ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1999 года по МПК B60K17/34 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны двухступенчатые главные передачи (ГП), содержащие опоры, валы, шестерни, планетарный механизм, муфту переключения, совмещенные с межколесным дифференциалом, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Высш. шк., 1985, - 240 с.)
Такие агрегаты имеют ограниченные кинематические возможности и высокую металлоемкость.

Наиболее близкой к предлагаемой главной передаче является двухступенчатая главная передача опытной модели автомобиля МАЗ-500А (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Высш. шк., 1985. рис. 7. 10, 224 с.).

Главная передача состоит из корпуса с размещенными в нем ведущим валом, выполненным вместе с ведущей конической шестерней, зацепленной с ведомым колесом. Это колесо закреплено на корпусе, в котором расположены планетарный механизм и дифференциал (см. там же рис. 7, 9, 223 с.). Внутри ведомого конического колеса выполнено эпициклическое колесо планетарного механизма (ПМ), которое сателлитами сообщается с водилом ПМ, закрепленным на корпусе дифференциала. Солнечная шестерня ПМ выполнена вместе с зубчатым венцом муфты переключения. ПМ реализует две передачи: первая - замедляющая, когда солнечная шестерня остановлена зубчатым венцом относительно корпуса ведущего моста, вторая - прямая, когда ПМ блокируется осевым перемещением солнечной шестерни до зацепления с зубчатым венцом водила.

Такая ГП имеет ограниченные кинематические возможности - передаточное число ПМ на низшей передаче составляет только 1,391. Передаточное число ГП в целом без ПМ равно 7,24 и 10,1 при понижающей передаче в ПМ. ГП имеет значительную массу и габариты, т.к. помимо центрального редуктора содержит еще два колесных редуктора с остановленным водилом (см. там же рис. 7, 8б, 221 с.).

Задачей изобретения является расширение кинематических возможностей ГП при малых габаритах и массе. С ведомым зубчатым колесом соединено водило планетарного механизма, на ведущем валу закреплена дополнительно вторая шестерня, введенная в зацепление с дополнительным зубчатым колесом, соединенным трубчатым валом с солнечной шестерней, одна муфта расположена на корпусе дифференциала и выполнена с возможностью его блокировки с водилом и эпициклическим колесом соответственно, другая муфта расположена на трубчатой опоре корпуса дифференциала и выполнена с возможностью его блокировки с солнечной шестерней, обе муфты соединены одним ползуном.

Технический результат достигается тем, что планетарный механизм реализует три передачи. На ведущем валу закреплены две шестерни, одна из них зацеплена с ведомой шестерней, соединенной с солнечной шестерней планетарного механизма, другая ведущая шестерня зацеплена с ведомой шестерней, соединенной с водилом, на корпусе дифференциала расположена муфта выборочного соединения с одним из трех звеньев планетарного механизма.

На фиг. 1 изображена схема главной передачи с коническими шестернями и дифференциалом.

На фиг. 2 - главная передача с цилиндрическими шестернями. В корпусе главной передачи 1 установлен ведущий вал 2, на котором закреплены ведущие шестерни 3 и 4, зацепленные с ведомыми шестернями 5 и 6 (см. фиг. 1 и 2). Ведомая шестерня (колесо) 5 трубчатым валом 7 соединяется шестерней 8 (a), а колесо 6 соединяется с водилом 9(h) планетарного механизма. Сателлиты 10 установлены на водиле 9 и зацеплены с солнечной шестерней 8 и эпициклическим колесом 11 (b). Муфта 12 расположена на ступице 13 корпуса дифференциала 14 со стороны планетарного механизма. На оси (крестовине) 15 дифференциала установлены сателлиты 16, зацепленные с полуосевыми шестернями 17 и 18, которые зацеплены на полуосях 19 и 20. Муфта 21 расположена на ступице 22 трубчатой опоры 23 корпуса дифференциала 14. Муфты 14 и 21 соединены ползуном 24.

Шестерни привода планетарного механизма могут быть как коническими (гипоидными), так и цилиндрическими; возможно применение дифференциала любого типа: конического, цилиндрического, повышенного трения и т.д.

Работа ГП осуществляется следующим образом:
I передача. Муфта 12 и 21 в правом положении (см. фиг. 2 верхнее положение муфт). Крутящий момент поступает по ведущему валу 2 на две ведущие шестерни и разделяется на два потока. Один поток от шестерни 3 передается на колесо 5, по трубчатому валу 7 на солнечную шестерню 8 (a) и сателлиты 10. Второй поток от шестерни 4 поступает на колесо 6, далее на водило 9 (h). Оба потока сателлитами 10 передаются на эпициклическое колесо 11 (b) и муфтой 12, находящейся в крайнем правом положении, снимаются на ступицу 13 и корпус дифференциала 14. Увеличенный крутящий момент от оси 15 сателлитами 16 разделяется на два потока: шестерню 17 и полуось 19, шестерню 18 и полуось 20. Муфта 21 выключена.

Скорость вращения эпициклического колеса 11 и корпуса дифференциала 14 описывается следующей зависимостью
n_b=И_ba ^h•n_a+И_bh ^a •n_h=(-1/K)•n_a+(K+1/K)•n_h,
где И_ba ^h - передаточное число ПМ при остановленном водиле и передаче усилия с эпициклического колеса на солнечную шестерню;
n_a - скорость вращения солнечной шестерни;
И_bh ^a - передаточное число ПМ при остановленной солнечной шестерни и передаче усилия от эпициклического колеса к водилу;
n_h - скорость вращения водила;
K - внутренний параметр ПМ, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни.

Например, если принять скорость вращения ведущего вала П₂=1000 об/мин и применить ПМ с K=2,0; шестерни 3 и 5 с передаточным числом 1,1; а шестерни 4 и 6 с передаточным числом 2,9; то скорость вращения эпициклического колеса составит:
n_b= -0,5 (1000/1,1)+1,5 (1000/2,9)=62,7,
а передаточное число ГП - И₀ = 1000/62,7=15,9. При уменьшении передаточного числа шестерен 4 - 6 до 2,8 передаточное число ГП снизится до 12,3. Передаточное число ГП зависит также от внутреннего параметра ПМ и соотношения числа зубьев другой пары шестерни.

II передача. Перемещаем муфты 12 и 21 в среднее положение (см. фиг. 1 верхнее положение муфт и фиг. 2 - нижнее). Крутящий момент передается с вала 2 парой шестерен 4 - 6, далее по водилу 9 на муфту 12, затем как на предыдущей передаче. Муфта 21 выключена. Шестерни 3, 5, 8, 10, 11 вращаются вхолостую.

III передача. Перемещаем муфты 12 и 21 в левое положение (см. фиг. 1 нижнее положение муфт). Крутящий момент передается с вала 2 парой шестерен 3 - 5 муфтой 21, трубчатой опорой 23 на корпусе дифференциала 14 и далее как на предыдущих передачах. Шестерни 4,6 и ПМ вращаются вхолостую.

Экономический эффект выражается в том, что по сравнению с прототипом, обеспечивающим две передачи в узком диапазоне (1,391) при значительной металлоемкости и габаритах (три планетарных механизма - два в колесных редукторах и один в центральном редукторе, пара конических шестерен и дифференциал) предлагаемая ГП имеет лучшие кинематические возможности (три передачи в широком диапазоне - 15 и более) при меньших габаритах и массе (две пары шестерен, только один планетарный механизм и диффернциал, выполненные в одном корпусе).

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Главная передача содержит корпус, ведущий вал с двумя ведущими шестернями, ведомый вал с ведомым зубчатым колесом, дифференциальный механизм, планетарный механизм и муфты. Ведомое зубчатое колесо соединено с водилом планетарного механизма и зацеплено с одной из ведущих шестерен. Вторая ведущая шестерня зацеплена с зубчатым колесом, соединенным трубчатым валом с солнечной шестерней планетарного механизма. Одна муфта расположена на корпусе дифференциала для его блокировки с водилом и эпициклическим колесом планетарного механизма соответственно. Другая муфта расположена на трубчатой опоре корпуса дифференциала для его блокировки с солнечной шестерней планетарного механизма. Обе муфты соединены одним ползуном. Расширены кинематические возможности передачи при малых габаритах и массе. 2 ил.

Главная передача, содержащая корпус, расположенные в нем ведущий вал с закрепленной на нем ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведомым зубчатым колесом, передающим вращение посредством ведомого вала дифференциальному механизму через планетарный механизм, включающий в себя эпициклическое колесо, солнечную шестерню, закрепленную на трубчатом валу, водило с сателлитами, муфту блокировки звеньев планетарного механизма, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена закрепленной на ведущем валу второй ведущей шестерней, введенным с ней в зацепление зубчатым колесом, соединенным трубчатым валом с солнечной шестерней, и муфтой, при этом водило планетарного механизма соединено с ведомым зубчатым колесом, одна муфта расположена на корпусе дифференциала и выполнена с возможностью его блокировки с водилом и эпициклическим колесом соответственно, другая муфта расположена на трубчатой опоре корпуса дифференциала и выполнена с возможностью его блокировки с солнечной шестерней, а обе муфты соединены одним ползуном.