压机械差速转向系统中分流机构的加工难度和制作成本。
文档编号B62D11/16GK102582685SQ20121004764
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者乔邦, 周志立, 席志强, 张明柱, 徐立友, 曹付义, 赵伟 申请人:河南科技大学