раздаточная коробка

Формула изобретения

Раздаточная коробка, содержащая картер с размещенными в нем валами, шестернями и муфтами управления, отличающаяся тем, что она снабжена дифференциалом и планетарным редуктором, включающим солнечную шестерню, водило и эпициклическое колесо, вал привода солнечной шестерни с венцами на концах вала установлен соосно с входным валом, трубчатый вал привода водила установлен на валу привода солнечной шестерни и имеет венцы, один из которых закреплен на периферии водила, а два других - на его концах, на периферии эпициклического колеса закреплен зубчатый венец, расположенный между венцами трубчатого вала привода водила и стенки картера, соосно с входным валом и валом привода солнечной шестерни установлен вал привода первого ведущего моста задней тележки, на трубчатом валу привода водила со стороны входного вала установлен трубчатый вал, имеющий зубчатый венец и шестерню, которая зацеплена с шестерней, расположенной на корпусе дифференциала, один выходной вал которого взаимосвязан с передним ведущим мостом, другой - с вторым ведущим мостом задней тележки, при этом одна муфта управления установлена на венце входного вала для выборочного соединения с одним из венцов вала привода солнечной шестерни или венцом трубчатого вала привода водила, другая муфта управления расположена на венце трубчатого вала для соединения с венцом водила или с венцом эпициклического колеса, следующая муфта управления расположена на венце стенки картера для соединения с венцом эпициклического колеса, четвертая муфта управления установлена на венце вала привода первого ведущего моста задней тележки для соединения с венцом трубчатого вала привода водила или с другим венцом вала привода солнечной шестерни, а все муфты управления взаимосвязаны одним ползуном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.

Известны двухступенчатые раздаточные коробки (РК), содержащие валы, их опоры, шестерни, муфты переключения, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Минск: Высш. шк., 1985. - 240 с.).

Такие агрегаты имеют ограниченные кинематические возможности и значительную металлоемкость.

Наиболее близкой к предлагаемой РК является двхуступенчатая РК автомобиля ЗИЛ-157К (см. там же рис. 5.4б, 184 с.).

РК состоит из корпуса с размещенными в нем валами: входным, промежуточным и тремя выходными с расположенными на них семью шестернями и двумя муфтами переключения. РК реализует две передачи: первая передача с передаточным числом 2,27 и вторая - 1,16. Агрегат обеспечивает индивидуальный привод трех ведущих мостов, причем передний мост включается только в тяжелых дорожных условиях.

РК автомобиля ЗИЛ-157К имеет ограниченные кинематические и эксплуатационные возможности. Диапазон РК невелик - 2,27/1,16=1,96; привод ведущих мостов блокированный, что исключает возможность постоянного использования переднего моста.

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных и кинематических возможностей транспортного средства.

Технический результат достигается тем, что простой трехзвенный планетарный механизм реализует два варианта работы: на высшей передаче в режиме дифференциала, на низшей - в режиме редуктора с блокированным приводом одного моста и дифференциального привода двух мостов.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой РК;

на фиг. 2 - лучевая диаграмма передаточных чисел трансмиссии автомобиля ЗИЛ-157К с предлагаемой РК (верхняя шкала) и с базовой РК (нижняя шкала);

В опоре корпуса 1 установлен входной вал 2 с зубчатым венцом. В опоре вала 2 соосно с ним расположен вал 3 привода солнечной шестерни (а) 4 планетарного механизма. На концах вала 3 закреплены зубчатые венцы 5 и 6. Соосно с валами 2 и 3 в опоре корпуса 1 установлен вал 7 с зубчатым венцом для привода одного из мостов задней тележки. На валу 3 между солнечной шестерней 4 и венцом 5 размещен трубчатый вал 8 привода водила (h) 9 планетарного механизма. Зубчатый венец 10 закреплен на трубчатом валу 8 и расположен рядом с венцом 5. Зубчатый венец 11 закреплен на периферии водила 9, а венец 12 - на другом конце трубчатого вала 8, рядом с венцом 6. Сателлиты 13 размещены на осях водила 9 и зацеплены с солнечной шестерней 4 и эпициклическим колесом (b) 14, на периферии колеса 14 закреплен зубчатый венец 15, расположенный между венцом 11 водила 9 и венцом 16 стенки корпуса 1. Трубчатый вал 17 с закрепленным на нем зубчатым венцом 18 и шестерней 19 установлен на валу 8. Шестерня 19 зацеплена с шестерней 20 привода симметричного дифференциала 21. Допустима установка дифференциала любого типа (повышенного трения, вязкостная муфта и т.д.). На крестовине 22 установлены сателлиты 23, зацепленные с шестерней 24 вала 25 привода переднего моста и с шестерней 26 вала 27 привода второго моста задней тележки. Муфта 28 установлена на венце вала 2, муфта 29 - на венце 18, муфта 30 - на венце 16 и муфта 31 - на венце вала 7, все муфты взаимосвязаны ползуном 32. На валу 27 установлена муфта 33 блокировки дифференциала 21, муфта может устанавливаться также на валу 25 или на корпусе дифференциала.

Работа РК осуществляется следующим образом.

Низшая передача

Муфты, взаимосвязанные ползуном 32, в левом положении 1 (см. фиг. 1, верхнее положение муфт). Муфта 28 соединяет венец вала 2 с венцом 5 вала 3 привода солнечной шестерни (а) 4. Муфта 29 соединяет венец 18 с венцом 11 водила (h) 9. Муфта 30 соединяет венец 15 эпициклического колеса (b) 14 с венцом 16 стенки корпуса 1, останавливая эпициклическое колесо. Муфта 31 соединяет венец вала 7 с венцом 12 трубчатого вала 8 привода водила 9. Планетарный механизм в редукторном режиме максимального передаточного числа, равного отношению чисел зубьев эпициклического колеса и солнечной шестерни, увеличенного на единицу. Если применить планетарный механизм с отношением чисел зубьев, равным двум, то передаточное число механизма равно трем, логарифм этого передаточного числа равен 0,477. На лучевой диаграмме (см. фиг. 2, верхняя часть) этот режим работы представлен пятью лучами, выходящими от средней линии направо вверх. Лучевая диаграмма строится в логарифмическом масштабе. Работа коробки передач отражена пятью лучами, выходящими из крайней левой точки верхней горизонтали. Эта точка соответствует скорости вращения первичного вала коробки передач (КП). Пятая прямая передача представлена вертикальным лучом, направленным вниз. Совместная работа КП и РК дополнена лучом к т. 5 на верхней горизонтали. Над этой точкой обозначена величина передаточного числа - 3,0. Работа КП на низшей первой передаче с передаточным числом 7,44 характеризуется самым пологим лучом, направленным к точке на средней горизонтали, равной 0,87. Совместная работа КП и РК на низшем режиме дополняется вторым лучом 0,477. В логарифмическом масштабе это составит 1,35, что соответствует передаточному числу 22,3.

Крутящий момент от КП поступает по валу 2, муфте 28, венцу 5, валу 3 на солнечную шестерню 4. Шестерня 4 передает вращение сателлитам 13, которые обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 14, вращают водило 9 в три раза медленнее, чем вал 2. Увеличенный крутящий момент от водила 9 по трубчатому валу 8 поступает на венец 12, затем муфтой 31 передается валу 7 привода одного из ведущих мостов задней тележки. Также от водила 9 усилие венцом 11, муфтой 29 передается на венец 18, вал 17, шестерни 19 и 20 и далее на дифференциал 21. Дифференциал 21 распределяет крутящий момент крестовиной 22, сателлитами 23 на шестерне 24 вала 25 привода переднего моста и шестерню 26 вала 27 привода второго моста задней тележки. В сложных дорожных условиях дифференциал блокируется, когда муфта 33 замыкает между собой корпус дифференциала 21 и вал 27.

Высшая передача

Муфты в правом положении II (см. фиг. 1, нижнее положение муфт). Муфта 28 соединяет венец ведущего вала 2 с венцом 10 вала 8 привода водила 9. Муфта 29 соединяет венец 18 с венцом 15 эпициклического колеса 14. Муфта 30 находится в выключенном положении. Муфта 31 соединяет венец 6 вала 3 привода солнечной шестерни 4 с венцом вала 7 привода одного из мостов задней тележки.

Крутящий момент от ведущего вала 1 муфтой 28 передается по венцу 10 и трубчатому валу 8 на водило 9 планетарного механизма, включенного в режиме дифференциала. Сателлиты 13 распределяют усилие на эпициклическое колесо 14 и солнечную шестерню 4. От солнечной шестерни 4 по валу 3 и зубчатому венцу 6 муфтой 31 одна треть поступившего на несимметричный дифференциал крутящего момента передается на вал 7 и на один из ведущих мостов задней тележки. Две трети крутящего момента от эпициклической шестерни 14 венцом 15 и муфтой 29 передаются на венец 18, далее по трубчатому валу 17 на шестерни 19 и 20, затем на симметричный дифференциал 21. Симметричный дифференциал распределяет поровну поступивший на него крутящий момент. От крестовины 22 сателлитами 23 половина усилия передается на шестерню 24 и вал 25 привода переднего моста, другая половина усилия - на шестерню 26 и вал 27 привода второго ведущего моста задней тележки. На каждый ведущий мост в дифференциальном режиме передается по одной трети от исходного крутящего момента.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2, верхняя часть) этот режим работы РК представлен вертикальными лучами, соответствующими передаточному числу, равному единице. Например, работа трансмиссии на третьей передаче в КП и высшей передаче в РК характеризуется двумя лучами. Луч, представляющий работу КП, выходит из крайней левой точки верхней горизонтали и направлен вниз направо к точке 0,36 на шкале логарифма передаточных чисел средней горизонтали. Второй вертикальный луч, соответствующий работе РК, направлен вверх к т.6 с передаточным числом 2,29.

Положительный эффект выражается в расширении эксплуатационных возможностей транспортного средства за счет увеличения диапазона трансмиссии и реализации дифференциального привода ведущих мостов. Например, автомобиль ЗИЛ-157К с базовой РК имеет блокированный привод ведущих мостов, что исключает возможность постоянного использования переднего моста в тяговом режиме. РК имеет ограниченный диапазон 2,27/1.16=1,96, трансмиссия автомобиля в целом также обладает невысоким диапазоном (7,44х2,27)/1,16=14,56. Распределение интервалов передаточных чисел по диапазону неоптимально (см. фиг. 2, нижняя горизонталь), интервалы между некоторыми передачами невелики, 9,31/8.63=1,08 и 5,2/4,76= 1,09; вместо теоретически возможных 5х2=10 передач реально получаем только 8. Эти факторы существенно ограничивают эксплуатационные возможности автомобиля. Предлагаемая РК практически при той же металлоемкости, что и у прототипа, обеспечивает более широкие эксплуатационные возможности автомобиля как за счет использования всех трех ведущих мостов в тяговом режиме, так и значительного увеличения диапазона передаточных чисел трансмисси, Д=22,3 (см. фиг. 2 верхняя горизонталь).