RU2282553C2

RU2282553C2 - Drive of driving wheel

Info

Publication number: RU2282553C2
Application number: RU2004114949/11A
Authority: RU
Inventors: Петр Никонорович Айдаков (RU); Петр Никонорович Айдаков; Олег Петрович Айдаков (RU); Олег Петрович Айдаков; Михаил Маркович Винокуров (RU); Михаил Маркович Винокуров
Original assignee: Петр Никонорович Айдаков; Олег Петрович Айдаков; Михаил Маркович Винокуров
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2006-08-27

Abstract

FIELD: transport engineering; child's vehicles.

SUBSTANCE: turnable shaft 11 is made L-shaped and is coupled from top with handlebar, and lower short flange of shaft 11 serves as axle of driving wheel 12 on hub of which driven bevel gear 18 is secured. Driving bevel pinion 15 is secured on drive crank shaft 14. Twin idler gear is provided with bevel rims D, E on upper and lower ends and is fitted on shaft 11.

EFFECT: facilitated control and assembling.

3 cl, 5 dwg

Description

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.The invention relates to a device for driving wheeled vehicles with human muscular strength and can be used, in particular, as a gear transmission with bevel gears, mainly for children’s cycle cars, as well as electrified toy cars.

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.Drive wheel drive of all known cycle vehicles, i.e. cars driven by the muscular strength of a person, contains, as a rule, the drive shaft of the pedal-crank mechanism, which is connected to the drive wheel using a chain transmission [1]. Also known is the drive of the drive wheel with bevel gears — a drive gear mounted on the drive shaft, an intermediate double gear and a bevel gear mounted on the hub of the drive wheel, comprising an axis of the driving wheel of a cycle vehicle connected to the steering element for rotation relative to the double intermediate bevel gear in a plane perpendicular to its geometric axis. Such, for example, is the drive wheel drive of a Brazier automobile [2]. In this drive, a fist connected to a rod or the like is rigidly attached to the outer surface of the hollow king pin at right angles to the geometric axis of its central hole. element of the steering system, and the end face of the axis of the drive wheel.

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.This car drive does not provide high maneuverability and is low-tech (it has many parts, the design of which makes assembly difficult), and the fist-rod steering joint requires a lot of effort to rotate the sleeve with the axis of the drive wheel of the car. This prevents the use of such a joint for use in a children's cycle mobile.

Целью данного изобретения является создание привода ведущего колеса предпочтительно для детского веломобиля, обеспечивающего высокую маневренность, простоту сборки и легкость управления.The aim of this invention is to provide a drive wheel drive, preferably for a children's cycle car, providing high maneuverability, ease of assembly and ease of control.

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.This goal is achieved by the fact that in the known drive of the driving wheel with bevel gears - a driving double intermediate and rigidly mounted on the hub of the driving wheel driven bevel gear containing the axis of the driving wheel of a cycle vehicle connected to the steering element for rotation relative to the double intermediate bevel the gear in the plane perpendicular to its geometric axis, in the double intermediate bevel gear made central longitudinal about a hole in which a shaft is placed, one end of which is rigidly attached at a predominantly right angle to the end face of the axis of the drive wheel, and the other end is rigidly attached to the steering element. Due to this design of the drive, the axis of the drive wheel is lower than the double intermediate bevel gear and is able to rotate ± 90 ° relative to it, which increases the maneuverability of the cycle car, and the double intermediate gear for the shaft associated with the steering element performs the function of a hollow kingpin, which simplifies drive design. In this case, the steering element is made in the form of a beam of a parallelogram mechanism, and the axis of rotation of the beam and shaft coincide. Moreover, to simplify the design, the shaft and wheel axis are made in the form of an L-shaped rod, the short shelf of which is the wheel axis.

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.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a children's cycle car (side view), Fig. 2 is a top view of the same cycle car, Fig. 3 is a section of Fig. 1 along AA, which shows the construction of the drive wheel drive 4 according to the invention, FIG. 4 is a cross-section of FIG. 1 according to B-B, which shows a parallelogram steering mechanism, and FIG. 5 is a cross-section of FIG. 1 according to BB, which shows the mounting assembly of the front and rear parts bodywork.

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.The body of the children's cycle car is made integral and, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, contains a front part 1 and a rear part 2, which can be linearly moved relative to each other and fixed by a screw fastening assembly 3. On the front part 1 of the body is a steering wheel 4 with steering column 5. Seat 6 is installed in the rear of body 2.

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.As shown in FIGS. 3 and 4, under the front part 1 of the body, a base 10 is strengthened, under which a pair of brackets 7 are mounted on the left and right. On each of the brackets 7 there are bearings 8, and on the base 10 - bearings 9. Arrangement of bearings 8 and 9 relative to each other, it is possible to install respectively two shafts 11 in the form of L-shaped round rods, the lower short shelf of each of which performs the function of the axis G for the wheel 12. For this purpose, the lower ends of the shafts 11 are bent mainly by 90 °. This angle is not a strict value and may have deviations of ± 10 ° depending on the size of the gears and on the required degree of stability of the bike when driving. Of course, a variant is possible in which each axis of the front wheel 12 can also be an independent part, welded (or attached in any other known way) to the end of the shaft 11. The upper ends of the shafts 11 are connected with the steering rods.

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.The brackets 7 also bear a pair of bearings 13, in which a crank drive shaft 14 with pedals 15 is mounted. At one end of the crank drive shaft 14, a bevel gear 16 is fixedly mounted, engaged with a double intermediate gear located on the hollow pin 17 Here, a pivot is a part, relative to the geometrical axis of which the axis of the wheel rotates when the bicycle is rotated. As shown in figure 3, the hollow king pin 17 is a sleeve, on the upper and lower ends of which are made bevel rims D and E, forming a double intermediate gear. The pin 17 is mounted on one of the shafts 11 so that the upper bevel gear D is meshed with the drive bevel gear 16, and the lower gear E is with the driven bevel gear 18, rigidly mounted on the hub of the front drive wheel 12 of the cycle car concentrically with its geometric axis. As shown in figure 4, the upper ends of the shafts 11 are rigidly connected to the rocker arms 19 - elements of the steering parallelogram mechanism, and the free ends of the rocker arms 19 are pivotally connected to the connecting rod 20 of the parallelogram mechanism having a T-shape. The middle part of the T-shaped connecting rod 20 is pivotally connected via an axis 21 to the crank 22, which is rigidly attached to the steering column 5. As shown in Fig. 5, the construction of the attachment unit 3 of the front part 1 and the rear part 2 of the cycle car contains a screw 23 and a wing nut 24 which contact each other through an elastic gasket 25. At the same time, a screw 23 with a nut 24 is fixed in the rear part 2 of the cycle car body, and the front part 1 of the body has guide grooves 26 on the right and left, which allow fastening nodes 3 to be moved along them.

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.Before starting the operation of the cycle car, the necessary distance is established between the front 1 and rear 2 parts of the body, depending on the anthropological parameters of the child. For this purpose, the rear part 2 of the bike body is moved along the grooves 26 of the front part 1 of the body (Fig. 1 and Fig. 2) until a child is conveniently located in the seat 6 relative to the pedals 15 of the bike. This distance is fixed using the mounting unit 3, tightening parts 1 and 2 with a screw 23 and a wing nut 24, which contact through the elastic gasket 25 (figure 5). When the steering wheel 4 is rotated with the steering column 5, the crank 22 also rotates (Fig. 4), forcing the axis 21 to make circular movements, the T-connecting rod 20 of the steering mechanism — reciprocating movements along the arc path, rocker arm 19 of the parallelogram mechanism - arc movements. Since the rocker arms 19 are rigidly connected with the shafts 11 installed in the bearings 8 (mounted on the brackets 7) and the bearings 9 (mounted on the base 10), when the rocker arm 19 rotates, it starts to rotate and the shafts 11 with the axles Г of the front wheels 12 .When turning the right axis G and the right (driving) wheel 12, the driven bevel gear 18, rigidly mounted on the wheel hub, runs around the lower bevel gear E of the kingpin 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.When you press the pedal 15 starts to rotate installed in the bearings 13 of the crank drive shaft 14 of the bike. Due to engagement with the upper bevel gear ring D, the bevel gear 16 mounted on one end of the shaft 14 transmits the torque to the pin 17 and further, due to the engagement of the lower bevel gear E with the driven bevel gear 18, the torque is transmitted to the drive wheel 12, after which the child the cycle car is moving.

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.A children's cycle car of this design can freely deploy in almost one place in cramped conditions, for example, in a room or on an attraction, and back up at the right time. Moreover, the implementation of the cycle mobile in the form of two parts provides the convenience of its storage and transportation.

Литература:Literature:

1. Довиденес И.В. Веломобили. М.: Машиностроение. 1986 г., стр.70.1. Dovidenes I.V. Velomobiles. M .: Engineering. 1986, p. 70.

2. Канунников С. Переднеприводной грузовик или одноосный тягач? Журнал "За рулем" №7 за 2001 г., стр.157.2. Kanunnikov S. Front-wheel drive truck or single-axle tractor? The magazine "At the wheel" No. 7 for 2001, p. 157.

Claims

1. The drive wheel of a preferably children’s bicycle, using bevel gears - a driving double intermediate and rigidly mounted on the hub of the driving wheel driven bevel gears, containing the axis of the driving wheel of the bicycle connected to the steering element for rotation relative to the double intermediate bevel gear in a plane perpendicular to its geometric axis, characterized in that in the double intermediate bevel gear gear a central a longitudinal hole in which a shaft is located, one end of which is rigidly attached at a predominantly right angle to the end face of the axis of the drive wheel, and the other end is rigidly attached to the steering element.

2. The drive wheel drive of a preferably children’s cycle car according to claim 1, characterized in that the steering element is made in the form of a rocker arm of a parallelogram mechanism, wherein the axis of rotation of the rocker arm and shaft coincide.

3. The drive wheel drive, preferably a children's cycle car according to claim 1, characterized in that the shaft and axle of the wheel are made in the form of an L-shaped rod, the short shelf of which is the axis of the wheel.