Ведущий мост транспортного средства

 

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

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg)g B 60 K 1 /Зг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

15

8гиэдюственный комитет по иэо1 Ретениям и отнРытиям

ПРИ ГИНТ СССР н *втоискамм clRTHlhQTBV (61) 1586928 (21) 4796567/11 (22) 28.02.90 (46) 30.12.91. Бюл. И 48 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.В.Пронько, В.В.Яцкевич и В.Э.Янчевский (53) 629.113(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ю 1586928, . В 60 к 17/3г, 1988. (54) ВЕДУЩИЙ ИОСТ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) 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 улуч" шения теплового режима их работы.

Ведущий мост содержит межколесный .дифференциал, в корпусе 1 которого закреплены сателлиты 3, зацепляю" щиеся 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

1701578

1

10 !

20 магистрали 20 которого установлен регулируемый дроссель 21. Полуосевая шестерня 5 снабжена соединительными элементами 25 для связи с соединительными элементами 26; Шестерня 4 снабжена соединительными лементами 27 для связи с элементом

12 и полуосью 10. Управляющий ме анизм 17 обеспечивает посредством лемента 12 связь в первой позиции

) ежду шестерней 5 и полуосью 11, во

9торой позиции - обеих полуосей 10 и 11 с шестернями 4 и 5, и в третьВй позиции — полуосей 10 и 11 с шеИзобретение относится к транс,портному машиностроению, в частно,сти к трансмиссиям транспортных

1 средств с ходоуменьшителями и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Ю 1586928.

Известный ведущий мост транспортного средства содержит. установленный в картере межколесный дифференциал, корпус которого кинематически связан с двигателем и посредством сателли,тов - 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 по- 40 следней, связана с гидротормозом и снабжена соединительными элементами для связи с подвижным элементом, вторая, полуось либо связанная с ней полуосевая шестерня снабжены до- 45 полнительными 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.

Недостатком известного устройства является то, что движение транспортного средства на пониженных скоростях сопровождается высокими часто( стерней 4. Новым в устройстве является то, что опорные поверхности

8 и 9 шестерен 4 и 5 и сателлитов 3 либо контактирующие с ними опорные поверхности 6 и 7 корпуса 1 дифференциала снабжены кольцевыми смазочными канавками 29 и 30, сообщающимися посредством каналов 31 и трубопроводов 32 с напорной магистралью 20 насоса 19 гидротормоза 18. Площадь канавок 29 и 30 принимается из условия гидростатического уравновешивания шестерен 4 и 5 и сателлитов 3.

1 з.п.ф-лы, 1 ил. тами вращения полуосевых шестерен и сателлитов относительно корпуса дифференциала. При этом в парах трения действуют большие контактнь1е 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 воэможностью 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 полуосе1701578 вой шестерней, связанной с гидротормоэом, с соответствующей ей полуосью, во второй позиции ;- обеих полуосей с укаэанной 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 диффе-! ренциала принимается по выражению

Чо tpgsin8 10

f = ---;" — — — — —, 1 prr Fpr

Э

V

«Ц РГтГ РГт F

l Ae v — рабочий объем насоса гидо рот ормоэа; — передаточное число редуктора гидротормоэа;

- КПД редуктора гидротормоза; механический КПД насоса гидротормоза; д „ — средний делительный диаметр полуосевой шестерни;

0(. - угол профиля зуба исходного контура полуосевой шестерни в нормальном сечении;

3- угол делительного конуса полуосевой шестерни;

n — - 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, эацепляющиеся с полуосевыми шестернями 4 и 5. Корпус 1 дифференциала снабжен опорными поверхностями 6 и 7. С опорными поверхностями 6 корпуса 1 контактируют опорные поверхности 8 полуосевых шестерен 4 и 5, а с опорными поверхно-. стями 7 -. соответственно поверхности

9 сателлитов 3. Полуоси 10 и 11 кинематически связаны с движителями (не показаны). йежду полуосями 10 и

11 размещен подвижный элемент 12, выполненный в виде полого вала и снабженный направляющими колонками

/

13, размещенными в центрирующих отверстиях 14 полуосей 10 и 11. Подвижный элемент 12 снабжен шлицами

15, постоянно зацепляющимися со

10 шлицами 16 полуоси 11, а т"же кинематически связан с управляющим механизмом 17. Устройство снаб;кено регулируемыми гидротормозом 18, который состоит иэ 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 24, закрепленной на валу насоса 19. Полуосевая шестерня 5 снабжена соединительными элементами (шлицами) 25

25 для связи с соединительными элементами (шлицами) 26 подвижного эле" мента 12. Полуосевая шестерня 4 снабжена шлицами 27. Часть упомянутых шлицен предназначена для жестЗО кого соединения полуосевой вестерн

4 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 шпицы 27 и 28 полуосевой шестерни 4 и подвижного элемента

12 разомкнуты. При этом полуосевая шестерня 5 посредством шлицевого соединения 15-16 связаны с полуосью

11, а полуосевая шестерня 4 — соответственно с полуосью 10.

Во второй позиции управляющего ме" ханизма. 17 .(сблокированный привод движителей) шпицы 25 зацепляются со шпицами 26, а шлицы 28 - со шлица-ми 27. В результате возникает жес1кая связь между всеми вращающимися деталями дифференциала.

В третьей позиции управляющего механизма 17, изображенной на черI теже (режим ходоуменьшения }, шлицы.

15 и 26 разомкнуты, а шлицы 27 и 28 зацепляются между собой. В режиме

1701578

М нас

M б ж

Uprr Pprr (2) Ч,Р

У

2 "ггт 1 тт мех

15 ходоуменьшения полуосевая шестерня

4 трехзвенного дифференциала ста ноВится ведомым звеном, связанным с обеими полуосями 10 и 11. Корпус

1 дифференциала представляет собой ведущее звено, а полуосевая шестерня

5 становится промежуточным управля ощим звеном, установленным с во зможностью свободного вращения относительно полуосей 10 и 11., Опорные поверхности 8 полуосевых шестерен 4 и 5, опорные поверхност 9 сателлитов 3 либо контактирующие с ними опорные поверхности 6 и 7 корпуса 1 дифференциала соответст1 ванно снабжены кольцевыми смазочным канавками 29 {в паре корпус " и луосевая шестерня) и 30 (в паре к пус - сателлит) . Смазочные канавк 29 и 30 посредством системы кан лов 31, выполненных в корпусе i, и луосевой шестерне 5, подвижном э ементе 12, колонке 13 и полуоси

11, а также посредством трубопро" вдов 32 подключены к магистрали

20 высокого давления насоса 19 гидротфрмоза 18.

Ведущий мост в режиме ходоумень" шенин работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателя 2 через трансмиссию передается на корпус 1 межколесного дифференциала.

В начальный момент регулирования скорости движения транспортного средства дроссель; 21 гидротормоза 18 полностью открыт. На движителях транспортного средства приложен момент сопротивления передвижению М„.

В результате на связанной с движителями ведомой полуосевой шестерне

4 действует момент сопротивления ее вращению

Мк

M (1)

БП 36П где И - момент сопротивления на

8 ведомой шестерне 4, U - передаточное отношение меж6ft ду ведомой шестерней 4 и движителями (бортовые или конечные передачи);

1, п - КПД бортовых или конечных передач.

В свою очередь на управляющей полуосевой шестерне 5 действует момент сопротивления вращенияю со .стороны гидротормоза 18 где И - момент сопротивления на валу насоса 19, Н/м;

U „ - передаточное число редуктора гидротормоза 1Р. (цепная передача 23-24);

- рабочий объем насоса 19, см р - давление в напорной магистрали 20, ИПа, - КПД редуктора гидроргг тормоза 18;

» механический КПД насоса

19.

Для трехзвенного дифференциального механизма всегда выполняется равенство

М,= И . (3)

Учитывая, что в начальный момент времени при полностью открытом дросселе 21 р = 0 и следовательно Мч = О, то при вращении корпуса 1 дифференциала сателлиты 3 обкатываются по непо-. движной полуосевой шестерне 4 и вращают полуосевую шестерню 5 с частотой, равной удвоенной частоте вращения корпуса 1. Вращение от полуосевой шестерни 5 через звездочки 23-24 цепной передачи передается на вал насоса 19. Вся жидкость, нагнетаемая в напорную магистраль 20, перетекает через дроссель 21 в гидробак 22. Тран. спортное средство неподвижно. Для начала движения водитель начинает плавно перекрывать дроссель 21 и давление р в напорной магистрали 20 возрастает. Пропорционально увеличивается момент сопротивления вращению полуосевой шестерни 5 Ич, Транспортное средство остается неподвижным до тех пор, пока Мч а И . Как только степень перекрытия дросселя 21 становится достаточной для выполнения Равенства (3), транспортное средство начинает движение. При этом вращение от полуосевой шестерни 4 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 механизма 17 разомкнуты, что обеспечи9

1701578

Мк2aU pt t 7 Ргт мех р о бя Гвя

{4) S зацеплении полуосевых шестерен

4 и 5 с сателлитами 3 возникают осевые силы, прижимающие опорные по верхности 8 шестерен 4 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

F = 1@ sin о .

2Ме или с учетом уравнения (1)

Mwtpksin(2 10 ъй {5) 1д,1 б«7 6А где F — осевая сила, действующая а! на полуосевую шестерню 4 или 5, Н;

oC - угол профиля зуба исходного контура в нормальном се" чении д — средний делительный диаметр

3полуосевой шестерни 4 и 5.

" угол делительного конуса шестерен 4 и

Осевая сила, действующая на один сателлит

Mqtpgcosk4 10

Fa

4Usn rl bo n

1 (6) где F — осевая сила, действующая на сателлит 3; и — 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 3 1 в полуоси 11, колонке 13, вает свободное вращение полуосевой шестерни 5 относительно полуосей

10 и 11.

При движении транспортного сред" ства перекрытие проходного отверстия дросселя 21 сопровождается уменьшением частоты вращения управляющей полуосевой шестерни 5 и пропорциональным увеличением частоты враще" ния ведомой полуосевой шестерни 4, т.е. скорости движения. Давление р в напорной магистрали 20 остается при этом постоянным подвижном элементе 12, полуосевой. шестерне 5 и 4 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 4 и

5 и сателлиты 3 действуют уравновешивающие силы, отжимая их от корпуса

1 дифференциала

Ю

F< = f)P) 30

"г = g2 s {В)

С учетом (4)-(7) получаем выраже" ние для оптимальной величины площади смазочных канавок 29 и 30

V tgksin310 я ",. тт ргт мех «

{9) Ч t+cost2 10

9 л i«" я гт F t r 2 мех "

{f< и йгвмм ).

Анализ выражений (9) показывает, что. гидростатическое уравновешива45 ние 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 вы.У.

Fg = гр, 15 где Г„F - уравновешивающая сила, действующая соответственно на полуосе" вую шестерню и сател1 лит;, и f - площадь смазочной ка 7 навки соответственно в паре. полуосевая шестерня - корпус и в паре сателлит - корпус.

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

17a15?8

2. Ведущий мост no n.1, о т л ич а ю шийся тем, что площадь смазочной канавки в паре полуосевая шестерня - корпус дифференциала принимается по выражению

V try(s in E 10 р 11Ргт Ргт Ьвх а площадь смазочной канавки в паре сателлит - корпус дифференциалапо выражению

V t,àôñ o s 3 2 10 и

АтФргт7игт мр fl u

15 где V о

"IrT Ргг

1ре»

Формула изобретения

Составитель А.Пронько

Техреп А.Кравчук . Корректор С.Шекмар.

Редактор И. Кобылянская

Раказ 4714 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 полнение площади упомянутых канавок по представленным выражениям позволяет обеспечить гидростатическое уравновешивание шестерен дифференциала во всем диапазоне изменения крутящего момента и скорости движе ния транспортного средства в режиме ходоуменьшения при минимальн х утечках масла в парах трения, Il и этом снижаются контактные наи яжения в опорных поверхностях ш стерен и корпуса дифференциала, у учшается тепловой режим работы устройства. В результате повышается его надежность и долговечность.

1. Ведущий мост транспортного с едства по авт.св. «Ю 1586928, о тл и ч а ю шийся тем, что, с ц лью,повышения надежности и долгов чности за счет уменьшения износа деталей дифференциала и улучшения 25 теплового режима их работы, опорные поверхности полуосевых шестерен и сателлитов либо контактирующие с ними поверхности корпуса дифференциала снабжены кольцевыми смазочны- 3О ми канавками, сообщающимися с напори ой магистралью насоса гидротормоза. рабочий объем насоса гидротормоза; передаточное число редуктора гидротормоза;

KA) редуктора гидротормоза; механический КПД насоса гидротормоза; средний делительный диаметр полуосевой шестерни = угол профиля зуба исходного контура ролуосевой шестерни в нормальном сечении; угол делительного конуса полуосевой шестрени; число сателлитов.