привод ведущего колеса

Формула изобретения

1. Привод ведущего колеса предпочтительно детского веломобиля, с помощью конических зубчатых шестерен - ведущей, двойной промежуточной и жестко укрепленной на ступице ведущего колеса ведомой конической зубчатой шестерни, содержащий ось ведущего колеса веломобиля, связанную с элементом рулевого управления для вращения относительно двойной промежуточной конической зубчатой шестерни в плоскости, перпендикулярной ее геометрической оси, отличающийся тем, что в двойной промежуточной конической зубчатой шестерне выполнено центральное продольное отверстие, в котором размещен вал, один конец которого жестко присоединен под преимущественно прямым углом к торцу оси ведущего колеса, а другой конец жестко присоединен к элементу рулевого управления.

2. Привод ведущего колеса предпочтительно детского веломобиля по п.1, отличающийся тем, что элемент рулевого управления выполнен в виде коромысла параллелограммного механизма, причем оси вращения коромысла и вала совпадают.

3. Привод ведущего колеса предпочтительно детского веломобиля по п.1, отличающийся тем, что вал и ось колеса выполнены в виде L-образного стержня, короткая полка которого является осью колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для приведения в действие колесных транспортных средств мускульной силой человека и может быть использовано, в частности, в качестве зубчатой трансмиссии с коническими зубчатыми шестернями, преимущественно детского веломобиля, а также электрифицированных машин-игрушек.

Привод ведущего колеса всех известных веломобилей, т.е. автомобилей, приводимых мускульной силой человека, содержит, как правило, приводной вал педально-кривошипного механизма, который связан с ведущим колесом с помощью цепной передачи [1]. Известен также привод ведущего колеса с помощью конических зубчатых шестерен - ведущей, укрепленной на приводном валу, двойной промежуточной и укрепленной на ступице ведущего колеса ведомой конической зубчатой шестерни, содержащий ось ведущего колеса веломобиля, связанную с элементом рулевого управления для вращения относительно двойной промежуточной конической зубчатой шестерни в плоскости, перпендикулярной ее геометрической оси. Таковым является, например, привод ведущего колеса автомобиля фирмы "Бразье" [2]. В этом приводе к наружной поверхности полого шкворня под прямым углом к геометрической оси его центрального отверстия жестко присоединены кулак, связанный с тягой или т.п. элементом системы рулевого управления, и торец оси ведущего колеса.

Данный привод автомобиля не обеспечивает высокой маневренности и нетехнологичен (имеет много деталей, конструкция которых затрудняет сборку), а сочленение "кулак-тяга рулевого управления" требует больших усилий для вращения втулки с осью ведущего колеса автомобиля. Это подавно препятствует применению такого сочленения для использования в детском веломобиле.

Целью данного изобретения является создание привода ведущего колеса предпочтительно для детского веломобиля, обеспечивающего высокую маневренность, простоту сборки и легкость управления.

Поставленная цель достигается тем, что в известном приводе ведущего колеса с помощью конических зубчатых шестерен - ведущей, двойной промежуточной и жестко укрепленной на ступице ведущего колеса ведомой конической зубчатой шестерни, содержащем ось ведущего колеса веломобиля, связанную с элементом рулевого управления для вращения относительно двойной промежуточной конической зубчатой шестерни в плоскости, перпендикулярной ее геометрической оси, в двойной промежуточной конической зубчатой шестерне выполнено центральное продольное отверстие, в котором размещен вал, один конец которого жестко присоединен под преимущественно прямым углом к торцу оси ведущего колеса, а другой конец - жестко присоединен к элементу рулевого управления. Благодаря такой конструкции привода ось ведущего колеса оказывается ниже двойной промежуточной конической зубчатой шестерни и получает возможность поворота относительно него на ±90°, что повышает маневренность веломобиля, а сама двойная промежуточная шестерня для вала, связанного с элементом рулевого управления, выполняет функцию полого шкворня, что упрощает конструкцию привода. При этом элемент рулевого управления выполнен в виде коромысла параллелограммного механизма, а оси вращения коромысла и вала совпадают. Более того, для упрощения конструкции вал и ось колеса выполнены в виде L-образного стержня, короткая полка которого является осью колеса.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен детский веломобиль (вид сбоку), на фиг.2 - вид на этот же веломобиль сверху, на фиг.3 - сечение фиг.1 по А-А, на котором показана конструкция привода ведущего колеса веломобиля согласно изобретению, на фиг.4 - сечение фиг.1 по Б-Б, на котором показан параллелограммный механизм рулевого управления, а на фиг.5 - сечение фиг.1 по В-В, на котором показан крепежный узел передней и задней частей кузова.

Кузов детского веломобиля выполнен составным и, как показано на фиг.1 и фиг.2, содержит переднюю часть 1 и заднюю часть 2, которые могут линейно перемещаться относительно друг друга и фиксироваться винтовым крепежным узлом 3. На передней части 1 кузова укреплено рулевое колесо 4 с рулевой колонкой 5. В задней части 2 кузова установлено сиденье 6.

Как показано на фиг.3 и 4, под передней частью 1 кузова укреплено основание 10, под которым слева и справа укреплена пара кронштейнов 7. На каждом из кронштейнов 7 установлены подшипники 8, а на основании 10 - подшипники 9. Расположение подшипников 8 и 9 относительно друг друга обеспечивает установку в них соответственно двух валов 11, выполненных в виде L-образных круглых стержней, нижняя короткая полка каждого из которых выполняет функцию оси Г для колеса 12. Для этой цели нижние концы валов 11 отогнуты преимущественно на 90°. Данный угол не является строгой величиной и может иметь отклонения ±10° в зависимости от размера шестерен и от требуемой степени устойчивости веломобиля при езде. Разумеется, возможен вариант, при котором каждая ось переднего колеса 12 может быть и самостоятельной деталью, привариваемой (или прикрепляемой любым другим известным образом) к торцу вала 11. Верхние концы валов 11 связаны с тягами рулевого управления.

Кронштейны 7 несут на себе также и пару подшипников 13, в которых укреплен кривошипный приводной вал 14 с педалями 15. На одном из концов кривошипного приводного вала 14 жестко установлена ведущая коническая шестерня 16, находящаяся в зацеплении с двойной промежуточной шестерней, размещенной на полом шкворне 17. Здесь под шкворнем понимается деталь, относительно геометрической оси которой происходит вращение оси колеса при повороте веломобиля. Как показано на фиг.3, полый шкворень 17 представляет собой втулку, на верхнем и нижнем концах которой выполнены конические венцы Д и Е, образующие двойную промежуточную шестерню. Шкворень 17 установлен на одном из валов 11 так, что верхний конический венец Д находится в зацеплении с ведущей конической шестерней 16, а нижний венец Е - с ведомой конической шестерней 18, жестко укрепленной на ступице переднего ведущего колеса 12 веломобиля концентрично его геометрической оси. Как показано на фиг.4, верхние концы валов 11 жестко связаны с коромыслами 19 - элементами рулевого параллелограммного механизма, а свободные концы коромысел 19 шарнирно связаны с шатуном 20 параллелограммного механизма, имеющим Т-образную форму. Средняя часть Т-образного шатуна 20 шарнирно с помощью оси 21 соединена с кривошипом 22, жестко прикрепленным к рулевой колонке 5. Как показано на фиг.5, конструкция узла крепления 3 передней части 1 и задней части 2 веломобиля содержит винт 23 и барашковую гайку 24, которые контактируют друг с другом через эластичную прокладку 25. При этом винт 23 с гайкой 24 укреплены в задней части 2 кузова веломобиля, а передняя часть 1 кузова имеет справа и слева направляющие пазы 26, обеспечивающие возможность перемещения по ним крепежных узлов 3.

До начала эксплуатации веломобиля устанавливают необходимое расстояние между передней 1 и задней 2 частями кузова в зависимости от антропологических параметров ребенка. Для этой цели заднюю часть 2 кузова веломобиля перемещают по пазам 26 передней части 1 кузова (фиг.1 и фиг.2) до достижения удобного расположения ребенка в сиденьи 6 относительно педалей 15 веломобиля. Это расстояние фиксируют с помощью крепежного узла 3, стягивая части 1 и 2 винтом 23 и барашковой гайкой 24, которые контактируют через эластичную прокладку 25 (фиг.5). При повороте рулевого колеса 4 с рулевой колонкой 5 поворот совершает и кривошип 22 (фиг.4), заставляя в свою очередь ось 21 совершать круговые перемещения, Т-образный шатун 20 рулевого механизма - возвратно-поступательные перемещения по дуговой траектории, коромысла 19 параллелограммного механизма - дуговые перемещения. Т. к. коромысла 19 жестко связаны с валами 11, установленными в подшипниках 8 (укрепленных на кронштейнах 7) и подшипниках 9 (укрепленных на основании 10), то при вращении коромысел 19 начинают совершать вращательные движения и валы 11 с осями Г передних колес 12. При повороте правой оси Г и правого (ведущего) колеса 12 ведомая коническая шестерня 18, жестко укрепленная на ступице колеса, обкатывает нижний конический венец Е шкворня 17.

При нажатии на педали 15 начинает вращаться установленный в подшипниках 13 кривошипный приводной вал 14 веломобиля. Благодаря зацеплению с верхним коническим зубчатым венцом Д укрепленная на одном из концов вала 14 ведущая коническая шестерня 16 передает вращающий момент шкворню 17 и далее, благодаря зацеплению нижнего конического зубчатого венца Е с ведомой конической шестерней 18, вращающий момент передается ведущему колесу 12, после чего детский веломобиль приходит в движение.

Детский веломобиль такой конструкции может свободно разворачиваться практически на одном месте в стесненных условиях, например, в комнате или на аттракционе и в нужный момент выполнить задний ход. Более того, выполнение веломобиля в виде двух частей обеспечивает удобство его хранения и транспортировки.

Литература:

1. Довиденес И.В. Веломобили. М.: Машиностроение. 1986 г., стр.70.

2. Канунников С. Переднеприводной грузовик или одноосный тягач? Журнал "За рулем" №7 за 2001 г., стр.157.