集成制動多級減速傳動裝置的製作方法

2023-06-11 05:22:41

本發明涉及靜液壓傳動的履帶式工程車輛傳動技術領域，尤其涉及一種集成制動多級減速傳動裝置。

背景技術：

傳統的機械傳動或液力機械傳動系統的履帶式工程車輛，由於發動機轉速較低，傳動路線較長，最終傳動減速比較小，一般採用二級直齒減速、二級行星減速或一級直齒加一級行星等形式的兩級減速機構即可滿足要求。隨著靜液壓傳動在履帶式工程車輛上的應用，受液壓技術的限制，大多採用高速馬達進行液壓驅動，終減速速比增加為原來的三倍左右，受空間結構的限制，採用傳統的兩級減速機構難以實現，而目前與馬達配套的行星齒輪傳動減速機均採用太陽輪輸入齒圈輸出的傳動方式，雖然結構緊湊，也相應提高了對關鍵件齒圈的製造難度和強度要求，不適用於履帶工程車輛低速大扭矩的作業工況要求，而與減速機一體式集成的制動器普遍存在散熱性不好，摩擦片與對偶片分離不徹底問題，在車輛高速行駛過程中，會導致熱量短時間快速集聚，進而摩擦片燒毀，制動器失靈，可靠性難以保證。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種集成制動多級減速傳動裝置，採用三級行星輪減速機構作為加速機構，併集成安裝獨立制動器，能夠滿足靜液傳動履帶式工程車輛傳動的特殊工作要求，避免制動器失靈，提高可靠性。

為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種集成制動多級減速傳動裝置，包括支承盤、安裝在支承盤一端的制動器、與支承盤轉動配合的輪轂、傳動軸和安裝在輪轂內側的減速機構，所述支承盤為中部設有通孔的t形迴轉體，所述傳動軸穿設在支承盤的通孔內，所述制動器藉助於螺栓固定安裝在支承盤左端，制動器的動力輸出端通過花鍵連接傳動軸，所述輪轂為兩端開放的圓形殼體結構，輪轂一端套裝在支承盤水平部分外側、且藉助於兩套軸承和浮動油封支撐，所述傳動軸中部藉助於軸承支撐在支承盤內孔中，傳動軸中部固定連接減速機構動力輸入端，減速機構動力輸出端固定連接輪轂。

所述減速機構為三級行星輪減速機構，其包括依次串聯減速的前排行星輪組、中間排行星輪組、後排行星輪組和齒圈，前排行星輪組包括前排太陽輪、前排行星架和前排行星輪，中間排行星輪組包括中間排太陽輪、中間排行星架和中間排行星輪，後排行星輪組包括後排太陽輪、後排行星架和後排行星輪，所述齒圈藉助於連接盤安裝在輪轂內側、且與傳動軸同軸安裝，所述連接盤為環形盤狀結構，其內孔與支承盤右端外側花鍵連接、且藉助於固定安裝在支承盤右端的壓蓋軸向定位，所述齒圈與連接盤外緣花鍵連接、且藉助於螺釘軸向定位，所述前排太陽輪與傳動軸中部花鍵連接，前排行星輪與齒圈內側嚙合，前排太陽輪與前排行星輪嚙合，中間排太陽輪與前排行星架固定連接，中間排太陽輪與中間排行星輪嚙合，中間排行星輪與齒圈內側嚙合，中間排行星架與後排太陽輪固定連接，後排太陽輪與後排行星輪嚙合，後排行星輪與齒圈內側嚙合，所述後排行星架為環形板狀結構，後排行星架藉助於螺釘和固定板與後排行星輪軸固定連接，所述後排行星架內孔外端藉助於螺釘安裝後蓋，所述後蓋內側設有限位座，所述傳動軸右端與限位座同軸滑動配合。

所述輪轂與支承盤水平段之間相對安裝兩套圓錐滾子軸承，在輪轂左端內側與支承盤水平段之間設置浮動油封，所述連接盤上設有繞其軸線均布的銷孔，銷孔內穿設圓柱銷，安裝在支承盤右端的壓蓋向內壓緊圓柱銷，圓柱銷另外一端頂緊圓錐滾子軸承內圈。

所述制動器包括制動殼體、花鍵套、波形彈簧、對偶片、摩擦片、壓盤和活塞，所述花鍵套水平安裝在制動殼體的內孔中，花鍵套右端外壁上固定安裝至少兩片摩擦片，摩擦片相對於花鍵套的軸線等距安裝，所述制動殼體右端固定安裝繞其軸線均布的銷釘，所述銷釘上穿設環形對偶片，對偶片的數量與摩擦片的數量相同、且與摩擦片間隔安裝，沒根銷釘上的兩片對偶片之間均安裝波形彈簧，所述制動殼體左端和右端均為內凹結構，其內孔中穿設活塞，活塞為斷面呈t形的迴轉體，所述活塞水平段與制動殼體內孔之間設置小密封圈組件，活塞的盤狀部分外緣與制動殼體左端內凹結構內側之間設置大密封圈組件，所述活塞盤狀部分內端面與制動殼體左端內凹結構的內壁形成密封的液壓油腔，制動殼體上開設有與該液壓油腔連通的通孔，所述活塞水平段右端藉助於外側擋圈固定安裝壓盤，壓盤與制動殼體右端內凹結構立面之間設置蝶形彈簧，所述花鍵套與活塞內孔之間設置內側擋圈。

所述制動殼體左端內凹結構端部嵌裝隔環，隔環與左端內凹結構內壁之間安裝u形密封圈。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：通過採用三級行星輪減速機構進行減速，在增大傳動比的同時，結構布置更加靈活緊湊，而且零件模塊化設計，改善通用性，有效降低製造難度和生產成本，提高可靠性，另外一方面，本發明集成獨立制動器，在確保有效制動的前提下，還可以通過制動殼體向外界散熱，有效解決制動器因發熱失靈的問題。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的a部放大圖；

圖3是制動器結構示意圖；

圖4是圖3的a向視圖；

圖5是圖3的b部放大圖；

圖6是本發明的使用狀態示意圖；

其中：1、制動器；1-1、制動殼體；1-2、波形彈簧；1-3、銷釘；1-4、對偶片；1-5、摩擦片；1-6、內擋圈；1-7、花鍵套；1-8、外擋圈；1-9、壓盤；1-10、蝶形彈簧；1-11、小密封圈組件；1-12、活塞；1-13、大密封圈組件；1-14、隔環；1-15、u形密封圈；2、支承盤；3、輪轂；4、圓柱銷；5、連接盤；6、前排行星輪；7、中間排行星輪；8、後排行星輪；9、後排行星輪；10、後排行星架；11、調整墊；12、固定板；13、後排太陽輪；14、後蓋；15、限位座；16、端墊；17、中間排太陽輪；18、中間排行星架；19、齒圈；20、前排太陽輪；21、前排行星架；22、壓蓋；23、調整墊；24、圓錐滾子軸承；25、浮動油封；26、傳動軸；27、柴油機；28、分動箱；29、液壓泵；30、高壓油管；31、履帶；32、多級減速傳動裝置；33、鏈條；34、液壓馬達；35、機架。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖1所示，本發明公開了一種集成制動多級減速傳動裝置，包括支承盤2、安裝在支承盤2一端的制動器1、與支承盤2轉動配合的輪轂3、傳動軸26和安裝在輪轂3內側的減速機構，所述支承盤2為中部設有通孔的t形迴轉體，所述傳動軸26穿設在支承盤2的通孔內，所述制動器1藉助於螺栓固定安裝在支承盤2左端，制動器1的動力輸出端通過花鍵連接傳動軸26，所述輪轂3為兩端開放的圓形殼體結構，輪轂3一端套裝在支承盤2水平部分外側、且藉助於兩套軸承和浮動油封25支撐，所述傳動軸26中部藉助於軸承支撐在支承盤2內孔中，傳動軸26中部固定連接減速機構動力輸入端，減速機構動力輸出端固定連接輪轂3。

所述減速機構為三級行星輪減速機構，其包括依次串聯減速的前排行星輪組、中間排行星輪組、後排行星輪組和齒圈19，前排行星輪組包括前排太陽輪20、前排行星架21和前排行星輪6，中間排行星輪組包括中間排太陽輪17、中間排行星架18和中間排行星輪7，後排行星輪組包括後排太陽輪13、後排行星架10和後排行星輪8，所述齒圈19藉助於連接盤5安裝在輪轂3內側、且與傳動軸26同軸安裝，所述連接盤5為環形盤狀結構，其內孔與支承盤2右端外側花鍵連接、且藉助於固定安裝在支承盤2右端的壓蓋22軸向定位，所述齒圈19與連接盤5外緣花鍵連接、且藉助於螺釘軸向定位，所述前排太陽輪20與傳動軸26中部花鍵連接，前排行星輪6與齒圈19內側嚙合，前排太陽輪20與前排行星輪6嚙合，中間排太陽輪17與前排行星架21固定連接，中間排太陽輪17與中間排行星輪7嚙合，中間排行星輪7與齒圈19內側嚙合，中間排行星架18與後排太陽輪13固定連接，後排太陽輪13與後排行星輪8嚙合，後排行星輪8與齒圈19內側嚙合，所述後排行星架10為環形板狀結構，後排行星架10藉助於螺釘和固定板12與後排行星輪軸9固定連接，所述後排行星架10內孔外端藉助於螺釘安裝後蓋14，所述後蓋14內側設有限位座15，所述傳動軸26右端與限位座15同軸滑動配合；所述輪轂3與支承盤2水平段之間相對安裝兩套圓錐滾子軸承24，在輪轂3左端內側與支承盤2水平段之間設置浮動油封25，所述連接盤5上設有繞其軸線均布的銷孔，銷孔內穿設圓柱銷4，安裝在支承盤2右端的壓蓋22向內壓緊圓柱銷4，圓柱銷4另外一端頂緊圓錐滾子軸承24內圈（參見附圖2）。

本發明由制動器1和三級行星輪減速機構兩部分組成（參見附圖1）。左邊為制動器1，右邊為行星輪減速機構，獨立的制動器1通過螺栓固定於輪轂3上。液壓馬達安裝於左側制動殼體1-1上，花鍵套1-7一側與馬達花鍵軸連接輸入動力，花鍵套1-7另一側與減速機構傳動軸26花鍵連接，傳遞動力至行星輪減速機構。在行星輪減速機構中經如下傳遞路線傳遞動力：傳動軸→前排太陽輪→前排行星架→中間排太陽輪→中間排行星架→後排太陽輪→後排行星架，最後，由與後排行星架10連接的輪轂3作為輸出端，將動力傳遞出去。

減速機構採用了三級行星輪減速機構（參見附圖1），主要由傳動軸26、支承盤2、輪轂3、連接盤5、行星輪減速機構、浮動油封25等零件組成。行星輪減速機構的動力由制動器花鍵套一端的動力源輸入，花鍵套1-7另一端與傳動軸26連接，傳動軸26再與前排太陽輪20連接，從而將動力傳遞到行星輪減速機構，在具體應用時，整個減速機構通過支承盤2安裝於車體兩側（參見附圖6），三個行星輪減速機構共用齒圈19，齒圈19與連接盤5通過花鍵連接，連接盤5用花鍵與支承盤2連接，從而將行星傳動機構中齒圈19固定。三個行星輪減速機構之間，分別由前排行星架21與中間排太陽輪17花鍵連接，中間排行星架18與後排太陽輪13花鍵連接，所以三級行星傳動均為太陽輪輸入行星架輸出。最後，動力經過三個行星輪減速機構增扭後通過與後排行星架10安裝在一起的輪轂3傳遞出去。作為動力輸出端的輪轂3承受來自於工作中的複雜載荷，所以在結構設計中採用了一對能承受較大軸向力的的圓錐滾子軸承24將其支承於支承盤2上，由支承盤2端面的固定板12通過一組穿過連接盤的圓柱銷4固定圓錐滾子軸承24（參見附圖2），通過控制圓柱銷4軸向尺寸和支承盤2端面採用調整墊11嚴格控制圓錐滾子軸承24的軸向遊隙，施加一定的軸向預緊力。由於連接盤5用來固定齒圈19，載荷隨行星排作周期性變動，採用圓柱銷4固定圓錐滾子軸承24可免受連接盤5的影響，提高圓錐滾子軸承24的使用壽命。針對工程車輛工作環境惡劣的工況，在有相對旋轉運動的支承盤2與輪轂3之間採用一對浮動油封25，防止外部的泥水、塵土進入行星傳動機構油腔內，同時防止油腔內的潤滑油外滲漏。機構內部的軸承和齒輪等元件依靠齒輪傳動飛濺潤滑。由以上可見，本發明的新型減速機構，在增大傳動比的同時，三個行星排結構類似，布置靈活緊湊、零件模塊化通用化程度好，具備製造難度小、成本低，可靠性程度高的優勢。

所述制動器1包括制動殼體1-1、花鍵套1-7、波形彈簧1-2、對偶片1-4、摩擦片1-5、壓盤1-9和活塞1-12（參見附圖3-5），所述花鍵套1-7水平安裝在制動殼體1-1的內孔中，花鍵套1-7右端外壁上固定安裝至少兩片摩擦片1-5，摩擦片1-5相對於花鍵套1-7的軸線等距安裝，所述制動殼體1-1右端固定安裝繞其軸線均布的銷釘1-3，所述銷釘1-3上穿設環形對偶片1-4，對偶片1-4的數量與摩擦片1-5的數量相同、且與摩擦片1-5間隔安裝，沒根銷釘1-3上的兩片對偶片1-4之間均安裝波形彈簧1-2，所述制動殼體1-1左端和右端均為內凹結構，其內孔中穿設活塞1-12，活塞1-12為斷面呈t形的迴轉體，所述活塞1-12水平段與制動殼體1-1內孔之間設置小密封圈組件1-11，活塞1-12的盤狀部分外緣與制動殼體1-1左端內凹結構內側之間設置大密封圈組件1-13，所述活塞1-12盤狀部分內端面與制動殼體1-1左端內凹結構的內壁形成密封的液壓油腔，制動殼體1-1上開設有與該液壓油腔連通的通孔，所述活塞1-12水平段右端藉助於外側擋圈1-8固定安裝壓盤1-9，壓盤1-9與制動殼體1-1右端內凹結構立面之間設置蝶形彈簧1-10，所述花鍵套1-7與活塞1-12內孔之間設置內側擋圈1-6；所述制動殼體1-1左端內凹結構端部嵌裝隔環1-14，隔環1-14與左端內凹結構內壁之間安裝u形密封圈1-15。

制動器1採用蝶形彈簧壓緊，液壓分離的常制動結構形式，當車輛處於停車熄火狀態時，制動器通過蝶形彈簧1-10壓緊摩擦片1-5和對偶片1-4，制動花鍵套1-7切斷動力。本發明設計中採用碟形彈簧1-10制動，可使獨立制動器的結構緊湊，壓緊力大，實現駐車制動更加安全可靠。在車輛運行過程中，液壓系統提供的控制油液進入制動器活塞1-12與制動殼體1-1之間的油腔內，推動活塞1-12並帶動壓盤1-9進一步壓縮蝶形彈簧1-10，使摩擦片1-5和對偶片1-4分離，制動器1打開，花鍵套1-7可輸出動力。由於制動器1的摩擦片1-5與花鍵套1-7連接，在車輛運行過程中始終伴隨著花鍵套高速旋轉，而對偶片1-4通過銷釘1-3與殼體固定(參見附圖3-5)，在摩擦片1-5和對偶片1-4之間存在高速的相對運動，摩擦片1-5分離不徹底造成帶排發熱，所以本發明中採用了一種波形彈簧1-2安裝在每組摩擦片1-5與對偶片1-4之間的銷釘1-3上（見圖5），波形彈簧1-2剛度較小，可在有限的空間裡提供合適的預壓力，對摩擦片1-5進行輔助分離，使其分離更徹底，工作更可靠。同時，本發明設計的獨立制動器可以通過制動殼體向外界散熱，使制動器發熱問題得到了有效的解決。

將本發明應用在靜液壓高驅動履帶推土機時，先將鏈齒33通過螺栓固接於本發明的輪轂3之上，然後將整個多級減速傳動裝置32與液壓馬達34通過螺栓固接為一體，最後此將組合體通過支承盤2用螺栓與機架35固接為一體。在柴油機27與分動箱28及液壓泵29三者的組合體固定在機架35之後，通過高壓油管30的連接，構成了該型靜液壓高驅動履帶推土機傳動系統。傳動路線如下：柴油機27通過分動箱28帶動液壓泵29，將機械能轉化為流體動能，經由高壓管30流向液壓馬達34並推動轉軸旋轉，液壓馬達轉軸將動力輸入到本發明，動力經由本發明的多級減速傳動裝置減速增扭後，將動力傳遞給鏈齒33，鏈齒33的旋轉帶動履帶31，最終實現推土機的行走（參見附圖6）。

總之，本發明通過採用三級行星輪減速機構進行減速，在增大傳動比的同時，結構布置更加靈活緊湊，而且零件模塊化設計，改善通用性，有效降低製造難度和生產成本，提高可靠性，另外一方面，本發明集成獨立制動器，在確保有效制動的前提下，還可以通過制動殼體向外界散熱，有效解決制動器因發熱失靈的問題。