RU2291808C2

RU2291808C2 - Wheeled vehicle

Info

Publication number: RU2291808C2
Application number: RU2003111898/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Соловьев (RU); Анатолий Иванович Соловьев
Original assignee: Анатолий Иванович Соловьев
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2007-01-20
Also published as: RU2003111898A

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to vehicles with all drive and steerable wheels. Platform 1 has at least three driving and steerable wheel pairs 9, and body 2 can turn relative to wheeled platform 1. Proposed vehicle is furnished with slewing tower 3, engine 4 with clutch and gearbox, central reduction gear 5, transmission and control drive. Transmission provide transmission of torque from engine 4 to wheel pairs 9 of steering columns 8. Provision is made for turning of wheel pairs 9 in the same direction and through the same angle as turning of body 2 relative to platform 1. Sock absorbing of wheels is provided owing to telescopic steering columns 8 and springs. Stabilization of tower 3 at turning relative to cardinal points in horizontal plane is provided.

EFFECT: improved maneuverability and cross country capacity.

4 dwg

Description

Изобретение относится к колесным транспортным средствам (КТС) со всеми ведущими управляемыми полноповоротными колесами и кузовом, преимущественно к военной технике.The invention relates to wheeled vehicles (KTS) with all leading steered full-circle wheels and a body, mainly to military equipment.

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).A self-propelled vehicle with mechanisms for controlling the position of motor wheels in space mounted on the frame with the possibility of rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the vehicle and about a vertical axis is known (SU 1368222 A1, B 62 D 63/02, 1988).

Недостатком данной конструкции является сложности ее устройства и неудобство выполнения различных маневров, что затрудняет техническую реализацию.The disadvantage of this design is the complexity of its structure and the inconvenience of performing various maneuvers, which complicates the technical implementation.

За прототип принято техническое решение по авторскому свидетельству СССР SU 1708685 A1, B 62 D 7/14, 1989.For the prototype, a technical decision was made according to the USSR author's certificate 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.The vehicle consists of a base (wheeled platforms) with at least three driving steered wheels on uprights and a round open platform (body) on which the engine and driver's seat are mounted. Torque is transmitted from the engine to the wheels from the central gearbox with bevel and chain transmissions. When turning the vehicle, the driver, fingering with his hands on a frame rigidly connected to the base, turns the platform relative to the base around the central axis. The wheels are turned by chain gears at the same angle and in the same direction as the platform.

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.The disadvantages of the prototype are: poor layout, the complexity and unreliability of the transmission and control drive, low maneuverability, lack of depreciation of the wheels. They also impede its technical implementation, making it costly and economically disadvantageous.

Неудовлетворительная компоновка приводит к отсутствию свободного места на платформе для перевозки людей и грузов, заявленных в прототипе, а также верхней части платформы.Poor layout leads to a lack of free space on the platform for the transportation of people and goods, declared in the prototype, as well as the upper part of the platform.

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.The transmission of the three-wheeled prototype uses sixteen bevel gears connected by cardan, and three chain gears. For the drive control wheels - manual drive turning the platform and three chain gears, and the usual steering wheel is missing.

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.The lack of depreciation of the wheels leads to the impossibility of normal operation of the vehicle. To increase cross-country ability, it is necessary to increase the number of wheels, which will lead to even greater complexity and unreliability of the transmission and control drive.

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.The technical result of the invention is improving the layout of the tool, simplifying and improving the design of the transmission and control drive, increasing maneuverability, providing depreciation of the wheels and the possibility of stabilizing the tower when moving relative to the cardinal points in the horizontal plane.

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.Declared a wheeled vehicle containing a wheeled platform, a body rotatable relative to the wheeled platform, a tower, an engine with a clutch and a gearbox, a central gearbox, a transmission and a control drive. The platform has at least three leading and full-rotary steered wheelsets. The transmission transmits torque from the engine to the wheel pairs through the first bevel gear of the central gearbox, the driven wheel of which is rigidly connected to the first sun gear, to each wheel pair through gear cylindrical wheels mounted on the wheel platform, and then to the gear wheels to which are connected drive shafts of cross-axle differentials of rotary columns. The rotation of the body relative to the wheel platform is carried out from the steering wheel with the shaft through a chain gear and a worm gear to the second bevel gear of the central gear, the driven wheel of which is rigidly connected to the wheel platform. The rotation of the wheels in the same direction and at the same angle as the rotation of the body occurs when the body rotates relative to the platform by means of the central lower shaft rigidly connected to the body and the second sun gear, which is connected to each wheel pair by gear wheels, the last of which is rigidly connected to the rotary columns of the wheelsets. Wheel depreciation is carried out due to telescopic drive shafts of cross-axle differentials and rotary columns, spring springs and shock absorbers. The stabilization of the tower when turning the means relative to the cardinal points in the horizontal plane is achieved by rotating it relative to the central axis of the body in the opposite direction and to the same angle by means of a bevel wheel rigidly connected to the tower, which engages with a bevel wheel made in conjunction with a cylindrical wheel enters into constant engagement with a cylindrical wheel rigidly connected to the driving conical wheel of the body turning drive.

Конструкция четырехколесного КТС поясняется чертежами, где представлено:The design of the four-wheel KTS is illustrated by drawings, which show:

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.figure 1 - General device KTS, side view; figure 2 - General device KTS, a top view without the upper part of the body and tower; figure 3 - kinematic diagram of the transmission, control drive and stabilization of the tower (wheels conditionally rotated 90 °); figure 4 is a kinematic diagram of the depreciation of the wheels.

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.KTS consists of the following main parts (Figs. 1, 2, 3): a wheel platform 1, a body 2, a tower 3, an engine with a clutch and gearbox 4, a central gearbox 5, a driver's seat 7, a transmission and a control drive.

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.On a round wheeled platform 1 are installed: on top - part of the transmission, inside - a drive for turning wheels, below - four rotary columns 8 with cross-axle differentials 10 and four wheelsets 9.

Круглый кузов 2 при поворотах КТС вращается вокруг центральной вертикальной оси колесной платформы 1.Round body 2 when turning the CCC rotates around the central vertical axis of the wheel platform 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.On the bottom of the body there are: an engine with a clutch and gearbox 4, a central gearbox 5, a drive for turning the body and the driver's seat 7. On the upper part of the body there is a tower 3 that can rotate relative to the axis 11 of the body.

При такой компоновке КТС около 70% объема кузова может использоваться для дополнительного оборудования, размещения людей и грузов.With this arrangement, the CCC about 70% of the body volume can be used for additional equipment, accommodation of people and goods.

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.The transmission consists of a bevel gear with wheels 12, 13 in the central gear 5, the first sun gear 14, rigidly connected to the bevel gear 13, four intermediate cylindrical gears 15, rotating on the axles 16 of the wheel platform, and four cylindrical gears 17, rigidly connected to the leading oxen 18 cross-axle differentials.

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.The torque from the engine 4 is transmitted through the coupling and the shaft to the bevel gears 12 and 13 of the central gear and to the first sun gear 14, from which the torque is transmitted to each wheel pair through the gears 15, to the drive shafts 18 of the cross-axle differentials 10 and wheelsets 9. In FIG. 3, the cross-axle differentials 10 are shown by bevel gears for simplicity.

Привод управления КТС подразделяется на приводы поворота кузова и колес.The KTS control drive is divided into body and wheel rotation drives.

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.The body rotation drive is designed for its rotation relative to the wheel platform. It consists of a steering wheel 19 with a shaft 20, a chain gear 21, the drive sprocket of which is rigidly connected to the shaft 20, and a driven sprocket - with the worm 22 of the worm gear 6 mounted on the central gear, bevel gears 23 and 24 of the central gear. The bevel wheel 23 is rigidly connected to the worm wheel 25, and the bevel wheel 24 is connected to the casing of the wheel platform 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.The body is rotated by the driver by turning the steering wheel 19 and the shaft 20 through the chain gear 21 and the worm gear 6, by means of the shaft 26 to the bevel gear 23, which, by circling the wheel 24, rotates the body relative to the wheel platform.

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.The rotation drive of the wheels consists of a second sun-shaped spur gear 27, rigidly mounted on the shaft 28 of the central gear 6, connected to the body 2, four intermediate spur gears 29, rotating on the axles 16, and four wheels 30, rigidly connected to the rotary columns 8 and cross-axle differential housings 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.The wheels are rotated when the body rotates from the shaft 28 to the second sun gear 27, from which to each rotary column 8 through the gears 29 and 30. The wheels are rotated in the same direction and at the same angle as the body.

Такая трансмиссия и привод управления по сравнению с прототипом обладают простотой, компактностью, повышают коэффициент полезного действия и надежность их работы.Such a transmission and control drive in comparison with the prototype have simplicity, compactness, increase the efficiency and reliability of their work.

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.Increasing the cross-country ability of the CCC is achieved by introducing instead of single wheels wheel sets 9, which reduce the pressure on the ground, and the cross-axle differentials 10 are introduced in order to reduce the resistance to rotation of the wheels.

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.Figure 4 shows the kinematic diagram of the depreciation of the wheels. For this, the shaft 28 (Fig. 3) and the rotary column 8 are divided into two telescopic parts (Fig. 4): a shaft with external splines 31 and a tubular shaft with internal splines 32; the outer rotary column 33 and the inner - 34. Two shock absorbers 35 are mounted at the top to the top of the outer column 33, and at the bottom to the bodies of the cross-axle differentials 10. The spring type 36 is mounted on the outside of the column 33 and abuts against the shock absorber mount 35 at the top and below - into the cross-axle differential housing 10. When the wheels hit an obstacle, the wheelset rises together with the inter-wheel differentials 10, the inner columns 34 and the tubular shaft 32, compressing the spring 35. Shock absorbers 35 absorb the body vibrations.

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.If necessary, stabilization of the tower 3 (Fig.1, 3) relative to the cardinal points in the horizontal plane during movement is possible. This property can be used by missile and artillery weapons mounted on the tower, directional communication antennas, solar panels, etc.

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.The tower stabilization mechanism is located in the central gearbox 5 (Fig. 3) and consists of an additional spur gear 37 connected to the drive bevel 23 of the body turning drive, a carriage of spur and bevel gears 38 with an axle, a bevel gear 39 mounted movably without rotation on the pipe 40, rigidly connected to the tower 3 and freely rotating on the axis 11, rigidly connected to the body 2. The gear 37 is in constant engagement with the cylindrical wheel of the carriage 38 having the same th number of teeth. The bevel wheel 39 has the same number of teeth as the bevel wheel 24, and has two fixed positions: the bottom is the stabilization of the tower, the top is the stabilization.

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.The stabilization of the tower occurs when the bevel wheel 39 is lowered, and it engages with the bevel of the carriage 38. When the body and the wheels are turned from the steering wheel relative to the wheel platform, the wheel 37 and the carriage 38 rotate, and the bevel wheel 39 rotates the tower 3 relatively body in the opposite direction and at the same angle, ensuring its stabilization relative to the cardinal points in the horizontal plane.

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).The performance check of the transmission, control and stabilization drives of the turret was carried out on a manufactured working model in 1973 (dimensions: diameter - 300 mm, height - 215 mm; with two electric motors installed for the transmission wire and body rotation).

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.The proposed design of the KTS can be used as a base for: a light tank, armored personnel carrier, communication vehicles, automatic planet rover and sapper reconnaissance, machine for a cameraman, etc.

Claims

A wheeled vehicle comprising a wheeled platform (1), a body swiveling relative to the wheeled platform (2), a tower (3), an engine (4) with a clutch and gearbox, a central gearbox (5), a transmission and a control drive, characterized in that the platform (1) has at least three driving and full-turning steered wheelsets (9),

the transmission transmits torque from the engine (4) to the wheelsets (9) through the first bevel gear of the central gearbox, the driven wheel (13) of which is rigidly connected to the first sun gear (14), then to each wheel pair (9) through gear cylindrical wheels (15) mounted on a wheeled platform (1), then on gears (17), to which drive shafts (18) of cross-axle differentials (10) of rotary columns (8) are connected,

the rotation of the body (2) relative to the wheel platform (1) is carried out from the steering wheel (19) with the shaft (20) through the chain gear (21) and the worm gear (6), then to the second bevel gear (23, 24) of the central gear (5 ), the driven wheel (24) which is rigidly connected to the wheel platform (1),

the rotation of the wheel pairs (9) in the same direction and at the same angle as the rotation of the body is ensured by turning the body (2) relative to the platform (1) by means of the central lower shaft (28) rigidly connected to the body (2) and the second sun a cylindrical gear (27), which is connected to each wheelset (9) by means of gears (29, 30), the last of which is rigidly connected to the rotary columns (8) of the wheelsets (9),

wheel amortization is carried out due to telescopic drive shafts (18) of cross-axle differentials (10) and rotary columns (8), spring springs (36) and shock absorbers (35),

stabilization of the tower (3) when turning the means relative to the cardinal points in the horizontal plane is achieved by rotating it relative to the central axis (11) of the body in the opposite direction and to the same angle using the bevel wheel (39) rigidly connected to the tower, which engages with the bevel a wheel made in conjunction with a cylindrical wheel (38), which is in constant engagement with a cylindrical wheel (37), rigidly connected to the driving conical wheel (23) of the body turning drive (2).