基于傳動比計算的行星轉向器控制原理分析

李開龍， 姚金聲， 劉東亞

（中國人民解放軍裝甲兵學院，安徽蚌埠233050）

0 引言

坦克的轉向是依靠兩側履帶的速度差來實現的，控制兩側履帶的速度差可以通過轉向離合器、雙變速箱和行星轉向器等方法來實現，但目前我軍所使用的大部分坦克，如96式坦克還是通過在坦克左右兩側各安裝一個行星轉向器來控制主動輪的轉速，從而達到控制兩側履帶的速度差來實現轉向的。坦克上的行星轉向器除控制坦克轉向以外還可以使坦克制動和停車。

1 行星轉向器的工作

坦克上的行星轉向器由行星傳動器、閉鎖離合器和制動器（大小制動器）組成，具有直接傳動、減速傳動和制動3種方式，保證坦克直線行駛、轉向和停車。圖1是坦克行星轉向器的工作原理示意圖。其中周轉齒輪3是輸入構件（齒數76），行星架H是輸出構件，它與制動器中的大制動鼓以及閉鎖離合器中的外鼓在結構中聯成了一體，另外太陽齒輪1（齒數32）與制動器中的小制動鼓以及閉鎖離合器中的內鼓在結構中聯成了一體。直接傳動、減速傳動和制動3種方式對應坦克上操縱桿的位置分別是最前位置、第一位置和第二位置。如果坦克上兩側的操縱桿都在最前位置或第一位置時，坦克就直線行駛；如果坦克上一側的操縱桿在最前位置或第一位置時，另一側的操縱桿在第一位置或第二位置時，坦克就實現轉向；如果坦克上兩側的操縱桿都位于第二位置時，坦克就停車。

機構的自由度為 F=3n-2pL-ph=3×4-2×4-2=2。

因此，行星轉向器需要2個輸入構件，其工作才是確定的，但坦克上的行星轉向器只有一個輸入構件3，它是如何實現這3種傳動方式的呢？

圖1 行星轉向器工作原理示意圖

2 基于傳動比的工作狀態分析

2.1 直接傳動

直接傳動時，行星轉向器中的行星架H與太陽齒輪1聯為一體，如圖2所示。

機構的自由度為 F=3n-2pL-ph=3×3-2×3-2=1。

圖2 直接傳動時工作原理示意圖

機構的運動是確定的。

行星轉向器各構件轉速關系式為：

式（2）說明當行星轉向器中的行星架H與太陽齒輪1聯為一體時，輸出構件H的轉速與輸入構件3的轉速相同，整個行星轉向器相當于一個剛體，實現了直接傳動，此時，閉鎖離合器中的內鼓與外鼓聯成了一體，因此，直接傳動時行星轉向器中的閉鎖離合器必須為閉鎖狀態。

2.2 減速傳動

行星轉向器減速傳動時，工作原理示意圖如圖3所示，太陽齒輪1固定。

圖3 減速傳動時工作原理示意圖

機構的自由度為 F=3n-2pL-ph=3×3-2×3-2=1。

機構的運動是確定的。

因為 n1=0，代入式（1）得傳動比

式（3）說明當行星轉動器中的太陽齒輪固定時，輸出構件行星架H的轉速小于輸入構件周轉齒輪3的轉速，實現了減速傳動，此時，由于行星轉向器中的行星架H與太陽齒輪3未聯為一體，閉鎖離合器中的內鼓與外鼓未聯成一體，但太陽齒輪固定，即小制動鼓固定，因此行星轉向器減速傳動時，閉鎖離合器為開鎖狀態，小制動器為制動狀態。

2.3 制動

行星轉向器制動工作時，工作原理示意圖如圖4所示，行星架H固定。

圖4 制動時工作原理示意圖

機構的自由度為 F=3n-2pL-ph=3×3-2×3-2=1。

機構的運動是確定的。

因為 nH=0，代入式（1）得傳動比

式（4）說明當行星轉向器中的行星架H固定，即輸出構件H固定時，整個機構無動力輸出，實現了制動，此時，由于行星轉向器中的行星架H與太陽齒輪3也未聯為一體，閉鎖離合器中的內鼓與外鼓未聯成一體，但行星架H固定，即大制動鼓固定。因此行星轉向器制動時，閉鎖離合器為開鎖狀態，大制動器為制動狀態。

3結語

坦克上的行星轉向器實現直接傳動，閉鎖離合器為閉鎖狀態，大小制動器均為未制動狀態；減速傳動和制動時，閉鎖離合器為開鎖狀態，只是減速傳動時，小制動器為制動狀態，大制動器為未制動狀態；制動時，小制動器為未制動狀態，大制動器為制動狀態。

［1］ 白海威.ZTZ96式坦克構造與使用［M］.北京：解放軍出版社，1998.

［2］ 孫成立.裝甲車輛基礎［M］.蚌埠：裝甲兵學院，2013.

［3］ 孫桓.機械原理［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［4］ 楊可楨.機械設計基礎［M］.北京：高等教育出版社，1999.