本发明属于履带车辆传动技术领域，涉及一种适用于动力前后置履带车辆的综合传动装置。
背景技术：
作为履带车辆驱动用传动装置分为两类，第一类一般由定轴齿轮箱将发动机功率按照多个固定的传动比，传递给履带车辆主动轮，来驱动履带旋转，履带车辆的转向一般通过制动一侧履带，或降低一侧履带转速来实现。第二类将转向、变速等集成，形成双功率流综合传动，由直驶功率传递路径、转向功率传递路径和辅助输出功率传递路径组成，直驶功率传递路径将内燃机动力经液力变矩器传至变速机构的输入轴，按当前档位变速后，将动力从变速机构输出轴输出至汇流排齿圈，通过汇流排框架传至左、右驱动轮；转向功率传递路径通过内燃机动力驱动汇流排太阳轮，通过汇流排框架传至左、右驱动轮；辅助输出功率传递路径将内燃机动力传递给风扇驱动等输出装置。
目前履带车辆多以定轴机械传动为主，采用制动转向的形式，通过机械传动驱动风扇，影响了车辆加速性能，无法实现个档位转型半径的无级变化，难以实现传动装置输出转速和转矩大小相等、方向相反。本发明采用液力机械传动的形式，通过正倒机构和行星变速机构组合，实现五前五倒和中心转向档，能够满足车辆动力前置和后置布置时动力输出的要求；集成了液压转向系统，车辆在各档位均能实现转向半径的无级变化大幅提升车辆的转向性能。
技术实现要素：
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种适用于动力前后置履带车辆的综合传动装置，通过将液力变矩器、轴向柱塞泵马达、正倒机构、行星排、离合器和制动器综合集成，实现五个前进档、五个倒档和一个中心转向档，传动比范围大，性能较优，既可满足动力后置履带车辆的使用要求，又能满足动力前置履带车辆的使用要求。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于动力前后置履带车辆的综合传动装置，其包括：按顺序排列，相互之间利用传动构件连接的七个行星排、三个液压液力元件；十七个直齿轮、十个螺旋锥齿轮、四根传动轴、三个制动器和四个离合器；各动力输入轴与第一直齿轮1相连，用于将发动机的动力输入至传动装置；输出端有四个，分别为第一输出轴O1、第二输出轴O2、风扇第一输出轴FAN1、风扇第二输出轴FAN2，其中，第一输出轴O1、第二输出轴O2与车辆侧减速器相连，将动力输出给主动轮；风扇第一输出轴FAN1、风扇第二输出轴FAN2与风扇相连，用于驱动风扇。
其中，所述十七个直齿轮记为第一直齿轮1～第十七直齿轮17；十个螺旋锥齿轮记为第一螺旋锥齿轮①～第十螺旋锥齿轮⑩；四根传动轴记为第一轴Ⅰ、第二轴Ⅱ、第三轴Ⅲ、第四轴Ⅳ；七个行星排记为第一行星排PGS1～第七行星排PGS7；三个液力液压元件记为液力变矩器TC、轴向柱塞泵马达PM、液粘离合器HC；三个制动器记为第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3；四个离合器记为第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器Cb。
其中，所述第一直齿轮1通过联轴器与发动机相连或通过齿轮箱与联轴器和发动机相连，与液力变矩器TC泵轮相连；
所述第二直齿轮2与液力变矩器TC涡轮相连，与第三直齿轮3啮合；
所述第三直齿轮3与第四直齿轮4啮合；
所述第四直齿轮4分别与第三直齿轮3、第五直齿轮5啮合，与第一螺旋锥齿轮①连接；
所述第五直齿轮5与第四直齿轮4啮合，与第三螺旋锥齿轮③连接。
所述第六直齿轮6与轴向柱塞泵马达PM的柱塞马达输出轴相连，与第七直齿轮7啮合；
所述第七直齿轮7与第八直齿轮8相连；
所述第八直齿轮8与第九直齿轮9啮合；
所述第九直齿轮9通过第三轴Ⅲ分别与第十直齿轮10、第十三直齿轮13连接；
所述第十直齿轮10通过第三轴Ⅲ与第九直齿轮9连接，与第十一直齿轮11啮合；
所述第十一直齿轮11与第十二直齿轮12啮合；
所述第十二直齿轮12与第六行星排PGS6太阳轮连接，与第十一直齿轮11啮合；
所述第十三直齿轮13通过第三轴Ⅲ与第九直齿轮9连接，与第十四直齿轮14啮合；
所述第十四直齿轮14与第七行星排PGS7太阳轮连接，与第十三直齿轮13啮合；
所述第十五直齿轮15与液力变矩器TC泵轮连接，与第十六直齿轮16啮合；
所述第十六直齿轮16与第十七直齿轮17啮合；
所述第十七直齿轮17与螺旋锥齿轮⑤连接，第十六直齿轮16啮合。
其中，所述第一螺旋锥齿轮①与第四直齿轮4相连接，与第二螺旋锥齿轮②啮合；
所述第二螺旋锥齿轮②与第一行星排PGS1齿圈连接，与第一螺旋锥齿轮①啮合；
所述第二螺旋锥齿轮③与第五直齿轮5相连接，与第四螺旋锥齿轮④啮合；
所述第四螺旋锥齿轮④与轴向柱塞泵马达PM的柱塞泵输入轴相连，与第三螺旋锥齿轮③啮合；
所述第五螺旋锥齿轮⑤与第十七直齿轮17相连接，与第六螺旋锥齿轮⑥啮合；
所述第六螺旋锥齿轮⑥与液粘离合器HC外毂相连接；
所述第七螺旋锥齿轮⑦通过第四轴Ⅳ与液粘离合器HC内毂相连接，与第八螺旋锥齿轮⑧啮合；
所述第八螺旋锥齿轮⑧与风扇第二输出轴FAN2连接，与第七螺旋锥齿轮⑦啮合；
所述第九螺旋锥齿轮⑨通过第四轴Ⅳ与液粘离合器HC内毂相连接，与第十螺旋锥齿轮⑩啮合；
所述第十螺旋锥齿轮⑩与风扇第三输出轴FAN3连接，与第九螺旋锥齿轮⑨啮合。
其中，所述第一轴Ⅰ连接第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮、第一离合器C1内毂、第二离合器C2内毂；
所述第二轴Ⅱ连接第四行星排PGS4框架、第五行星排PGS5框架、第六行星排PGS6齿圈、第七行星排PGS7齿圈；
所述第三轴Ⅲ连接第九直齿轮9、第十直齿轮10、第十三直齿轮13；
所述第四轴Ⅳ连接液粘离合器HC内毂、第七螺旋锥齿轮⑦、第九螺旋锥齿轮⑨。
其中，所述第一行星排PGS1太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第二行星排PGS2齿圈连接，齿圈与第二螺旋锥齿轮②连接；
所述第二行星排PGS2太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第一制动器B1内毂、第一离合器C1外毂相连接；
所述第三行星排PGS3为双星行星排，太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第四行星排PGS4齿圈、第二离合器C2外毂、第二制动器B2内毂连接，齿圈与第五行星排PGS5齿圈相连接；
所述第五行星排PGS4太阳轮与第三离合器C3内毂连接，框架与第二轴Ⅱ连接，齿圈与第三行星排PGS3框架相连接；
所述第五行星排PGS5太阳轮与第三制动器B3内毂连接，框架与第二轴Ⅱ连接，齿圈与第三行星排PGS3齿圈、第三离合器C3外毂连接；
所述第六行星排PGS6太阳轮与第十二直齿轮12连接，框架与第一输出轴O1连接，齿圈与第二轴Ⅱ连接；
所述第七行星排PGS7太阳轮与第十四直齿轮14连接，框架与第二输出轴O2连接，齿圈与第二轴Ⅱ连接。
其中，所述第一制动器B1内毂与第二行星排PGS2框架连接，外毂与壳体连接，用于制动第二行星排PGS2框架；
所述第二制动器B2内毂与第三行星排PGS3框架连接，外毂与壳体连接，用于制动第三行星排PGS3框架；
所述第三制动器B3内毂与第五行星排PGS5太阳轮连接，外毂与壳体连接，用于制动第三行星排PGS3框架和第五行星排PGS5太阳轮。
其中，所述第一离合器C1内毂与第一轴Ⅰ、第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮连接，外毂与第二行星排PGS2框架连接，用于实现第一行星排PGS1、第二行星排PGS2整体回转；
所述第二离合器C2内毂与第一轴Ⅰ、第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮连接，外毂与第三行星排PGS3框架连接，用于实现第三行星排PGS3整体回转；
所述第三离合器C3内毂与第一轴Ⅰ、第四行星排PGS4太阳轮连接，外毂与第三行星排PGS3齿圈、第五行星排PGS5齿圈连接，用于实现第三行星排PGS3、第四行星排PGS4整体回转；
所述第四离合器Cb内毂与液力变矩器TC涡轮连接，外毂与液力变矩器TC泵轮连接，用于实现液力变矩器泵轮和涡轮机械连接。
其中，前进时，当第一制动器B1、第二制动器B2和第三离合器C3结合时，实现一档；当第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3结合时，实现二档；第一制动器B1、第三制动器B3和第三离合器C3结合时，实现三档；第一制动器B1、第三制动器B3和第二离合器C2结合时，实现四档；第一制动器B1、第二离合器C2和第三离合器C3结合时，实现五档；
倒退时，当第一离合器C1、第二制动器B2和第三离合器C3结合时，实现倒一档；当第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3结合时，实现倒二档；第一离合器C1、第三制动器B3和第三离合器C3结合时，实现倒三档；第一离合器C1、第三制动器B3和第二离合器C2结合时，实现倒四档；第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3结合时，实现倒五档。
其中，中心转向时，当第二制动器B2和第三制动器B3、第三离合器C3结合时，第二轴Ⅱ制动，实现第六行星排PGS6齿圈和第七行星排PGS7齿圈制动，第六行星排PGS6太阳轮和第七行星排PGS7太阳轮按照转速相等、旋向相反的速度旋转，实现一侧主动轮正向旋转，一侧主动轮反向旋转，实现围绕车辆几何中心转向。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的适用于动力前后置履带车辆的综合传动装置，采用七个行星排、三个制动器和四个离合器的方案，实现了五个前进档、五个倒档和一个中心转向档，传动比范围可达到8.1；采用轴向柱塞泵马达实现液压无级转向；同时实现了履带车辆后置动力和前置动力舱可以选择通用的综合传动装置，具备了各档无级转向功能，实现了风扇转速的无级调整。
附图说明
图1为本发明实施例适用于动力前后置履带车辆的综合传动装置的各部件连接关系示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本方案的传动装置适用于高速履带车辆，其中各行星排、液压液力元件按顺序排列，相互之间利用传动构件连接，动力输入轴与第一直齿轮1相连，一般为发动机输出端连接的弹性联轴器或传动箱，用于将发动机的动力输入至传动装置。输出端有四个，分别为第一输出轴O1、第二输出轴O2、风扇第一输出轴FAN1、风扇第二输出轴FAN2，其中，第一输出轴O1、第二输出轴O2与车辆侧减速器相连，将动力输出给主动轮；风扇第一输出轴FAN1、风扇第二输出轴FAN2与风扇相连，用于驱动风扇，FAN1，FAN2动力输出端可以选装(动力装置前置的履带车辆可以取消该装置)。
具体地，本实施例传动装置包括十七个直齿轮，分别为第一直齿轮1～第十七直齿轮17；十个螺旋锥齿轮，分别为第一螺旋锥齿轮①～第十螺旋锥齿轮⑩；四根传动轴，分别为第一轴Ⅰ、第二轴Ⅱ、第三轴Ⅲ、第四轴Ⅳ；七个行星排，分别第一行星排PGS1～第七行星排PGS7；三个液力液压元件，分别为液力变矩器TC、轴向柱塞泵马达PM、液粘离合器HC；三个制动器，分别为第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3；四个离合器，分别为第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器Cb。
所述第一直齿轮1通过联轴器与发动机相连或通过齿轮箱与联轴器和发动机相连，与液力变矩器TC泵轮相连。
所述第二直齿轮2与液力变矩器TC涡轮相连，与第三直齿轮3啮合。
所述第三直齿轮3与第四直齿轮4啮合。
所述第四直齿轮4分别与第三直齿轮3、第五直齿轮5啮合，与第一螺旋锥齿轮①连接。
所述第五直齿轮5与第四直齿轮4啮合，与第三螺旋锥齿轮③连接。
所述第六直齿轮6与轴向柱塞泵马达PM的柱塞马达输出轴相连，与第七直齿轮7啮合。
所述第七直齿轮7与第八直齿轮8相连。
所述第八直齿轮8与第九直齿轮9啮合。
所述第九直齿轮9通过第三轴Ⅲ分别与第十直齿轮10、第十三直齿轮13连接。
所述第十直齿轮10通过第三轴Ⅲ与第九直齿轮9连接，与第十一直齿轮11啮合。
所述第十一直齿轮11与第十二直齿轮12啮合。
所述第十二直齿轮12与第六行星排PGS6太阳轮连接，与第十一直齿轮11啮合。
所述第十三直齿轮13通过第三轴Ⅲ与第九直齿轮9连接，与第十四直齿轮14啮合。
所述第十四直齿轮14与第七行星排PGS7太阳轮连接，与第十三直齿轮13啮合。
所述第十五直齿轮15与液力变矩器TC泵轮连接，与第十六直齿轮16啮合。
所述第十六直齿轮16与第十七直齿轮17啮合。
所述第十七直齿轮17与螺旋锥齿轮⑤连接，第十六直齿轮16啮合。
所述第一螺旋锥齿轮①与第四直齿轮4相连接，与第二螺旋锥齿轮②啮合。
所述第二螺旋锥齿轮②与第一行星排PGS1齿圈连接，与第一螺旋锥齿轮①啮合。
所述第二螺旋锥齿轮③与第五直齿轮5相连接，与第四螺旋锥齿轮④啮合。
所述第四螺旋锥齿轮④与轴向柱塞泵马达PM的柱塞泵输入轴相连，与第三螺旋锥齿轮③啮合。
所述第五螺旋锥齿轮⑤与第十七直齿轮17相连接，与第六螺旋锥齿轮⑥啮合。
所述第六螺旋锥齿轮⑥与液粘离合器HC外毂相连接。
所述第七螺旋锥齿轮⑦通过第四轴Ⅳ与液粘离合器HC内毂相连接，与第八螺旋锥齿轮⑧啮合。
所述第八螺旋锥齿轮⑧与风扇第二输出轴FAN2连接，与第七螺旋锥齿轮⑦啮合。
所述第九螺旋锥齿轮⑨通过第四轴Ⅳ与液粘离合器HC内毂相连接，与第十螺旋锥齿轮⑩啮合。
所述第十螺旋锥齿轮⑩与风扇第三输出轴FAN3连接，与第九螺旋锥齿轮⑨啮合。
所述第一轴Ⅰ连接第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮、第一离合器C1内毂、第二离合器C2内毂。
所述第二轴Ⅱ连接第四行星排PGS4框架、第五行星排PGS5框架、第六行星排PGS6齿圈、第七行星排PGS7齿圈。
所述第三轴Ⅲ连接第九直齿轮9、第十直齿轮10、第十三直齿轮13。
所述第四轴Ⅳ连接液粘离合器HC内毂、第七螺旋锥齿轮⑦、第九螺旋锥齿轮⑨。
所述第一行星排PGS1太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第二行星排PGS2齿圈连接，齿圈与第二螺旋锥齿轮②连接。
所述第二行星排PGS2太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第一制动器B1内毂、第一离合器C1外毂相连接。
所述第三行星排PGS3为双星行星排，太阳轮与第一轴Ⅰ连接，框架与第四行星排PGS4齿圈、第二离合器C2外毂、第二制动器B2内毂连接，齿圈与第五行星排PGS5齿圈相连接。
所述第五行星排PGS4太阳轮与第三离合器C3内毂连接，框架与第二轴Ⅱ连接，齿圈与第三行星排PGS3框架相连接。
所述第五行星排PGS5太阳轮与第三制动器B3内毂连接，框架与第二轴Ⅱ连接，齿圈与第三行星排PGS3齿圈、第三离合器C3外毂连接。
所述第六行星排PGS6太阳轮与第十二直齿轮12连接，框架与第一输出轴O1连接，齿圈与第二轴Ⅱ连接。
所述第七行星排PGS7太阳轮与第十四直齿轮14连接，框架与第二输出轴O2连接，齿圈与第二轴Ⅱ连接。
所述第一制动器B1内毂与第二行星排PGS2框架连接，外毂与壳体连接，用于制动第二行星排PGS2框架。
所述第二制动器B2内毂与第三行星排PGS3框架连接，外毂与壳体连接，用于制动第三行星排PGS3框架。
所述第三制动器B3内毂与第五行星排PGS5太阳轮连接，外毂与壳体连接，用于制动第三行星排PGS3框架和第五行星排PGS5太阳轮。
所述第一离合器C1内毂与第一轴Ⅰ、第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮连接，外毂与第二行星排PGS2框架连接，用于实现第一行星排PGS1、第二行星排PGS2整体回转。
所述第二离合器C2内毂与第一轴Ⅰ、第一行星排PGS1太阳轮、第二行星排PGS2太阳轮、第三行星排PGS3太阳轮连接，外毂与第三行星排PGS3框架连接，用于实现第三行星排PGS3整体回转。
所述第三离合器C3内毂与第一轴Ⅰ、第四行星排PGS4太阳轮连接，外毂与第三行星排PGS3齿圈、第五行星排PGS5齿圈连接，用于实现第三行星排PGS3、第四行星排PGS4整体回转。
所述第四离合器Cb内毂与液力变矩器TC涡轮连接，外毂与液力变矩器TC泵轮连接，用于实现液力变矩器泵轮和涡轮机械连接。
制动器、离合器为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。各档的操纵方案实现如下表所示。
表1传动装置档位实现方式及相应传动比示意表
表中“○”表示操纵件结合，“O/-”表示根据工况进行控制，PM为转向，HC为风扇调速
下面参照图1和表1对本发明的实例进行详细说明。
车辆采用动力后置方案时，档位实现与表1相同，车辆采用动力前置方案时，档位实现与表1的区别是前进挡转为倒档，倒档转为前进挡。
以车辆采用动力后置方案为例进行说明，前进时，当第一制动器B1、第二制动器B2和第三离合器C3结合时，实现一档。当第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3结合时，实现二档。第一制动器B1、第三制动器B3和第三离合器C3结合时，实现三档。第一制动器B1、第三制动器B3和第二离合器C2结合时，实现四档。第一制动器B1、第二离合器C2和第三离合器C3结合时，实现五档。
倒退时，当第一离合器C1、第二制动器B2和第三离合器C3结合时，实现倒一档。当第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3结合时，实现倒二档。第一离合器C1、第三制动器B3和第三离合器C3结合时，实现倒三档。第一离合器C1、第三制动器B3和第二离合器C2结合时，实现倒四档。第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3结合时，实现倒五档。
中心转向时，当第二制动器B2和第三制动器B3、第三离合器C3结合时，第二轴Ⅱ制动，实现第六行星排PGS6齿圈和第七行星排PGS7齿圈制动，第六行星排PGS6太阳轮和第七行星排PGS7太阳轮按照转速相等、旋向相反的速度旋转，实现一侧主动轮正向旋转，一侧主动轮反向旋转，实现围绕车辆几何中心转向。
在前进各档位和倒档均可通过第四离合器Cb结合和分离实现液力变矩器闭锁和解锁，从而达到液力传动和机械传动之间的工况转换。
在前进各档位和倒档均可通过可控制轴向柱塞泵排量，实现转向功能。在各种工况下均可控制液粘离合器HC的操纵压力，实现风扇第一输出轴FAN1、风扇第二输出轴FAN2的输出转速变化。
由上述技术方案可以看出，本发明具有以下特点：
(1)轴向柱塞泵马达轴向柱输入轴通过齿轮传动与液力变矩器涡轮轴相连接；
(2)第十直齿轮、第十一直齿轮、第十二直齿轮和第十三直齿轮13、第十四直齿轮传动比相同或相近，位置可以互换；
(3)所述液粘调速装置，含第五锥齿轮～第十锥齿轮、第四轴、液粘离合器，均为可选装方案，根据实际车辆需要可以增加和减少。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。