专利名称：一种基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机的制作方法
技术领域：
本发明属于交通工程和机械工程技术领域，具体涉及一种基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机。
背景技术：
轮胎压路机被广泛应用于高级公路、机场、港口等路面及路基压实工程中，轮胎压路机是通过其光面充气轮胎对路面的揉搓作用来完成压实作业的。现有的轮胎压路机一般都采用前轮转向，后轮驱动的转向驱动方案。仅后轮驱动的轮胎压路机在碾压浙青路面过程中，由于前轮为从动轮，存在前轮滑移现象，使浙青混合料产生拥推现象，直接影响路面的平整度和密实度。轮胎压路机的前、后轮一般采用多个光面充气轮胎组成，根据轮胎压路机的大小，通常由7-11个光面橡胶充气轮胎组成:前轮3个轮胎，后轮4个轮胎，简写为3+4 ;同样地，有4+4 ；4+5 ;5+6等组合形式。前、后轮采用交错布置的方案:前、后轮分别并列成一排，前、后轮迹相互叉开，轮胎压路机在直线行驶时前、后轮轮辙之间有一定量的重叠，由后轮压实前轮的漏压部分。传统的轮胎之间的组合方式及机械传动或液力机械传动的驱动方式难以解决轮胎压路机的前、后轮全驱动的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，以解决上述采用前轮(从动轮)转向、仅后轮驱动(不转向)的驱动转向方案的轮胎压路机在碾压路面时，因从动轮滑移而造成的路面材料拥堆，影响路面的施工质量和使用性能等问题。本发明提出的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，包括全轮驱动轮胎压路机的终传动、驱动桥和液压系统，前轮 采用前转向驱动轮，后轮采用后驱动轮或后转向驱动轮，其中:
前、后轮驱动装置由发动机1、双向变量液压泵2、变量液压马达3、主传动4、差速器5、半轴10、小链轮9、链条8、大链轮7、前轮11和后轮6组成；发动机I的输出轴与双向变量液压泵2的输入端连接，双向变量液压泵2和两台变量液压马达3通过液压管路连成并联式的闭式液压回路；每台变量液压马达3分别连接驱动一套驱动桥40，所述驱动桥由主传动4、差速器5、半轴10、小链轮9依次连接构成，变量液压马达3的输出端与主传动4连接，小链轮9与半轴10连接并能随半轴10转动，差速器5通过半轴10带动小链轮9，小链轮9再经链条8带动大链轮7 ;发动机I输出的动力依次经由双向变量液压泵2、变量液压马达
3、主传动4、差速器5、半轴10、小链轮9、链条8和大链轮7的传动，分别传递至前轮11、后轮6，实现前轮11、后轮6的旋转运动，从而实现轮胎压路机的前进倒退行驶；
全轮驱动轮胎压路机的终传动通过差速器5引出的半轴10经链传动41带动前轮或后轮实现；链传动41由小链轮9、链条8和大链轮7组成；
后驱动轮由2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20、横梁28组成；将2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20的轮架的顶梁27分别与横梁28连接，横梁28的顶部通过螺栓与机架连接；
前转向驱动轮或后转向驱动轮结构相同，均由2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20、摇摆架29、销轴37、立轴35、叉脚36、回转支座34、转向臂32、转向液压缸31和回转支承33组成，将2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20的轮架的顶梁27分别与摇摆架29固定连接，立轴35与摇摆架29相互垂直，立轴35的一端通过叉脚36与垂直穿过摇摆架29的销轴37连接；另一端通过回转支承33和回转支座34与机架30连接，回转支承外圈33(a)通过螺栓与机架30固定连接，回转支承内圈33(b)通过螺栓与回转支座34固定连接；立轴35通过其上左、右对称的转向臂32连接相应的左、右转向液压缸31 ；
双轮胎驱动组合单元12由光面轮胎14、轮辋15、辐板16、联接盘17、第一轮轴18、大链轮7、第一轮架13和轴承19组成，两个光面轮胎14共用一根第一轮轴18 ;第一轮轴18穿设于第一轮架13上，且通过轴承19与第一轮架13连接，使第一轮轴18能够在第一轮架13上转动；第一轮轴18穿设大链轮7的轮心，大链轮7与第一轮轴18连接并能带动第一轮轴18 一起转动；每个光面轮胎14分别置于各自轮辋15的卡口上，轮辋15上设有辐板16，第一轮轴18通过联接盘17与辐板16相固接，使两个光面轮胎14能够随第一轮轴18 —起转动；
三轮胎驱动组合单元20是在双轮胎驱动组合单元12的基础上增设一个车轮，由光面轮胎14、轮辋15、辐板16、联接盘17、第二轮轴22、大链轮7、第二轮架21、轴承19和联轴器
23组成，三个光面轮胎14的第二轮轴22由主轮轴22(a)和副轮轴22(b)两根短轴组成，其间靠联轴器23连接，实现主轮轴22 (a)和副轮轴22 (b)的同步转动；三个光面轮胎14中的两个光面轮胎共用一根主·轮轴22 (a)，另一个光面轮胎单独使用一根副轮轴22 (b);主轮轴22 (a)穿设于第二轮架的主支架21 (a)上，通过轴承19与主支架21 (a)连接，使主轮轴22(a)能够在主支架21 (a)上转动；副轮轴22(b)穿设于第二轮架的副支架21 (b)上，通过轴承19与副支架21 (b)连接，使副轮轴22 (b)能够在副支架21 (b)上转动；主轮轴22 (b)穿设大链轮7的轮心，大链轮7与主轮轴22 (b)连接并能带动主轮轴22 (b) 一起转动；每个光面轮胎14分别置于各自轮辋15的卡口上，轮辋15上设有辐板16，第二轮轴22通过联接盘17与辐板16相固接，使三个光面轮胎14能够随第二轮轴22 —起转动；
后驱动轮的驱动桥40桥壳与机架固定连接；前转向驱动轮或后转向驱动轮的摇摆架29上设置支承板39，支撑板39与摇摆架29固定连接，转向驱动轮的驱动桥40桥壳通过螺栓与支承板39固定连接，摇摆架29与支承板39之间通过加强筋38连接加固；使支承板39有合理的刚度支撑驱动桥40。前转向驱动轮、后转向驱动轮和后驱动轮的液压系统结构相同，所述液压系统由I台双向变量液压泵2、液压管路和2台变量液压马达3组成，发动机I的输出轴通过联轴器与双向变量液压泵2的输入端连接，双向变量液压泵2与前转向驱动轮的变量液压马达3和后转向驱动轮或后驱动轮的变量液压马达3通过液压管路并联连接，形成闭式液压回路；变量液压马达3的输出轴与驱动桥40中的主传动4连接，变量液压马达3的壳体与驱动桥40壳体固定连接。
本发明中，当要求后驱动轮或后转向驱动轮数量大于前转向驱动轮时，在后驱动轮或后转向驱动轮的2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20中间增设一从动轮单元24 ;所述从动轮单元24由光面轮胎14、轮辋15、辐板16、联接盘17、第三轮轴26、第三轮架25和轴承19组成，第三轮轴26穿设于第三轮架25上，通过轴承19与第三轮架25连接，使第三轮轴26能够在第三轮架25上转动。光面轮胎14置于轮辋15的卡口上，轮辋15上设有辐板16，轮轴26通过联接盘17与辐板16相固接，使光面轮胎14能够随第三轮轴26 —起转动。从动轮单元24的第三轮架25的顶梁27通过螺栓直接连接横梁28或摇摆架29。本发明中，根据压路机传动系统的传动比要求，可以在驱动桥40的输入端或输出端增设行星减速器或圆柱齿轮减速器来进一步提高减速比以匹配压路机的牵引力和工作速度。本发明中，液压系统中的I台双向变量液压泵替换为2台双向变量液压泵；发动机I通过联轴器同时驱动2台双向变量液压泵2，2台双向变量液压泵2分别与前转向驱动轮的变量液压马达3和后转向驱动轮或后驱动轮的变量液压马达3通过液压管路连接成闭式液压回路，且2台双向变量液压泵2的进出油管之间通过同步控制管路46连接。本发明中，采用定量液压马达44组合机械式变速箱45的变速装置代替变量液压马达3 ;发动机I通过联轴器带动双向变量液压泵2，双向变量液压泵2驱动2台定量液压马达44，形成并联式的闭式液压回路；2台定量液压马达44后分别串联连接一个机械式变速箱45。本发明中，在2台变量液压马达3后分别串联连接一个机械式变速箱45，机械式变速箱45的输出轴与驱动桥40连接。本发明中，支承板39倾斜设置，使之与水平面成一定的角度；或者，将支承板39设置于摇摆架29的前方，即机身前方。本发明中， 前转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元单独由一台变量液压马达47通过行星减速机驱动小链轮9 ;变量液压马达47与行星减速机一体化连接，行星减速机固定安装于支承板39上；前转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式；前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。本发明中，后驱动轮或后转向驱动轮的每组轮胎驱动组合单元单独由一台变量液压马达47通过行星减速机驱动小链轮9 ;变量液压马达47与行星减速机一体化连接，对于后驱动轮，行星减速机固定安装于机架上，对于后转向驱动轮，行星减速机固定安装于支承板39上；后驱动轮或后转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式，前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。全轮驱动轮胎压路机的液压系统
本发明用由双向变量液压泵2和变量液压马达3通过液压管路连接成的闭式液压系统装置来代替机械传动系统中的主离合器+机械式变速箱或液力机械传动系统中的液力变矩器+机械式变速箱的变速装置。在变量液压马达3的最大排量和最小排量之间再设置一个或几个不同的中间排量，即等同于机械式变速箱设置几个不同传动比的档位，对应于每一个变量液压马达3的排量值，就相当于变速箱的不同档位。通过有级地改变变量液压马达3的排量，即可实现压路机若干个不同传动比的工作档位。双向变量液压泵2和变量液压马达3组成的闭式液压系统回路中，在每一个选定的马达3排量下，双向变量液压泵2的排量均可在最大排量到零排量之间无级变化，即在实现压路机不同的工作档位的同时，实现变量液压马达3的输出转速从这一档位下的最高转速至零转速之间连续调节，即实现压路机每一工作档位下的无级变速。当双向变量液压泵2的排量为零时，双向变量液压泵2空转，其输出流量为零，则变量液压马达3输入流量为零，变量液压马达3不转动，即可实现制动功能。闭式液压系统回路中，双向变量液压泵2出口油液方向随泵斜盘方向的变化而改变，从而实现变量液压马达3输出轴正/反转向切换。当双向变量液压泵2的斜盘倾角向相反方向变化时，变量液压马达3的输出轴即可实现反转，从而实现倒档功能，实现压路机的倒退行驶。实现倒档功能时，当变量液压马达3的排量位置设置与前进功能时的设置完全一致时，即可实现同样档位数的倒档功能，且各倒档档位下变量液压马达3的输出性能参数(扭矩和转速)与压路机前进时相同；当要求倒档时的档位数和输出性能参数(扭矩和转速)与前进功能不一致时，可另行设置变量液压马达3的排量值即可。具体倒档档位可根据压路机的工作需要和操作者的操纵习惯等设定。需要说明的是:为实现倒档功能，本发明中的变量液压马达3要求在结构上是完全对称的(通常液压马达已经设计成这样)。本发明中，可以用定量液压马达44+机械式变速箱45的变速装置代替变量液压马达3。发动机I通过联轴器带动双向变量液压泵2，双向变量液压泵2驱动2台定量液压马达44，形成并联式闭式液压回路。2台定量液压马达44后分别串联连接一个机械式变速箱45，压路机若干个不同的工作档位由机械式变速箱45实现。本发明中，可 以在2台变量液压马达3后分别串联连接一个机械式变速箱45，机械变速箱45的输出轴与驱动桥40连接。通过合理设置变量液压马达3的有级排量位置和机械式变速箱45的档位数及各档传动比，两者组合共同实现压路机若干个不同的工作档位。变量液压马达3和机械式变速箱45的组合使用，可以获得更多档位的速度，满足压路机不同的工况的作业行驶速度要求。需要说明的是:为实现倒档功能，本发明中的机械式变速箱45要求能实现正、反转的功能。本发明中，液压系统中的I台双向变量液压泵可替换为2台双向变量液压泵。发动机I通过联轴器同时驱动2台双向变量液压泵2，2台双向变量液压泵2分别与前转向驱动轮的液压马达和后转向驱动轮或后驱动轮的液压马达通过液压管路连接成闭式液压回路，且2台双向变量液压泵2的进出油管之间通过同步控制管路46连接，以调节前、后轮胎之间转速的差异，防止两者之间运动的不同步。全轮驱动轮胎压路机转向驱动轮的结构实现
对于前转向驱动轮或后转向驱动轮，将2组轮胎驱动组合单元对称地设置在机架下方，每组轮胎驱动组合单元的轮架的顶梁分别与摇摆架固定连接；摇摆架上设置支承板，支承板与摇摆架固定连接，转向驱动轮的驱动桥桥壳与对应的液压马达的壳体固定连接，并且通过螺栓与支承板固定连接，摇摆架与支承板之间通过加强筋连接加固，使支承板有合理的刚度支撑驱动桥。摇摆架与轮架、支承板的连接关系以及液压马达与驱动桥的一体化连接，使得轮胎驱动组合单元、链传动、驱动桥和液压马达在空间上具有固定的相对位置关系O立轴与摇摆架相互垂直，立轴的一端通过叉脚与垂直穿过摇摆架的销轴连接；另一端通过回转支承及回转支座与机架连接，回转支承的外圈通过螺栓与机架固定连接，回转支承的内圈通过螺栓与回转支座固定连接，回转支承可实现立轴相对机架的旋转运动。立轴通过其上左、右对称的转向臂连接左、右转向液压缸，通过转向液压缸的作用力，带动立轴以及与立轴的回转支座相连的回转内圈相对机架转动，立轴的旋转运动通过叉脚和销轴传递到摇摆架上，进而分别通过轮架和支承板带动轮胎驱动组合单元和驱动桥及液压马达实现一定角度的整体转动。立轴与摇摆架之间采用销轴连接，通过摇摆架、支承板和轮架，可使液压马达、驱动桥、链传动、轮胎驱动组合单元、摇摆架绕销轴相对机架整体产生摆动。摇摆架与轮架、支承板的连接关系以及液压马达与驱动桥的一体化连接，合理满足了转向驱动轮的转向功能、摆动功能、链传动直线性等性能要求；变量液压泵与液压马达之间采用具有一定柔性的液压胶管连接，在合理的结构布置下，转向驱动轮在实现一定角度范围内的转向或摆动功能时不影响其驱动功能。本发明中，可以设置支承板倾斜，与水平面成一定的角度，固定安装于支承板上的驱动桥也与水平面倾斜成一定的角度，这样可充分调整驱动桥及液压马达与驱动轮之间的相对位置，合理节省压路机机内空间，在这种放置方案中，应保证驱动桥内主传动及差速器中各啮合齿轮的充分润滑。或者，也可以将支承板设置于摇摆架的前方(即机身前方)，该方案可以充分利用压路机机身前方的空间。以上几种放置方案中，必须保证方便装配链轮和调节两链轮的中心距，使调节可靠方便。全轮驱动轮胎压路机后驱动轮的结构实现
对于后驱动轮，将2组轮胎驱动组合单元对称地设置在机架下方，每组轮胎驱动组合单元的轮架的顶梁分别与横梁连接，横梁顶部通过螺栓与机架固定连接，连接的位置满足前后驱动轮轮胎的交错布置要求，前、后轮轮迹相互错开，由后轮压实前轮漏压的部分。后驱动轮的驱动桥桥壳与机架固定连接，且与液压马达的壳体固定连接。通过轮架与横梁、横梁与机架、机架和驱动桥壳的固定连接关系以及驱动桥与液压马达的一体化连接，合理满足了链传动的直线性的性能要求。根据实际情况需要，可以将后驱动轮结构制成与前转向驱动轮结构相同的结构形式。必要时，可在后驱动轮或后转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元中间增设一从动轮单元，从动轮单元的轮架的顶梁通过螺栓直接连接横梁连接，由此实现4+4 (前轮4个轮胎，后轮4个轮胎的简写)，4+5，6+6，6+7的轮胎组合形式。全轮驱动轮胎压路机工作时分配于每一个轮胎上作用载荷应保持相等或接近。全轮驱动轮胎压路机前转向驱动轮驱动装置的变形
本发明中，前转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元可单独由一台变量液压马达47通过壳体输出形式的行星减速机48(a)驱动小链轮9。变量液压马达47+行星减速机48 (a)的变速装置代替了前述液压马达+驱动桥40的变速装置。变量液压马达47和行星减速机48(a) 一体化连接，行星减速机48 (a)固定安装于支承板39上。前转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式，实现轮胎压路机在转向时2组轮胎驱动组 合单元之间差速功能，而无需再设置其他差速装置。前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。本发明中，后驱动轮或后转向驱动轮的轮胎驱动组合单元也可采用变量液压马达47+行星减速机48 (a)的变速装置。后驱动轮或后转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式，前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。本发明中，也可以采用轴输出形式的行星减速机48(b)替换壳体输出形式的行星减速机48 (a)。本发明提出的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，利用液压传动实现轮胎驱动组合单元的驱动和变速功能，利用驱动桥实现了转向过程中轮胎驱动组合单元的差速功能，利用传递液压流体的液压胶管具有一定柔性的特点使转向驱动轮同时实现驱动和转向、摆动的功能。全轮驱动轮胎压路机可以克服现有的仅后轮驱动轮胎压路机的作业缺点，提高轮胎压路机本身的作业性能，提高道路施工质量。该全轮驱动轮胎压路机的传动装置路线简单，结合了液压传动和机械传动的优点，成本低，操作简单，具有很好的市场前景。
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图1全轮驱动轮胎压路机前、后轮驱动原理示意图。图2双轮胎驱动组合单元示意图。图3三轮胎驱动组合单元示意图。图4后驱动轮结构示意图。图5前、后转向驱动轮结构示意图。图6前、后转向驱动轮结构的俯视示意图。图7前、后转向驱动轮结构的侧视示意图。图8前、后转向驱动轮的驱动桥安装位置变化示意图。图9单泵驱动液压系统示意图。图10从动轮单元示意图。图11增设从动轮单元的后驱动轮结构示意图。图12增设从动轮单元的前、后转向驱动轮结构示意图。图13 (a)驱动桥输入端增设减速器的示意图。图13 (b)驱动桥输出端增设减速器的示意图。图13 (C)驱动桥输入、输出端均增设减速器的示意图。图14定量液压马达结合机械式变速箱的液压系统示意图。图15变量液压马达结合机械式变速箱的液压系统示意图。图16双泵驱动液压系统示意图。图17(a)双马达驱动单驱动桥-行星减速机壳体输出示意图。图17(b)双马达驱动单驱动桥-行星减速机轴输出示意图。图18 (a)单桥采用双马达驱动的轮胎压路机液压系统-单泵驱动液压系统示意图。图18 (b)单桥采用双马达驱动的轮胎压路机液压系统-双泵驱动液压系统示意图。图19 (a)前、后桥均采用双马达驱动的轮胎压路机液压系统-单泵驱动液压系统示意图。图19(b)前、后桥均用双马达驱动的轮胎压路机液压系统-双泵驱动液压系统示意图。图20 4+4结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图。图21 6+6结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图。图22 4+5结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图。图23 6+7结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图。图24全轮驱动轮胎压路机整机示意图。图中标号:1.发动机，2.双向变量液压泵，3.变量液压马达，4.主传动，5.差速器，6.后轮，7.大链轮，8.链条，9.小链轮，10.半轴，11.前轮，12.双轮胎驱动组合单元，13.第一轮架，14.光面轮胎，15.轮辋，16.辐板，17.联接盘，18.第一轮轴，19.轴承，20.三轮胎驱动组合单元，21.第二轮架，21 (a).第二轮架的主支架，21(b).第二轮架的副支架，22.第二轮轴，22(a).第二轮轴的主轮轴，22(b).第二轮轴的副轮轴，23.联轴器，24.从动轮单元，25.第三轮架，26.第三轮轴，27.轮架的顶梁，28.横梁，29.摇摆架，30.机架，31.转向液压缸，31 (a).左转向液压缸，31(b).右转向液压缸，32.转向臂，32 (a).左转向臂，32(b).右转向臂，33.回转支承，33(a).回转支承外圈，33 (b).回转支承内圈，34.回转支座，35.立轴，36.叉脚，37.销轴，38.加强筋，39.支承板，40.驱动桥，41.链传动，42.驱动桥输入端的减速器，43.驱动桥输出端的减速器，44.定量液压马达，45.机械式变速箱，46.同步控制管路，47.双马达驱动单桥用变量液压马达，48 (a).壳体输出形式的行星减速机，48(b).轴输出形式的行星减速机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步详细说明。实施例1:图1为全轮驱动轮胎压路机前、后轮驱动原理示意图，其由发动机1、双向变量液压泵2、变量液压马达3、主传动4、差速器5、半轴10、小链轮9、链条8、大链轮7、前轮11和后轮6组成；发动机I的输出轴与双向变量液压泵2的输入端连接，双向变量液压泵2和两台变量液压马达3通过液压管路连成并联式的闭式液压回路；每台变量液压马达3分别连接驱动一套由主传动4、差速器5、半轴10和小链轮9构成的驱动桥40，差速器5通过半轴10与小链轮9连接，小链轮9再经链条8带动大链轮7。下面结合图1至图9对本实施例进行详细描述。全轮驱动轮胎压路机的驱动桥40，由主传动4、差速器5、半轴10和小链轮9组成；变量液压马达3的输出端与主传动4连接，小链轮9与半轴10连接并能随半轴10转动，变量液压马达3输出的动力经由主传动4、差速器5、半轴10传递至小链轮9。全轮驱动轮胎压路机的终传动，是由差速器5引出的半轴10经链传动41带动前轮11和后轮6。其中，链传动41由小链轮 9、链条8和大链轮7组成。如图2所示，双轮胎驱动组合单元12由光面轮胎14、轮辋15、辐板16、联接盘17、第一轮轴18、大链轮7、第一轮架13、轴承19组成。两个光面轮胎14共用一根第一轮轴18。第一轮轴18穿设于第一轮架13上，通过轴承19与第一轮架13连接，使第一轮轴18能够在第一轮架13上转动；第一轮轴18穿设大链轮7的轮心，大链轮7与第一轮轴18连接并能带动第一轮轴18 —起转动；每个光面轮胎14分别置于各自轮辋15的卡口上，轮辋15上设有辐板16，第一轮轴18通过联接盘17与辐板16相固接，使两个光面轮胎14能够随第一轮轴18—起转动。如图3所示，三轮胎驱动组合单元20是在双轮胎驱动组合单元12的基础上增设一个车轮。三个光面轮胎14的轮轴22由主轮轴22(a)和副轮轴22(b)两根短轴组成，其间靠联轴器23连接在一起，实现两根轮轴的同步转动；三个轮胎中的两个轮胎共用一根主轮轴22 (a)，另一个轮胎单独使用一根副轮轴22 (b);主轮轴22 (a)穿设于第二轮架21的主支架上21 (a)，通过轴承19与主支架21 (a)连接，使主轮轴22 (a)能够在主支架21 (a)上转动；副轮轴22(b)穿设于第二轮架21的副支架21 (b)上，通过轴承19与副支架21 (b)连接，使副轮轴22(b)能够在副支架21(b)上转动；主轮轴22(b)穿设大链轮7的轮心，大链轮7与主轮轴22(b)连接并能带动主轮轴22(b) —起转动。如图4所示，对于后驱动轮，将2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20的轮架的顶梁27分别与横 梁28连接，横梁28的顶部通过螺栓与机架连接，连接的位置满足前后驱动轮轮胎的交错布置要求，前、后轮轮迹相互错开，由后轮压实前轮漏压的部分。后驱动轮的驱动桥40桥壳与机架30固定连接，且与对应的液压马达3的壳体固定连接。如图5、图6和图7所示，对于前转向驱动轮或后转向驱动轮，将2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20的轮架的顶梁27分别与摇摆架29固定连接。摇摆架29上设置支承板39，支撑板39与摇摆架29固定连接，转向驱动轮的驱动桥40桥壳与对应的变量液压马达3的壳体固定连接，并且通过螺栓与支承板39固定连接，摇摆架29与支承板39之间通过加强筋38连接加固。立轴35与摇摆架29相互垂直，立轴35的一端通过叉脚36与垂直穿过摇摆架29的销轴37连接；另一端通过回转支承33和回转支座34与机架30连接，回转支承33的外圈33(a)通过螺栓与机架30固定连接，回转支承33的内圈33(b)通过螺栓与回转支座34固定连接；立轴35通过其上左、右对称的转向臂32连接左、右转向液压缸31。通过转向液压缸31的作用力，带动立轴35以及与立轴的回转支座34相连的回转内圈33(b)相对机架30转动，立轴35的旋转运动通过叉脚36和销轴37传递到摇摆架29上，进而分别通过轮架和支承板39带动轮胎驱动组合单元和驱动桥40及液压马达3实现一定角度的整体转动。立轴35与摇摆架29之间采用销轴37连接，通过摇摆架29、支承板39和轮架，可使液压马达3、驱动桥40、链传动41、轮胎驱动组合单元、摇摆架29绕销轴37相对机架30整体产生摆动。如图8所示，可以设置支承板39倾斜，与水平面成一定的角度，固定安装于支承板39上的驱动桥也与水平面倾斜成一定的角度，这样可充分调整驱动桥及液压马达与驱动轮之间的相对位置，合理节省压路机机内空间(图8中的I位置)，在这种放置方案中，应保证驱动桥内主传动及差速器中各啮合齿轮的充分润滑。或者，也可以将支承板39设置于摇摆架29的前方(图8中的II位置)，该方案可以充分利用压路机机身前方的空间。以上几种放置方案中，必须保证方便装配链轮和调节两链轮的中心距，使调节可靠方便。如图9所示，前转向驱动轮、后转向驱动轮和后驱动轮的液压系统结构相同，前、后轮驱动装置的液压系统由I台双向变量液压泵2、液压管路、2台变量液压马达3组成。发动机I的输出轴通过联轴器与双向变量液压泵2的输入端连接，双向变量液压泵2与前转向驱动轮的变量液压马达3和后转向驱动轮或后驱动轮的变量液压马达3通过液压管路并联连接，形成闭式液压回路。变量液压马达3的输出轴与驱动桥40中的主传动4连接。在变量液压马达3的最大排量和最小排量之间再设置一个或几个不同的中间排量，即等同于机械式变速箱设置几个不同传动比的档位，对应于每一个变量液压马达3的排量值，就相当于变速箱的不同档位。通过有级地改变变量液压马达3的排量，即可实现压路机若干个不同传动比的工作档位；在每一个选定的变量液压马达3排量下，通过无级改变双向变量液压泵2的排量可实现压路机每一工作档位下的无级变速；当双向变量液压泵2的排量为零时可实现制动功能；当双向变量液压泵2的斜盘倾角向相反方向变化时，变量液压马达3输出轴即可实现反转，即可实现倒档功能。需要说明的是:为实现倒档功能，本发明中的变量液压马达3要求在结构上是完全对称的(通常液压马达已经设计成这样)。图24为基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机整机结构示意图。实施例2在实施例1中，当要求后驱动轮或后转向驱动轮数量大于前转向驱动轮时，可以在后驱动轮或后转向驱动轮的2组双轮胎驱动组合单元12或三轮胎驱动组合单元20中间增设一从动轮单元24。如图10所示，从动轮单元24由光面轮胎14、轮辋15、辐板16、联接盘17、第三轮轴26、第三轮架25和轴承19组成。第三轮轴26穿设于第三轮架25上，通过轴承19与第三轮架25连接，使第三轮轴26能够在第三轮架25上转动。光面轮胎14置于轮辋15的卡口上，轮辋15上设有辐板16， 第三轮轴26通过联接盘17与辐板16相固接，使光面轮胎14能够随第三轮轴26 —起转动。如图11和图12所示，从动轮单元24的轮架25的顶梁27通过螺栓直接连接横梁28或摇摆架29。为满足前、后轮轮胎的交错布置要求，合理布置前、后驱动桥的相对位置，使前、后轮胎在直线行驶时轮辙之间有一定量的重叠，由后轮压实前轮漏压的部分。如图20和图21所示的4+4和6+6结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图，在后轮的2组轮胎驱动组合单元中间未增设从动轮单元24的情况下，前、后轮的驱动桥的长度相等，但两驱动桥在机器行驶方向上的布置位置有一定偏置；如图22所示和图23所示的4+5和6+7结构轮胎压路机整体轮胎布置示意图，在后轮的2组轮胎驱动组合单元中间增设一从动轮单元24的情况下，前、后轮驱动桥在机器行驶方向上布置在一条直线上，但后轮的驱动桥中半轴的长度大于前轮驱动桥中半轴的长度。其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例3
在实施例1、2中，根据压路机传动系统的传动比要求，可以在驱动桥40的输入端或输出端增设行星减速器或圆柱齿轮减速器。图13 (a)为在驱动桥输入端增设减速器的示意图；图13 (b)为在驱动桥输出端增设减速器的示意图；图13(c)为在驱动桥输入、输出端均增设减速器的示意图。
其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例4
在实施例1、2、3中，可以采用定量液压马达44+机械式变速箱45的变速装置代替变量液压马达3 ;如图14所示，发动机I通过联轴器带动双向变量液压泵2，双向变量变量泵2驱动2台定量液压马达44，形成闭式液压回路；2台定量液压马达44后分别串联连接一个机械式变速箱45，压路机若干个不同的工作档位由机械式变速箱45实现。需要说明的是:为实现倒档功能，本发明中的机械式变速箱45要求能实现正、反转的功能。其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例5
在实施例1、2、3中，如图15所示，在2台变量液压马达3后可分别串联连接一个机械式变速箱45，机械变速箱45的输出轴与驱动桥40连接。通过合理设置变量液压马达3的有级排量位置和机械式变速箱45的档位数及各档传动比，两者组合共同实现压路机若干个不同的工作档位。变量液压马达3和机械变速箱45的组合使用，可以获得更多档位的速度，满足压路机不同的工况的作业行驶速度要求。需要说明的是:为实现倒档功能，本发明中的机械式变速箱45要求能实现正、反转的功能。其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例 6
在实施例1、2、3、4、5中，液压系统中的I台双向变量液压泵替换为2台双向变量液压泵；如图16所示，发动机I通过联轴器同时驱动2台双向变量液压泵2，2台双向变量液压泵2分别与前转向驱动轮的液压马达和后转向驱动轮或后驱动轮的液压马达通过液压管路连接成闭式液压回路，且2台双向变量液压泵4的进出油管之间通过同步控制管路46连接。其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例1
在实施例1、2、3、4、5、6中，前转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元单独由一台变量液压马达47通过行星减速机48 (a)驱动小链轮9,如图17 (a)所示。变量液压马达47与行星减速机48 (a) 一体化连接，行星减速机48 (a)固定安装于支承板39上。壳体输出形式的行星减速机48 (a)也可替换为轴输出形式的行星减速机48 (b)，如图17 (b)所示。前转向驱动轮中的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式；前转向驱动轮的变量液压马达47和后驱动轮或后转向驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。如图18(a)所示，当采用I台双向变量液压泵2驱动液压系统时，发动机通过联轴器连接I台双向变量液压泵2，双向变量液压泵2与前、后轮的液压马达之间通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，I台双向变量液压泵同步驱动3台液压马达。如图18(b)所示，当采用2台双向变量液压泵2驱动液压系统时，由其中I台双向变量液压泵2与前转向驱动轮的2台变量液压马达47通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，另一台双向变量液压泵2与后驱动轮或后转向驱动轮的液压马达通过液压管路连接成闭式液压系统；为防止前后轮胎之间运动的不同步，2台双向变量液压泵2之间的进出油口采用同步液压控制管路46连通，调节前后轮胎的转速差异。其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例8
在实施例1、2、3、4、5、6中，后驱动轮或后转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元单独由一个变量液压马达47通过行星减速机48 (a)驱动小链轮9,如图17 (a)所示。变量液压马达47与行星减速机48(a) —体化连接；对于后驱动轮,行星减速机48(a)固定安装于机架上；对于后转向驱动轮，行星减速机48 (a)固定安装于支承板39上。壳体输出形式的行星减速机48 (a)也可替换为轴输出形式的行星减速机48 (b)，如图17 (b)所示。后驱动轮或后转向驱动轮中的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式；后驱动轮或后转向驱动轮的变量液压马达47和前转向驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。如图18(a)所示，当采用I台双向变量液压泵2驱动液压系统时，发动机通过联轴器连接I台双向变量液压泵2，双向变量液压泵2与前、后轮的液压马达之间通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，I台双向变量液压泵2同步驱动3台液压马达。如图18(b)所示，当采用2台双向变量液压泵2驱动液压系统时，由其中I台双向变量液压泵2与后驱动轮或后转向驱动轮中的2台变量液压马达47通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，另一台双向变量液压泵2与前转向驱动轮的液压马达通过液压管路连接成闭式液压系统。为防止前后轮胎之间运动的不同步，2台双向变量液压泵2之间的进出油口采用同步液压控制管路46连通，调节前后轮胎的转速差
异其他的零部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。实施例9
在实施例7中，后驱动轮或后转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元单独由一个变量液压马达47通过行星减速机48 (a)驱动小链轮9,如图17 (a)所示。变量液压马达47与行星减速机48(a) —体化连接；对于后驱动轮,行星减速机48(a)固定安装于机架上；对于后转向驱动轮，行星减速机48 (a)固定安装于支承板39上。壳体输出形式的行星减速机48 (a)也可替换为轴输出形式的行星减速机48 (b)，如图17 (b)所示。前转向驱动轮中的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式；后驱动轮或后转向驱动轮中的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的形式；前转向驱动轮的变量液压马达47和后驱动轮或后转向驱动轮的变量液压马达47之间的液压管路采用并联连接的方式。如图19(a)所示，当采用I台双向变量液压泵2驱动液压系统时，发动机通过联轴器连接I台双向变量液压泵2，双向变量液压泵2与前、后轮的液压马达之间通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，I台双向变量液压泵同步驱动4台液压马达。如图19(b)所示，当采用2台双向变量液压泵2驱动液压系统时，由其中I台双向变量液压泵2与前转向驱动轮的2台变量液压马达47通过液压管路并联连接构成闭式液压系统，另一台双向变量液压泵2与后驱动轮或后转向驱动轮中的2台变量液压马达47通过液压管路连接成闭式液压系统。为防止前后轮胎之间运动的不同步，2台双向变量液压泵2之间的进出油口采用同步液压控制管路46连通，调节前后轮胎的转速差异。其他的零 部件及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
权利要求
1.一种基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，包括全轮驱动轮胎压路机的终传动、驱动桥和液压系统，前轮采用前转向驱动轮，后轮采用后驱动轮或后转向驱动轮，其特征在于: 前、后轮驱动装置由发动机(I)、双向变量液压泵(2)、变量液压马达(3)、主传动(4)、差速器(5)、半轴(10)、小链轮(9)、链条(8)、大链轮(7)、前轮(11)和后轮(6)组成；发动机(I)的输出轴与双向变量液压泵(2)的输入端连接，双向变量液压泵(2)和两台变量液压马达(3)通过液压管路连成并联式的闭式液压回路；每台变量液压马达(3)分别连接驱动一套驱动桥(40)，所述驱动桥由主传动(4)、差速器(5)、半轴(10)、小链轮(9)依次连接构成，变量液压马达(3)的输出端与主传动(4)连接，小链轮(9)与半轴(10)连接并能随半轴(10)转动，差速器(5)通过半轴(10)带动小链轮(9)，小链轮(9)再经链条(8)带动大链轮(7);发动机(I)输出的动力依次经由双向变量液压泵(2)、变量液压马达(3)、主传动(4)、差速器(5)、半轴(10)、小链轮(9)、链条(8)和大链轮(7)的传动，分别传递至前轮(11)、后轮￠)，实现前轮(11)、后轮￠)的旋转运动，从而实现轮胎压路机的前进倒退行驶； 全轮驱动轮胎压路机的终传动通过差速器(5)引出的半轴(10)经链传动((4)1)带动前轮(11)或后轮(6)实现；链传动((4)1)由小链轮(9)、链条⑶和大链轮(7)组成；后驱动轮由2组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)、横梁(28)组成；将2组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)的轮架的顶梁(27)分别与横梁(28)连接，横梁(28)的顶部通过螺栓与机架连接； 前转向驱动轮或后转向驱动轮结构相同，均由2组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)、摇摆架(29)、销轴(37)、立轴(35)、叉脚(36)、回转支座(34)、转向臂(32)、转向液压缸(31)和回转支承(33)组成，将2组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)对称地设置在机架下方，每组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)的轮架的顶梁(27)分 别与摇摆架(29)固定连接，立轴(35)与摇摆架(29)相互垂直，立轴(35)的一端通过叉脚(36)与垂直穿过摇摆架(29)的销轴(37)连接；另一端通过回转支承(33)和回转支座(34)与机架(30)连接，回转支承外圈(33a)通过螺栓与机架(30)固定连接，回转支承内圈(33b)通过螺栓与回转支座(34)固定连接；立轴(35)通过其上左、右对称的转向臂(32)连接相应的左、右转向液压缸(31);双轮胎驱动组合单元(12)由光面轮胎(14)、轮辋(15)、辐板(16)、联接盘(17)、第一轮轴(18)、大链轮(7)、第一轮架(13)和轴承(19)组成，两个光面轮胎(14)共用一根第一轮轴(18);第一轮轴(18)穿设于第一轮架(13)上，且通过轴承(19)与第一轮架(13)连接，使第一轮轴(18)能够在第一轮架(13)上转动；第一轮轴(18)穿设大链轮(7)的轮心，大链轮(7)与第一轮轴(18)连接并能带动第一轮轴(18) —起转动；每个光面轮胎(14)分别置于各自轮辋(15)的卡口上，轮辋(15)上设有辐板(16)，第一轮轴(18)通过联接盘(17)与辐板(16)相固接，使两个光面轮胎(14)能够随第一轮轴(18) —起转动； 三轮胎驱动组合单元(20)是在双轮胎驱动组合单元(12)的基础上增设一个车轮，由光面轮胎(14)、轮辋(15)、辐板(16)、联接盘(17)、第二轮轴(22)、大链轮(7)、第二轮架(21)、轴承(19)和联轴器(23)组成，三个光面轮胎(14)的第二轮轴(22)由主轮轴(22a)和副轮轴(22b)两根短轴组成，其间靠联轴器(23)连接，实现主轮轴(22a)和副轮轴(22b)的同步转动；三个光面轮胎(14)中的两个光面轮胎共用一根主轮轴(22a)，另一个光面轮胎单独使用一根副轮轴(22b);主轮轴(22) (a)穿设于第二轮架的主支架(21a)上，通过轴承(19)与主支架(21a)连接，使主轮轴(22a)能够在主支架(21a)上转动；副轮轴(22b)穿设于第二轮架的副支架(21b)上，通过轴承(19)与副支架(21b)连接，使副轮轴(22b)能够在副支架(21b)上转动；主轮轴(22b)穿设大链轮(7)的轮心，大链轮(7)与主轮轴(22)连接并能带动主轮轴(22b) —起转动；每个光面轮胎(14)分别置于各自轮辋(15)的卡口上，轮辋 (15)上设有辐板(16)，第二轮轴(22)通过联接盘(17)与辐板(16)相固接，使三个光面轮胎(14)能够随第二轮轴(22) —起转动； 后驱动轮的驱动桥(40)桥壳与机架固定连接；前转向驱动轮或后转向驱动轮的摇摆架(29)上设置支承板(39)，支撑板(39)与摇摆架(29)固定连接，转向驱动轮的驱动桥(40)桥壳通过螺栓与支承板(39)固定连接，摇摆架(29)与支承板(39)之间通过加强筋(38)连接加固； 前转向驱动轮、后转向驱动轮和后驱动轮的液压系统结构相同，所述液压系统由I台双向变量液压泵(2)、液压管路和2台变量液压马达(3)组成，发动机(I)的输出轴通过联轴器与双向变量液压泵(2)的输入端连接，双向变量液压泵(2)与前转向驱动轮的变量液压马达(3)和后转向驱动轮或后驱动轮的变量液压马达(3)通过液压管路并联连接，形成闭式液压回路；变量液压马达(3)的输出轴与驱动桥(40)中的主传动⑷连接，变量液压马达(3)的壳体与驱动桥(40)壳体固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于当要求后驱动轮或后转向驱动轮数量大于前转向驱动轮时，在后驱动轮或后转向驱动轮的2组双轮胎驱动组合单元(12)或三轮胎驱动组合单元(20)中间增设一从动轮单元(24)；所述从动轮单元(24)由光面轮胎(14)、轮辋(15)、辐板(16)、联接盘(17)、第三轮轴(26)、第三轮架(25)和轴承(19)组成，第三轮轴(26)穿设于第三轮架(25)上，通过轴承(19)与第三轮架(25)连接，使第三轮轴(26)能够在第三轮架(25)上转动。
3.光面轮胎(14)置于轮辋(15)的卡口上，轮辋(15)上设有辐板(16)，轮轴(26)通过联接盘(17)与辐板(16)相固接，使光面轮胎(14)能够随第三轮轴(26) —起转动；从动轮单元(24)的第三轮架(25)的顶梁(27)通过螺栓直接连接横梁(28)或摇摆架(29)。
4.根据权利要求1所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于根据压路机传动系统的传动比要求，在驱动桥(40)的输入端或输出端增设行星减速器或圆柱齿轮减速器。
5.根据权利要求1所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于液压系统中的I台双向变量液压泵替换为2台双向变量液压泵；发动机(I)通过联轴器同时驱动2台双向变量液压泵(2)，2台双向变量液压泵(2)分别与前转向驱动轮的变量液压马达(3)和后转向驱动轮或后驱动轮的变量液压马达(3)通过液压管路连接成闭式液压回路，且2台双向变量液压泵(2)的进出油管之间通过同步控制管路(46)连接。
6.根据权利要求1或4所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于采用定量液压马达(44)组合机械式变速箱(45)的变速装置代替变量液压马达(3)；发动机(I)通过联轴器带动双向变量液压泵(2)，双向变量液压泵(2)驱动2台定量液压马达(44)，形成闭式液压回路；2台定量液压马达(44)后分别串联连接一个机械式变速箱(45)。
7.根据权利要求1或4所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于在2台变量液压马达(3)后分别串联连接一个机械式变速箱(45)，机械式变速箱(45)的输出轴与驱动桥(40)连接。
8.根据权利要求1所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于支承板(39)倾斜设置，使之与水平面成一定的角度；或者，将支承板(39)设置于摇摆架(29)的前方，即机身前方。
9.根据权利要求1或4所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于前转向驱动轮中的每组轮胎驱动组合单元单独由一台变量液压马达(47)通过行星减速机驱动小链轮(9);变量液压马达(47)与行星减速机一体化连接，行星减速机固定安装于支承板(39)上；前转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达(47)之间的液压管路采用并联连接的形式；前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。
10.根据权利要求1或4所述的基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机，其特征在于后驱动轮或后转向驱动轮的每组轮胎驱动组合单元单独由一台变量液压马达(47)通过行星减速机驱动小链轮(9);变量液压马达(47)与行星减速机一体化连接，对于后驱动轮，行星减速机固定安装于机架上，对于后转向驱动轮，行星减速机固定安装于支承板(39)上；后驱动轮或后转向驱动轮的2组轮胎驱动组合单元的变量液压马达(47)之间的液压管路采用并联连接的形式，·前、后驱动轮的液压马达之间的液压管路采用并联连接的方式。
全文摘要
本发明涉及一种基于液压和驱动桥传动的全轮驱动轮胎压路机。发动机通过联轴器与双向变量液压泵连接，液压泵与两台变量液压马达通过液压管路连接成并联式闭式液压回路，每台液压马达分别连接驱动桥，马达输出的动力依次经由主传动、差速器、半轴、链传动同时传递至前、后驱动轮，实现压路机的全轮驱动。对于转向驱动轮，其每组轮胎驱动组合单元的轮架与摇摆架固定连接，摇摆架上设置支承板，支撑板与摇摆架固定连接，对应的驱动桥桥壳通过螺栓与支承板固定连接，并与液压马达的壳体固定连接。通过销轴和立轴使液压马达、驱动桥、链传动和转向驱动轮绕销轴相对机架整体产生摆动以及绕立轴轴线相对机架整体实现一定角度的转动。本发明设计简单，成本低，实用性好，具有很好的推广价值和应用前景。
文档编号E01C19/27GK103233415SQ201310108879
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者吴仁智, 米智楠, 郑赛花, 杜伟 申请人:同济大学