RU2136512C1

RU2136512C1 - Final drive

Info

Publication number: RU2136512C1
Application number: RU98108704A
Authority: RU
Inventors: В.И. Некрасов
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: final drive has two driving gears and two driven gears brought into meshing, differential, planetary mechanism and clutches. One of driven gears is connected with planetary mechanism carrier. Epicyclic wheel of planetary mechanism is secured on differential case. Clutch engages sun gear of planetary mechanism either with second driven gear or with tubular support of differential case. EFFECT: enlarged kinematic properties of final drive owing to increase in number of speeds and maximum gear ratio at limited dimensions and metal usage.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин. The invention relates to transport engineering, to the transmission of transport vehicles.

Известны двойные центральные главные передачи (ГП), содержащие опоры, шестерни, валы, совмещенные с межколесным дифференциалом, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. /Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Высш. шк., 1985. - 240 с.)
Такие агрегаты имеют ограниченные кинематические возможности и высокую металлоемкость.Known double central main gears (GP), containing bearings, gears, shafts, combined with an interwheel differential, used on domestic and foreign cars. (Automobiles: Design, construction and calculation. Transmission. / Ed. By A.I. Grishkevich. - Mn .: Higher school, 1985. - 240 p.)
Such units have limited kinematic capabilities and high metal consumption.

Наиболее близкой к предлагаемой ГП является двухступенчатая главная передача опытной модели автомобиля МАЗ-500А (там же рис. 7.10, 224 с.). Closest to the proposed GP is a two-stage main gear of the experimental model of the MAZ-500A car (ibid., Fig. 7.10, 224 pp.).

ГП состоит из ведущего вала с ведущей конической шестерней, ведомого конического колеса, зацепленного на корпусе дифференциала, планетарного механизма, расположенного между дифференциалом и ведомым коническим колесом. Переключение передач осуществляется перемещением солнечной шестерни планетарного механизма в осевом направлении. На низшей передаче солнечная шестерня остановлена относительно корпуса ГП, крутящий момент поступает с ведомого колеса ГП на эпициклическое колесо и по сателлитам на водило и корпус дифференциала. На прямой передаче солнечная шестерня зубчатым венцом соединяется с водилом, при этом планетарный механизм блокируется. GP consists of a drive shaft with a drive bevel gear, a driven bevel wheel engaged on the differential housing, a planetary mechanism located between the differential and the driven bevel wheel. Gear shifting is carried out by moving the sun gear of the planetary gear in the axial direction. At the lower gear, the sun gear is stopped relative to the GP case, the torque is supplied from the GP driven wheel to the epicyclic wheel and through the satellites to the carrier and differential case. In direct transmission, the sun gear is connected to the carrier with a ring gear, while the planetary mechanism is blocked.

Задачей изобретения является расширение кинематических возможностей агрегата за счет увеличения числа передач и максимального передаточного числа при ограниченных размерах и металлоемкости. The objective of the invention is to expand the kinematic capabilities of the unit by increasing the number of gears and maximum gear ratio with limited sizes and metal consumption.

Технический результат достигается тем, что ведомая шестерня соединена с водилом планетарного механизма, на ведущем валу закреплена дополнительно вторая ведущая шестерня, введенная в зацепление с дополнительной второй ведомой шестерней, соединенной муфтой с солнечной шестерней, а эпициклическое колесо закреплено на корпусе дифференциала, муфта выборочно соединяет солнечную шестерню или с дополнительной второй ведомой шестерней или с трубчатой опорой корпуса дифференциала. The technical result is achieved by the fact that the driven gear is connected to the planet carrier of the planetary gear, an additional second drive gear is fixed to the drive shaft, engaged with an additional second driven gear connected by the clutch to the sun gear, and the epicyclic wheel is mounted on the differential case, the clutch selectively connects the sun gear wheel or with an additional second driven gear or with a tubular support of the differential housing.

На фиг. 1 изображена схема главной передачи с коническими шестернями и планетарным механизмом. In FIG. 1 shows a final drive circuit with bevel gears and a planetary gear.

На фиг. 2 - с цилиндрическими шестернями. In FIG. 2 - with spur gears.

В корпусе ГП 1 установлен ведущий вал 2, на котором закреплены ведущие шестерни 3 и 4, зацепленные с ведомыми шестернями (колесами) 5 и 6. Колесо 5 муфтой 7 соединяется с солнечной шестерней 8 (а). Колесо 6 соединяется с водилом 9 (h). Сателлиты 10 установлены на водиле 9 и зацеплены с солнечной шестерней 8 и эпициклическим колесом 11 (b), которое закреплено на корпусе дифференциала 12. Ось (крестовина) 13 закреплена в корпусе дифференциала, на ней установлены сателлиты 14, зацепленные с полуосевыми шестернями 15 и 16, которые расположены на полуосях 17 и 18. In the housing of GP 1, a drive shaft 2 is installed, on which drive gears 3 and 4 are fixed, engaged with driven gears (wheels) 5 and 6. Wheel 5 with clutch 7 is connected to the sun gear 8 (a). Wheel 6 connects to carrier 9 (h). The satellites 10 are mounted on the carrier 9 and engaged with the sun gear 8 and the epicyclic wheel 11 (b), which is fixed to the differential housing 12. The axis (crosspiece) 13 is mounted in the differential housing, the satellites 14 are mounted on it, engaged with the semi-axial gears 15 and 16 , which are located on the axles 17 and 18.

Работа ГП осуществляется следующим образом. The work of the GP is as follows.

1 передача (муфта в правом положении 1). 1st gear (clutch in right position 1).

Крутящий момент поступает по ведущему валу 2 на две ведущие шестерни и разделяется на два потока. Один поток от шестерни 3 передается на колесо 5, по муфте 7 на солнечную шестерню 8 (a) и сателлиты 10. Второй поток поступает от шестерни 4 на колесо 6, далее на водило 9 (h). Оба потока сателлитами 10 передаются на эпициклическое колесо 11 (b), на корпус дифференциала 12, увеличенный крутящий момент от оси 13 сателлитами 14 разделяется на два потока: шестерню 16 и полуось 17, шестерню 15 и полуось 18. Torque is supplied through the drive shaft 2 to two drive gears and is divided into two streams. One stream from gear 3 is transmitted to wheel 5, via clutch 7 to sun gear 8 (a) and satellites 10. The second stream comes from gear 4 to wheel 6, then to carrier 9 (h). Both streams of the satellites 10 are transmitted to the epicyclic wheel 11 (b), to the differential housing 12, the increased torque from the axis 13 of the satellites 14 is divided into two streams: gear 16 and half shaft 17, gear 15 and half shaft 18.

Трансформирующие возможности планетарного механизма в режиме суммирования двух потоков [И (a + h)- b] значительно выше, чем в режиме редуктора, когда одно из звеньев механизма остановлено. The transforming capabilities of the planetary mechanism in the mode of summing two streams [And (a + h) - b] are significantly higher than in the reducer mode, when one of the links of the mechanism is stopped.

Скорость вращения эпициклического колеса описывается следующей зависимостью:
n_b = И_ba ^h x n_a + И_bh ^a x n_h = (-1/K) x n_a + (K+1/K) x n_h,
где И_ba ^h - передаточное число планетарного механизма при остановленном водиле и передаче усилия с эпициклического колеса на солнечную шестерню;
n_a - скорость вращения солнечной шестерни;
И_bh ^a - передаточное число планетарного механизма при остановленной солнечной шестерне и передаче усилия от эпициклического колеса к водилу;
n_h - скорость вращения водила;
K - внутренний параметр планетарного механизма, равный отношению числа зубьев эпиэпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни.The rotation speed of the epicyclic wheel is described by the following relationship:
n _b = And _ba ^h xn _a + And _bh ^a xn _h = (-1 / K) xn _a + (K + 1 / K) xn _h ,
where And _ba ^h is the gear ratio of the planetary gear when the carrier is stopped and the force is transferred from the epicyclic wheel to the sun gear;
n _a is the speed of rotation of the sun gear;
And _bh ^a is the gear ratio of the planetary gear when the sun gear is stopped and the force is transferred from the epicyclic wheel to the carrier;
n _h - carrier rotation speed;
K is the internal parameter of the planetary mechanism, which is equal to the ratio of the number of teeth of the epiepicyclic wheel to the number of teeth of the sun gear.

Если, например, принять скорость вращения ведущего вала n₂=1000 об/мин и применить планетарный механизм с K=2,0; передаточное число шестерни 3 к 5 равно 1,1; а 4 к 6 равно 2,9; то скорость вращения эпициклического колеса:
n_b = 0,5 x (1000/1,1) + 1,5 x (1000/2,9) = 62,7,
а передаточное число главной передачи И_о = 1000/62,7 = 15,9.If, for example, we take the drive shaft rotation speed n ₂ = 1000 rpm and apply a planetary mechanism with K = 2.0; gear ratio 3 to 5 is 1.1; 4 to 6 is 2.9; then the rotation speed of the epicyclic wheel:
n _b = 0.5 x (1000 / 1.1) + 1.5 x (1000 / 2.9) = 62.7,
and the gear ratio of the main gear And _about = 1000 / 62.7 = 15.9.

При уменьшении передаточного числа шестерен 4-6 до 2,8 передаточное число главной передачи снизится до 12,3. When reducing the gear ratio of gears 4-6 to 2.8, the gear ratio of the main gear will decrease to 12.3.

Передаточное число главной передачи зависит также от передаточного числа в другой паре шестерен и от внутреннего параметра планетарного механизма. The final drive gear ratio also depends on the gear ratio in another pair of gears and on the internal parameter of the planetary gear.

11 передача - (муфта в левом положении 11). 11th gear - (clutch in the left position 11).

Шестерни 3-5 выключаются из работы, муфта 7 блокирует планетарный механизм, соединяя солнечную шестерню 8 (a) с трубчатой опорой корпуса дифференциала 12 и эпициклическим колесом 11 (b). Gears 3-5 are turned off from operation, clutch 7 blocks the planetary mechanism, connecting the sun gear 8 (a) with the tubular support of the differential housing 12 and the epicyclic wheel 11 (b).

Передаточное число главной передачи равно отношению чисел зубьев шестерен 6 и 4. The gear ratio of the main gear is equal to the ratio of the numbers of gear teeth 6 and 4.

Экономический эффект выражается в том, что предполагаемая конструкция главной передачи позволяет получать высокие значения передаточных чисел в агрегате при малых габаритах и металлоемкости, за счет трансформирующих возможностей планетарного механизма при подаче потока мощности на два звена, а также и многопарности зубчатых зацеплений этого механизма. The economic effect is expressed in the fact that the proposed design of the main gear allows to obtain high gear ratios in the unit with small dimensions and metal consumption, due to the transforming capabilities of the planetary mechanism when applying a power flow to two links, as well as the multi-pair gearing of this mechanism.

Claims

The main gear comprising a drive shaft with a drive gear fixed to it, engaged with a driven gear, transmitting rotation of the differential housing by means of a planetary gear including an epicyclic wheel, a carrier with satellites and a sun gear, characterized in that the driven gear is connected to the carrier of the planetary gear, the drive shaft is additionally secured with a second drive gear engaged with an additional second driven gear connected by a clutch to the sun gear, and an epicyclic The gear wheel is mounted on the differential case, the clutch selectively connects the sun gear either to the additional second driven gear or to the tubular support of the differential case.