RU2077995C1

RU2077995C1 - Vehicle transfer case

Info

Publication number: RU2077995C1
Application number: RU95102253A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Георгиевич Канинский
Original assignee: Геннадий Георгиевич Канинский
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1995-02-15
Publication date: 1997-04-27
Also published as: RU95102253A

Abstract

FIELD: automotive industry; transmissions of all wheel drive automobiles; distribution or transformation and distribution of torque between driving axles. SUBSTANCE: transfer case has driving and first driven shafts and coaxial differential in which carrier hub is connected with driving shaft, one gear, with first driven shaft, and the other gear, through pair of constant-mesh gears and hub installed coaxially with driving shaft for free rotation, with second driven shaft. Differential carrier has additional hub. Both hubs of differential carrier and gear are provided with, for instance, internal gear rim, and driving shaft, constant-mesh gear hub and first driven shaft and housing are provided, for instance, with external gear rims. Differential is made for axial displacement to provide distribution of torque between driving shafts at direct drive and transform and distribute the torque with locking at slow speed. EFFECT: improved reliability of operation, enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области автомобилестроения и в частности, может быть использовано в трансмиссиях полноприводных автомобилей для распределения (или трансформации и распределения) крутящего момента между их ведущими мостами. The invention relates to the field of automotive industry and, in particular, can be used in transmissions of all-wheel drive vehicles for the distribution (or transformation and distribution) of torque between their drive axles.

Известна раздаточная коробка транспортного средства, содержащая в корпусе ведущий и ведомый валы, трансформатор крутящего момента, представленный парой шестерен постоянного зацепления, одна из которых снабжена зубчатым венцом, и двумя кинематически связанными (при поступательном движении) переключающими муфтами, установленными соосно друг другу, а также размещенный соосно ведущему и первому ведомому валу дифференциал, одна шестерня которого жестко соединена с первым ведомым валом, а вторая с шестерней, постоянно сцепленной с зубчатым колесом, изготовленным за одно целое со вторым ведомым валом (см. SU N 1659250 кл. B 60 K 17/20, 1989). A transfer case of a vehicle is known, comprising drive and driven shafts in the housing, a torque transformer represented by a pair of gears of constant gearing, one of which is equipped with a gear ring, and two kinematically connected (during translational motion) switching clutches mounted coaxially to each other, and a differential placed coaxially with the driving and first driven shaft, one gear of which is rigidly connected to the first driven shaft, and the second to the gear constantly engaged with the gear wheel manufactured integrally with the second driven shaft (see. SU N 1659250 cl. B 60 K 17/20, 1989).

Данная раздаточная коробка имеет сложную конструкцию, так как для трансформирования и передачи крутящего момента используются три пары зубчатых колес, а для переключения режимов работы сложные по устройству переключающие муфты с коаксиальными зубчатыми венцами. This transfer case has a complex structure, since three pairs of gears are used to transform and transmit torque, and switching clutches with coaxial gear crowns are complex in design for switching operating modes.

Известна раздаточная коробка транспортного средства, содержащая в корпусе ведущий и ведомый валы, трансформатор крутящего момента, представленный парой шестерен постоянного зацепления, имеющих зубчатые концы и двумя переключающими муфтами, одна из которых, при поступательном движении, кинематически связана с блокировочной муфтой, а также размещенный соосно ведущему и первому ведомому валам дифференциал, первая шестерня которого жестко связана с первым ведомым валом, а вторая с шестерней, постоянно сцепленной с зубчатым колесом, изготовленным за одно целое со вторым ведомым валом, при этом на передней стенке ее корпуса жестко закреплены два фланца, изготовленные за одно целое с полными осями, внутри которых установлены подшипники ведущего и второго ведомого вала, а на наружных поверхностях этих осей, соосно им расположенный шестерни дополнительный передачи, при этом зубчатое колесо, изготовленное за одно целое со вторым ведомым валом, оснащено дополнительным зубчатым венцом (Автомобильная промышленность 1994, N 12, с. 7 8). A transfer case of a vehicle is known, comprising drive and driven shafts in the housing, a torque transformer, represented by a pair of gears of constant gear having gear ends and two switching clutches, one of which, in translational motion, is kinematically connected with the locking clutch, and also placed coaxially a differential for the driving and first driven shafts, the first gear of which is rigidly connected to the first driven shaft, and the second with the gear constantly engaged with the gear wheel, made integral to the second driven shaft, while on the front wall of its housing two flanges are rigidly fixed, made in one piece with full axes, inside which bearings of the driving and second driven shaft are installed, and gears coaxially located on the outer surfaces of these axes additional gear, while the gear wheel, made in one piece with the second driven shaft, is equipped with an additional gear rim (Automotive industry 1994, N 12, p. 7 8).

В конструкции этой раздаточной коробки частично установлены недостатки, присущие рассмотренному выше агрегату. Так, количество пар зубчатых колес, участвующих в трансформации и передаче крутящего момента, уменьшалось с трех до двух. The design of this transfer case partially establishes the disadvantages inherent in the above unit. So, the number of pairs of gears involved in the transformation and transmission of torque decreased from three to two.

Однако данная раздаточная коробка сохранила конструктивную сложность, так как функция трансформации и распределения крутящего момента между ведомыми валами на различных режимах работы выполняется различными элементами коробки, а включение режимов осуществляется двумя муфтами. However, this transfer case retained constructive complexity, since the function of transformation and distribution of torque between the driven shafts at different operating modes is performed by various elements of the box, and the modes are switched on by two couplings.

Технический результат изобретения упрощение конструкции раздаточной коробки транспортного средства. The technical result of the invention simplifies the design of the transfer case of the vehicle.

Этот результат достигается тем, что в раздаточной коробке транспортного средства, содержащей в корпусе ведущий вал, первый ведомый вал и соосный им дифференциал, у которого ступица водила соединена с ведущим валом, одна шестерня с первым ведомым валом, а вторая шестерня, через пару шестерен постоянного зацепления и ступицу, установленную соосно ведущему валу с возможностью свободного вращения со вторым ведомым валом, водило дифференциала снабжено дополнительной ступицей. Причем эта ступица, а также первая ступица и шестерни дифференциала снабжены зубчатыми венцами, например, внутреннего зацепления. Дифференциал утратил жесткую связь с ведущим, первым ведомым валом и ступицей шестерни постоянного зацепления и получил возможность осевого перемещения. В свою очередь ведущий вал, ступица шестерни постоянного зацепления, первый ведомый вал и корпус снабжены зубчатыми венцами, наружного зацепления. Причем дифференциал при осевом перемещении получил возможность соединения вновь посредством указанных зубчатых венцов: одной шестерни с корпусом, ступицы вводила с первым ведомым валом, второй шестерни дифференциала с ведущим валом, а дополнительной ступицы водила со ступицей шестерни постоянного зацепления. This result is achieved by the fact that in the transfer case of the vehicle, which contains the drive shaft, the first driven shaft and the differential coaxial with the hub connected to the drive shaft, one gear with the first driven shaft, and the second gear through a pair of constant gears gearing and a hub mounted coaxially to the drive shaft with the possibility of free rotation with a second driven shaft, the differential carrier is equipped with an additional hub. Moreover, this hub, as well as the first hub and differential gears are equipped with gear rims, for example, internal gearing. The differential has lost its tight connection with the drive shaft, the first driven shaft and the hub of the permanent gear wheel and has the possibility of axial movement. In turn, the drive shaft, the hub of the pinion gear, the first driven shaft and the housing are equipped with gear rims of external gearing. Moreover, the differential during axial movement was able to connect again through the indicated gears: one gear with the housing, the hub entered with the first driven shaft, the second differential gear with the drive shaft, and the additional hub drove with the hub of the permanent gear.

Сопоставление изобретения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что водило снабжено дополнительной ступицей, причем эта ступица и первая ступица, а также шестерни дифференциала снабжены зубчатыми венцами внутреннего зацепления. Тем самым дифференциал получил возможность осевого перемещения. При этом ведущий вал, ступица шестерни постоянного зацепления, первый ведомый вал и корпус снабжены зубчатыми венцами наружного зацепления. A comparison of the invention with the prototype shows that the claimed device differs from the known one in that the carrier is equipped with an additional hub, moreover, this hub and the first hub, as well as the differential gears, are equipped with internal gear teeth. Thus, the differential was able to axial movement. In this case, the drive shaft, the hub of the pinion gear, the first driven shaft and the housing are provided with gears for external gearing.

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показало, что раздаточные коробки с межосевым дифференциалом соосным ведущему и первому валу широко известны. Однако конструктивные отличия заявляемого устройства существенно упрощает конструкцию раздаточной коробки. Упрощение является следствием придания межосевому дифференциалу нового свойства - возможности осевого перемещения и нового соединения его звеньев с ведущими и ведомыми элементами раздаточной коробки, что позволяет реализовать ранее не использовавшееся свойство дифференциального механизма способность трансформировать крутящий момент и при этом блокированно его распределять между ведомыми валами. Такое техническое решение позволило отказаться от пар зубчатых колес, которые ранее использовались для трансформации крутящего момента, а также от переключающих зубчатых муфт, с помощью которых ранее включались различные режимы работы раздаточной коробки. Comparison of the proposed solution with other technical solutions showed that the transfer case with an interaxle differential coaxial to the drive and the first shaft are widely known. However, the structural differences of the claimed device greatly simplifies the design of the transfer case. The simplification is a consequence of giving the interaxle differential a new property - the possibility of axial movement and a new connection of its links with the leading and driven elements of the transfer case, which allows the previously unused property of the differential mechanism to be able to transform the torque and distribute it between the driven shafts in a locked manner. This technical solution made it possible to abandon the pairs of gears that were previously used to transform torque, as well as switching gear couplings, with which various transfer case operation modes had previously been switched on.

На чертеже представлена схема раздаточной коробки транспортного средства. The drawing shows a diagram of the transfer case of the vehicle.

В корпусе 1 соосно ведущему валу 2 и первому ведомому валу 3 установлен дифференциал 4, включающий в себя водило 5, состоящее из основной ступицы 6 и дополнительной ступицы 7. На водиле 5 закреплены оси 8, на которых с возможностью свободного вращения установлены сателлиты 9 с каждым из которых находится в зацеплении две шестерни 10, 11. Ступицы водила 6, 7 и шестерни 10, 11 снабжены соосно расположенными зубчатыми венцами внутреннего зацепления 12, 13, 14, 15. Кроме этого, в корпусе 1 размещена пара шестерен постоянного зацепления, одна из которой ведомая шестерня 16 жестко соединена со вторым ведомым валом 17, а вторая ведущая шестерня 18 установлена жестко на ступице 19, которая в свою очередь установлена на ведущем валу 2 с возможностью свободного вращения. При этом ступица ведущей шестерни постоянного зацепления 19, ведущий вал 2, первый вал и корпус 1 со стороны первого ведомого вала 3 снабжены зубчатыми венцами наружного зацепления 20, 21, 22, 23. In the housing 1, coaxial to the driving shaft 2 and the first driven shaft 3, a differential 4 is installed, including a carrier 5, consisting of a main hub 6 and an additional hub 7. Axles 8 are mounted on the carrier 5, on which satellites 9 are mounted with free rotation of which two gears 10, 11 are engaged. The hubs of the carrier 6, 7 and gears 10, 11 are equipped with coaxially disposed gear rims of internal gearing 12, 13, 14, 15. In addition, a pair of gears of constant gear is placed in the housing 1, one of which led Terni 16 rigidly connected to the second driven shaft 17, and the second drive gear 18 fixedly mounted on the hub 19 which in turn is mounted on the drive shaft 2 to rotate freely. At the same time, the hub of the constant pinion gear 19, the drive shaft 2, the first shaft and the housing 1 on the side of the first driven shaft 3 are provided with external gear teeths 20, 21, 22, 23.

Работа раздаточной коробки. Transfer box operation.

На чертеже показано исходное положение деталей соответствующее прямой передаче, при которой дифференциал 4 находится в крайнем левом положении. При этом основная ступица водила 6, через внутренний зубчатый венец 12 соединена с наружным зубчатым венцом 21 ведущего вала 2. Первая шестерня дифференциала 10 через зубчатые венцы 14 и 22 соединена с первым ведомым валом 3, а вторая шестерня дифференциала 11, зубчатые венцы 15 и 20, ступицу 19 и шестерни постоянного зацепления 18 и 16 со вторым ведомым валом 17, вследствие такого соединения крутящий момент, подводимый ведущим валом 2, дифференциально распределяется между ведомым валами 3 и 17, в соответствии с внутренним передаточным числом межосевого дифференциала 4. The drawing shows the initial position of the parts corresponding to the direct transmission, in which the differential 4 is in the extreme left position. In this case, the main hub drove 6, through the inner gear rim 12 is connected to the outer gear rim 21 of the drive shaft 2. The first gear of the differential 10 through the gear rims 14 and 22 is connected to the first driven shaft 3, and the second gear of the differential 11, gear rims 15 and 20 , the hub 19 and the gears of constant engagement 18 and 16 with the second driven shaft 17, due to this connection, the torque supplied by the drive shaft 2 is differentially distributed between the driven shafts 3 and 17, in accordance with the internal gear ratio of the center axle Conference 4.

Понижающая передача. Межосевой дифференциал 4 переводится в крайнее правое положение, при этом шестерня 10, через зубчатые венцы 14 и 23, соединяется с корпусом и тем самым тормозится. Основная ступица водила 6, через зубчатые венцы 12 и 22 соединяется с первым ведомым валом 3, а дополнительная ступица 7, через зубчатые венцы 13 и 20, шестерни постоянного зацепления 18 и 16 со вторым ведомым валом 17, тем самым водило 5 остановится ведомым отстающим звеном дифференциала 4. Шестерня 11 дифференциала 4 через зубчатые венцы 15 и 21 соединяется с ведущим валом 2 и тем самым остановится ведущим звеном дифференциала 4. При этом дифференциал 4 трансформирует подводимый ведущий валом 2 крутящий момент в соответствии со своим внешним передаточным числом и блокированно распределяет его между ведомыми валами 3 и 17. Downshift. The center differential 4 is translated to the extreme right position, while the gear 10, through the gear crowns 14 and 23, is connected to the housing and thereby brakes. The main hub 6 drove through the gear rims 12 and 22 connected to the first driven shaft 3, and the additional hub 7, through the gear rims 13 and 20, permanent gears 18 and 16 with the second driven shaft 17, thereby the carrier 5 will stop driven lagging link the differential 4. The gear 11 of the differential 4 through the gears 15 and 21 is connected to the drive shaft 2 and thereby stops the leading link of the differential 4. In this case, the differential 4 transforms the input drive shaft 2 torque in accordance with its external gear Block number and distributes it between the driven shafts 3 and 17.

Таким образом, отпадает необходимость в паре зубчатых колес для трансформирования крутящего момента и зубчатых муфт для включения зубчатых колес и блокировки дифференциала. Тем самым упрощается конструкция раздаточной коробки, что также приведет к снижению ее материалоемкости, упрощению и удешевлению ее производства и эксплуатации. Предлагаемая конструкция раздаточной коробки позволяет использовать все известные разновидности дифференциальных механизмов как несимметричных, так и симметричных. Это дает возможность использовать данный тип раздаточной коробки на полноприводных автомобилях с любой колесной формулой. Thus, there is no need for a pair of gears to transform the torque and gear couplings to turn on the gears and block the differential. This simplifies the design of the transfer case, which will also lead to a decrease in its material consumption, simplification and cheapening of its production and operation. The proposed design of the transfer case allows you to use all known varieties of differential mechanisms, both asymmetric and symmetrical. This makes it possible to use this type of transfer case on all-wheel drive cars with any wheel formula.

Claims

The transfer case of the vehicle, comprising a drive shaft, a first driven shaft and a differential coaxial with it, in which the hub has been connected to the drive shaft, one gear with the first driven shaft and the second through a pair of gears and a hub coaxial with the drive shaft,
with a second driven shaft, characterized in that the differential carrier is provided with an additional hub, both hubs of the carrier and differential gears are provided with gears, for example, internal gears, and the drive shaft, the gear hub, the first driven shaft and housing are equipped with gears, for example , external gearing.