SU1701578A2 - Ведущий мост транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частности к трансмисси м транспортных средств с ходоуменьшител ми. Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности за счет уменьшени  износа деталей дифференциала и улучшени  теплового режима их работы. Ведущий мост содержит межколесный дифференциал, в корпусе 1 которого закреплены сателлиты 3, зацепл ющиес  с полуосевыми шестерн ми 4 и 5, полуоси 10 и 11 и управл ющий механизм 17, кинематически св занный с подвижным элементом 12. С полуосевыми шестерн ми кинематически св зан вал насоса 19 в напорной

Description

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частно- сти к трансмисси м транспортных средств с ходоуменьшител ми и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 1586928.

Известный ведущий мост транспортного средства содержит установленный в картере межколесный дифференциал, корпус которого кинематически св зан с двигателем и посредством сателлитов - с полуосевыми шестерн ми, полуоси движителей к св занный с одной из полуосей и с управл ющим механизмом подвижный элемент, регулируемый гидротормоз, причем полуосева  шестерн , расположенна  со стороны, св занной с подвижным элементом полуоси , установлена с возможностью свободного вращени  относительно последней , св зана с гидротормозом и снабжена соединительными элементами дл  св зи с подвижным элементом, втора  .полуось либо св занна  с ней полуосева  шестерн  снабжены дополнительными соединительными элементами дл  св зи с подвижным элементом и управл ющий механизм, обеспечивающий в первой позиции св зь между полуосевой шестерней, св занной с гидротормозом, с соответствующей ей полуосью, во второй позиции -обеих полуосей с указанной шестерней и в третьей позиции - обеи полуосей.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что движение транспортного средства на пониженных скорост х сопровождаетс  высокими часто0

5

0

5

0

5

0

5

тами вращени  полуосевых шестерен и сателлитов относительно корпуса дифференциала. При этом в парах трени  действуют большие контактные напр жени . В результате опорные поверхности шестерен дифференциала и его корпуса подвергаютс  интенсивному износу, что снижает надежность и долговечность устройства.

Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности ведущего моста транспортного средства за счет уменьшени  износа деталей дифференциала и улучшени  теплового режима их работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ведущем мосту транспортного средства, содержащем установленный в картере межколесный дифференциал, корпус которого кинематически св зан с двигателем и посредством сателлитов - с полуосевыми шестерн ми, полуоси движителей и св занный с одной из полуосей и с управл ющим механизмом подвижный элемент, регулируемый гидротормоз, причем полуосева  шестерн , расположенна  со стороны, св занной с подвижным элементом полуоси, установлена с возможностью свободного вращени  относительно последней, св зана с гидротормозом и снабжена соединительными элементами дл  св зи с подвижным элементом, втора  полуось либо св занна  с ней полуосе- ва  шестерн  снабжены дополнительными соединительными элементами дл  ( св зи с подвижным элементом и управл ющий механизм, обеспечивающий в первой позиции св зь между полуосевой шестерней, св занной с гидротормозом , с соответствующей ей полуосью, во второй позиции -обеих полуосей с указанной шестерней и в третьей позиции - обеих полуосей, опорные поверхности полуосевых шестерен и сателлитов либо контактирующие с ними поверхности корпуса дифференциала снабжены кольцевыми смазочными канавками , сообщающимис  с напорной ма- : гистралью насоса гидротормоза. При этом площадь смазочной канавки в паре полуосева  шестерн  - корпус дифференциала принимаетс  по выражению

.

f , Y°.t2e sinjMO 1 РгтТргт м1х

а площадь смазочной канавки сателлит - корпус дифференц принимаетс  по выражению

Э

f (со5й2

10

VWprr

.мех

и п

U

ргт

где V - рабочий объем насоса гидротормоза ;

- передаточное число редуктора гидротормоза;

Ј ргт - КПД редуктора гидротормоза/ мех механический КПД насоса

гидротормоза;

d w - средний делительный диаметр полуосевой шестерни; ОС - угол профил  зуба исходного контура полуосевой шестерни в нормальном сечении; О - угол делительного конуса

полуосевой шестерни; п - число сателлитов. На чертеже изображен ведущий мост конструктивна  схема.

Ведущий мост транспортного средства содержит установленный в картере межколесный дифференциал, корпус 1 которого кинематически св зан с двигателем 2. В корпусе 1 установлены сателлиты 3, зацепл ющиес  с полуосевыми шестерн ми 1 и 5- Корпус 1 дифференциала снабжен опорными поверхност ми 6 и 7. С опорными поверхност ми 6 корпуса 1 контактируют опорные поверхности 8 полуосевых шестерен k и 5, а с опорными поверхност ми 7 - соответственно поверхности 9 сателлитов 3. Полуоси 10 и 11 кинематически св заны с движител ми - /

0

5

0

5

(не показаны). Между полуос ми 10 и 11 размещен подвижный элемент 12, выполненный в виде полого вала и снабженный направл ющими колонками

13, размещенными в центрирующих отверсти х полуосей 10 и 11. Подвижный элемент 12 снабжен шлицами 15, посто нно зацепл ющимис  со шлицами 16 полуоси 11, а также кинематически св зан с управл ющим механизмом 17. Устройство снабжено регулируемыми гидротормозом 18, который состоит из насоса 19, в напорной магистрали 20 которого установлен регулируемый дроссель, 21 и гидробака 22, функцию которого может выполн ть корпус трансмиссии.

На полуосевой шестерне 5 закреплена ведуща  звездочка 23, св занна  с ведомой звездочкой , закрепленной на валу насоса 19- Полуосе ва  шестерн  5 снабжена соединительными элементами (шлицами) 25 дл  св зи с соединительными элементами (шлицами) 26 подвижного элемента 12. Полуосева  шестерн  снабжена шлицами 27. Часть упом нутых шлицев предназначена дл  жесткого соединени  полуосевой шестерни с полуосью 10. Открытый участок шлицев 27 служит дл  св зи со шлицами 28 подвижного элемента 12.

Управл ющий механизм 17 выполнен трехпозиционным.

В первой позиции (дифференциальный привод движителей) управл ющего механизма 17 шлицы 25 и 26 соответственно полуосевой шестерни 5 и подвижного элемента 12 зацепл ютс  между собой, а шлицы 27 и 28 полуосевой шестерни А и подвижного элемента 12 разомкнуты. При этом полуосева  шестерн  5 посредством шлицевого

5 соединени  св заны с полуосью 11, а полуосева  шестерн  k - соответственно с полуосью 10.

Во второй позиции управл ющего механизма 17 .(сблокированный привод

Q движителей) шлицы 25 зацепл ютс 

со шлицами 26, а шлицы 28 - со шлицами 27. В результате возникает жест1- ка  св зь между всеми вращающимис  детал ми дифференциала.

В третьей позиции управл ющего механизма 17, изображенной на чертеже (режим х-одоуменьшени ) , шлицы. 15 и 26 разомкнуты, а шлицы 27 и 28 зацепл ютс  между собой. В режиме

0

5

0

5

ходоуменьшени  полуосева  шестерн  k трехзвенного дифференциала ста ноВитс  ведомым звеном, св занным с обеими полуос ми 10 и 11. Корпус 1 дифференциала представл ет собой ведущее звено, а полуосева  шестерн 5 становитс  промежуточным управ- звеном, установленным с возможностью свободного вращени  относительно полуосей 10 и 11.

Опорные поверхности 8 полуосевых

«шестерен k и 5, опорные поверхности 9 сателлитов 3 либо контактирущие с ними опорные поверхности 6 и корпуса 1 дифференциала соответственно снабжены кольцевыми смазочными канавками 29 (в паре корпус - пслуосева  шестерн ) и 30 (в паре ксрпус - сателлит). Смазочные канавки 29 и 30 посредством системы каналов 31, выполненных в корпусе 1, полуосевой шестерне 5 подвижном элементе 12, колонке 13 и полуоси 11, а также посредством трубопро- вфдов 32 подключены к магистрали 2$ высокого давлени  насоса 19 гидртормоза 18.

Ведущий мост в режиме ходоумень- шфний работает следующим образом. Крут щий момент от двигател  2 через трансмиссию передаетс  на корпус 1 межколесного дифференциала В начальный момент регулировани  скорости движени  транспортного сре ства дроссель -. 21 гидротормоза 18 полностью открыт. На движител х транспортного средства приложен момент сопротивлени  передвижению Мк. В результате на св занной с движител ми ведомой полуосевой шестерне А действует момент сопротивлени  ее вращению

Мк.

U

2i

(1)

60 L 61

где М & момент сопротивлени  на ведомой шестерне ц

, - передаточное отношение ме ч - 1 ду ведомой шестерней ч и

движител ми (бортовые или конечные передачи); t бп КПД бортовых или конечных передач.

В свою очередь на управл ющей полуосевой шестерне 5 действует момент сопротивлени  вращени  со стороны гидротормоза 18

и ...daqc. Ч

V0 E ЛТтг-Гмех

где М цчс - момент сопротивлени  на

валу насоса 19, H/MJ 11 ргт - передаточное число редуктора гидротормоза 1Р (цепна  передача 23-21); vo - рабочий объем насоса 19,

см i

р - давление в напорной магистрали 20, МПа; Јргг КПД редуктора гидротормоза 18; ( - механический КПД насоса

19

Дл  трехзвенного дифференциального механизма всегда выполн етс  равенство

5

М,

Ми.

(3)

5 Ь У

Учитыва , что в начальный момент времени при полностью открытом дросселе 21 р 0 и следовательно My О, то при вращении корпуса 1 дифференци- 0 ала сателлиты 3 обкатываютс  по неподвижной полуосевой шестерне и вращают полуосевую шестерню 5 с частотой, равной удвоенной частоте вращени  корпуса 1. Вращение от полуосевой шестерни 5 через звездочки 23-21 цепной передачи передаетс  на вал насоса 19. Вс  жидкость, нагнетаема  в напорную магистраль 20, перетекает через дроссель 21 в гидробак 22. Трзн- 0 спортное средство неподвижно. Дл  начала движени  водитель начинает плавно перекрывать дроссель 21 и давление р в напорной магистрали 20 возрастает. Пропорционально увеличи- 5 ваетс  момент сопротивлени  вращению полуосевой шестерни 5 My. Транспортное средство остаетс  неподвижным до тех пор, пока Мц«:М6. Как только степень перекрыти  дроссел  21 становит  с  достаточной дл  выполнени  равенства (3), транспортное средство начинает движение. При этом вращение от полуосевой шестерни k передаетс  на жестко св занную с ней полуось 10, через шлицы 27 и 28 - на подвижный элемент 12 и далее через .шлицы 15 и 16 - на полуось 11. Шлицы 25 и 26 в третьей позиции управл ющего ме- v ханизма 17 разомкнуты, что обеспечивает свободное вращение полуосевой шестерни 5 относительно полуосей 10 и 11.

При движении транспортного средства перекрытие проходного отверсти дроссел  21 сопровождаетс  уменьшением частоты вращени  управл ющей полуосевой шестерни 5 и пропорциональным увеличением частоты вращени  ведомой полуосевой шестерни Ч, т.е. скорости движени . Давление р в напорной магистрали 20 остаетс  при этом посто нным

М 2 иргт2ргт|гме2 ,,)

р V;U-;Y;; w

В зацеплении полуосевых шестерен k и 5 с сателлитами 3 возникают осевые си,лы, прижимающие опорные по-1 верхности 8 шестерен k и 5 к поверхност м 6 корпуса 1 дифференциала, а опорные поверхности 9 сателлитов 3 - к поверхност м 7 корпуса 1. Величина осевой силы, действующей на полуосевую шестерню при движении транспортного средства, определ етс  выражением

подвижном элементе 12, полуосевой. шестерне 5 и Ч1 и корпусе 1, а также через систему трубопроводов 32 в смазочные кольцевые канавки 29 и 30.

В результате со стороны рабочей жидкости на полуосевые шестерни k и 5 и сателлиты 3 -действуют уравнове- шивающие силы, отжима  их от корпуса 1 дифференциала . .

.,

0

F - f,p,

F,

(7)

2 f2P ,

k

где F,, и F2 - уравновешивающа  сила , действующа  соответственно- на полуосевую шестерню и сателлит;1

f и f - площадь смазочной канавки соответственно в паре полуосева  шестерн  - корпус и в паре сателлит - корпус.

5 Дл  полного уравновешивани  шестеи рен дифференциала при обеспечении минимальных утечек масла в парах трени  необходимо выполнить условие

Fa r;r-t8c sinЈ.

(5)

2Me ли с учетом уравнени  (1)

a VWen

де F - осева  сила, действующа 

см

на полуосевую шестерню Ч

или 5 Н-,

оЈ - угол профил  зуба исходного контура в нормальном сечении;

dffl- средний делительный диаметр полуосевой шестерни Ч и 5. угол делительного конуса шестерен k и 5Осева  сила, действующа  на один ателлит

8LCI2

Mictg /cosЈ4 .

Tjtes- 6)

где осева  сила, действующа  на

сателлит 3;

п - число сателлитов. При движении транспортного средства насос 19 нагнетает масло в напорную магистраль 20. Часть масла перетекает через дроссель 21 в гид- робак 22, а часть поступает через каналы 31 в полуоси 11, колонке 13

F FOH и F2 Fa2 t (8)

С учетом (ч)-(7) получаем выражение дл  оптимальной величины площади смазочных канавок 29 и 30

.3

4

ЗЙ.ргт РгтТмм 7

. VotgoicosS2 103

1 й« р7тГгттг Т п

(9)

п

(f ) И f2 В ММ ) .

Анализ выражений (9) показывает, что гидростатическое уравновешивание шестерен дифференциала обеспечиваетс  независимо от величины нагрузки на движител х и скорости

движени  транспортного средства, В результате уменьшаютс  контактные напр жени  в парах трени  и улучшаетс  тепловой режим работы дифференциала .

Выполнение на опорных поверхност х полуосевых шестерен и сателлитов либо на контактирующих с ними поверхност х корпуса дифференциала кольцевых смазочных канавок, сообщающихс  с напорной магистралью насоса гидротормоза, а также выполнение площади упом нутых канавок по представленным выражени м позвол ет обеспечить гидростатическое уравновешивание шестерен лифферен- циала во всем диапазоне изменени  крут щего момента и скорости движени  транспортного средства в режиме ходоуменьшени  при минималь- ньх утечках масла в парах трени , При этом снижаютс  контактные напр жени  в опорных поверхност х шестерен и корпуса дифференциала, улучшаетс  тепловой режим работы устройства. В результате повышает ей его надежность и долговечность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Ведущий мост транспортного средства по авт.св. W 1586928, о т лишающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и долго- вфчности за счет уменьшени  износа деталей дифференциала и улучшени  топлового режима их работы, опорные поверхности полуосевых шестерен и сателлитов либо контактирующие с ними поверхности корпуса диЛЛерен- циала снабжены кольцевыми смазочными канавками, сообщающимис  с напор- н|эй магистралью насоса гидротормоза.

   2, Ведущий мост по п.1, о т л и чающийс  тем, что площадь смазочной канавки в паре полуосе- ва  шестерн  - корпус дифференциала принимаетс  по выражению

   5

   0

   5

   0

   ч

   Votgtfsinif 10

   ир;:; ™т7мёх

   а площадь смазочной канавки в паре сателлит - корпус дифференциала - по выражению

   f Vatgtfcos ЈjL 10 2. dmUprTwYweTf n

   где V0 - рабочий объем насоса гидротормоза ;

   передаточное число редуктора гидротормоза; Јргг- КП/j редуктора гидротормоза; А«ех механический КПД насоса .

   гидротормоза; d m - средний делительный диаметр

   полуосевой шестерни j х - угол профил  зуба исходного контура гюлуосевой ше- . стерни в нормальном сечении; о - угол делительного конуса

   полуосевой шестрени; п - число сателлитов.