Проходная главная передача
THROUGH MAIN TRANSMISSION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к автомобильным транспортным средствам, к дифференциальным передачам, и может быть использовано в качестве проходной главной передачи для эксплуатации в трансмиссиях многоосных полноприводных колесных транспортных средств.
Уровень техники
Из уровня техники известна проходная главная передача транспортного средства по патенту РФ на изобретение №2472646 (МПК B60K 1716; опубл. 20.01.2013, заявка №2011132254 от 29.07.2011). Она содержит ведущую коническую шестерню, установленную на конических подшипниках, которые расположены в закрепленном на картере редуктора стакане, соединенную с упомянутой шестерней цилиндрическую ведомую шестерню, межосевой дифференциал, в цельной чашке которого расположены сателлиты, вращающиеся на крестовине, соединенной посредством шлиц с входным валом, полуосевые шестерни. Одна из полуосевых шестерен выполнена заодно с ведущей цилиндрической шестерней, а другая установлена на коническом подшипнике. Стакан выполнен удлиненным в радиальном направлении и закреплен на картере редуктора через пакет регулировочных прокладок. При этом конический подшипник полуосевой шестерни установлен в удлиненной части стакана. Известная проходная главная передача транспортного средства обеспечивает упрощение сборки главной передачи за счет более простой регулировки параметров конического зацепления, при этом обеспечиваются незначительные радиальные размеры главной передачи. К недостатку указанной главной передачи можно отнести то, что полуосевая шестерня, выполненная заодно с цилиндрической шестерней, установлена на входном валу через втулку, являющуюся подшипником скольжения, в связи с чем уменьшается КПД передачи при работе дифференциала и возможно заклинивание дифференциала при недостаточной смазке.
Известна проходная главная передача по патенту РФ на изобретение №2171186 (МПК B60K 17/16, B60K 17/24, опубл. 27.07.2001, заявка №2000101383 от 31.10.2005). Она содержит картер редуктора с прикрепленной к нему крышкой, дополнительный корпус, расположенный между ними, цилиндрическую шестерню привода среднего моста, установленную на подшипниках качения таким образом, что внутренние кольца этих подшипников напрессованы на цилиндрическую шестерню, а наружные кольца расположены в дополнительном корпусе и крышке картера, ведущий вал, который проходит сквозь цилиндрическую шестерню привода среднего моста с подшипниковыми опорами на концах и установленный на ведущем валу межосевой конический дифференциал с коническими шестернями приводов заднего и среднего мостов. Конические шестерни приводов заднего и среднего мостов упираются в торцевую поверхность крестовины межосевого дифференциала. При этом коническая шестерня привода среднего моста выполнена за одно целое с цилиндрической шестерней, установленной на радиальных подшипниках качения. На входном конце ведущего вала и на конической шестерне привода заднего моста в качестве подшипниковой опоры установлены радиально-упорные подшипники, а дополнительный корпус выполнен раздельно от стакана подшипников ведущей конической шестерни. Известное изобретение позволяет упростить регулировку передачи. Однако недостатком известной конструкции является то, что обеспечение предварительного натяга конических радиально-упорных подшипников обеспечивается за счет контакта торцевых поверхностей ведущего вала и цилиндрической шестерни, а также торцевых поверхностей конических шестерен и крестовины. Такое решение увеличивает потери на трение при работе дифференциала, что приводит к увеличению тепловой нагруженности главной передачи.
За ближайший аналог может быть принято техническое решение «Проходная главная передача» по патенту РФ на изобретение №2596638 (МПК B60K 17/16; опубл. 10.09.2016, заявка №2015131373 от 28.07.2015). Проходная главная передача ближайшего аналога содержит картер редуктора, ведущий фланец, соединенный с расположенным соосно с ведущей шестерней главной передачи межосевым дифференциалом. Одна из полуосевых шестерен межосевого дифференциала связана с упомянутой шестерней, а другая с ведомой шестерней проходного вала. Ведущий фланец расположен соосно с межосевым дифференциалом. Проходной главной передачей ближайшего аналога достигается повышение эксплуатационного ресурса главной передачи К недостатку ближайшего аналога можно отнести близкое расположение конических радиально-упорных подшипников ведущей конической шестерни, что приводит к возрастанию действующих на них нагрузок, увеличению их размеров и уменьшению ресурса. Также недостатком является сложность регулировки преднатяга в этих подшипниках.
Раскрытие изобретения
Задачей заявленного изобретения является увеличение срока эксплуатационного ресурса проходной главной передачи многоосного транспортного средства.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности, улучшение прочностных характеристик и эксплуатационных свойств, а также обеспечение компактности главной проходной передачи.
Технический результат достигается тем, что проходная главная передача содержит картер редуктора, межосевой и межколесный дифференциалы, цилиндрические и конические ведомую и ведущую шестерни. Картер редуктора выполнен в виде сопряженных в единый корпус снабженных масляными каналами цилиндрических первой оболочки и расположенных вместе второй и дополнительной оболочек. В нижней части первой оболочки установлен плунжерный насос с возможностью подачи смазывающей жидкости по масляным каналам к местам смазки редуктора. Ось второй оболочки смещена под ось первой оболочки. Первая цилиндрическая шестерня и межосевой дифференциал установлены соосно с проходным ведущим валом в корпусе второй оболочки картера редуктора, причем межосевой дифференциал снабжен одной из полуосевых шестерен, связанной с первой цилиндрической шестерней, и другой из полуосевых шестерен - с размещенным на выводном конце выходного вала межосевого дифференциала фланцем привода проходного ведущего вала к последующему мосту. Вторая цилиндрическая шестерня размещена на валу ведущей конической шестерни, закрепленном в корпусе дополнительной оболочки картера редуктора. Вал ведущей конической шестерни установлен параллельно валу межосевого дифференциала и вторая цилиндрическая шестерня выполнена с возможностью постоянного зацепления с первой цилиндрической шестерней. При этом межосевой дифференциал снабжен средством блокировки, выполненным с возможностью отключения и возобновления режима дифференциальной передачи крутящего момента проходного ведущего вала через цилиндрические шестерни на ведущую коническую шестерню. Ведомая коническая шестерня и межколесный дифференциал установлены соосно в корпусе первой оболочки картера редуктора. Ведомая коническая шестерня выполнена с возможностью постоянного зацепления с ведущей конической шестерней. При этом межколесный дифференциал связан с полуосями, снабженными на выводных концах фланцами привода колесных валов моста, и снабжен средством блокировки, выполненным с возможностью отключения и возобновления режима дифференциальной передачи крутящего момента ведущей конической шестерни на полуоси через ведомую коническую шестерню.
Краткое описание чертежей
фиг. 1 - конструкция проходной главной передачи в изометрии при виде справа;
фиг. 2 - конструкция картера проходной главной передачи в изометрии при виде справа;
фиг. 3 - фрагмент конструкции проходной главной передачи (разрез первой оболочки картера редуктора по оси межколесного дифференциала и полуосей).
фиг. 4 - конструкция проходной главной передачи (разрез первой и дополнительной оболочек картера редуктора по оси ведущей конической шестерни);
фиг. 5 - конструкция проходной главной передачи (разрез оболочек картера редуктора по оси межосевого дифференциала и оси ведущей конической шестерни)
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции: 1 - картер редуктора; 2 - первая оболочка картера редуктора; 3 - вторая оболочка картера редуктора; 4 - дополнительная оболочка картера редуктора; 5 - первая крышка подшипниковой опоры первой оболочки картера; 6 - большая крышка первой оболочки картера; 7 - вторая крышка подшипниковой опоры первой оболочки картера; 8 - первая крышка подшипниковой опоры второй оболочки картера; 9 - общая крышка второй и дополнительной оболочки картера; 10 - вторая крышка подшипниковой опоры второй оболочки картера; 11 - крышка подшипниковой опоры дополнительной оболочки картера; 12 - ребро жесткости; 13 - первая цилиндрическая шестерня; 14 - межосевой дифференциал; 15 - первая полуосевая шестерня межосевого дифференциала; 16 - вторая полуосевая шестерня межосевого дифференциала; 17 - вал межосевого дифференциала; 18 - фланец привода проходного ведущего вала к последующему мосту; 19 - средство блокировки межосевого дифференциала; 20 - ведущая коническая шестерня; 21 - стакан ведущей конической шестерни; 22 - вторая цилиндрическая шестерня; 23 - вал ведущей конической шестерни; 24 - ведомая коническая шестерня; 25 - межколесный дифференциал; 26 - первая полуось межколесного дифференциала; 27 - вторая полуось межколесного дифференциала; 28 - фланец привода колесного вала; 29 - средство блокировки межколесного дифференциала; 30 - чашка первой полу осевой шестерни межколесного дифференциала; 31 - первая полуосевая шестерня межколесного дифференциала; 32 - вторая полуосевая шестерня межколесного дифференциала; 33 - чашка второй полу осевой шестерни межколесного дифференциала; 34 - площадка дополнительного крепления первого опорного элемента главной передачи; 35 - площадка дополнительного крепления второго опорного элемента главной передачи; 36 - масляный канал оболочки; 37 - плунжерный насос; 38 - выходной вал межосевого дифференциала на последующий мост.
Осуществление изобретения
Заявленная проходная главная передача служит для дифференциальной передачи и увеличения крутящего момента от ведущего проходного вала на полуоси моста многоосного полноприводного колесного транспортного средства.
Проходная главная передача представляет собой редуктор с шестернями постоянного зацепления, в состав которого входят блокируемые межосевой и межколесный дифференциалы. Все валы с шестернями проходной главной передачи монтируются в едином чугунном корпусе с крышками и установлены на подшипниковых опорах качения.
Проходная главная передача конструктивно содержит следующие основные элементы: картер редуктора 1, первую цилиндрическую шестерню 13 и межосевой дифференциал 14, ведущую коническую шестерню 20 и вторую цилиндрическую шестерню 22, ведомую коническую шестерню 24 и межколесный дифференциал 25.
Картер 1 редуктора выполнен в виде сопряженных в единый корпус цилиндрических первой 2 и второй 3 оболочек, снабженных расширенной частью, и дополнительной оболочки 4, которая расположена вместе со второй 3 поперек первой 2 оболочке. Цилиндрические оболочки 2, 3, 4 корпуса картера 1 редуктора снабжены масляными каналами 36. Вторая и первая оболочки 3, 2, сопрягаясь боковыми поверхностями, пересечены друг с другом в средней части в виде перекрестия. Причем ось второй оболочки 3 смещена под ось первой оболочки 2, чем обеспечивается уменьшение размера по высоте и компактность главной проходной передачи. Сопряжение второй и первой оболочек 3 и 2 усилено ребром жесткости, выполненным посредством отливки картера и соединяющим в верхней части боковую поверхность второй оболочки 3 и боковую поверхность первой оболочки 2. Единый корпус и ребро жесткости оболочек картера 1 редуктора позволяет улучшить прочностные характеристики и надежность проходной главной передачи. Вторая и дополнительная оболочки 3, 4 картера 1 расположены вместе параллельно друг другу и их оси перпендикулярны оси первой оболочки 2 картера 1. Вторая и дополнительная оболочки 3, 4 сопряжены друг с другом вдоль смежных боковых поверхностей. Дополнительная оболочка 4 кроме того контуром выходной части встык сопряжена с боковой поверхностью первой оболочки 2.
При этом все оболочки 2, 3, 4 картера 1 редуктора снабжены окнами, закрытыми крышками. Первая оболочка 2 в одной части снабжена окном, закрытым первой крышкой 5 подшипниковой опоры, и в расширенной части окном, закрытым большой крышкой 6. При этом большая крышка 6 первой оболочки картера снабжена окном, закрытым второй крышкой 7 подшипниковой опоры. Вторая оболочка 3 в выходной части снабжена окном, закрытым первой крышкой 8 подшипниковой опоры и окном в расширенной части. Дополнительная оболочка 4 во входной части снабжена окном, которое соединено с окном расширенной части второй оболочки 3. Соединенные окно расширенной части второй оболочки 3 и окно входной части дополнительной оболочки 4 закрыты общей крышкой 9, которая снабжена двумя отверстиями. Одно отверстие общей крышки 9 закрыто второй крышкой 10 подшипниковой опоры второй оболочки 3 и другое отверстие общей крышки 9 закрыто крышкой 11 подшипниковой опоры дополнительной оболочки 4.
На боковой поверхности корпуса общей крышки 9 оболочек 3 и 4 картера 1 редуктора выполнен первый опорный элемент с площадкой 34 и на поверхности крышки 11 подшипниковой опоры входной части дополнительной оболочки 4 картера 1 редуктора - второй опорный элемент с площадкой 35 дополнительного крепления главной передачи в корпусе машины. Наличие площадок дополнительного крепления опорных элементов позволяет улучшить прочностные характеристики и надежность проходной главной передачи.
Первая цилиндрическая шестерня 13 и межосевой дифференциал 14 установлены на одном валу 17, закрепленном в корпусе второй оболочки 3 картера 1 редуктора. При этом первая цилиндрическая шестерня 13 и межосевой дифференциал 14 установлены соосно с ведущим проходным валом.
Межосевой дифференциал 14 снабжен одной из полуосевых шестерен 15, которая связана с первой цилиндрической шестерней 13. Другая полуосевая шестерня 16 связана с размещенным на выводном конце выходного вала 38 межосевого дифференциала фланцем 18 привода ведущего проходного вала к последующему мосту. Межосевой дифференциал 14 снабжен средством блокировки 19, которое установлено на общей крышке 9. Средство блокировки 19 межосевого дифференциала 14 выполнено с возможностью отключения и возобновления режима дифференциальной передачи крутящего момента проходного ведущего вала через первую и вторую цилиндрические шестерни 13 и 22 на ведущую коническую шестерню 20. Средство блокировки 19 межосевого дифференциала 14 обеспечивает повышение надежности и улучшение эксплуатационных свойств главной передачи моста при движении по сложным и опасным участкам пути.
Ведущая коническая шестерня 20 установлена в стакане 21 на валу 23, который закреплен в корпусе дополнительной оболочки 4 картера 1 редуктора. Вал 23 ведущей конической шестерни 20, закрепленный в корпусе дополнительной оболочки 4 установлен параллельно валу 17 межосевого дифференциала.
Вторая цилиндрическая шестерня 22 размещена на одном валу 23 с ведущей конической шестерней 20 в корпусе дополнительной оболочки 4 картера 1 редуктора. Вторая цилиндрическая шестерня 22 выполнена с возможностью постоянного зацепления с первой цилиндрической шестерней 13 вала 17 межосевого дифференциала.
Ведомая коническая шестерня 24 и межколесный дифференциал 25 установлены на подшипниковых опорах в корпусе первой оболочки 2 картера 1 редуктора. Ведомая коническая шестерня 24 находится в постоянном зацеплении с ведущей конической шестерней 20, которая закреплена в корпусе дополнительной оболочки 4 картера 1 редуктора.
Межколесный дифференциал 25 снабжен чашками 30, 33. На чашки 30, 33 опираются полуосевые шестерни 31, 32, с которыми связаны входными концами соответственно левая и правая полуоси 26, 27. На чашке 33 установлен эксцентрик. На выводном конце каждая полуось 26, 27 снабжена фланцем 28 привода колесного вала моста. Причем выходной вал 38 межосевого дифференциала, размещенный в корпусе второй оболочки 3 картера 1 редуктора проведен под полуосью 27 привода колесного вала, размещенной в корпусе первой оболочки 2 картера 1 редуктора, чем обеспечиваются малые по высоте размеры главной передачи. Межколесный дифференциал 25 снабжен средством блокировки 29, которое установлено на корпусе первой оболочки 2 картера 1 редуктора. Средство блокировки 29 выполнено с возможностью блокирования межколесного дифференциала 25, отключения и возобновления режима дифференциальной передачи крутящего момента ведущей конической шестерни 20 через ведомую коническую шестерню на полуоси 26, 27 межколесного дифференциала 25 моста. Средство блокировки 29 межколесного дифференциала 25 обеспечивает повышение надежности и улучшение эксплуатационных свойств главной передачи моста при движении по сложным и опасным участкам пути.
В нижней части первой оболочки 2 корпуса картера 1 редуктора установлен плунжерный насос 37, обеспечивающий смазку проходной главной передачи. Плунжерный насос 37 прижат к эксцентрику, установленному на одной из чашек межколесного дифференциала 25, с возможностью совершения поступательного движения при вращении чашек межколесного дифференциала 25 и подачи смазывающей жидкости в масляные каналы 36 оболочек 2, 3, 4 и по ним к местам смазки корпуса картера 1 редуктора проходной главной передачи. Наличие масляных каналов 36 и обеспечивающего смазку плунжерного насоса 37 позволяет уменьшить трение и улучшить прочностные характеристики проходной главной передачи.
Заявляемая проходная главная передача работает следующим образом. В процессе движения многоосного автомобильного транспортного средства крутящий момент от двигателя через раздаточную коробку передается посредством проходного ведущего вала первой цилиндрической шестерне и межосевому дифференциалу проходной главной передачи ведущего моста.
Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент через цилиндрические шестерни и фланец, установленный на выводном конце выходного вала межосевого дифференциала, между валом ведущей шестерни главной передачи моста и проходным ведущим валом передачи привода на последующий мост. Вторая полуосевая шестерня межосевого дифференциала связана с фланцем, установленным на выводном конце выходного вала межосевого дифференциала, поэтому вращение передается на указанный фланец выходного вала межосевого дифференциала. В то же время в связи с тем, что первая полуосевая шестерня межосевого дифференциала связана с первой цилиндрической шестерней, вращение передается на первую цилиндрическую шестерню и через находящуюся с ней в постоянном зацеплении вторую цилиндрическую шестерню на вал ведущей конической шестерни, на котором вторая цилиндрическая шестерня размещена. Ведущая коническая шестерня находится в постоянном зацеплении и взаимодействует с ведомой конической шестерней, которая передает вращение от вала ведущей шестерни на межколесный дифференциал.
Межколесный дифференциал распределяет крутящий момент между полуосями, и через фланцы привода между первым и вторым колесными валами моста. Первая и вторая полуосевые шестерни межколесного дифференциала связаны соответственно с фланцами привода колесного вала, установленными на выводных концах полуосей межколесного дифференциала, поэтому вращение от них передается на указанные фланцы, которые приводят во вращение колесные валы моста.
При этом фланец выходного вала межосевого дифференциала, получая вращение от второй полуосевой шестерни межосевого дифференциала, приводит во вращение проходной ведущий вал для передачи крутящего момента к последующему мосту.
При вращении межколесного дифференциала от эксцентрика, установленного на чашке межколесного дифференциала, совершается поступательное движение плунжера плунжерного насоса, который подает смазывающую жидкость через обратный клапан в масляные каналы, по которым смазывающая жидкость распределяется к подшипниковым опорам полуосей и в другие места смазки проходной главной передачи.
При преодолении опасного участка пути производится включение средства блокировки межосевого дифференциала и межколесного дифференциала, Средство блокировки межколесного дифференциала блокирует межколесный дифференциал и дифференциальное распределение крутящего момента на полуоси и колесные валы моста. При этом средство блокировки межосевого дифференциала блокирует межосевой дифференциал и дифференциальное распределение крутящего момента между валом ведущей шестерни главной передачи моста и проходным ведущим валом передачи привода на последующий мост. После преодоления опасного участка средства блокировки межосевого и межколесного дифференциалов выключаются. При этом возобновляются дифференциальная передача крутящего момента на полуоси моста, а также дифференциальная передача крутящего момента на вал ведущей шестерни главной передачи моста и проходной ведущий вал передачи привода на последующий мост.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет улучшить прочностные характеристики и эксплуатационные свойства, а также обеспечить компактность главной проходной передачи.
Для изготовления трансмиссии автотранспортного средства используют и применяют стандартные материалы и производственное оборудование, что указывает на промышленную применимость заявляемого технического решения.