RU2683130C1

RU2683130C1 - Wheel reduction gear of a vehicle

Info

Publication number: RU2683130C1
Application number: RU2016128343A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Евгеньевич Хаинов
Original assignee: Геннадий Евгеньевич Хаинов
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2019-03-26

Abstract

FIELD: instrument engineering.SUBSTANCE: invention relates to a wheel reduction gear. Wheel reduction gear contains drive shaft (1) with gear pinion (2) fixed on it. Shaft rotates in bearings mounted in the bore of body (3). Body serves to connect the gear with the suspension components. Bearings on which wheel rim (4) rotates are mounted on the outer surface of the body. Rim is made of two halves tightened by bolts (8). Outer half of the rim is made in the form of a gear wheel with internal gearing (5). Cover (6) is attached to the outer half of the rim. Ribs (9) of the rim can be made of metal in the form of individual parts.EFFECT: higher device reliability.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам передачи и увеличения крутящего момента от трансмиссии к колесам, и, при необходимости, увеличения клиренса.The invention relates to the field of transport engineering, and in particular to transmission devices and increasing torque from the transmission to the wheels, and, if necessary, increasing clearance.

Таким устройством является колесный редуктор, в простейшем виде представляющий из себя пару шестерен, которые могут быть внешнего либо внутреннего зацепления.Such a device is a wheel gear, in its simplest form a pair of gears, which can be external or internal gearing.

Известен наиболее общий случай колесного редуктора с внешним зацеплением ([1] стр. 447 рис. 7.25 и стр. 434 рис. 7.11) и наиболее общий случай колесного редуктора с внутренним зацеплением ([1] стр. 435 рис 7.120), ([2] патент №943020). Общим для всех известных решений является наличие элемента, выполняющего функции цапфы либо оси, несущей подшипники и передающей нагрузки на корпус редуктора, и ступицы, вращающейся на подшипниках цапфы и служащей опорой для крепления диска колеса.The most common case of a wheel gear with external gearing is known ([1] p. 447 Fig. 7.25 and p. 434 of Fig. 7.11) and the most common case of a wheel gear with internal gearing ([1] p. 435 of Fig. 7.120), ([2 ] patent No. 943020). Common to all known solutions is the presence of an element that acts as a journal or axis that carries bearings and transfers loads to the gear housing, and a hub that rotates on the journal bearings and serves as a support for mounting the wheel disk.

Характерной особенностью данных решений является наличие плеча действия силы, возникающей в зацеплении шестерен, воспринимаемых консольно расположенными подшипниками цапфы, а также малое плечо восприятия силы ступичных подшипников, воспринимающих вес машины и реакции сил от дороги.A characteristic feature of these solutions is the presence of a force acting shoulder arising in the engagement of gears perceived by cantilever journal bearings, as well as a small shoulder for sensing the strength of wheel bearings, which perceive the weight of the machine and the reaction of forces from the road.

Другой общей особенностью является наличие высоких контактных напряжений в зубчатом зацеплении из-за малого диаметра шестерен.Another common feature is the presence of high contact stresses in gearing due to the small diameter of the gears.

Предлагаемое техническое решение предусматривает радикальное снижение сил как в подшипниках, так и в пятне контакта шестерен, за счет выноса этих элементов на максимально возможный диаметр, наиболее близко к посадочному месту шины.The proposed technical solution provides for a radical decrease in forces both in the bearings and in the contact patch of the gears, due to the removal of these elements to the maximum possible diameter, closest to the tire seat.

Радикальное снижение сил в элементах конструкции колесного редуктора открывает новую возможность - применение неметаллических материалов, таких, как сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП). Что не только радикально снижает вес узла (примерно в 2 раза по сравнению с аналогичным узлом из алюминиевых сплавов, и примерно в 4 раза по сравнению с конструкцией из стали или чугуна при условии соблюдения равнопрочности) но и позволяет применить ведомую шестерню также из неметаллических материалов (СВМП).A radical decrease in forces in the structural elements of a wheel gearbox opens up a new opportunity - the use of non-metallic materials, such as ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW). Which not only drastically reduces the weight of the assembly (by about 2 times compared with a similar assembly of aluminum alloys, and by about 4 times compared with a steel or cast iron construction subject to equal strength), but it also allows the driven gear to be made of non-metallic materials ( UHMWP).

Попутно применение СВМП снимает проблемы коррозии, что исключает из процесса производства этапы гальванической обработки или покраски.At the same time, the use of UHMW removes corrosion problems, which eliminates the stages of galvanic treatment or painting from the production process.

Применение СВМП в конструкции позволяет существенно удешевить процесс производства, т.к. при технологии спекания в пресс-формах возможно исключить механическую обработку деталей.The use of UHMW in the construction can significantly reduce the cost of the production process, because with sintering technology in molds, it is possible to exclude machining of parts.

Другое оригинальное техническое решение предлагаемого изобретения состоит в уменьшении до возможного минимума количества конструктивных элементов колесного редуктора за счет совмещения функций разных элементов в одном. Это также приводит к снижению веса конструкции, повышению надежности, уменьшению стоимости.Another original technical solution of the invention consists in reducing to the minimum possible number of structural elements of the wheel gear due to the combination of functions of different elements in one. This also leads to a decrease in the weight of the structure, increased reliability, lower cost.

Это достигнуто путем отказа от цапфы, как отдельного элемента, за счет возложения ее функций непосредственно на корпус редуктора, отказа от ступицы, как отдельной детали, за счет возложения функций ступицы непосредственно на обод колеса, и отказа от ведомой шестерни в виде отдельной детали путем выполнения ее в виде части обода колеса.This is achieved by abandoning the pin as a separate element by assigning its functions directly to the gear housing, rejecting the hub as a separate part, by assigning the hub functions directly to the wheel rim, and refusing the driven gear as a separate part by performing her as part of the wheel rim.

Расположение в предлагаемой конструкции подшипников ведущего вала и подшипников обода практически друг над другом снижает до возможного минимума консольность восприятия нагрузок как от сил в зубчатом зацеплении, так и реакций от дороги, что также уменьшает нагрузки на элементы и позволяет уменьшить их массу.The location in the proposed design of the bearings of the drive shaft and the bearings of the rim almost one above the other reduces to the minimum possible cantilever perception of loads from forces in the gearing and reactions from the road, which also reduces the load on the elements and allows to reduce their weight.

Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1 и 2).The invention is illustrated by drawings (Fig. 1 and 2).

Выполнение корпуса редуктора в сочетании с крышкой в предложенном варианте, занимающем практически весь внутренний объем колеса, повышает его водоизмещение до максимально возможного, что важно для амфибийных транспортных средств. Колесный редуктор содержит ведущий вал 1 с закрепленной на нем ведущей шестерней 2. Вал вращается в подшипниках, установленных в проточке корпуса 3. Корпус служит для соединения редуктора с элементами подвески. На внешней поверхности корпуса установлены подшипники, на которых вращается обод колеса 4. Для удобства сборки и возможности монтажа шины 7 обод выполнен из двух половин, стянутых болтами 8. Внешняя половина обода выполнена в виде зубчатого колеса с внутренним зацеплением 5. К внешней половине обода крепится крышка 6, которая служит для защиты редуктора от попадания воды и грязи, для удержания смазочного материала, а также для увеличения водоизмещения колеса. Для защиты от повреждений препятствиями закраины 9 (фиг. 2) обода могут быть выполнены металлическими в виде отдельных деталей.The execution of the gear housing in combination with the cover in the proposed embodiment, which occupies almost the entire internal volume of the wheel, increases its displacement to the maximum possible, which is important for amphibious vehicles. The wheel gearbox contains a drive shaft 1 with a drive gear fixed to it 2. The shaft rotates in bearings mounted in the groove of the housing 3. The housing is used to connect the gearbox with the suspension elements. Bearings are mounted on the outer surface of the housing, on which the wheel rim 4 rotates. For ease of assembly and the possibility of mounting the tire 7, the rim is made of two halves tightened by bolts 8. The outer half of the rim is made in the form of a gear wheel with internal gearing 5. It is attached to the outer half of the rim cover 6, which serves to protect the gearbox from ingress of water and dirt, to hold the lubricant, as well as to increase the displacement of the wheel. To protect against damage by obstacles, the flanges 9 (Fig. 2) of the rim can be made of metal in the form of separate parts.

Данное изобретение может применяться в конструкции транспортных средств, в первую очередь внедорожных, в конструкции роботизированных и дистанционно управляемых транспортных средств, а также в конструкции моделей и игрушек.This invention can be used in the construction of vehicles, primarily off-road, in the construction of robotic and remotely controlled vehicles, as well as in the construction of models and toys.

ИсточникиSources

1. Яскевич З.М.: Машиностроение, 1985.1. Yaskevich Z.M .: Mechanical Engineering, 1985.

2. Патент №943020 авторы Миронов А.П. и Миронов В.А.2. Patent No. 943020 authors Mironov AP and Mironov V.A.

Claims

1. A wheel gearbox comprising a drive shaft with a gear fixed thereon, mounted on bearings in a housing groove, on the outside of which bearings are mounted on which the wheel rim rotates, while simultaneously performing the functions of a driven gear, characterized in that the wheel hub is actually absent, functions which are assigned to the rim, part of which is made in the form of a driven gear reducer.

2. Wheel gear according to claim 1, characterized in that the drive shaft performs the functions of one of the wheel suspension arms.

3. Wheel gear according to claim 1, characterized in that the rim flanges are made in the form of separate metal elements.