CN1008617B - 行星齿轮式转向器 - Google Patents

行星齿轮式转向器

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CN1008617B
CN1008617B CN 85102812 CN85102812A CN1008617B CN 1008617 B CN1008617 B CN 1008617B CN 85102812 CN85102812 CN 85102812 CN 85102812 A CN85102812 A CN 85102812A CN 1008617 B CN1008617 B CN 1008617B
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薛华林
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Abstract

现有汽车、拖拉机等球面蜗杆式、曲柄销式和循环球式转向器。存在缺点。本设计优于上述三种转向器。
本设计采用“少齿差”渐开线内啮合行星齿轮传动,包括一级传动行星齿轮式转向器和两级传动行星齿轮式转向器。其输出轴同时具有自转和公转运动,改变传动齿轮的组合方式。可实现转向垂臂与转向盘之间的正、反旋转关系;改变转向垂臂与转向垂臂轴的相对安装位置。可得两种变传动比变化规律:
(1)中间位置传动比大,两侧传动比小。
(2)中间位置传动比小,两侧传动比大。

Description

本设计可广泛被用作汽车、拖拉机、工程机械等各种行走机械的转向器。
当前汽车、拖拉机等行走机械采用的转向器有三种:
即:球面蜗杆式、曲柄销式和循环球式。
球面蜗杆式:因效率低,日趋淘汰。
曲柄销式:因工艺性差,应用较少。
循环球式:因效率达7%,应用较广。但其缺点:结构复杂、制造困难、成本高,正效率和逆效率相近。国外SAE提供,循环球转向器的正效率为75%,逆效率为75%(附试验报告)。此外,汽车用的循环球式转向器,多采用插管式回珠装置,其档珠片承受连续冲击,曾发生过断裂,造成卡死、转向失灵的严重事故。一般要求转向器具有效率高、变传动比变化范围能按需优选,操纵轻便,安全可靠,坚固耐用,结构简单,制造容易,体积小,重量轻,成本低等特性,而现有型式的转向器,因受本身结构限制,对其特性的要求本身就互相矛盾,无法兼得。
本发明的目的在于提供一种行星齿轮式转向器,以便妥善解决上述所要求的其特性间的本身矛盾。
本发明应用“少齿差”渐开线角变位内啮合齿轮传动原理,它属于“K-H-V”行星齿轮传动的特例,如图1示。
“K-H-V”行星齿轮传动,包括中心轮(K)、转臂(H)和输出轴(V),还有一个将行星传动变为定轴转动的输出机构(W)。本转向器不用机构(W)和输出轴(V),扭矩由固装于行星齿轮(a)的转向垂臂(b)输出,使结构大为简化。因输出中心是浮动的,故此机构是其它机械传动通常无法利用的,而转向器采用,恰好变为优越性,这是本发明的关键。
图1是K-H-V行星齿轮传动原理图,图2、图3是本发明一级传动原理图,图4是本发明两级转动原理图,图5、图6是转向垂臂安装位置图,图7、图8是传动比特性曲线图。
本转向器有两种结构:
(一)一级传动行星齿轮式转向器的结构传动原理,如图2和图3。包括外齿轮(1)、内齿轮(2)、转向垂臂(3)、转向管柱(4)、转向轴(5)、偏心轴头(5′)及转向盘(6)。
O-转向轴轴心,即行星齿轮公转中心
O′-偏心轴头轴心,即行星齿轮自转中心
(二)两级传动行星齿轮式转向器的结构传动原理。如图4。包括转向盘(7)、转向轴(8)、万向节(9)、小锥齿轮(10)、大锥齿轮(11)、外齿轮(转向垂臂轴)(12)内齿轮(13)及转向垂臂(14)。
O-内齿轮及大锥齿轮中心,即外齿轮(行星齿轮)公转中心。
O′-外齿轮及转向垂臂轴中心,即外齿轮(行星齿轮)自转中心组合方式:
可通过改变传动齿轮的组合方式。实现转向垂臂与转向盘间的同向或反向旋转关系,同向旋转称正转式,反向旋转称反转式,两种组合方式的零部件通用。安装位置可按需选择。
对于一级传动行星齿轮式转向器。可通过改变内、外齿轮的安装位置实现正转或反转两种形式。若外齿轮固定,内齿轮旋转,为正转式,如图2, 反之,为反转式。如图3。
对于两级传动行星齿轮式转向器,可通过改变大锥齿轮的安装位置实现正转或反转两种形式。把大锥齿轮装在图4中的实线位置。为正转式,把大锥齿轮装在图4中的虚线位置,为反转式。
变传动比的变化规律:
行星齿轮式转向器的转向垂臂在中间位置时,通过改变转向垂臂与转向垂臂轴的相对安装位置,可得两种变传动比变化规律。
(1)中凸式:当转向垂臂在中间位置时,内、外齿轮啮合点A在转向垂臂端中心线上,可得“中间传动比大,两侧传动比小”的变传动比变化规律,如图5和图7。
(2)中凹式:当转向垂臂在中间位置时,内、外齿轮啮合点B在转向垂臂中心线的延长线上,可得“中间传动比小,两侧传动比大”的变传动比变化规律,如图6和图8。
设ip为平均传动比,L为转向垂臂长度,e为偏心距,
r1为外齿轮节圆半径,如图4
本发明的优点:
传动效率高,正效率≥80%,逆效率≈70%,结构简单,体积小,重量轻,制造容易,成本低,刚性好,安全可靠,坚固耐用。按机械部标准静扭试验,在静扭定值26.61公斤/米时,无损坏。落锤试验,在高度为0.7米、50公斤重锤降落、进行冲击试验无损坏。疲劳寿命超过50万次。使用范围广,能适应各种行走机械结构特点,采用多种布置方案。有两种组合方式和两种变传动比变化规律,可按需优选。

Claims (4)

1、用于汽车、拖拉机、工程机械等各种行走机械的转向器装置。其特征是采用“少齿差”渐开线内啮合行星齿轮传动。其转向垂臂与行星齿轮刚性连接,且垂直于行星齿轮的旋转轴线。同时具有自转和公转运动。
2、按权利要求1的转向器装置,其特征是一级传动行星齿轮式转向器,其结构有外齿轮(1)、内齿轮(2)、转向垂臂(3)、转向管柱(4)、转向轴(5)、偏心轴头(5)、转向盘(6)。且通过改变内、外齿轮的安装位置。实现正、反转两种型式。
3、按权利要求1的转向器装置,其特征是两级传动行星齿轮式转向器。其结构有转向盘(7)、转向轴(8)、万向节(9)、小锥齿轮(10)、大锥齿轮(11)、外齿轮(转向垂臂轴)(12)、内齿轮(13)、转向垂臂(14)。通过改变大锥齿轮的安装位置,实现正、反转两种型式。
4、按权利要求3的转向器装置,其特征是改变转向垂臂与转向垂臂轴的相对安装位置,可得两种变传动比变化规律。
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