Ведучий керований міст транспортного засобу

Реферат: Ведучий керований міст транспортного засобу, переважно трактора, містить корпус, до протилежних сторін якого через поворотні осі прикріплено корпуси з колісними планетарними редукторами, співвісно встановлено привідні двигуни та гальма у вигляді багатодискових муфт. Для поліпшення тягових і гальмівних показників привідні двигуни розміщено в корпусі моста, перші планетарні ступені редукторів і багатодискові муфти гальм також розміщені в корпусі моста між двигунами та поворотними осями. Гальма оснащено другими багатодисковими муфтами, які містять фрикційні та натискні диски, й розміщеними на проміжних дисках, жорстко встановлених на водилах перших планетарних ступенів. Силові механізми керування гальмами розміщено між першими та другими згаданими муфтами й виконано у вигляді співвісно встановлених у корпусі моста натискних фланців, установлених з можливістю обертання, осьового переміщення та взаємодії зі згаданими муфтами, і нерухомих дисків, установлених між натискними фланцями з можливістю взаємодії з останніми. Фрикційні та ведені диски першої муфти розміщено відповідно на коронних шестернях. Фрикційні та натискні диски другої муфти встановлено відповідно на проміжних дисках і в корпусі моста. UA 101735 C2 (12) UA 101735 C2 UA 101735 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі машинобудування, а саме до конструкцій ведучих керованих мостів тягових або інших транспортних засобів з електро- або гідромеханічним приводом, зокрема тракторів. В останні роки все більше поширення отримують силові передачі, що забезпечують безступінчасте регулювання швидкості руху тягового або транспортного засобу, яке може бути отримано різними конструктивними рішеннями, зокрема за допомогою електро- або гідромеханічного тягового приводу. Такий привід забезпечує широкий діапазон регулювання швидкості, підвищення продуктивності, зниження витрати палива за рахунок забезпечення роботи дизельного двигуна в найбільш економічному режимі. Крім того, збільшується ресурс дизельного двигуна та ходової системи через відсутність твердого зв'язку між двигуном і ходовою системою, тому що вимикається передача динамічних навантажень від ходової системи на двигун і, навпаки, - нерівномірності крутного моменту двигуна на вузли ходової системи. Для досягнення вищевказаних переваг у цій галузі техніки використовують, зокрема, ведучі керовані мости з електро- або гідромеханічним приводом або мотор-колесами, що містять у загальному конструктивному виконанні тягові електро- або гідродвигуни, що приводять за допомогою планетарних редукторів колісні рушії, виконавчі гальмівні механізми перемикання або зупинки ступенів планетарних передач, робочі та стоянкові гальма різної конструкції. Оскільки ведучі керовані мости транспортних засобів із електро- або гідромеханічним приводом мають схожі конструкції, розглянемо рівень техніки в цій галузі на прикладах застосування привідних електродвигунів. Так, існує ведучий міст із компактними вузлами електроприводів коліс, що містять установлені в маточинах коліс синхронні електродвигуни з високим крутним моментом і середньою швидкістю обертання та планетарні редуктори, на коронних шестернях яких установлено фрикційні гальма [1]. Існує також колісний привід для важкого спецавтомобіля, наприклад будівельної машини, що містить установлені в маточинах коліс електродвигуни та двоступінчасті планетарні редуктори [2, 3]. Сонячна шестірня першого ряду кожного із планетарних редукторів з'єднана з порожнім валом відповідного електродвигуна, а водило першого ряду пов'язане із сонячною шестірнею другого ряду. Сонячна шестірня другого ряду зачеплена через установлені на водилі другого ряду сателіти з коронною шестірнею другого ряду, виготовленою за одне ціле з коронною шестірнею першого ряду. Водило другого ряду з'єднано з маточиною колеса, а коронну шестірню другого ряду з'єднано з корпусом електродвигуна. Сонячну шестірню другого ряду встановлено на валу, що проходить через порожній вал електродвигуна і з'єднано з гальмівними засобами, що включають дискове гальмо та барабанне гальмо, які використовують для стоянкового гальмування. Гальмівні засоби розміщено на протилежній стороні колеса стосовно планетарного редуктора. Існує ведучий керований міст транспортного засобу із установленими на поворотних осях мотор-колесами, усередині кожного з яких установлено електродвигун, планетарну передачу та дискове гальмо [4]. Електродвигун містить статор, що включає опорну втулку, на якій установлено ротор з можливістю обертання. Ротор електродвигуна кінематично пов'язаний із сонячною шестірнею планетарної передачі, коронна шестірня якої жорстко пов'язана з корпусом статора, а водило виготовлене за одне ціле з валом, установленим з можливістю обертання усередині опорної втулки, і жорстко пов'язано з диском колеса. На хвостовику цього вала встановлено диск гальма. Існують також ведучі мости з мотор-колесами, що містять установлені в корпусі привідні двигуни, ексцентрично розташовані щодо осі коліс, розміщені в маточинах коліс двоступінчасті планетарні редуктори, сонячні колеса перших планетарних ступенів яких пов'язані з валами привідних двигунів, а водила - із сонячними колесами других планетарних ступенів, що приводять за допомогою сателітів і водил у рух колеса, і робочі гальма, що впливають на маточини коліс [5-7]. Існує ведучий керований міст із мотор-колесами транспортного засобу, що містять електродвигун, планетарний редуктор, сонячна шестірня якого кінематично пов'язана з ротором електродвигуна, водило редуктора, пов'язане із сателітами, виготовлене за одне ціле з валом і жорстко з'єднане з маточиною колеса, а центральне зовнішнє колесо та статор електродвигуна закріплені в картері мотор-колеса, і дискове гальмо, пов'язане із планетарним редуктором [8]. Однак у існуючих мостах вали привідних двигунів безпосередньо з'єднані з колісними редукторами, що істотно знижує КПД передачі та звужує діапазони регулювання швидкісних режимів. 1 UA 101735 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найбільш близьким за суттю до пропонованого винаходу обрано існуючий ведучий керований міст транспортного засобу, що містить корпус, до протилежних кінців якого через поворотні осі прикріплено корпуси з колісними планетарними двоступінчастими редукторами, співвісно встановлені на корпусах колісних редукторів із боку поворотних осей привідні двигуни, розміщені в маточинах коліс планетарні ступені редукторів і гальма у вигляді багатодискових муфт [9]. Ротори привідних двигунів пов'язані із сонячними шестернями перших планетарних ступенів редукторів, які за допомогою сателітів і водил з'єднані із сонячними шестернями других планетарних ступенів, зв'язаних за допомогою сателітів, водил і коронних шестерень із маточинами коліс. Муфти гальм розміщено між планетарними ступенями та містять фрикційні диски, встановлені з можливістю осьового переміщення на водилах перших планетарних ступенів, і натискні диски, встановлені з можливістю осьового переміщення в маточинах коліс під впливом поршневих циліндрів. Однак у існуючому мості планетарні ступені редукторів і гальма розміщено в маточинах коліс, що збільшує габаритні розміри та масу колісних редукторів. Крім цього, гальма не забезпечують надійного керування планетарним редуктором і гальмуванням транспортного засобу, тому що впливають тільки на водила перших планетарних ступенів редукторів, що сприймають більш динамічні навантаження. Задачею даного винаходу є поліпшення тягових і гальмівних показників та забезпечення роботи транспортного засобу в зоні більш високих коефіцієнтів корисної дії шляхом підвищення надійності мосту. Для вирішення поставленої задачі ведучий керований міст транспортного засобу, переважно трактора, містить корпус, до протилежних сторін якого через поворотні осі прикріплено корпуси з колісними планетарними редукторами, співвісно встановлені привідні двигуни та гальма у вигляді багатодискових муфт. Ротори привідних двигунів пов'язані із сонячними шестернями перших планетарних ступенів згаданих редукторів, які за допомогою сателітів і водил з'єднані з сонячними шестернями других ступенів, зв'язаних за допомогою сателітів, водил і коронних шестерень із колесами. Багатодискові муфти гальм розміщено між планетарними ступенями та оснащено фрикційними й натискними дисками, встановленими із можливістю осьового переміщення відповідно на ланках перших планетарних ступенів і в корпусах під впливом силових механізмів керування. Новим у винаході є те, що привідні двигуни розміщено в корпусі моста, перші планетарні ступені редукторів і багатодискові муфти гальм також розміщено в корпусі моста між двигунами та поворотними осями. Гальма оснащено другими багатодисковими муфтами, що містять фрикційні та натискні диски, й розміщеними на проміжних дисках, жорстко встановлених на водилах перших планетарних ступенів. Силові механізми керування гальмами розміщено між першими та другими згаданими муфтами й виконано у вигляді співвісно встановлених у корпусі моста натискних фланців, установлених з можливістю обертання, осьового переміщення та взаємодії зі згаданими муфтами, і нерухомих дисків, установлених між натискними фланцями з можливістю взаємодії з останніми. Фрикційні та натискні диски першої муфти розміщено відповідно на коронних шестернях, установлених з можливістю обертання на водилах перших планетарних ступенів, і в корпусі моста. Фрикційні та натискні диски другої муфти встановлено з можливістю осьового переміщення відповідно на проміжних дисках і в корпусі моста. В окремому випадку виготовлення у ведучому керованому мосту на зовнішніх поверхнях нерухомих дисків силових керуючих механізмів гальм і на звернених до них внутрішніх поверхнях натискних фланців за відповідних радіусів виконано профільні лунки, у яких розміщено розпірні кульки. Привідні двигуни виконано у вигляді електро- або гідродвигунів. Технічним результатом рішення зазначеного завдання за допомогою вищевказаної сукупності істотних відмітних ознак є поліпшення тягових показників трактора, забезпечення роботи електродвигунів у зоні більш високих ККД і підвищення паливної економічності. На фіг. 1 зображено загальний вид ведучого керованого моста транспортного засобу, його поздовжній розріз. На фіг. 2 - бортова передача моста, поздовжній розріз. Ведучий керований міст (фіг. 1) містить корпус 1, до боків якого прикріплено рукави 2. До зовнішніх боків рукавів 2 через поворотні осі 3 прикріплено корпуси 4 колісних планетарних редукторів. У корпусі 1 ведучого моста співвісно встановлено тягові привідні двигуни, наприклад, електродвигуни 5, а в рукавах 2 розміщено перші планетарні ступені, гальма, що виконані у вигляді багатодискових муфт 6, силові механізми керування гальмами та здвоєні шарніри 7, з'єднані із вхідними валами 8 колісних редукторів. На валах 8 виконано сонячні шестерні 9, кінематично зв'язані за допомогою водил 10, сателітів 11 і коронних шестерень 12 з маточинами 13 коліс, що утворюють другі планетарні ступені. 2 UA 101735 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Для зменшення до мінімуму динамічних навантажень сонячну шестірню 14 першого планетарного ступеня виготовлено за одне ціле з торсійним валом 15, установленим у порожньому валу 16 електродвигуна 5 (фіг. 2). Шестірня 14 за допомогою двовінцевих сателітів 17, установлених на осі водила 18, пов'язана з коронною шестірнею 19 внутрішнього зачеплення. Шестірню 19 за допомогою зубчастої муфти 20 і підшипника 21 установлено на водилі 18, з'єднаному за допомогою шліцьового з'єднання з валом здвоєного шарніра 7. У пазах зовнішньої поверхні коронної шестірні 19 установлено з можливістю осьового переміщення фрикційні диски 22 багатодискової муфти 6 гальма, а в пазах внутрішньої поверхні рукава 2 встановлено з можливістю осьового переміщення її натискні диски 23. Гальмо оснащено другою багатодисковою муфтою 24, встановленою співвісно з першою муфтою 6, що утримує фрикційні диски 25 і натискні диски 26. Диски 25 муфти 24 встановлено з можливістю осьового переміщення в пазах зовнішньої поверхні проміжного диска 27, з'єднаного за допомогою шліцьового з'єднання з водилом 18 першого планетарного ступеня. Диски 26 установлено з можливістю осьового переміщення в пазах внутрішньої поверхні рукава 2. Силовий механізм керування гальмом розміщено між муфтами 6, 24 і виконано у вигляді співвісно встановлених з можливістю обертання та осьового переміщення в рукаві 2 мосту натискних фланців 28, 29 і нерухомого диска 30, установленого між фланцями 28. На зовнішній поверхні нерухомого диска 30 і на звернених до них внутрішніх поверхнях натискних фланців 28, 29 за відповідними радіусами виконано профільні лунки, в яких розміщено розпірні кульки 31. Керування незалежним обертанням натискних фланців 28, 29 здійснюють за допомогою механічного приводу (на кресленні не показано). Таким чином, гальма ведучого керованого моста виконують функції вмикання перших планетарних ступенів і робочих гальм транспортного засобу. Ведучий керований міст, переважно трактора, працює в такий спосіб. У тяговому режимі руху трактора повертають натискний фланець 28, кульки 31, перекочуючись в профільних лунках, відтискають фланець 28 від нерухомого диска 30. Фланець 28 стискає диски 22, 23 першої муфти 6 гальма, які зупиняють коронну шестірню 19 першого планетарного ступеня (фіг. 2). Крутний момент від тягового електродвигуна 5 через торсійний вал 15 передається сонячній шестірні 14, сателітам 17, водилі 18 і далі, через здвоєний шарнір 7 і другий планетарний ступінь колісного редуктора, маточині 13 з колесом (фіг. 1). Під час руху трактора з вимкненими тяговими електродвигунами 5 (рух накатом) муфту 6 гальма вимкнено, коронна шестірня 19 вільно обертається на водилі 18 і обертання від колеса не передається через планетарні ступені на електродвигун 5. Для забезпечення надійного робочого гальмування трактора повертають натискний фланець 29, кульки 31, перекочуючись в профільних лунках, відтискають фланець 29 від нерухомого диска 30. Фланець 29 стискає диски 25, 26 другої муфти 24 гальма, які зупиняють проміжний диск 27. Гальмівний момент від проміжного диска 27 через водило 18 передається здвоєному шарніру 7 і далі, через другий планетарний ступінь колісного редуктора, маточині 13 з колесом. За необхідності, другу муфту 24 гальма можна використовувати для стоянкового гальмування трактора. Джерела інформації: 1. US, № 3812928 А, кл. US: 180/65F, МПК: В60К 7/00, опубл. 28.05.1974 р. 2. DE, № 2109372 С, МПК: В60К 7/00, опубл. 26.02.1976p. 3. GB, № 1347192 А, кл. GB: B7H, МПК: В60К 7/00, опубл. 20.02.1974 p. 4. SU, № 808340, МПК: В60К 7/00, опубл. 28.02.1981p. 5. ЕР, № 1192058 B1, МПК: В60К 7/00,17/14, опубл. 20.11.2002p. 6. ЕР, № 1214214 B1, МПК: В60К 7/00, 17/04, В60Т 1/06, опубл. 26.02.2003p. 7. ЕР, № 1268229 B1, МПК: В60К 17/04, 7/00, F16H 1/22, опубл. 15.10.2003 р. 8. RU, № 66283U1, МПК: В60К 7/00, 17/04, 17/14, опубл. 10.09.2007 р. 9. ЕР, № 1181178 В1, МПК: В60Т 1/06, В60К 17/04, опубл. 31.03.2004 р. (найближчий аналог). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Ведучий керований міст транспортного засобу, переважно трактора, що містить корпус, до протилежних сторін якого через поворотні осі прикріплено корпуси з колісними планетарними редукторами, співвісно встановлено привідні двигуни та гальма у вигляді багатодискових муфт, при цьому ротори привідних двигунів пов'язані із сонячними шестернями перших планетарних ступенів згаданих редукторів, які за допомогою сателітів і водил з'єднано із сонячними шестернями других ступенів, зв'язаних за допомогою сателітів, водил і коронних шестерень із 3 UA 101735 C2 5 10 15 20 колесами, багатодискові муфти гальм розміщено між планетарними ступенями та оснащено фрикційними й натискними дисками, установленими з можливістю осьового переміщення відповідно на ланках перших планетарних ступенів і в корпусах під впливом силових механізмів керування, який відрізняється тим, що привідні двигуни розміщено в корпусі моста, перші планетарні ступені редукторів і багатодискові муфти гальм також розміщені в корпусі моста між двигунами та поворотними осями, гальма оснащено другими багатодисковими муфтами, які містять фрикційні та натискні диски, й розміщеними на проміжних дисках, жорстко встановлених на водилах перших планетарних ступенів, при цьому силові механізми керування гальмами розміщено між першими та другими згаданими муфтами й виконано у вигляді співвісно встановлених у корпусі моста натискних фланців, установлених з можливістю обертання, осьового переміщення та взаємодії зі згаданими муфтами, і нерухомих дисків, установлених між натискними фланцями з можливістю взаємодії з останніми, фрикційні та ведені диски першої муфти розміщено відповідно на коронних шестернях, установлених з можливістю обертання на водилах перших планетарних ступенів, і в корпусі моста, а фрикційні та натискні диски другої муфти встановлено з можливістю осьового переміщення відповідно на проміжних дисках і в корпусі моста. 2. Ведучий керований міст за п. 1, який відрізняється тим, що на зовнішніх поверхнях нерухомих дисків силових механізмів гальм і на звернених до них внутрішніх поверхнях натискних фланців за відповідними радіусами виконано профільні лунки, в яких розміщено розпірні кульки. 3. Ведучий керований міст за п. 1, який відрізняється тим, що привідні двигуни виконано у вигляді електро- або гідродвигунів. 4 UA 101735 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5