колесное транспортное средство

Формула изобретения

Колесное транспортное средство, содержащее колесную платформу (1), поворотный относительно колесной платформы кузов (2), башню (3), двигатель (4) со сцеплением и коробкой передач, центральный редуктор (5), трансмиссию и привод управления, отличающееся тем, что платформа (1) имеет не менее чем три ведущие и полноповоротные управляемые колесные пары (9),

трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя (4) к колесным парам (9) через первую коническую передачу центрального редуктора, ведомое колесо (13) которой жестко соединено с первой солнечной цилиндрической шестерней (14), дальше - к каждой колесной паре (9) через зубчатые цилиндрические колеса (15), установленные на колесной платформе (1), затем на зубчатые колеса (17), с которыми соединены ведущие валы (18) межколесных дифференциалов (10) поворотных колонок (8),

поворот кузова (2) относительно колесной платформы (1) осуществляется от рулевого колеса (19) с валом (20) через цепную передачу (21) и червячный редуктор (6), далее на вторую коническую передачу (23, 24) центрального редуктора (5), ведомое колесо (24) которой жестко соединено с колесной платформой (1),

поворот колесных пар (9) в ту же сторону и на такой же угол, что и поворот кузова, обеспечен при повороте кузова (2) относительно платформы (1) посредством жестко соединенного с кузовом (2) центрального нижнего вала (28) и второй солнечной цилиндрической шестерни (27), которая связана с каждой колесной парой (9) посредством зубчатых колес (29, 30), последнее из которых жестко соединено с поворотными колонками (8) колесных пар (9),

амортизация колес осуществляется за счет телескопических ведущих валов (18) межколесных дифференциалов (10) и поворотных колонок (8), пружинных рессор (36) и амортизаторов (35),

стабилизация башни (3) при поворотах средства относительно сторон света в горизонтальной плоскости достигается путем поворота ее относительно центральной оси (11) кузова в обратную сторону и на такой же угол при помощи жестко соединенного с башней конического колеса (39), входящего в зацепление с коническим колесом, выполненным совместно с цилиндрическим колесом (38), которое входит в постоянное зацепление с цилиндрическим колесом (37), жестко соединенным с ведущим коническим колесом (23) привода поворота кузова (2).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к колесным транспортным средствам (КТС) со всеми ведущими управляемыми полноповоротными колесами и кузовом, преимущественно к военной технике.

Известно самоходное транспортное средство с механизмами управления положением мотор-колес в пространстве, установленных на раме с возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси транспортного средства, и относительно вертикальной оси (SU 1368222 A1, В 62 D 63/02, 1988).

Недостатком данной конструкции является сложности ее устройства и неудобство выполнения различных маневров, что затрудняет техническую реализацию.

За прототип принято техническое решение по авторскому свидетельству СССР SU 1708685 A1, B 62 D 7/14, 1989.

Транспортное средство состоит из основания (колесные платформы) с не менее чем трех ведущих управляемых колес на вертикальных стойках и круглой открытой платформы (кузовом), на которой установлены двигатель и сидение водителя. Передача крутящего момента от двигателя к колесам производится от центрального редуктора коническими и цепными передачами. При повороте транспортного средства водитель, перебирая руками по раме, жестко соединенной с основанием, поворачивает платформу относительно основания вокруг центральной оси. Поворот колес производится цепными передачами на одинаковый угол и в ту же сторону, что и платформа.

Недостатками прототипа являются: неудовлетворительная компоновка, сложность и ненадежность работы трансмиссии и привода управления, низкая проходимость, отсутствие амортизации колес. Они также затрудняют его техническую реализацию, делают ее дорогостоящей и экономически невыгодной.

Неудовлетворительная компоновка приводит к отсутствию свободного места на платформе для перевозки людей и грузов, заявленных в прототипе, а также верхней части платформы.

В трансмиссии трехколесного прототипа используются шестнадцать конических зубчатых передач, соединенных карданами, и три цепные передачи. Для привода управления колесами - ручной привод поворота платформы и три цепных передачи, а обычное рулевое колесо отсутствует.

Отсутствие амортизации колес приводит к невозможности нормальной эксплуатации транспортного средства. Для повышения проходимости необходимо увеличить число колес, что приведет к еще большей сложности и ненадежности работы трансмиссии и привода управления.

Технический результат изобретения - улучшение компоновки средства, упрощение и совершенствование конструкции трансмиссии и привода управления, повышение проходимости, обеспечение амортизации колес и возможности стабилизации башни при движении относительно сторон света в горизонтальной плоскости.

Заявлено колесное транспортное средство, содержащее колесную платформу, поворотный относительно колесной платформы кузов, башню, двигатель со сцеплением и коробкой передач, центральный редуктор, трансмиссию и привод управления. Платформа имеет не менее трех ведущих и полноповоротных управляемых колесных пар. Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к колесным парам через первую коническую передачу центрального редуктора, ведомое колесо которой жестко соединено с первой солнечной цилиндрической шестерней, к каждой колесной паре через зубчатые цилиндрические колеса, установленные на колесной платформе, затем на зубчатые колеса, с которыми соединены ведущие валы межколесных дифференциалов поворотных колонок. Поворот кузова относительно колесной платформы осуществляется от рулевого колеса с валом через цепную передачу и червячный редуктор на вторую коническую передачу центрального редуктора, ведомое колесо которой жестко соединено с колесной платформой. Поворот колес в ту же сторону и на такой же угол, что и поворот кузова, происходит при повороте кузова относительно платформы посредством жестко соединенного с кузовом центрального нижнего вала и второй солнечной цилиндрической шестерней, которая связана с каждой колесной парой зубчатыми колесами, последнее из которых жестко соединено с поворотными колонками колесных пар. Амортизация колес осуществляется за счет телескопических ведущих валов межколесных дифференциалов и поворотных колонок, пружинных рессор и амортизаторов. Стабилизация башни при поворотах средства относительно сторон света в горизонтальной плоскости достигается путем поворота ее относительно центральной оси кузова в обратную сторону и на такой же угол при помощи жестко соединенного с башней конического колеса, входящего в зацепление с коническим колесом, выполненным совместно с цилиндрическим колесом, которое входит в постоянное зацепление с цилиндрическим колесом, жестко соединенным с ведущим коническим колесом привода поворота кузова.

Конструкция четырехколесного КТС поясняется чертежами, где представлено:

на фиг.1 - общее устройство КТС, вид сбоку; на фиг.2 - общее устройство КТС, вид сверху без верхней части кузова и башни; на фиг.3 - кинематическая схема трансмиссии, привода управления и стабилизации башни (колеса условно повернуты на 90°); на фиг.4 - кинематическая схема амортизации колес.

КТС состоит из следующих основных частей (фиг.1, 2, 3): колесной платформы 1, кузова 2, башни 3, двигателя со сцеплением и коробкой передач 4, центрального редуктора 5, сидения водителя 7, трансмиссии и привода управления.

На круглой колесной платформе 1 установлены: сверху - часть трансмиссии, внутри - привод поворота колес, снизу - четыре поворотных колонки 8 с межколесными дифференциалами 10 и четыре колесных пары 9.

Круглый кузов 2 при поворотах КТС вращается вокруг центральной вертикальной оси колесной платформы 1.

На днище кузова установлены: двигатель со сцеплением и коробкой передач 4, центральный редуктор 5, привод поворота кузова и сидение водителя 7. На верхней части кузова установлена башня 3, имеющая возможность поворачиваться относительно оси 11 кузова.

При такой компоновке КТС около 70% объема кузова может использоваться для дополнительного оборудования, размещения людей и грузов.

Трансмиссия состоит из конической зубчатой передачи с колесами 12, 13 в центральном редукторе 5, первой солнечной шестерни 14, жестко соединенной с коническим колесом 13, четырех промежуточных цилиндрических зубчатых колес 15, вращающихся на осях 16 колесной платформы, и четырех цилиндрических зубчатых колес 17, жестко соединенных с ведущими волами 18 межколесных дифференциалов.

Крутящий момент от двигателя 4 передается через соединительную муфту и вал на конические зубчатые колеса 12 и 13 центрального редуктора и на первую солнечную цилиндрическую шестерню 14, от которой крутящий момент передается каждой колесной паре через зубчатые колеса 15, на ведущие валы 18 межколесных дифференциалов 10 и на колесные пары 9. На фиг.3 межколесные дифференциалы 10 для простоты показаны коническими редукторами.

Привод управления КТС подразделяется на приводы поворота кузова и колес.

Привод поворота кузова предназначен для его поворота относительно колесной платформы. Он состоит из рулевого колеса 19 с валом 20, цепной передачи 21, ведущая звездочка которой жестко соединена с валом 20, а ведомая - с червяком 22 червячного редуктора 6, установленного на центральном редукторе, конических зубчатых колес 23 и 24 центрального редуктора. Коническое колесо 23 жестко соединено с червячным колесом 25, а коническое колесо 24 - с корпусом колесной платформы 1.

Поворот кузова осуществляется водителем путем поворота рулевого колеса 19 и вала 20 через цепную передачу 21 и червячный редуктор 6, посредством вала 26 на коническое зубчатое колесо 23, которое, обегая колесо 24, поворачивает кузов относительно колесной платформы.

Привод поворота колес состоит из второй солнечной цилиндрической зубчатой шестерни 27, жестко закрепленной на валу 28 центрального редуктора 6, соединенного с кузовом 2, четырех промежуточных цилиндрических зубчатых колес 29, вращающихся на осях 16, и четырех колес 30, жестко соединенных с поворотными колонками 8 и корпусами межколесных дифференциалов 10.

Поворот колес осуществляется при повороте кузова от вала 28 на вторую солнечную шестерню 27, от которой к каждой поворотной колонке 8 через зубчатые колеса 29 и 30. Поворот колес производится в ту же сторону и на такой же угол, что и кузов.

Такая трансмиссия и привод управления по сравнению с прототипом обладают простотой, компактностью, повышают коэффициент полезного действия и надежность их работы.

Повышение проходимости КТС достигается введением вместо одинарных колес колесных пар 9, уменьшающих давление на грунт, а межколесные дифференциалы 10 вводятся с целью уменьшения сопротивления повороту колес.

На фиг.4 показана кинематическая схема амортизации колес. Для этого вал 28 (фиг.3) и поворотная колонка 8 делятся на две телескопические части (фиг.4): вал с наружными шлицами 31 и трубчатый вал с внутренним шлицами 32; наружная поворотная колонка 33 и внутренняя - 34. Два амортизатора 35 крепятся вверху к верхней части наружной колонки 33, а внизу - к корпусам межколесных дифференциалов 10. Рессора пружинного типа 36 устанавливается на наружную часть колонки 33 и упирается вверху в крепление амортизаторов 35, а внизу - в корпус межколесного дифференциала 10. При наезде колес на препятствие колесная пара поднимается вместе с межколесными дифференциалами 10, внутренними колонками 34 и трубчатым валом 32, сжимая рессору 35. Амортизаторы 35 гасят колебания кузова.

При необходимости возможна стабилизация башни 3 (фиг.1, 3) относительно сторон света в горизонтальной плоскости при движении. Это свойство может быть использовано установленным на башне ракетно-артиллерийским вооружением, направленными антеннами связи, солнечными батареями и т.д.

Механизм стабилизации башни размещается в центральном редукторе 5 (фиг.3) и состоит из дополнительной цилиндрической зубчатой шестерни 37, соединенной с ведущим коническим колесом 23 привода поворота кузова, каретки из цилиндрического и конического зубчатых колес 38 с осью, конического зубчатого колеса 39, установленного подвижно без вращения на трубе 40, жестко соединенной с башней 3 и свободно вращающейся на оси 11, жестко соединенной с кузовом 2. Шестерня 37 находится в постоянном зацеплении с цилиндрическим колесом каретки 38, имеющих одинаковое количество зубьев. Коническое колесо 39 имеет такое же количество зубьев, как и коническое колесо 24, и имеет два фиксированных положения: нижнее - включение стабилизации башни, верхнее - выключение стабилизации.

Стабилизация башни происходит при переводе конического колеса 39 в нижнее положение, при этом оно входит в зацепление с коническим колесом каретки 38. При повороте кузова и колес от рулевого колеса относительно колесной платформы вращается колесо 37 и каретка 38, а коническое колесо 39 поворачивает башню 3 относительно кузова в обратную сторону и на такой же угол, обеспечивая ее стабилизацию относительно сторон света в горизонтальной плоскости.

Проверка работоспособности приводов трансмиссии, управления и стабилизации башни была произведена на изготовленной действующей модели в 1973 году (размерами: диаметр - 300 мм, высота - 215 мм; с установленными двумя электродвигателями для провода трансмиссии и поворота кузова).

Предлагаемая конструкция КТС может быть использована в качестве базы для: легкого танка, бронетранспортера, машин связи, автоматических планетохода и сапера-разведчика, машины для кинооператора и т.д.