Движитель транспортного средства повышенной проходимости

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Орда Александр Николаевич Агейчик Валерий Александрович Листопад Наталья Владимировна Воробей Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Движитель транспортного средства повышенной проходимости, содержащий раму,имеющий возможность вращения корпус зубчатых колес, установленный концентрично с центральным валом с общей горизонтальной осью с возможностью их вращения относительно рамы и относительно друг друга, опорные колеса, закрепленные консольно на установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес горизонтальных осях,при этом опорные колеса расположены концентрично относительно центрального вала и на одинаковом расстоянии относительно друг друга, причем на конце центрального вала перпендикулярно его торцу вне корпуса зубчатых колес со стороны опорных колес закреплено центральное корончатое колесо внутреннего зацепления, входящее в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес сателлитными шестернями, закрепленными консольно на горизонтальных сателлитных осях, установленных в корпусе зубчатых колес с возможностью вращения относительно последнего, причем оси симметрии этих осей расположены в плоскостях, проходящих через ось симметрии центрального вала и 99232014.02.28 оси симметрии осей опорных колес, и на одинаковом расстоянии от оси симметрии центрального вала между его осью симметрии и осями симметрии осей опорных колес, причем угол между плоскостями, проходящими через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала и горизонтальные оси симметрии осей опорных колес, равен 120, при этом средняя часть центрального вала расположена внутри концентрично его охватывающего с возможностью вращения относительно корпуса зубчатых колес и с возможностью вращения относительно центрального вала трубчатого вала, на конце которого внутри корпуса зубчатых колес закреплена центральная солнечная шестерня, а на противоположном конце трубчатого вала, выходящем за пределы корпуса зубчатых колес, закреплен тормозной шкив тормоза солнечной шестерни, установленного на раме, причем центральная солнечная шестерня входит в зацепление с сателлитными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях с закрепленными сателлитными шестернями, которые, в свою очередь, входят в зацепление с промежуточными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на промежуточных осях, при этом промежуточные зубчатые колеса имеют возможность вращения относительно корпуса зубчатых колес вместе с промежуточными осями, расположенными в плоскостях, проходящих через оси сателлитных шестерен и оси опорных колес, и расположены параллельно этим осям и на одинаковом расстоянии от последних, причем промежуточные зубчатые колеса, в свою очередь, входят в зацепление с зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях опорных колес, при этом к корпусу зубчатых колес прикреплен соосно с центральным валом тормозной шкив тормоза корпуса зубчатых колес, установленного на раме, а на конце центрального вала, противоположном корончатому центральному колесу внутреннего зацепления, закреплена приводная шестерня, отличающийся тем, что опорные колеса закреплены консольно на установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес двух горизонтальных осях, центральное корончатое колесо внутреннего зацепления входит в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес двумя шестернями, закрепленными консольно на двух горизонтальных осях, установленных в корпусе зубчатых колес с возможностью вращения относительно последнего, причем центральная солнечная шестерня входит в зацепление с двумя сателлитными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях с закрепленными двумя сателлитными шестернями, которые, в свою очередь, входят в зацепление с двумя промежуточными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на двух промежуточных осях, при этом два промежуточных зубчатых колеса имеют возможность вращения относительно корпуса зубчатых колес вместе с промежуточными осями, расположенными в плоскостях, проходящих через оси сателлитных шестерен и оси двух опорных колес, и расположены параллельно этим осям и на одинаковом расстоянии от последних, причем промежуточные зубчатые колеса, в свою очередь, входят в зацепление с двумя зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях опорных колес, при этом к корпусу зубчатых колес прикреплен соосно с центральным валом тормозной шкив тормоза корпуса зубчатых колес, установленного на раме, а на конце центрального вала, противоположном корончатому центральному колесу внутреннего зацепления, закреплена приводная шестерня, а на противоположной относительно общей горизонтальной оси симметрии центрального вала двум опорным колесам наружной части корпуса зубчатых колес и к примыкающей к ней части корпуса корончатого центрального колеса внутреннего зацепления закреплен с помощью спиц обод в виде половины полого цилиндра, образованной проходящей через его ось симметрии плоскостью отсечения, при этом два опорных колеса расположены симметрично проходящей через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала плоскость симметрии обода, причем проходящие через торцы обода вертикальные плоскости перпендикулярны общей горизонтальной оси симметрии центрального вала, при этом на наружной поверхности обода закреплены почвозацепы, а на 2 99232014.02.28 внутренней с помощью винтов с возможностью выдвижения за пределы наружного торца обода закреплены уширительные пластины.(56) 1. Патент США 3 208 544, НКИ 180-8, 1965. 2. Патент РБ на полезную модель 689511, МПК 60 11/00, 2010. 3. Патент РБ на полезную модель 792217, МПК 60 11/00, 2012. 4. Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители (теория и расчет). - М. Машиностроение, 1972. - С. 162-164. Полезная модель относится к ходовым системам транспортных средств повышенной проходимости. Известен движитель вездехода, содержащий вращающийся корпус, установленный соосно с центральным валом, на котором закреплены тормоз и центральная шестерня, входящая в зацепление с шестернями, закрепленными на вращающихся в корпусе шести осях колес, расположенных концентрично относительно центрального вала 1. Такой движитель вездехода имеет сложную и металлоемкую конструкцию и, как следствие этого, обладает низкой надежностью в работе. Известен движитель вездехода 2, содержащий вращающийся корпус, установленный соосно с центральным валом, на котором закреплены тормоз и центральная шестерня,входящая в зацепление с шестернями, закрепленными на вращающихся в корпусе осях колес, расположенных концентрично относительно центрального вала, причем центральный вал связан с вращающимся корпусом через механизм блокировки, например фрикционную муфту. Такой движитель вездехода обладает низкой надежностью в работе и ремонтоспособностью, так как фрикционная муфта в тяжелых условиях бездорожья быстро выходит из строя, а ее ремонт требует демонтажа всего движителя, включая его корпус с колесами. Известен движитель вездехода 3, содержащий раму, имеющий возможность вращения корпус зубчатых колес, установленный концентрично с центральным валом с общей горизонтальной осью с возможностью их вращения относительно рамы и относительно друг друга, опорные колеса, закрепленные консольно на установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес трех горизонтальных осях, при этом опорные колеса расположены концентрично относительно центрального вала и на одинаковом расстоянии относительно друг друга, причем на конце центрального вала перпендикулярно его торцу вне корпуса зубчатых колес со стороны опорных колес закреплено центральное корончатое колесо внутреннего зацепления, входящее в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес тремя сателлитными шестернями, закрепленными консольно на трех горизонтальных сателлитных осях, установленных в корпусе зубчатых колес с возможностью вращения относительно последнего, причем оси симметрии этих осей расположены в плоскостях, проходящих через ось симметрии центрального вала и оси симметрии осей опорных колес, и на одинаковом расстоянии от оси симметрии центрального вала между его осью симметрии и осями симметрии осей опорных колес, при этом средняя часть центрального вала расположена внутри концентрично его охватывающего с возможностью вращения относительно корпуса зубчатых колес и с возможностью вращения относительно центрального вала трубчатого вала, на конце которого внутри корпуса зубчатых колес закреплена центральная солнечная шестерня, а на противоположном конце трубчатого вала, выходящем за пределы корпуса зубчатых колес, закреплен тормозной шкив тормоза солнечной шестерни, установленного на раме, причем центральная солнечная шестерня входит в зацепление с сателлитными зубчатыми колесами, закрепленными 3 99232014.02.28 внутри корпуса зубчатых колес на осях с закрепленными сателлитными шестернями, которые, в свою очередь, входят в зацепление с промежуточными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на промежуточных осях, при этом промежуточные зубчатые колеса имеют возможность вращения относительно корпуса зубчатых колес вместе с промежуточными осями, расположенными в плоскостях, проходящих через оси сателлитных шестерен и оси опорных колес, и расположены параллельно этим осям и на одинаковом расстоянии от последних, причем промежуточные зубчатые колеса, в свою очередь, входят в зацепление с зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях опорных колес, при этом к корпусу зубчатых колес прикреплен соосно с центральным валом тормозной шкив тормоза корпуса зубчатых колес, установленного на раме, а на конце центрального вала, противоположном корончатому центральному колесу внутреннего зацепления, закреплена приводная шестерня. Такой движитель вездехода при движении транспортного средства по дороге с твердым покрытием (например, асфальт или твердый грунт) потребляет дополнительно значительную часть топлива на вращение третьего верхнего колеса, потребность в котором возникает лишь при преодолении вездеходом сложных, в том числе водных и заболоченных, препятствий. При этом опорная поверхность третьего колеса ограничена и не гарантирует преодоление вездеходом указанных препятствий. Задача, которую решает полезная модель, заключается в повышении надежности работы движителя в сложных дорожных условиях и снижении эксплуатационных затрат за счет экономии топлива при движении по дорогам с твердым покрытием (например, асфальт или твердый грунт). Поставленная задача решается с помощью движителя транспортного средства повышенной проходимости, содержащего раму, имеющий возможность вращения корпус зубчатых колес, установленный концентрично с центральным валом с общей горизонтальной осью с возможностью их вращения относительно рамы и относительно друг друга, опорные колеса, закрепленные консольно на установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес горизонтальных осях, при этом опорные колеса расположены концентрично относительно центрального вала и на одинаковом расстоянии относительно друг друга, причем на конце центрального вала перпендикулярно его торцу вне корпуса зубчатых колес со стороны опорных колес закреплено центральное корончатое колесо внутреннего зацепления, входящее в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес сателлитными шестернями, закрепленными консольно на горизонтальных сателлитных осях, установленных в корпусе зубчатых колес с возможностью вращения относительно последнего, причем оси симметрии этих осей расположены в плоскостях,проходящих через ось симметрии центрального вала и оси симметрии осей опорных колес, и на одинаковом расстоянии от оси симметрии центрального вала между его осью симметрии и осями симметрии осей опорных колес, причем угол между плоскостями,проходящими через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала и горизонтальные оси симметрии осей опорных колес, равен 120, при этом средняя часть центрального вала расположена внутри концентрично его охватывающего с возможностью вращения относительно корпуса зубчатых колес и с возможностью вращения относительно центрального вала трубчатого вала, на конце которого внутри корпуса зубчатых колес закреплена центральная солнечная шестерня, а на противоположном конце трубчатого вала, выходящем за пределы корпуса зубчатых колес, закреплен тормозной шкив тормоза солнечной шестерни, установленного на раме, причем центральная солнечная шестерня входит в зацепление с сателлитными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях с закрепленными сателлитными шестернями, которые, в свою очередь, входят в зацепление с промежуточными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на промежуточных осях, при этом промежуточные зубчатые колеса имеют возможность вращения относительно корпуса зубчатых колес вместе с про 4 99232014.02.28 межуточными осями, расположенными в плоскостях, проходящих через оси сателлитных шестерен и оси опорных колес, и расположены параллельно этим осям и на одинаковом расстоянии от последних, причем промежуточные зубчатые колеса, в свою очередь, входят в зацепление с зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях опорных колес, при этом к корпусу зубчатых колес прикреплен соосно с центральным валом тормозной шкив тормоза корпуса зубчатых колес, установленного на раме, а на конце центрального вала, противоположном корончатому центральному колесу внутреннего зацепления, закреплена приводная шестерня, где опорные колеса закреплены консольно на установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес двух горизонтальных осях, центральное корончатое колесо внутреннего зацепления входит в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес двумя шестернями, закрепленными консольно на двух горизонтальных осях, установленных в корпусе зубчатых колес с возможностью вращения относительно последнего, причем центральная солнечная шестерня входит в зацепление с двумя сателлитными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях с закрепленными двумя сателлитными шестернями, которые, в свою очередь, входят в зацепление с двумя промежуточными зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на двух промежуточных осях, при этом два промежуточных зубчатых колеса имеют возможность вращения относительно корпуса зубчатых колес вместе с промежуточными осями, расположенными в плоскостях, проходящих через оси сателлитных шестерен и оси двух опорных колес, и расположены параллельно этим осям и на одинаковом расстоянии от последних, причем промежуточные зубчатые колеса, в свою очередь, входят в зацепление с двумя зубчатыми колесами, закрепленными внутри корпуса зубчатых колес на осях опорных колес, при этом к корпусу зубчатых колес прикреплен соосно с центральным валом тормозной шкив тормоза корпуса зубчатых колес, установленного на раме, а на конце центрального вала,противоположном корончатому центральному колесу внутреннего зацепления, закреплена приводная шестерня, а на противоположной относительно общей горизонтальной оси симметрии центрального вала двум опорным колесам наружной части корпуса зубчатых колес и к примыкающей к ней части корпуса корончатого центрального колеса внутреннего зацепления закреплен с помощью спиц обод в виде половины полого цилиндра, образованной проходящей через его ось симметрии плоскостью отсечения, при этом два опорных колеса расположены симметрично проходящей через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала плоскость симметрии обода, причем проходящие через торцы обода вертикальные плоскости перпендикулярны общей горизонтальной оси симметрии центрального вала, при этом на наружной поверхности обода закреплены почвозацепы, а на внутренней с помощью винтов с возможностью выдвижения за пределы наружного торца обода закреплены уширительные пластины. На фиг. 1 изображена кинематическая схема движителя, вид сбоку на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2. Движитель транспортного средства повышенной проходимости содержит раму 1,имеющий возможность вращения корпус зубчатых колес 2, установленный концентрично с центральным валом 3 с общей горизонтальной осью с возможностью их вращения относительно рамы 1 и относительно друг друга. На установленных с возможностью вращения в корпусе зубчатых колес 2 двух горизонтальных осях 4 консольно вне корпуса зубчатых колес 2 закреплены два опорных колеса 5, причем оси симметрии этих осей расположены концентрично относительно оси симметрии центрального вала 3 на одинаковом расстоянии друг относительно друга. На конце центрального вала 3 перпендикулярно его торцу вне корпуса зубчатых колес 2 со стороны опорных колес 5 закреплено внутри своего корпуса 6, присоединенного снаружи со стороны опорных колес 5 к корпусу зубчатых колес 2, корончатое центральное колесо внутреннего зацепления 7, входящее в зацепление с наружными относительно корпуса зубчатых колес 2 двумя сателлитными шестернями 8, за 5 99232014.02.28 крепленными консольно на двух горизонтальных сателлитных осях 9, установленных в корпусе зубчатых колес 2 с возможностью вращения относительно его, причем оси симметрии этих осей 9 расположены в плоскостях, проходящих через ось симметрии центрального вала 3 и оси симметрии осей 4 опорных колес 5, на одинаковом расстоянии от оси симметрии центрального вала 3 между его осью симметрии и осями симметрии осей 4 опорных колес 5 параллельно им, причем угол между плоскостями, проходящими через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала 3 и горизонтальные оси симметрии осей опорных колес 4, равен 120. Средняя часть центрального вала 3 расположена внутри концентрично его охватывающего с возможностью вращения относительно корпуса зубчатых колес 2 и с возможностью вращения относительно центрального вала 3 трубчатого вала 10, на конце которого внутри корпуса зубчатых колес 2 закреплена центральная солнечная шестерня 11, а на противоположном конце трубчатого вала 10, выходящем за пределы корпуса зубчатых колес 2, закреплен тормозной шкив установленного на раме 1 тормоза 15 солнечной шестерни 11. Центральная солнечная шестерня 11 входит в зацепление с закрепленными внутри корпуса зубчатых колес 2 на осях 9 с наружными относительно корпуса зубчатых колес 2 шестернями 8 двумя зубчатыми сателлитными колесами 13, которые, в свою очередь, входят в зацепление с закрепленными внутри корпуса зубчатых колес 2 на промежуточных осях 14 двумя промежуточными зубчатыми колесами 16 с возможностью вращения их относительно корпуса 2 вместе с промежуточными осями 14. Промежуточные оси 14 расположены в плоскостях, проходящих через оси 9 сателлитных шестерен и оси 4 опорных колес 5, и расположены параллельно этим осям 9, 14 и на одинаковом расстоянии от них. Промежуточные зубчатые колеса 16,в свою очередь, входят в зацепление с закрепленными внутри корпуса зубчатых колес 2 на осях 4 опорных колес 5 зубчатыми колесами 17. К корпусу зубчатых колес 2 прикреплен соосно, с общей осью симметрии с центральным валом 3 тормозной шкив установленного на раме 1 тормоза 12 корпуса зубчатых колес 2. К противоположному корончатому центральному колесу внутреннего зацепления 7 концу центрального вала 3 прикреплена приводная шестерня 18. На противоположной относительно общей горизонтальной оси симметрии центрального вала 3 двум опорным колесам 5 наружной части корпуса зубчатых колес 2 и к примыкающей к ней части корпуса 6 корончатого центрального колеса внутреннего зацепления 7 закреплен с помощью спиц 19 обод 20 в виде половины полого цилиндра, образованной проходящей через его ось симметрии плоскостью отсечения, при этом два опорных колеса 5 расположены симметрично проходящей через общую горизонтальную ось симметрии центрального вала 3 плоскость симметрии обода 20, причем проходящие через торцы обода 20 вертикальные плоскости перпендикулярны общей горизонтальной оси симметрии центрального вала 3. На наружной поверхности обода 20 закреплены почвозацепы 21, а на внутренней с помощью винтов 22 с возможностью выдвижения за пределы наружного торца обода закреплены уширительные пластины 23. Работает ведущее колесо следующим образом. При движении транспортного средства по дороге с твердым покрытием (например,асфальт или твердый грунт) тормоз 15 солнечной шестерни 11 расторможен, а тормоз 12 корпуса зубчатых колес 2 заторможен и от приводной шестерни 16 с помощью центрального вала 3 и зубчатых колес 7, 13, 16, 17 и шестерни 8 от двигателя вращение передается колесам 5 движителя. При преодолении вездеходом водных и заболоченных препятствий тормоз 15 солнечной шестерни 11 заторможен, а тормоз 12 корпуса зубчатых колес 2 расторможен и вращательное движение от центрального вала 3 передается корпусу зубчатых колес 2, при этом движитель начинает передвигаться методом шагания 4, в результате чего в работу в качестве опорной поверхности движителя вездехода вступает обод 20 с уширительными пластинами 23 и почвозацепами 21. Направление движения транспортного средства и его скорость корректируются с помощью входящей в трансмиссию коробки скоростей (на фигурах не показана), которая передает вращение от двигателя к приводной 6 99232014.02.28 шестерне 18. При повороте транспортного средства в ту или иную сторону тормоза 12 и 15 соответствующих движителей затормаживают. Наличие в конструкции движителя промежуточных осей 14 с промежуточными зубчатыми колесами 16 позволяет исключить контакт корпуса зубчатых колес 2 с грунтом, оптимизирует передаточное отношение зубчатых передач и размеры движителя включая его колеса 5. При эксплуатации движителя при использовании, например, ленточных тормозов запасные тормозные ленты могут быть помещены в багажном отделении. В случае износа и обрыва тормозных лент тормозов 12 и 15, в том числе вследствие тяжелых дорожных условий, они могут быть легко и быстро заменены водителем на новые. При эксплуатации движителя запасные тормозные ленты могут быть помещены в багажном отделении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7