RU2036114C1

RU2036114C1 - Differential drive of four-wheel-drive automobile

Info

Publication number: RU2036114C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Миронов
Original assignee: Миронов Александр Петрович
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: transport. SUBSTANCE: differential drive has two differential mechanisms, each made in form of housing accommodating worms installed on shafts kinematically coupled by means of gear train consisting of different diameter spur gears. Different diameter worm gears are in meshing with worms. Housing 7 of first differential mechanism has drive from gearbox shaft 4, smaller diameter worm gear 14 is coupled with one of front wheels of automobile, larger diameter worm gear 15 is connected with intermediate shaft 19. Housing 21 of second differential mechanism is coupled with intermediate shaft 19. Smaller diameter worm gear 31 of second differential mechanism is coupled with other front wheel of automobile; larger diameter worm gear 30 is connected with shaft 34 intended for driving automobile rear wheels. Such design of differential drive provides higher traction characteristics of automobile on roads where wheel-to-road adhesion is poor. EFFECT: enhanced road adhesion. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается трансмиссий полноприводных четырехколесных автомобилей. The invention relates to wheeled vehicles and relates to transmissions of four-wheel drive four-wheel vehicles.

Известна дифференциальная передача автомобиля, содержащая ведущее звено, имеющее привод с помощью зубчатой передачи от вторичного вала коробки передач, два планетарных дифференциальных механизма и три ведомых вала, причем первый и второй ведомые валы связаны с колесами переднего ведущего моста и с межколесным дифференциальным механизмом, а третий ведомый вал связан с приводом колес заднего ведущего моста и с межосевым дифференциальным механизмом [1]
Ограничение дифференциального действия указанных механизмов при пробуксовке отдельных колес автомобиля производится с помощью двух вязкостных муфт. Однако при использовании вязкостных муфт существенно увеличиваются габариты дифференциальной передачи и она становится значительно больше по массе.A differential automobile gearbox is known, comprising a drive link having a gear drive from a transmission secondary shaft, two planetary differential gears and three driven shafts, the first and second driven shafts being connected to the wheels of the front driving axle and to the cross-axle differential gear, and the third the driven shaft is connected to the wheel drive of the rear drive axle and to the interaxle differential mechanism [1]
Restriction of the differential action of these mechanisms when slipping individual wheels of a car is carried out using two viscous couplings. However, when using viscous couplings, the dimensions of the differential transmission are significantly increased and it becomes much larger in mass.

Известная также дифференциальная передача автмобиля с четырьмя ведущими колесами, содержащая кинематически связанные ведущее звено, два дифференциальных механизма и три ведомых вала, два из которых соединены с колесами одного из ведущих мостов автомобиля, а третий с приводом колес второго ведущего моста [2]
Однако в этой дифференциальной передаче автомобиля отсутствуют средства для ограничения дифференциального действия дифференциального механизма с коническими шестернями, из-за чего возможна потеря сцепления с опорной поверхностью обоих передних колес автомобиля. Кроме того, в указанной дифференциальной передаче из-за того, что один из дифференциальных механизмов является межосевым, а другой межколесным, путь передачи крутящего момента к одному из передних колес автомобиля получается довольно сложным, вследствие чего увеличивается масса дифференциальной передачи.Also known is a differential transmission of a car with four driving wheels, containing kinematically connected driving link, two differential mechanisms and three driven shafts, two of which are connected to the wheels of one of the driving axles of the vehicle, and the third to the wheels of the second driving axle [2]
However, in this differential gear of the car, there are no means to limit the differential action of the differential mechanism with bevel gears, which may cause loss of adhesion to the supporting surface of both front wheels of the car. In addition, in the specified differential transmission due to the fact that one of the differential mechanisms is interaxal and the other is interwheel, the transmission of torque to one of the front wheels of the car is quite complicated, as a result of which the mass of the differential transmission increases.

Цель изобретения повышение тяговых качеств автомобиля с четырьмя ведущими колесами на дорогах с плохим сцеплением колес с опорной поверхностью. The purpose of the invention is to increase the traction qualities of a car with four driving wheels on roads with poor adhesion of wheels to a supporting surface.

Это достигается тем, что в дифференциальной передаче автомобиля, содержащей ведущее звено, два дифференциальных механизма, и три ведомых вала, каждый дифференциальный механизма выполнен в виде корпуса, размещенных в нем кинематически связанных между собой червяков и сцепленных с ними соосно установленных червячных шестерен разного диаметра, при этом в дифференциальном механизме, непосредственно связанном с ведущим звеном, червячная шестерня меньшего диаметра соединена с первым ведомым валом, а шестерня большего диаметра неподвижно связана с корпусом второго дифференциального механизма, в котором червячная шестерня меньшего диаметра соединена со вторым ведомым валом, а шестерня большего диаметра кинематически связана с третьим ведомым валом. This is achieved by the fact that in a differential transmission of a vehicle containing a driving link, two differential mechanisms, and three driven shafts, each differential mechanism is made in the form of a housing, kinematically connected worms housed therein and coaxially mounted worm gears of different diameters, while in the differential mechanism directly connected with the drive link, the worm gear of a smaller diameter is connected to the first driven shaft, and the gear of a larger diameter is stationary with yazana with the housing of the second differential gear, wherein the worm gear of smaller diameter connected to the second driven shaft and a larger diameter gear is kinematically coupled to a third driven shaft.

Неподвижная связь червячной шестерни первого дифференциального механизма с корпусом второго дифференциального механизма может быть выполнена в виде промежуточного вала, на котором установлена указанная шестерня, и закрепленного на конце вала диска с окнами, расположенного между червячными шестернями второго дифференциального механизма и неподвижно соединенного с корпусом. The fixed connection of the worm gear of the first differential mechanism with the housing of the second differential mechanism can be made in the form of an intermediate shaft on which the specified gear is mounted, and a disk with windows fixed between the worm gears of the second differential mechanism and fixedly connected to the housing.

На фиг. 1 изображена трансмиссия четырехколесного полноприводного автомобиля с дифференциальной передачей; на фиг. 2 дифференциальная передача, разрез; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 разрез Д-Д на фиг. 2. In FIG. 1 shows a four-wheel drive transmission with a differential gear; in FIG. 2 differential gear, cut; in FIG. 3, section AA in FIG. 2; in FIG. 4 a section BB in FIG. 2; in FIG. 5 is a section BB of FIG. 2; in FIG. 6 section GG in FIG. 2; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 2.

Автомобиль содержит двигатель 1, сцепление 2 (фиг. 2) и механическую коробку передач 3, которые расположены поперек автомобиля. The car contains an engine 1, a clutch 2 (Fig. 2) and a manual gearbox 3, which are located across the car.

На конце вала 4 коробки передач расположена соединенная с ним шестерня 5, находящаяся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 6, являющимся входным звеном дифференциальной передачи. С зубчатым колесом соединен корпус 7 первого дифференциального механизма, в котором размещены червяки 8 и 9 разного диаметра. At the end of the shaft 4 of the gearbox is located a gear 5 connected to it, which is in constant engagement with the gear wheel 6, which is the input link of the differential gear. The housing 7 of the first differential mechanism is connected to the gear wheel, in which the worms 8 and 9 of different diameters are placed.

Червяк 8 большего диаметра расположен на валу 10 (фиг. 4), а червяк 9 меньшего диаметра на валу 11 (фиг. 3). Валы 10 и 11 расположены тангенциально относительно оси корпуса 7. Причем в корпусе 7 может быть расположено несколько валов 10 с червяками 8 и несколько валов 11 с червяками 9 (как показано на фиг. 3 и 4). Валы 10 и 11 связаны между собой при помощи цилиндрической зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес 12 и 13 разного диаметра. A larger diameter worm 8 is located on the shaft 10 (FIG. 4), and a smaller diameter worm 9 on the shaft 11 (FIG. 3). The shafts 10 and 11 are located tangentially relative to the axis of the housing 7. Moreover, in the housing 7 can be located several shafts 10 with worms 8 and several shafts 11 with worms 9 (as shown in Fig. 3 and 4). The shafts 10 and 11 are interconnected using a cylindrical gear transmission, consisting of gears 12 and 13 of different diameters.

Зубчатое колесо 12 меньшего диаметра расположено на валу 10, на котором расположен червяк 8 большего диаметра, а зубчатое колесо 13 большего диаметра на валу 11, на котором расположен червяк 9 меньшено диаметра. С червяком 8 находится в зацеплении червячная шестерня 14, а с червяком 9 червячная шестерня 15, расположенная соосно с шестерней 14. Червячные шестерни 14 и 15 также имеют разные диаметры. A gear wheel 12 of a smaller diameter is located on the shaft 10, on which the worm 8 of a larger diameter is located, and a gear wheel 13 of a larger diameter on the shaft 11, on which the worm 9 is located, has a smaller diameter. The worm gear 14 is engaged with the worm 8, and the worm gear 15 located coaxially with the gear 14 with the worm 9. The worm gears 14 and 15 also have different diameters.

Червячная шестерня 14 меньшего диаметра соединена с ведомым валом 16 дифференциальной передачи (фиг. 2), связанным с передним колесом 17 (фиг. 1) автомобиля. Червячная шестерня 15 большего диаметра имеет ступицу 18, которая соединена с промежуточным валом 19. К торцу вала 19 при помощи сварки прикреплен диск 20, соединенный с корпусом 21 второго дифференциального механизма. A worm gear 14 of smaller diameter is connected to the driven shaft 16 of the differential gear (Fig. 2), connected to the front wheel 17 (Fig. 1) of the car. Worm gear 15 of larger diameter has a hub 18, which is connected to the intermediate shaft 19. To the end of the shaft 19 by welding is attached a disk 20 connected to the housing 21 of the second differential mechanism.

Корпус 21 состоит из двух чаш, между которыми расположен диск 20. Второй дифференциальный механизм содержит тангенциально расположенные в его корпусе 21 червяки 22 и 23 разного диаметра. Червяк 22 меньшего диаметра расположен на валу 24 (фиг. 5), а червяк 23 большего диаметра на валу 25 (фиг. 6). Валы 24 и 25 связаны между собой при помощи цилиндрической зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес 26 (фиг. 5) и 27 (фиг. 6), имещих разный диаметр. The housing 21 consists of two bowls, between which the disk 20 is located. The second differential mechanism contains worms 22 and 23 of different diameters tangentially located in its housing 21. A worm 22 of a smaller diameter is located on the shaft 24 (Fig. 5), and a worm 23 of a larger diameter on the shaft 25 (Fig. 6). The shafts 24 and 25 are interconnected by means of a cylindrical gear transmission, consisting of gears 26 (Fig. 5) and 27 (Fig. 6) having different diameters.

Цилиндрическое зубчатое колесо 26 большего диаметра расположено на валу 24, на котором расположен червяк 22 меньшего диаметра, а цилиндрическое зубчатое колесо 27, имеющее меньший диаметр, на валу 25, на котором расположен червяк 23 большего диаметра. A cylindrical gear wheel 26 of a larger diameter is located on the shaft 24, on which the worm 22 of a smaller diameter is located, and a cylindrical gear wheel 27, having a smaller diameter, on the shaft 25, on which the worm 23 of a larger diameter is located.

Для осуществления зацепления зубчатых колес 26 и 27 между собой в диске 20 выполнено окно 28 (фиг. 7). Кроме того, в диске 20 выполнены окна 29 для размещения червяка 23. С червяком 22 находится в зацеплении червячная шестерня 30 (фиг. 5), а с червяком 23 червячная шестерня 31 (фиг. 6), расположенная соосно с шестерней 30. Причем вокруг шестерни 30 размещены три сцепленных с ней червяка 22 (фиг. 5), а вокруг шестерни 31 сцепленные с ней червяки 23 (фиг. 6). To implement the gears 26 and 27 to each other in the disk 20, a window 28 is made (Fig. 7). In addition, in the disk 20 there are windows 29 for accommodating the worm 23. With the worm 22, the worm gear 30 (Fig. 5) is engaged, and with the worm 23, the worm gear 31 (Fig. 6) is aligned with the gear 30. Moreover, around gear 30 has three worms 22 connected to it (FIG. 5), and around gear 31, worms 23 connected to it (FIG. 6).

Червячная шестерня 31 меньшего диаметра соединена с ведомым валом 32 (фиг. 2) дифференциальной передачи, связанным с передним колесом 33 (фиг. 1) автомобиля, червячная шестерня 30 большего диаметра с третьим ведомым валом 34 (фиг. 2) дифференциальной передачи, с которым имеет шлицевое соединение ведущее коническое зубчатое колесо 35 угловой передачи. Зубчатое колесо 35 находится в зацеплении с ведомым коническим зубчатым колесом 36, расположенным на валу 37, который при помощи карданной передачи 38 связан с угловой передачей 39, служащей для привода задних колес 40 и 41 автомобиля. Валы колес 40 и 41 связаны с угловой передачей 39 через расположенный в ней обычный дифференциал. A smaller diameter worm gear 31 is connected to a differential gear driven shaft 32 (FIG. 2) connected to the front wheel 33 (FIG. 1) of the vehicle, a larger diameter worm gear 30 with a third differential gear driven shaft 34 (FIG. 2) with which has a spline connection of the bevel gear 35 of the angular gear. The gear wheel 35 is engaged with the driven bevel gear 36 located on the shaft 37, which is connected to the angle gear 39, which drives the rear wheels 40 and 41 of the car, using a cardan gear 38. The shafts of the wheels 40 and 41 are connected to the angular gear 39 through a conventional differential located therein.

При движении автомобиля крутящий момент от двигателя 1 через сцепление передается к коробке передач 3. От коробки передач крутящий момент через шестерню 5 и зубчатое колесо 6 поступает к корпусу 7 первого дифференциального механизма, от него меньшая часть крутящего момента через червячную шестерню 15 большего диаметра поступает к промежуточному валу 19, а от него к корпусу 21 второго дифференциального механизма. When the car is moving, the torque from the engine 1 is transmitted through the clutch to the gearbox 3. From the gearbox, the torque is transmitted through gear 5 and gear 6 to the housing 7 of the first differential mechanism, from which a smaller part of the torque is transmitted through the worm gear 15 of a larger diameter to the intermediate shaft 19, and from it to the housing 21 of the second differential mechanism.

От корпуса 21 меньшая часть крутящего момента (соответствующая крутящему моменту, переданному к переднему колесу 17 автомобиля) поступает через червячную шестерню 31 меньшего диаметра к другому переднему колесу 33 автомобиля, а большая часть крутящего момента через червячную шестерню 30 большего диаметра к валу 34. От вала 34 крутящий момент через конические шестерни 36 и 35 угловой передачи, карданную передачу 38, угловую передачу 39 и расположенный в ней межколесный дифференциал направляется к задним колесам 40 и 41. From the housing 21, a smaller part of the torque (corresponding to the torque transmitted to the front wheel 17 of the car) is supplied through the worm gear 31 of a smaller diameter to the other front wheel 33 of the car, and most of the torque through the worm gear 30 of a larger diameter to the shaft 34. From the shaft 34, the torque through the bevel gears 36 and 35 of the angular gear, the cardan gear 38, the angular gear 39 and the cross-axle differential located therein is directed to the rear wheels 40 and 41.

При движении автомобиля на повороте каждое из передних колес и задние колеса катятся по разным траекториям с разной скоростью, вследствие чего происходит поворот червячной шестерни 14 первого дифференциального механизма относительно корпуса 7 и поворот червячной шестерни 31 второго дифференциального механизма относительно корпуса 21. When the car rotates, each of the front wheels and the rear wheels roll along different trajectories at different speeds, as a result of which the worm gear 14 of the first differential mechanism rotates relative to the housing 7 and the worm gear 31 of the second differential mechanism rotates relative to the housing 21.

При повороте шестерни 14 относительно корпуса 7 происходит поворот червяка 8 и соответственно вала 10 с цилиндрическим зубчатым колесом 12, при повороте зубчатого колеса 12 поворот зубчатого колеса 13 и вала 11 с червяком 9, имеющим зацепление с червячной шестерней 15, соединенной с валом 19. Одновременно относительно корпуса 21 второго дифференциального механизма происходит поворот червячной шестерни 31, связанной с приводом переднего колеса 33 и червячной шестерни 30, кинематически связанной с задними колесами 40 и 41 автомобиля. When the gear 14 is rotated relative to the housing 7, the worm 8 and, accordingly, the shaft 10 are rotated with the spur gear 12, while the gear 12 is rotated, the gear 13 and the shaft 11 are rotated with the worm 9 engaged with the worm gear 15 connected to the shaft 19. At the same time relative to the housing 21 of the second differential mechanism, the worm gear 31 is rotated associated with the front wheel drive 33 and the worm gear 30 kinematically connected to the rear wheels 40 and 41 of the vehicle.

В случае потери сцепления с опорной поверхностью левого переднего колеса 17 автомобиля зубчатые колеса первого дифференциального механизма, расположенные в корпусе 7, перестают поворачиваться относительно друг друга и доля крутящего момента, передаваемая через вал 16, уменьшается, а доля крутящего момента, передаваемая через вал 19 к другому дифференциальному механизму, увеличивается, благодаря чему сохраняются необходимые тяговые усилия на всех остальных колесах автомобиля. In the event of loss of adhesion to the supporting surface of the left front wheel 17 of the car, the gears of the first differential mechanism located in the housing 7 cease to rotate relative to each other and the proportion of torque transmitted through the shaft 16 is reduced, and the proportion of torque transmitted through the shaft 19 to to another differential mechanism, increases, due to which the necessary traction forces on all other wheels of the car are saved.

Аналогичным образом обстоит дело в случае потери сцепления правого переднего колеса 33 автомобиля или его задних колес. The situation is similar in the case of loss of adhesion of the right front wheel 33 of the car or its rear wheels.

Claims

1. DIFFERENTIAL TRANSMISSION OF A VEHICLE WITH FOUR DRIVING WHEELS, containing kinematically coupled drive link, two differential gears and three driven shafts, two of which are connected to the wheels of one of the drive axles of the vehicle, and the third is connected to the wheel drive of the second drive axle, characterized in that each differential mechanism is made in the form of a housing, worms placed in it kinematically connected among themselves and worm gears of different diameters connected with them coaxially mounted, while in the differential a special mechanism directly connected with the drive link, the smaller diameter worm gear is connected to the first driven shaft, and the larger diameter gear is fixedly connected to the housing of the second differential mechanism, in which the smaller diameter worm gear is connected to the second driven shaft and the larger diameter gear is kinematically connected with third driven shaft.

2. The transmission according to claim 1, characterized in that the fixed connection of the worm gear of the first differential mechanism with the housing of the second differential mechanism is made in the form of an intermediate shaft on which the specified gear is mounted, and a disk with windows fixed between the worm gears of the second one mounted on the shaft end differential mechanism and fixedly connected to the housing.