РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1994 года по МПК B60K17/34 

Изобретение относится к трансмиссии колесных транспортных средств и касается раздаточной коробки грузового автомобиля, а именно смазки ее подшипников.

Известна раздаточная коробка грузового автомобиля, содержащая входной вал, зубчатую передачу, состоящую из зубчатого колеса, закрепленного на входном валу, промежуточного зубчатого колеса, расположенного на опорном пальце, и ведомого зубчатого колеса, соединенного с водилом дифференциального механизма, у которого солнечная шестерня и коронное зубчатое колесо соединены с выходными валами, при этом в корпусе раздаточной коробки установлен масляный насос, имеющий привод от эксцентрика, расположенного на одном из выходных валов. Полость нагнетания масляного насоса с помощью гидравлических магистралей сообщена с каналами в выходных валах и в опорном пальце промежуточного зубчатого колеса для подачи смазочной жидкости к подшипникам.

Однако наличие масляного насоса существенно усложняет конструкцию раздаточной коробки и требует дополнительного места для его размещения.

Известна также раздаточная коробка, содержащая размещенные в корпусе дифференциальный механизм, соосно установленные входной и первый выходной валы, один из которых связан с коронным зубчатым колесом, а другой вал - с водилом дифференциального механизма, и зубчатую передачу, состоящую из зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней и установленного вместе с ней на валу, связанном с водилом, промежуточного зубчатого колеса и зубчатого колеса, соединенного с вторым выходным валом, при этом вал, связанный с коронным зубчатым колесом дифференциального механизма, установлен на подшипниках качения, расположенных в крышке, закрепленной на корпусе, а в корпусе имеется масляный карман для подачи смазочной жидкости самотеком к подшипникам вала промежуточного зубчатого колеса.

Однако в этой раздаточной коробке отсутствует смазка подшипников солнечной шестерни и соединенного с ней зубчатого колеса, что сокращает их срок службы.

Задачей, решаемой изобретением, является обеспечение простыми средствами надлежащей смазки подшипников раздаточной коробки без увеличения ее габаритов.

Для решения указанной задачи раздаточная коробка автомобиля, содержащая корпус, дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, и выступающие из корпуса три вала, снабжена насосом винтового типа, выполненным в виде резьбового диска, имеющего спиральную канавку на периферии и расположенного между подшипниками, установленными на валу, соединенном с коронным зубчатым колесом, в корпусе раздаточной коробки выполнен лоток для сбора смазочной жидкости, в крышке корпуса, в которой на подшипниках установлен вал, соединенный с коронным зубчатым колесом, имеется канал для подачи смазочной жидкости из лотка к насосу винтового типа, на торцовой поверхности резьбового диска выполнена по меньшей мере одна канавка, сообщающая между собой полости у периферии диска и у его внутреннего диаметра, в валу коронного зубчатого колеса выполнено отверстие, сообщающее полость у внутреннего диаметра диска с полостью между валами коронного зубчатого колеса и водила, в валу, соединенном с водилом дифференциального механизма, выполнены каналы, сообщающиеся с полостью между валами.

При таком техническом решении простыми средствами обеспечивается надежное поступление смазочной жидкости к подшипникам солнечной шестерни дифференциального механизма и вала, соединенного с водилом, несмотря на противодействие центробежных сил, возникающих при вращении валов раздаточной коробки, при этом резьбовой диск, расположенный между подшипниками вала, соединенного с коронным зубчатым колесом, служит, во-первых, в качестве проставки между подшипниками и, во-вторых, для нагнетания смазочной жидкости внутрь вала, соединенного с водилом.

В крышке корпуса раздаточной коробки напротив части внешней резьбовой поверхности диска может быть образована полость, сообщающаяся с масляным каналом в крышке и имеющая переменную высоту, уменьшающуюся в окружном направлении от конечного участка этого канала.

Наличие указанной клинообразной полости, сужающейся в направлении вращения резьбового диска, позволяет облегчить затягивание смазочной жидкости из конечного участка масляного канала в зазор между внешней поверхностью резьбового диска и крышкой, несмотря на действие центробежных сил.

Канавка на торцовой поверхности резьбового диска может быть выполнена радиальной или спиральной. В последнем случае уменьшается влияние центробежных сил на смазочную жидкость при проходе ее от периферии резьбового диска внутрь вала.

Подшипник качения, расположенный у торцовой поверхности резьбового диска, на которой выполнена канавка, может иметь защитное кольцо или уплотнительный элемент для сохранения в полости между ним и резьбовым диском давления смазочной жидкости, создаваемого насосом винтового типа при его вращении для нагнетания смазочной жидкости внутрь вала и далее к ее потребителям.

На фиг. 1 представлена раздаточная коробка для грузового автомобиля, продольный разрез по ее валам; на фиг.2 - дифференциальный механизм раздаточной коробки; на фиг.3 - узел I на фиг.2 (масляный насос винтового типа, служащий для подачи смазочной жидкости к подшипникам раздаточной коробки); на фиг.4 - масляный насос, поперечный разрез; на фиг.5 - разрез А-А на фиг. 4 (лоток для смазочной жидкости).

Раздаточная коробка содержит корпус 1 с крышкой 2, в которой на шариковых подшипниках 3 и 4 расположен входной вал 5. На валу 5 установлен фланец 6, имеющий с этим валом шлицевое соединение. Фланец 6 служит для привода входного вала 5 раздаточной коробки от двигателя через коробку передач и карданную передачу (не показаны). С входным валом 5 соединено коронное зубчатое колесо 7 дифференциального механизма, содержащего водило 8 и солнечную шестерню 9. На водиле 8 на пальцах 10 расположены сателлиты 11, имеющие зацепление с коронным зубчатым колесом 7, а на пальцах 12 расположены сателлиты 13, имеющие зацепление с солнечной шестерней 9. Сателлиты 11 и 13 попарно зацеплены между собой. Водило 8 соединено с первым выходным валом 14 раздаточной коробки, служащим для привода заднего ведущего моста автомобиля (не показаны). Вал 14 установлен на подшипниках 15 и 16, причем подшипник 15 расположен в гнезде, выполненном во входном валу 5, а подшипник 16 расположен в стенке корпуса раздаточной коробки. С солнечной шестерней 9 соединено зубчатое колесо 17, которое вместе с солнечной шестерней 9 установлено на валу 14 на двух роликовых подшипниках 18 и 19. На ступице зубчатого колеса 17 установлена зубчатая муфта 20 для блокировки дифференциального механизма, имеющая с этой ступицей шлицевое соединение. Зубчатая муфта 20 выполнена с торцовыми зубьями, имеющими возможность зацепления с расположенными напротив них торцовыми зубьями, выполненными на зубчатом диске 21. Диск 21 расположен на валу 14, между внутренним кольцом роликового подшипника 18 и подшипником 16 и имеет с валом 14 шлицевое соединение. В диске 21 между его торцовыми зубьями и ступицей расположен упорный подшипник скольжения 22, представляющий собой кольцевую пластину из антифрикционного материала, взаимодействующую с обращенным к ней торцом ступицы зубчатого колеса 17. У торца ступицы солнечной шестерни 9 расположен упорный подшипник скольжения 23.

Зубчатое колесо 17 находится в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 24, установленным на подшипниках 25 и 26 на опорном пальце 27, закрепленном в корпусе 1. Зубчатое колесо 24 имеет зацепление с ведомым зубчатым колесом 28, закрепленным на втором выходном валу 29 раздаточной коробки, служащем для привода переднего ведущего моста автомобиля. Вал 29 установлен в корпусе 1 на подшипниках 30 и 31.

В корпусе 1 образован лоток 32 (фиг.4) для сбора смазочной жидкости, стекающей по стенке корпуса после ее разбрызгивания зубчатыми колесами. С лотком 32 через отверстие 33 (фиг.5) в корпусе и отверстие 34 в крышке 2 сообщена верхняя часть серповидного масляного канала 35, выполненного в крышке 2. В нижней части серповидный канал 35 своим конечным участком 36 (фиг.4) сообщен с полостью, расположенной между подшипниками 3 и 4 (фиг.2), на которых установлен вал 5. В промежутке между подшипниками 3 и 4 размещен насос винтового типа, который выполнен в виде фигурного резьбового диска 37 (фиг.3), расположенного на валу 5 и сопряженного с торцами внутренних колец 38 и 39 подшипников 3 и 4 соответственно, т.е. зажатого между ними для передачи к нему крутящего момента за счет сил трения. Диск 37 имеет на внешней цилиндрической поверхности, т.е. на периферии, спиральную (резьбовую) канавку 40. Эта спиральная канавка имеет такое направление, при котором во время вращения вала 5 при движении автомобиля передним ходом смазочная жидкость, находящаяся на периферии диска 37, перемещается этим диском от участка 36 масляного канала 35 в сторону подшипника 3, расположенного у коронного зубчатого колеса 7 (фиг.2), а именно в пространство между диском 37 (фиг.3) и подшипником 3. Причем в крышке 2 корпуса раздаточной коробки напротив части внешней цилиндрической поверхности диска 37 образована клинообразная полость 41 (фиг.4), сообщающаяся с конечным участком 36 масляного канала 35 и имеющая в окружном направлении (т.е. в направлении вокруг диска 37) переменную высоту, измеряемую в радиальном направлении от оси вала 5. Высота (размер) клинообразной полости 41 уменьшается в окружном направлении вокруг диска 37 от конечного участка 36 масляного канала 35 в сторону вращения этого диска (перемещения его внешней поверхности) при движении автомобиля передним ходом. Клинообразная полость 41 служит для облегчения нагнетания смазочной жидкости в окружной зазор между внешней цилиндрической поверхности диска 37 и крышкой 2 для дальнейшей подачи смазочной жидкости к ее потребителям через пространство между диском 37 и подшипником 3. Для прохода смазочной жидкости между диском 37 и подшипником 3 на торцовой поверхности этого диска, обращенной в сторону подшипника 3, выполнена по меньшей мере одна канавка 42, сообщающая полость у периферии диска 37 с отверстием 43, выполненным в валу 5. Причем подшипник 3 имеет закрепленное в его наружном кольце защитное кольцо 44 (фиг.3), расположенное со стороны диска 37, которое препятствует утечке смазочной жидкости через этот подшипник.Утечке смазочной жидкости через упомянутый подшипник препятствует также центробежный эффект, возникающий при качении шариков подшипника 3 с большой скоростью по дорожкам качения. Вместо защитного кольца в подшипнике 3 может быть установлен уплотнительный элемент.

Канавка 42, расположенная на торцовой поверхности диска 37, может быть выполнена либо радиальной, как показано на фиг.4, либо тангенциальной, либо спиральной. В последнем случае, т.е. при выполнении канавки в виде спирали, влияние центробежных сил, мешающих поступлению смазочной жидкости от периферии диска 37 к валу 5, получается минимальным. Причем направление спиральной канавки выбирается таким, при котором во время вращения вала 5 при движении автомобиля передним ходом край масляной канавки, расположенный дальше от оси вала 5, чем другой ее край, у неподвижного наружного кольца подшипника 3 (фиг.3) и защитного кольца 44 смещает смазочную жидкость от периферии диска 37 в сторону оси вала 5.

Отверстие 43 (фиг. 2) в валу 5 сообщается с полостью 45 в этом валу, ограниченной кольцевым экраном 46, установленным в гнезде подшипника 15 у торца его наружного кольца. В экране 46 имеется воронка для поступления смазочной жидкости из полости 45 в валу 5 в осевой канал 47, выполненный в валу 14. С осевым каналом 47 сообщаются радиальные каналы 48, 49 и 50, служащие для подачи смазочной жидкости к роликовым подшипникам 15, 18 и 19 и упорным подшипникам скольжения 22 и 23.

В теле опорного пальца 27, на котором расположено промежуточное зубчатое колесо 24, имеется отверстие 51, являющееся каналом для подачи смазочной жидкости к подшипникам 25 и 26. Отверстие 51 выполнено в опорном пальце 27 наискось, т.е. наклонно к его оси, и сообщает полость между подшипниками 25 и 26 с масляным карманом 52, выполненным в корпусе 1.

При вращении валов раздаточной коробки во время передачи крутящего момента через нее с входного вала 5 через дифференциальный механизм на выходные валы 14 и 29 смазка подшипников валов и зубчатых колес происходит следующим образом. Зубчатое колесо 28, закрепленное на выходном валу 29, которое расположено ниже остальных зубчатых колес и частично погружено в масляную ванну, образованную залитой внутрь корпуса смазочной жидкостью, своим зубчатым венцом разбрызгивает смазочную жидкость. Капли смазочной жидкости, попадая на стенки корпуса, стекают по ним, при этом часть смазочной жидкости попадает в лоток 32 (фиг.4), а из него через отверстие 33 (фиг.5) в корпусе и отверстие 34 в крышке 2 перетекает в масляный канал 35 (фиг.4). По масляному каналу 35 смазочная жидкость стекает вниз и через конечный участок 36 попадает в полость 41. Из полости 41 смазочная жидкость захватывается диском 37 (его внешней резьбовой частью поверхности) и нагнетается в сторону подшипника 3 (фиг.3) в щель между ним и диском 37. Через эту щель по канавкам 42 (фиг.4) смазочная жидкость направляется в отверстие 43, имеющееся в валу 5, откуда попадает в полость 45 (фиг.2). Из полости 45 через воронку в экране 46 смазочная жидкость перетекает в осевой канал 47, а из канала 47 она поступает в радиальные каналы 48, 49 и 50, а затем к роликовым подшипникам 15, 18 и 19 и упорным подшипникам скольжения 22 и 23 для их смазки.

Часть смазочной жидкости, разбрызгиваемой зубчатым колесом 28, попадает в масляный карман 52, из которого она поступает в отверстие 51, имеющееся в опорном пальце 27, и затем вытекает в полость между подшипниками 25 и 26, обеспечивая их смазку.

Таким образом, при данном техническом решении сравнительно простыми средствами достигается надлежащая смазка всех подшипников раздаточной коробки. Причем установка на валу коронного зубчатого колеса дифференциального механизма в пространстве между подшипниками этого вала специального резьбового диска, играющего роль насоса винтового типа, позволяет обеспечить принудительную подачу смазки к подшипникам вала, соединенного с водилом, сохраняя неизменным расстояние между подшипниками и тем самым обеспечивая компактность раздаточной коробки.

Использование: в трансмиссиях колесных транспортных средств и относится к раздаточным коробкам грузового автомобиля, а именно к смазке ее подшипников. Сущность изобретения: раздаточная коробка содержит дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, и три вала, выступающих из корпуса. Входной вал, соединенный с коронным зубчатым колесом, установлен на подшипниках, расположенных в крышке. Между этими подшипниками размещен насос винтового типа, который выполнен в виде резьбового диска, имеющего на периферии спиральную канавку. Смазочная жидкость поступает к насосу самотеком из лотка в корпусе через серповидный канал в крышке. С конечным участком серповидного канала сообщена полость, выполненная напротив части внешней резьбовой поверхности диска, которая сужается в окружном направлении для облегчения захвата смазочной жидкости этим диском. От насоса смазочная жидкость через канавку на торце диска, которая может быть радальной или спиральной, и через отверстие в входном валу нагнетается в полость между входным и первым выходным валами, откуда она перетекает в осевой канал в выходном валу. Из этого канала смазочная жидкость через радальные каналы поступает к подшипникам качения и упорным подшипникам скольжения. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА АВТОМОБИЛЯ, содержащая корпус, дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, зубчатого колеса и солнечной шестерни, три вала, выступающих из корпуса раздаточной коробки, один из которых соединен с коронным зубчатым колесом, другой вал соединен с водилом, а третий вал - с расположенным на нем зубчатым колесом, имеющим привод от зубчатого колеса, связанного с солнечной шестерней и установленного на валу, соединенном с водилом, при этом вал, соединенный с коронным зубчатым колесом, установлен на подшипниках качения, расположенных в крышке, закрепленной на корпусе, отличающаяся тем, что она снабжена насосом винтового типа, выполненным в виде резьбового диска, имеющего спиральную канавку по периферии и расположенного между подшипниками, установленными на валу, соединенном с коронным зубчатым колесом, при этом в корпусе раздаточной коробки выполнен лоток для сбора смазочной жидкости, а в крышке корпуса - канал для подачи смазочной жидкости из лотка к упомянутому насосу винтового типа, причем на торцевой поверхности упомянутого диска выполнена по меньшей мере одна канавка, сообщающая между собой полости у периферии резьбового диска и у его внутреннего диаметра, при этом в валу коренного зубчатого колеса выполнено отверстие, сообщающее полость у внутреннего диаметра резьбового диска с полостью между валами, а в валу, соединенном с водилом дифференциального механизма, выполнены каналы, сообщающиеся с полостью между валами. 2. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что в крышке корпуса напротив части внешней поверхности резьбового диска образована полость, сообщающаяся с упомянутым каналом в крышке и имеющая переменную высоту, уменьшающуюся в окружном направлении от конечного участка упомянутого канала. 3. Коробка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутая канавка на торцевой поверхности резьбового диска выполнена радиальной. 4. Коробка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутая канавка на торцевой поверхности резьбового диска выполнена спиральной. 5. Коробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что подшипник качения, расположенный у торцевой поверхности резьбового диска, на которой выполнена канавка, имеет защитное кольцо или уплотнительный элемент.