РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1995 года по МПК B60K17/34 

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается их трансмиссии, а именно конструкциям раздаточной коробки, служащим для распределения крутящего момента между ведущими мостами грузового автомобиля.

Известны раздаточные коробки с межосевыми дифференциальными механизмами, служащими для распределения крутящего момента двигателя между ведущими мостами автомобиля.

Из известных раздаточных коробок наиболее близкой по своей конструкции к предлагаемой раздаточной коробке является раздаточная коробка грузового автомобиля, содержащая корпус, входной вал, дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, первый выходной вал, расположенный соосно с входным валом и второй выходной вал, на котором установлено зубчатое колесо, имеющее привод от зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней дифференциального механизма и расположенного на валу, связанном с водилом. В этой раздаточной коробке водило соединено с валом при помощи шлицев, выполненных на конце этого вала, выступающем внутрь ступицы коронного зубчатого колеса, и закреплено при помощи гайки. Однако такое техническое решение приводит к увеличению радиальных и осевых размеров крышки корпуса, в которой установлен вал коронного зубчатого колеса, и соответственно к увеличению габаритов раздаточной коробки и ее массы.

Задача, решаемая изобретением, - создание компактной раздаточной коробки для грузового автомобиля, имеющей сравнительно небольшие габариты и массу, которая с весьма малыми изменениями в конструкции может быть использована как в трехосных грузовых автомобилях с тремя ведущими мостами, так и в двухосных грузовых автомобилях с двумя ведущими мостами.

Для решения этой задачи в раздаточной коробке грузового автомобиля, содержащей корпус, входной вал, дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, первый выходной вал, расположенный соосно с входным валом, и второй выходной вал, на котором закреплено ведомое зубчатое колесо, имеющее привод от ведущего зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней, вал, связанный с водилом, имеет расположенный между коронным зубчатым колесом и солнечной шестерней кольцевой бурт с продольными наружными шлицами на периферии, выполненными на уровне зубчатого венца солнечной шестерни и имеющими зацепление с внутренними шлицами, выполненными в водиле дифференциального механизма, при этом шлицы в кольцевом бурте, выполненном на валу, расчленены кольцевой канавкой, в которой установлен фиксирующий элемент, расположенный в поперечных пазах, выполненных во внутренних шлицах водила.

При таком выполнении стенка водила дифференциального механизма, соединенная при помощи шлицев с кольцевым буртом на валу, для передачи крутящего момента может быть сравнительно небольшой толщины, так как диаметр расположения этих шлицев получается достаточно большим. При этом кольцевой бурт на валу, соединенном с водилом, является надежной опорой для упорного подшипника, расположенного у торца солнечной шестерни. Кроме того, данное техническое решение позволяет на конце вала, расположенного у кольцевого бурта, выполнить шейку для установки подшипника, поддерживающего этот вал при восприятии им усилий, возникающих на соединенном с солнечной шестерней ведущем зубчатом колесе привода второго выходного вала. Причем благодаря выполнению водила отдельно от связанного с ним вала обеспечивается возможность без изменения этого вала установить в раздаточной коробке другое водило с иными сателлитами для изменения передаточного числа дифференциального механизма в случае использования раздаточной коробки в грузовом автомобиле с другим числом ведущих мостов.

Указанный фиксирующий элемент может быть выполнен из проволоки в виде разрезного упругого кольца фигурной формы с участками, сопряженными с дном кольцевой канавки в радиальном кольцевом выступе на валу, соединенном с водилом, и с участками, сопряженными с поверхностью между боковыми стенками пазов во внутренних шлицах, выполненных в стенке водила. Это обеспечивает надлежащее центрирование фиксирующего элемента в канавке на кольцевом бурте и гарантированное надлежащее сопряжение его с торцевыми поверхностями стенок упомянутых пазов. При этом солнечная шестерня дифференциального механизма вместе со связанным с ней ведущим зубчатым колесом привода второго выходного вала может быть удобно размещена между кольцевым буртом, выполненным на валу, соединенном с водилом, и зубчатым диском с торцевыми зубьями, закрепленным на валу у подшипника, служащего для опоры упомянутого вала в корпусе раздаточной коробки. При этом на ступице зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней, может быть расположена зубчатая муфта для блокировки дифференциального механизма, имеющая с этой ступицей шлицевое соединение, которая может быть выполнена с торцевыми зубьями имеющими возможность зацепления с торцевыми зубьями на упомянутом зубчатом диске. Это обеспечивает компактность раздаточной коробки, уменьшение ее осевых габаритов и соответственно снижение ее массы.

Зубчатая муфта для блокировки дифференциального механизма имеет управление предпочтительно с помощью поворотного двуплечего рычага, шарнирно соединенного с установленным в стенке корпуса опорным пальцем, имеющим головку, размещенную в гнезде, выполненном в упомянутой стенке с наружной ее стороны и закрытом крышкой, сопряженной с расположенным в этой стенке подшипником вала, соединенного с водилом. Причем плечо рычага, взаимодействующее с зубчатой муфтой, может быть выполнено в виде вилки, концы которой, сопряженные с зубчатой муфтой, расположены в кольцевом пространстве между зубчатой муфтой и зубчатым венцом ведущего зубчатого колеса, служащего для привода второго выходного вала раздаточной коробки.

На фиг. 1 изображена раздаточная коробка для трехосного грузового автомобиля с тремя ведущими мостами, продольный разрез; на фиг. 2 показан (более крупно) дифференциальный механизм раздаточной коробки; на фиг. 3 - фиксирующий элемент; на фиг. 4 показано в меридиональной плоскости в увеличенном виде соединение водила с кольцевым буртом на валу в месте сопряжения фиксирующего элемента с дном канавки; на фиг. 5 - то же, в месте сопряжения фиксирующего элемента с шайбой водила; на фиг. 6 - раздаточная коробка для двухосного грузового автомобиля с двумя ведущими мостами, продольный разрез.

Раздаточная коробка содержит корпус 1 с тремя выступающими из него валами 2, 3 и 4. В раздаточной коробке (фиг. 1) вал 2 является входным валом, связанным с помощью фланца 5 через карданную передачу с двигателем автомобиля (не показаны), а вал 3, расположенный соосно с валом 2, является первым выходным валом, связанным при помощи фланца 6 через карданную передачу с приводом задних ведущих мостов (не показаны), вал 4 является вторым выходным валом, связанным с помощью фланца 7 через карданную передачу с передним ведущим мостом (не показан). Внутри корпуса 1 расположен дифференциальный механизм для распределения крутящего момента между выходными валами. Дифференциальный механизм состоит из коронного зубчатого колеса 8, водила 9 с сателлитами 10 и солнечной шестерни 11. В раздаточной коробке (фиг. 2) сателлиты 10 имеют зацепление одновременно с коронным зубчатым колесом 8 и шестерней 11 и установлены на пальцах 12, расположенных в корпусе сателлитов и в соединенной с ним шайбе 13. Шайба 13 имеет шлицевое соединение с кольцевым буртом 14, выполненным на валу 2 между шестерней 11 и радиальной стенкой 15 коронного зубчатого колеса 8. Соответственно в шайбе 13 водила выполнены продольные внутренние шлицы 16 (фиг. 5), а на периферии кольцевого бурта 14 - продольные наружные шлицы 17 (фиг. 4), расположенные на уровне зубчатого венца солнечной шестерни 11. Шлицы 17 в кольцевом бурте 14 расчленены кольцевой канавкой 18, в которой установлен фиксирующий элемент 19, выполненный из пружинной проволоки круглого поперечного сечения в виде разрезного упругого кольца. Элемент 19 выполнен фигурной формы, при которой имеются участки 20 (фиг. 3), сопряженные с дном канавки 18 (фиг. 4), и участки 21 (фиг. 3), сопряженные с поверхностью 22 (фиг. 4) между боковыми стенками пазов 23, выполненных во внутренних шлицах 16 (фиг. 5) в шайбе 13 водила. Благодаря указанной фигурной форме элемента 19 обеспечивается его центрирование в кольцевой канавке 18 при надевании шайбы 13 на кольцевой бурт 14 при сборке раздаточной коробки. Коронное зубчатое колесо 8 (фиг. 2) соединено с валом 3, установленным в крышке корпуса 1 на подшипниках 24 и 25. Вал 2 установлен на подшипниках 26 и 27, один из которых, а именно подшипник 26, расположен в гнезде, выполненном внутри ступицы 28 колеса 8, и охватывает шейку 29 вала 2, выполненную у его бурта 14. Подшипник 27 размещен в стенке корпуса 1 и охватывает фланец 5. На валу 2 на роликовых подшипниках 30 и 31 установлено ведущее зубчатое колесо 32 привода второго выходного вала 4 , соединенное с шестерней 11. Зубчатое колесо 32 вместе с шестерней 11 размещено между буртом 14 и зубчатым диском 33 с торцевыми зубьями 34, имеющим шлицевое соединение с валом 2. Причем между торцoм солнечной шестерни 11 и кольцевым буртом 14 расположен упорный подшипник 35, сопряженный с торцевой поверхностью кольцевого бурта 14. Диск 33 закреплен между втулкой 36, служащей внутренним кольцом роликового подшипника 30, и внутренним кольцом 37 подшипника 27. На торцевой поверхности диска 33 в промежутке между его торцевыми зубьями 34 и ступицей установлен упорный подшипник 38, выполненный в виде кольцевой пластины из антифрикционного материала, взаимодействующей с торцом ступицы 39 зубчатого колеса 32. На ступице 39 зубчатого колеса 32 расположена зубчатая муфта 40, служащая для блокировки дифференциального механизма. Зубчатая муфта 40 имеет со ступицей 39 шлицевое соединение и выполнена с торцевыми зубьями 11, имеющими возможность зацепления с торцевыми зубьями 34 на зубчатом диске 33. Механизм управления зубчатой муфтой 40 содержит пневматический силовой цилиндр 42, в котором расположен поршень 43. Поршень 43 имеет шток 44, взаимодействующий с плечом подпружиненного пружиной 45 двуплечего поворотного рычага 46, шарнирно соединенного с поворотным опорным пальцем 47, установленным в цилиндрическом отверстии, выполнено в стенке корпуса 1. Опорный палец 47 имеет головку, размещенную в гнезде, выполненном в стенке корпуса с внешней ее стороны и закрытом крышкой 48, сопряженной с расположенным в этой стенке наружным кольцом подшипника 27 вала 2. Плечо 49 рычага 46, взаимодействующее с зубчатой муфтой 40, выполнено в виде вилки, концы которой расположены в кольцевой канавке 50, выполненной на наружной поверхности зубчатой муфты 40. Причем концы вилки размещены в кольцевом пространстве между зубчатой муфтой 40 и зубчатым венцом зубчатого колеса 32. Последнее находится в зацеплении с промежуточным зубчатым колесом 51, расположенным на подшипниках 52 на опорном пальце 53, установленном в стенках корпуса 1. Промежуточное зубчатое колесо 51 находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 54, имеющим шлицевое соединение с валом 4, установленным в корпусе на подшипниках 55 и 56.

Раздаточная коробка (фиг. 1) работает следующим образом.

Крутящий момент, поступающий от двигателя через фланец 5 на входной вал 2, передается через кольцевой бурт 14 и расположенные на нем шлицы к шайбе 13 водила 9 дифференциального механизма. От водила 9 через сателлиты 10 усилие передается к коронному зубчатому колесу 8 и к солнечной шестерне 11. От коронного зубчатого колеса 8 крутящий момент поступает к выходному валу 3 для привода задних ведущих мостов автомобиля. От солнечной шестерни 11 крутящий момент поступает к зубчатому колесу 32, от которого усилие через промежуточное зубчатое колесо 51 передается к зубчатому колесу 54 и затем на выходной вал 4 для привода переднего ведущего моста. Поскольку диаметр коронного зубчатого колеса 8 больше диаметра солнечной шестерни 11, то величина крутящего момента, поступающего на выходной вал 3, больше величины крутящего момента, поступающего к выходному валу 4.

При движении автомобиля по размокшей грунтовой дороге, когда возможно буксование колес ведущих мостов, дифференциальный механизм в раздаточной коробке может быть принудительно заблокирован. Для блокировки дифференциального механизма подается сжатый воздух в пневматический силовой цилиндр 42. Под действием давления воздуха поршень 43 перемещается внутри силового цилиндра и, преодолевая усилие возвратной пружины 45, поворачивает при помощи штока 44 вильчатый рычаг 46. Рычаг 46 плечом 49 перемещает зубчатую муфту 40 по ступице 39 колеса 32 и вводит ее в зацепление с торцевыми зубьями 34 на зубчатом диске 33. В результате муфта 40 соединяет шестерню 11 и колесо 32 непосредственно с валом 2 и тогда все звенья дифференциального механизма вращаются как единое целое.

Для разблокирования дифференциального механизма пневматический силовой цилиндр 42 сообщается с атмосферой и тогда рычаг 46 под действием пружины 45 поворачивается в обратную сторону, выводя муфту 40 из зацепления с диском 33. После этого шестерня 11 и колесо 32 вновь обретают возможность поворачиваться относительно вала 2, соединенного с водилом дифференциального механизма. В раздаточной коробке для двухосного грузового автомобиля с двумя ведущими мостами (фиг. 6) вал 3 является входным валом, связанным с двигателем, вал 2 является выходным валом, служащим для привода заднего ведущего моста, а вал 4 является вторым выходным валом, служащим для привода переднего ведущего моста. Раздаточная коробка (фиг. 6) отличается от раздаточной коробки (фиг. 1) выполнением водила с сателлитами. На водиле 57 дифференциального механизма раздаточной коробки (фиг. 6) на пальцах 58 и 59 расположены спаренные сателлиты 60 и 61, которые попарно зацеплены между собой. Один из сателлитов каждой пары, например сателлит 60, имеет зацепление с колесом 8, а другой сателлит 61 имеет зацепление с шестерней 11. При таком выполнении дифференциального механизма величины крутящих моментов на водиле и на солнечной шестерне и соответственно на обоих выходных валах могут быть одинаковыми.

При работе раздаточной коробки (фиг. 6) крутящий момент от двигателя поступает на вал 3 и далее к колесу 8. От него усилие передается к сателлиту 60, а от него к другому сателлиту 61 и к водилу 57 через опорные пальцы 58 и 59. От сателлита 61 усилие передается также к шестерне 11. От водила 57 крутящий момент передается на вал 2, а от шестерни 11 через колеса 32, 51 и 54 крутящий момент передается на второй выходной вал 4.

При движении автомобиля на повороте его передние и задние колеса вращаются с разной частотой, что обеспечивается наличием дифференциального механизма в раздаточной коробке. При этом происходит вращение звеньев дифференциального механизма относительно одно другого, в частности шестерни 11 вместе с колесом 32 на роликовых подшипниках относительно вала 2.

Изобретение позволяет использовать в дифференциальном механизме водило различной конструкции при одной и той же конструкции соединенного с ним вала с обеспечением компактности раздаточной коробки.

Использование: в колесных транспортных средствах трансмиссии, а именно конструкциях раздаточной коробки. Сущность изобретения: раздаточная коробка содержит дифференциальный механизм, состоящий из коронного зубчатого колеса, водила с сателлитами и солнечной шестерни. Сателлиты установлены на пальцах, расположенных в корпусе сателлитов и в соединенной с ним шайбе, которая при помощи шлицев соединена с кольцевым буртом, выполненным на валу и имеющим наружные шлицы, расположенные на уровне зубчатого венца солнечной шестерни. Шлицы расчленены кольцевой канавкой, в которой установлен фиксирующий элемент в виде разрезного упругого фиксирующего кольца фигурной формы, при которой имеются участки, сопряженные с дном канавки. Такое выполнение дифференциального механизма дает возможность использовать водило различной конструкции при одной и той же конструкции соединенного с ним вала с обеспечением компактности раздаточной коробки. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ, содержащая корпус, входной вал, дифференциальный механизм, состоящий из водила с сателлитами, коронного зубчатого колеса и солнечной шестерни, первый выходной вал, расположенный соосно с входным валом, и второй выходной вал, на котором установлено ведомое зубчатое колесо, имеющее привод от ведущего зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней дифференциального механизма и расположенного на валу, связанном с водилом, отличающаяся тем, что вал, связанный с водилом, имеет расположенный между коронным зубчатым колесом и солнечной шестерней кольцевой бурт с продольными наружными шлицами на периферии, выполненными на уровне зубчатого венца солнечной шестерни и имеющими зацепление с внутренними шлицами, выполненными в водиле дифференциального механизма, при этом шлицы в кольцевом бурте, выполненном на упомянутом валу, расчленены кольцевой канавкой, в которой установлен фиксирующий элемент, расположенный в поперечных пазах, выполненных в упомянутых внутренних шлицах водила. 2. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что указанный фиксирующий элемент выполнен из проволоки в виде разрезного упругого кольца фигурной формы, при которой имеются участки, сопряженные с дном упомянутой кольцевой канавки, и участки, сопряженные с поверхностью между боковыми стенками пазов в упомянутых внутренних шлицах. 3. Коробка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что солнечная шестерня дифференциального механизма вместе с ведущим зубчатым колесом привода второго выходного вала размещена между упомянутым кольцевым буртом, выполненным на валу, соединенном с водилом, и зубчатым диском с торцевыми зубьями, закрепленным на упомянутом валу у подшипника, служащего для опоры упомянутого вала в корпусе раздаточной коробки, при этом на ступице зубчатого колеса, соединенного с солнечной шестерней, расположена зубчатая муфта для блокировки дифференциального механизма, которая имеет с этой ступицей шлицевое соединение и выполнена с торцевыми зубьями, имеющими возможность зацепления с торцевыми зубьями на упомянутом зубчатом диске. 4. Коробка по п.3, отличающаяся тем, что зубчатая муфта для блокировки дифференциального механизма имеет управление с помощью двуплечего поворотного рычага, шарнирно соединенного с установленным в стенке корпуса опорным пальцем, имеющим головку, размещенную в гнезде, выполненном в упомянутой стенке с наружной ее стороны и закрытом крышкой, сопряженной с расположенным в этой стенке подшипником вала, соединенного с водилом. 5. Коробка по п.4, отличающаяся тем, что плечо упомянутого рычага, взаимодействующее с зубчатой муфтой, выполнено в виде вилки, концы которой, сопряженные с зубчатой муфтой, расположены в кольцевом пространстве между зубчатой муфтой и зубчатым венцом ведущего зубчатого колеса, служащего для привода второго выходного вала раздаточной коробки.