一種終傳動結構及推土機的制作方法

本發明涉及推土機技術領域，尤其涉及一種終傳動結構及推土機。

背景技術：

推土機最終傳動裝置有兩種形式：一種是二級直齒圓柱齒輪終傳動，另一種是行星齒輪式終傳動。前者為傳統的兩級直齒減速結構，該結構簡單，結構尺寸大，零部件受力不均衡，且不能模塊化設計，維修不方便。后者行星齒輪式終傳動目前一般采取兩級減速結構，一級為直齒減速結構，一級為行星排結構來增大減速比，其行星排結構有位于齒塊外側和齒塊內側兩種結構，這種結構形式的特點是齒輪模數可以設計小一些，結構尺寸空間小，零部件受力均衡，力矩傳遞相對平穩，有模塊化和非模塊化兩種結構形式，模塊化結構的裝配維修相對方便。

傳統推土機兩級直齒減速結構最終傳動裝置，該結構簡單，結構尺寸大，零部件受力不均衡，且不能模塊化設計，維修不方便。隨著大馬力靜液壓傳動推土機的發展，傳統的行星排結構滿足不了更大減速比的要求，迫切需要獲得更大的減速比，且需要進行模塊化設計。專利“一種用于推土機或推耙機的行星齒輪式終傳動裝置(專利號：ZL201220634254.5)”雖然為一級直齒、一級行星齒輪傳動，但是沒有制動器單元，同時行星排位于齒塊外側，不能滿足大馬力靜液壓傳動推土機的要求。專利“一種終傳動結構及推土機(專利號：ZL201520129300.X)”為一種兩級直齒傳動結構，且沒有制動器，也沒有模塊化設計。專利“一種推土機終傳動結構(專利號：ZL201420384862.4)”雖然為一級直齒、一級行星齒輪傳動，但是沒有制動器單元，同時行星排位于齒塊內側，也不能滿足大馬力靜液壓傳動推土機的要求。專利“輪式拖拉機最終傳動雙級行星排裝置(專利號:ZL201520578489.0)”雖為兩級行星排減速裝置，但是其沒有制動器，輸入和輸出動力同軸，同時沒有一級直齒傳遞動力。專利“一種兩級行星最終傳動組件(專利號：ZL02142618.X)”雖然也為兩級行星排減速裝置，也有制動器單元，但是兩行星排的太陽輪轉速相同，同時制動器制動右側行星排的齒圈，左側行星排的齒圈輸出動力，也沒有第一級直齒減速結構，而本文為三級減速機構，減速比大，且制動器制動一級主動輪，第一行星排的行星架與第二行星排的太陽輪轉速相同，結構不相同。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種終傳動結構，通過制動器單元、一級減速單元、二級減速單元、三級減速單元作為一個大模塊與推土機主機架固定連接，拆裝維修方便；一級減速單元、二級減速單元和三級減速單元這三個單元整體作為減速機構，一級減速單元為兩級直齒減速結構，二級減速單元和三級減速單元均為行星排結構，能夠實現更大的傳動比。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種終傳動結構，包括制動器單元和傳動系統，所述傳動系統包括一級減速單元、二級減速單元和三級減速單元，所述一級減速單元包括兩級直齒減速結構，所述二級減速單元包括第一行星排結構，所述三級減速單元包括第二行星排結構，所述制動器單元連接在馬達的傳輸端。

作為本技術方案的優選方案之一，所述一級減速單元包括一級主動齒輪、一級被動齒輪和齒輪轂，所述一級主動齒輪與一級被動齒輪外嚙合，一級被動齒輪上固定連接有與所述一級被動齒輪同軸的齒輪轂，所述齒輪轂和所述一級被動齒輪通過螺栓固定連接，所述一級主動齒輪依靠左右兩個固定軸承支撐，所述齒輪轂依靠左右兩個一級軸承支撐，所述齒輪轂上通過其內花鍵與所述二級減速單元相嚙合。

作為本技術方案的優選方案之一，所述二級減速單元包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架和第一行星齒圈，所述第一太陽輪的轉軸通過外花鍵與齒輪轂的內花鍵嚙合，所述第一太陽輪的齒輪與多個第一行星輪外嚙合，所述第一行星輪與第一行星齒圈內嚙合，所述第一行星輪設置在第一行星架上，所述第一行星架一端通過二級軸承套設在第一太陽輪的轉軸上，另一端通過花鍵與三級減速單元嚙合。

作為本技術方案的優選方案之一，所述三級減速單元包括第二太陽輪、第二行星架、第二行星輪和第二行星齒圈，所述第二太陽輪通過二級花鍵與第一行星架嚙合，所述第二太陽輪與多個第二行星輪外嚙合，所述第二行星輪和第二行星齒圈內嚙合，所述第二行星齒圈安裝在第二行星架上，所述第二行星架一端通過三級軸承套設在第二行星輪的轉軸上，另一端通過花鍵與驅動單元嚙合。

作為本技術方案的優選方案之一，所述驅動單元包括連接盤，所述連接盤通過驅動花鍵嚙合有鏈輪轂，所述鏈輪轂上連接有齒塊，所述鏈輪轂的內側通過連接軸承支撐在終傳動外殼體上，所述連接盤通過花鍵與第二行星架嚙合。

作為本技術方案的優選方案之一，所述齒塊位于三級減速單元的內側或外側。

作為本技術方案的優選方案之一，所述制動器單元包括通過花鍵套與馬達連接的制動器，所述花鍵套的內部和外部分別設置有內花鍵和外齒，所述馬達和一級主動齒輪的轉軸均與內花鍵相嚙合，所述制動器與外齒相嚙合。

作為本技術方案的優選方案之一，所述制動器包括設置有制動空腔的制動器殼體，所述制動空腔套設在花鍵套上，所述制動空腔內沿花鍵套徑向自內而外依次設置有與花鍵套的外齒相嚙合的摩擦片、外齒板和與外齒板相嚙合的內齒圈，所述摩擦片、外齒板和內齒圈的一側抵壓在終傳動外殼體上，另一側抵壓有壓板，所述壓板的外側抵壓有碟簧，所述壓板通過擋圈連接在活塞上，所述活塞套設在花鍵套外部且沿花鍵套軸向伸縮，所述內齒圈和碟簧的上部均固定在終傳動外殼體上，所述內齒圈上開設有能夠容納螺栓穿過的圓孔，所述內齒圈、制動器殼體通過墊圈和螺栓固定在終傳動外殼體上。

作為本技術方案的優選方案之一，所述終傳動的減速比為其中Z₁為一級主動齒輪的齒數、Z₂為一級被動齒輪的齒數、Z_t1為第一太陽輪的齒數、Z_q1為第一行星齒圈的齒數、Z_t2為第二太陽輪的齒數、Z_q2為第二行星齒圈的齒數。

一種推土機，包括：提供動力輸出的發動機、聯軸器和連接有馬達的泵，所述聯軸器分別連接發動機和泵，所述馬達連接有至少一個所述的終傳動結構。

有益效果：制動器單元、一級減速單元、二級減速單元、三級減速單元作為一個大模塊與推土機主機架固定連接，拆裝維修方便；一級減速單元、二級減速單元和三級減速單元這三個單元整體作為減速機構，一級減速單元為兩級直齒減速結構，二級減速單元和三級減速單元均為行星排結構，能夠實現更大的傳動比，起到降低速度增加扭矩的作用，傳遞扭矩平穩，能夠承載更大的扭矩，經濟實用，安全可靠，滿足大馬力靜液壓傳動減速比的需求。

附圖說明

圖1是本發明實施例1提供的終傳動功能模塊的結構示意圖；

圖2是本發明實施例1提供的終傳動的結構示意圖；

圖3是本發明實施例1提供的制動器的結構示意圖；

圖4是本發明實施例2提供的推土機的結構示意圖；

圖5是本發明實施例2提供的推土機的行走操縱狀態的結構示意圖；

圖6是本發明實施例2提供的推土機的行走操縱開閉鎖流程示意圖。

圖中：

1、制動器單元；2、傳動系統；3、驅動單元；4、馬達；5、發動機；6、聯軸器；9、控制器；11、花鍵套；12、制動器；21、一級減速單元；22、二級減速單元；23、三級減速單元；31、連接盤；33、鏈輪轂；34、齒塊；41、左馬達；42、右馬達；43、第一密封圈；71、后泵；72、前泵；81、左終傳動；82、右終傳動；91、行走手柄；92、顯示器；93、左制動器閉鎖判斷模塊；94、右制動器閉鎖判斷模塊；101、終傳動外殼體；121、制動器殼體；122、摩擦片；123、外齒板；124、內齒圈；125、壓板；126、碟簧；127、活塞；128、呼吸器；129、擋圈；211、一級主動齒輪；212、一級被動齒輪；213、齒輪轂；214、一級軸承；215、固定軸承；221、第一太陽輪；222、第一行星輪；223、第一行星架；224、第一行星齒圈；226、二級軸承；231、第二太陽輪；232、第二行星架；233、第二行星輪；234、第二行星齒圈；1271、第二密封圈；1272、格萊圈；2151、調整墊片；2152、調整板。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

實施例1

本發明提供了一種終傳動結構，如圖1-3所示，包括制動器單元1和傳動系統2，所述傳動系統2包括一級減速單元21、二級減速單元22和三級減速單元23，所述一級減速單元21包括兩級直齒減速結構，所述二級減速單元22包括第一行星排結構，所述三級減速單元23包括第二行星排結構，所述制動器單元1連接在馬達4的傳輸端。

制動器單元1、一級減速單元21、二級減速單元22、三級減速單元23作為一個大模塊與推土機主機架固定連接，拆裝維修方便；一級減速單元21、二級減速單元22和三級減速單元23這三個單元整體作為減速機構，一級減速單元21為兩級直齒減速結構，二級減速單元22和三級減速單元23均為行星排結構，能夠實現更大的傳動比，起到降低速度增加扭矩的作用，傳遞扭矩平穩，能夠承載更大的扭矩，經濟實用，安全可靠，滿足大馬力靜液壓傳動減速比的需求。

具體實施時，以所述推土機包括兩個終傳動結構為例，所述兩個終傳動結構分別為左終傳動81和右終傳動82，且左終傳動81和右終傳動82相對車體中心對稱布置，以左終傳動81為例，所述制動器單元1包括通過花鍵套11與馬達4連接的制動器12，所述花鍵套11的內部和外部分別設置有內花鍵和外齒，所述馬達4和一級主動齒輪211的轉軸均與內花鍵相嚙合，所述內花鍵包括左內花鍵和右內花鍵，所述馬達4的轉軸與左內花鍵嚙合，所述一級主動齒輪211的轉軸與右內花鍵嚙合，所述制動器12與外齒相嚙合。制動器單元1通過開鎖和閉鎖功能實現車輛前進、后退、加減速、左轉向以及右轉向功能。

所述一級減速單元21包括一級主動齒輪211、一級被動齒輪212和齒輪轂213，所述一級主動齒輪211與一級被動齒輪212外嚙合，所述一級主動齒輪211的兩端分別通過固定軸承215支撐，一級被動齒輪212上固定連接有與所述一級被動齒輪212同軸的齒輪轂213，所述齒輪轂213和一級被動齒輪212通過螺栓固定連接，且所述齒輪轂213依靠左右兩個一級軸承214支撐，所述齒輪轂213上通過其內花鍵與所述二級減速單元22相嚙合。

所述二級減速單元22包括第一太陽輪221、第一行星輪222、第一行星架223和第一行星齒圈224，所述第一太陽輪221的齒輪與三個第一行星輪222外嚙合，所述第一行星輪222與第一行星齒圈224內嚙合，第一行星齒圈224通過螺栓固定在終傳動外殼體101上。三個所述第一行星輪222設置在第一行星架223上，所述第一行星架223左端依靠二級軸承226支撐，所述第一行星架223左端通過二級軸承226套設在第一太陽輪221的轉軸上，所述第一行星架223的右端通過二級花鍵與第二太陽輪231嚙合。所述第一行星輪222的數量包含但不限于三個。

所述三級減速單元23包括第二太陽輪231、第二行星架232、第二行星輪233和第二行星齒圈234，所述第二太陽輪231與多個第二行星輪233外嚙合，所述第二行星輪233和第二行星齒圈234內嚙合，第二行星齒圈234通過螺栓固定在終傳動外殼體101上，所述第二行星輪233安裝在第二行星架232上，所述第二行星架232右端通過花鍵與驅動單元3的連接盤31嚙合，所述連接盤31與鏈輪轂33嚙合。

所述驅動單元3包括連接盤31，所述連接盤31通過驅動花鍵嚙合有鏈輪轂33，所述鏈輪轂33上通過螺栓固定連接有齒塊34。所述鏈輪轂33通過設置在其內側的連接軸承支撐在終傳動外殼體101上，所述齒塊34在鏈輪轂33的帶動下推動推土機履帶運轉，齒塊34可以是普通型齒塊，也可以是濕地型齒塊，所述齒塊34可以根據結構空間和功能的需要安裝在三級減速單元23的內側，也可以安裝在三級減速單元23的外側。驅動單元3作為動力輸出部分，通過齒塊34帶動履帶行走，實現推土機各項行走功能。

具體實施時，馬達4在花鍵套11作用下帶動一級主動齒輪211轉動，一級主動齒輪211帶動與其外嚙合的一級被動齒輪212轉動，將動能由齒輪轂213傳送至第一太陽輪221，所述第一太陽輪221輸入動力，第一行星架223輸出動力到第二太陽輪231，所述第二太陽輪231輸入動力，所述第二行星架232輸出動力到連接盤31，連接盤31通過鏈輪轂33驅動齒塊34推動履帶轉動。

制動器12有彈簧式制動器或碟簧式制動器，前者為常開式制動器，后者為常閉式制動器。常閉式制動器是指沒有建立油壓時，依靠碟簧力使得摩擦片和外齒板閉合，建立油壓后依靠活塞推動使得摩擦片和外齒板分離。優選的所述制動器12為常閉碟簧式離合器，制動閉鎖是指左邊終傳結構81內的摩擦片122和外齒板123閉合；本發明中的制動解鎖是指摩擦片122和外齒板123分離。

優選的，所述制動器12包括設置有制動空腔的制動器殼體121，所述制動空腔套設在花鍵套11上，所述制動空腔內沿花鍵套11徑向自內而外依次設置有與花鍵套11的外齒相嚙合的摩擦片122、外齒板123和與外齒板123相嚙合的內齒圈124，所述摩擦片122、外齒板123和內齒圈124的一側抵壓在終傳動外殼體101上，另一側抵壓有壓板125，所述壓板125的外側抵壓有碟簧126，碟簧126的外側抵壓在制動器殼體121上，所述壓板125通過擋圈129連接在活塞127上，所述活塞127套設在花鍵套11外部且沿花鍵套11軸向伸縮，所述內齒圈124和碟簧126的上部均固定在制動器殼體121上，所述內齒圈124上開設有能夠容納螺栓穿過的圓孔，所述內齒圈124、制動器殼體121通過墊圈和螺栓固定在終傳動外殼體101上。

具體實施時，所述馬達4通過螺栓固定在終傳動外殼體101上，所述馬達4與終傳動外殼體101之間通過第一密封圈43密封連接，所述制動器殼體121的右側上部通過螺釘或螺栓連接有呼吸器128，所述制動器殼體121內部有液壓油道，所述制動器殼體121內的制動空腔與活塞127之間通過第二密封圈1271和格萊圈1272密封，所述第二密封圈1271位于制動器殼體121的密封槽內，所述格萊圈1272位于活塞127的密封槽內，所述壓板125的左側設置有擋圈129，擋圈129位于活塞127的左端外圓槽內，所述摩擦片122和外齒板123的數量依據所需制動力的大小確定，所述內齒圈124上開設有能夠容納螺栓穿過的圓孔，所述內齒圈124、制動器殼體121通過墊圈和螺栓固定在終傳動外殼體101上，所述固定軸承215的右側還設置有調整墊片2151和調整板2152，調整墊片2151用來調整一級軸承214的軸向游隙，調整板2152和調整墊片2151通過螺栓固定在外殼體上。

當制動器殼體121右側充滿壓力油時，活塞127右移帶動壓板125右移，壓板125推動碟簧126壓縮，摩擦片122與外齒板123分離，此時摩擦片122通過齒輪嚙合固定在所述一級主動齒輪211上，此時摩擦片122空轉，控制動力傳遞的制動器12解鎖，不起制動作用；當制動器殼體121右側液壓油卸載后，碟簧126在自身回彈力的作用下，推動活塞127左移，活塞127左移帶動壓板125左移，摩擦片122與外齒板123結合起制動作用，控制動力傳遞的制動器12閉鎖，由于外齒板123與內齒圈124內嚙合，而內齒圈124與外殼體通過墊圈和螺栓固定連接，因此，馬達4傳遞的動力不能傳遞到一級主動齒輪211，動力傳遞被切斷。

所述左終傳動81具體實施時，為了得到設定的減速比，根據結構進行相應的計算，設一級主動齒輪211的齒數為Z₁，一級被動齒輪22的齒數為Z₂，則第一級齒輪動力傳遞傳動比負號代表動力輸入和輸出轉速方向相反。根據行星排原理，第一行星排列公式：n_s1+αn_r1-(1+α₁)n_c1＝0，式中：n_s1為第一太陽輪轉速；n_r1為第一行星齒圈轉速；n_c1為第一行星架轉速；α₁為第一行星排特性參數，第一齒圈齒數與第一太陽輪齒數之比為α₁＝Z_q1/Z_t1。由于第一行星齒圈制動，暨n_r1＝0，則第一行星排的動力傳遞傳動比：

同理，根據行星排原理，第二行星排列公式：n_s2+αn_r2-(1+α₂)n_c2＝0，式中：n_s2為第二太陽輪轉速；n_r2為第二行星齒圈轉速；n_c2為第二行星架轉速；α₂為第二行星排特性參數，第二齒圈齒數與第二太陽輪齒數之比為α₂＝Z_q2/Z_t2；由于第二行星齒圈制動，暨n_r2＝0，則第二行星排的動力傳遞傳動比：

由前述分析，齒輪轂23與第一太陽輪6花鍵嚙合，兩者轉速相同；第一行星排7和第二太陽輪19花鍵嚙合，兩者轉速相同；第二行星架12依靠花鍵輸出動力與齒塊15轉速相同；則左終傳動81的總減速比為：

所述左終傳動81的減速比為負號代表動力輸入和輸出轉速方向相反。其中Z₁為一級主動齒輪211的齒數，Z₂為一級被動齒輪212的齒數、Z_t1為第一太陽輪221的齒數、Z_q1為第一行星齒圈224的齒數、Z_t2為第二太陽輪231的齒數、Z_q2為第二行星齒圈234的齒數。因此通過調整上述公式中的一級主動齒輪211、一級被動齒輪212、第一太陽輪221、第一行星齒圈224、第二太陽輪231和第二行星齒圈234的對應齒數以實現設定的減速比，滿足大馬力靜液壓傳動推土機終傳動減速增扭的需要，右終傳動82的減速比計算公式和方法同理。

實施例2

本發明還提供了一種推土機，如圖5推土機的行走操縱示意圖所示，包括：提供動力輸出的發動機5、聯軸器6和連接有馬達4的泵7，所述聯軸器6分別連接發動機5和泵7，所述馬達4連接有對應的終傳動結構。所述泵7和馬達4構成閉式行走液壓系統。即油液在泵7和馬達4之間循環流動，泵7將發動機5提供的扭矩轉換成高壓油液，而高壓油液將能量傳遞給馬達4，然后由馬達4將油流再次轉換為扭矩來驅動鏈輪轂33，推動履帶行走。

優選的，所述推土機包括左終傳動81和右終傳動82，所述泵7包括后泵71和前泵72，所述馬達4包括左馬達41和右馬達42，所述聯軸器6分別連接后泵71和前泵72，所述后泵71連接左馬達41，所述左馬達41連接左終傳動81，所述前泵72連接右馬達42，所述右馬達42連接右終傳動82。

推土機行走狀態有前進、后退、向左轉向、向右轉向等狀態，根據馬達4的排量，車速有前進加速、前進減速、后退加速和后退減速等狀態。圖4-5為推土機結構圖，所述推土機還包括控制器9，所述控制器9分別連接行走手柄91和顯示器92，所述控制器9分別連接后泵71和前泵72。行走手柄91發出指令，前進、后退、加減速、左轉向、右轉向等指令；所述顯示器92同步顯示當前檔位，速度等；所述控制器9接收指令，進行運算，輸入控制指令。

如圖4推土機的結構示意圖所示，前泵72通過行走液壓系統與右馬達42連接，右馬達42與右終傳動82連接，右馬達42與右終傳動82之還設置有右制動器閉鎖判斷模塊94，通過開閉鎖實現動力傳遞和切斷；后泵71通過行走液壓系統與左馬達41連接，左馬達41與左終傳動81連接，左馬達41與左終傳動81之間有左制動器閉鎖判斷模塊93，通過開閉鎖實現動力傳遞和切斷。所述制動器12包括左制動器和右制動器，其中，所述左制動器連接左制動器閉鎖模塊93，所述右制動器連接右制動器閉鎖模塊94，當泵7和馬達4接收控制器9的指令，通過電磁閥控制泵7、馬達4的排量至行走手柄91設定值，完成前進、后退、加減速、左轉向以及右轉向功能的實現。

圖6是本發明實施例2提供的推土機的行走操縱開閉鎖操作流程示意圖。當行走手柄91處于空擋時，左制動器和右制動器均閉鎖；否則，當行走手柄91處于前進時，左制動器和右制動器均解鎖；當行走手柄91處于后退時，左制動器和右制動器均解鎖；當行走手柄91處于左轉向時，左制動器閉鎖，右制動器解鎖；當行走手柄91處于右轉向時，左制動器解鎖，右制動器閉鎖。

綜上所述，制動器單元1、一級減速單元21、二級減速單元22、三級減速單元23作為一個大模塊與推土機主機架固定連接，拆裝維修方便；一級減速單元21、二級減速單元22和三級減速單元23這三個單元整體作為減速機構，一級減速單元21為兩級直齒減速結構，二級減速單元22和三級減速單元23均為行星排結構，能夠實現更大的傳動比，起到降低速度增加扭矩的作用，傳遞扭矩平穩，能夠承載更大的扭矩，經濟實用，安全可靠，滿足大馬力靜液壓傳動減速比的需求。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。