RU2240246C1 - Self-propelled vehicle steering variable-speed drive - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in tractors, self-propelled vehicle prime movers and carriers. Proposed self-propelled vehicle has engine, gearbox and transfer case with wheeled and crawler propulsive device. Power drive of crawler propulsive device has steering mechanism made in form of double bevel symmetrical differential 2. Axle-shafts 3 of differential 2 are connected through final drives 4 with gear wheels of crawler propulsive device. Sun gears 6 of differential 2 are connected through gear trains 7 with cornering control mechanism. Said mechanism is made in form of friction torus variable speed with two parallel sections. Said sections are connected through control mechanism with steering mechanism.

EFFECT: improved steerability of vehicle owing to kinematically correlated action of wheeled and crawler steering circuits and improved accuracy of cornering.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, может быть использовано в тракторах, самоходных машинах, полугусеничных тягачах и транспортерах.The invention relates to transport machinery and, in particular, can be used in tractors, self-propelled machines, semi-tracked tractors and conveyors.

Известна самоходная машина, содержащая двигатель, соединенный через коробку передач и раздаточную коробку с механизмом поворота, выполненным в виде двойного дифференциала, фрикционного вариатора, связанного со второй полуосевой шестерней дифференциала, соединенного с рулевым колесом, и маломоментного фрикциона на водило дифференциала [Авторское свидетельство СССР №1311954, МПК В 60 К 41/28, 1987].Known self-propelled machine containing an engine connected through a gearbox and transfer case with a rotation mechanism made in the form of a double differential, a friction variator associated with the second semi-axial gear of the differential connected to the steering wheel, and a low-speed friction clutch on the differential carrier [USSR Copyright No. 1311954, IPC B 60 K 41/28, 1987].

Недостатком данной конструкции являются большие потери мощности в тормозных фрикционах при повороте, практически постоянная работа фрикционов при движении по местности приводит к преждевременному выходу из строя данных механизмов и снижению надежности конструкции; импульсный режим поддержания заданной кривизны траектории движения приводит к дополнительным нагрузкам на элементы трансмиссии.The disadvantage of this design is the large loss of power in the brake friction clutch when turning, almost constant operation of the clutch when driving on the ground leads to premature failure of these mechanisms and reduce the reliability of the structure; the pulse mode of maintaining a given curvature of the motion path leads to additional loads on the transmission elements.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является самоходная машина, содержащая механизм поворота, в котором полуоси привода гусениц связаны с дисковыми фрикционными вариаторами с внутренним контактом стальных конических дисков, которые установлены на качающейся рамке и управляются рулевым механизмом [Авторское свидетельство СССР №1368219, МПК В 62 D 11/18].The closest technical solution, selected as a prototype, is a self-propelled machine containing a turning mechanism, in which the drive axles of the tracks are connected to disk friction variators with an internal contact of steel conical disks that are mounted on a swinging frame and are controlled by the steering mechanism [USSR Author's Certificate No. 1368219 IPC B 62 D 11/18].

Недостатком данной конструкции является то, что при повороте не сохраняется скорость прямолинейного движения машины, что при использовании комбинированного (например, колесно-гусеничного) движителя не позволяет кинематически согласовать работу различных элементов движителя самоходной машины при движении по криволинейной траектории. Данный механизм обладает малым диапазоном регулирования радиусов поворота из-за малого диапазона изменения передаточных чисел дисковых фрикционных вариаторов. К недостаткам механизма поворота также следует отнести сложность изготовления, относительно малый КПД вследствие большого скольжения между дисками вариатора.The disadvantage of this design is that when turning, the speed of the rectilinear movement of the machine is not maintained, which when using a combined (for example, wheel-caterpillar) propulsion device does not allow you to kinematically coordinate the work of various elements of the propulsion of the self-propelled vehicle when moving along a curved path. This mechanism has a small range of regulation of turning radii due to the small range of change of gear ratios of disk friction variators. The disadvantages of the rotation mechanism should also include manufacturing complexity, relatively low efficiency due to the large slip between the variator disks.

Технический результат изобретения направлен на улучшение управляемости машины с комбинированным движителем за счет реализации кинематически согласованного действия колесной и гусеничной схем поворота, а также повышение точности регулирования поворота за счет гусеничного движителя.The technical result of the invention is aimed at improving the controllability of a machine with a combined propulsion due to the implementation of the kinematically coordinated action of the wheel and caterpillar steering circuits, as well as improving the accuracy of steering through the caterpillar propulsion.

Технический результат достигается тем, что машина с комбинированным движителем, включающим колесный и гусеничный привод, содержащая двигатель, связаный через коробку передач и раздаточную коробку с колесным и гусеничным движителем, оснащена рулевым управлением, обеспечивающим с помощью системы тяг и рычагов оппозитный поворот управляемых колес, при этом гусеничный движитель дополнительно снабжен механизмом поворота, выполненным в виде двойного конического симметричного дифференциала, полуоси которого связаны через бортовые передачи с ведущими зубчатыми колесами гусеничного движителя, а солнечные шестерни дифференциала связаны через зубчатые передачи с механизмом регулирования поворота, выполненным в виде фрикционного торового вариатора с двумя параллельными секциями, которые связаны через механизм управления с рулевым механизмом.The technical result is achieved in that a machine with a combined propulsion unit including a wheel and caterpillar drive, comprising an engine coupled through a gearbox and a transfer case with a wheel and caterpillar drive unit, is equipped with a steering that provides, with the help of a traction system and levers, an opposite rotation of the steered wheels, this caterpillar mover is additionally equipped with a turning mechanism made in the form of a double conical symmetrical differential, whose axles are connected through the side gears and drive gears caterpillar drive and the sun gears of the differential are connected via gears with rotation regulating mechanism made in the form of friction toroidal variator with two parallel sections which are connected via the control mechanism to the steering mechanism.

Отличительными признаками от прототипа является то, что гусеничный движитель снабжен механизмом поворота, выполненным в виде двойного конического симметричного дифференциала, полуоси которого связаны через бортовые передачи с ведущими звездочками гусениц, а солнечные шестерни дифференциала связаны через шестеренные передачи с механизмом регулирования поворота, выполненным в виде фрикционного торового вариатора с двумя параллельными секциями, и механизмом согласования с колесным рулевым управлением.Distinctive features of the prototype is that the caterpillar mover is equipped with a rotation mechanism made in the form of a double bevel symmetrical differential, whose axles are connected via final drives to the drive sprockets of the tracks, and the differential sun gears are connected via gears with a rotation control mechanism made in the form of a friction a torus variator with two parallel sections, and a matching mechanism with wheel steering.

На чертеже дана принципиальная кинематическая схема рулевого управления машины с комбинированным движителем.The drawing shows a basic kinematic diagram of the steering machine with a combined propulsion.

Рулевое управление машины с комбинированным (колесно-гусеничным) движителем включает двигатель, связаный с механизмом поворота через коническую главную передачу 1, конический симметричный двойной дифференциал 2, полуоси 3 дифференциала, связаные через бортовые передачи 4 с ведущими звездочками гусениц 5, солнечные шестерни 6 дифференциала, связаные через зубчатые передачи 7 с механизмом регулирования поворота, выполненным в виде фрикционного торового вариатора с двумя параллельными секциями. Торовые диски 8 связаны с левой солнечной шестерней 6 дифференциала 2, а диски 9 связаны с правой солнечной шестерней 6 дифференциала 2. Синхронная работа секций обеспечивается механизмом управления, которой включает зубчатые колеса 10 и 11, находящиеся в зацеплении и связаные через тяги с рычагами поворота роликов 12 и 13. Механизм управления кинематически связан с рулевым управлением колесного движителя 14 через шестерню 15. Поворотная шестерня 15 связанна с валом рулевой колонки 16.The steering of a machine with a combined (wheel-caterpillar) propulsion device includes an engine connected to the rotation mechanism through a bevel main gear 1, a conical symmetrical double differential 2, axles 3 of the differential connected via final drives 4 with the drive sprockets of the tracks 5, sun gears 6 of the differential, connected through gears 7 with a rotation control mechanism made in the form of a friction torus variator with two parallel sections. The torus disks 8 are connected to the left sun gear 6 of the differential 2, and the disks 9 are connected to the right sun gear 6 of the differential 2. The synchronous operation of the sections is provided by the control mechanism, which includes gears 10 and 11, which are meshed and connected through rods with levers for turning the rollers 12 and 13. The control mechanism is kinematically connected with the steering of the wheel mover 14 through the gear 15. The rotary gear 15 is connected with the shaft of the steering column 16.

В исходном положении при прямолинейном движении рулевое колесо находится в среднем положении, ролики вариатора 12 и 13 находятся в нейтральном положении, когда передаточное число вариатора равно единице. Валы 18 и 19 вращаются с одинаковой скоростью, правая и левая шестеренная передачи 7 вращаются с одинаковой скоростью, следовательно, с одинаковой скоростью вращаются и зубчатые колеса пять. Машина движется прямолинейно.In the initial position, in a rectilinear motion, the steering wheel is in the middle position, the variator rollers 12 and 13 are in the neutral position when the gear ratio of the variator is equal to one. The shafts 18 and 19 rotate at the same speed, the right and left gears 7 rotate at the same speed, therefore, five gears rotate at the same speed. The machine moves in a straight line.

При повороте, например, налево управляемые колеса при помощи рулевого механизма поворачиваются влево. Шестерня 15, связанная с валом рулевой колонки 16, поворачивается и, находясь в зацеплении с зубчатым колесом 11, поворачивает его. Ролик 12 посредством тяги 20 переводится вправо. Ролик 13 переводится влево на такое же значение, так как передаточное число зацепления зубчатых колес 10 и 11 равно единице.When turning, for example, to the left, the steered wheels with the steering gear turn to the left. The gear 15 associated with the shaft of the steering column 16 is rotated and, being in engagement with the gear wheel 11, rotates it. The roller 12 through the rod 20 is translated to the right. The roller 13 is translated to the left by the same value, since the gear ratio of the gearing of the gears 10 and 11 is equal to one.

Таким образом изменяется передаточное число вариатора. Диск 9 начинает вращаться быстрее диска 8. Следовательно, вал 19 начинает вращаться быстрее, а вал 18 - медленнее.Thus, the gear ratio of the variator changes. The disk 9 begins to rotate faster than the disk 8. Therefore, the shaft 19 begins to rotate faster, and the shaft 18 - slower.

Благодаря этому редуцированию и кинематической связи солнечных шестерен 6 и полуосей 3 посредствам дифференциала обеспечивается ускоренное вращение левой и замедленное вращение правой полуосей 3.Due to this reduction and the kinematic connection of the sun gears 6 and the axle shafts 3 by means of the differential, accelerated rotation of the left and slow rotation of the right axle shafts 3 are provided.

Изменение направления движения машины обеспечивается посредством перемещения роликов 12 и 13 в зависимости от поворота рулевого колеса и управляемых колес в ту или иную сторону. Величена радиуса поворота и его непрерывное изменение от прямолинейного движения транспортного средства до движения с минимальным радиусом обеспечивается бесступенчатым изменением передаточного отношения между дисками 8 и 9.Changing the direction of movement of the machine is provided by moving the rollers 12 and 13 depending on the rotation of the steering wheel and steered wheels in one direction or another. The radius of rotation and its continuous change from the rectilinear movement of the vehicle to the movement with a minimum radius is provided by a stepless change in the gear ratio between the disks 8 and 9.

Торовая фрикционная передача с двумя параллельными секциями обеспечивает увеличение передаваемой мощности.Toroidal friction gear with two parallel sections provides increased transmitted power.

Claims (1)

Самоходная машина с комбинированным движителем, содержащая двигатель, связанный через коробку передач и раздаточную коробку с колесным и гусеничным движителем, отличающаяся тем, что силовой привод гусеничного движителя дополнительно снабжен механизмом поворота, выполненным в виде двойного конического симметричного дифференциала, полуоси которого связаны через бортовые передачи с ведущими зубчатыми колесами гусеничного движителя, а солнечные шестерни дифференциала связаны через зубчатые передачи с механизмом регулирования поворота, выполненным в виде фрикционного торового вариатора с двумя параллельными секциями, которые связаны через механизм управления с рулевым механизмом.A self-propelled vehicle with a combined propulsion system, comprising an engine coupled through a gearbox and a transfer case with a wheel and caterpillar drive, characterized in that the power drive of the caterpillar drive is additionally equipped with a turning mechanism made in the form of a double bevel symmetrical differential, whose axles are connected via final drives with driving gears of a caterpillar mover, and the sun gears of the differential are connected through gears with a steering gear and designed as a frictional toroidal variator with two parallel sections which are connected via the control mechanism to the steering mechanism.