Сбалансированный привод свободной планетарной передачи для автомобиля

 

Использование1 изобретение относится к транспортному машиностроению. Сущность изобретения: сбалансированный привод 1 свободной планетарной передачи включает реактивную коронную шестерню 35, выходную, или ведомую коронную шестерню 39, входную или ведущую солнечную шестерню 41, установленную на центральной оси 17, и множество плавающих планетарных элементов 45, каждый из которых имеет первую планетарную шестерню 46 в зацеплении с солнечной шестерней 41, вторую планетарную шестерню 48 в зацеплении с ведомой коронной шестерней 39 и третью планетарную шестерню 47 в зацеплении с реактивной коронной шестерней 35 Множество кольцевых сегментов 57 соединены со второй коронной шестерней 39 и взаимодействуют с канавкой 59 в каждом из планетарных элементов 45 с целью поддержания последних в заранее выбранном осевом положении, а также для передачи относительно низких осевых усилий Привод 1 легко собирается или монтируется во взаимодействующих с землей колесах 2 грузового автомобиля или аналогичного транспортного средства. При этом ведомая коронная шестерня 39 соединена для вращения с колесом 2. 19 зп ф-лы, 4 ил

fjc@

ОПИСАНИЙ ИЗОБРЕХББИЯ

V Ш.ТИНУ комитет Российской Федерации тто тта т ен хам и уопйрным 3THlKdM (2 ) 4895468/1 1 (22) 300491 (31) 88 264583 (32) 3110.88 (33) Ю (46) 15.1 .93 Бюп. Ио 41 — 42 (71) Катерпиплар Инк (US) (72) Беннет ВЛвери(03); Випльям К.Знджеп(08) (73) Катерпиппар Инк (US) (66) 03 88/(И526 (19,12.88) (54) ОЛЛА СИРОВЛННЫИ ПРИВОД СВОБОДНОЙ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДПЯ

ABTQMGBWN (57) Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению.. Сущность изобретения: сбапансированный привод 1 свободной планетарной передачи включает реактивную коронну..о шестерн|о 35, выходную, ипи ведомую короннуто шестерню 39, входную или ведущую солнечную шестерню 41, установленную на центральной оси

17, и множество плавающих планетарных элементов 45, каждый из которых имеет первую планетарную шестерню 46 в зацеплении с сопнечной шестерней 41, вторую планетарную шестерню 48 в зацеплении с ведомой коронной шестерней 39 и третью планетарную шестерню 47 в зацеплении с реактивной коронной шестерней 35. Множество кольцевых сегментов 57 соединены со второй коронной шестерней 39 и взаимодействуют с канавкой 59 в каждом из планетарных элементов 45 с целью поддержания поспедних в заранее выбранном осевом попожении, а также для передачи относительно низких осевых усилий. Привод 1 легко собирается ипи монтируется во взаимодействующих с землей колесах 2 грузового автомобиля ипи аналогичного транспортного средства. При этом ведомая коронная шестерня 39 соединена дпя вращения с колесом 2. 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

2002640 нагружению взаимодействующих деталей, а нь планетарные подшипники выходят из строя об

Изобретение касается приводов планетарной передачи, включающих солнечную шестергно, две коронные шестерни и множество г1лавающих планетарных элементов, соединяющих солнечную и коронную шестерни таким образом, что определенные силы находятся в равновесии и не требуются обычные опорные подшипники планетарных шестерен, Известна свободно плавающая планетарная коробка передач, специально предназначенная для приведения в действие роторов вертолета. В этой трансмиссии усилия нагрузки на каждый планетарный элемент удалены друг от друга в осевом направлении, чтобы установить, что конечный момент, стремящейся отклонить ках<дый планетарный элемент из егЬ радиальной плоскости, по существу равен нулю, т.е. планетарная коробка передач вы полнена таким образом, что касательные составляющие силы шестерен находятся в равновесии на планетарных элементах как в осевых, так и в радиальных плоскостях.

При такой конструкции от падает необходимость в обычных опорах планетарных шестерен и планетарных подшипниках, в результате чего общий вес ее, а также общее число деталей могут быть уменьшено при зна ILlTQflb}loM сни>кении затрат, Изготовлейы и испытаны два прототипа трансмиссий для вертолетов, а затем проведены конструкционные испытания привода, (ко нструкцион н ые. исследования самовыравнивающейся бесподшипниковой планетарной передачи (SABP Д.L, Фолента, .1 908,), Известно использование планетарного механизма в главной передаче машин для перемещения грунта при земляных работах, (больших внедоро>кных грузовиков) для обеспечения значительного передаточного числа при редуцировании рядом с опорными колесами. Например, в тех случаях, когда желательны оносительно высокие передаточные. числа при редуцировании, то во многих главных передачах используются два периодически соединяющихся планетарных комплекта, каждый из которых включает опору планетарной шестерни, множество планетарных шестерен и подшипников для поддержания планетарных шестерен в опорах. Не только опоры планетарных шестерен и множество подшипников усложняют конструкцию и удорожают также главные передачи, но, кроме того, опоры планетарных шестерен деформируются под действием нагрузок, приводя к неравномерному вследствие неравномерной нагрузки и из-за высоких центрстремительных сил, возникающих на больших скоростях.

Необходимо использовать принцип силовой передачи вертолета применительно к автоматической автомобильной главной передаче. В случае силовой передачи вертолета диапазоны скорости и крутящего момента являются относительно постоян10 ными, как только вертолет достигнет скорости отрыва. С другой стороны, у автомобильной главной передачи совершенно другие условия работы, поскольку состояние колеса автомобиля изменяется от

"5 почти потери скорости при очень высоких значениях крутящего момента до относительно высокой наземной скорости порядка 64 км/ч при значительно низких значениях крутящего момента. Так, напри20 мер, известные трансмисси вертолетов не предусматривают привода, работающего на высокой скорости, но при небольшом крутящем моменте или его отсутствии, или нагрузке на зубьях.

Цель изобретения — обеспечение такой возможности эа счет выбора геометрии зуба и расположения центра тяжести плавающих планетарных элементов так, чтобы центростремительные силы могли находит30 ся в соответствии. При такой конструкции обычные опоры. планетарных шестерен и подшипники планетарных шестерен могут быть устранены, а общий вес и число дета- . лей и автомобильной главной передаче существенно уменьшены, Требующийся привод должен быть достаточно компактным, чтобы он мог разместиться в осевом . направлении ме>кду обычной опорой колеса. на внутреннем конце и крышкой проема на

40 наружном конце, а также радиально распо ложиться в пределах внутреннего радиуса существующих кожухов колес с тем, чтобы можно было использовать стандартные детали колеса, В известной планетарной коробке передач (патент ClilA N 3540311) также исполььзуется множество цилиндрических опорных колец, которые планетарные элементы свободно обкатыавют сверху или изнутри и кОторые создают противодействие разделяющим зубья силам и центробежным силам на планетарных элементах. Такие обкатывающие должны быть так выполнены и установлены при их использовании 8 главной передаче внутри колеса, чтобы эффективно уравновешивать радиальные силы, действующие на них, с усилиями взаимодействующих зубьев плавающих планетарix элементов, при это одновременно еспечивая удобство сборки и разборки

2002640 различных деталей. Кроме того, необходимо учитывать особую конструкцию зубьев шестерен планетарных элементов, распределение веса между планетарными элементами для лучшего уравновешивания центробеж- 5 ных сил, действующих на них, и наилучший способ ограничения осевого перемещения планетарных элементов и/или поглощения осевых упорных усилий, действующих на планетарные элементы. 10

Изобретение направлено на устранение одной или более проблем, изложенных выше.

В соответствии с одним аспектом изобретения сбалансированный привод сво- 15 бодной планетарной передачи включает полый опорный узел, взаимодействующие с землей колеса, вращательно установленные на опорном узле на центральной оси реактивную коронную шестерню, соединенную 20 с опорным узлом, ведомую коронную шестерню, соединенную с колесом, и ведущую солнечную шестерню, множество планетарных элементов, каждый иэ которых содержит осевую ведомую шестерню, 25 находящуюся в зацеплении с солнечной шестерней, осевую внутреннюю шестерню в зацепление с реактивной коронной шестерней, осевую промежуточную шестерню в зацеплении с ведомой коронной шестерней, а 30 также обкатывающие кольцевые средства, расположенные по существу концентрично на центральной оси для ограничения радиального внутреннего перемещения планетарных элементов. 35

В соответствии с другим аспектом изобретения сбалансированный привод свободной планетарной передачи включает полый опорный узел, реактивную коронную шестерню, соединенную с опорным узлом, 40 ведомую коронную шестерню, вращательно установленную на опорном узле, ведущую солнечную шестерню и множество плавающих планетарных элементов, каждый из которых имеет планетарный вал с 45 установленными на нем первой, второй и третьей планетарными шестернями. Первые планетарные шестерни находятся в зацеплении с солнечной шестерней во множестве первых средних точках шага, 50 вторые планетарные шестерни находятся в зацеплении с ведомой коронной шестерней во множестве вторых и средних точках шага и третьи планетарные шестерни находятся в зацеплении с реактивной коронной шес- 55 терней во множестве третьих средних точках шага. Предпочтительно планетарные шестерни выполнены и расположены так, что первые, вторые и третьи средние точки шагов каждого из плавающих планетарных элементов находятся на прямой линии в целях уравновешивания силы, а привод содержит обкатывающие кольцевые средства для полного ограничения радиально внутреннего перемещения плавающих планетарных элементов и установочные средства для поддержания планетарных элементов в заранее выбранном осевом положении относительно ведомой коронной шестерни, В соответствии с еще одним аспектом изобретения автомобиль снабжен сбалансированным приводом свободной планетарной передачи, включающей полный опорйый узел, имеющий реактивную коронную шестерню, соединенную с последним, взаимодействующие с землей колесо, вращательно установленное на опорном узле и имеющее ведомую коронную шестерню, соединенную с последним, ведущую солнечную шестерню и множество плавающих планетарных элементов, каждый из которых имеет наружную планетарную шестерню в зацеплении с ведущей солнечной шестерней, внутреннюю планетарную шестерню в зацеплении с реактивной коронной шестерней и промежуточную планетарную шестерню в зацеплении с ведомой коронной шестерней. Наружное обкатывающее кольцо ограничивает перемещение радиально внутрь планетарных элементов, примыкающих к наружным планетатным шестерням, внутреннее обкатывающее кольцо ограничивает радиально внутреннее перемещение планетарных элементов, примыкающих к внутренним планетарным шестерням, а установочные средства совместно взаимодействуют с планетарными элементами между наружными и внутренними планетарными шестернями и поддерживают планетарные элементы в заранее выбранном осевом положении относительно колеса. Точнее сбалансированный привод свободной планетарной передачи изобретения обеспечивает относительно большое передаточное число при редуцировании, а именно порядка 10:1, и особо выделяет установочные средства для поддержания плавающих планетарных элементов в требуемом осевом положении относительно ведомой коронной шестерни, использование угловой геометрии зубчатого зацепления с относительно высоким рабочим давлением с целью сведения к минимуму нормальных сил при высокой скорости и низкой нагрузке, средства для размещения центра тяжести плавающих планетарных элементов в пределах взаимного зацепления ведомой коронной шестерни и промежуточных планетарных шестерен и эффективный способ сборки плавающих планетарных элементов

2002640 в ведомой коронной шестерне, используя крышку колеса и качества сборочного приспособления.

На фиг,1 схематично изображен в поперечном сечении, выполненном по центральной оси, сбалансированный привод свободной планетарной передачи в соответствии с изобретением и jBGTb колеса и полого опорного узла, взаимодействующего с ним; на фйг.2 — поперечное сечение в увеличенном масштабе наружной части конструк. ции; на фиг.3 — частичный вид сечения А-А на фиг.2 со ступенчатыми частями внутренней, наружной L1 промежуточной планетарных шестерен, которые постепенно удаляются для показа их взаимного зацепления с коронными шестернями и ведущей солнечной шестерней; на фиг.4 — поперечное сечение другого варианта конструкции плавающего планетарного элемента, который может использоваться вместо соответствующих плавающих планетарных элементов, показанных на фиг.1-3.

Сбалансированный привод 1 свободной планетарной передачи описывается применительно к колесу 2 автомобиля 3, i ип ример внедорожного грузового автомобиля для тяжелых условий работы, колесного тракторного скрепера, колесного погрузчика.и т.п.

Полый опорный узел или картер 4 ведущего моста схемно крепиМ:я к элементу 5 рамы автомобиля с помощью большого числа ðàñположенных по окружности болтов 6, один из которых показан. С другой стороны, опорный узел содержит внутренний идущий радиально нарух<у периферийный фланец 7, промежуточную цилиндрическую наружную поверхность 8 и наружный шлиц 9, выполненный на ее наружном конце. С другой стороны колесо 2 имеет ступицу 10, вращательно установленную на внутреннем коническом роликово л подшипнике 11 и наружном коническом роликовом подшипнике 12, которые размещены в удаленных друг от друга в осевом направлении положениях не поверхности 8 опорного узла. В данной конструкции колесо содер>кит внутренний и наружный узлы 13 и 14 из обода и шины в сборе обычного типа, хотя число обычных узлов обод-шина в сборе, установленных на ступице, может составлять один или более, не отступая от сущности изобретения. Кроме того, обычный дискового типа тормоз в сборе 15 взаимодействует между вращающейся ступицей 10 колеса и фланцем 7 неподвижного опорного узла 4 для замедления или остановки автомобиля обычным способом. Одно или более обычных уплотнений 16 концентрично устанавлены на горизонтально и поперечно идущей центральной оси 17 опорного узла 4 сразу же с внутренней стороны от внутреннего конического роликового подшипника 11 для образования замкнутой камеры 18 а основ5 ном внутри колеса.

Колесо 2 (фиг.2) содержит также кол ьцевой переходный зле|лент 19 и первое множес тво болтов 20, обеспечивающих крепление переходного элемента к ступице

10 10 колеса, Кожух 21, имеющйй идущий радиально наружу внутренний монтажный фланец 2, сьемно крепится v, переходному элементу с помощью второго множества болтов 23. Кожух 21 имеет также цилиндри15 ческую стенку 24, нару."кную боковую стенку

25, соединенную с последней, и круглую крышку 26 люка, сьамно прикрепленную к боковой стенке, назначение которой будет описано ниже. Наружный узел 14 из обода

20 и шины в сборе образует направленный ра° диально внутрь контактный фланец 27, разьемно соединенный с ободом 28 шины, а третье и четвертое множество располо>кеннь1х по окружности болтов 29 и 30 соответ25 ственно обеспечивают крепление фланца

27 к переходному элементу 19, а фланца 27 и переходного элемента 19 вместе к ступице

10 колеса.

Привод 11 содержит кольцевую удержи30 вающую плиту 31, снабженную внутренним шлицем 32, входящим в зацепленных с наружным шлицем 9 на опорном узле 4, Кольцевой запирающий элемент 33 сьемно крепится к наружному концу опорного узла

35 для вмещения удерживающей плиты и для регулируемого удержания конических роликовых подшипников 11 и 12 в их надлежащих осевых положениях обычным способом. Большое число зубьев 34 выпол40 нено нз нару>кной периферии удерживающей плиты 31, а реактивная коронная шестерня 35 имеет большое число внутренних зубьев 36 цилиндрической прямозубой шестерни, входящих в зацепление с зубья45 ми 34, Реактивная коронная шестерня удерживается в осевом поло>кении с помощью большого числа выступающих радиально наружу лапок 37, сьемно прикрепленных к удерживающей плите и входящих в кольцевую канавку 38, выполненную из внутренней периферии зубьев 36.

В показанной конструкции переходный элемент 19 образует ведомую коронную шестерню 39, имеющую множество внутренних зубьев 40 цилиндрической прямозубой шестерни, Однако следует иметь в виду, что такая коронная шестерня может быть отдельным элементом. сьемно прикрепленным к переходному элементу (не показано).

2002640

50

Ведущая солнечная шестерня 41, имеющая большое число наружных зубьев 42, разъемно соединяется с удлиненным ведущим валом 43 колеса с помощью шлицевого соединения 44. Вал и солнечная шестерня регулируемо вращаются вокруг центральной оси 17 любым обычным способом.

В соответствии с изобретением привод

1 имеет множество плавающих планетарных элементов 45, ках<дый из которых содержит осевую наружную шестерню или наружную планетарную шестерню 46, осевую внутреннюю шестерню или внутреннюю планетарную шестерню 47 и осевую промежуточную планетарную шестерню 48, установленную между ними. Предпочтительно промежуточная шестерня 48 выполнена за одно целое с трубчатым планетарным валом 49 и содержит большое число выпуклых зубьев 50 цилиндрической прямозубой шестерни и кольцевую канавку

51, располох<енную в пересекающейся зависимости с зубьями шестерни. Как показано на фиг.2, планетарный вал идет на конус от радиально тонкого наружного перечного сечения до радиально толстого внутреннего поперечного сечения, а внутренняя торцевая крышка 52 съемно крепится к нему с помощью большого числа крепежных элементов или болтов 53. Конструкция создана для установления центра тяжести 54 орбитально вращающихся планетарных элементов 45 в направление внутрь ближе или рядом с поперечной центральной плоскостью 55, проходящей через осевую среднюю точку промежуточной шестерни 48.

Установочные средства 56 предусмотрены для поддержания планетарных элементов 45 в заранее выбранном осевом положении относительно ведомой коронной шестерни 39 в целях выравнивания и для двунаправленной передачи от них на ступицу 10 колеса относительно небольшого по величине осевого усилия. Такие устаHoBo÷íûå средства располагаются по оси рядом с ведомой коронной шестерней 39 и предпочтительно содержат кольцевые средства в форме большого числа дугообразных кольцевых сегментов или удерживающих элементов 57, каждый из которых является легким и легко переносится, Эти кольцевые сегменты, два из которых показаны в поперечном сечении на фиг.2, разъемно прикреплены к наружной поверхности ведомой коронной шестерни с помощью большогоь числа болтов 58. Кольцевые сегменты 57 изготовлены предпочтительно из закаленной и шлифованной стали и располагаются радиально внутрь в канавках 59 планетарных элементов 45 и упираются в

35 одну из боковых кромок 60 канавок на линии шага зубьев 50 с целью сведения к минимуму потерь от скольжения. По существу кольцевые сегменты передают любые небол шие осевые усилия от планетарных элементов на ведомую коронную шестерню.

Как показано на фиг,3, выпуклые зубья 50 и промежуточной шестерни 48 находятся в зацеплении с прямыми зубьями 40 ведомой коронной шестерни 39 и обычно приводят их в дейСтвие.

Как показано на фиг.2, наружная шестерня 46 планетарных элементов 45 предпочтьсельно обрабатывается отдельно, а затем жестко закрепляется на гладкой цилиндрической поверхности 61 планетарного вала 49 с помощью соответствующего сварного соединения 62. Множество прямых зубьев 63, образованных наружной шестерней 46. входят в зацепление с прямыми зубцами 42 солнечной шестерни 41, как показано на фиг.3, Другая кольцевая канавка 64 выполнена в зубьях 63 и образована отчасти цилиндрической поверхностью 65, которая меньше диаметра впадин зубьев 63 шестерни.

Каждый из планетарных элементов 45 имеет центральную ось 66, а при воплощении изобретения предусматриваются обкатывающие кольцевые средства 67 для ограничения радиального внутреннего перемещения планетарных элементов вдоль нее за счет противодействия идущим от них радиальным внутренним силам и по существу для поддержания осей 66 параллельно центральной оси 17 привода 11. Как показаНо на фиг,2, обкатывающие кольцевые средства 67 включают наружное обкатывающее кольцо 68, которое установлено в основном концентрично на оси 17, расположено в кольцевых канавках 64 наружных шестерен 46 и предназначено для обкатывающего взаимодействия с наружными шестернями.

Внутренняя шестерня 47 планетарных элементов 45 также предпочтительно изготавливается отдельно и затем жестко закрепляется на гладкой цилиндрической поверхности 69 планетарного вала 49 с помощью сварного соединения 70. Как видно из фиг.2 и 3, внутренняя имеет множесто выпуклых зубьев 71, входящих в зацепление с прямыми зубьями 36 реактивной коронкой шестерни 35. Цилиндрическая поверхность

72 образована на внутреннем конце планетарного вала, который оканчивается обращенным внутрь буртиком 73 возле внутренней боковой поверхности внутренней шестерни. Износостойкое кольцо 73 прочно установлено на цилиндрической по2002640

12 верхности 72 и упирается в буртик, а обкатывающие кольцевые средства 67 включают внутреннее обкатывающее кольцо 74, которое также концентрично установлено на оси

17 и предназначено для обкатывающего взаимодействия с атой цилиндрической поверхностью, Износостойкий фланец или буртик 75 на торцевой крышке 52 служит вместе с кольцом 76 для осевого ограничения между ними внутреннего обкатывающего кольца, В соответствии с изобретением средние точки 77 шага наружных сопряженных шестерен 41 и 46, средние точки шага 78 промежуточных сопряженных шестерен 39 и 48 и средние точки шага 79 внутренних сопряженных шестерен 35 «47 расположены на множестве прямых линий равновесия сил 80, при атолл одна линия равновесия предназначена для каждого из плавающих планетарных элементов 45. Эти линии равновесия сил находятся на пересечении поверхности теоретического конуса и большого числа плоскостей, проходящих через центральную ось 17 и индивидуалыгые оси 66 плавающих элементов 45.

Одно или несколько приспособлений используются для направления наружной и внутренней шестерен 46 и 47 в осевом направлении на соответствующие цилиндрические монтажные поверхности 61 и 69 индивидуальных планетарных валов 49 с тем, чтобы поддержать их точное положение вращения относительно выполненных эа одно целое промежуточных шестерен 48.

Таким образом, шестерни 46, 47 и 48 могут правильно поворачиваться относительно друг друга прежде, чем будут выполнены сварочные соединения 62 и 70, Шестерни 46 и 47 закрепляются предпочтительно на валу с г1омощью электронно-лучевой сварки, ко.торая обеспечивает минимальную деформацию по сравнению с другими видами сварки. Предполагается,. однако, что монтажные поверхности 61 и 69 могут иметь незначительный конус, благодаря чему шестерни 46 и 47 устанавливаются на них с помощью прессовой насадки и это не будет противоречить сущности изобретения.

Предполагается также, что плавающие планетарные элементы 45 могут быть выполнены, как показано в альтернативной конструкции на фигА. Планетарный вал 49 в этом случае имеет наружные шлицевые зубья 81 и внутренние шлицввые зубья 82, которые имеют одинаковый шаг и число зубьев такое же, как зубьев 50 промежуточной шестерни 48. Под термином "цельныв" подразумевается, что зубья 50 выполнены за одно целое с корпусом плане45

50 элементов, а число зубьев делится на шесть

При пяти планетарных элементах число зубьев будет делиться, например, на пять, Зубья 63, 50, 71 на одном планетарном элементе также поддер>киваются все в указанном соотношении друг с другом. Однако можно испольэовать и другое число зубьев, чем то. которое делится на число планетарных элементов. путем выполнения общей методики расчета знаменателя.

35 тарного вала 49, Таким образом, шлицевые зубья 81 и 82 могут нарезаться одновременно с зубьями 50. в результате чего точность индексирования сохраняется для всех трех комплектов. Кроме того, наружные шлицевые зубья 81 имеют усеченную форму или радиальный срез по высоте для образования обращенного наружу буртика 83 с целью ограничения осевого внутреннего перемещения отдельно обработанной наружной шестерни 46, находящейся в зацеплении с ними, Обычное удерживающее кольцо или пружинящее кольцо 84 прикреплено к шлицевым зубьям 81 для ограничения осевого наружного перемещения наружной шестерни 46. Аналогично, внутренние шлицевые зубья 82 усечены для образования обращенного внутрь буртика

85, служащего для более принудительного ограничения осевого наружного перемещения отдельно изготовленной шестерни 47, установленной на них. Закаленное разрезное упорное кольцо 86 и обычное пружинящее кольцо 87 соединены со шлицевыми зубьями 82 для ограничения осевого внутреннего перемещения внутренней шестерни 47.

В процессе работы ведущий вал 88 регулируемо механически приводится в действие через обычные коробку передач и дифференциал (не показаны) с любой скоростью до заранее заданной максимальной скорости. Ниже приводятся индивидуальные числа зубьев, имеющиеся в одной конструкции сбалансированного привода 1 свободной планетарной передачи, использующей .шесть плавающих планетарных элементов 45:

Число зубьев

Шестерня 41 (зубья 42):72 = N 1

Шестерня 46 (зубья 63):54 = N. 2

Шестерня 48 (зубья 50):18 = iv 3

Шестерня 39 (зубья 40):94 = N.. 4

Шестерня 47 (зубья 71):30 = N. 5

Шестерня 36 (зубья 36):96 = ¹ 6

Плавающие планетарные элементы 45 должны иметь правильное соотношение числа зубьев для правильной их сборки. В данном случае имеются шесть планетарных

2002640

Солнечная шестерня 41 на входном валу 43 приводит в действие шесть наружных шестерен 46 планетарных элементов 45.

Этому вращению противодействует неподвижная реактивная коронная шестерня 35, вызывая орбитальное вращение сопряженных внутренних шестерен 47. Промежуточные шестерни 48 планетарных элементов, имеющие меньшую касательную скорость, перемещают дальше ведомую коронную шестерню 39 и колесо 2. соединенное с ними. В вышеприведенной конструкции передаточное число 10.82:1 обеспечивается так, что, если солнечная шестерня 41 вращается со скоростью 1287 об/мин, тогда колеса вращаются со скоростью 119 об/мин, что соответствует примерно 64 км/ч — скорости автомобиля. При такой скорости планетарные элементы 45 вращаются со скоростью порядка 833 об/мин вокруг своих осей 66 и движутся по орбите вокруг центральной оси

17 со скоростью 378 об/мин.

Средние точки шага 77, 78 и 79 находятся на точно прямых линиях в конической зависимости, так что планетарные элементы 45 являются касательно в равновесии сил и момента. Моменты, создаваемые противодействующими касательными силами на внутренней и промежуточной шестернях 47 и 48, уравновешиваются касательной силой с солнечной шестерни 41 на наружной шестерне 46. которая соответственно установлена вдоль оси планетарного вала 49.

Радиальные внутренние силы, прикладываемые к валу 49 коронными шестернями 35 и

39, уравновешиваются плавающими обкатывающими кольцами 68 и 74. Любая осевая нагрузка на планетарные элементы 45 воспринимается кольцевыми сегментами 57 рядом с выходным или отводящим зацеплением зубьев 40 и 50 шестерен. Поэтому контакт планетарных элементов 45 с этими кольцевыми сегментами предпочтительно расположен возле промежуточной средней точки шага этого зацепления, в результате чего скорость скольжения является очень низкой.

Относительные осевые положения планетарных шестерен 46, 48 и 47 и обкатывающих колец 68 и 74 являются такими, что . под нагрузкой и при низкой скорости на обоих обкатывающих кольцах имеется внутреннее радиальное усилие. Однако наружное обкатывающее кольцо 68 является необязательным (дополнительным). Углы рабочего давления взаимодействующих зубьев 36, 71 и 40, 50 и осевые положения этих зацеплений и внутреннего обкатывающего кольца 74 могут регулироваться с тем, чтобы чистое радиальное усилие на наружных планетарных шестернях 46 было равно или близко приближалось к радиальному усилию взаимодействующих зубьев 42, 63, в результате чего можно было бы обойтись

5 без наружного обкатывающего кольца 68, Однако желательно не обходиться без этого обкатывающего кольца, так как оно помогает при сборке и полезно при удалении солнечной шестерни 41 и может разделить

10 радиальную нагрузку с солнечной шестерней, При высокой скорости центробежные силы заставляют планетарные элементы 45 перемещаться радиально наружу как можно

15 дальше. Это усилие приспосабливается в значительной степени за счет создания зацепления шестерен 39 и 48 с относительно высоким рабочим углом зацепления, например, порядка 25О и предпочтительно от 25

20 до 30 с тем. чтобы они могли успешно работать в режиме плотного зацепления, Зацепление из шестерен 35 и 47 также может быть создано с такой же угловой зависимостью высокого рабочего давления, 25 Планетарные шестерни 47 и 48 могут работать в плотность зацепления с коронными стержнями 35 и 39 соответственно при значительных центробежных силах высокой скорости и небольшой нагрузке, чем созда30 ют нежелательно высокие нормальные нагрузки на шестерню, За счет обеспечения такого зацепления и использования полностью установленных внутри обкатывающих колец 68 и 74 устраняются высокая сто35 имость и проблемы сборки, связанные с известными конструкциями, которые используют как установленные внутри. так и снаружи обкатывающие кольца, Кроме того, центр тяжести 54 планетар40 ных элементов 45, включающий торцевые крышки 52. располагается слегка наружу от поперечной центральной плоскости 55 и предпочтительно в осевом направлении внутри зацепления шестерен 39 и 48. Это

45 гарантирует, что оси 66 планетарных элементов 45 будут оставаться по существу палаллельными центральной оси 17, когда они смещаются радиально наружу в плотное зацепление с коронными шестернями 39 и 35

50 при высокой скорости и небольшой нагрузке. В результате этого зубья 36/74 и 40/50 будут оставаться в выравненном примерно полнопрофильном контакте головок зубьев при минимальной единичной нагрузке на

55 зуб. Это обеспечивает минимальные контактные напряжения и максимальный ресурс до возникновения выкрашивания.

Привод 1 является удобным для сборки.

Сборка начинается с крепления кольцевых сегментов 57 к ведомой коронной шестерне

2002640

40 введенную в зацепление с солнечной шестерней и кинематически - в зацепление с ведомой коронной шестерней, обкатывающие кольцевые средства для ограничения радиального внутреннего перемещения планетарных элементов, установленные

5р концентрично центральной оси, и установочные средства для поддержания планетарных элементов в заданном осево л положении относительно ведомой коронной шестерни, отличающийся тем, что он

39 и/или к переходному элементу 19. Последний затем крепится к ко>куху 21, стоящему на конце так, что боковая стенка 25 обращена вниз. После этого каждый из планетарных элементов 45 вставляется сверху с тем, чтобы он свешивался с кольцевых сегментов 57, и перекатываются в контакт друг с другом с целью обеспечения периферийной полости для установки оставшихся планетарных элементов, После установки полного комплекта планетарных элементов

oHLl перекатываются в рзвноудаленные друг от друга положения, Такая периферийная опора, находящаяся радиально в стороне от центральной оси 17, создает достаточно большой центральный зазор для установки сверху относительно небольшого наружного обкатывающего кольца 68 и, если требуется в данный момент, ведущей солнечной шестерни 41, Интересно отметить, что индивидуальные планетарные элементы, первоначально криво повышенные из-за кромочной опоры на кольцевых сегментах и предпочтительно на наружных шестернях

46, поворачиваются радиально и аксиально наружу на радиально внутренней своей части в точку упорного контакта с наружной боковой стенкой 25. Это дает возможность легко вставлять наружное обкатывающее кольцо 68 в кольцевые канавки 64 планетарных элементов, После этого верхние концы планетарных элементов смещаются радиально наружу для обеспечения возможности установки сверхотносительно крупного внутреннего обкатыввющего кольца 14 для взаимодействия с цилиндрическими. поверхностями 72 планетарных элементов. Затем торцевые крышки 52 крепятся к внутренним концам планетгрных элементов с помощью болтов 53. При установленных торцевых

Формула изобретения

1.. СБАЛАНСИРОВАННЫЙ ПРИВОД

СВОБОДНОЙ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ, преимущественно грузовика, колесного тракторного скрепера, колесного погрузчика, содержэщий полый картер ведущего моста, взаимодействующее с землей по крайней мере одно колесо, включающее ступицу и узел из обода и шины, вращательно установленный нз картере вокруг его центральной оси, выходную ведомую коронную шестерню, соединенную с колесом, входную ведущую солнечную шестерню, установленную на центральной оси, планетарные зле ленты, каждый из которых имеет осевую наружную шестерню, 5

35 крышках подузел становится "определенным" и может транспортироваться как отдельный узел в любом угловом положении.

Этот подузел может быть затем установлен на центральной оси t7 ступицы 10 колеса, в результате чего внутренние шестерни 47 находятся в зацеплении с реактивной коронной шестерней 35 и после этого переходный элемент 19 крепится к ступице 10 с помощьа болтов 20, Для буксировки автомобиля 3 небольшая плита 26 смотрового люка может удаляться при небольшой потере масла в замкнутой камере 18, впоследствии удаляется солнечная шестерня 41. Если требуется, то в этот момент ведущий вел 43 может выдвигаться наружу. Проверка зубчатых зацеплений может осуществляться через открытый смотровой люк, тогда как для полного осмотра потребуется слить масло из камеры. Хотя наружное обкатывающее кольцо 68 может не применяться, однако его наличие является желательным, поскольку оно служит радиальным фиксатором для планетзрных элементов 45, когда солнечная шестерня 41 не устеновлена в поло>кение, По сравнению с главной передачей двухступенчатой планетарной коробки nepena÷. использующейся на крупных внедорожных грузовиках, привод 1 íà 28% легче и на 17% более экономичен с точки зрения затрат при обеспечении одинаково о передаточного числа при редуцировании. Кроме того, число деталей в главной передаче уменьшено на 35%. Предполагается, что привод 1 пригоден для передаточных чисел . при редуцировании от 8;1 до 20:1. (56) Заявка Великобритании ¹ 1352207, кл. В 60 К 17/04, В 7 Н, 1974. снабжен реактивной коронной шестерней, соединенной с картером, а планетарные элементы выполнены плавающими и снабжены осевой внутренней шестерней, введенной о зацепление с реактивной коронной шестерней, и осевой промежу17

2002640 точной шестерней, зацепленной с ведомой коронной шестерней, при этом шестерни плавающих планетарных элементов соединены с ними жестко, а — àêæå кожух. связанный со ступицей колеса. 5

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что обкатывающие кольцевые средства содержат наружное обкатывающее кольцо для ограничения радиального перемещения планетарных элементов в сторону центральной оси.

3. Привод по п.1, отличающийся тем, что обкатывающие кольцевые средства содержат наружное обкатывающее кольцо и внутреннее обкатывающее кольцо, установленное радиально внутри планетарных элементов, размещенные по длине последних и связанные с ними.

4. Привод по п,1, отличающийся тем, что каждый планетарный элемент имеет кольцевую канавку с двумя боковыми кромками, а установочные средства включают кольцевые элементы, соединенные с выходной коронной шестерней для контактирования при вращении с боковыми кромками зацепления промежуточных шестерен и выходной ведомой коронной шестерни.

5. Привод по п.1, отличающийся тем, что он содержит переходный элемент для колеса, объемно прикрепленный к ступице, а ведомая коронная шестерня соединена с переходным элементом.

6. Привод по п,5. отличающийся тем, что кожух соединен с переходным элементом, а плита пола сьемно прикреплена к кожуху для удаления солнечной шестерни из планетарных элементов.

7. Привод по п.1, отличающийся тем, что каждая из промежуточных шестерен выполнена с большим числом промежуточных зубьев, а каждый планетарный элемент выполнен в виде полого вала для, уменьшения центробежных сил со средством, съемно крепящимся к полому валу, для осевого размещения общего центра их тяжести в пределах ширины зубьев промежуточной шестерни.

8, Привод по п.1, отличающийся тем, что каждый планетарный элемент содержит полый вал, за одно целое с которым выполнена осевая промежуточная шестерня.

9. Привод по п.8, отличающийся тем, что каждый из полых валов выполнен с наружными и внутренними шлицевыми еувь20

50 ями, имеющими одинаковый шаг и. число зубьев с промежуточной шестерней, при этом осевая наружная шестерня разъемно связана с наружными шлицевыми зубьями, а осевая внутренняя шестерня разъемно связана с внутренними шли„выми зубьями.

10, Привод по и 8, отличающийся тем, что осевые наружные и осевые внутренние шестерни выполнены в виде отдельных элементов, каждый из которых закреплен на полом валу в повернутом положении относительно промежуточной шестерни.

11. Привод по п,10, отличающийся тем. что каждый из полых валов имеет наружную и внутреннюю цилиндрические поверхности для монтажа на них сварным соединением осевых наружной и внутренней шестерен соответственно.

12. Привод по п.1, отличающийся тем, что осевые внутренние и промежуточные шестерни имеют выпуклые зубья.

13. Привод по п.1, отличающийся тем, что ведомая коронная и осевая промежуточная шестерни имеют взаимодействующие зубья с высоким рабочим углом зацепления, равным 25, 14. Привод по п.1З, отличающийся тем, что реактивная коронная и осевая внутренняя шестерни имеют взаимодействующие зубья с высоким рабочим углом зацепления, равным 25 .

15. Привод по п.1, отличающийся тем, что каждый из плавающих планетарных элементов имеет средства для регулирования центра их тяжести в осевом направлении в пределах зацепления промежуточной шестерни с ведомой .коронной шестерней.

16. Привод по п.1, отличающийся тем, что обкатывающие кольцевые средства включают внутреннее обкатывающее кольцо, каждый планетарный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью и включает средства для удерживания внутреннего обкатывающего кольца в осевом положении при вращении на цилиндрической поверхности.

17. Привод по п.1, отличающийся тем, что средние точки зацепления шестерен плавающих планетарных элементов с ре,.ктивной коронной, ведомой коронной и ведущей солнечной шестернями расположены на общей прямой линии.

2002040

77

10. Привод по п.1, отличающийся тем, что обод колеса установлен на картере на подшипнике.

19. Привод по пп.1 и 7, отличающийся там, что средство осевого размещения 5 центра тяжести представляет собой внутреннюю торцевую крышку, сьемно крепящуюся к полому валу с осевой фиксацией внутреннего обкатывающего кольца.

20, Привод по п.1, отличающийся тем, что ведомая коронная и осевые промежуточные шестерни выполнены с зубьями с углом зацепления 25-30 .

2002640

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 103

Составитель С. Белоусько

Техред M,Mîðãåíòàë

Заказ 3208 Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

3 33035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор М. Демчик

Подписное