Ведущий мост транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60K17/32 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частно- сти к трансмиссиям транспортных средств с ходоуменьшителями и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 1586928.

Известный ведущий мост транспортного средства содержит установленный в картере межколесный дифференциал, корпус которого кинематически связан с двигателем и посредством сателлитов - с полуосевыми шестернями, полуоси движителей к связанный с одной из полуосей и с управляющим механизмом подвижный элемент, регулируемый гидротормоз, причем полуосевая шестерня, расположенная со стороны, связанной с подвижным элементом полуоси, установлена с возможностью свободного вращения относительно последней, связана с гидротормозом и снабжена соединительными элементами для связи с подвижным элементом, вторая .полуось либо связанная с ней полуосевая шестерня снабжены дополнительными соединительными элементами для связи с подвижным элементом и управляющий механизм, обеспечивающий в первой позиции связь между полуосевой шестерней, связанной с гидротормозом, с соответствующей ей полуосью, во второй позиции -обеих полуосей с указанной шестерней и в третьей позиции - обеи полуосей.

Недостатком известного устройства является то, что движение транспортного средства на пониженных скоростях сопровождается высокими часто0

5

0

5

0

5

0

5

тами вращения полуосевых шестерен и сателлитов относительно корпуса дифференциала. При этом в парах трения действуют большие контактные напряжения. В результате опорные поверхности шестерен дифференциала и его корпуса подвергаются интенсивному износу, что снижает надежность и долговечность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности ведущего моста транспортного средства за счет уменьшения износа деталей дифференциала и улучшения теплового режима их работы.

Поставленная цель достигается тем, что в ведущем мосту транспортного средства, содержащем установленный в картере межколесный дифференциал, корпус которого кинематически связан с двигателем и посредством сателлитов - с полуосевыми шестернями, полуоси движителей и связанный с одной из полуосей и с управляющим механизмом подвижный элемент, регулируемый гидротормоз, причем полуосевая шестерня, расположенная со стороны, связанной с подвижным элементом полуоси, установлена с возможностью свободного вращения относительно последней, связана с гидротормозом и снабжена соединительными элементами для связи с подвижным элементом, вторая полуось либо связанная с ней полуосе- вая шестерня снабжены дополнительными соединительными элементами для ( связи с подвижным элементом и управляющий механизм, обеспечивающий в первой позиции связь между полуосевой шестерней, связанной с гидротормозом, с соответствующей ей полуосью, во второй позиции -обеих полуосей с указанной шестерней и в третьей позиции - обеих полуосей, опорные поверхности полуосевых шестерен и сателлитов либо контактирующие с ними поверхности корпуса дифференциала снабжены кольцевыми смазочными канавками, сообщающимися с напорной ма- : гистралью насоса гидротормоза. При этом площадь смазочной канавки в паре полуосевая шестерня - корпус дифференциала принимается по выражению

.

f , Y°.t2e sinjMO 1 РгтТргт м1х

а площадь смазочной канавки сателлит - корпус дифференц принимается по выражению

Э

f (со5й2

10

VWprr

.мех

и п

U

ргт

где V - рабочий объем насоса гидротормоза ;

- передаточное число редуктора гидротормоза;

Ј ргт - КПД редуктора гидротормоза/мех механический КПД насоса

гидротормоза;

d w - средний делительный диаметр полуосевой шестерни; ОС - угол профиля зуба исходного контура полуосевой шестерни в нормальном сечении;О - угол делительного конуса

полуосевой шестерни; п - число сателлитов. На чертеже изображен ведущий мост конструктивная схема.

Ведущий мост транспортного средства содержит установленный в картере межколесный дифференциал, корпус 1 которого кинематически связан с двигателем 2. В корпусе 1 установлены сателлиты 3, зацепляющиеся с полуосевыми шестернями 1 и 5- Корпус 1 дифференциала снабжен опорными поверхностями 6 и 7. С опорными поверхностями 6 корпуса 1 контактируют опорные поверхности 8 полуосевых шестерен k и 5, а с опорными поверхностями 7 - соответственно поверхности 9 сателлитов 3. Полуоси 10 и 11 кинематически связаны с движителями - /

0

5

0

5

(не показаны). Между полуосями 10 и 11 размещен подвижный элемент 12, выполненный в виде полого вала и снабженный направляющими колонками

13, размещенными в центрирующих отверстиях полуосей 10 и 11. Подвижный элемент 12 снабжен шлицами 15, постоянно зацепляющимися со шлицами 16 полуоси 11, а также кинематически связан с управляющим механизмом 17. Устройство снабжено регулируемыми гидротормозом 18, который состоит из насоса 19, в напорной магистрали 20 которого установлен регулируемый дроссель, 21 и гидробака 22, функцию которого может выполнять корпус трансмиссии.

На полуосевой шестерне 5 закреплена ведущая звездочка 23, связанная с ведомой звездочкой , закрепленной на валу насоса 19- Полуосе вая шестерня 5 снабжена соединительными элементами (шлицами) 25 для связи с соединительными элементами (шлицами) 26 подвижного элемента 12. Полуосевая шестерня снабжена шлицами 27. Часть упомянутых шлицев предназначена для жесткого соединения полуосевой шестерни с полуосью 10. Открытый участок шлицев 27 служит для связи со шлицами 28 подвижного элемента 12.

Управляющий механизм 17 выполнен трехпозиционным.

В первой позиции (дифференциальный привод движителей) управляющего механизма 17 шлицы 25 и 26 соответственно полуосевой шестерни 5 и подвижного элемента 12 зацепляются между собой, а шлицы 27 и 28 полуосевой шестерни А и подвижного элемента 12 разомкнуты. При этом полуосевая шестерня 5 посредством шлицевого

5 соединения связаны с полуосью 11, а полуосевая шестерня k - соответственно с полуосью 10.

Во второй позиции управляющего механизма 17 .(сблокированный привод

Q движителей) шлицы 25 зацепляются

со шлицами 26, а шлицы 28 - со шлицами 27. В результате возникает жест1- кая связь между всеми вращающимися деталями дифференциала.

В третьей позиции управляющего механизма 17, изображенной на чертеже (режим х-одоуменьшения) , шлицы. 15 и 26 разомкнуты, а шлицы 27 и 28 зацепляются между собой. В режиме

0

5

0

5

ходоуменьшения полуосевая шестерня k трехзвенного дифференциала ста ноВится ведомым звеном, связанным с обеими полуосями 10 и 11. Корпус 1 дифференциала представляет собой ведущее звено, а полуосевая шестерн 5 становится промежуточным управ- звеном, установленным с возможностью свободного вращения относительно полуосей 10 и 11.

Опорные поверхности 8 полуосевых

«шестерен k и 5, опорные поверхности 9 сателлитов 3 либо контактирущие с ними опорные поверхности 6 и корпуса 1 дифференциала соответственно снабжены кольцевыми смазочными канавками 29 (в паре корпус - пслуосевая шестерня) и 30 (в паре ксрпус - сателлит). Смазочные канавки 29 и 30 посредством системы каналов 31, выполненных в корпусе 1, полуосевой шестерне 5 подвижном элементе 12, колонке 13 и полуоси 11, а также посредством трубопро- вфдов 32 подключены к магистрали 2$ высокого давления насоса 19 гидртормоза 18.

Ведущий мост в режиме ходоумень- шфний работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя 2 через трансмиссию передается на корпус 1 межколесного дифференциала В начальный момент регулирования скорости движения транспортного сре ства дроссель -. 21 гидротормоза 18 полностью открыт. На движителях транспортного средства приложен момент сопротивления передвижению Мк. В результате на связанной с движителями ведомой полуосевой шестерне А действует момент сопротивления ее вращению

Мк.

U

2i

(1)

60 L 61

где М & момент сопротивления на ведомой шестерне ц

, - передаточное отношение ме ч - 1 ду ведомой шестерней ч и

движителями (бортовые или конечные передачи); t бп КПД бортовых или конечных передач.

В свою очередь на управляющей полуосевой шестерне 5 действует момент сопротивления вращения со стороны гидротормоза 18

и ...daqc. Ч

V0 E ЛТтг-Гмех

где М цчс - момент сопротивления на

валу насоса 19, H/MJ 11 ргт - передаточное число редуктора гидротормоза 1Р (цепная передача 23-21); vo - рабочий объем насоса 19,

см i

р - давление в напорной магистрали 20, МПа; Јргг КПД редуктора гидротормоза 18; ( - механический КПД насоса

19

Для трехзвенного дифференциального механизма всегда выполняется равенство

5

М,

Ми.

(3)

5 Ь У

Учитывая, что в начальный момент времени при полностью открытом дросселе 21 р 0 и следовательно My О, то при вращении корпуса 1 дифференци- 0 ала сателлиты 3 обкатываются по неподвижной полуосевой шестерне и вращают полуосевую шестерню 5 с частотой, равной удвоенной частоте вращения корпуса 1. Вращение от полуосевой шестерни 5 через звездочки 23-21 цепной передачи передается на вал насоса 19. Вся жидкость, нагнетаемая в напорную магистраль 20, перетекает через дроссель 21 в гидробак 22. Трзн- 0 спортное средство неподвижно. Для начала движения водитель начинает плавно перекрывать дроссель 21 и давление р в напорной магистрали 20 возрастает. Пропорционально увеличи- 5 вается момент сопротивления вращению полуосевой шестерни 5 My. Транспортное средство остается неподвижным до тех пор, пока Мц«:М6. Как только степень перекрытия дросселя 21 становитя ся достаточной для выполнения равенства (3), транспортное средство начинает движение. При этом вращение от полуосевой шестерни k передается на жестко связанную с ней полуось 10, через шлицы 27 и 28 - на подвижный элемент 12 и далее через .шлицы 15 и 16 - на полуось 11. Шлицы 25 и 26 в третьей позиции управляющего ме- v ханизма 17 разомкнуты, что обеспечивает свободное вращение полуосевой шестерни 5 относительно полуосей 10 и 11.

При движении транспортного средства перекрытие проходного отверсти дросселя 21 сопровождается уменьшением частоты вращения управляющей полуосевой шестерни 5 и пропорциональным увеличением частоты вращения ведомой полуосевой шестерни Ч, т.е. скорости движения. Давление р в напорной магистрали 20 остается при этом постоянным

М 2 иргт2ргт|гме2 ,,)

р V;U-;Y;; w

В зацеплении полуосевых шестерен k и 5 с сателлитами 3 возникают осевые си,лы, прижимающие опорные по-1 верхности 8 шестерен k и 5 к поверхностям 6 корпуса 1 дифференциала, а опорные поверхности 9 сателлитов 3 - к поверхностям 7 корпуса 1. Величина осевой силы, действующей на полуосевую шестерню при движении транспортного средства, определяется выражением

подвижном элементе 12, полуосевой. шестерне 5 и Ч1 и корпусе 1, а также через систему трубопроводов 32 в смазочные кольцевые канавки 29 и 30.

В результате со стороны рабочей жидкости на полуосевые шестерни k и 5 и сателлиты 3 -действуют уравнове- шивающие силы, отжимая их от корпуса 1 дифференциала . .

.,

0

F - f,p,

F,

(7)

2 f2P ,

k

где F,, и F2 - уравновешивающая сила, действующая соответственно- на полуосевую шестерню и сателлит;1

f и f - площадь смазочной канавки соответственно в паре полуосевая шестерня - корпус и в паре сателлит - корпус.

5 Для полного уравновешивания шестеи рен дифференциала при обеспечении минимальных утечек масла в парах трения необходимо выполнить условие

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям транспортных средств с ходоуменьшителями. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности за счет уменьшения износа деталей дифференциала и улучшения теплового режима их работы. Ведущий мост содержит межколесный дифференциал, в корпусе 1 которого закреплены сателлиты 3, зацепляющиеся с полуосевыми шестернями 4 и 5, полуоси 10 и 11 и управляющий механизм 17, кинематически связанный с подвижным элементом 12. С полуосевыми шестернями кинематически связан вал насоса 19 в напорной

Fa r;r-t8c sinЈ.

(5)

2Me ли с учетом уравнения (1)

a VWen

де F - осевая сила, действующая

см

на полуосевую шестерню Ч

или 5 Н-,

оЈ - угол профиля зуба исходного контура в нормальном сечении;

dffl- средний делительный диаметр полуосевой шестерни Ч и 5. угол делительного конуса шестерен k и 5Осевая сила, действующая на один ателлит

8LCI2

Mictg /cosЈ4 .

Tjtes- 6)

где осевая сила, действующая на

сателлит 3;

п - число сателлитов. При движении транспортного средства насос 19 нагнетает масло в напорную магистраль 20. Часть масла перетекает через дроссель 21 в гид- робак 22, а часть поступает через каналы 31 в полуоси 11, колонке 13

F FOH и F2 Fa2 t (8)

С учетом (ч)-(7) получаем выражение для оптимальной величины площади смазочных канавок 29 и 30

.3

4

ЗЙ.ргт РгтТмм 7

. VotgoicosS2 103

1 й« р7тГгттг Т п

(9)

п

(f ) И f2 В ММ ) .

Анализ выражений (9) показывает, что гидростатическое уравновешивание шестерен дифференциала обеспечивается независимо от величины нагрузки на движителях и скорости

движения транспортного средства, В результате уменьшаются контактные напряжения в парах трения и улучшается тепловой режим работы дифференциала .

Выполнение на опорных поверхностях полуосевых шестерен и сателлитов либо на контактирующих с ними поверхностях корпуса дифференциала кольцевых смазочных канавок, сообщающихся с напорной магистралью насоса гидротормоза, а также выполнение площади упомянутых канавок по представленным выражениям позволяет обеспечить гидростатическое уравновешивание шестерен лифферен- циала во всем диапазоне изменения крутящего момента и скорости движения транспортного средства в режиме ходоуменьшения при минималь- ньх утечках масла в парах трения, При этом снижаются контактные напряжения в опорных поверхностях шестерен и корпуса дифференциала, улучшается тепловой режим работы устройства. В результате повышает ей его надежность и долговечность.

Формула изобретения

1, Ведущий мост транспортного средства по авт.св. W 1586928, о т лишающийся тем, что, с целью повышения надежности и долго- вфчности за счет уменьшения износа деталей дифференциала и улучшения топлового режима их работы, опорные поверхности полуосевых шестерен и сателлитов либо контактирующие с ними поверхности корпуса диЛЛерен- циала снабжены кольцевыми смазочными канавками, сообщающимися с напор- н|эй магистралью насоса гидротормоза.

2, Ведущий мост по п.1, о т л и чающийся тем, что площадь смазочной канавки в паре полуосе- вая шестерня - корпус дифференциала принимается по выражению

5

0

5

0

ч

Votgtfsinif 10

ир;:; ™т7мёх

а площадь смазочной канавки в паре сателлит - корпус дифференциала - по выражению

f Vatgtfcos ЈjL 10 2. dmUprTwYweTf n

где V0 - рабочий объем насоса гидротормоза ;

передаточное число редуктора гидротормоза; Јргг- КП/j редуктора гидротормоза;А«ех механический КПД насоса .

гидротормоза; d m - средний делительный диаметр

полуосевой шестерни j х - угол профиля зуба исходного контура гюлуосевой ше- . стерни в нормальном сечении; о - угол делительного конуса

полуосевой шестрени; п - число сателлитов.