КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B60B9/06 B60B25/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции упругих колес с повышенной проходимостью и грузоподъемностью.

Известно колесо, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом (авт.св. СССР N 981019, кл. В 60 В 9/00, 1982).

Упругий элемент данного колеса выполнен из многожильного металлического троса, уложенного петлеобразно и закрепленного на ступице посредством охватывающих его втулок, а на ободе жестко.

Данное колесо имеет ограниченные поперечную устойчивость, скорость движения и вертикальную нагрузку за счет высокой поперечной податливости упругого элемента из-за значительного смещения ступицы колеса транспортного обода. Возможны заносы транспортного средства, что вызывает опасность движения. Кроме того, использование многожильного металлического троса снижает долговечность колеса из-за перетирания жилок троса.

Цель изобретения создание колеса с повышенной проходимостью с достаточными поперечной устойчивостью и податливостью от вертикальной нагрузки.

Сущность изобретения заключается в том, что колесо транспортного средства (по варианту I) содержит ступицу, связанную с ободом упругим элементом.

Упругий элемент выполнен в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, витки имеют форму окружности с диаметрально расположенными прямолинейными участками, шарнирно закрепленными по крайней мере в каждом месте касания витков пружины со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов.

Такое выполнение упругого элемента обеспечивает высокую равномерность распределения нагрузки по всему ободу колеса при высокой простоте конструкции, снижает максимальные пиковые нагрузки, передаваемые на колесо как со стороны почвы при наезде на неровности, так и со стороны массы автомобиля или трактора. Предлагаемое колесо благодаря податливости упругого элемента имеет деформацию в радиальном направлении вращения колеса. В поперечном направлении имеет высокую жесткость, что обеспечивает устойчивое прямолинейное движение колеса, а значит отсутствует увод транспортного средства, обеспечивая безопасность движения.

Шарнирное крепление витков пружины обеспечивает минимальные напряжения в местах крепления и поворот витка относительно обода и ступицы колеса при передаче крутящего момента при высоком сцеплении обода колеса с почвой, обеспечивая плавную передачу, за счет большой частоты расположения упругих спиц, их плавной деформации.

Взаимодействие цилиндрической поверхности обода и ступицы с прямолинейными участками витка пружины обеспечивает минимальное удельное давление и наименьший износ витка при скольжении, а также поперечную устойчивость.

При шарнирном креплении витков пружины в каждом месте касания (0,5 шага витка) более жестко передается крутящий момент от ступицы к ободу, так как угол поворота каждого витка относительно его крепления будет небольшим. При шарнирном креплении витков пружины не в каждом месте касания витков, например через 1,5 шага витка пружины, крутящий момент от ступицы к ободу будет передаваться более мягко благодаря повороту ступицы относительно обода на большой угол, при этом будет происходить сжатие витков, не имеющих крепления к ступице или ободу.

Замкнутый металлический пояс воспринимает значительную часть касательного усилия, передаваемого на обод колеса, обеспечивает равномерное распределение нагрузки, передаваемой со стороны ступицы (вес машины) на обод колеса, снижает вес эластичного пояса, который имеет несущую и протекторную части. Несущая часть воспринимает вертикальные нагрузки и крутящий момент, передаваемое на колесо, а протектор обеспечивает сцепление с почвой. Эластичный замкнутый пояс увеличивает опорную поверхность колеса, что снижает удельное давление на почву, уменьшает износ протектора и уплотнение почвы.

Колесо транспортного средства конструкции по варианту I эффективно может быть использовано при больших нагрузках на колесо и малых деформациях обода и упругого элемента, т.к. такое колесо может быть использовано преимущественно для большегрузных автомобилей на дорогах с твердым покрытием.

По варианту II колесо транспортного средства имеет измененную конструкцию обода.

Обод состоит из шарнирно связанных металлических секций, в пазах которых расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу. Витки пружины в этом варианте шарнирно скреплены в местах касания со ступицей и ободом.

Шарнирное соединение металлических секций обода обеспечивает высокую относительную податливость, устраняет условия возникновения значительных усталостных напряжений при наезде на неровности, что обеспечивает высокую надежность и долговечность обода колеса в работе.

Расположение вставок с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу, обеспечивает передачу вертикальных усилий, передаваемых со ступицы на металлические секции и непосредственно на эластичные вставки, а затем на почву, что снижает напряжения в металлическом ободе и повышает его надежность и долговечность при работе обода, а значит колеса в целом. Такое колесо может быть использовано преимущественно для большегрузных автомобилей по бездорожью.

По варианту III колесо транспортного средства имеет измененную конструкцию упругого элемента.

Упругий элемент выполнен в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, витки пружины, имеющие форму овала Кассини элипсообразного типа, шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом.

Такое выполнение упругого элемента обеспечивает высокую равномерность распределения нагрузки по всему ободу колеса при высокой простоте конструкции, более мягко снижает максимальные пиковые нагрузки, передаваемые на колесо как со стороны почвы при наезде на неровности, так и со стороны массы автомобиля.

При шарнирном креплении витков пружины в каждом месте касания (0,5 шага витка) более жестко передается крутящий момент от ступицы к ободу, так как угол поворота каждого витка относительно его крепления будет небольшим. При шарнирном креплении витков пружины не в каждом месте касания витков, например через 1,5 шага витка пружины, крутящий момент от ступицы к ободу будет передаваться более мягко благодаря повороту ступицы относительно обода на большой угол, при этом будет происходить сжатие витков, не имеющих крепления к ступице или ободу.

Благодаря податливости упругого элемента колесо имеет увеличенное пятно контакта с почвой, а значит снижается удельное давление на почву. Колесо имеет немного меньшую грузоподъемность, но большую комфортабельность и может быть использовано преимущественно на легковых автомобилях на дорогах с твердым покрытием.

По варианту IV колесо транспортного средства имеет измененную конструкцию упругого элемента и обода в сравнении с вариантом I, а в сравнении с вариантом III измененную конструкцию обода.

Обод состоит из шарнирно связанных металлических секций, в пазах которых расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу.

Сочетание податливого упругого элемента с витками пружины, имеющими форму овала Кассини эллипсообразного типа, с выше описанным ободом позволяет использовать такое колесо преимущественно на тракторах по бездорожью.

По варианту V колесо транспортного средства имеет измененную конструкцию упругого элемента (в сравнении с вариантом I).

Упругий элемент выполнен в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, витки пружины, имеющие форму овала Кассини с талией шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом.

Такое выполнение упругого элемента обеспечивает высокую равномерность распределения нагрузки по всему ободу колеса при высокой простоте конструкции, снижает максимальные пиковые нагрузки, передаваемые на колесо как со стороны почвы при наезде на неровности, так и со стороны массы автомобиля, повышает вертикальную нагрузку на колесо и обеспечивает увеличение ширины колеса по сравнению с предыдущими вариантами, снижая удельное давление на почву со стороны колеса. Двухрядное шарнирное крепление витков упругого элемента к ободу и ступице обеспечивает значительную поперечную устойчивость колесу при его движении и воздействии боковых усилий на обод колеса.

Такого типа колесо может быть использовано преимущественно на спортивных гоночных автомобилях на дорогах с твердым покрытием.

По варианту VI колесо транспортного средства (по сравнению с вариантом II) имеет измененную конструкцию упругого элемента, а в сравнении с вариантом V измененную конструкцию обода.

Такое колесо может быть использовано преимущественно на спортивных гоночных автомобилях по бездорожью.

На фиг.1 изображено предлагаемое колесо (варианты I,III и V), общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1 (поперечный разрез обода, ступицы и упругого элемента (вариант I); на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.1 (варианты I, III и V); на фиг.4 сечение В-В на фиг.2 (варианты I, III и V); на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.3 (варианты I, III и V); на фиг.6 колесо (варианты II, IV и VI), общий вид; на фиг.7 вид по стрелке Д на фиг.6 (варианты II, IV и VI); на фиг.8 вид по стрелке Д на фиг.6 (варианты II, IV и VI); на фиг.9 сечение Е-Е на фиг. 8; на фиг. 10 разрез А₁-А₁ на фиг.6 обода ступицы упругого элемента (вариант II); на фиг.11 поперечный разрез А-А на фиг.1 обода, ступицы, упругого элемента (вариант III); на фиг.12 поперечный разрез А₁-А₁ на фиг.6 обода, ступицы, упругого элемента (вариант IV); на фиг.13 поперечный разрез А-А на фиг. 1 обода, ступицы, упругого элемента (вариант V); на фиг.14 поперечный разрез А₁-А₁ на фиг.6 обода, ступицы, упругого элемента (вариант VI).

Колесо транспортного средства (по варианту I) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму окружности 6 с диаметрально расположенными прямолинейными участками 7, закрепленными посредством шарниров 8 с упорами 9 по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлического 10 и связанного с ним эластичного 11 замкнутых поясов. Эластичный пояс 11, имеющий несущую 12 и протекторную 13 части связан с металлическим поясом 10 выступами 14, впадинами 15 и закреплен болтами 16.

Колесо транспортного средства (по варианту II) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму окружности 6 с диаметрально расположенными прямолинейными участками 7, закрепленными посредством шарниров 8 с упорами 9 в местах касания витков 5 со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлических секций 17, связанных между собой шарнирами 18. В пазах секций 17 расположены эластичные вставки 19 с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5 пружины 3 к ступице 1 и ободу 2.

Колесо транспортного средства (по варианту III) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму овала 20 Кассини эллипсообразного типа и закреплены шарнирами 8 с упорами 9 по крайней мере в каждом месте касания витков 5 со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлического 10 и связанного с ним эластичного 11 замкнутых поясов. Эластичный пояс 11, имеющий несущую 12 и протекторную 13 части, связан с металлическим поясом 10 выступами 14, впадинами 15 и закреплен болтами 16.

Колесо транспортного средства (по варианту IV) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму овала 20 Кассини эллипсообразного типа и закреплены шарнирами 8 с упорами 9 в местах касания витков 5 со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлических секций 17, связанных между собой шарнирами 18. В пазах секций 17 расположены эластичные вставки 19 с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5 пружины 3 к ступице 1 и ободу 2.

Колесо транспортного средства по варианту V) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму овала 21 Кассини с талией и закреплены шарнирами 22 по крайней мере в каждом месте касания витков 5 со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлического 10 и связанного с ним эластичного 11 замкнутых поясов. Эластичный пояс 11, имеющий несущую 12 и протекторную 13 части, связан с металлическим поясом 10 выступами 14, впадинами 15 и закреплен болтами 16.

Колесо транспортного средства (по варианту VI) содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 имеют форму овала 21 Кассини с талией и закреплены шарнирами 22 по крайней мере в каждом месте касания витков 5 со ступицей 1 и ободом 2, состоящим из металлических секций 17, связанных между собой шарнирами 18. В пазах секций 17 расположены эластичные вставки 19 с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5 пружины 3 к ступице 1 и ободу 2.

Колесо работает следующим образом (вариант I).

При качении колеса по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки происходит деформация в равной степени эластичного 11 и связанного с ним металлического 10 замкнутых поясов. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5, находящиеся выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, растягиваются, при этом происходит небольшой поворот витков 5 относительно шарниров 8. Ступица 1 смещается вниз, увеличивая касательное усилие, в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие равномерно и плавно передается на почву. Прямолинейные участки 7 витков 5 пружины 3 обеспечивают равномерную передачу вертикального усилия со стороны ступицы 1 на виток 5, а затем на обод 2, повышая поперечную устойчивость колеса при его качении, снижая напряжения в направлениях витков 5 шарнирами 8. Замкнутый металлический пояс 10 обода 2, обеспечивающий равномерное распределение вертикального усилия, передаваемого со стороны ступицы 1, связан с эластичным замкнутым поясом 11, несущая часть 12 которого воспринимает вертикальное усилие, а протекторная часть 13 обеспечивает сцепление с почвой. Эластичный замкнутый пояс 11 увеличивает опорную поверхность колеса, снижая удельное давление на почву, уменьшая ее уплотнение и износ протектора 13.

Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса при совместной деформации обода 2 и пружины 3, легко воспринимаются ими и передаются в виде части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

При воздействии поперечного усилия на колесо обод 2 удерживается от поперечного смещения относительно ступицы 1 упорами 9, выполненными на витках 5 и установленными в шарнирах 8. Упоры 9 обеспечивают поперечную устойчивость колесу в целом.

При передаче крутящего момента происходит сжатие части витков 5, расположенной на переднем плане фиг.1 и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.1. При сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 8 (в которых значительно снижаются по величине усталостные напряжения в элементах шарнирного крепления) плавная передача крутящего момента. При этом обод 2, воспринимая крутящий момент, передаваемый со ступицы 1, пружины 3, воздействует в плоскости действия касательных сил, реализует крутящий момент от металлического замкнутого пояса 10 посредством выступов 14, выполненных на нем параллельно оси колеса и входящих в соответствующие впадины 15 эластичного замкнутого пояса 11, плавно передавая его на почву через протекторную часть 13, повышая несущую способность почвы.

При шарнирном креплении витков 5 пружины 3 не в каждом месте касания, например 1, 5 шага витка 5, крутящий момент от ступицы 1 к ободу 2 будет передаваться более плавно благодаря повороту ступицы 1 относительно обода 2 на больший угол, при этом будет происходить соответственно сжатие и растяжение витков 5 по оси 4 упругого элемента, не имеющих крепления к ступице 1 и ободу 2. Плавное воздействие протекторной части 13 эластичного пояса 11 на почву повышает ее несущую способность, создавая тем самым условия к уменьшению буксования и повышению проходимости колеса и транспортного средства в целом.

При качении колеса (вариант II) по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки обод 2, состоящий из эластичных вставок 19, расположенных в пазах секций 17, связанных шарнирами 18, несколько деформируется. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5, находящиеся выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, растягиваются, при этом происходит небольшой поворот витков 5 относительно шарниров 8. Ступицы 1 смещается вниз, увеличивая касательное усилие, в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие равномерно и плавно передается на почву. Прямолинейные участки 7 витков 5 пружины 3 обеспечивают равномерную передачу вертикального усилия со стороны ступицы 1 на виток 5, а затем на металлические секции 17, которые деформируются в плоскости колеса относительно шарниров 18, снижая напряжения в ободе 2. Эластичные вставки 19, расположенные с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5, воспринимающие непосредственно вертикальную нагрузку, внедряются в почву на всю их высоту, выполняя роль почвозацепов. Таким образом металлические секции 17, связанные между собой шарнирами 18, опираясь на почву, воспринимают часть вертикальный нагрузки, передаваемой со ступицы 1 на обод 2, уменьшаются напряжения в металлических секциях 17, уменьшается износ эластичных вставок 19, а значит увеличивается мотороресурс колеса. Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса, при совместной деформации обода 2 и пружины 3 легко воспринимаются ими и передаются в виде части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

При воздействии поперечного усилия на колесо обод 2 удерживается от поперечного смещения относительно ступицы 1 упорами 9, выполненными на витках 5 и установленными в шарнирах 8.

При передаче крутящего момента происходит сжатие части витков 5, расположенной на переднем плане фиг.6 и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.6. При сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 8 (в которых значительно снижаются по величине усталостные напряжения в элементах шарнирного крепления) плавная передача крутящего момента. При этом обод 2, воспринимая крутящий момент, передаваемый со ступицы 1, пружины 3 воздействует в плоскости действия касательных сил, реализует крутящий момент, плавно передавая его на почву через эластичные вставки 19, повышая несущую способность почвы, и значит снижая буксование, перетирание почвы, износ эластичных вставок 19, снижая расход топлива и в результате повышая проходимость колеса и транспортного средства в целом.

При качении колеса (вариант III) по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки происходит деформация в равной степени эластичного 11 и связанного с ним металлического 10 замкнутых поясов. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5, находящиеся выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, растягиваются, при этом происходит небольшой поворот витков 5 относительно шарниров 8. В результате большей вертикальной податливости упругого элемента (витки 5 имеют форму овала 20 Кассини эллипсообразного типа) происходит более плавная восприимчивость вертикальных динамических нагрузок. Ступица 1 смещается вниз, увеличивая касательное усилие в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие равномерно и мягко передается на почву. Замкнутый металлический пояс 10 обода 2, обеспечивающий равномерное распределение вертикального усилия, передаваемого со стороны ступицы 1, связан с эластичным замкнутым поясом 11, несущая часть 12 которого воспринимает вертикальное усилие, а протекторная часть 13 обеспечивает сцепление с почвой. Эластичный замкнутый пояс 11 увеличивает опорную поверхность колеса, снижая удельное давление на почву, уменьшая ее уплотнение и износ протектора 13.

Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса, при совместной деформации обода 2 и пружины 3 легко воспринимаются ими и передаются в виде части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

Выполнение витков в форме овала 20 Кассини эллипсообразного типа обеспечивает большую поперечную устойчивость колеса. При воздействии поперечного усилия на колесо обод 2 удерживается от поперечного смещения относительно ступицы 1 упорами 9, выполненными на витках 5 и установленными на шарнирах 8. Упоры 9 дополнительно обеспечивают поперечную устойчивость колесу в целом.

При передаче крутящего момента происходит сжатие части витков 5, расположенной на переднем плане фиг.1, и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.1. При сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 8 плавная передача крутящего момента. При этом обод 2, воспринимая крутящий момент, передаваемый со ступицы 1, пружины 3 воздействует в плоскости действия касательных сил, реализует крутящий момент от металлического замкнутого пояса 10 посредством выступов 14, выполненных на нем параллельно оси колеса и входящих в соответствующие впадины 15 эластичного замкнутого пояса 11, плавно передавая его на почву через протекторную часть 13, повышая несущую способность почвы.

При шарнирном креплении витков 5 пружины 3 не в каждом месте касания, например через 1,5 шага витка 5, крутящий момент от ступицы 1 к ободу 2 будет передаваться более плавно благодаря повороту ступицы 1 относительно обода 2 на больший угол, при этом будет происходить соответственно сжатие и растяжение витков 5 по оси 4 упругого элемента, не имеющих крепления к ступице 1 и ободу 2. Плавное воздействие протекторной части 13 эластичного пояса 11 на почву повышает ее несущую способность, создавая тем самым условия к уменьшению буксования и повышению проходимости колеса и транспортного средства в целом.

При качании колеса (вариант IV) по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки, обод 2, состоящий из эластичных вставок 19, расположенных в пазах секций 17, связанных шарнирами 18, несколько деформируется. При этом в зоне контакта обода 21 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через горизонтальную плоскость, проходящую через ось колеса, растягиваются, при этом происходит небольшой поворот витков 5 относительно шарниров 8. Ступица 1 смещается вниз, увеличивая касательное усилие, в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие равномерно и плавно передается на почву. Эластичные вставки 19, расположенные с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5, воспринимающие непосредственно вертикальную нагрузку, внедряются в почву на всю их высоту, выполняя роль почвозацепов. Таким образом металлические секции 17, связанные между собой шарнирами 18, опираясь на почву, воспринимают часть вертикальной нагрузки, передаваемой со ступицы 1 на обод 2, уменьшая напряжения в металлических секциях 17, уменьшается износ эластичных вставок 19, а значит увеличивается мотороресурс колеса. Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса, при совместной деформации обода 2 и пружины 3 легко воспринимаются ими и передаются в виде части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

Выполнение витков в форме овала 20 Кассини эллипсообразного типа обеспечивает большую поперечную устойчивость колеса. При воздействии поперечного усилия на колесо обод 2 удерживается от поперечного смещения относительно ступицы 1 упорами 9, выполненными на витках 5 и установленными в шарнирах 8.

При передаче крутящего момента происходит сжатие части витков 5, расположенной на переднем плане фиг.6, и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.6. При сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 8 плавная передача крутящего момента. При этом обод 2, воспринимая крутящий момент, передаваемый со ступицы 1, пружины 3 воздействует в плоскости действия касательных сил, реализует крутящий момент, плавно передавая его на почву через эластичные вставки 19, повышая несущую способность почвы, а значит снижая буксование, перетирание почвы, износ эластичных вставок 19, снижая расход топлива и в результате повышая проходимость колеса и транспортного средства в целом.

При качении колеса (вариант V) по деформированному грунту и наезде на неровности в плоскости колеса воздействующая вертикальная нагрузка от веса машины несколько деформирует витки 5 упругого элемента и обод 2 колеса, состоящий из металлического 10 и связанного с ним эластичного 11 замкнутых поясов, увеличивая при этом поверхность контакта колеса с почвой. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, несколько сжимаются, а витки 5, находящиеся выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, растягиваются, увлекая за собой обод 2, который несколько деформируется. Ступица 1 смещается вниз, незначительно увеличивая касательное усилие, в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие мягко передается на почву.

Двухрядное шарнирное крепление витков 5 пружины 3 к ступице 1 и ободу 2 колеса обеспечивает равномерную передачу вертикального усилия со стороны ступицы 1 на виток 5, а затем на металлический 10 и эластичный 11 замкнутые пояса, повышая поперечную устойчивость при его качении, снижая напряжения в креплениях витков 5 шарнирами 22 на ступице 1 и ободе 2.

Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса, при совместной деформации обода 2 и пружины 3 мягко воспринимаются ими и передаются в виде незначительной части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

При передаче крутящего момента происходит сжатие части витков 5, расположенных на переднем плане фиг.1, и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.1. При этом витки 5 пружины 3 поворачиваются на небольшой угол относительно места их крепления. При такой сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 22 плавная передача крутящего момента.

При креплении витков 5 пружины 3 не в каждом месте касания, например через 1,5 шага, крутящий момент от ступицы 1 к ободу 2 будет передаваться более плавно, благодаря повороту ступицы 1 относительно обода 2 на больший угол, при этом будет происходить соответственно сжатие и растяжение витков 5 по оси 4 окружности пружины 3, не имеющих крепления к ступице 1 и ободу 2. Плавное воздействие протекторной части 13 обода 2 на почву повышает ее несущую способность, создавая тем самым условия к уменьшению буксования и повышению проходимости колеса транспортного средства в целом.

При качении колеса (вариант VI) по деформированному грунту и наезде на неровности в плоскости колеса воздействующая вертикальная нагрузка от веса машины несколько деформирует витки 5 упругого элемента и обод 2, состоящий из эластичных вставок 19, расположенных в пазах секций 17, связанных шарнирами 18, несколько деформируется, увеличивая при этом поверхность контакта колеса с почвой. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, несколько сжимаются, а витки 5, находящиеся выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, растягиваются, увлекая за собой обод 2, который несколько деформируется. Ступица 1 смещается вниз, незначительно увеличивая касательное усилие, в результате уменьшения динамического радиуса колеса. Вертикальное усилие мягко передается на почву. Двухрядное шарнирное крепление витков 5 пружины 3 к ступице 1 и ободу 2 колеса, повышая поперечную устойчивость колеса при его качении, снижая напряжения в креплениях витков 5 шарнирами 22 к ступице 1 и ободу 2, обеспечивает равномерную передачу вертикального усилия со ступицы 1 на виток 5, а затем на металлические секции 17, которые деформируются в плоскости колеса относительно шарниров 18, снижая напряжения в ободе 2. Эластичные вставки 19, расположенные с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков 5, воспринимающие непосредственно вертикальную нагрузку, внедряются в почву на всю их высоту, выполняя роль почвозацепов. Таким образом металлические секции 17, связанные между собой шарнирами 18, опираясь на почву, воспринимают часть вертикальной нагрузки, передаваемой со ступицы 1 на обод 2, уменьшаются напряжения в металлических секциях 17, уменьшается износ эластичных вставок 19, а значит увеличивается мотороресурс колеса.

Динамические нагрузки, воздействующие со стороны неровностей на обод 2 колеса, при совместной деформации обода 2 и пружины 3 мягко воспринимаются ими и передаются в виде незначительной части динамической нагрузки на остов транспортного средства.

При передаче крутящего момента происходит сжатие витков 5, расположенных на переднем плане фиг.6, и растягивание другой части витков 5, расположенной на втором плане фиг.6. При этом витки 5 пружины 3 поворачиваются на небольшой угол относительно места их крепления. При такой сложной взаимосвязи ступицы 1, пружины 3 и обода 2 происходит плавный поворот витков 5 относительно шарниров 22 плавная передача крутящего момента. При этом обод 2, воспринимая крутящий момент, передаваемый со ступицы 1, пружины 3 воздействует в плоскости действия касательных сил, реализует крутящий момент, передавая на почву через эластичные вставки 19, повышая несущую способность почвы, а значит снижая буксование, перетирание почвы, износ эластичных вставок 19, снижая расход топлива и в результате повышая проходимость колеса транспортного средства в целом.

Использование: в транспортном машиностроении, а именно в конструкции упругих колес с повышенной проходимостью. Сущность изобретения: колесо транспортного средства содержит ступицу, связанную с ободом упругим элементом. Упругий элемент выполнен в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, витки имеют форму окружности с диаметрально расположенными прямолинейными участками, шарнирно закрепленными по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов. Обод может быть выполнен состоящим из шарнирно связанных металлических секций, в пазах которых расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу. Витки пружины могут иметь форму овала Кассини эллипсообразного типа. Витки пружины могут иметь форму овала Кассини с талией. 6 с. п. ф-лы, 14 ил.

1. КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, с витками, имеющими форму окружности с прямолинейными участками, отличающееся тем, что витки шарнирно прикреплены диаметрально расположенными прямолинейными участками к ступице и ободу по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного поясов. 2. Колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, с витками, имеющими форму окружности с прямолинейными участками, отличающееся тем, что витки шарнирно закреплены диаметрально расположенными прямолинейными участками к ступице и ободу, состоящему из шарнирно связанных металлических секций, в пазах которых наклонно расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков к ободу. 3. Колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, отличающееся тем, что витки пружины, имеющие форму овала Кассини эллипсообразного типа, шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов. 4. Колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, отличающееся тем, что витки пружины, имеющие форму овала Кассини эллипсообразного типа, шарнирно закреплены в местах касания витков со ступицей и ободом, состоящим из шарнирно связанных металлических секций, в наклонных пазах которых расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу. 5. Колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, отличающееся тем, что витки пружины, имеющие форму овала Кассини "с талией", шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов. 6. Колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности, отличающееся тем, что витки пружины, имеющие форму овала Кассини "с талией", шарнирно закреплены в местах касания со ступицей и ободом, состоящим из шарнирно связанных металлических секций, в наклонных пазах которых расположены эластичные вставки с шагом, равным шагу шарнирного крепления витков пружины к ободу.