колесный редуктор

Формула изобретения

Колесный редуктор, содержащий простой трехзвенный планетарный механизм, включающий эпициклическое колесо, солнечную шестерню и водило с сателлитами, расположенный с наружной стороны ступицы колеса, которая установлена на трубе полуоси, а солнечная шестерня закреплена на полуоси, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен двумя муфтами, водило с двумя венцами, расположенными на разных диаметрах, установлено на трубе полуоси посредством опоры качения, эпициклическое колесо с двумя венцами, расположенными на одном диаметре, установлено на водиле посредством опоры качения, одна двухвенцовая муфта выполнена с возможностью занятия нейтрального положения или блокировки трубы полуоси с эпициклическим колесом или водилом, взаимосвязанная с ней другая муфта выполнена с возможностью блокировки ступицы колеса или с обоими звеньями вместе, или с водилом, или с эпициклическим колесом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны колесные редукторы (КР), содержащие трехзвенный простой планетарный механизм, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (Автомобили: конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под. ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Высш.шк., 1985. - 240 с.).

Эти агрегаты используются в качестве одноступенчатого замедляющего редуктора.

Наиболее близким к предлагаемому КР является колесный редуктор с заторможенным эпициклическим колесом (см. там же, с. 221, рис. 7.8в).

КР состоит из простого трехзвенного планетарного механизма, который содержит ведущую солнечную шестерню, водило с сателлитами, а также эпициклическое колесо. Эпициклическое колесо остановлено относительно корпуса редуктора за счет жесткого соединения с трубой полуоси (балкой моста). Ведомое звено редуктора - водило жестко связано со ступицей ведущего колеса.

Такой КР обеспечивает только одну замедляющую передачу, имеющую максимальное передаточное число, равное внутреннему параметру планетарного механизма, увеличенному на единицу.

Задачей изобретения является расширение кинематических возможностей КР.

Технический результат достигается тем, что колесный редуктор снабжен дополнительно двумя муфтами, водило с двумя венцами, расположенными на разных диаметрах, установлено на трубе полуоси посредством опоры качения, эпициклическое колесо с двумя венцами, расположенными на одном диаметре, установлено на водиле посредством опоры качения, одна двухвенцовая муфта выполнена с возможностью блокировки трубы полуоси с эпициклическим колесом или водилом или занятия нейтрального положения между ними, взаимосвязанная с ней другая муфта выполнена с возможностью блокировки ступицы колеса или с обоими звеньями вместе, или с водилом, или с эпициклическим колесом.

На фиг. 1 изображена схема КР в положении прямой передачи.

На фиг. 2 приведена схема этого КР в положении, обеспечивающем максимальное передаточное число.

На фиг. 3 показано положение этого КР при заднем ходе.

На фиг. 4 приведена схема КР, реализующая другой порядок переключения передач. Показаны положения: задний ход (см. верхнее положение муфт) и замедляющая передача (см. нижнее положение муфт).

На трубе полуоси (балке моста) 1 установлен планетарный трехзвенный механизм, который состоит из солнечной шестерни (a) 2, закрепленной на полуоси 3. Шестерня 2 зацеплена с сателлитами 4, которые установлены на осях водила (h) 5. Водило имеет зубчатые венцы: внутренний 6 и наружный 7. Сателлиты 4 зацеплены с эпициклическим колесом (b) 8, которое также имеет два внутренних зубчатых венца 9 и 10. Шток переключения передач 11 соединен с муфтой 12, которая расположена между внутренними зубчатыми венцами 6, 10, 9 и трубой полуоси 1. Муфта 12 взаимосвязана с муфтой 13, которая расположена между наружным зубчатым венцом 7 и ступицей колеса 14.

КР, изображенный на фиг. 1-3, имеет муфту переключения передач 13 с двумя наружными зубчатыми венцами и одним внутренним, зубчатый венец 7 имеет увеличенную ширину, достаточную для перемещения наружного венца муфты 13 из одного положения в другое (см. фиг. 1 и 2), расстояние между венцами 6 и 10 превышает ширину венцов муфт 12 и 13.

КР, изображенный на фиг. 4, имеет два внутренних зубчатых венца 6 водила 5 и 15 эпициклического колеса 8.

Работа КР осуществляется следующим образом.

Прямая передача - И_bh = 1,0.

Шток 11 перемещаем в крайнее левое положение I (см. фиг. 1), при этом наружный венец муфты 12 находится между венцами 9 и 10, а муфта 13 соединяет венцы 7 и 9 со ступицей колеса 14. Когда зубчатые венцы 7 и 9 жестко соединяются между собой муфтой 13, то происходит блокировка планетарного механизма - все три звена этого механизма вращаются с одной скоростью. В этом случае крутящий момент от солнечной шестерни 2 через заблокированный планетарный механизм передается напрямую через муфту 13 на ступицу 14.

КР, изображенный на фиг. 4, реализует прямую передачу при крайнем правом положении муфт.

Первая передача - низшая - И_ah^b = K + 1.

Шток 11 перемещаем в среднее положение II.

Крутящий момент от полуоси 3 поступает на солнечную шестерню (a) 2, от нее через сателлиты 4 на водило 5 (h), шток переключения передач 11 находится в среднем положении (см. фиг. 2), через паз в трубе полуоси 1 он удерживает муфту 12 в положении, когда она связывает трубу полуоси 1 (корпус редуктора) с зубчатым венцом 10. При этом эпициклическое колесо 8 (b) остановлено относительно корпуса редуктора. Муфта 12 фиксирует взаимосвязанную с ней муфту 13 в положении, когда она связывает зубчатый венец 7 водила (h) со ступицей колеса 14. При этом увеличенный планетарным механизмом крутящий момент передается от водила (h) 5 через венец 7, муфту 13 на ступицу колеса 14. Скорость вращения водила в (K + 1) раз ниже, чем скорость солнечной шестерни. Где K - внутренний параметр планетарного механизма, равный отношению числа зубьев эпициклического колеса к числу зубьев солнечной шестерни. На фиг. 4 эта передача показана в нижней половине.

Задний ход - И_ab^h = -K.

Шток 11 перемещаем вправо (см. фиг. 3), при этом муфта 12 связывает корпус редуктора (трубу полуоси) 1 с зубчатым венцом 6 и останавливает водило (h) 5 относительно корпуса. Муфта 12 передвигает муфту 13 и соединяет ступицу колеса 14 с зубчатым венцом 10 эпициклического колеса (b) 8. Крутящий момент от солнечной шестерни (a) 2 через сателлиты 4 поступает на эпициклическое колесо (b) 8 и ступицу 14. Так как водило (h) 5 остановлено, то солнечная шестерня (a) и эпициклическое колесо (b) вращаются в разные стороны. Скорость эпициклического колеса в K раз ниже скорости солнечной шестерни. На фиг. 4 эта передача реализуется при крайнем левом положении муфт (см. верхнюю часть фиг.4).

Экономический эффект выражается в том, что за счет расширения кинематических возможностей КР происходит упрощение конструкции и повышение работоспособности других элементов трансмиссий транспортного средства. Упрощается конструкция и снижается металлоемкость коробки передач за счет исключения тяжелонагруженных шестерен заднего хода и уменьшения числа передач переднего хода в два раза. Кинематические возможности транспортного средства в целом расширяются за счет увеличения числа передач заднего хода, которое будет равно числу передач в коробке передач. Повышается работоспособность конических и гипоидных передач со спиральными зубьями за счет передачи усилия при вращении шестерен только в одну сторону. При обратном вращении шестерен со спиральными зубьями осевые силы направлены к центру зацепления, что способствует заклиниванию зубьев. Реверсивные КР расположены по разным бортам транспортного средства, обеспечивают ему высокую маневренность за счет вращения колес бортов в разных направлениях. Такая высокая маневренность - практически разворот на месте, необходима, в первую очередь, гусеничным транспортным средствам.