RU155853U1 - Раздаточная коробка - Google Patents

Abstract

1. Раздаточная коробка, содержащая корпус с размещенными в нем первичным валом, промежуточным валом, дифференциалом, первым и вторым валами приводов мостов, выходящими из корпуса, при этом на первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия с расположенным на этом валу исполнительным элементом механизма переключения передач и находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими объединенными между собой в блок первой и второй шестернями промежуточного вала, первая из которых находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней дифференциала, кинематически связанного с валами приводов мостов, отличающаяся тем, что в последовательности двухступенчатой зубчатой низшей передачи ведомая шестерня дифференциала имеет 47 зубьев, первая шестерня промежуточного вала - 32 зуба, вторая шестерня промежуточного вала - 46 зубьев и шестерня низшей передачи - 27 зубьев, а это составляет ее суммарное передаточное число 2,502.2. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что в последовательности двухступенчатой зубчатой высшей передачи, включающей в себя как и последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи все ту же ведомую шестерню дифференциала с 47 зубьями, все ту же первую шестерню промежуточного вала с 32 зубьями, шестерня высшей передачи имеет 39 зубьев, а это составляет суммарное передаточное число высшей передачи 1,205.3. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что шестерня низшей передачи выполнена с разницей между диаметром окружности ее впадин и ее посадочным диаметром не менее половины высоты ее зубьев.4. Р�

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к трансмиссиям полноприводных транспортных средств для распределения крутящего момента между их ведущими мостами.

Известно техническое решение раздаточной коробки, патент РФ на полезную модель №93747, публикация 10.05.2010 г., заявка №2009145125/22, включающей корпус с размещенными в нем первичным валом, промежуточным валом, дифференциалом, передним (первым) и задним (вторым) валами приводов переднего и заднего мостов автомобиля, выходящими из корпуса. На первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия своими управляющими зубчатыми венцами с расположенным на этом валу исполнительным элементом механизма переключения передач, выполненным в виде синхронизатора с внутренним зубчатым венцом, который перемещается посредством вилки, установленной на штоке, соединенным с рычагом переключения передач механизма переключения передач. Благодаря применению в данной раздаточной коробке в качестве исполнительного элемента механизма переключения передач синхронизатора - переключение на высшую и низшую передачу может производится без остановки транспортного средства.

Шестерни высшей и низшей передач находятся в постоянном зацеплении с объединенными между собой в блок шестернями промежуточного вала, одна из шестерен которого (шестерня находящаяся в зацеплении с шестерней высшей передачи первичного вала) находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней дифференциала, который посредством своих конических шестерен соединен посредством шлицов с передним (первым) и задним (вторым) валами приводов мостов автомобиля.

Известно техническое решение автомобиль ВАЗ-2121, (см. http://www.autoopt.ru/auto/encyclopedia/car/vaz/mark/vaz-2121/), включающий в состав своей трансмиссии раздаточную двухступенчатую коробку с передаточными числами высшей передачи 1,200 и низшей передачи 2,135, а также двигатель с крутящим моментом 114 (н×м) при 3400 (об/мин.).

Известно техническое решение раздаточной коробки, (см. http://www.vazclub.cim/2121-2131/remont/transmissiya/razdatochnava-korobka/), включающая первичный вал, промежуточным вал, дифференциал, передний и задний валы приводов переднего и заднего мостов автомобиля. На первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия с муфтой переключения передач. Шестерни высшей и низшей передач находятся в постоянном зацеплении с объединенными между собой в блок шестернями промежуточного вала, одна из шестерен промежуточного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней высшей передачи первичного вала и с ведомой шестерней дифференциала, который посредством своих конических шестерен соединен посредством шлицов с передним и задним валами приводов мостов автомобиля.

В данной раздаточной коробке последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи (образованная ведомой шестерней дифференциала, первой шестерней промежуточного вала, второй шестерней промежуточного вала и шестерней низшей передачи), имеет суммарное передаточное число - 2,135, а последовательность двухступенчатой зубчатой высшей передачи (образованная, ведомой шестерней дифференциала, первой шестерней промежуточного вала, шестерней высшей передачи) имеет суммарное передаточное число - 1,200.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является раздаточная коробка автомобиля ВАЗ-2121 «Нива» двухступенчатая с двумя рычагами управления (см. ), включающая корпус с первичным валом, промежуточный вал, дифференциал, передний и задний валы приводов переднего и заднего мостов автомобиля. На первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия своими управляющими зубчатыми венцами с расположенной на этом валу муфтой переключения передач (в качестве которой выполнен исполнительный элемент механизма переключения передач).

Шестерни высшей и низшей передач находятся в постоянном зацеплении с объединенными между собой в блок шестернями промежуточного вала, шестерня промежуточного вала (первая), находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней высшей передачи первичного вала, находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней дифференциала, который посредством своих конических шестерен соединен посредством шлицов с передним и задним валами приводов мостов автомобиля.

В данной раздаточной коробке последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи образована ведомой шестерней дифференциала, первой шестерней промежуточного вала, второй шестерней промежуточного вала и шестерней низшей передачи, причем, суммарное передаточное число этой низшей передачи составляет 2,135.

В данной раздаточной коробке последовательность двухступенчатой зубчатой высшей передачи образована, ведомой шестерней дифференциала, первой шестерней промежуточного вала и шестерней высшей передачи, причем суммарное передаточное число этой высшей передачи составляет 1,200.

Основным недостатком данного технического решения и выше показанных решений является то, что суммарное передаточное число двухступенчатой зубчатой низшей передачи раздаточной коробки не обеспечивает достаточный крутящий момент на ведущих колесах транспортного средства, необходимый для обеспечения повышенной его проходимости при более тяжелых дорожных условиях, на которые рассчитана данная коробка.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение раздаточной коробкой на двухступенчатой зубчатой низшей передаче повышенного крутящего момента на ведущих колесах транспортного средства для обеспечения повышенной его проходимости без существенных изменений ее конструкции и без существенного изменения (неизбежно связанного с изменением конструкции) крутящего момента ведущих колес транспортного средства на двухступенчатой зубчатой высшей передаче.

В результате решения данной задачи возможно получение технического результата, заключающегося в создании раздаточной коробки со значительно увеличенным заданным суммарным передаточным числом двухступенчатой зубчатой низшей передачи, обеспечивающим повышенную проходимость транспортного средства с практически незначительным (конструктивно неизбежным) изменением суммарного передаточного числа двухступенчатой зубчатой высшей передачи.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в раздаточной коробке, содержащей корпус с размещенными в нем первичным валом, промежуточным валом, дифференциалом, первым и вторым валами приводов мостов, выходящими из корпуса, при этом на первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия с расположенным на этом валу исполнительным элементом механизма переключения передач и находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими объединенными между собой в блок первой и второй шестернями промежуточного вала, первая из которых находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней дифференциала, кинематически связанного с валами приводов мостов, согласно полезной модели, в последовательности двухступенчатой зубчатой низшей передачи ведомая шестерня дифференциала имеет 47 зубьев, первая шестерня промежуточного вала - 32 зуба, вторая шестерня промежуточного вала - 46 зубьев и шестерня низшей передачи - 27 зубьев, а это составляет ее суммарное передаточное число 2,502.

В частном случае, в последовательности двухступенчатой зубчатой высшей передачи, включающей в себя, как и последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи, все ту же ведомую шестерню дифференциала с 47 зубьями, все ту же первую шестерню промежуточного вала с 32 зубьями, шестерня высшей передачи имеет 39 зубьев, а это составляет ее суммарное передаточное число 1,205.

В частном случае, шестерня низшей передачи выполнена с разницей между диаметром окружности ее впадин и ее посадочным диаметром не менее половины высоты ее зубьев.

В частном случае, в первой и второй шестернях блока шестерен промежуточного вала, а также в шестерне высшей передачи выполнены сквозные цилиндрические отверстия, оси которых продольны оси блока шестерен промежуточного вала.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сущность полезной модели поясняется на чертежах:

Фиг. 1. - раздаточная коробка, продольный разрез.

Раздаточная коробка содержит корпус (1) с размещенными в нем первичным валом (2), промежуточным валом (3), дифференциалом (4), первым (5) и вторым (6) валами приводов мостов, выходящими из корпуса (1). В частном случае, первый вал (5) привода моста является валом привода переднего моста транспортного средства, а второй вал (6) привода моста является валом привода заднего моста транспортного средства.

На первичном валу (2) свободно установлены шестерня высшей передачи (7) и шестерня низшей передачи (8), имеющие возможность попеременного взаимодействия с расположенным на этом валу (2) исполнительным элементом (9) механизма переключения передач (на фигурах не показан) и находящиеся в постоянном зацеплении с объединенными между собой в блок первой (10) и второй (11) шестерен промежуточного вала (3), первая из шестерен (10) которого находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней (12) дифференциала (4), кинематически связанного, а именно соединенного, посредством своих конических шестерен (13), (14) шлицами с первым (5) и вторым (6) валами приводов мостов соответственно.

В частном случае, в качестве исполнительного элемента (9) механизма переключения передач использован синхронизатор, который своей ступицей (15) жестко установлен на первичном валу (2) и имеет возможность попеременного взаимодействия с шестерней высшей передачи (7) и шестерней низшей передачи (8) посредством блокирующих колец (16), (17) и посредством зубчатого венца (18) своей муфты с управляющим зубчатым венцом (19) шестерни (7) или с управляющим зубчатым венцом (20) шестерни (8), при этом конические поверхности блокирующих колец (16), (17) имеют возможность попеременного взаимодействия с соответствующими коническими поверхностями муфты синхронизатора.

В раздаточной коробке организовано две последовательности двухступенчатых зубчатых передач: последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи и последовательность двухступенчатой зубчатой высшей передачи.

В последовательности двухступенчатой зубчатой низшей передачи раздаточной коробки ведомая шестерня (12) дифференциала (4) имеет 47 зубьев, первая шестерня (10) промежуточного вала (3) - 32 зуба, вторая шестерня (11) промежуточного вала (3) - 46 зубьев и шестерня низшей передачи (8) - 27 зубьев, что составляет суммарное передаточное число данной передачи: 47/32×46/27=2,502.

В частном случае, в раздаточной коробке, в последовательности двухступенчатой зубчатой высшей передачи, включающей в себя, как и последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи, все ту же ведомую шестерню (12) дифференциала (4) с 47 зубьями, все ту же первую шестерню (10) промежуточного вала (3) с 32 зубьями, шестерня высшей передачи (7) имеет 39 зубьев, что составляет суммарное передаточное число данной высшей передачи: 47/32×32/39=1,205.

В частном случае, шестерня низшей передачи (8) раздаточной коробки выполнена с разницей между диаметром «D₁» окружности ее впадин и ее посадочным диаметром «D₂» не менее половины высоты «H» ее зубьев (21).

В частном случае, в первой (10) и второй (11) шестернях блока шестерен промежуточного вала (3) раздаточной коробки, а также в шестерне высшей передачи (7) (как показано на чертеже) выполнены с целью их облегчения сквозные цилиндрические отверстия (22), оси которых продольны оси блока шестерен промежуточного вала (3).

Работает раздаточная коробка в составе транспортного средства, т.е. когда первичный вал соединен с коробкой передач, а первый вал (5) и второй вал 6 приводов мостов соединены, как правило, карданными валами соответственно с первым (в частности, передним) и вторым (в частности, задним) мостами, следующим образом.

Так как в раздаточной коробке организовано две последовательности двухступенчатых зубчатых передач: последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи и последовательность двухступенчатой зубчатой высшей передачи, то естественно, коробка имеет два режима работы: на пониженной передаче и на повышенной передаче (дополнительно, на каждом режиме работы имеются тоже два режима: без блокировки дифференциала и с блокировкой дифференциала посредством дополнительной муфты).

При включенной повышенной передачи синхронизатор, в качестве которого использован исполнительный элемент (9) механизма переключения передач раздаточной коробки, соединяет ее первичный вал (2) с шестерней высшей передачи (7), и крутящий момент будет предаваться с первичного вала (2) и ступицы (15) исполнительного элемента (9) (синхронизатора) на его муфту, а через ее зубчатый венец (18) и управляющий зубчатый венец (19) шестерни (7) на саму шестерню (7), а с нее на шестерню (10) промежуточного вала (3) и от нее на ведомую шестерню (12) дифференциала (4). Корпус дифференциала (4) через сателлиты передает крутящий момент на конические шестерни (13), (14), через шлицы которых крутящий момент передается на первый вал (5) привода моста (переднего) и второй вал (6) привода моста (заднего) соответственно.

При включенной пониженной передачи синхронизатор, в качестве которого использован исполнительный элемент (9) механизма переключения передач раздаточной коробки, соединяет ее первичный вал (2) с шестерней низшей передачи (8), и крутящий момент будет предаваться с первичного вала (2) и ступицы (15) исполнительного элемента (9) (синхронизатора) на его муфту, а через ее зубчатый венец (18) и управляющий зубчатый венец (20) шестерни (8) на саму шестерню (8), а так как шестерни (10) и (11) промежуточного вала (3) объединены в один блок, то крутящий момент от шестерни (10) передается на ведомую шестерню (12) дифференциала (4). Корпус дифференциала (4) через сателлиты передает крутящий момент на конические шестерни (13), (14), через шлицы которых крутящий момент передается на первый вал (5) привода моста (переднего) и второй вал (6) привода моста (задний) соответственно.

Изменение количества зубьев на шестернях раздаточной коробки выполнено с учетом, чтобы это не вело к существенному увеличению нагрузки на шестерни и подшипники и оставалось в пределах допустимых параметров.

Повышение проходимости транспортного средства обеспечивается увеличением крутящего момента на его ведущих колесах и определяется по следующей формуле:

M_кр.=Me_двиг.×I_к.п.х I_р.к.×I_ред., Где,

M_кр. - крутящий момент на ведущих колесах;

Me_двиг. - крутящий момент двигателя;

I_к.п. - передаточное отношение коробки передач (на четвертой передачи - прямой);

I_р.к. - передаточное отношение раздаточной коробки (в частности низшей передачи);

I_ред. - передаточное отношение ведущего моста.

В частности, в серийной раздаточной коробке автомобиля ВАЗ-2121 (см. выше по тексту - в разделе уровень техники) передаточное отношение низшей передачи составляет 2,135, и например, при крутящем моменте двигателя составляющим 114 (н×м) при 3400 (об/мин.) - крутящий момент на колесах составляет:

M_кр.=Me_двиг.×I_к.п.×I_р.к.×I_ред.=114×1×2,135×3,9=949,22 (н×м).

В частности, в заявляемой раздаточной коробке автомобиля передаточное отношение низшей передачи составляет 2,502, а следовательно, крутящий момент на колесах составляет:

M_кр.=Me_двиг.×I_к.п.×I_р.к.×I_ред,.=114×1×2,502×3,9=1112,39 (н×м).

В заявляемом техническом решении раздаточной коробки за счет необходимого расчета количества зубьев шестерен в последовательности ее двухступенчатой зубчатой низшей передачи - появилась возможность достичь значительного увеличения заданного суммарного передаточного числа этой двухступенчатой зубчатой низшей передачи (2,502, против 2,135 у прототипа), обеспечивающего повышение проходимость транспортного средства с практически незначительным (конструктивно неизбежным) изменением суммарного передаточного числа двухступенчатой зубчатой высшей передачи (1,205, против 1,200 у прототипа).

В результате решения данной задачи возможно получение технического результата, заключающегося в создании раздаточной коробки со значительно увеличенным заданным суммарным передаточным отношением двухступенчатой зубчатой низшей передачи, обеспечивающим повышенную проходимость транспортного средства с практически незначительным (конструктивно неизбежным) изменением суммарного передаточного отношения двухступенчатой зубчатой высшей передачи.

Claims (4)

1. Раздаточная коробка, содержащая корпус с размещенными в нем первичным валом, промежуточным валом, дифференциалом, первым и вторым валами приводов мостов, выходящими из корпуса, при этом на первичном валу свободно установлены шестерня высшей передачи и шестерня низшей передачи, имеющие возможность попеременного взаимодействия с расположенным на этом валу исполнительным элементом механизма переключения передач и находящиеся в постоянном зацеплении с соответствующими объединенными между собой в блок первой и второй шестернями промежуточного вала, первая из которых находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней дифференциала, кинематически связанного с валами приводов мостов, отличающаяся тем, что в последовательности двухступенчатой зубчатой низшей передачи ведомая шестерня дифференциала имеет 47 зубьев, первая шестерня промежуточного вала - 32 зуба, вторая шестерня промежуточного вала - 46 зубьев и шестерня низшей передачи - 27 зубьев, а это составляет ее суммарное передаточное число 2,502.

2. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что в последовательности двухступенчатой зубчатой высшей передачи, включающей в себя как и последовательность двухступенчатой зубчатой низшей передачи все ту же ведомую шестерню дифференциала с 47 зубьями, все ту же первую шестерню промежуточного вала с 32 зубьями, шестерня высшей передачи имеет 39 зубьев, а это составляет суммарное передаточное число высшей передачи 1,205.

3. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что шестерня низшей передачи выполнена с разницей между диаметром окружности ее впадин и ее посадочным диаметром не менее половины высоты ее зубьев.

4. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что в первой и второй шестернях блока шестерен промежуточного вала, а также в шестерне высшей передачи выполнены сквозные цилиндрические отверстия, оси которых продольны оси блока шестерен промежуточного вала.

Images