SU1743968A1 - Vehicle steering drive axle - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трансмисси м и ходовым системам транспортных средств малой механизации. Цель изобретени  - повышение эффективности работы за счет повышени  т гово-сцепных показателей Управл емый ведущий мост содержит главную передачу, выполненную в виде ведущей 1 и ведомой 2 конических шестерен, межколесный дифференциал, включающий полуосевые шестерни 14 и наход щиес  с ними в зацеплении сателлиты 12 и 13, а также бортовые редукторы, выполненные в виде эпициклических передач, включающих входные звень , выполненные в виде эксцентриков 5 с дисками 6, опорные звень  в виде гибких колес 8, а также выходные звень  в виде водила или жесткого колеса 7, соединенных с ведомой шестерней главной передачи, их опорные звень  - с полуосевыми шестерн ми, а один из сателлитов дифференциала - с рулевым механизмом. При неподвижном рулевом механизме происходит пр молинейное движение транспортного средства, а при его вращении - изменение частот вращени  ведущих колес привод щее к повороту транспортного средства 1 ил. ЈThe invention relates to transmissions and running systems of vehicles with low mechanization. The purpose of the invention is to increase the work efficiency due to the increase of the go-coupling indicators. The controlled drive axle contains the main gear, made in the form of leading 1 and driven 2 bevel gears, cross-axle differential, including semi-axle gears 14 and satellites 12 and 13, as well as onboard gearboxes, made in the form of epicyclic gears, including input units, made in the form of eccentrics 5 with disks 6, supporting units in the form of flexible wheels 8, as well as output units in the form of drove Whether hard-wheel 7 connected to the driven gear main transmission, their bearing units - with the side gear E, and one of the differential satellites - a steering mechanism. When the steering gear is stationary, a straight-line movement of the vehicle occurs, and when it rotates, a change in the frequencies of rotation of the driving wheels causes the vehicle to turn 1 or more. J

Description

Изобретение относитс  к трансмисси м и ходовых системам транспортных средств, преимущественно одно- и более осных малогабаритных тракторов и самоходных тележек , которые предназначены в качестве средств малой механизации дл  обработки малогабаритных участков полей, уборки тротуаров и помещений внутри зданий и должны иметь хорошую поворачиваемость и т гово-сцепные показатели при относительно малых габаритах, весе и стоимости.The invention relates to transmissions and undercarriage systems of vehicles, mainly single- and more axle-sized tractors and self-propelled carts, which are intended as means of small-scale mechanization for processing small-sized areas of fields, cleaning sidewalks and rooms inside buildings and should have good steering and traction. - coupling performance with relatively small dimensions, weight and cost.

Известны мотоблоки и малогабаритные тракторы, включающие ведущий мост с межколесным дифференциалом и главной передачей . Поворот одноосных мотоблоков, как правило, осуществл ют, воздейству  через руко тки управлени  на мост, что приводит к срабатыванию межколесного дифференциала . Малогабаритные тракторы, как правило , выполн ют с сочлененной ходовой системой При управлении такими средствами малой механизации требуетс  прилагать достаточно большие усили , и водитель при работе с ними устает. Дл  облегчени  условий его работы следует примен ть управл емые ведущие мосты.Known tillers and compact tractors, including a drive axle with cross-axle differential and the main transmission. The rotation of the uniaxial tillers, as a rule, is carried out through the control handles on the bridge, which leads to the operation of the cross-wheel differential. Compact tractors, as a rule, are made with an articulated undercarriage system. When controlling such small-scale mechanization, it is required to apply sufficiently large efforts, and the driver gets tired when working with them. To ease its working conditions, controlled drive axles should be used.

Известны управл емые ведущие мосты транспортных средств, содержащие рулевое устройство с рулевой трапецией, т гами и цапфами, главную передачу, выполненную в виде ведущей и ведомой конических шестерен, из которых ведома  соединена с корпусом дифференциала, включающего сателлиты , также соединенные с корпусом, и полуосевые шестерни, соединенные карданными шарнирами с входными звень миKnown controllable drive axles of vehicles, containing a steering device with steering linkage, t and pins, main gear, made in the form of driving and driven bevel gears, from which the drive is connected to the differential housing, including satellites, also connected to the housing, and semi-axial gears connected by cardan joints with input links

1 Јь1

GJ Ю О СОGJ Yu O SB

бортовых планетарных редукторов, включающих также выходные звень , св занные с ведущими колесами, и опорные звень , св занные с рамой.side planetary gearboxes, which also include output links associated with driving wheels, and support links associated with the frame.

По схеме с коническим межколесным дифференциалом, карданными шарнирами и бортовыми планетарными редукторами выполнены управл емые ведущие мосты автомобилей , а также многих тракторов.According to the scheme with a conical cross-axle differential, cardan joints and onboard planetary gearboxes, the drive axles of the vehicles, as well as many tractors, are operated.

Недостатком такого управл емого ведущего моста  вл ютс  большие габариты и масса, а также св занна  с большим числом деталей сложность. Если управл емый ведущий мост работает с т говой нагрузкой на поверхности, имеющей разные сцепные свойства, то межколесный дифференциал приходитс  блокировать. Если даже буксование колес при этом разное, то дл  поддержани  пр молинейности движени  приходитс  поворачивать колеса, двига сь с боковым уводом и повышенными потер ми , что приводит к снижению т гово-сцеп- ных показателей.The disadvantage of such a controlled drive axle is its large size and weight, as well as the complexity associated with a large number of details. If the controlled drive axle operates with a thrust load on surfaces with different grip properties, then the cross-axle differential has to be blocked. Even if the wheel slippage is different in this case, then in order to maintain the straightness of the movement, the wheels must be rotated, moving with a side drive and increased losses, which leads to a decrease in the traction characteristics of the wheels.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы за счет повышени  т гово- сцепных показателей.The purpose of the invention is to increase the efficiency of work due to the increase in the t-link indicators.

Эта цель достигаетс  тем, что у управл емого ведущего моста транспортного средства, имеющего рулевой механизм, главную передачу, выполненную в виде ведущей и ведомой конических шестерен, кинематически св занную через редуктор, включающий паразитные шестерни и полуосевые шестерни с бортовыми редукторами , каждый из которых выполнен с входными звень ми, с выходными звень ми , св занными с ведущими колесами и с опорными звень ми, бортовые редукторы выполнены волновыми, входные звень  которых выполнены эксцентриковыми валами и соединены с ведомой конической шестерней главной передачи, а их опорные звень  - с полуосевыми шестерн ми редуктора , а одна из паразитных шестерен - с рулевым механизмом,причем главна  передача размещена внутри редуктора, а ведуща  шестерн  и паразитные шестерни выполнены соосными. Управл емый ведущий мост проще, чем известный, так как он не включает карданных валов, шарниров, рулевой трапеции и рулевого механизма, а также шкворневого устройства. Ведуща  шестерн  главной передачи соединена валом с силовым агрегатом. Повышение т го- во-сцепных показателей достигаетс  при этом благодар  тому, что при буксовании одного из колес водитель, поворачива  руль, ускор   при этом скорость вращени  буксующего и замедл   скорость не буксующего колес, предотвращает отклонениеThis goal is achieved by the fact that the controlled drive axle of a vehicle having a steering mechanism has a main gear, made in the form of driving and driven bevel gears, kinematically connected through a gearbox, including parasitic gears and semi-axle gears with onboard gearboxes, each of which is made with input links, with output links associated with driving wheels and with support links, bead gears are made wave, the input links of which are made with eccentric shafts and s with the driven bevel gear main transmission, and their support members - with the side gear reducer E, and one of the idler gears - a steering mechanism, wherein the main gear disposed within the gear and pinion gear and the idler gear are made coaxial. Driven drive axles are simpler than the known ones, since they do not include the drive shafts, joints, steering linkage and steering gear, as well as the pivot shaft. The drive gear of the main gear shaft connected to the power unit. At the same time, when the one of the wheels is slipping, the driver, turning the steering wheel, accelerates the rotational speed of the skidding and slows down the speed of the non-skidding wheel, prevents deflection

траектории движени  от заданной. При этом колеса моста кат тс  без бокового увода с высокими т гово-сцепными показател ми , а механизм блокировки колес неtrajectories of movement from the set. In this case, the wheels of the axle are cut without lateral withdrawal with high T-go-coupling indicators, and the locking mechanism of the wheels is not

требуетс .is required.

На чертеже изображена кинематическа  схема управл емого ведущего моста.The drawing shows a kinematic diagram of a controlled drive axle.

Управл емый ведущий мост состоит из редуктора, бортовых редукторов и главнойDriven drive axle consists of a gearbox, side gearboxes and the main

передачи. Последн   выполнена в виде ведущей 1 и ведомой 2 конических шестерен. Ведуща  шестерн  1 посредством вала 3 св зана с двигателем 4 транспортного средства . Кроме того, в предложенном мостуtransfer. Last made in the form of a leading 1 and slave 2 bevel gears. Drive gear 1 via shaft 3 is connected to vehicle engine 4. In addition, in the proposed bridge

вместо бортовых планетарных редукторов применены более легкие волновые.instead of the onboard planetary gears, lighter wave ones are used.

Бортовые волновые редукторы содержат входные звень , выполненные в виде эксцентриков 5 с дисками б генераторовOn-board wave gearboxes contain input links made in the form of eccentrics 5 with disks b generators

волн, выходные звень , выполненные в виде жестких колес с внутренними зубь ми 7, а также опорные звень , выполненные в виде соосных с генераторами волн гибких колес 8 с двум  зубчатыми венцами наwaves, output links made in the form of rigid wheels with internal teeth 7, as well as support links made in the form of flexible wheels 8 coaxial with wave generators with two toothed rims on

противоположных кра х. Жесткие колеса 7 соединены с крышками 9, а последние - с дисками, ободами 10 и колесами 11 транспортного средства.opposite edges. Hard wheels 7 are connected with covers 9, and the latter with discs, rims 10 and wheels 11 of the vehicle.

Межколесный редуктор включает паразитные шестерни 12 и 13, а также полуосевые конические шестерни 14. Последние соединены с помощью зубчатого соединени  с гибкими колесами 8. Паразитна  шестерн  13 св зана с рулевым колесом 15.The cross-wheel reducer includes spurious gears 12 and 13, as well as semi-axial bevel gears 14. The latter are connected by gear with flexible wheels 8. Parasite gear 13 is connected with the steering wheel 15.

Между рулевым колесом 15 и паразитной шестерней 13 может быть также установлен рулевой механизм 16, представл ющий собой гидравлический усилитель рул  либо механический редуктор. Паразитна  шестерн Between the steering wheel 15 and the parasitic gear 13 can also be installed steering mechanism 16, which is a hydraulic steering booster or mechanical gearbox. Parasitic gear

12 установлена на валу 3 привода главной передачи и свободно вращаетс  на подшипнике 17.12 is mounted on the shaft 3 of the main drive and rotates freely on the bearing 17.

Редуктор и главна  передача помещены в корпусе ведущего моста 18, на чулках 19 последнего установлены подшипники 20, на которых вращаютс  ступицы 21 ведущих колес, соединенные с ободами 10 болтовым соединением. Торцы конечных передач за- щищены крышками 9. В последних установ- лены подшипники 22 внешних опор эксцентриковых валов. Их внутренние концы установлены на подшипниках 23 редуктора . Шестерни 14 редуктора вращаютс  на подшипниках 24, установленных в корпусе 18 ведущего моста. Кроме того, в корпусе 18 ведущего моста установлены подшипники 25, на которых вращаютс  вал привода 3 и паразитна  шестерн  12. Эксцентриковые валы 5 соединены между собой валом 26,The gearbox and the main gear are placed in the housing of the drive axle 18, on the stockings 19 of the latter are mounted bearings 20, on which the hubs of the drive wheels 21 are connected, connected to the rims 10 by bolting. The ends of the final drives are protected by covers 9. In the latter, bearings of 22 external supports of eccentric shafts are installed. Their inner ends are mounted on bearings 23 of the gearbox. Gears 14 of the gearbox rotate on bearings 24 mounted in drive axle housing 18. In addition, bearings 25 are mounted in the drive axle housing 18, on which the drive shaft 3 and the parasitic gear 12 rotate. The eccentric shafts 5 are interconnected by a shaft 26,

соединенным с ведомой шестерней 2 глав- ной передачи.connected to the driven gear 2 main gear.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При вращении ведущей 1 и ведомой 2 шестерен главной передачи, а также св занных с ними вала 26 и эксцентриков 5 генераторов волн образуетс  волна деформации гибких колес 8. В результате одного оборота волнообразовател  жесткое колесо 7 (число зубьев 7Ж), св занное с ведущим колесом 15, поворачиваетс  относительно гибкого колеса (число зубьев Zr) на 7Ж - Zr зубьев. Частота вращени  жесткого колеса 2Г/(2Ж - Zr) раз меньше, чем эксцентриков 5. На опорной поверхности с однородными сцепными свойствами оба колеса 11 вращаютс  с равной частотой и к ним приложены равные реактивные моменты. При этом на зубь  паразитных шестерен 12 и 13 со стороны полуосевых шестерен 14 действуют равные усили  одного знака, момент которых не передаетс  на вал рулевого колеса 15.When the driving 1 and driven 2 gears of the main gear, as well as the associated shaft 26 and eccentrics 5 of the wave generators are rotated, a deformation wave of the flexible wheels 8 is formed. As a result of one revolution of the wave former, the rigid wheel 7 (number of teeth 7Ж) is connected with the driving wheel 15, rotates relative to the flexible wheel (number of Zr teeth) by 7F-Zr teeth. The frequency of rotation of the rigid wheel 2G / (2G - Zr) is less than eccentrics 5. On the supporting surface with uniform adhesion properties, both wheels 11 rotate with equal frequency and equal reactive moments are applied to them. In this case, the teeth of the parasitic gears 12 and 13 from the side of the axle gears 14 are affected by equal forces of the same sign, the moment of which is not transmitted to the shaft of the steering wheel 15.

При вращении рулевого колеса 15 и св занного с ним рулевого вала 27 в ту или иную сторону гибкие колеса 8 поворачиваютс  на подшипниках 24 в противоположные стороны . При этом поворачиваютс  также св зан- ные с ними жесткие колеса 7. Результирующа  частота вращени  жестко-: го колеса 7 одного борта в результате суммировани  скоростей вращени , передаваемых от рул  15 и главной передачи , больше, чем на противоположном борту, где происходит вычитание упом нутых скоростей . Поэтому поворот рулевого колеса 15 на поверхности с однородными сцепными свойствами приводит к повороту транспортного средства.When the steering wheel 15 and the associated steering shaft 27 are rotated to one side or the other, the flexible wheels 8 turn on the bearings 24 in opposite directions. In this case, the rigid wheels 7 associated with them are also rotated. The resulting rotational speed of the hard: wheel 7 on one side as a result of the summation of the rotation speeds transmitted from the steering wheel 15 and the main gear is greater than on the opposite side, where the subtraction of the full speeds. Therefore, the rotation of the steering wheel 15 on a surface with uniform adhesion properties leads to the rotation of the vehicle.

При движении по основанию с разными сцепными свойствами или с асимметричной т говой нагрузкой одно из колес 11 буксует больше, чем другое, что приводит к по влению их разных касательных сил т ги колес и момента сил на рулевом валу, а следовательно , к искривлению траектории движени . Дл  выпр млени  последней водитель, воздейству  на руль 15, преодолевает разность моментов в контакте колес 11 с почвой .When moving along the base with different coupling properties or with asymmetric traction load, one of the wheels 11 slips more than the other, which leads to the appearance of their different tangential forces of the wheels and the torque on the steering shaft, and consequently, the curvature of the movement trajectory . In order to rectify the latter, the driver, acting on the steering wheel 15, overcomes the difference in moments at the contact of the wheels 11 with the soil.

Таким образом, упрощение конструкции , снижение габаритов и веса предлагаемого моста достигаетс  благодар  тому, что в нем отсутствуют карданные валы и шарниры , рулева  трапеци  и рулевой механизм, а также шкворневое устройство, бортов,ые редукторы содержат лишь по две зацепл ющиес  шестерни, так как вместо планетарных бортовых передач в мосту примененыThus, simplifying the design, reducing the size and weight of the proposed bridge is achieved due to the fact that it does not have cardan shafts and hinges, a rudder trapezoid and steering gear, as well as a pivot device, beads, gearboxes contain only two gears each. instead of planetary gears in the bridge applied

волновые, имеющие относительно большие передаточные числа трансмиссии при малых габаритах и весе. Повышение т гово- сцепных показателей при пр молинейномwave, having relatively large transmission ratios with small dimensions and weight. The increase in t-coupling indicators at a straight line

движении и повороте достигаетс  благодар  тому, что водитель имеет возможность регулировать соотношение окружных скоростей колес обоих бортов, не допуска  полной пробуксовки одного из них. При этомdriving and turning is achieved due to the fact that the driver has the ability to adjust the ratio of the peripheral speeds of the wheels of both sides, without admitting full slip of one of them. Wherein

0 также отпадает необходимость в специальном механизме блокировки межколесного редуктора. .0 also eliminates the need for a special mechanism for locking the crosswheel gearbox. .

На неподвижном руле, а следовательно, и гибких колесах жесткие колеса 7 и св зан5 ные с ними ободы 1 и диски 21 правого и левого ведущих колес 11 вращаютс  с равной скоростью, причем реактивные усили , действующие на правую и левую паразитные шестерни 12 и 13, взаимноуравновеши0 ваютс  и на рулевое колесо не передаютс . Дл  поворота управл емого ведущего моста водитель поворачивает рулевое колесо 15, а вместе с ним и шестерню 13 редуктора. Это вызывает поворот правой и левой шестеренOn a fixed steering wheel and, consequently, on flexible wheels, rigid wheels 7 and associated rims 1 and discs 21 of the right and left drive wheels 11 rotate at equal speed, with reactive forces acting on the right and left parasitic gears 12 and 13, mutually balanced and are not transmitted to the steering wheel. To turn the driven drive axle, the driver turns the steering wheel 15, and with it the gear 13 of the gearbox. This causes a rotation of the right and left gears.

5 14 в противоположные стороны, ускор   движение внешнего и замедл   движение внутреннего ведущих колес 11. Чем больше скорость поворота рул  15, тем с меньшим радиусом поворачиваетс  транспортное5 14 in opposite directions, accelerating the movement of the outer and slowing down the movement of the inner driving wheels 11. The greater the speed of rotation of the steering wheel 15, the smaller the radius of the transport

0 средство. Руль 15 одновременно передает реактивный момент, который воспринимает водитель.0 means. The steering wheel 15 simultaneously transmits the reactive moment that the driver perceives.

Claims (1)

Описанное устройство работоспособно, хот  в нем отсутствует продольна  и попе5 речна  т ги, шкворневые устройства, карданные валы равных угловых скоростей. Волновые редукторы главных передач имеют большое передаточное число. Поэтому главна  передача и редуктор передают ма0 лый крут щий момент и могут быть выполнены малогабаритными. Это приводит к снижению металлоемкости управл емого моста по сравнению с известными. Формула изобретени The described device is operational, although it lacks longitudinal and transverse thrusting, pivot devices, cardan shafts of equal angular velocity. Wave gear main gears have a large gear ratio. Therefore, the main gear and the gearbox transmit small torque and can be made small. This leads to a decrease in the metal intensity of the controlled bridge in comparison with the known ones. Invention Formula 5 Управл емый ведущий мост транспортного средства, имеющего рулевой механизм , содержащий главную передачу, выполненную в виде ведущей и ведомой конических шестерен, кинематически св 0 занную через редуктор, включающий паразитные шестерни и полуосевые шестерни с бортовыми редукторами, каждый из которых выполнен с входными звень ми, и выходными звень ми, св занными с5 A controlled drive axle of a vehicle having a steering mechanism containing a main gear, made in the form of driving and driven bevel gears, kinematically coupled through a gearbox, including parasitic gears and semi-axial gears with final drives, each with an input link and output links associated with 5 ведущими колесами и с опорными звень ми , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы за счет повышени  т гово-сцепных показателей, бортовые редукторы выполнены волновыми , входные звень  которых выполнены эксцентриковыми валами и соединены с ведомой конической шестерней главной передачи , а их опорные звень  - с полуосевыми шестерн ми редуктора, а одна из паразитных шестерен - с рулевым механизмом, причем главна  передача размещена внутри редуктора, а ведуща  шестерн  и паразитные шестерни выполнены соосными.5 driving wheels and with support links, characterized in that, in order to increase work efficiency by increasing t go-coupling indicators, the side-mounted gearboxes are made wave, the input links of which are made by eccentric shafts and connected to the driven bevel gear of the main gear, and the support links are with semi-axial gears of the gearbox, and one of the parasitic gears is with a steering mechanism, the main gear is located inside the gearbox, and the drive gears and parasitic gears are coaxial. ЯI 1515