Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ И КОЛЕСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ И КОЛЕСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ И КОЛЕСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в средствах повышения проходимости колесных машин. Сущность изобретения: колесный движитель содержит дифференциальный редуктор 1, предназначенный для получения неравномерного вращения полуколес, межколесный дифференциал 2, полуколеса 3 и 4, которые установлены на осях 5. Полуколеса по каждому борту работают в противофазе и время контактирования ведущих полуколес с опорной поверхностью в несколько раз больше времени холостого хода. 2 с.п.ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2027610
Класс(ы) патента: B60B19/00, B60B39/00
Номер заявки: 4955058/11
Дата подачи заявки: 17.06.1991
Дата публикации: 27.01.1995
Заявитель(и): Чувашский сельскохозяйственный институт
Автор(ы): Медведев В.И.; Макаров В.С.; Мазяров В.П.; Кошкин В.Р.
Патентообладатель(и): Чувашский сельскохозяйственный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к тягово-транспортным средствам и может обеспечить лучшую проходимость колесных машин.
Известен способ повышения проходимости колесных машин путем уменьшения давления в шинах (ГОСТ 7468-69).
Однако при применении данного способа увеличение вертикальной нагрузки вызывает уменьшение КПД колеса и срока службы шин.
Известно колесо повышенной проходимости (авт. св. СССР N 500084, кл. В 60 В 9/00, 1976), позволяющее уменьшить удельное давление на почву путем увеличения эластичности шин. Это увеличивает площадь контакта движителей с почвой и проходимость колесной машины.
Однако наличие в конструкции колеса металлической эластичной шины и подвижных элементов, соединяющих шину со ступицей, снижает долговечность движителей в целом, кроме того, увеличение вертикальной нагрузки на колеса вызывает увеличение площади контакта только в плоскости вращения колеса, что недостаточно для увеличения проходимости колесной машины при значительных вертикальных нагрузках.
Известно также техническое решение (авт. св. СССР N 473625, кл. В 60 В 9/00, 1975), которое позволяет уменьшить удельное давление колеса на почву путем перемещения двух полуступиц, связанных при помощи спиц с эластичной шиной. При использовании такой конструкции колеса происходит увеличение площади контакта колеса с почвой только в поперечном направлении, что недостаточно для увеличения проходимости колесной машины. Кроме того, увеличение вертикальной нагрузки на колеса приводит к уменьшению радиуса колеса по всей окружности и уменьшению скорости колесной машины. Из-за уменьшения контактной поверхности колеса с почвой в продольной плоскости удельное давление существенно не изменяется.
Наиболее близким к предлагаемому является патент Франции N 8609857, кл. В 60 В 19/00, 1988, в котором повышение проходимости машины обеспечивается большим количеством опорных ведущих колес, имеющих форму полуколеса.
Недостатком предложенного решения является большое количество движителей и связанные с этим повышенная металлоемкость и низкий КПД.
Целью изобретения является повышение проходимости машины и КПД движителей.
Указанная цель достигается путем обеспечения взаимодействия движителей с опорной поверхностью так, что в пределах одного оборота в период контактирования угловая скорость сохраняется постоянной, а после выхода из контакта скорость резко возрастает, а затем уменьшается до исходной постоянной скорости к началу следующего вступления в контакт, что позволяет увеличить суммарное пятно контакта на единицу длины пути, асимптотически приближая его к площади пятна контакта, образованного обычным колесом по мере роста соотношения угловой скорости холостого хода полуколеса и угловой скорости его рабочего хода. Причем переменный режим работы движителей, выполненных в виде двух полуколес по левому и правому бортам, смонтированных так, что каждое полуколесо находится в противофазе по отношению к соседнему полуколесу по одному борту, достигается применением редуктора, выполненного из набора колес разного диаметра, на каждом из которых нарезаны пара зубьев со смещением каждой пары зубьев относительно соседнего колеса в соответствии с заданным законом изменения угловой скорости. Таким образом, к полуколесам, вышедшим из контакта с опорной поверхностью, прикладывают крутящий момент, который обеспечивает их вращение с угловой скоростью, повышающей угловую скорость рабочего хода.
Поскольку в пределах одного оборота в режиме рабочего хода по времени движители работают дольше, чем в режиме холостого хода, то в одну половину цикла по каждому борту работают два полуколеса. Использование полуколес в режиме движителей за каждый оборот более продолжительное время, чем время холостого хода, позволяет уменьшить количество движителей в машине и ее металлоемкость, повысить их проходимость и КПД по сравнению с прототипом тем больше, чем больше кратность отношения угловой скорости холостого хода к угловой скорости рабочего хода.
На фиг. 1 показан общий вид движителей; на фиг. 2 - кинематическая схема привода; на фиг. 3 - циклограмма работы движителей; на фиг. 4 - расположение движителей на колесной машине.
Устройство содержит ступенчатый дифференциальный редуктор 1, предназначенный для получения переменного режима работы движителей колесной машины в пределах одного оборота, межколесный дифференциал 2, обеспечивающий получение разных угловых скоростей движителей на поворотах и при копировании рельефа дороги, два полуколеса 3 и 4, установленные в противофазе по каждому борту, полуоси 5, которые позволяют размещать полуколеса 3 и 4 со смещением в поперечном и продольном направлениях, что уменьшает габариты устройства и позволяет каждому полуколесу перемещаться по индивидуальной колее.
На полуоси межколесного дифференциала насажены колеса разного диаметра. На каждом колесе нарезается по два зуба, которые периодически входят в контакт с двумя зубьями (не показаны) колес, расположенных на полуосях 5. Соотношения радиусов колес на ведущем и ведомых валах дифференциального редуктора, а также смещение каждой пары зубьев относительно соседнего колеса подбираются в соответствии с необходимым законом изменения угловой скорости движителей в пределах одного оборота.
При этом должны соблюдаться начальные условия
rα= rϕ; α= ϕ=360° ;
i1 . i2 . i3 ... in = 1, где n - количество колес соответственно на ведущих и ведомых полуосях дифференциального редуктора; α и ϕ - углы относительного сдвига зубьев между соседними колесами соответственно на ведущем и ведомом валах дифференциального редуктора; i - передаточное отношение в парах контактирующих колес. Расчет кинематических параметров дифференциала осуществляют по специально разработанной программе на ЭВМ.
В соответствии с предложенным способом устройство работает следующим образом.
Ведущие валы дифференциальных редукторов, получающие равномерное вращение от полуосей межколесного дифференциала передают неравномерное вращение в пределах одного оборота на полуоси 5 движителей. Среднее передаточное отношение в ступенчатом дифференциальном редукторе за один оборот ведущего вала равно 1. Ступенчатый дифференциальный редуктор преобразует равномерное вращение ведущего вала в неравномерное вращение ведомого вала так, что в режиме контактирования полуколес с поверхностью пути обеспечивается равномерное вращение, а в режиме холостого хода - в начале ускорение, а затем замедление с возвратом к исходному равномерному вращению к началу очередного контактирования с поверхностью пути. Это позволяет увеличить продолжительность контактирования движителей с поверхностью пути, так как при этом уменьшается время холостого хода движителей по сравнению с прототипом и повышается интенсивность контактирования их с поверхностью пути.
В ступенчатом дифференциальном редукторе соотношения радиусов начальных окружностей зубчатых элементов каждой ступени, относительные углы сдвига между зубчатыми элементами и передаточные отношения в ступенях подобраны так, чтобы обеспечивалось устойчивое получение заданного режима работы в пределах каждого оборота движителя.
В качестве примера в таблице приведены кинематические параметры ступенчатого дифференциального редуктора.
В рассмотренном примере параметры ступенчатого дифференциального редуктора подобраны так, чтобы время tр.х. контактирования каждого полуколеса с поверхностью пути было в 2 раза больше времени tх.х.холостого хода за время цикла tц.
При работе устройства по предлагаемому способу в приведенном примере общая площадь пятна контакта полуколес одного борта на единице длины пути больше площади пятна контакта полуколес прототипа в 1,3 раза. Большее суммарное пятно контакта и уменьшение удельного давления повышает проходимость машины, а увеличение интенсивности контактирования их с поверхностью пути позволяет увеличить КПД их движителей.
Формула изобретения: СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ И КОЛЕСНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
1. Способ создания тягового усилия движителем, состоящим из полуколес, основанный на приложении к полуколесам, находящимся в контакте с опорной поверхностью, крутящего момента, обеспечивающего их вращение с постоянной угловой скоростью, отличающийся тем, что к полуколесам, вышедшим из контакта с опорной поверхностью, прикладывают крутящий момент, который обеспечивает их вращение с угловой скоростью, превышающей указанную.
2. Колесный движитель для создания тягового усилия, содержащий установленные на полуосях полуколеса, соединенные с межколесным дифференциалом ведущего моста, отличающийся тем, что полуоси полуколес соединены с межколесным дифференциалом через редуктор, имеющий набор колес разного диаметра, на каждом из которых выполнена пара зубьев, а соотношение радиусов колес на ведущем и ведомом валах и величина смещения каждой пары зубьев относительно соседнего колеса выбраны в соответствии с заданным законом изменения угловой скорости.