Бесступенчатый механизм поворота гусеничной машины

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для использования в трансмиссиях гусеничных транспортных машин. Бесступенчатый дифференциальный механизм поворота содержит плоский дифференциал, два трехзвенных планетарных ряда и реверсивную гидрообъемную передачу (ГОП). Дифференциал (5) и планетарные ряды (6, 7) расположены на одной оси. Эпициклическая шестерня (17) дифференциала соединена с входным валом (1) и валом насоса ГОП. Водило (16) дифференциала соединено с солнечной шестерней (19) первого планетарного ряда (6) и с правым выходным валом (2). Солнечная шестерня (15) дифференциала соединена с солнечной шестерней (23) второго планетарного ряда (7) и левым выходным валом (2). Водила (21, 25) первого и второго планетарных рядов жестко связаны друг с другом. Эпициклическая шестерня (20) первого планетарного ряда жестко связана с корпусом (4). Эпициклическая шестерня (24) второго планетарного ряда связана с валом мотора ГОП. Механизм обеспечивает бесступенчатое изменение радиуса поворота от нуля до значения, обеспеченного установочной мощностью ГОП. Применение подобного механизма позволит резко уменьшить его габариты и массу. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к механизмам поворота, применяемым в трансмиссиях гусеничных транспортных средств.

Известны бесступенчатые механизмы поворота гусеничных машин с двойным подводом мощности. Например, механизм поворота, приведенный в книге «Транспортные машины с газотурбинными двигателями» под ред. Н.С.Попова, Ленинград, «Машиностроение», 1987, стр.114, рис.3.9, содержит два планетарных ряда, расположенных после центральной коробки передач и регулируемую гидрообъемную передачу (ГОП). Эпициклические шестерни планетарных рядов связаны между собой и с выходным валом коробки передач. Солнечные шестерни связаны между собой через редукторы и соединительный вал с общим передаточным числом, равным -1, обеспечивающим их вращение с равной угловой скоростью, но в разные стороны.

Водила планетарных рядов связаны соответственно с правым и левым выходными валами механизма поворота, связанными, в свою очередь, с левым и правым ведущими колесами.

Реверсивная ГОП состоит из регулируемого насоса и нерегулируемого мотора. Вал мотора ГОП связан соединительным валом и, соответственно, через редукторы с солнечными шестернями.

При прямолинейном движении мощность через коробку передач передается на эпициклические шестерни, насос ГОП отрегулирован на нулевую подачу, вал мотора и связанные с ним солнечные шестерни неподвижны. Выходные валы механизма поворота вращаются с одинаковой скоростью.

При повороте регулируется подача рабочей жидкости насоса ГОП в мотор в соответствии с требуемым радиусом и направлением поворота. Вал мотора и, соответственно, солнечные шестерни планетарных рядов вращаются. Скорость водила планетарного ряда, у которого направление вращения эпициклической и солнечной шестерен совпадает увеличивается, а скорость водила планетарного ряда, у которого направление вращения эпициклической и солнечной шестерен разные - уменьшается. Ведущие колеса машины при этом имеют разную скорость и она входит в поворот. Регулирование подачи рабочей жидкости осуществляется плавно от нуля до требуемого значения, и поэтому изменение радиуса поворота происходит бесступенчато.

К недостатку механизма поворота можно отнести сложность компоновочных решений, связанных с необходимостью размещения соединительного вала и нескольких редукторов, включая редукторы, связывающие солнечные шестерни.

Наиболее близок к предлагаемому принятый за прототип механизм поворота, приведенный в книге «Основы применения гидрообъемных вариаторов в танковых трансмиссиях». Бурцев С.Е. Киевское высшее танковое инженерное ордена Красной звезды Училище имени маршала Советского Союза Якубовского И.И. Киев. 1983, стр.176, рис.3.20.

Он имеет дифференциал, два трехзвенных планетарных ряда, два редуктора, тормоз и ГОП с регулируемым насосом и нерегулируемым мотором. Дифференциал и планетарные ряды расположены на паралельных валах. Дифференциал имеет водило и две солнечные шестерни, а каждый планетарный ряд - водило, эпициклическую шестерню и солнечную шестерню. Водило дифференциала связано с выходным валом коробки передач или непосредственно с коленчатым валом двигателя (при использовании бортовых коробок передач), а первая и вторая солнечные шестерни с левым и правым выходными валами соответственно. Водило первого планетарного ряда связано с первой солнечной шестерней дифференциала через первый редуктор, а его солнечная шестерня - с тормозом. Водило второго планетарного ряда связано со второй солнечной шестерней дифференциала через второй редуктор, а его солнечная шестерня - с валом мотора ГОП. Эпициклические шестерни обоих планетарных рядов жестко связаны между собой. Мотор ГОП связан гидравлическими магистралями с насосом.

Механизм имеет два режима поворота. Первый режим - бесступенчатый, за счет регулирования подачи рабочей жидкости насоса ГОП, второй - вокруг остановленной гусеницы за счет включения остановочного тормоза одного из бортов гусеничной машины. На первом режиме тормоз, связанный с солнечной шестерней первого планетарного ряда, включен. На втором режиме ГОП в формировании радиуса поворота не участвует и тормоз выключен. Этот режим используется при недостаточной мощности ГОП.

Механизм обеспечивает бесступенчатое изменение радиуса поворота в диапазоне, соответствующем выбранной установочной мощности ГОП.

Недостатком этого механизма поворота является сложное компоновочное решение, вызванное необходимостью размещения двух редукторов, соединяющих звенья, а также дифференциала и планетарных рядов, на параллельно расположенных валах. Это ведет к усложнению конструкции, повышенным габаритам и массе.

Решаемая задача изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы.

Поставленная задача достигается тем, что механизм поворота содержит входной вал, правый и левый выходные валы, плоский дифференциал, два трехзвенных планетарных ряда и реверсивную регулируемую гидрообъемную передачу. Плоский дифференциал содержит эпициклическую шестерню, солнечную шестерню, водило и блок двойных сателлитов. Каждый планетарный ряд содержит солнечную шестерню, эпициклическую шестерню, водило и блок сателлитов. Дифференциал и оба планетарных ряда расположены на одной оси. Гидрообъемная передача содержит регулируемый насос и нерегулируемый мотор. Солнечная шестерня дифференциала связана с левым выходным валом, водило - с правым выходным валом, а эпициклическая шестерня - с входным валом механизма поворота. Солнечная шестерня первого планетарного ряда связана с корпусом, а его эпициклическая шестерня жестко связана с правым выходным валом. Солнечная шестерня второго планетарного ряда связана с валом ГОП, а его эпициклическая шестерня - с левым выходным валом. Водила планетарных рядов жестко соединены друг с другом.

Механизм поворота обеспечивает бесступенчатое изменение радиуса поворота гусеничной машины в диапазоне, соответствующем выбранной установочной мощности ГОП.

Схема механизма поворота позволяет обеспечить компактную конструкцию, размещенную целиком на одной оси.

На чертеже представлена кинематическая схема механизма поворота с ориентировочным соблюдением взаимного расположения ее составных частей.

Механизм поворота содержит входной 1, правый 2 и левый 3 выходные валы, установленные в корпусе 4, плоский дифференциал 5, два трехзвенных планетарных ряда 6 и 7, реверсивную гидрообъемную передачу 8 и редукторы 9 и 10. Гидрообъемная передача имеет регулируемый насос 11 и нерегулируемый мотор 12, вал насоса 13 и вал мотора 14. Плоский дифференциал 5 содержит солнечную шестерню 15, водило 16, эпициклическую шестерню 17 и блок сателлитов 18. Первый планетарный ряд 6 содержит солнечную шестерню 19, эпициклическую шестерню 20, водило 21 и блок сателлитов 22. Второй планетарный ряд содержит солнечную шестерню 23, эпициклическую шестерню 24, водило 25 и блок сателлитов 26. Входной вал механизма поворота 1 жестко связан с эпициклической шестерней 17 дифференциала 5 и через редуктор 9 с валом 13 насоса 11 гидрообъемной передачи 8. Водило 16 дифференциала соединено с левым выходным валом 2 и солнечной шестерней 19 первого планетарного ряда 6. Солнечная шестерня 15 дифференциала соединена с солнечной шестерней 23 второго планетарного ряда 7 и правым выходным валом 3. Эпициклическая шестерня 20 жестко связана с корпусом 4. Водила 21 и 25 первого и второго планетарных рядов 6 7 жестко связаны друг с другом. Эпициклическая шестерня 24 второго планетарного ряда 7 связана через редуктор 10 с валом 14 мотора 12 гидрообъемной передачи.

В случае применения в трансмиссии центральной коробки передач входной вал механизма поворота связан с ее выходным валом, а выходные валы механизма поворота - с правым и левым ведущими колесами машины. В случае применения в трансмиссии бортовых коробок передач входной вал механизма поворота связан с валом двигателя, а его выходные валы - с входными валами правой и левой бортовых коробок передач соответственно.

Механизм поворота работает следующим образом.

При прямолинейном движении орган управления регулируемого насоса 11 выставлен в положение, соответствующее нулевой подаче рабочей жидкости. Вал 14 мотора и эпициклическая шестерня 24 планетарного ряда 7, связанная с ним, при этом неподвижны. Мощность от двигателя передается на входной вал 1 механизма поворота и далее на эпициклическую шестерню 17 и блок двойных сателлитов 18 дифференциала 5. На блоке дифференциала поток мощности разделяется на две равные части, из которых одна часть передается через водило 16 на правый выходной вал 2, а другая через солнечную шестерню 15 на левый выходной вал 3. Оба выходных вала вращаются с одинаковой скоростью, машина сохраняет прямолинейное движение.

При повороте вправо с помощью органа управления насоса 11 регулируется подача рабочей жидкости в мотор 12 от нуля до значения, соответствующего выбранному радиусу поворота машины. Орган управления отклоняется в сторону, при котором вал 14 вращается в ту же сторону, что и вал 13 насоса 11. Кинематическая схема и связи между звеньями обеспечивают при этом уменьшение угловой скорости вращения выходного вала 2 и увеличение угловой скорости вращения выходного вала 3 пропорционально отклонению органа управления подачей насоса рабочей жидкости. Левый борт машины при этом становится забегающим, а правый - отстающим.

При повороте влево с помощью органа управления насоса 11 регулируется подача рабочей жидкости в мотор 12 от нуля до значения, соответствующего выбранному радиусу поворота машины. Орган управления отклоняется в сторону, при котором вал 14 вращается в сторону противоположную направлению вращения вала 13 насоса 11. Кинематическая схема и связи между звеньями обеспечивают при этом увеличение угловой скорости вращения выходного вала 2 и уменьшение угловой скорости вращения выходного вала 3 пропорционально отклонению органа управления подачей насоса рабочей жидкости. Левый борт машины при этом становится отстающим, а правый - забегающим.

Особенностью данного механизма поворота является улучшение массогабаритных показателей, поскольку планетарные ряды и дифференциал расположены на одной оси и для соединения их звеньев не требуется применения редукторов и дополнительных валов.

Механизм поворота гусеничной машины, содержащий входной вал, правый и левый выходные валы, дифференциал, два трехзвенных планетарных ряда, состоящие каждый из солнечной шестерни, эпициклической шестерни и блока сателлитов, а также реверсивную гидрообъемную передачу, состоящую из регулируемого насоса, вал которого связан с входным валом, и нерегулируемого мотора, отличающийся тем, что дифференциал выполнен плоским, содержащим водило, эпициклическую и солнечную шестерни, а также блок двойных сателлитов, причем его эпициклическая шестерня связана с входным валом и через первый редуктор - с валом насоса гидрообъемной передачи, водило - с правым выходным валом и солнечной шестерней первого планетарного ряда, а его солнечная шестерня - с солнечной шестерней второго планетарного ряда и с левым выходным валом, эпициклическая шестерня первого планетарного ряда жестко связана с корпусом, а эпициклическая шестерня второго планетарного ряда через второй редуктор - с валом мотора гидрообъемной передачи, водила обоих планетарных рядов жестко связаны друг с другом.