RU2411155C2

RU2411155C2 - Controlled differential

Info

Publication number: RU2411155C2
Application number: RU2009106157/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Митянин (RU); Александр Петрович Митянин; Алексей Александрович Митянин (RU); Алексей Александрович Митянин; Вячеслав Александрович Митянин (RU); Вячеслав Александрович Митянин
Original assignee: Александр Петрович Митянин
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2011-02-10
Also published as: RU2009106157A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to track-type vehicles. Controlled differential comprises differential and control mechanism. The latter comprises two self-braking gears and two step motors. Driven links of self-braking gears are engaged with differential gear wheels, Drive links of self-braking gears are engaged with step motors. Self-braking gears run in brake-off conditions.

EFFECT: simplified design.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к гусеничным транспортным средствам.The invention relates to a transport mechanical engineering, namely to tracked vehicles.

Известен механизм поворота по патенту РФ №2109650, МКИ B62D 11/08, 27.04.98 бюл. №12, содержащий суммирующие планетарные ряды, первые звенья которых связаны между собой валом и с двигателем через коробку передач с электрогидравлическим управлением, вторые звенья соединены с движителями, а третьи звенья через двухстороннюю коническую зубчатую передачу с гидромотором регулируемой гидрообъемной передачи, гидронасос которой связан с двигателем и органом управления поротом машины.The known rotation mechanism according to the patent of the Russian Federation No. 2109650, MKI B62D 11/08, 04/27/98 bul. No. 12, containing summarizing planetary gears, the first links of which are connected to each other by a shaft and to the engine through an electro-hydraulic control gearbox, the second links are connected to the propellers, and the third links are connected via a two-sided bevel gear transmission with a variable displacement hydraulic motor, the hydraulic pump of which is connected to the engine and a vehicle control body.

Недостатками данного механизма являются сложный алгоритм управления и сложная гидравлическая система.The disadvantages of this mechanism are a complex control algorithm and a complex hydraulic system.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату-прототипом является механизм по А.С. №1803341, МКИ B62D 11/18, 23.03.93, бюл. №11, содержащий механический дифференциал с ведущим и управляющими звеньями, а так же ведомыми, взаимодействующими с полуосями привода движителей две регулируемые, гидравлически сообщенные одна с другой объемные гидромашины, валы которых постоянно связаны с управляющими звеньями дифференциалов, и систему управления гидромашинами.The closest in technical essence and the achieved prototype result is a mechanism according to A.S. No. 1803341, MKI B62D 11/18, 03/23/93, bull. No. 11, containing a mechanical differential with leading and controlling links, as well as driven, interacting with the drive axles of the movers, two adjustable, hydraulically connected volumetric hydraulic machines, the shafts of which are constantly connected to the differential control links, and a hydraulic machine control system.

Недостатками данного механизма являются сложная конструкция, высокая стоимость гидромашин и недостаточная их надежность.The disadvantages of this mechanism are the complex design, the high cost of hydraulic machines and their insufficient reliability.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и облегчение управления.The objective of the invention is to simplify the design and ease of management.

Поставленная задача решается тем, что управляемый дифференциал, содержащий дифференциал и механизм регулирования, согласно формуле изобретения, механизм регулирования содержит две самотормозящие передачи и два шаговых электродвигателя. Ведомые звенья самотормозящих передач соединены с центральными колесами дифференциала. Ведущие звенья самотормозящих передач соединены с шаговыми электродвигателями, при этом самотормозящие передачи работают в режиме оттормаживания.The problem is solved in that the controlled differential containing the differential and the regulation mechanism, according to the claims, the regulation mechanism contains two self-braking gears and two stepper motors. The driven links of the self-braking gears are connected to the central differential wheels. The leading links of the self-braking gears are connected to the stepper motors, while the self-braking gears operate in the braking mode.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как управляемый дифференциал выполнен в виде дифференциальной передачи и механизма регулирования. Дифференциал делит на два потока подводимую к нему мощность. Самотормозящие передачи, создавая момент сопротивления вращению одного из центральных колес дифференциала, заставляют его перераспределять скорости вращения между центральными колесами. При этом самотормозящие передачи работают в режиме оттормаживания (усиления) и могут выполняться, например, по А.С. №1083015. Механизм регулирования работает следующим образом. Если принять скорость вращения входного звена дифференциала за единицу, то сумма скоростей вращения центральных колес дифференциала будет равна двум единицам. При условии, что самотормозящие передачи выполнены с передаточным числом равным единице, сумма скоростей вращения шаговых электродвигателей должна быть равна двум единицам. При изменении скорости вращения одного шагового электродвигателя скорость вращения второго шагового электродвигателя так же меняется, при этом сумма скоростей вращения остается неизменно равной двум единицам. Неизбежно присутствующие компоненты, необходимые для работы и управления шаговыми электродвигателями, такие как контроллер, энкордер, блок управления шаговым двигателем и прочие, опущены.The specified set of features is new and has an inventive step, since the controlled differential is made in the form of differential transmission and regulation mechanism. The differential divides the power supplied to it into two streams. Self-braking gears, creating a moment of resistance to rotation of one of the central wheels of the differential, make it redistribute the speed of rotation between the central wheels. In this case, self-braking gears operate in the mode of braking (gain) and can be performed, for example, according to A.S. No. 1083015. The regulatory mechanism operates as follows. If we take the rotation speed of the input differential link as a unit, then the sum of the rotation speeds of the central differential wheels will be equal to two units. Provided that the self-braking gears are made with a gear ratio equal to one, the sum of the rotation speeds of the stepper motors must be equal to two units. When the rotation speed of one stepper motor changes, the rotation speed of the second stepper motor also changes, while the sum of the rotation speeds remains invariably equal to two units. Inevitably present components necessary for operation and control of stepper motors, such as a controller, an encoder, a stepper motor control unit and others, are omitted.

На чертеже схематично представлен управляемый дифференциал.The drawing schematically shows a controlled differential.

Управляемый дифференциал состоит из дифференциала 1 с центральными колесами 2, 3, входного звена 13, стеллитов 4; самотормозящих передач 5, 6 с ведущими звеньями 9, 10 и ведомыми звеньями 7, 8; шаговых электродвигателей 11, 12.The controlled differential consists of differential 1 with central wheels 2, 3, input link 13, stellites 4; self-braking gears 5, 6 with leading links 9, 10 and driven links 7, 8; stepper motors 11, 12.

Управляемый дифференциал работает следующим образом. Вращение от привода подают на входное звено 13 дифференциала 1. Далее по кинематической цепи 13-4-2-8 вращение подают на ведомое звено 8 самотормозящей передачи 6, а по кинематической цепи 13-4-3-7 - на ведомое звено 7 самотормозящей передачи 5, при этом скорости вращения ведомых звеньев 7 и 8 равны. Шаговые электродвигатели 11 и 12 имеют одинаковую скорость вращения и вращают ведущие звенья 9 и 10. Ведущие звенья 9 и 10 не создают препятствий для вращения ведомых звеньев 7 и 8. Таким образом, механизм поворота находится в равновесном состоянии и гусеничная машина движется прямолинейно. Для поворота гусеничной машины уменьшают скорость вращения шагового электродвигателя 11, соединенное с ним ведущее звено 9 так же уменьшает скорость вращения, создавая препятствие для вращения ведомого звена 7. Что в конечном итоге приводит к уменьшению скорости вращения центрального колеса 3. В дифференциале 1 происходит перераспределение скоростей вращения между центральными колесами 3 и 2, и центральное колесо 2 увеличивает скорость вращения, при этом сумма скоростей вращения центральных колес 3 и 2 остается прежней. Ведомое звено 8, соединенное с центральным колесом 2, так же увеличивает скорость вращения. Одновременно с этим шаговый электродвигатель 12 увеличивает скорость вращения и соединенное с ним ведущее звено 10 так же увеличивает скорость вращения, не создавая препятствия для вращения ведомого звена 8. При этом сумма скоростей вращения шаговых электродвигателей остается прежней. Таким образом происходит поворот гусеничной машины. В режиме прямолинейного движения при изменении нагрузки на одну из сторон дифференциала 1 он в силу своей конструктивной особенности пытается перераспределить скорости вращения между центральными колесами 2 и 3. То из центральных колес, которое пытается увеличить скорость вращения, встречает препятствие со стороны ведущего звена самотормозящей передачи.Managed differential works as follows. The rotation from the drive is fed to the input link 13 of the differential 1. Then, along the kinematic chain 13-4-2-8, the rotation is fed to the driven link 8 of the self-locking gear 6, and along the kinematic chain 13-4-3-7 to the driven link 7 of the self-locking gear 5, while the rotation speeds of the driven links 7 and 8 are equal. The stepper motors 11 and 12 have the same rotation speed and rotate the driving links 9 and 10. The driving links 9 and 10 do not interfere with the rotation of the driven links 7 and 8. Thus, the rotation mechanism is in equilibrium and the tracked vehicle moves in a straight line. To rotate the tracked vehicle, the speed of rotation of the stepper motor 11 is reduced, the leading link 9 connected to it also reduces the speed of rotation, creating an obstacle for the rotation of the driven link 7. Which ultimately leads to a decrease in the speed of rotation of the central wheel 3. In differential 1, the speed is redistributed rotation between the Central wheels 3 and 2, and the Central wheel 2 increases the speed of rotation, while the sum of the rotation speeds of the Central wheels 3 and 2 remains the same. The driven link 8, connected to the Central wheel 2, also increases the speed of rotation. At the same time, the stepper motor 12 increases the speed of rotation and the driving link 10 connected to it also increases the speed of rotation without creating an obstacle to the rotation of the driven link 8. The sum of the rotational speeds of the stepper motors remains the same. Thus, the tracked vehicle is rotated. In the mode of rectilinear movement, when the load on one of the sides of the differential 1 changes, he, by virtue of his design feature, tries to redistribute the rotation speeds between the central wheels 2 and 3. That of the central wheels, which is trying to increase the rotation speed, encounters an obstacle from the side of the leading link of the self-braking transmission.

Поскольку скорости вращения ведущих звеньев равны и жестко заданы шаговыми электродвигателями, то скорости вращения центральных колес дифференциала не изменяются, и сохраняется прямолинейность движения гусеничной машины.Since the rotational speeds of the leading links are equal and rigidly set by stepper motors, the rotational speeds of the central differential wheels do not change, and the straightness of the movement of the tracked vehicle is maintained.

Таким образом, предложенный управляемый дифференциал позволяет упростить конструкцию и облегчить управление.Thus, the proposed controlled differential allows you to simplify the design and facilitate management.

Claims

A controlled differential comprising a differential and a control mechanism, characterized in that the control mechanism comprises two self-braking gears and two stepper motors, while the driven links of the self-braking gears are connected to the central wheels of the differential, the driving links of the self-braking gears are connected to the stepper motors, and the self-braking gears operate in braking mode.