МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК B62D11/00 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям механизмов поворота колесных и гусеничных машин специального назначения, а также бульдозеров, погрузчиков и других машин на их базе.

Известны механизмы поворота колесных и гусеничных машин, радиус поворота которых осуществляется за счет создания на ведущих элементах бортовых передач угловых скоростей и вращающих моментов, разных по направлению, однако достичь их равенства по абсолютной величине не удавалось. Поэтому не удавалось и обеспечить минимальный радиус поворота транспортного средства, равного половине базового размера колеи машины [1] (рис.131), он всегда оставался больше колеи. Кроме того, подобные механизмы поворота имеют двойной привод: от коробки передач и от двигателя, минуя коробку передач, существенно усложняя конструкцию механизма поворота.

Несколько лучше эта задача решается, например, на тракторах Т-330 (Россия) и «ЭЙМКО» (США). Но эти машины оснащаются двумя трансмиссиями персонально на каждый борт, что не всегда приемлемо. Наиболее близким к заявляемому изобретению является механизм поворота транспортного средства [2]. Данный механизм в дополнение к известным схемам валопровода оснащается дополнительно реверсивным редуктором с двумя степенями свободы, одну из которых необходимо исключать, этот редуктор может быть заменен планетарным дифференциальным механизмом. Недостатками данного механизма поворота являются следующие.

Трансмиссия с таким механизмом поворота имеет пониженный КПД, т.к. мощность на ведущие элементы бортовой передачи [2] поступает через две зубчатые передачи, а при повороте дополнительно еще, например, через дифференциал или другое устройство.

Как редуктор с двумя степенями свободы, так и дифференциальный механизм не могут обеспечить устойчивого прямолинейного движения, которое будет зависеть от сопротивлений на бортах; эти сопротивления фактически всегда разные, что означает постоянное «рыскание» машины и прямолинейное движение, должно корректироваться оператором, иначе машина становится неуправляемой.

Как редуктор с двумя степенями свободы, так и дифференциальный механизм усложняют конструкцию и эксплуатацию механизма поворота.

В основу изобретения положена техническая задача - улучшить управляемость машиной при прямолинейном движении, повысить КПД трансмиссии, уменьшить число воздействий оператора, а значит, и снизить динамику машины, упростить конструкцию механизма поворота.

Указанная задача решается тем, что в механизме поворота транспортного средства, включающем ведущий вал с приводом от главной передачи, а также правый и левый ведущие валы бортовых передач, связанные с ведущим валом через соответствующие им фрикционные устройства, дополнительный вал, параллельный ведущему валу и связанный с правым и левым ведущими валами бортовой передачи через две зубчатые передачи, согласно изобретению в одну из зубчатых передач, правую или левую, встроено паразитное колесо, а другая зубчатая передача снабжена управляемой муфтой с возможностью образования при повороте жесткой кинематической цепи между всеми ведущими валами и дополнительным валом.

Жесткая кинематическая связь может обеспечиваться, например, таким образом: при включении управляемой муфты правый ведущий вал бортовой передачи соединяется с дополнительным валом с помощью простой зубчатой пары, а левый ведущий вал бортовой передачи соединяется с дополнительным валом с помощью зубчатой передачи, оснащенной паразитным колесом. При прямолинейном движении мощность через ведущий вал передается на ведущие валы бортовой передачи, напрямую минуя дополнительный вал.

Вариант выполнения механизма поворота транспортного средства, включающего ведущий вал с приводом от главной передачи, а также правый и левый ведущие валы бортовых передач, связанные с ведущим валом через соответствующие им фрикционные устройства, дополнительный вал, параллельный ведущему валу и связанный с правым и левым ведущими валами бортовой передачи через две зубчатые передачи, отличается тем, что в одну из зубчатых передач, правую или левую, встроены паразитное колесо и управляемая муфта с возможностью образования при повороте жесткой кинематической цепи между всеми ведущими валами и дополнительным валом.

Отличием заявляемого механизма (вариантов) является то, что редуктор с двумя степенями свободы или дифференциальный механизм заменяется простым зубчатым, паразитным колесом с возможностью включения его в силовой контур с помощью управляемой муфты.

При этом в силовом контуре во время поворота на ведущих валах бортовых передач возникают угловые скорости и вращающие моменты, равные по величине и противоположные по направлению, которые создают предпосылки для поворота транспортного средства с устойчивым минимально-возможным радиусом поворота, равным половине колеи, повышая маневренность машины и ее качество.

Сущность изобретения поясняется чертежами; где на фиг.1 дана кинематическая схема механизма поворота транспортного средства, фиг.2 - то же (вариант).

Механизм поворота транспортного средства включает ведущий вал 1 с приводом от главной передачи, правое и левое фрикционные устройства 2, простую зубчатую (например, правую) передачу, состоящую из зубчатых колес 3 и 4, а также правый и левый ведущие валы 5 бортовой передачи. В зубчатой передаче, например правой, установлена управляемая муфта 6. Механизм поворота снабжен дополнительным валом 7, установленным параллельно ведущему валу 1 и связанным с правым и левым ведущими валами 5 через зубчатые передачи с колесами 3, 4 (например, правая передача) и 8, 9, 10 (например, левая передача). При этом в последней передаче зубчатое колесо 9 - паразитное.

Механизм поворота транспортного средства по варианту 2 содержит паразитное колесо и управляемую муфту в одной, правой или левой, зубчатой передаче.

Мощность P₀ передается механизму поворота через главную передачу к ведущему валу 1 и далее на фрикционные устройства 2 на правый и левый ведущие валы бортовой передачи 4, которые получают мощность по с равными и одинаково направленными угловыми скоростями и вращающими моментами, т.к. управляемая муфта 6 выключена, и силовой контур идет по короткой кинематической цепи к соответствующим бортам, минуя вал 7, чем повышается КПД механизма поворота. Это прямолинейное движение.

Для осуществления устойчивого минимально возможного радиуса поворота транспортного средства включается управляемая муфта 6, а одно из фрикционных устройств 2 отключается, например левое. Теперь мощность P₀ направляется через правый фрикцион 2, с него направляется на правую бортовую передачу, а оставшаяся часть мощности через зубчатую передачу 3 направляется на вал 7, с него через зубчатую передачу 8, 9 и 10, где 9 - паразитное колесо, которое меняет направление вращения ведущего вала 5 левого борта.

Для осуществления угловой скорости ω₉=-ω₃ необходимо, чтобы передаточное отношение от зубчатого колеса 3 к зубчатому колесу 10 равнялось минус единице, т.е. , которое может быть достигнуто, например, при

Это и есть условие обеспечения устойчивого минимально возможного радиуса поворота транспортного средства вправо.

Для поворота влево отключается правое фрикционное устройство, и картина потоков мощности меняется на зеркальную.

Для обеспечения всех других радиусов поворота муфтой 6 отключают вал 7 из силового потока и механизм поворота распределяет угловые скорости и вращающие моменты в соответствии с условиями блокировки тормозов Т_лев и Т_пр и полнотой выключения фрикционных устройств 2.

При исполнении механизма поворота по варианту 2 (фиг.2) его работа и принцип действия не изменяются. Отличие заключается только в конструктивном решении, которая состоит в том, что управляемая муфта встраивается в зубчатую передачу, оснащенную паразитным колесом.

Промышленная применимость

Промышленная применимость изобретения предопределяется свойствами к маневренности, универсальности и повышению полезной отдачи транспортного средства. В связи с этим данный механизм поворота может быть использован на специальных и боевых машинах, на строительно-дорожных машинах и машинах коммунального назначения.

Источники информации

1. Н.И.Груздев, А.Г.Козлов, П.И.Иванов «Танки. Конструкция и расчет. Часть II. Трансмиссия.» Военное издательство военного министерства Союза ССР, М., 1951.

2. RU 31225 U1 Описание полезной модели. Бюл. №21, 27.07.2003, авт. Филичкин Н.В., Тимонин В.Н.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям механизмов поворота колесных и гусеничных машин. Сущность изобретения заключается в том, что механизм поворота транспортного средства включает ведущий вал с приводом от главной передачи, правый и левый ведущие валы бортовых передач, связанные с ведущим валом через соответствующие им фрикционные устройства, дополнительный вал, параллельный ведущему валу и связанный с правым и левым ведущими валами бортовых передач через две зубчатые передачи. В одну из зубчатых передач, правую или левую, встроено паразитное колесо. Другая зубчатая передача снабжена управляемой муфтой с возможностью образования при повороте жесткой кинематической цепи между всеми ведущими валами и дополнительным валом. Возможен другой вариант выполнения, когда в одну из зубчатых передач правую или левую встроены паразитное колесо и управляемая муфта. Техническим результатом является улучшение управляемости при прямолинейном движении, повышение КПД трансмиссии, уменьшение числа воздействия оператора, упрощение конструкции механизма поворота. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Механизм поворота транспортного средства, включающий ведущий вал с приводом от главной передачи, а также правый и левый ведущие валы бортовых передач, связанные с ведущим валом через соответствующие им фрикционные устройства, дополнительный вал, параллельный ведущему валу и связанный с правым и левым ведущими валами бортовых передач через две зубчатые передачи, отличающийся тем, что в одну из зубчатых передач, правую или левую, встроено паразитное колесо, другая зубчатая передача снабжена управляемой муфтой с возможностью образования при повороте жесткой кинематической цепи между всеми ведущими валами и дополнительным валом.2. Механизм поворота транспортного средства, включающий ведущий вал с приводом от главной передачи, а также правый и левый ведущие валы бортовых передач, связанные с ведущим валом через соответствующие им фрикционные устройства, дополнительный вал, параллельный ведущему валу и связанный с правым и левым ведущими валами бортовых передач через две зубчатые передачи, отличающийся тем, что в одну из зубчатых передач, правую или левую, встроены паразитное колесо и управляемая муфта с возможностью образования при повороте жесткой кинематической цепи между всеми ведущими валами и дополнительным валом.