Винтовой движитель транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B62D57/00 B60F3/00 

(54) ВИНТОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1

Изобретение относится к движителям транспортных средств, а именно к роторновинтовым, и может быть использовано, в самоходных машинах повышенной проходимости, предназначенных для движения по снегу, болоту и другим слабонесуш,им грунтам.

Известен винтовйй движитель, выполненный в виде цилиндрического тела враш,ения, имеюшего выступаюший гребень, расположенный по спирали на его наружной поверхности 1.

Недостатком данной конструкции с постоянным углом подъема винтовой спирали является неравномерное распределение тяговой нагрузки по длине ротора в связи со значительным сдвигом грунта в его задней части, что снижает эффективность тягового усилия.

Известен также винтовой движитель, содержаший цилиндрический ротор и установленную на нем упругую винтовую лопасть, соединенную с приводом осевого перемещения 2.

В данном движителе имеется возможность изменять шаг винтового гребня, :однако упругая лопасть, не закрепленная к ротору нигде, кроме начала и конца, во время движения под действием реакции грунта деформируется, в результате ее шаг становится неравномерным, что отрицательно влияет на энергозатраты и проходимость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является винтовой движитель, содержаший смонтированный в опорах, соединенный с трансмиссией цилиндрический пустотелый ротор, на наружной поверхности которого выполнены продольные направляю10щие пазы для установленных по винтовой линии ползунов с элементами взаимодействия с опорной поверхностью и соединенных с расположенным внутри ротора механизмом изменения щага винтовой линии, чем ползуны на своих концах снабжены свободными роликами, а механизм изменения шага выполнен в виде гидросистемы с запорными электромагнитами на подвижных элементах 3.

Данный движитель способен изменять

20 шаг винтовой линии, который остается постоянным во время движения, однако он не приспособлен для движения по слабонесущему грунту, в котором свободные ролики

неэффективны, а механизм изменения шага слишком сложный и не обладает достаточной надежностью и долговечностью.

Цель изобретения - возможность передвижения по слабонесущему грунту.

Поставленная цель достигается тем, что в винтовом движителе, содержащем смонтированный в опорах, соединенный с трансмиссией цилиндрический пустотелый ротор, на наружной поверхности которого выполнены продольные направляющие пазы для установленных по винтовой линии ползунов с элементами взаимодействия с опорной поверхностью и соединенных с расположенным внутри ротора механизмом изменения шага винтовой линии, элементы взаимодействия с опорной поверхностью выполнены в виде винтового гребня, состоящего из телескопически входящих друг в друга отдельных секций, шарнирно соединенных с ползунами, а названный механизм выполнен в виде реечно-зубчатого привода, причем винтовой гребень одним из своих концов прикреплен к ротору.

На фиг. 1 показана схема перемещения лопасти вдоль цилиндрического ротора; на фиг. 2 - схема зацепления соседних секций лопасти; на фиг. 3 - реечно-зубчатый механизм регулирования щага винтовой линии лопасти; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - кинематическая схема привода ротора и реечно-зубчатого механизма.

Винтовой движитель содержит цилиндрический ротор 1, имеющий сквозные пазы 2, выполненные на заданной длине. По поверхности ротора 1 размещена винтовая лопасть 3, которая может занимать крайние положения а и б и любое промежуточное между ними. Винтовая лопасть составлена из отдельных секций 4, телескопически входящих друг в друга и шарнирно сидящих на ползунах 5, установленных в сквозных пазах ротора 1 и соединенных с зубчатыми рейками б, размещенными внутри его.

Каждая зубчатая рейка входит в зацепление с цилиндрической шестерней 7 блока щестерен 8, имеющего также и коническую шестерню 9, входящую в зацепление со своей шестерней 10, размещенной на валу 11, установленном на оси ротора 1. Количество блоков шестерен и конических пар соответствует количеству секций лопасти 3, а их передаточные отношения выбраны так, чтобы каждая секция лопасти перемещалась на заданное расстояние в соответствии с ее положением в винтовой линии. Вал 11 проходит сквозь полый вал 12, редуктора 13, где на нем размещена подвижная зубчатая муфта 14. На полом валу сидит шестерня 15 силового привода ротора, снабженная зубчатым венцом 16. Аналогичный зубчатый венец 17 укреплен на корпусе редуктора соосно с валом 11. Ползун 5 соединен с экраном 18, подвижно размещенным с

внутренней стороны базового цилиндра вдоль каждой прорези.

Предлагаемое устройство обеспечивает бесступенечное увеличение или уменьшение шага винтовой лопасти в любом выбранном положении в зависимости от положения зубчатой муфты 14 (фиг. 5).

Если зубчатая муфта 14 установлена в положении (1), то она находится в зацеплении с зубчатым венцом 16 шестерни 15.

При этом полый вал 12 жестко соединен с валом 11. Крутящий момент от двигателя (не показан) передается на щестерню 15, полый вал 12 и ротор 1. От стенки сквозного паза 2 усилие, передается на ползун 5, который перемещает секции 4 лопасти 3.

Реакция грунта, воздействуя на элементы лопасти, стремится переместить их вдоль образующих ротора 1. При этом через ползун 5 каждой секции 4 усилие передается на зубчатую рейку 6 этого и двух соседних секций, соединенных с ним телескопически;

с реек это усилие передается далее на цилиндрическую шестерню 8, конические шестерни 9 и 10 и вал 11. Однако так как вал И жестко соединен зубчатой муфтой 14 с полым валом 12, то перемещения секций винтовой лопасти 3 относительно ротора 1 не происходит и роторно-винтовой движитель перемещается в грунте со скоростью, соответствующей установленному углу наклона винтовой лопасти 3. От попадания грунта в реечно-зубчатый механизм через сквозные пазы 2 защищает экран 18, прижатый к внутренней поверхности ротора 1.

Если зубчатая муфта 14 находится в положении (0), то вал 11 и полый вал 12 разобщены. Вращение полого вала 12 в

5 направлении, соответствующем движению ротора «Вперед (фиг. 5), передается через сквозные пазы 2 на ползуны 5 секций 4 винтовой лопасти 3. В процессе движения лопасти в грунте реакция грунта передается на лопасть в направлении движения «Вперед и на ползуны 5, которые увлекают за собой рейки 6. Так как вал 11 не зафиксирован от вращения, то под воздействием реек 6 свободно поворачиваются щестерни 7, 9 и 10 с валом 11 в направлении, противоположном направлению вращения полого вала 12. Сопротивление грунта удерживает винтовую лопасть от поступательного перемещения «Вперед. Перемещается ротор 1 относительно секций 4 винтовой лопасти 3 «Назад. При этом штифты 5 скользят по

5® сквозным пазам 2, секции 4 винтовой лопасти 3 поворачиваются на ползунах 5 и входят друг в друга. Длина винтовой линии и ее шаг уменьшаются. Экраны 18 перемещаясь вместе с ползунами 5, закрывают сквозные пазы 2.

Если зубчатая муфта 14 находится в положении (2), то она входит в зацепление с зубчатым венцом 17, удерживая вал от вращения. Вращение полого вала 12 и ротора 1 в направлении, соответствующем поступательному перемещению «Вперед, передается на блок щестерен 8. При этом коническая щестерня 9 обкатывается по неподвижной шестерне 10, а цилиндрическая шестерня 7 перемещает зубчатую рейку 6, ползун 5 и секции 4 винтовой лопасти 3 так, что длина и шаг винтовой линии увеличиваются. При этом секции 4 винтовой лопасти 3 поворачиваются на ползунах 5 и выдвигаются друг из. друга. Винтовая лопасть остается непрерывной по всей длине. Для прекращения изменения шага вИнтовой лопасти и подготовки движителя к поступательному перемещению необходимо муфту 14 установить в положение (1). Применение данного изобретения позволяет осуществлять движение на переувлажненных и заснеженных грунтовых условиях, при этом само устройство достаточно просто, надежно, обеспечивает фиксацию выбранного шага винтовой линии и тем самым позволяет приспосабливаться к различным грунтам. Формула изобретения Винтовой движитель транспортного средства, содержащий смонтированны.й в опорах, соединенный с трансмиссией цилиндрический пустотелый ротор, на наружной поверхности которого выполнены продольные направляющие пазы для установленных по винтовой линии ползунов с элементами взаимодействия с опорной поверхностью и соединенных с расположенным внутри ротора механизмом изменения шага винтовой линии, отличающийся тем, что, с целью передвижения по слабонесущему грунту, элементы взаимодействия с опорной поверхностью выполнены в виде винтового гребня состоящего из телескопически входящих друг в друга отдельных секций, шарнирно соединенных с ползунами, а названный механизм выполнен в виде реечно-зубчатого привода, причем винтовой гребень одним из своих концов прикреплен к ротоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе . , 1.Патент Франции № 2118824, кл. В 62 D 57/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2684469/11, кл. В 62 D 57/00, 13.11.78 3. Патент США № 3591241, кл. 305-8, 1971 (прототип). ЗасФаг. 2

Ю

(f) 10 I2i

Фиг.5