УГЛОВАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2006 года по МПК B60K17/16 F16H57/04 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при конструировании редукторов угловых зубчатых передач ведущих мостов с жесткой подвеской колес, например, автобусов или троллейбусов.

Известен редуктор моста транспортного средства, содержащий картер с маслом для смазывания деталей разбрызгиванием, у которого два маслосборных кармана для подачи масла к подшипникам ведущей шестерни установлены разноудаленно от оси ведущей шестерни в зоне вращения зубчатого венца ведомой шестерни. Один из карманов непосредственно связан с пространством между подшипниками ведущей шестерни, а другой - через кольцевую канавку в боковой крышке [а.с. SU №1229082, В 60 К 17/16, опубл. 07.05.1986 г.].

Недостатком редуктора моста является невозможность размещения боковой крышки с подводящей кольцевой канавкой в конструкциях ведущих мостов с жесткой подвеской колес, а также недостаточная долговечность, связанная с непропорциональным распределением масла между подшипниками ведущей шестерни. Подшипник, установленный со стороны приводного фланца, находится в худших условиях смазки.

Известен ведущий мост транспортного средства [а.с. SU №1445990, В 60 К 17/16, опубл. 23.06.1990 г.]. Он содержит картер с масляным резервуаром, главную передачу, установленную в корпусе, имеющем два маслосборных кармана, один из которых соединен с пространством между подшипниками ведущей шестерни, и отверстие для слива масла из полости между крышкой главной передачи и, расположенным рядом подшипником ведущей шестерни. Угловое расстояние между сливным отверстием и, по крайней мере, одним из крепежных отверстий равно угловому расстоянию между маслосборными карманами. Это позволяет использовать один и тот же комплект деталей главной передачи, как в переднем, так и в заднем ведущем мосту.

Недостатком ведущего моста является недостаточная долговечность, связанная с непропорциональным распределением масла между подшипниками ведущей шестерни. Подшипник, установленный со стороны приводного фланца, находится в худших условиях смазки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является главная передача, содержащая картер с масляным резервуаром, размещенную в нем ведомую коническую шестерню (ведомое колесо) и ведущую коническую шестерню (ведущее колесо) с передним и задним коническими подшипниками, наружные обоймы которых запрессованы в стакане подшипников, и маслосборный карман, причем в картере и стакане подшипников выполнены отверстия для подвода и отвода масла, а в стакане между подшипниками установлен маслоотражатель тарельчатой формы с отверстием в центральной части, диаметр которого меньше внутреннего диаметра наружной обоймы переднего подшипника [Решение о выдаче патента на изобретение по заявке РФ №2003101386 от 30.08.04 г., МПК В 60 К 17/16, 17/24, приор. 17.01.2003 г.].

Недостатком главной передачи является низкая долговечность подшипниковых узлов ведущего колеса и недостаточные функциональные возможности угловой зубчатой передачи, так как комплект деталей главной передачи прототипа не может без доработки использоваться на транспортных средствах с различным расположением (по отношению к ведущему мосту) двигателя.

Положение маслосборного кармана в верхней части главной передачи приводит к тому, что при начале движения транспортного средства, когда обороты ведомого колеса малы, масло не может попасть в карман из масляного резервуара картера. Это усугубляется при отрицательной температуре окружающей среды, когда масло имеет повышенную вязкость, и компоновочным расположением на некоторых транспортных средствах, когда ведущее колесо имеет наклон вверх от горизонтали. До разгона до определенной скорости ведомого колеса и до разогрева масла до определенной температуры, подшипник ведущего колеса, расположенный около приводного фланца, смазывается только тем количеством масла, которое не слилось из пространства между подшипниками.

Масло из пространства между подшипниками может сливаться по двум направлениям. Первое - через центральное отверстие маслоотражателя. В связи с тем что диаметр центрального отверстия маслоотражателя у прототипа меньше внутреннего диаметра наружной обоймы переднего подшипника, то через это направление полностью масло не может слиться. Второе направление, по которому сливается масло, - это отверстие в стакане для отвода масла. Если это отверстие расположить ниже внутреннего диаметра наружной обоймы переднего подшипника, то масло при стоянке транспортного средства сольется в масляный резервуар картера. Тогда, при разгоне транспортного средства, передний подшипник какое-то время будет вращаться без смазки.

Решаемой задачей является повышение долговечности подшипниковых узлов ведущего колеса угловой зубчатой передачи ведущего моста и расширение функциональных возможностей.

Технический результат заключается в обеспечении маслом переднего подшипника ведущего колеса при всех режимах эксплуатации и обеспечении возможности использования одного и того же комплекта деталей угловой зубчатой передачи на транспортных средствах с передним и задним расположением двигателя относительно ведущего моста.

Поставленная задача решается за счет того, что в угловой зубчатой передаче, содержащей картер с масляным резервуаром, ведомое колесо, установленное на подшипниках в корпусе, жестко закрепленном на картере, ведущее колесо, установленное на переднем и заднем подшипниках внутри стакана, жестко связанного с корпусом, крышку с уплотнительным элементом, закрепленную на фланце стакана, имеющем отверстия для слива масла, соединенные с одной стороны через пазы крышки с полостью между уплотнительным элементом и передним подшипником, а с другой стороны через отверстия в корпусе - с масляным резервуаром картера, маслоотражатель, установленный между передним и задним подшипниками ведущего колеса и имеющий отверстие в центральной части, диаметр которого меньше внутреннего диаметра наружной обоймы переднего подшипника, маслосборное устройство, размещенное на внутренней поверхности корпуса и связанное со сквозными отверстиями в стакане, расположенными в зоне между маслоотражателем и передним подшипником ведущего колеса, маслосборное устройство выполнено в виде полости криволинейной формы в сечении, перпендикулярном оси ведущего колеса, и симметричной относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, соединяющей масляный резервуар картера с кольцевой канавкой, дополнительно выполненной в корпусе вокруг сквозных отверстий стакана, при этом отверстия для слива масла расположены симметрично относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, на расстоянии, не превышающем внутренний радиус наружной обоймы переднего подшипника ведущего колеса.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Предложенное решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Заявляемое техническое решение является неочевидным для специалистов в данной области, так как по совокупности заявляемых признаков получен новый технический результат, а именно:

1. Выполнение маслосборного устройства в виде полости криволинейной формы в сечении, перпендикулярном оси ведущего колеса, и симметричной относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, соединяющей масляный резервуар картера с кольцевой канавкой, дополнительно выполненной в корпусе вокруг сквозных отверстий стакана, расположенных между подшипниками ведущего колеса, позволяет уменьшить расстояние от уровня масла в масляном резервуаре картера до нижней кромки маслосборного устройства. Это приводит к тому, что при малой скорости вращения ведущего колеса даже более вязкое масло будет поступать в маслосборное устройство раньше, чем у прототипа. Причем вышеуказанная симметричность контура полости обеспечивает одинаковые условия доступа масла в маслосборное устройство при использовании комплекта деталей угловой зубчатой передачи при различных расположениях двигателя относительно ведущего моста.

2. Расположение отверстий для слива масла на расстоянии, не превышающем внутренний радиус наружного кольца переднего подшипника ведущего колеса, позволяет установить не сливаемый уровень масла в пространстве между подшипниками ведущего колеса таким, что дорожка качения наружной обоймы подшипника всегда будет погружена в масло.

3. Выполнение кольцевой канавки в корпусе в зоне расположения сквозных отверстий стакана, позволяет увеличить не сливаемый объем масла из пространства между подшипниками ведущего колеса. Это приводит к тому, что при малой скорости вращения ведомого колеса, тела качения подшипников захватывают достаточное количество масла из пространства между подшипниками для образования масляного кольца между внутренней и наружной обоймами подшипника.

4. Расположение отверстий для слива масла симметрично относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, позволяет, с одной стороны, использовать один и тот же комплект деталей угловой зубчатой передачи на транспортных средствах с различным расположением двигателя относительно ведущего моста. С другой стороны, второе сливное отверстие препятствует переполнению маслом пространства между подшипниками ведущего колеса. При высокой скорости вращения ведомого колеса, через маслосборное устройство может поступать масла больше, чем отводиться через сливное отверстие. Уровень масла в пространстве между подшипниками повышается до тех пор, пока не достигнет второго сливного отверстия.

Таким образом, предлагаемое решение улучшает обеспечение маслом подшипниковых узлов ведущей шестерни при всех режимах эксплуатации и обеспечивает возможность использования одного и того же комплекта деталей угловой зубчатой передачи на транспортных средствах с различным расположением двигателя относительно ведущего моста.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг.1 - устройство угловой зубчатой передачи ведущего моста транспортного средства.

Фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Ведущий мост транспортного средства содержит картер 1 с масляным резервуаром, к которому жестко прикреплен корпус 2 с помощью крепежных элементов 3. Внутри корпуса на подшипниках 4 и 5 установлено ведомое колесо 6 угловой зубчатой передачи. Ведущее колесо 7 размещено на заднем подшипнике 8 и переднем подшипнике 9 внутри стакана 10. Между подшипниками 8 и 9 установлен маслоотражатель 11, имеющий центральное отверстие диаметром меньшим, чем внутренний диаметр наружной обоймы переднего подшипника 9. В стакане 10 выполнены сквозные отверстия 12, связывающие пространство между подшипниками 8 и 9 через кольцевую канавку 13 и маслосборное устройство, выполненное в виде полости 14, с внутренней поверхностью корпуса 2 и масляным резервуаром картера 1. Полость 14 имеет криволинейную форму 15 в сечении, перпендикулярном оси 16 ведущего колеса 7, и симметрична относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось 16.

Крепежные элементы 17 через крышку 18 с уплотнительными элементами 19 жестко соединяют фланец 20 стакана 10 с корпусом 2. Во фланце 20 симметрично относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось 16 ведущего колеса 7, выполнены отверстия 21 для слива масла на расстоянии от горизонтальной плоскости, не превышающем внутренний радиус наружной обоймы переднего подшипника 9. Отверстия 21 связаны с одной стороны через пазы 22 в крышке 18 с полостью между уплотнительными элементами 19 и подшипником 9, а с другой стороны через отверстия 23 для слива масла, выполненные в корпусе 2, - с масляным резервуаром картера 1.

В начальный момент времени масляный резервуар картера 1 имеет уровень масла 24. Так как диаметр центрального отверстия маслоотражателя меньше внутреннего диаметра наружной обоймы подшипника 9, расстояние от горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения 16 ведущего колеса 7, до отверстий 21 и 23 меньше внутреннего радиуса наружной обоймы подшипника 9, то в зоне между подшипниками 8 и 9 всегда остается не сливаемый остаток масла, который после начала вращения ведомого колеса 6 начинает захватываться телами качения и образовывать масляное кольцо между обоймами подшипника. После начала вращения ведомого колеса 6 масло из масляного резервуара забрасывается через полость 14 в кольцевую канавку 13 и через сквозные отверстия 12 в стакане 10 в пространство между подшипниками 8 и 9. При заполнении маслом пространства между подшипниками 8 и 9 до уровня 25 масло начинает отводиться в масляный резервуар картера 1 с одной стороны через центральное отверстие маслоотражателя 11 и подшипник 8, а с другой стороны через подшипник 9, паз 22 в крышке 18 и нижнее отверстие 21 и 23.

По мере увеличения скорости вращения ведомого колеса 6 через полость 14, кольцевую канавку 13 и сквозные отверстия 12 все больше масла будет поступать в пространство между подшипниками 8 и 9. Уровень масла 25 начнет повышаться до тех пор, пока не достигнет верхних отверстий 21 и 23. После этого масло начнет отводиться через верхнее и нижнее отверстия 21 и 23 для слива масла.

После остановки ведомого колеса 6 масло из пространства между подшипниками 8 и 9 сольется до уровня 25, определяемого положением нижних отверстий 21 и 23.

При следующем начале вращения ведомого колеса 6 (начале движения транспортного средства) подшипники 8 и 9 ведущего колеса 7 сразу начинают получать порции масла. Подшипник 9 смазывается из не сливаемого объема масла, оставшегося в пространстве между подшипниками, а подшипник 8 - непосредственно из масляного резервуара картера 1.

Таким образом, только после первой заправки ведущего моста транспортного средства маслом возможно вращение подшипника 9 ведущего колеса 7 без масла. Но обычно это происходит на заводе-изготовителе и без передаваемой нагрузки. В остальных случаях, по заявляемому техническому решению, подшипники ведущего колеса 7 будут работать при достаточном количестве масла.

После разворота комплекта деталей угловой зубчатой передачи на 180° относительно оси ведомого колеса 6, его можно использовать на транспортном средстве с другим расположением двигателя относительно ведущего моста. При этом условия смазки подшипниковых узлов ведущего колеса 7 не изменятся, так как полость 14 имеет симметричную криволинейную форму 15, а отверстия 21 и 23 для слива масла расположены симметрично.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при конструировании редукторов угловых зубчатых передач ведущих мостов с жесткой подвеской колес, например, автобусов или троллейбусов. Угловая зубчатая передача содержит картер 1 с масляным резервуаром. Ведущее колесо 7 установлено на подшипниках внутри стакана 10, жестко связанного с корпусом. Крышка 18 с уплотнительным элементом 19 закреплена на фланце стакана 10. Маслоотражатель 11 установлен между подшипниками ведущего колеса 7. Маслосборное устройство выполнено в виде полости 14 на внутренней поверхности корпуса 2 и связано со сквозными отверстиями в стакане 10. Отверстия 21 для слива масла симметричны относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса 7, на расстоянии, не превышающем внутренний радиус наружной обоймы переднего подшипника 9 ведущего колеса 7. Технический результат - повышение долговечности подшипниковых узлов ведущего колеса угловой зубчатой передачи ведущего моста и расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Угловая зубчатая передача, содержащая картер с масляным резервуаром, ведомое колесо, установленное на подшипниках в корпусе, жестко закрепленном на картере, ведущее колесо, установленное на переднем и заднем подшипниках внутри стакана, жестко связанного с корпусом, крышку с уплотнительным элементом, закрепленную на фланце стакана, имеющем отверстия для слива масла, соединенные с одной стороны через пазы крышки с полостью между уплотнительным элементом и передним подшипником, а с другой стороны через отверстия в корпусе - с масляным резервуаром картера, маслоотражатель, установленный между передним и задним подшипниками ведущего колеса и имеющий отверстие в центральной части, диаметр которого меньше внутреннего диаметра наружной обоймы переднего подшипника, маслосборное устройство, размещенное на внутренней поверхности корпуса и связанное со сквозными отверстиями в стакане, расположенными в зоне между маслоотражателем и передним подшипником ведущего колеса, отличающаяся тем, что маслосборное устройство выполнено в виде полости криволинейной формы в сечении, перпендикулярном оси ведущего колеса, и симметричной относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, соединяющей масляный резервуар картера с кольцевой канавкой, дополнительно выполненной в корпусе вокруг сквозных отверстий стакана, при этом отверстия для слива масла расположены симметрично относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось ведущего колеса, на расстоянии, не превышающем внутренний радиус наружной обоймы переднего подшипника ведущего колеса.