ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2000 года по МПК B60K17/16 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны двухступенчатые главные передачи (ГП), содержащие опоры, валы, шестерни, муфты 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 c.)
Такие агрегаты имеют ограниченные кинематические возможности и значительную металлоемкость.

Наиболее близкой к предлагаемой ГП является двухступенчатая ГП опытной модели автомобиля МАЗ-500А (см. там же, рис. 7.10, 224 с.).

ГП 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 c.). Внутри ведомого конического колеса выполнено эпициклическое колесо планетарного редуктора (ПР), которое сателлитами сообщается с водилом ПР, закрепленным на корпусе дифференциала.

Солнечная шестерня ПР выполнена вместе с зубчатым венцом муфты переключения. ПР реализует две передачи: первая - замедляющая, когда солнечная шестерня остановлена зубчатым венцом относительно корпуса ведущего моста, вторая - прямая, когда ПР блокируется осевым перемещением солнечной шестерни до зацепления с зубчатым венцом водила.

Такая ГП имеет ограниченные кинематические возможности - передаточное число ПР на низшей передаче составляет только 1,391. Передаточное число ГП в целом без ПР равно 7,24 и 10,1 при понижающей передаче в ПР. 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.

Технический результат достигается тем, что она снабжена второй шестерней, закрепленной на ведущем валу, и дополнительно ведомым зубчатым колесом, соединенным трубчатым валом с солнечной шестерней и введенным в зацепление со второй шестерней, при этом одна муфта расположена на корпусе дифференциала с возможностью блокировки его с эпициклическим колесом, а другая муфта расположена на трубчатой оси корпуса дифференциала с возможностью блокировки его с солнечной шестерней.

На фиг. 1 изображена схема ГП с цилиндрическими шестернями и дифференциалом.

На фиг. 2 - ГП с коническими шестернями.

В картере ГП 1 установлен ведущий вал 2, на котором закреплены: ведущая шестерня 3 и вторая ведущая шестерня 4, зацепленные соответственно с ведомыми колесами 5 и 6. Причем, зацепления отличаются - для цилиндрических шестерен одна зубчатая пара имеет наружное зацепление, другая - внутреннее (см. фиг. 1), ведомые конические шестерни располагаются с разных сторон ведущих шестерен (см. фиг. 2). Ведомое колесо 5 трубчатым валом 7 соединяется с солнечной шестерней 8 (а). Водило 9 (h) сателлитами 10 взаимосвязано с солнечной шестерней 8 и эпициклическим колесом 11 (в). Муфта 12 включения ведомого колеса 6 расположена на корпусе дифференциала 13 с возможностью блокировки его с эпициклическим колесом 11. Муфта 14 включения ведомого колеса 5 расположена на трубчатой оси корпуса дифференциала 13 с возможностью блокировки его с солнечной шестерней 8. На оси (крестовине) 15 дифференциала установлены сателлиты 16, зацепленные с полуосевыми шестернями 17 и 18, которые закреплены на полуосях 19 и 20.

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

Работа ГП осуществляется следующим образом:
I передача
Муфты 12 и 14 в первом положении (выключены).

Крутящий момент поступает по ведущему валу 2 на две ведущие шестерни и разделяется на два потока. Один поток от второй ведущей шестерни 3 передается на ведомое колесо 5, по трубчатому валу 7 на солнечную шестерню 8 (а) и сателлиты 10. Второй поток поступает от шестерни 4 на ведомое колесо 6, которое будет вращаться в противоположном направлении по сравнению с ведомым колесом 5, далее на эпициклическое колесо 11 (в) и сателлиты 10. Оба потока суммируются на водиле 9 (h) и передаются на корпус дифференциала 13. Увеличенный крутящий момент от оси 15 сателлитами 16 разделяется на два потока: шестерню 17 и полуось 19, шестерню 18 и полуось 20.

Скорость вращения водила и связанного с ним корпуса дифференциала описывается следующей зависимостью:
n_h=И_ha ^b•n_a+И_hb ^a •n_b=1/(K+1)•n_a+1/(K+1)•n_b,
где И_ha ^b - передаточное число ПР при остановленном эпициклическом колесе и передаче усилия от водила к солнечной шестерне;
n_a - скорость вращения солнечной шестерни;
И_hb ^a - передаточное число ПР при остановленной солнечной шестерне и передаче усилия от водила к эпициклическому колесу;
n_b - скорость вращения эпициклического колеса;
K - внутренний параметр ПР, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни.

Например, если принять скорость вращения ведущего вала n₂=1000 об/мин и применить ПР с K=2,0; зубчатую пару 3-5 с передаточным числом 1,1; а зубчатую пару 4-6 с передаточным числом 3,0, то скорость вращения водила и корпуса дифференциала составит:
n_h = 1/3 (1000/1,1) - 2/3 (1000/3,0) = 80,8,
а передаточное число ГП - И = 1000/80,8 = 12,4.

II передача.

Переключаем муфту 14 во второе положение, ведомое колесо 5 соединяется с венцом трубчатого вала корпуса дифференциала.

Крутящий момент передается с вала 2 зубчатой парой 3-5, далее по муфте 14 на корпус дифференциала 13, затем, как на предыдущей передаче. Направление вращения корпуса дифференциала совпадает с направлением вращения ведущего вала. Зубчатая пара 4-6 и ПР вращаются вхолостую,
III передача.

Перемещаем муфту 12 во второе положение, а муфту 14 возвращаем в первое положение.

Крутящий момент передается с вала 2 зубчатой парой 4-6, муфтой 12, далее как на предыдущих передачах. Направление вращения корпуса дифференциала изменилось по сравнению с предыдущей передачей. Зубчатая пара 3-5 и ПР вращаются вхолостую.

Величина передаточных чисел ГП на различных передачах и их знак (направление вращения на выходе по отношению к выходу) меняются в зависимости от величины внутреннего параметра ПР и передаточных чисел зубчатых пар 3-5 и 4-6.

Экономический эффект выражается в том, что по сравнению с прототипом, обеспечивающим две передачи в узком диапазоне (1,391) при значительной металлоемкости и габаритах (три ПР - два в колесных редукторах и один в центральном редукторе, пара конических шестерен и дифференциал), предлагаемая ГП имеет лучшие кинематические возможности при меньших габаритах и массе (две пары шестерен, один ПР и дифференциал, выполненные в одном корпусе, обеспечивают три варианта передач в широком диапазоне передаточных чисел).

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Главная передача содержит зацепленные между собой две ведущие шестерни и два ведомых зубчатых колеса, дифференциал, планетарный механизм и две муфты. Одно ведомое зубчатое колесо передает вращение дифференциалу через планетарный механизм. Второе ведомое зубчатое колесо соединено трубчатым валом с солнечной шестерней планетарного механизма. Муфты предназначены для блокировки корпуса дифференциала соответственно с эпициклическим колесом и солнечной шестерней планетарного механизма. Такое выполнение главной передачи позволяет расширить кинематические возможности передачи при малых габаритах и массе. 2 ил.

Главная передача, содержащая картер с расположенными в нем ведущим валом с закрепленной на нем ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведомым зубчатым колесом, передающим вращение дифференциалу через планетарный механизм, включающий в себя эпициклическое колесо, закрепленное на упомянутом ведомом колесе, солнечную шестерню, закрепленную на трубчатом валу, и водило с сателлитами, отличающаяся тем, что она снабжена второй шестерней, закрепленной на ведущем валу, и дополнительно ведомым зубчатым колесом, соединенным трубчатым валом с солнечной шестерней и введенным в зацепление со второй шестерней, при этом одна муфта расположена на корпусе дифференциала с возможностью блокировки его с эпициклическим колесом, а другая муфта расположена на трубчатой оси корпуса дифференциала с возможностью блокировки его с солнечной шестерней.