履带车辆的转向装置(原创）

sy6831

                           履带车辆的转向装置
    履带车辆和轮式车辆相比属于年轻的车种，这是由于履带行走机构要较轮子复杂，尤其是转向机构。可以说，两种车辆的转向方式是截然不同的。要制作履带车辆模型，了解履带车辆的转向原理和基本结构是必不可少的。下面我将概括介绍履带车辆的几种常用的转向机构及其优缺点。
    现代履带车辆通用的转向方式就是：差速转向，即通过内外侧履带相对于地面的速度差来实现需要半径的转向。
    为了让两侧履带能按要求实现速度的调控，人们设计了各种机构。典型的转向机构按转向时的运动学特性可分为三类，即
    第一类转向机构  也叫差速转向机构。特点是转向时保持直线行驶速度不变的点在车辆的几何中心；
    第二类转向机构  也叫独立式转向机构。特点是转向时高速履带保持原速度不变，只改变内侧履带的速度；
    第三类转向机构  也叫降速式转向机构。特点是转向时保持直线行驶速度不变的点在高速履带的外侧，即两条履带都降速。这种机构的应用较少。
    另外还有按规定转向半径数目分类和按功率传递中有无分流进行分类的方法。
    转向机构的基本结构
1、离合器－制动器转向机构
    这是一种已应用多年的老式转向机构，它不能实现小于履带中心距之半的转向半径。属于独立式转向机构。具有结构简单、直线行驶稳定性较好的特点，众多的前苏联早期坦克和我国的轻型履带车辆都采用此种机构。
                                    
                                
                                          
    其实现转向的方式是：
    （1）分离内侧离合器并制动内侧制动器，实现R=B/2的原地转向；
    （2）分离内侧离合器，但部分制动内侧制动器，实现R>B/2的转向；
    （3）仅分离内侧离合器，实现分离转向。这种转向属于不精确转向；
    （4）部分分离内侧离合器并不制动内侧制动器，让内侧履带保留一定的牵引力，实现大于分离转向半径的转向。
2、行星转向机构
    相对于离合器－制动器转向机构，行星转向机构的性能有较大的改善。也属于独立式转向机构。具有传动效率高、结构紧凑、直线行驶稳定性良好等特点。是双流转向机构的基础。我国的59式坦克转向机构采用的是离合器－二级行星式转向机构。
                                
    独立转向机构的缺点：
    （1）没有再生功率。在大于规定转向半径转向时，内侧履带吸收的全部功率都消耗在摩擦元件摩滑中，所以转向消耗功率较大；
    （2）产生反转向。当一侧离合器分离时，两侧功率失去联系。在下坡等情况下转向，会引起反转向。
    （3）转向平稳性差。在大于规定转向半径转向时，若长时间转向会把摩擦元件烧毁。故只能做断续式转向，所以转向平稳性差。
3、双重差速器转向机构
    这种机构通过控制一侧机构的两个制动器实现两个规定转向转动比。当两侧制动器全部松开时，车辆实现直线行驶。该机构只有两个制动器，摩擦元件较少，转向机所承受总力矩比前述两种都小。目前广泛应用于运输车、牵引车、水陆坦克等轻型履带车辆上，美军M113装甲运兵车采用的就是这种转向机构。
                                
    双重差速器转向机构的缺点：
   （1）直向行驶稳定性较差；
   （2）规定转向半径大于0.5B，转向受到一定的限制。
    单功率流转向机构有一个突出的缺点，那就是绝大多数的转向运动都是非规定转向半径转向，因此转向时转向机构的摩滑消耗功率较大，特别是在车重较大时。
4、双流转向机构
    双流转向机构是相对于前述几种转向机构为单功率流机构而提出的，是现代履带车辆广泛采用的转向机构。
               
                              
    双流转向机构的特点是将发动机的动力分为两路，一路为转向分路，一路为变速分路。直行时转向分路锁住，转向时转向分路输入动力，通过汇流行星排将转向分路的动力合成到两侧履带上，使内侧履带的速度降低，外侧履带的速度升高，实现转向。若转向分路的速度无级可调的话，将可实现任意半径的精确转向，且没有磨滑消耗功率，即所谓的无级双流转向机构，是最理想的转向机构，其转向特性已接近于轮式车辆。若变速分路挂空挡，动力全由转向分路输入，则可实现中心转向（转向半径为0的转向）。
   
    对于大多数小比例模型坦克，多采用双电机电传动机构。通过控制两侧电机的速度即可实现较为理想的精确转向。但由于两侧履带的运动相互独立，直线行驶稳定性难以保证。在车重较大（大比例）时则必须加侧制动装置或改用具有逆向自锁能力的变速器以保证转向的精度和可控性。这样不仅会牺牲高速性也降低了传动效率同时还会增加功率损耗。对此笔者曾做过试验，履带模型的重量大于10千克，采用无逆向自锁能力的变速器，不带侧制动器，在泥地里几乎无法按要求控制转向！因此，做大比例履带车辆模型，并希望能高速运动和良好转向，就应尽量采用双流转向机构。要考虑用内燃机作动力的就更应该采用双流转向机构。

大禹

靠我也会。上传。这个不会做有什么用。你做出来了，

sdly

理论性的贴子有助于坛子质量的提升，特别是原创的（加了自己的观点和总结的），对活跃交流是有很大助益的。楼主辛勤的敲字贴图，精神可嘉！鼓励！

xzdgh

做是可以做，就怕做出来比房子还大

sy6831

    这个就是做出来的“双流转向－传动“装置。下面的电机为驱动电机，上面的为转向电机。下一步我准备把他轻量化并密封，用油浸式润滑。另外正考虑将驱动电机改为油动，但要加倒档机构。

sdly

下面引用由sy6831在 2004/06/06 10:00am 发表的内容：
这个就是做出来的“双流转向－传动“装置。下面的电机为驱动电机，上面的为转向电机。下一步我准备把他轻量化并密封，用油浸式润滑。另外正考虑将驱动电机改为油动，但要加倒档机构。
(photo.5imx.com/up/0406/2 ...

真的很不错，有个问题想请教你。你的传动箱用的齿轮是去哪找到的？还是自己车制的？在大多数时候，我们就算把传动方案设计得很美，但找不到能匹配的齿轮也是白搭啊。估计这是大多数模友也想知道的。
你的电机的型号好像是和我的一样的啊。我自己是在工业二手市场买的，不知道什么型号。是12伏，双滚珠轴承的，轴径有4。2毫米的样子。中等的转速，大扭力，线圈是小直径匝数多的那种，对启动电流的要求不高。

sy6831

齿轮我是用滚齿加工的，我手头有一台用于科研的精密滚齿机，直径小于80mm的直齿圆柱齿轮都能加工。

xzdgh

80mm
我这儿的辊齿机都是800mm以上的
内燃机可不一样，如果既考虑动力的比例分配又考虑动力的双段无极变速，还有齿轮的使用寿命，那个头绝对不是1：8的体积能容得下的

sy6831

我用的是车模的发动机，1.5KW重量在400多克左右。转向采用电动机加电调。

xzdgh

你去看看成品的工业用的齿轮减速机，那个头，还是国产的材料和热处理技术不过关

sy6831

"你去看看成品的工业用的齿轮减速机，那个头，还是国产的材料和热处理技术不过关 "
模型里要是全用工业品，那非趴下不可！模型的工作强度和可靠性要求是不能与工业品相提并论的。我第一次看到一千多瓦动力的模型车变速箱时吃惊的程度难以形容啊！用了以后脑子总算是转过弯来了。

xzdgh

但是基本强度是要有的，模型的减速机里面的齿轮有多少是国产的？

sy6831

下面引用由xzdgh在 2004/06/10 00:37am 发表的内容：
但是基本强度是要有的，模型的减速机里面的齿轮有多少是国产的？

看来你对中国是太没有信心了，连模型里的齿轮都做不出！？应该是中国的模型产业和市场还不发达所至吧？告诉你，模型里用的是塑料齿轮，呵呵没想到吧。金属齿轮属于升级件且根本就没有作过热处理。

xzdgh

因为在普通的车模重量仅仅1—3KG，相对所需要的转距会小的多，

xzdgh

不过我还是比较站成你的想法，毕竟有突破吗！
如果我有滚齿机，我也会做的，但是会直接用铜质齿轮
你的那个双流转向机构，转向分路的两个齿轮转向是不是相反的？

sy6831

下面引用由xzdgh在 2004/06/10 10:02pm 发表的内容：
不过我还是比较站成你的想法，毕竟有突破吗！
如果我有滚齿机，我也会做的，但是会直接用铜质齿轮
你的那个双流转向机构，转向分路的两个齿轮转向是不是相反的？

没错，是反向的。在转向时分别向两个方向转动，内侧行星轮转速是减关系，外侧是加关系。直行时锁定不动。

xzdgh

谢谢

利民

原理讲的通俗易懂，很受启发。但作为业余爱好者来说，加工难度很大。
我考虑几种转向方案，都很难实现访真效果。看来只有用差速器了。
请问您是如何解决的？

sy6831

下面引用由利民在 2004/06/24 10:11am 发表的内容：
原理讲的通俗易懂，很受启发。但作为业余爱好者来说，加工难度很大。
我考虑几种转向方案，都很难实现访真效果。看来只有用差速器了。
请问您是如何解决的？

没怎么看明白！
做的出来就跟真的一样了，怎么会“很难实现访真效果”呢？

利民

我的意思是如何实现转弯半径由0（原地）-无穷大（直线）的无级调节。
请问您有什么好办法吗？         谢谢！