一种机械—液压复合传动机构的制作方法

专利名称：一种机械—液压复合传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传动机构，尤其是一种机械一液压复合传动机构。
背景技术：
很多工程作业需要用汽车底盘载着作业装置一边行驶、一边进行 各项施工作业，如扫路车、收割机等。其中一些作业装置的动力传动 是由一个发动机通过一个机械分动箱实现同时驱动车辆行驶和作业 装置工作，比如收割机的传动机构。但由于扫路车等作业装置在行驶 过程中需要不断地变换行驶速度，变速行驶时改变了发动机转速，就 会导致作业质量下降，因此扫路车等作业装置不能使用这种动力传动 方法。目前，类似扫路车作业装置的动力传动有两种解决方案其一是 使用双发动机配置， 一台发动机用于驱动车辆行驶，另一台发动机用于驱动作业装置施工作业；其二是单发动机连接液压传动配置，由发动机驱动多个串联的液压泵，通过控制多个液压泵、液压马达实现驱动车辆行驶和作业装置施工作业。上述两个解决方案都有不足之处 双发动机配置方案的油耗高、排放高，双发动机安装占用专用车辆的 空间大，且这种配置一般会出现大马拉小车的现象。中国专利说明书
CN2157885公开了一种扫路车副发动机动力传动装置，由发动机、齿 轮箱、风机组成，发动机与齿轮箱之间由液力偶合器连接。以上专利 不足之处是双发动机配置的扫路车体积大而拙，油耗高，排放高。单 发动机配置液压传动方案的总传动效率低，液压传动系统的效率比较 机械传动系统的效率低15~25%。中国专利说明书CN1049218A公开 了一种液压传动汽车，涉及一种液压驱动系统，由发动机带动一个双 作用自动变量断开式定子叶片泵运行，产生的液压流体通过循环管道 传递到驱动轮上的液压马达，通过液压马达实现汽车的驱动。以上专 利不足之处是液压传动的传动效率低、油耗高。驾驶机械传动的载重汽车在矿区坎坷路段上行驶，发动机、,机械 离合器、变速器、驱动桥的损伤程度是在平坦道路上行驶的好几倍， 在这种情况下驾驶液压传动无级变速特性的汽车又省力又省费用，但 是当载重汽车在平坦道路上运输行驶时还是机械传动的机构好,传动 效率高、速度快。巿场需求一部分汽车在同一辆车上具有适应不同路 况的传动特性，国内外一些企业在研究、生产适合于在类似矿区、沙 漠、冰雪道路、松软田野上具有良好行驶性能的汽车底盘传动机构。 ^《液压传动探讨》(著者吴克晋，机械工业部液压气动行业主办 "液压工业"，总第26期， 一九八七年五月十五日出版)，发表了 国外某公司一种载重汽车的液压一机械双功率流传动机构。该机构的 液压功率流由轴向柱塞式双向变量液压泵传动定量液压马达实现，机 械功率流由一简单的行星传动系实施。机械功率分支的任务是在该 机构上将一个构件输入的功率分为两路输出，并将液压传动、机械传 动两部分功率流传来的能量进行汇合，然后由输出件将汇合后的能量
输出。该传动的主要操纵件有3个变量泵的变量杆、离合器L1和 L2。该方案传动的过程有三个阶段第一阶段为低速前进与后退，离 合器L2分离，切断机械功率分支，离合器Ll接合，行星排整体回转， 这一阶段通过操纵变量杆实现前进与倒车，该阶段为液压传动；第二 阶段是增大车速，在低速前进档工况下，泵的排量调至最大位置后将 离合器L1分离而将离合器L2接合，行星排开始工作，再将变量泵的变量杆由正的最大位置，逐渐向排量减少的方向调节，该阶段为液压 一机械复合传动；第三阶段是进一步增大车速，调节方法是，将泵的 变量杆由零位向负的排量方向移动，由于泵的斜盘倾角改变了方向， 因而液压马达也反向旋转，逐步调节直至泵的变量杆达到负的排量最 大值位置，该载重汽车就达到了最大前进速度，第三阶段也是液压一 机械复合传动。该液压一机械复合传动方案的不足之处是1、 该方案操作的第一阶段为液压传动，其传动效率低；2、 对第二阶段操作通过的功率流向分析，存在循环功率；3、 在第三阶段操作中液压功率流与机械功率流的比例不断变化，汇合后的总传动效率不稳定;4、 该方案的操作方法复杂和难以掌握，与普通汽车的一般操作 要领不通用，容易使驾驶员在操作时由于习惯性动作而出现搡作失误 导致安全事故。高炉、矿井都需要用大功率风机鼓风或者通风， 一些大型设备或 者输送机等连续设备需要大功率的电动机驱动，这些设备在启动时要 克服很大的启动阻力矩，并且要避免造成对设备的供电网络形成启动 电流冲击，有些设备在运行过程中需要有良好的调速性能。《液力偶 合器应用与节能技术》(刘应诚、杨乃乔编著，化学工业出版社出版,2006年1月第l版)发表了调速型液力偶合器传动方式选择(第六 章第7节第3小节表6-8)，该表列举的多种调速传动方式中单电 动机串接调速型液力偶合器的机构传动效率低，液力偶合器配置功率 大，多电动机串联或并联调速型液力偶合器机构的结构复杂，投资大。发明内容本发明的目的是提供一种机械一液压复合传动机构，在车辆上安 装使用时，使车辆既能以机械传动方式驱动快速行驶，也能以机械一 液压复合传动方式无级变速驱动行驶；改装为单发动机配置的工程作 业专用车辆时，发动机在中速段转动，同时有分支传动机构以机械传 动方式输出动力传动随车作业装置稳定工作，减少了副发动机配置， 节省了车辆空间，传动效率高，结构简单，操作方便，有效解决现有 技术上述缺陷。该机械一液压复合传动机构安装在大型设备的传动系 统中，能在连接负载的条件下空载启动动力机，动力机启动后再以机 械一液压复合传动的方式启动工作机转动，缓慢地无冲击增加负载， 缓慢地提高工作机的转速,设备运转时无级调速范围宽,传动效率高, 大型设备不需要因为启动阻力矩过大而配置过大容量的动力机，动力 机是电动机启动时减少了对供电网产生冲击载荷。为实现上述目的，本发明提供了一种机械一液压复合传动机构， 包括有发动机、变量液压泵、液压马达；所述发动机连接传动行星齿 轮箱，行星齿轮箱的行星齿轮机构分配发动机传动的动力分别传动变 量液压泵和半轴，变量液压泵顺序连接传动液压马达、半轴，半轴汇
合液压马达传动的液压功率流和行星齿轮机构分配传动的机械功率流后输出动力；发动机连接传动分动轴，分动轴伸进行星齿轮箱内的 轴上紧固套装分动齿轮，分动齿轮啮合传动过渡齿轮；过渡齿轮和转 臂同轴心固定连接，在转臂的输出端垂直均匀连接安装两根或三根行 星齿轮轴，每根行星齿轮轴上分别套装一只行星齿轮，行星齿轮同时 啮合传动太阳轮、中心轮的内齿，中心轮连接传动半轴，中轴的一端 连接安装太阳轮，中轴的另一端穿过转臂、过渡齿轮、伸出行星齿轮 箱外连接传动变量液压泵；变量液压泵通过液压管路连接传动液压马 达，液压马达连接传动液压传动轴，液压传动轴的另一端伸进行星齿 轮箱内连接安装液压传动齿轮，集合齿轮紧固套装在半轴的轴上，液 压传动齿轮啮合传动集合齿轮，半轴汇合中心轮传动的机械功率流、 液压传动齿轮传动的液压功率流伸出行星齿轮箱外输出动力。所述发动机安装在车架上连接传动变速器，取力器连接安装在变 速器的取力器接口上,取力器中有与变速器分离与连接传动的离合装 置，在驾驶室中设有操纵取力器离合装置的操作手柄，取力器连接传 动传动轴，传动轴连接传动分动轴；前支架、后支架分别紧固安装在 车架上，行星齿轮箱悬挂式安装在前支架下，减速箱悬挂式安装在后 支架下；半轴伸出行星齿轮箱外的一端连接传动减速过渡轴，减速过 渡轴穿进减速箱内的轴上紧固套装主减速齿轮，输出轴上套装副减速 齿轮、紧固套装电磁离合器，电磁离合器的内孔接合面紧固连接输出 轴、平面接合面紧固连接副减速齿轮，主减速齿轮啮合传动副减速齿 轮，在驾驶室中设有操纵电磁离合器离合的电磁离合器开关；变速器 还连接传动前传动轴，前传动轴的另一端连接传动输出轴伸出减速箱 外的一端，输出轴伸出减速箱外的另一端连接传动后传动轴，后传动 轴连接传动后桥轴驱动车辆行驶。所述驾驶室中设有油门脚踏板和手动油门装置，设有与油门脚踏 板联动的控制变量液压泵的变量液压泵脚踏板，变量液压泵脚踏板的 零位置对应油门脚踏板的中速位置活动连接。所述分动轴穿过行星齿轮箱的另 一端依次连接传动离合器、变速。所述牵引过渡轴的一端连接安装齿轮液压泵、另一端伸进行 星齿轮箱内连接安装牵引齿轮，集合齿轮啮合传动牵引齿轮，齿 轮液压泵连接传动牵引液压马达，牵引液压马达连接传动被牵引车辆；变量液压泵、液压马达、齿轮液压泵、牵引液压马达都可 以正反方向转动或者可以换向。所述发动机、前支架安装在车架上，行星齿轮箱悬挂式安装在 前支架下，发动机连接传动前传动轴，前传动轴的另一端连接传 动行星齿轮箱的分动轴，行星齿轮箱的半轴连接传动后传动轴， 后传动轴连接传动后桥轴驱、动车辆行驶；变量液压泵、液压马达 都可以正反方向转动或者可以换向，在驾驶室中设有手动油门装 置和变量液压泵脚踏板。本发明提出了 一种新型的机械一液压复合传动技术方案发动机 连接传动行星齿轮箱的转臂、行星齿轮，行星齿轮同时啮合传动太阳 轮和中心轮的内齿，太阳轮通过中轴连接传动变量液压泵，中心轮连 接传动半轴，发动机通过转臂和行星齿轮分配动力分别传动变量液压泵和半轴；变量液压泵通过液压管路连接传动液压马达，液压马达顺
序连接传动液压传动轴、液压传动齿轮、集合齿轮，集合齿轮紧固套 装在半轴上，半轴将液压马达传动的液压功率流和中心轮传动的机械 功率流汇合后输出动力。本发明技术方案应用在汽车上可以实现车辆在机械一液压复合 传动下无级变速行驶，同时也能实现车辆转换为机械传动下的前进行驶和倒车；并且,机械功率流和液压功率流以相同传动方向叠加输出， 在复合传动过程中没有循环功率，本发明的技术方案具有传动效率 高、油耗低等优点。本发明机械-液压复合传动机构应用在需要动力驱动随车作业装 置的专用车辆时，专用车辆为单发动机动力配置，动力系统安装占用 空间小；作业时，发动机在中速转动，车辆以机械一液压复合传动方 式无级变速驱动行驶，能同时以机械传动的方式提供动力驱动随车安 装的作业装置施工作业，操作性能好且方便；通过调整手动油门装置 调整发动机转速能够无级调整输出给作业装置的动力，驱动作业装置 的动力稳定、作业质量好；转场时车辆以机械传动的方式驱动行驶， 行驶速度快；在车辆动力传^过程中，机械传动功率占传动总功率的 犬部分，车辆总传动效率高、油耗低，排放低。在扫路车、高压冲洗 车、消防车等专用车辆上应用机械一液压复合传动机构，专用车辆的 作业性能稳定，车辆的油耗低、排放低，车辆的空间更合理地满足了 特种车的使用需求。本发明机械一液压复合传动机构应用在矿区行驶的载重卡车上， 载重卡车可以以无级变速的特性在矿区坎坷路段行驶，不需要频繁踩 动离合器、变换档位调速，操作舒适方便，车辆稳定性好，车辆部件
损伤小，当道路平坦时，可以方便地转换为机械传动驱动车辆快速行 驶。用本发明机械一液压复合传动技术改装的军用车辆在沙漠、冰雪 路面或松软路段行驶时，可以以极其缓慢的速度无级变速行驶，操作 简便；当军用车辆作牵引车用途牵引火炮等重型装备在松软路段移动时，可以在机械一液压复合传动机构输出端串接一个液压传动分支机 构连接到被牵引车辆的轮系中，牵引车辆能够以极其缓慢的速度联动 这个液压传动分支机构同步驱动被牵引车辆移动，有低转速大扭矩、 牵引车辆和被牵引车辆同步驱动的传动特点，特种车辆在特殊路段的 通行能力增强。本发明机械一液压复合传动机构应用在矿井、高炉的风机传动系统中，或者应用在大型设备、连续设备传动系统中的优点为1、 发动机也可以以电动机替换，电动机可以在连接作业机负载 的情况下空载启动，电动机启动达到工作转速后再启动工作机，逐渐 地提高工作机的转速缓慢地增加负载，减小了启动电流对设备供电系 统的冲击，电动机的选配不需要选用过大功率的装机容量，降低了设备的投资额；2、 可以从零到最高转速之间无级调速，调速范围宽；3、 复合传动过程中液压功率流小于等于机械功率流，传动效率高；4、 在电动机与作业机负载之间不需要安装离合器装置，结构简 单、操作方便。


图l为本发明机械一液压复合传动机构基本结构的传动示意图； 图2为本发明第二实施例的结构图；图3为本发明第二实施例中部件减速箱结构的传动示意图； 图4为本发明第二实施例基本结构补充的传动示意图； 图5为本发明第三实施例的结构图。 附图标记说明.驾驶室 .车架 .后支架0. 手动油门装置 3.取力器6.分动齿轮 9A.前传动轴1. 后桥轴 24.中心轮27.半轴30.行星齿轮33.转臂36.电磁离合器39.太阳轮42.牵引液压马达2.发动机5.变量液压泵8.操作手柄14.传动轴 17.行星齿轮箱 19B.后传动轴 22.离合器 输出轴 28.液压管路 31.行星齿轮轴 34.液压传动齿轮 37.主减速齿轮 40.减速过渡轴 43.齿轮液压泵3.变速器 6.前支架 9.电磁离合器开关 12.变量液压泵J 15.分动轴 18.液压马达 20.减速箱 23.变速器 26.副减速齿轮 29.过渡齿轮 32.集合齿轮 35.液压传动轴 38.中轴 41.牵引齿轮 44.牵引过渡轴具体实施方式
下面结合附图作进一步说细的说明。图1为本发明机械一液压复合传动机构基本结构的传动示意图，如图l所示本发明机械一液压复合传动机构包括有发动机2、变量液压泵5、 液压马达18;发动机2连接传动行星齿轮箱17的分动轴15，分动轴 15伸进行星齿轮箱17内的轴上紧固套装分动齿轮16,分动齿轮16 啮合传动过渡齿轮29;过渡齿轮29和转臂33同轴心固定连接，在 转臂33的输出端垂直均匀安装两根或三根行星齿轮轴31，在每根行 星齿轮轴31上分别套装一只行星齿轮30,行星齿轮30同时啮合传 动太阳轮39和中心轮24的内齿，中心轮24连接传动半轴27,中轴 38的一端连接安装太阳轮39,中轴38的另一端穿过转臂33、过渡 齿轮29、再穿出行星齿轮箱17外连接传动变量液压泵5;变量液压 泵5连接液压管路28、并通过液压管路28连接传动液压马达18,液 压马达18连接传动液压传动轴35，液压传动轴35的另 一端伸进行 星齿轮箱17内连接安装液压传动齿轮34,集合齿轮32固定套装在 半'轴27上，液压传动齿轮34啮合传动集合齿轮32;转臂33和行星 齿轮30将发动机2传动的动力分配分别传动变量液压泵5和半轴27, 半轴27将液压马达18传动询液压功率流和中心轮24传动的机械功 率流汇合后伸出行星齿轮箱17外输出。第一实施例本实施例为本发明机械一液压复合传动机构应用于大型设备的 传动系统中，结合附图l作详细说明。发动机2连接传动机械一液压复合传动机构，半轴27连接传动 负载工作机；启动发动机2连接传动分动轴15转动，分动轴15联动 紧固安装在行星齿轮箱17内分动轴15上的分动齿轮16转动，分动 齿轮16啮合传动过渡齿轮29转动，过渡齿轮29联动紧固连接的转 臂33转动，转臂33联动垂直均匀安装在转臂33输出端的两根或三 根行星齿轮轴31转动和带动分别套装在每根行星齿轮轴31上的行星 齿轮30转动，行星齿轮30绕行星齿轮轴31转动、并同时绕转臂33 的轴心公转，行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39、中心轮24的内 齿；由于中心轮24连接传动半轴27,半轴27连接传动负载工作机， 在工作机负载的作用下半轴27、中心轮24不转动，太阳轮39在行 星齿轮30的啮合传动下转动并带动中轴38转动，中轴38穿过转臂 33、过渡齿轮29、伸出行星齿轮箱17外连接传动变量液压泵5转动， 由于变量液压泵5斜盘的倾角是零，变量液压泵5空转不输出液压油 也不输出动力。操纵变量液压泵5使变量液压泵5的斜盘改变倾角，变量液压 泵3输出液压油通过液压管路28连接传动液压马达18转动；液压马 达18连接传动液压传动轴35转动，液压传动轴35伸进行量齿轮箱 17内连接传动液压传动齿轮34转动，集合齿轮32紧固套装在半轴 27上，液压传动齿轮34啮合传动集合齿轮32转动并联动半轴27转 动，半轴27连接传动工作机转动；调整液压管路28与变量液压泵5、 液压马达18的管路连接，使液压马达18传动的液压功率流和中心轮 24传动的机械功率流驱动工作机转动的方向一致；半轴27将传动工
作机转动的阻力矩顺序反馈集合齿轮32、液压传动齿轮34、液压传 动轴35、液压马达18、变量液压泵5、中轴38、太阳轮39、行星齿 轮30、行星齿轮轴31，在行星齿轮机构的作用和转臂33转动的共同 作用下，行星齿轮轴31、行星齿轮30将半轴27反馈的阻力矩作用 于中心轮24并使中心轮24和太阳轮39同方向转动，中心轮24联动 半轴27转动驱动工作机转动；转臂33和行星齿轮轴31、行星齿轮 30将发动机2传动的动力分配分别传动太阳轮39、中心轮24转动， 半轴27汇合液压马达18传动的液压功率流和中心轮24传动的机械功率流连接传动设备负载工作机转动。继续调整变量液压泵5斜盘的倾角就改变了变量液压泵5输出液 压油的流量，也就同时改变了变量液压泵5输出的液压功率、改变了 液压马达18的转速，也改变了太阳轮39和中轴38传动的功率、转 速，还同时改变了中心轮24传动的机械功率和中心轮24的转速；半 轴27汇合同时变化的机械功率、液压功率和同时变化的中心轮24、 液压马达18的转速传动工作机实现了无级变速转动，本实施例机械 —液压复合传动机构应用在大型设备的传动系统中使设备实现了无 级变速转动。本实施例还可以以电动机等动力机等同替换发动机2。 应用本发明技术于大型设备的传动系统中产生以下积极效果 1.能在连接负载的条件下空载启动动力机，启动动力机后再二 次缓慢启动负载工作机运转，设备不需要因为启动设备的阻力矩过大 而选用过大容量的动力机配置，动力机与工作机之间也不需要安装离 合器装置，减少了设备的一次投资成本；2. 两次启动的过程减小了冲击载荷，当动力机是电动机时，减小了对设备供电网的冲击载荷影响，设备的运行质量提高；3. 可以在设备运转中无级调速，调速范围宽；在行星齿轮机构中中心轮24和太阳轮39传动的力矩不等，机械一液压复合传动中机 械传动的功率占总传动功率的大部分，复合传动中无循环功率，传动效率稳定，传动效率高。 第二实施例图2为本发明机械一液压复合传动机构第二实施例的结构图，图 3为第二实施例中部件减速箱结构的传动示意图，图4为本发明第二 实施例的补充示意图。如图2图3所示驾驶室1、发动机2、变速器3、前支架6、后支架7分别安装在 车架4上，行星齿轮箱17悬挂式安装在前支架6下，减速箱20悬挂 式安装在后支架7下。发动机2连接传动变速器3，取力器13安装 在变速器3的取力器接口上，、取力器13中有与变速器3连接传动与 分l的离合装置，在驾驶室1中设有操纵离合取力器13与变速器3 连接传动的操作手柄8，取力器13连接传动传动轴14,传动轴14 连接传动分动轴15。分动轴15伸进行星齿轮箱17内的轴上紧固套 装分动齿轮16,分动齿轮16啮合传动过渡齿轮29,过渡齿轮29和 转臂33同轴心固定连接；在转臂33的输出端垂直均勻安装有两根或 三根行星齿轮轴31，每根行星齿轮轴31上分别套装一只行星齿轮30， 行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39和中心轮24的内齿，中心轮24 连接传动半轴27;中轴38的一端安装太阳轮39并连接太阳轮39的 传动，中轴38的另一端穿过转臂33、过渡齿轮29、伸出行星齿轮箱 17外连接传动变量液压泵5;变量液压泵5连接液管路28，并通过 液压管路28连接传动液压马达18;液压马达18连接传动液压传动 轴35，液压传动轴35的另一端伸进行星齿轮箱17内连接安装液压 传动齿轮34，集合齿轮32紧固套装在半轴27上，液压传动齿轮34 嗜合传动集合齿轮32。转臂33、行星齿轮30分配发动机2传动的动 力分别传动太阳轮39、中心轮24转动，半轴27伸出行星齿轮箱17 外的一端连接安装减速过渡轴40,半轴27汇合液压马达18传动的 液压功率流、中心轮24传动的机械功率流连接传动减速过渡轴40 转动。减速过渡轴40伸进减速箱20的轴上紧固套装主减速齿轮37， 输出轴25上套装副减速齿轮26、紧固套装电磁离合器36,电磁离合 器36的内孔结合面紧固连接输出轴25、平面结合面紧固连接副减速 齿轮26,在驾驶室l内设有电磁离合器开关9，主减速齿轮37啮合 传动副减速齿轮26，通过操纵电磁离合器开关9可以使电磁离合器 36离合副减速齿轮26与输出轴25之间的连接传动。变速器3还连 接传动前传动轴19A，前传动轴19A的另一端连接传动输出轴25伸 出减速箱20外的一端，输出轴25的另一端也从另一面伸出减速箱 20外连接传动后传动轴19B，后传动轴19B连接传动后桥轴21。在 驾驶室1内设有手动油门装置10和油门脚踏板11，油门脚踏板ll 联动控制变量液压泵5的变量液压泵脚踏板12，变量液压泵脚踏板 12的零位置对应油门脚踏板11的中速位置活动连接。本发明机械一 液压复合传动机构实施例，发动机2可以顺序连接传动变速器3、取
力器13、传动轴14、行星齿轮箱17、减速箱20、后传动轴19B转动， 后传动轴19B传动后桥轴21转动驱动车辆行驶；发动机2还可以顺 序连接传动变速器3、前传动轴19A、输出轴25、后传动轴19B转动， 后传动轴19B传动后桥轴21转动驱动车辆行驶。在分动轴15穿过行星齿轮箱17外的一端顺序连接安装离合器 22、变速器23;发动机2顺序传动行星齿轮箱17、减速箱20驱动车 辆行驶的同时，分动轴15连接传动离合器22、变速器23，变速器 23连接传动随车作业装置。本实施例的操作过程为操纵变速器3挂在空档位置，脱开了变 速器3与前传动轴19A的传动连接；操纵操作手柄8使取力器13连 接变速器3的传动，操作电磁离合器开关9使电磁离合器36连接副 减速齿轮26与输出轴25的传动；启动发动机2，操纵手动油门10 使发动机2在中速转动，发动机2顺序连接传动变速器3、取力器13、 传动轴14、分动轴15、分动齿轮16、过渡齿轮29、转臂33、行星 齿轮轴31、行星齿轮30转动；由于行星齿轮机构的差速作用，中心 轮24、半轴27不转动，太阳轮39、中轴38转动联动变量液压泵5 转动，变量液压泵5的斜盘倾角是零度，变量液压泵5空转不输出液 压油，液压马达18不转动，发动机2转动传动行星齿轮机构，行星 齿轮机构没有输出功率驱动车辆行驶，车辆处于停驶状态。踩动油门 脚踏板11过中速位置联动变量液压泵脚踏板12,变量液压泵脚踏板 12发出控制信号使变量液压泵5的斜盘改变倾角，变量液压泵5输 出液压油通过液压管路28连接传动液压马达18转动，液压马达18 顺序传动液压传动轴35、液压传动齿轮34、集合齿轮32、半轴27 转动；半轴27传动减速过渡轴40转动，减速过渡轴40联动主减速 齿轮37转动，主减速齿轮37啮合传动副减速齿轮26转动，副减速 齿轮26通过电磁离合器36连接传动输出轴25转动，输出轴25传动 后传动轴19B转动，后传动轴19B传动后桥轴21转动驱动车辆行驶； 中轴38、太阳轮39将变量液压泵5输出液压功率传动半轴27驱动车辆行驶的阻力矩反馈给行星齿轮机构，由于行星齿轮机构的作用和 转臂33转动的共同作用，行星齿轮轴31、行星齿轮30传动中心轮 24转动，中心轮24连接传动半轴27转动；调整变量液压泵5与液 压管路28、液压马达18的管路连接，使液压马达18传动半轴27转 动的方向与中心轮24传动半轴27转动的方向一致；半轴27汇合了 液压马达18传动的液压功率流和中心轮24传动的机械功率流顺序传 动减速过渡轴40、主减速齿轮37、副减速齿轮26、电磁离合器36、 输出轴25、盾传动轴19B、后桥轴21转动，后桥轴21驱动车辆行驶。 踩动油门脚踏板11过中速位置增加了发动机的进油量，增加了发动 机的功率，满足了联动变量液压泵脚踏板12控制变量液压泵5输出 液压油传动液压马达18转动需要增加的功率。继续踩动油门脚踏板 11联动变量液压泵脚踏板12，变量液压泵脚踏板12控制变量液压泵 5变量输出液压油传动液压马达18变速转动，由于行星齿轮机构的 作用，中心轮24也变速转动，半轴27叠加了液压马达18传动的变 量液压功率流和中心轮24传动的变量机械功率流变速传动减速箱 20，减速箱20变速传动后传动轴19B、后桥轴21驱动车辆变速行驶， 本发明技术改装的汽车车辆实现了机械一液压复合传动下的无级变 速行驶。 本实施例的改装汽车车辆还可以方便地转换为机械传动下的前进行驶和倒车，其操作过程为操纵手动油门装置10复位使发动机 2怠速转动，操作电磁离合器开关9使电磁离合器36脱开副减速齿 轮26与输出轴25的传动连接，操纵操作手柄8脱开变速器3与取力 器13的传动连接，车辆恢复了发动机2顺序传动变速器3、前传动 轴19A、输出轴25、后传动轴19B、后桥轴21的机械传动；搡作变 速器3挂前进挡或倒车挡，车辆实现机械传动下的前进行驶或倒车。 应用本发明机械一液压复合传动技术改装的汽车车辆转换为机械传 动下的前进行驶和倒车，车辆行驶速度快、传动效率高，驾驶车辆的 搡作方式和普通车辆一样。本实施例机械一液压复合传动技术改装的车辆，可以和普通的汽 车一样机械传动驱动车辆行驶和倒车，也可以转换为机械一液压复合 传动下的无级变速行驶。本发明机械一液压复合传动技术改装在矿区行驶的载重卡车，卡 车可以在坎坷道路上无级变速行驶,在平坦道路上转换为机械传动快 速行驶，驾驶车辆的舒适度髙，车辆主要部件损伤小，使用寿命延长。 ^图4为本发明第二实施例基本结构补充的传动示意图，下面结合 图4作详细说明。本发明机械一液压复合传动技术改装军用车辆，军用车辆可以在 沙漠、冰雪路面、松软路段以极其缓慢的速度移动，比较液压驱动的 车辆减少了液压传动设备配置的功率、容量，提高了传动效率，比较 机械传动的车辆避免了因为缓慢行驶造成离合器摩擦副的损伤和机 件失效。当改装的军用车辆作牵引车用途在松软路段牵引火炮或重型 装备时，所述牵引过渡轴44的一端连接安装齿轮液压泵43、另一 端伸进行星齿轮箱17内连接安装牵引齿轮41,集合齿轮32啮合 传动牵引齿轮41，齿轮液压泵43连接传动牵引液压马达42,牵 引液压马达42连接传动被牵引车辆。当改装的牵引车辆无级变速 行驶时集合齿轮32啮合传动牵引齿轮41转动，牵引齿轮41联动 牵引过渡轴44转动传动齿轮液压泵43转动，齿轮液压泵43传动 牵引液压马达42转动驱动被牵引车辆同步于牵引车辆行驶，以上结 构使改装的军用车辆在松软路段牵引火炮等重型装备移动时，牵引车 辆和被牵引车辆可以实现同步驱动，传动的特点是低转速、大扭矩、 被牵引车辆也可以实现同步驱动，大大增强了特种车辆在特殊路段的 通行能力。在发动机2和分动轴15之间安装换向机构并使变量液压 泵5、液压马达18、齿轮液压泵43、牵引液压马达42都能换向， 牵引车辆和被牵引车辆可以实现前进行驶或倒车。本发明机械一液压复合传动技术改装扫路车、高压冲洗车、消防 车等专用车辆时,在分动轴15伸出行星齿轮箱17外的一端依次连接 安装离合器22、变速器23,专用车辆在无级变速行驶的同时，分动 轴f5分配发动机2传动的部分动力传动离合器22、变速器23，变速 器23连接传动随车作业装置施工作业。操纵离合器22、变速器23， 调整变速器23的输出转速满足专用车辆驱动随车作业装置施工作业 的转速需求；还可以通过操纵手动油门装置IO，调整发动机2的转 速达到无级调整分动轴15的转速，变速驱动作业装置满足施工作业 变化的作业需求。专用车辆是扫路车时，专用车辆变速行驶的同时保 持了风机、扫刷的转速基本稳定，扫路车作业质量稳定；专用车辆是
消防车、高压冲洗车时，车辆可以在变速行驶中保持高压水泵的水压 和流量稳定，满足作业需求。本发明机械一液压复合传动技术改装的 专用车辆实现了单发动机配置，动力系统占用车辆的空间小，专用车 辆作业质量稳定，排放低，传动效率高、油耗低。第三实施例图5为本发明第三实施例的结构图，下面结合图5作详细的说明。 发动机2、前支架6安装在车架4上，行星齿轮箱17悬挂式安 装在前支架6下；发动机2连接传动前传动轴19A，前传动轴19A连 接传动行星齿轮箱17的分动轴15，分动轴15上固定套装分动齿轮 16，分动齿轮16啮合传动过渡齿轮29;过液齿轮29和转臂33同轴 心固定连接，转臂33的输出端垂直均匀安装两个或三个行星齿轮轴 31,每个行星齿轮轴31上套装一只行星齿轮30，行星齿轮30同时 啮合传动太阳轮39、中心轮24的内齿；中心轮24连接传动半轴27, 中轴38的一端连接安装太阳轮39,中轴38的另一端穿过转臂33、 过液齿轮29、伸出行星齿轮箱、17外连接传动变量液压泵5;变量液 压泵5通过连接液压管路28连接传动液压马达18,液压马达18连 接传动液压传动轴35;液压传动轴35伸进行星齿轮箱17内的一端 连接安装液压传动齿轮34，集合齿轮32固定安装在半轴27上，液 压传动齿轮34啮合传动集合齿轮32，半轴27伸出行星齿轮箱17外 的一端连接传动后传动轴19B,后传动轴19B的另一端连接传动后桥 轴21驱动车辆行驶；在驾驶室1内设有手动油门装置10和变量液压 泵脚踏板12,变量液压泵5和液压马达18都可以正反方向转动或者 本实施例操作过程为启动发动机2，操纵手动油门装置10使 发动机2在中速转动，发动机2顺序传动前传动轴19A、分动轴15、 分动齿轮16、过渡齿轮29、转臂33、行星齿轮轴31、行星齿轮30 转动，中心轮24、半轴27不转动，太阳轮39、中轴38转动传动变 量液压泵5空转。踩动变量液压泵脚踏板12，变量液压泵脚踏板12 发控制信号给变量液压泵5,变量液压泵5改变斜盘倾角输出液压油 传动液压马达18转动，液压马达18顺序传动液压传动轴35、液压 传动齿轮34、集合齿轮32、半轴27、后传动轴19B、后桥轴21转动， 后桥轴21驱动车辆行驶。中轴38、太阳轮39将变量液压泵5输出 液压功率流驱动车辆行驶的阻力矩反馈给转臂33、行星齿轮轴31, 行星齿轮轴31和行星齿轮30传动中心轮24、半轴27转动，半轴27 叠加中心轮24传动的机械功率流和液压马达18传动的液压功率流传 动后传动轴19B转动，后传动轴19B传动后桥轴21转动驱动车辆前 进，转变发动机动力传动的方向同时转变变量液压泵5、液压马达18 传动的方向可以实现改装车辆的倒车。本实施例应用于改装飞机场拖运飞机的车辆，该改装车辆的液压 传动部分对比全液压驱动的车辆配置功率降低，车辆制造成本降低， 传动结构简单，操作方便，传动效率高，保持了全液压驱动车辆低转 速大扭矩和无级变速的传动特性。本发明机械一液压复合传动机构中的行星齿轮箱17有多种内部 结构的变形设计和多种对外连接传动的方法，电磁离合器36可以是 机械式的离合器，变量液压泵5的控制方式有多种形式，发动机2
可以是电动机等动力机，行星齿轮轴31和行星齿轮30可以是两个或 四个，半轴27和减速过渡轴40之间可以用传动轴连接传动，以上原理相同对本发明技术方案的局部替换都在本发明的保护范围内。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非 限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普 通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替 换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，都在本发明保护范围内。
权利要求
1.一种机械-液压复合传动机构，包括有发动机(2)、变量液压泵(5)、液压马达(18)，其特征在于发动机(2)连接传动行星齿轮箱(17)，行星齿轮箱(17)的行星齿轮机构分配发动机(2)传动的动力分别传动变量液压泵(5)和半轴(27)，变量液压泵(5)顺序连接传动液压马达(18)、半轴(27)，半轴(27)汇合液压马达(18)传动的液压功率流和行星齿轮机构分配传动的机械功率流输出动力；发动机(2)连接传动分动轴(15)，分动轴(15)伸进行星齿轮箱(17)内的轴上紧固套装分动齿轮(16)，分动齿轮(16)啮合传动过渡齿轮(29)；过渡齿轮(29)和转臂(33)同轴心固定连接，在转臂(33)的输出端垂直均匀连接安装两根或三根行星齿轮轴(31)，每根行星齿轮轴(31)上分别套装一只行星齿轮(30)，行星齿轮(30)同时啮合传动太阳轮(39)、中心轮(24)的内齿，中心轮(24)连接传动半轴(27)，中轴(38)的一端连接安装太阳轮(39)，中轴(38)的另一端穿过转臂(33)、过渡齿轮(29)、伸出行星齿轮箱(17)外连接传动变量液压泵(5)；变量液压泵(5)通过液压管路(28)连接传动液压马达(18)，液压马达(18)连接传动液压传动轴(35)，液压传动轴(35)的另一端伸进行星齿轮箱(17)内连接安装液压传动齿轮(34)，集合齿轮(32)紧固套装在半轴(27)的轴上，液压传动齿轮(34)啮合传动集合齿轮(32)，半轴(27)汇合中心轮(24)传动的机械功率流、液压传动齿轮(34)传动的液压功率流伸出行星齿轮箱(17)外输出动力。
2. 根据权利要求1所述的一种机械一液压复合传动机构，其特征在于所述发动机(2 )安装在车架(4 )上连接传动变速器(3 )，取 力器(l3)连接安装在变速器(3)的取力器接口上，取力器(l3) 中有与变速器(3)分离与连接传动的离合装置，在驾驶室(1)中设 有操纵取力器离合装置的操作手柄(8 ),取力器(l3 )连接传动传动 轴(M ),传动轴(l4 )连接传动分动轴(15 );前支架(6 )、后支架(7)分别紧固安装在车架(4)上，行星齿轮箱(17)悬挂式安装在 前支架(6)下，减速箱U0)悬挂式安装在后支架(7)下；半轴(27) 伸出行星齿轮箱(17)的一端连接传动减速过渡轴(40),减速过渡 轴(40)穿进减速箱(20)内的轴上紧固套装主减速齿轮(37)，输 出轴(25)上套装副减速齿轮(26)、紧固套装电磁离合器(36)，电 磁离合器(36)的内孔接合面紧固连接输出轴(25)、平面接合面紧 固连接副减速齿轮(26 ),主减速齿轮(37 )啮合传动副减速齿轮(26 ), 在驾驶室(1)中设有操纵电磁离合器(36)离合的电磁离合器开关(9);变速器(3)还连接传动前传动轴(19A)，前传动轴(19A)的 另一端连接传动输出轴(25)伸出减速箱(20)外的一端，输出轴(25) 伸出减速箱(20)外的另一端连接传动后传动轴(19B)，后传动轴(19B广 连接传动后桥轴(21)驱动车辆行驶。
3. 根据权利要求1或2所述的一种机械一液压复合传动机构，其 牲征在于所述驾驶室(1 )中设有油门脚踏板(11 )和手动 油门装置(10)，设有与油门脚踏板(11)联动的控制变量液 压泵(5 )的变量液压泵脚踏板(12 )，变量液压泵脚踏板(12 )的零 位置对应油门脚踏板(11)的中速位置活动连接。
4. 根据权利要求1或2所述的一种机械一液压复合传动机构， 其牲征在于所述分动轴(15 )穿过行星齿轮箱(17 )的另 一端依次 连接传动离合器(22)、变速器(23)。
5. 根据权利要求1或2所述的机械一液压复合传动机构，其特 征在于所述牵引过渡轴(44)的一端连接安装齿轮液压泵(43)、 另一端伸进行星齿轮箱(17)内连接安装牵引齿轮(41)，集合齿轮(32)啮合传动牵引齿轮(41),齿轮液压泵(43)连接传动牵引液 压马达(42),牵引液压马达(42)连接传动被牵引车辆；变量液压 泵(5)、液压马达(18)、齿轮液压泵(43)、牵引液压马达(42)都 可以正反方向转动或者可以换向。
6. 根据权利要求l所述的机械一液压复合传动机构，其特征在 于所述发动机(2 )、前支架(6 )安装在车架(4 )上，行星齿轮箱(17 )悬挂式安装在前支架(6 )下，发动机(2 )连接传动前传动轴 U9A)，前传动轴(19A)的另一端连接传动行星齿轮箱(17)的分 动轴(l5 ),行星齿轮箱(l7 )的半轴(27 )连接传动后传动轴(19B )， 后、传动轴("B)连接传动后桥轴(21)驱动车辆行驶；变量液压泵 (5)、液压马达(18)都可以正反方向转动或者可以换向，在驾驶室 U)中设有手动油门装置(10)和变量液压泵脚踏板(12)。
全文摘要
本发明涉及一种机械-液压复合传动机构，包括发动机、变速器、行星齿轮箱、变量液压泵、液压马达、减速箱，发动机顺序连接传动变速器、行星齿轮箱，行星齿轮箱的行星齿轮机构分配发动机传动的动力分别传动变量液压泵、中心轮；变量液压泵顺序连接传动液压马达、半轴，半轴汇合中心轮传动的机械功率流和液压马达传动的液压功率流伸出行星齿轮箱外输出动力，半轴连接传动减速箱再传动后桥轴驱动车辆行驶。采用本发明技术改装的专用车辆为单发动机配置，可以以机械—液压复合传动方式无级变速行驶，同时以机械传动方式驱动随车作业装置工作；也可以转换为机械传动方式快速行驶，动力系统占用车辆空间小，排放低，传动效率高，油耗低。
文档编号F16H47/08GK101162043SQ20071019512
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者赵宏坚, 赵宏志 申请人:赵宏坚;赵宏志