Двухскоростная главная передача
Владельцы патента RU 2432267:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) (RU)
Изобретение относится к ведущим мостам транспортных средств. Двухскоростная главная передача содержит корпус в виде картера редуктора (1) и крышки (2) с коронным зубчатым колесом (3), соединяющихся между собой посредством резьбовых элементов (4). В осевой зоне корпусных элементов выполнены посадочные места под подшипники качения, на которые опирается ведущий вал, разделенный на входной валик (5) и выходной валик (6), на шлицах которого устанавливается фланец (9). В середине входного валика (6) монтируется солнечная шестерня (12), а ближе к концу внутренней его части устанавливается муфта (13) включения прямой и понижающей передач, которая снабжена синхронизатором (14). На внутреннем конце выходного валика (6) смонтировано трехлучевое водило (16), на шипах лучей которого на подшипниках (17) установлены сателлиты (18). В средней части выходного валика (6) установлена муфта (19) включения понижающей передачи, снабженная синхронизатором (20). Достигается увеличение ресурса планетарного редуктора и повышение тягового усилия на ведущих колесах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ведущим мостам транспортных средств, и может быть использовано с целью изменения тягового усилия при включении пониженной передачи и обеспечения расчетного (штатного) крутящего момента при включении прямой передачи.
Двухскоростная главная передача, содержащая корпус в виде картера с крышкой, соединенных посредством резьбовых элементов, ведущий вал, разделенный на входной и выходной валики, с выполненным на внешнем конце выходного валика ведущей, конической шестерней, планетарный редуктор с механизмом переключения понижающей и прямой передачи с пневмоприводом, при этом картер редуктора и крышка с коронным зубчатым колесом, выполненным с ней заодно или выполненным в качестве отдельного элемента и запрессованным в нее, соединяются между собой с обеспечением взаимного центрирования, а в осевой зоне картера редуктора и крышки выполняются посадочные места под подшипники качения, на которые опирается ведущий вал, при этом на подшипник, установленный в посадочном месте картера редуктора, опирается выходной валик, а на подшипник, установленный в посадочном месте крышки, - входной валик, на внешней входной части которого выполнены шлицы и резьбовая часть для установки фланца, а в торце внутренней части входного валика выполнен шип, для его связи с подшипником, установленном в нише, выполненной в торце внутренней части выходного валика, при этом в середине входного валика, на цилиндрической его части, в плоскости коронного зубчатого колеса, свободно, с ограничением осевого перемещения, посредством буртика и стопорного кольца, устанавливаемого в проточке входного валика, смонтирована солнечная шестерня, снабженная коническим скатом для связи с блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым венцом для взаимосвязи со ступицей муфты переключения понижающей передачи, а ближе к концу внутренней части входного валика выполнены шлицы, на которых устанавливают, с возможностью осевого перемещения, ступицу муфты переключения понижающей и прямой передач, снабженной синхронизаторами и представляющей собой цилиндрическое основание со шлицами на внутренней образующей и выполненным в средней части диском с отверстиями под пальцы синхронизатора, при этом на внутреннем конце выходного валика выполнены аналогичные шлицы, которыми связывают входной и выходной валики посредством муфты прямой передачи и установлено цилиндрическое кольцо с коническим скатом, являющееся ответной частью рабочей зоны синхронизатора прямой передачи, которое фиксируют от осевого перемещения заплечиками и стопорным кольцом, а на цилиндрической части выходного валика устанавливают трехлучевое водило, с выполненным аналогичным коническим скатом, являющимся ответной частью блокирующему кольцу синхронизатора, а также зубчатым венцом для его связи со ступицей муфты понижающей передачи, которая установлена с возможностью осевого перемещения на шлицах, выполненных в средней части выходного валика, при этом ступица каждой из муфт снабжена синхронизаторами, блокирующие кольца которых расположены по обе стороны дисков, и которые соединены между собой пальцами, проходящими через отверстия, выполненные в дисках, а на цилиндрической образующей дисков выполнены направляющие, которые охвачены, с возможностью скользящего контакта, тремя лапками, расположенными под углом 120° относительно друг друга и, попарно, соединенные между каждой из муфт посредствам штоков, проходящих через направляющие втулки, смонтированные в лучах водилы, при этом все три штока объединены между собой кольцом переключения, расположенным за лучами водилы и имеющим скользящий контакт с вилкой привода механизма переключения, связанной жестко со штоком привода, который в свою очередь, через двуплечий рычаг, связан с поводками якорей прямого и обратного электромагнитных приводов, смонтированных в корпусе, который прикреплен к приливочной плоскости, выполненной на теле картера и крышки, вместе с тем, на концах лучей водилы, на шипах, через подшипники, например, качения, установлены сателлиты с возможностью их зацепления с зубьями коронного колеса и солнечной шестерни.
Вместе с тем, картер редуктора и крышка корпуса выполнены каркасно-композитным способом.
При этом в качестве исполнительного элемента применен гидравлической цилиндр, а в качестве рабочего тела используют масло системы смазывания двигателя или коробки передач.
Может быть также, что в качестве исполнительного элемента применен пневматический цилиндр или пневмокамера, а в качестве рабочего тела, жатый воздух.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известна двухскоростная главная передача, содержащая ведущую и ведомые конические шестерни, вал ведомой шестерни, на котором расположены, на подшипниках, цилиндрические шестерни постоянного зацепления с принадлежащими им зубчатыми венцами полумуфт, между которыми на ступице вала установлена муфта вала с механизмом управления, и зубчатые колеса, установленные на корпусе дифференциала, моста (см. полезную модель В60К 17/16 "Двухскоростная главная передача моста транспортного средства". Корсаков В.В. и д.р., РУП "МАЗ", №2006129068/11 от 10.08.2008).
Недостатком данной конструкции являются увеличенные размеры блока ведомой шестерни главной передачи с двумя цилиндрическими шестернями, а также невозможность получения передаточных чисел цилиндрических передач более 2,5 на пониженной передаче и передаточного числа, равного 1 на прямой передаче, без значительного увеличения размеров балки моста, снижающих проходимость транспортного средства.
Известна также двухскоростная главная передача, содержащая ведомое зубчатое колесо, установленное в корпусе дифференциала, ведущую коническую шестерню с валом и подшипниками, размещенными в картере, планетарную передачу с солнечной шестерней и валом, коронным зубчатым колесом, связанных между собой сателлитами, установленное на подшипники на валу водило со ступицей и полумуфту и муфту с механизмом управления, а также крышку (см. патент 2321504 C1 RU, МКП В60К 17/16 "Двухскоростная главная передача моста". Корсаков В.В. и д.р., РУП "МАЗ", №2006129068/11 от 10. 08. 2008).
Основным недостатком данного технического решения является отсутствие возможности обеспечения неподвижности планетарного редуктора при включенной прямой передачи, отсутствие механизма, обеспечивающего плавное, безударное включение передач, а также сложность кинематической схемы и низкая надежность конструкции, так как используется большое число подшипников.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и обеспечение неподвижности планетарного редуктора на прямой передаче и обеспечение плавного, безударного включения передач.
Это достигается тем, что двухскоростная главная передача, содержащая корпус в виде картера с крышкой, соединенных посредством резьбовых элементов, ведущий вал, разделенный на входной и выходной валики, с выполненным на внешнем конце выходного валика ведущей, конической шестерней, планетарный редуктор с механизмом переключения понижающей и прямой передачи с пневмоприводом, при этом картер редуктора и крышка с коронным зубчатым колесом, выполненным с ней заодно или выполненным в качестве отдельного элемента и запрессованным в нее, соединяются между собой с обеспечением взаимного центрирования, а в осевой зоне картера редуктора и крышки выполнены посадочные места под подшипники качения, на которые опирается ведущий вал, при этом на подшипник, установленный в посадочном месте картера редуктора, опирается выходной валик, а на подшипник, установленный в посадочном месте крышки, - входной валик, на внешней входной части которого выполнены шлицы и резьбовая часть для установки фланца, а в торце внутренней части входного валика выполнен шип, для его связи с подшипником, установленном в нише, выполненной в торце внутренней части выходного валика, при этом в середине входного валика, на цилиндрической его части, в плоскости коронного зубчатого колеса, свободно, с ограничением осевого перемещения, посредством буртика и стопорного кольца, устанавливаемого в проточке входного валика, смонтирована солнечная шестерня, снабженная коническим скатом для связи с блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым венцом для взаимосвязи со ступицей муфты переключения понижающей передачи, а ближе к концу внутренней части входного валика выполнены шлицы, на которых устанавливают, с возможностью осевого перемещения, ступицу муфты переключения понижающей и прямой передач, снабженной синхронизаторами и представляющей собой цилиндрическое основание со шлицами на внутренней образующей и выполненным в средней части диском с отверстиями под пальцы синхронизатора, при этом на внутреннем конце выходного валика выполнены аналогичные шлицы, которыми связывают входной и выходной валики посредством муфты прямой передачи и установлено цилиндрическое кольцо с коническим скатом, являющееся ответной частью рабочей зоны синхронизатора прямой передачи, которое фиксируют от осевого перемещения заплечиками и стопорным кольцом, а на цилиндрической части выходного валика устанавливают трехлучевое водило, с выполненным аналогичным коническим скатом, являющимся ответной частью блокирующему кольцу синхронизатора, а также зубчатым венцом для его связи со ступицей муфты понижающей передачи, которая установлена с возможностью осевого перемещения на шлицах, выполненных в средней части выходного валика, при этом ступица каждой из муфт снабжена синхронизаторами, блокирующие кольца которых расположены по обе стороны дисков, и которые соединены между собой пальцами, проходящими через отверстия, выполненные в дисках, а на цилиндрической образующей дисков выполнены направляющие, которые охвачены, с возможностью скользящего контакта, тремя лапками, расположенными под углом 120° относительно друг друга и, попарно, соединенные между каждой из муфт посредствам штоков, проходящих через направляющие втулки, смонтированные в лучах водилы, при этом все три штока объединены между собой кольцом переключения, расположенным за лучами водилы и имеющим скользящий контакт с вилкой привода механизма переключения, связанной жестко со штоком привода, который в свою очередь, через двуплечий рычаг, связан с поводками якорей прямого и обратного электромагнитных приводов, смонтированных в корпусе, который прикреплен к приливочной плоскости, выполненной на теле картера и крышки, вместе с тем, на концах лучей водилы, на шипах, через подшипники, например, качения, установлены сателлиты с возможностью их зацепления с зубьями коронного колеса и солнечной шестерни.
Отличительной особенностью может быть то, что коронное зубчатое колесо выполнено в качестве отдельного элемента и запрессовано в крышку корпуса.
Вместе с тем картер редуктора и крышка корпуса выполнены каркасно-композитным способом.
При этом в качестве исполнительного элемента применен гидравлической цилиндр, а в качестве рабочего тела используют масло системы смазывания двигателя или коробки передач.
Может быть также, что в качестве исполнительного элемента применен пневматический цилиндр или пневмокамера, а в качестве рабочего тела, жатый воздух.
На фиг.1 изображен общий вид двухскоростной главной передачи в разрезе, на фиг.2 изображены схемы передачи крутящего момента.
Двухскоростная главная передача содержит корпус в виде картера редуктора 1 и крышки 2 с коронным зубчатым колесом 3, соединяющихся между собой с возможностью взаимного центрирования посредством резьбовых элементов 4, в осевой зоне корпусных элементов выполнены посадочные места под подшипники качения, на которые опирается ведущий вал, разделенный на входной валик 5 и выходной валик 6. При этом на подшипник 7, установленный в посадочном месте картера редуктора, опирается выходной валик 6, а на подшипник 8, установленный в посадочном месте крышки, - входной валик 5, на внешней выходной части которого, на шлицах, устанавливается фланец 9, который фиксируется гайкой, а в торце внутренней части выполнен шип, посредством которого указанный валик опирается на подшипник 10, установленный в нише, выполненной в торце внутренней части выходного валика 6. В середине входного валика 6, в плоскости коронного зубчатого колеса 3, свободно, с ограничением осевого перемещения, посредством буртика и стопорного кольца 11, монтируется солнечная шестерня 12 с коническим скатом и зубчатым венцом, выполненными на ступице, а ближе к концу внутренней его части, на шлицах, устанавливается муфта 13 включения прямой и понижающей передач, которая снабжена синхронизатором 14. На внутреннем конце выходного валика 6, на шлицах, установлено цилиндрическое кольцо 15 с коническим скатом, фиксирующееся посредством буртика и стопорного кольца, за которым, на цилиндрической части валика 6, смонтировано трехлучевое водило 16, на шипах лучей которого, на подшипниках 17, установлены сателлиты 18. В средней части выходного валика 6, на шлицах, установлена муфта 19 включения понижающей передачи, снабженная синхронизатором 20. Каждая из муфт находится в скользящем контакте с тремя лапками 21, каждая пара лапок 21 разноименных муфт соединены попарно между собой штоками 22, проходящими через направляющие втулки, смонтированные в лучах водилы и закрепленными в кольце переключения 23, которое находится в скользящем контакте с вилкой 24 привода механизма переключения, жестко связанной со штоком привода 25, который через двуплечий рычаг 26 связан с поводками якорей электромагнитов прямого и обратного хода, электромагнитного привода 27, на котором установлена возвратная пружина 28.
Двухскоростная главная передача работает следующим образом. При движении автомобиля на прямой передаче крутящий момент, подведенный к фланцу 9, через шлицы, предается на входной валик 5 и далее, через муфту 13 включения прямой и понижающей передач, на выходной валик 6, ведущую коническую шестерню, которая находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом редуктора. При этом планетарный редуктор остается неподвижным. На схеме а) фиг.2 изображена схема прохождения крутящего момента на прямой передачи.
При необходимости перехода на пониженную передачу управляющее напряжение подается на электромагнитный привод 27, якорь которого перемещается влево, а двуплечий рычаг 26 обеспечит перемещение штока привода 25 вместе с вилкой 24 привода механизма переключения вправо, сместив кольцо переключения 23 вместе со штоками 22 и закрепленными на них лапками 21 в ту же сторону. Вместе с лапками 21 переместятся обе муфты, при этом муфта 19, включения понижающей передачи, переместится до вхождения в зацепление зубьев, расположенных на муфте 19 и на торце водилы 16, а муфта 13 включения прямой и понижающей передач переместится до взаимодействия зубчатых венцов, расположенных на ступице муфты 13 и солнечной шестерне 12. При этом для обеспечения безударного включения первоначально в контакт своими коническими скатами включаются блокирующие кольца с ответными коническими скатами, выполненными на ступице солнечной шестерни 12 и основании трехлучевого водилы 16. Это позволяет обеспечить выравнивание угловых скоростей между элементами, вступающими в зацепление. Крутящий момент при этом передается с фланца 9 на входной валик 6 и через муфту 13, включения прямой и понижающей передач, на солнечную шестерню 12, а далее через зубчатое зацепление солнечной шестерни 12 и сателлитов 18, на трехлучевое водило 16. С трехлучевого водилы 16 на муфту 19 включения понижающей передачи и далее на выходной валик 7. На схеме б) фиг.2 изображена схема прохождение крутящего момента на пониженной передаче.
При необходимости перехода на прямую передачу управляющее напряжение снимается с обмотки электромагнитного привода прямого хода 27, подается на обмотку электромагнитного привода обратного хода, при этом возвратная пружина 28 участвует в перемещении якорей электромагнитного привода 27 вправо, а двуплечий рычаг 26 обеспечит перемещение штока привода 25 вместе с вилкой 24 привода механизма переключения влево, сместив кольцо переключения 23 с закрепленными на них штоками 22, лапками 21 и переместит муфту 19 включения понижающей передачи влево, что выведет ее из зацепления с зубчатым венцом, выполненным на ступице трехлучевого водилы 16, а муфта 13 включения понижающей и прямой передач переместится до вхождения в зацепление зубчатого венца, выполненного на ступице муфты 13 и шлицов на внутреннем конце выходного валика 6.
Таким образам, данное техническое решение позволяет получить увеличение тягового усилия на ведущих колесах, на пониженной передаче, обеспечить безударное и плавное включение передач, и позволяет планетарному редуктору оставаться в неподвижном состоянии при включенной прямой передачи.
1. Двухскоростная главная передача, содержащая корпус в виде картера с крышкой, соединенных посредством резьбовых элементов, ведущий вал, разделенный на входной и выходной валики, с выполненным на внешнем конце выходного валика ведущей конической шестерней, планетарный редуктор с механизмом переключения понижающей и прямой передачи с пневмоприводом, отличающаяся тем, что картер редуктора и крышка с коронным зубчатым колесом, выполненным с ней заодно или выполненным в качестве отдельного элемента и запрессованным в нее, соединяются между собой с обеспечением взаимного центрирования, а в осевой зоне картера редуктора и крышки выполнены посадочные места под подшипники качения, на которые опирается ведущий вал, при этом на подшипник, установленный в посадочном месте картера редуктора, опирается выходной валик, а на подшипник, установленный в посадочном месте крышки, - входной валик, на внешней входной части которого выполнены шлицы и резьбовая часть для установки фланца, а в торце внутренней части входного валика выполнен шип для его связи с подшипником, установленным в нише, выполненной в торце внутренней части выходного валика, при этом в середине входного валика, на цилиндрической его части, в плоскости коронного зубчатого колеса свободно с ограничением осевого перемещения посредством буртика и стопорного кольца, устанавливаемого в проточке входного валика, смонтирована солнечная шестерня, снабженная коническим скатом для связи с блокирующим кольцом синхронизатора и зубчатым венцом для взаимосвязи со ступицей муфты переключения понижающей передачи, а ближе к концу внутренней части входного валика выполнены шлицы, на которых устанавливают с возможностью осевого перемещения ступицу муфты переключения понижающей и прямой передач, снабженной синхронизаторами и представляющей собой цилиндрическое основание со шлицами на внутренней образующей и выполненным в средней части диском с отверстиями под пальцы синхронизатора, при этом на внутреннем конце выходного валика выполнены аналогичные шлицы, которыми связывают входной и выходной валики посредством муфты прямой передачи, и установлено цилиндрическое кольцо с коническим скатом, являющееся ответной частью рабочей зоны синхронизатора прямой передачи, которое фиксируют от осевого перемещения заплечиками и стопорным кольцом, а на цилиндрической части выходного валика устанавливают трехлучевое водило с выполненным аналогичным коническим скатом, являющимся ответной частью блокирующему кольцу синхронизатора, а также зубчатым венцом для его связи со ступицей муфты понижающей передачи, которая установлена с возможностью осевого перемещения на шлицах, выполненных в средней части выходного валика, при этом ступица каждой из муфт снабжена синхронизаторами, блокирующие кольца которых расположены по обе стороны дисков и которые соединены между собой пальцами, проходящими через отверстия, выполненные в дисках, а на цилиндрической образующей дисков выполнены направляющие, которые охвачены с возможностью скользящего контакта тремя лапками, расположенными под углом 120° относительно друг друга и попарно соединенными между каждой из муфт посредствам штоков, проходящих через направляющие втулки, смонтированные в лучах водилы, при этом все три штока объединены между собой кольцом переключения, расположенным за лучами водилы и имеющим скользящий контакт с вилкой привода механизма переключения, связанной жестко со штоком привода, который, в свою очередь, через двуплечий рычаг связан с поводками якорей прямого и обратного электромагнитных приводов, смонтированных в корпусе, который прикреплен к приливочной плоскости, выполненной на теле картера и крышки, вместе с тем, на концах лучей водилы на шипах через подшипники, например, качения, установлены сателлиты с возможностью их зацепления с зубьями коронного колеса и солнечной шестерни.
2. Двухскоростная главная передача по п.1, отличающаяся тем, что картер редуктора и крышка корпуса выполнены каркасно-композитным способом.
3. Двухскоростная главная передача по п.1, отличающаяся тем, что в качестве исполнительного элемента применен гидравлической цилиндр, а в качестве рабочего тела используют масло системы смазывания двигателя или коробки передач.
4. Двухскоростная главная передача моста по п.1, отличающаяся тем, что в качестве исполнительного элемента применен пневматический цилиндр или пневмокамера, а в качестве рабочего тела сжатый воздух.
