Мотор-колесо

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Горин Геннадий Степанович Захаров Александр Викторович Сильченко Анатолий Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Мотор-колесо, содержащее ведущий вал, волнообразователь, жесткое зубчатое колесо и находящееся с ним в зацеплении гибкое колесо, противоположный конец которого снабжен зубчатым венцом и соединен с поводком, кулачковой муфтой и крышкой, а также осевой фиксатор гибкого колеса, отличающееся тем, что осевой фиксатор выполнен в виде резьбового соединения, причем резьба нарезана на шейке ведущего вала волнообразователя, гибкое колесо выполнено с возможностью упора в него гайки фиксации названного резьбового соединения, а контур профиля зубчатого зацепления гибкого колеса выполнен коническим. 2. Мотор-колесо в соответствии с п. 1, отличающееся тем, что имеет стопорное устройство с механическим или гидравлическим, или другим приводом стопора с возможностью перемещения вдоль своей оси. 62052010.04.30 Предлагаемое техническое решение относится к транспортным средствам, имеющим мотор-колеса с волновым редуктором. Волновые зубчатые передачи используются в редукторах с целью снижения в одной паре зацепления частоты вращения выходного вала в 50-500 раз по сравнению с входным валом. Благодаря этому достигается компактность - первое основное достоинство волнового редуктора по сравнению с планетарным. Вторым важнейшим достоинством волнового редуктора является высокая кинематическая точность (благодаря отсутствию люфтов в зацеплении) и малая инерционность звеньев, что позволяет использовать волновые передачи в шарнирах руки роботов, используемых в качестве манипуляторов в сборочных и монтажных кантовочных операциях, облегчая рутинный труд оператора. Третьим достоинством волнового редуктора является возможность использовать его в качестве трансмиссионного тормоза. Как и все редукторы с большим передаточным числом, КПД его при работе в режиме редуктора, ред 0,85, значительно выше, чем в режиме мультипликатора, мульт 0,20,3, при вращении трансмиссии от колес 1. По своей технической сущности к предлагаемому устройству близко устройство мотор-колесо (прототип) 2. Мотор-колесо содержит ведущий вал, волнообразователь, жесткое зубчатое колесо и находящееся с ним в зацеплении гибкое колесо, противоположный конец которого снабжен зубчатым венцом и соединен с поводком, кулачковой муфтой и крышкой, а также осевой фиксатор гибкого колеса. Недостатками названного мотор-колеса являются возможность оттормаживания гибкого колеса для поворота и буксировки транспортного средства, большие габариты, а также недостаточная перегрузочная способность волнового редуктора особенно при большой частоте вращения. Задачей предлагаемой полезной модели является облегчение поворота и буксировки транспортного средства путем оттормаживания гибкого колеса, используемого как опорный элемент, восстановление нагрузочной способности волнового редуктора путем увеличения радиальной, осевой и крутильной жесткости волновой передачи в процессе эксплуатационных регулировок и уменьшение габаритов. Названная задача решается за счет того, что в мотор-колесе, содержащем ведущий вал, волнообразователь, жесткое зубчатое колесо и находящееся с ним в зацеплении гибкое колесо, противоположный конец которого снабжен зубчатым венцом и соединен с поводком, кулачковой муфтой и крышкой, а также осевой фиксатор гибкого колеса, с целью восстановления нагрузочной способности волнового зацепления осевой фиксатор выполнен в виде резьбового соединения, причем резьба нарезана на шейке ведущего вала волнообразователя, гибкое колесо выполнено с возможностью упора в него гайки фиксации названного резьбового соединения, а контур профиля зубчатого зацепления гибкого колеса выполнен коническим, для уменьшения габаритов, обеспечения поворота и буксировки транспортного средства мотор-колесо имеет стопорное устройство с механическим или гидравлическим, или другим приводом стопора с возможностью перемещения вдоль своей оси. Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-8. фиг. 1 - мотор-колесо фиг. 2 - деформация радиального распора гибкого цилиндрического колеса чашеобразной формы фиг. 3 - деформации, вызванные недостаточной жесткостью вала привода волнообразователя фиг. 4 - деформации расклинки волнового зацепления под действием крутящего момента, вид сбоку фиг. 5 - деформации расклинки волнового зацепления под действием крутящего момента, вид спереди 2 62052010.04.30 фиг. 6 - деформации изгиба волнового зацепления нормальной , продольнойи боковойсилами, приложенными к опорному колесу фиг. 7 - стопор тормоза с гидроприводом фиг. 8 - стопор тормоза с тросовым приводом. Названное мотор-колесо крепится к раме 1 транспортного средства с помощью фланца 2. Крепежное резьбовое соединение включает болты 3, разрезные 4 и неразрезные 5 шайбы, подкладное кольцо 6. Колесный подшипниковый узел включает подшипники 7, установленные на цилиндрической части фланца 2, ступицу 8, стопорные кольца 9 и 10, а также винты 11 для регулирования осевого натяга подшипников 7. Вытекание консистентной смазки со стороны фланца 2 предотвращает сальник 12. Зубчатый волновой редуктор включает жесткое зубчатое колесо 13, которое крепится к ступице 8, а также гибкое колесо 14, прикрепленное с помощью болтов 15 и шайб 16 к фланцу трубы 17 тормозного устройства. Образующая зубчатого венца гибкого колеса 14 выполнена конической с основанием в сторону крепления. Волнообразователь включает гибкий подшипник 18, эксцентриковые кулачки 19, кулачковую муфту 20, кольцо упорное 21, кольцо стопорное 22, поводок 23. Последний установлен на ведущем валу волнообразователя 24 и передает крутящий момент через шпонку 25. Привод волнообразователя включает ведущий вал волнообразователя 24, который вращается на трех подшипниках 26. Из них два внутренних подшипника (ближних к продольной оси транспортного средства) размещены внутри трубы 17, а внешний - внутри крышки 27. Гайка 28 через промежуточное кольцо 29, передний подшипник 26, шайбы 30 и 31 прижимает торец поводка 23 к буртику вала 24. На противоположном конце ведущего вала волнообразователя 24 внутренние подшипники 26 прижимают с помощью гайки 32. Этой же гайкой осуществляется перемещение трубы 17 вдоль вала 24. На том же внутреннем конце ведущего вала волнообразователя 24 размещен шкив 33, установленный на шпонке 34. Названный пакет деталей, включая сальник 35, сжимается гайкой 36 и фиксируется шайбой 37. Внешний конец ведущего вала волнообразователя 24 закрывается крышкой 38 и уплотнительной прокладкой 39. Крепят крышку 38 к крышке 27 болтами 40 с шайбами 41. Диск опорного колеса (не показан) крепится к крышке 27 болтами, которые вворачивают в отверстия, расположенные по окружности, с диаметром А. Внутренний посадочный диаметр диска обозначен Б. Привод опорного колеса осуществляется от жесткого зубчатого колеса 13. Для этого пакет деталей - ступицу 8, жесткое колесо 13, крышку 38 - стягивают болтами 42 и фиксируют шайбами 43. На трубе 17 с одной стороны крепится гибкое колесо 14 и закрепленное с другой стороны тормозное устройство, включающее фланец 44, к которому с помощью болтов 45 и шайб 46 прикреплен стопорный диск 47. В ступицу 8 завернуты пробки 48 для залива и слива масла. Привод системы торможения и оттормаживания гибкого колеса 14 может быть гидравлическим либо механическим. Гидропривод включает стопор с поршнем 49, гидравлический цилиндр 50 с крышкой 51, штуцер 52 и шланг 53, по которому подводится жидкость от органа управления. Тросовый привод включает стопор 54 с буртиком. Названный стопор 54 находится внутри корпуса 55 с крышкой 56. В последний и буртик уперта пружина 57. Трос 58 крепится к стопору 54. При натяжении троса 58 стопор 54 выходит из зацепления со стопорным диском 47. 62052010.04.30 Устройство работает следующим образом мотор-колесо крепят к раме 1 с помощью фланца 2 и деталей крепления 3, 4, 5, 6. Перед установкой осевой люфт подшипников 7 ступицы 8 колес, закрепленных с помощью стопорных колец 9 и 10 на фланце 2, регулируют с помощью винтов 11. Кроме того, закладывают консистентную смазку в колесный узел, уплотненный сальником 12. Вначале следует собрать мотор-колесо так, чтобы оно поддавалось последующей регулировке. Для этого трубу 17 вместе с закрепленным на ней гибким колесом 14, деталями его крепления 15 и 16, фланцем 44, стопорным диском 47 и деталями его крепления 45 и 46 перемещают в осевом направлении вдоль фланца 2. Совместив передние кромки зубьев жесткого 13 и гибкого 14 зубчатых колес, фиксируют крайнее правое положение трубы 17, подводя правый внутренний подшипник 26 к трубе 17. В этом положении в гибкое колесо 14 вставляют волнообразователь, закрепленный на ведущем вале волнообразователя 24. Названный вал 24 проходит через внутренние обоймы двух подшипников 26. Далее закрывают колесный волновой редуктор крышкой 27 и закрепляют с помощью деталей крепления 42 и 43, вставляют внешний подшипник 26 и фиксируют его от осевых перемещений в крышке 27 с помощью деталей крепления - гайки 28, шайбы 30 и кольца 31. Названные детали закрывают крышкой 38. Последнюю крепят с помощью болтов 40 и шайб 41. Найденное взаимное положение гибкого 14 и жесткого 13 колес фиксируют осевым фиксатором, заворачивая гайку 32 на валу 24. Сборку мотор-колеса завершают надев сальник на вал 24 и шкив 33, закрепленный на шпонке 34 деталями крепления 36 и 37. На противоположном конце вала крепят диск опорного колеса с посадочным диаметром Б и диаметром А делительной окружности болтов крепления диска. При вращении шкива 33 формируется волна гибкого колеса 14, которая вращает диск опорного колеса, если стопорный диск 47 заторможен. Если стопорный диск 47 расторможен, то при вращении шкива 33 гибкое 14 и жесткое 13 колеса не вращаются. При повороте растормаживают гибкое колесо одного борта, при буксировании транспортного средства - колеса обоих бортов. Для растормаживания выводят из зацепления со стопорным диском 47 стопор 54, воздействуя на последний тросом 58. После отключения внешнего воздействия стопор 54 входит в зацепление со стопорным диском 47 под давлением пружины 57. Последняя вместе со стопором находится в корпусе с крышкой. Стопор 49 под воздействием давления гидропривода, подводимого к штуцеру 52 гидравлическим шлангом 53, входит в зацепление со стопорным диском 47. Если волновое зацепление начинает работать в режиме предохранительной муфты, то чтобы повысить его нагрузочную способность следует повернуть гайку 32 на резьбе, нарезанной на пояске ведущего вала волнообразователя 24. При этом подшипник 26 вместе с трубой 17 и гибким колесом 14, зубчатый венец которого выполнен в виде конического профиля, сместится влево, увеличивая перекрытие зубьев жесткого 13 и гибкого 14 колес,а вместе с этим передаваемый крутящий момент. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7