一种蜗轮差速式履带车辆传动装备的制作方法

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种蜗轮差速式履带车辆传动装备。

背景技术：

南方稻田因种植水稻常年淹水，致使土地粘接，土壤承载能力差，工作在南方稻田的履带车辆如，履带式拖拉机、履带式旋耕机、履带式联合收割机等，这些车辆由于采用履带行驶装置，履带接地面积大，接地压力小，尤其是轻型履带拖拉机、小型履带联合收割机等结构紧凑，重量小，在湿滑土壤中不宜下陷、打滑，具有良好的通过性能，而得到广泛的利用。水稻田为了蓄水平整的需要，面积普遍较小，因此，其履带式车辆以小型两履带为主，而两履带车辆由于独特的结构特点，只能采用两侧履带差速驱动的方法实现转向。目前两履带车辆转向方法有单功率流、双功率流等多种转向形式，其中双功率流转向由于转向过程中不中断功率传递，效率高，应用广泛。但目前应用在履带拖拉机上的双功率转向装置由于液压功率传递路线复制，零部件多，质量大，控制精度低。为了解决上述问题，提出了新的履带车辆变速传动方法及其装备。

为了解决上述问题，亟需开发一种结构简单、转向精度高、转向瞬时速率可调节的蜗轮差速式履带车辆传动装备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、转向精度高、转向瞬时速率可调节的蜗轮差速式履带车辆传动装备。

上述目的是通过如下技术方案实现：一种蜗轮差速式履带车辆传动装备，包括箱体组件、变速器组件、差速转向组件和主减速器组件，所述变速器组件包括输入轴组件、一轴组件、二轴组件、输出轴组件、倒档轴组件和换档组件，所述输入轴组件与一轴组件动力连接，所述二轴组件分别与一轴组件和输出轴组件动力连接，所述输出轴组件通过差速转向组件与主减速器组件相连并可将动力经差速处理后传递给主减速器组件，所述一轴组件包括一轴、一轴从动齿轮、四档主动齿轮、三档主动齿轮、二档主动齿轮、一档主动齿轮、倒档主动齿轮和变量泵主动锥齿轮，所述二轴组件包括四档从动齿轮、三四档花键毂、三四档接合套、三档从动齿轮、二档从动齿轮、一二档接合套、一二档花键毂、一档从动齿轮、二轴主动齿轮、倒档从动齿轮和二轴，所述差速转向组件包括结构相同的左差速组件和右差速组件、蜗杆、变量泵从动锥齿轮、变量泵、电磁阀和定量马达，所述左差速组件包括由左太阳轮、左行星轮、左行星架、左齿圈组成的行星齿轮传动机构以及左蜗轮、左分流齿轮，所述左蜗轮设置在所述左齿圈的外侧，所述蜗杆与所述左差速组件的左蜗轮以及右差速组件的右蜗轮啮合，所述蜗杆与左蜗轮右蜗轮和组成蜗轮蜗杆组件，所述输出轴组件主要包括输出轴、输出轴从动齿轮和输出轴主动齿轮，所述输出轴主动齿轮分别与左差速组件的左分流齿轮以及右差速组件的左分流齿轮啮合，所述电磁阀受履带车辆转向盘的转角大小控制，所述变量泵从动锥齿轮与变量泵主动锥齿轮常啮合，所述定量马达的输出端与所述蜗杆相连，所述电磁阀设置在所述变量泵与定量马达之间的油路上。

进一步的技术方案是，所述左差速组件还包括左主动锥齿轮、左太阳轮轴，左行星轮轴和左行星架连接板，所述左分流齿轮、左太阳轮通过花键套装在左太阳轮轴上，所述左行星架上安装有2至4个均匀分布左行星轮轴，所述左行星轮轴上通过轴套空套有左行星轮，所述左行星轮通过左行星架和左行星架连接板间隙配合定位。

进一步的技术方案是，所述主减速器组件包括结构相同的左主减速组件和右主减速组件，所述左主减速器组件包括左输出轴和左从动锥齿轮，所述左主动锥齿轮与左从动锥齿轮啮合。

进一步的技术方案是，所述换挡组件包括三四档拨叉轴、三四档拨叉、一二档拨叉轴，一二档拨叉、倒档拨叉轴和倒档拨叉，所述四档主动齿轮、三档主动齿轮、二档主动齿轮和一档主动齿轮固定设置在一轴上，所述变量泵主动锥齿轮通过花键套装在一轴上，所述四档从动齿轮，三档从动齿轮，二档从动齿轮，一档从动齿轮通过轴套空套在所述二轴上，所述三四档花键毂，一二档花键毂通过花键套装在二轴上，所述三四档花键毂设置在四档从动齿轮和三档从动齿轮之间，所述一二档花键毂设置在二档从动齿轮和一档从动齿轮之间，所述四档主动齿轮、三档主动齿轮、二档主动齿轮和一档主动齿轮分别与所述四档从动齿轮、三档从动齿轮、二档从动齿轮和一档从动齿轮啮合，所述三四档接合套通过花键套装在三四档花键毂上并可以沿着三四档花键毂前后滑动，所述一二档接合套通过花键套装在一二档花键毂上并可以沿着一二档花键毂前后滑动，所述三四档拨叉可带动三四档接合套沿所述三四档花键毂移动并实现三四档接合套与四档从动齿轮或三档从动齿轮之间的啮合，所述一二档拨叉可带动一二档接合套沿所述一二档花键毂移动并实现一二档接合套与二档从动齿轮或一档从动齿轮的啮合。

进一步的技术方案是，所述一轴从动齿轮、四档主动齿轮、三档主动齿轮、二档主动齿轮、一档主动齿轮、倒档主动齿轮和变量马达主动锥齿轮通过花键套装在一轴上。

进一步的技术方案是，所述倒档轴组件包括倒档轴和倒档中间齿轮，所述倒档中间齿轮通过花键套装在倒档轴上并可以在倒档轴上滑动，所述倒档拨叉带动倒档中间齿轮沿倒档轴滑动实现倒档中间齿轮与倒档主动齿轮的啮合和分开，所述倒档中间齿轮与倒挡从动齿轮常啮合。

进一步的技术方案是，所述倒档从动齿轮空套在二轴上，所述箱体组件包括箱体和轴承，所述倒档轴、一轴通过轴承支撑在箱体上。

进一步的技术方案是，所述输入轴组件包括输入轴主动齿轮和输入轴，所述输入轴主动齿轮通过花键套装在输入轴上，所述输入轴的两端分别通过轴承支撑在箱体上，所述输入轴一端连接在离合器从动盘花键上，所述输入轴主动齿轮与所述一轴从动齿轮啮合。

进一步的技术方案是，所述左分流齿轮、左太阳轮通过花键套装在左太阳轮轴上，所述左齿圈分别通过轴承支撑在左太阳轮轴和左行星架上，所述左主动锥齿轮通过花键安装在左行星架上。

进一步的技术方案是，所述左输出轴通过轴承安装在箱体上，所述左从动锥齿轮通过花键套装在左输出轴上。

相比于现有技术，本发明采用定量马达的输出端直接控制蜗杆，进而改变蜗轮的速度，使履带车辆左右侧转速发生变化，结构简单，紧凑；采用在变速器一轴上通过锥齿轮装置驱动变量泵，变量泵的输入转速独立于变速器的转速，在变速器处于空档时履带车辆可原地转向。变量泵与定量马达组成无级调速装置，使履带车辆的瞬时转向角度可无级调节，转向精度高；采用在变量泵与定量马达之间设置换向阀，在前进倒与倒车倒之间切换转向液压回路，使前进与倒车具有相同的转向规律。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种实施方式所涉及的蜗轮差速式履带车辆传动装备整机结构图；

图2为本发明一种实施方式所涉及的蜗轮差速式履带车辆传动装备的传动原理图；

图3为本发明一种实施方式所涉及的蜗轮差速式履带车辆的差速与驱动原理图；

图4为本发明一种实施方式所涉及的蜗轮差速式履带车辆的hst控制蜗轮差速原理图。

图中：

a箱体组件b变速器组件c差速转向组件d主减速器组件

a1箱体a2轴承b1输入轴组件b2一轴组件

b3二轴组件b4输出轴组件b5倒档轴组件b6换档组件

b11输入轴主动齿轮b12输入轴b21一轴

b22一轴从动齿轮b23四档主动齿轮b24三档主动齿轮

b25二档主动齿轮b26一档主动齿轮b27倒档主动齿轮

b28变量泵主动锥齿轮b31四档从动齿轮b32三四档花键毂

b33三四档接合套b34三档从动齿轮b35二档从动齿轮

b36一二档接合套b37一二档花键毂b38一档从动齿轮

b39二轴主动齿轮b10倒档从动齿轮b311二轴

b41输出轴b42输出轴从动齿轮b43输出轴主动齿轮

b51倒档轴b52倒档中间齿轮b61三四档拨叉轴

b62三四档拨叉b63一二档拨叉轴b64一二档拨叉

b65倒档拨叉轴b66倒档拨叉c1左差速组件

c2右差速组件c3蜗杆c4变量泵从动锥齿轮

c5变量泵c6电磁阀c7定量马达

c11左分流齿轮c12左太阳轮c13左行星轮

c14左齿圈c15左蜗轮c16左行星架

c17左主动锥齿轮c18左太阳轮轴c21右分流齿轮

c22右太阳轮c23右行星轮c24右齿圈

c25右蜗轮c26右行星架c27右主动锥齿轮

c28右太阳轮轴d1左主减速组件d2右主减速组件

d11左输出轴d12左从动锥齿轮d21右输出轴

d22右从动锥齿轮

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，参照图1～4，一种蜗轮差速式履带车辆传动装备，包括箱体组件a、变速器组件b、差速转向组件c和主减速器组件d，所述变速器组件b包括输入轴组件b1、一轴组件b2、二轴组件b3、输出轴组件b4、倒档轴组件b5和换档组件b6，所述输入轴组件b1与一轴组件b2动力连接，所述二轴组件b3分别与一轴组件b2和输出轴组件b4动力连接，所述输出轴组件b4通过差速转向组件c与主减速器组件d相连并可将动力经差速处理后传递给主减速器组件d，所述一轴组件b2包括一轴b21、一轴从动齿轮b22、四档主动齿轮b23、三档主动齿轮b24、二档主动齿轮b25、一档主动齿轮b26、倒档主动齿轮b27和变量泵主动锥齿轮b28，所述二轴组件b3包括四档从动齿轮b31、三四档花键毂b32、三四档接合套b33、三档从动齿轮b34、二档从动齿轮b35、一二档接合套b36、一二档花键毂b37、一档从动齿轮b38、二轴主动齿轮b39、倒档从动齿轮b10和二轴b311，所述差速转向组件c包括结构相同的左差速组件c1和右差速组件c2、蜗杆c3、变量泵从动锥齿轮c4、变量泵c5、电磁阀c6和定量马达c7，所述左差速组件c1包括由左太阳轮c12、左行星轮c13、左行星架c16、左齿圈c14组成的行星齿轮传动机构以及左蜗轮c15、左分流齿轮c11，所述左蜗轮设置在所述左齿圈的外侧，所述蜗杆c3与所述左差速组件c1的左蜗轮c15以及右差速组件c2的右蜗轮c25啮合，所述蜗杆c3与左蜗轮c15右蜗轮和c25组成蜗轮蜗杆组件，所述输出轴组件b4主要包括输出轴b41、输出轴从动齿轮b42和输出轴主动齿轮b43，所述输出轴主动齿轮b43分别与左差速组件c1的左分流齿轮c11以及右差速组件c2的左分流齿轮c21啮合，所述电磁阀c5受履带车辆转向盘的转角大小控制，所述变量泵从动锥齿轮c4与变量泵主动锥齿轮b28常啮合，所述定量马达c7的输出端与所述蜗杆c3相连，所述电磁阀c6设置在所述变量泵c5与定量马达c7之间的油路上。

履带车辆直线行驶原理：当变量泵c6处于零速位置时，定量马达c7不对外输出转速时。此时蜗杆c3不转动，由于蜗杆c3不转动，因此，左右蜗轮c16、c26亦不转动，因此左右齿圈c14、c24亦不转动，此时，传递至左右主动锥齿轮c17、c27的动力转速相同，方向相同，实现履带车辆直线行驶。

履带车辆差速转向原理：当变量泵c6处于非零位置时，定量马达c7对外输出转速，此时蜗杆c3转动，由于蜗杆c3转动，因此，左右蜗轮c16、c26转动。由于蜗杆c3的安装在左右蜗轮c16、c26之间，因此，左右蜗轮c16、c26在蜗杆c3的作用下等速反方向旋转。由于转动至左右差速组件c1、c2的左右太阳轮c12、c22的转速相同，方向相同，而由左右蜗轮c16、c26传递至左右齿圈c14、c24的转速相同，方向相反，在经过行星齿轮机构复合后，使得左右行星架c16、c26的旋转趋势发生变化，一个加速前进，一个减速后退，使履带车辆两侧履带的输入转速发生变化，进而使得履带车辆转向，定量马达c7对外输出转速的方向不同，对应的履带车辆转向的方向亦不同，由于蜗杆调速后左右侧履带加减速的速率绝对值与输入速度等同，因此定量马达c7在等速不等向输出转速时，左右侧履带可以获得相同的转向运动规律。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述左差速组件c1还包括左主动锥齿轮c17、左太阳轮轴c18，所述左分流齿轮c11、左太阳轮c12通过花键套装在左太阳轮轴c18上，所述左行星架c16上安装有2至4个均匀分布左行星轮c13。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3，所述主减速器组件d包括结构相同的左主减速组件d1和右主减速组件d2，所述左主减速器组件d1包括左输出轴d11和左从动锥齿轮d12，所述左主动锥齿轮c17与左从动锥齿轮d12啮合。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述换挡组件b6包括三四档拨叉轴b61、三四档拨叉b62、一二档拨叉轴b63，一二档拨叉b64、倒档拨叉轴b65和倒档拨叉b66，所述四档主动齿轮b23、三档主动齿轮b24、二档主动齿轮b25和一档主动齿轮b26固定设置在一轴b21上，所述变量泵主动锥齿轮b28通过花键套装在一轴b21上，所述四档从动齿轮b31，三档从动齿轮b34，二档从动齿轮b35，一档从动齿轮b38通过轴套空套在所述二轴b311上，所述三四档花键毂b32，一二档花键毂b37通过花键套装在二轴b311上，所述三四档花键毂b32设置在四档从动齿轮b31和三档从动齿轮b34之间，所述一二档花键毂b37设置在二档从动齿轮b35和一档从动齿轮b38之间，所述四档主动齿轮b23、三档主动齿轮b24、二档主动齿轮b25和一档主动齿轮b26分别与所述四档从动齿轮b31、三档从动齿轮b34、二档从动齿轮b35和一档从动齿轮b38啮合，所述三四档接合套b33通过花键套装在三四档花键毂b32上并可以沿着三四档花键毂b32前后滑动，所述一二档接合套b36通过花键套装在一二档花键毂b37上并可以沿着一二档花键毂b37前后滑动，所述三四档拨叉b62可带动三四档接合套b33沿所述三四档花键毂b32移动并实现三四档接合套b33与四档从动齿轮b31或三档从动齿轮b34之间的啮合，所述一二档拨叉b64可带动一二档接合套b36沿所述一二档花键毂b37移动并实现一二档接合套b36与二档从动齿轮b35或一档从动齿轮b38的啮合。

一二档换档原理：一二档接合套b36处于中间位置，实现一二档之间的空档。操作一二档拨叉轴b63向后运动，一二档拨叉b64带动一二档接合套b36向后移动，使得一二档接合套b36的内花键与一档从动齿轮b38的外花键结合，动力由一档主动齿轮b26传递至一档从动齿轮b38，经过一档从动齿轮b38的外花键传递至一二档接合套b36，再传递至一二档花键毂b37，从而传递至二轴b311，二轴b311以一档转动。操作一二档拨叉轴b63向前运动，一二档拨叉b64带动一二档接合套b36向前移动，使得一二档接合套b36的内花键与二档从动齿轮b35的外花键结合，动力由二档主动齿轮b25传递至二档从动齿轮b35，经过二档从动齿轮b35的外花键传递至一二档接合套b36，再传递至一二档花键毂b37，从而传递至二轴b311，二轴b311以二档转动。

三四档换档原理：三四档接合套b33处于中间位置，实现三四档之间的空档。操作三四档拨叉轴b61向后运动，三四档拨叉b62带动三四档接合套b33向后移动，使得三四档接合套b33的内花键与三档从动齿轮b39的外花键结合，动力由三档主动齿轮b24传递至三档从动齿轮b34，经过三档从动齿轮b34的外花键传递至三四档接合套b33，再传递至三四档花键毂b32，从而传递至二轴b311，二轴b311以三档转动。操作三四档拨叉轴b61向前运动，三四档拨叉b62带动三四档接合套b33向前移动，使得三四档接合套b33的内花键与四档从动齿轮b31的外花键结合，动力由四档主动齿轮b23传递至四档从动齿轮b31，经过四档从动齿轮b31的外花键传递至三四档接合套b33，再传递至三四档花键毂b32，从而传递至二轴b311，二轴b311以四档转动。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述一轴从动齿轮b22、四档主动齿轮b23、三档主动齿轮b24、二档主动齿轮b25、一档主动齿轮b26、倒档主动齿轮b27和变量马达主动锥齿轮b28通过花键套装在一轴b21上。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述倒档轴组件b5包括倒档轴b51和倒档中间齿轮b52，所述倒档中间齿轮b52通过花键套装在倒档轴b51上并可以在倒档轴b51上滑动，所述倒档拨叉b66带动倒档中间齿轮b52沿倒档轴b51滑动实现倒档中间齿轮b52与倒档主动齿轮b27的啮合和分开，所述倒档中间齿轮b52与倒挡从动齿轮b310常啮合。

倒档换档原理：操作倒档拨叉轴b65向前运动，倒档拨叉b66带动倒档中间齿轮b52向前滑动，倒档中间齿轮b52与倒档主动齿轮b27和倒档从动齿轮b310同时啮合，二轴b311与一轴b21方向相同，实现倒档输出。操作倒档拨叉轴b65向后运动，倒档拨叉b66带动倒档中间齿轮b52向后滑动，倒档中间齿轮b52与倒档主动齿轮分开，动力中断，实现倒档轴空档。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1～3，所述倒档从动齿轮b310空套在二轴b311上，所述箱体组件a包括箱体a1和轴承a2，所述倒档轴b51、一轴b21通过轴承a2支撑在箱体a1上。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述输入轴组件b1包括输入轴主动齿轮b11和输入轴b12，所述输入轴主动齿轮b11通过花键套装在输入轴b12上，所述输入轴b12的两端分别通过轴承a12支撑在箱体a1上，所述输入轴b12一端连接在离合器从动盘花键上，所述输入轴主动齿轮b11与所述一轴从动齿轮b22啮合。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3，所述左分流齿轮c11、左太阳轮c12通过花键套装在左太阳轮轴c18上，所述左齿圈c14分别通过轴承a2支撑在左太阳轮轴b41和左行星架c16上，所述左主动锥齿轮c17通过花键安装在左行星架c16上。

上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3，所述左输出轴d11通过轴承a2安装在箱体a1上，所述左从动锥齿轮d12通过花键套装在左输出轴d11上。

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。