ПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ДВУХПОТОЧНЫМ МЕХАНИЗМОМ ПЕРЕДАЧ И ПОВОРОТА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а также к робототехнике, и может быть использована в качестве механизма передач и поворота в трансмиссиях гусеничных и колесных машин, а также выполненных на их шасси самоходных роботов.
Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является привод транспортного средства с двухпоточным бесступенчатым механизмом передач и поворота, содержащий первый двигатель с возможностью прямолинейного движения транспортного средства и второй двигатель для поворота транспортного средства, суммирующие планетарные ряды, разнесенные по ширине транспортного средства, распределительную зубчатую передачу. Два входных звена каждого суммирующего ряда соединены с двигателями соответственно, а выходное звено, в том числе правое, - с соосными колесами транспортного средства. Распределительная зубчатая передача для разнонаправленного вращения бортовых ветвей механизма поворота с общим ведущим звеном. Двигатели разнесены по ширине транспортного средства вплоть до перекрытия колесами. Распределительная зубчатая передача выполнена в виде разнесенных по ширине транспортного средства вплоть до перекрытия колесами редукторных частей, одна из которых представлена цилиндрической зубчатой передачей с передаточным отношением 1, а другая - цилиндрической зубчатой парой с передаточным отношением минус 1. При этом одно из перечисленных зубчатых колес распределительной зубчатой передачи выполнено двухвенцовым и установлено соосно с суммирующими планетарными рядами [Патент RU 2652371 С1].
Недостатками прототипа являются невысокие значения параметров профильной и опорно-тяговой проходимости, обусловленные ограничением дорожного просвета и поперечного радиуса проходимости соосным расположением средней части (корпуса) транспортного средства с осью ведущих колес, а также отсутствием возможности вариации трансформирования величины крутящего момента, создаваемого первым двигателем и подводимого к ведущим колесам в случае изменения сопротивления качению ведущих колес.
Технический результат полезной модели направлен на повышение проходимости транспортного средства за счет увеличения дорожного просвета и уменьшения поперечного радиуса проходимости, обеспечения возможности увеличения тяговых усилий на ведущих колесах посредством преобразования величины крутящего момента первого электродвигателя.
Технический результат достигается тем, что в приводе транспортного средства с двухпоточным механизмом передач и поворота, содержащем первый двигатель, создающий первый поток мощности через механизм передач с возможностью прямолинейного движения транспортного средства и второй двигатель, создающий второй поток мощности через механизм поворота, с возможностью поворота транспортного средства, разнесенные по ширине транспортного средства суммирующие планетарные ряды, два входных звена каждого из которых соединены с первым, и вторым двигателем соответственно, а выходное звено - с соосными колесами транспортного средства, распределительную зубчатую передачу разнонаправленного вращения бортовых ветвей механизма поворота, при этом двигатели выполнены электрическими и разнесены по ширине транспортного средства вплоть до перекрытия колесами, а упомянутая распределительная зубчатая передача выполнена в виде разнесенных по ширине транспортного средства вплоть до перекрытия колесами редукторных частей, при этом одно из перечисленных зубчатых колес распределительной зубчатой передачи выполнено двухвенцовым и установлено коаксиально валу подвода мощности к суммирующим рядам, оси вала подвода мощности к суммирующим планетарным рядам и двухвенцового зубчатого колеса распределительной зубчатой передачи смещены относительно осей ведущих колес, а суммирующие планетарные ряды выполнены в виде двухрядных планетарных редукторов со свободно установленными на корпусе эпициклов эпициклическими шестернями, имеющими возможность блокирования блокировочными фрикционами с корпусом эпициклов.
Отличительными признаками от прототипа является то, что оси вала подвода мощности к суммирующим планетарным рядам и двухвенцового зубчатого колеса распределительной зубчатой передачи смещены относительно осей ведущих колес, а суммирующие планетарные ряды выполнены в виде двухрядных планетарных редукторов со свободно установленными на корпусе эпициклов эпициклическими шестернями, имеющими возможность блокирования блокировочными фрикционами с корпусом эпициклов.
2л
2п
1л
1П
На фиг. 1 показана кинематическая схема заявляемого привода (вид сзади), как пример выполнения заявляемого устройства, где введены следующие обозначения: 1 - первый электродвигатель M1; 2 - второй электродвигатель М2; 3 - вал подвода мощности с двумя шестернями; 4 - двухвенцовая вал-шестерня механизма поворота; 5, 17 - корпус эпициклов (одно входное звено левого и правого суммирующих планетарных рядов); 6, 18 - эпициклы понижающих рядов; 7, 19 -эпициклы повышающих рядов; 8, 20 - сателлиты понижающих рядов; 9, 21 - сателлиты повышающих рядов; Ф, Ф - блокировочные фрикционы повышающих рядов, Ф, Ф - блокировочные фрикционы понижающих рядов; 10, 22 - солнечные шестерни (другое входное звено левого и правого суммирующих планетарных рядов); 11, 23 - водило (выходное звено левого и правого суммирующих планетарных рядов); 12, 24 - ведущие колеса транспортного средства; 13 - ведущая шестерня на валу двигателя M1; 14 - ведущая шестерня на валу двигателя М2; 15 - промежуточная шестерня механизма поворота; 16 - корпус.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
2л
2п
При подготовке транспортного средства к движению в планетарных редукторах включаются повышающие ряды посредством включения фрикционов Ф и Ф и блокировки эпициклов 7 и 19 с корпусами 5 и 17 соответственно.
При прямолинейном движении транспортного средства двигатель 2 работает в режиме электротормоза, а значит, и весь механизм поворота, включающий в себя ведущую шестерню 14, двухвенцовую вал-шестерню 4, промежуточную шестерню 15, вместе с солнечными шестернями 10 и 22 остановлены. Поток мощности от вала двигателя 1 передается через механизм передач по звеньям 13, 5, 7, 9, 11 ведущему колесу 12 и одновременно колесу 24 по звеньям 3, 17, 19, 21, 23. В суммирующих планетарных рядах вращаются эпициклы 7 и 19 и находящиеся с ними в зацеплении сателлиты 9 и 21, которые, обкатываясь вокруг остановленных солнечных шестерен 10 и 22, увлекают за собой водила 11 и 23, приводящие во вращение ведущие колеса 12 и 24. В результате скорости вращения ведущих колес 12 и 24 одинаковы. Транспортное средство осуществляет прямолинейное движение.
При повороте транспортного средства включается двигатель 2. При этом в зависимости от направления поворота, вал двигателя 2 вращается в левом или правом направлении. Поток мощности от вала двигателя 2 через ведущую шестерню 14 передается солнечной шестерне 22 и одновременно, через двухвенцовую вал-шестерню 4, промежуточную шестерню 15 солнечной шестерне 10. В суммирующих планетарных механизмах происходит суммирование двух потоков мощности - от двигателя 1 к корпусам 5 и 17 эпициклов и от двигателя 2 к солнечным шестерням 10 и 22. Вследствие того, что от вала двигателя 2 солнечным шестерням 10 и 22 передается одинаковое по угловой скорости, но различное по направлению вращение, водила 11 и 23 суммирующих планетарных механизмов вращаются с разными угловыми скоростями, а, следовательно, с разными угловыми скоростями будут вращаться и ведущие колеса 12 и 24, что приводит к повороту транспортного средства. Причем, на какую величину увеличивается угловая скорость забегающего колеса, на такую же величину уменьшается угловая скорость отстающего колеса, что позволяет центру масс машины сохранять линейную скорость при повороте.
При необходимости осуществить разворот транспортного средства вокруг вертикальной оси (поворот с радиусом, равным половине ширины колеи машины) двигатель 1 включается в режим электротормоза, а значит, и весь механизм передач, включающий в себя ведущую шестерню 13, вал 3 подвода мощности с двумя шестернями, корпуса эпициклов 11 и 17 и эпициклы 7 и 19 остановлены. Процесс передачи вращения с двигателя 2 на солнечные шестерни 10 и 22 происходит аналогично плавному повороту. Солнечные шестерни 10 и 22, вращающиеся в противоположных направлениях с одинаковой угловой скоростью, передают вращение на соответствующие сателлиты 9 и 21, которые, обкатываясь по неподвижным эпициклам 7 и 19, увлекают водила 11 и 23, вызывая вращение последних так же с одинаковой угловой скоростью и в противоположных направлениях. Следовательно, с одинаковой угловой скоростью, но в противоположных направлениях будут вращаться и ведущие колеса, что приводит к развороту транспортного средства.
1л
1П
2л
2п
При повышении сопротивления качению ведущих колес с целью снижения нагрузки на двигатель 1 и повышения тяговых усилий на ведущих колесах, в планетарных механизмах включается понижающий ряд посредством включения фрикционов Ф и Ф и блокировки эпициклов 6 и 18 с корпусами 5 и 17 соответственно. Одновременно с этим происходит выключение фрикционов Ф и Ф и разблокировка эпициклов 7 и 19 с корпусами 5 и 17 соответственно.
В этом случае режимы работы механизма передач и поворота при прямолинейном движении и на повороте (при развороте) транспортного средства аналогичны режимам работы при включенном повышенном ряде, за исключением передачи потока мощности с корпусов 5 и 17 на водила 11 и 23, которая осуществляется через эпициклы 6 и 18 и сателлиты 8 и 20 соответственно с увеличенным значением передаточного числа, что позволяет повысить тяговое усилие на ведущих колесах.
В результате достигается повышение проходимости транспортного средства за счет увеличения дорожного просвета и уменьшения поперечного радиуса проходимости, а также за счет обеспечения возможности увеличения тяговых усилий на ведущих колесах посредством преобразования величины крутящего момента первого электродвигателя.