RU171000U1 - CYLINDER TRANSFER BOX DIFFERENTIAL - Google Patents

Abstract

Цилиндрический дифференциал раздаточной коробки содержит водило (1) и шестерни (2), соединенные между собой болтами (3). В отверстия водила (1) дифференциала запрессованы оси (8) сателлита, па которые установлены игольчатые подшипники (9), служащие опорами вращения для сателлитов (10). Водило (1) дифференциала состоит из двух деталей: корпуса (22) и муфты (23), сваренных между собой по большему наружному диаметру Б муфты. При этом в корпусе (22) водила выполнены отверстия В под оси (8) сателлитов, а в муфте (23) водила - отверстия Г. Была решена задача создания надежного устройства. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.The cylindrical differential of the transfer case contains a carrier (1) and gears (2), interconnected by bolts (3). The axles (8) of the satellite are pressed into the holes of the carrier (1) of the differential, on which needle bearings (9) are installed, which serve as rotation supports for satellites (10). The carrier (1) of the differential consists of two parts: the housing (22) and the coupling (23), welded together over the larger outer diameter B of the coupling. At the same time, holes B were made in the body (22) of the carrier under the axis (8) of the satellites, and holes in the coupling (23) of the carrier drove G. The problem of creating a reliable device was solved. 2 C.p. f-ls, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для передачи и распределения мощности на передний и задний мосты автомобиля.The utility model relates to transport engineering, and in particular to devices for transmitting and distributing power to the front and rear axles of a vehicle.

Известен дифференциал раздаточной коробки, состоящий из вала привода переднего моста с солнечной шестерней, водила, осей сателлитов (RU № 159262U, МПК F16H 57/04 (2010.01), F16H 48/00 (2012.01), опубл. 10.02.2016).The differential of the transfer case is known, consisting of a front axle drive shaft with a sun gear, a carrier, satellite axles (RU No. 159262U, IPC F16H 57/04 (2010.01), F16H 48/00 (2012.01), publ. 02.10.2016).

Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не обеспечивает достаточной надежности.The disadvantage of this design is that it does not provide sufficient reliability.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является дифференциал, содержащий водило с шестерней, сателлиты, установленные посредством игольчатых подшипников на осях, размещенных в отверстиях водила, устройство фиксации осей сателлита (патент RU № 137071U, МПК F16H 48/10 (2012.01), F16H 1/28 (2006.01) опубл. 27.01.2014).The closest to the claimed technical solution according to the set of essential features and the technical result achieved is a differential containing a carrier with gear, satellites mounted by needle bearings on the axles located in the holes of the carrier, a device for fixing the satellite axles (patent RU No. 137071U, IPC F16H 48 / 10 (2012.01), F16H 1/28 (2006.01) published on 01.27.2014).

Недостаток данных дифференциалов заключается в том, что водило в них имеет сложную конфигурацию, что усложняет процесс его изготовления и отрицательно влияет на надежность.The disadvantage of these differentials is that the carrier in them has a complex configuration, which complicates the process of its manufacture and negatively affects reliability.

При устранении имеющихся недостатков авторы исходили из того, что водило дифференциала передает значительный крутящий момент, особенно в режиме блокирования дифференциала, поэтому торцевые зубья водила должны быть выполнены из прочного материала с дополнительной закалкой. Было рассмотрено два варианта технологии его изготовления: из отливки и из поковки.To eliminate the existing shortcomings, the authors proceeded from the fact that the differential carrier transfers significant torque, especially in the differential blocking mode, therefore, the end teeth of the carrier must be made of durable material with additional hardening. Two options for the technology of its manufacture were considered: from casting and from forging.

В первом случае из-за сложной конфигурации детали высока вероятность получения литейного брака (газовые, термоусадочные раковины). Для получения высокой прочности торцевых зубьев нельзя применять закалку с цементацией, т.к. это может привести к деформации детали. Применение же высокоуглеродистой легированной стали с закалкой зубьев токами высокой частоты приведет к удорожанию детали.In the first case, due to the complex configuration of the part, there is a high probability of casting (gas, heat-shrink shells). To obtain high strength end teeth, it is impossible to apply hardening with cementation, because this may cause deformation of the part. The use of high-carbon alloy steel with hardening of teeth by high-frequency currents will increase the cost of the part.

Во втором рассмотренном случае из-за сложной конфигурации детали и ограничений технологии получения поковки усложняется и становится дороже механическая обработка детали, а также высокий процент металла уходит в стружку. Что касается получения высокой прочности торцевых зубьев, здесь, как и в первом случае, имеются те же недостатки.In the second case considered, due to the complex configuration of the part and the limitations of the technology for producing forgings, the machining of the part becomes more complicated and more expensive, as well as a high percentage of metal goes into shavings. With regard to obtaining high strength end teeth, here, as in the first case, there are the same disadvantages.

Была поставлена задача за счет изменения конструкции дифференциала обеспечить более высокие показатели по надежности.The task was set to provide higher reliability indicators by changing the design of the differential.

Для решения поставленной задачи в цилиндрическом дифференциале раздаточной коробки, содержащем водило с шестерней, сателлиты, установленные посредством игольчатых подшипников на осях, размещенных в отверстиях водила, последнее состоит из двух частей: корпуса и муфты, жестко связанных между собой по большему наружному диаметру муфты, при этом в корпусе и муфте водила выполнены соосные отверстия под оси сателлитов. В частном случае исполнения корпус и муфта водила соединены между собой при помощи сварки, а диаметр отверстия муфты не менее диаметра отверстия корпуса водила.To solve this problem, in the cylindrical differential of the transfer case containing the carrier with gear, the satellites mounted by means of needle bearings on the axles located in the holes of the carrier, the latter consists of two parts: the housing and the coupling, rigidly connected to each other over the larger outer diameter of the coupling, In this case, coaxial holes are made under the axis of the satellites in the body and clutch of the carrier. In the particular case of execution, the body and carrier carrier are interconnected by welding, and the diameter of the coupling hole is not less than the diameter of the carrier body hole.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что водило дифференциала состоит из двух частей: корпуса и муфты, жестко связанных между собой по большему наружному диаметру муфты, при этом в корпусе и муфте водила выполнены соосные отверстия под оси сателлитов, позволяет обеспечить высокие показатели по прочности и надежности, а также технологичности изготовления, снизив при этом затраты на производство детали.The combination of distinctive features, namely, that the differential carrier consists of two parts: the housing and the coupling, rigidly interconnected by the larger outer diameter of the coupling, while the carrier’s housing and the coupling are made with coaxial holes under the axis of the satellites, which ensures high strength values and reliability, as well as manufacturability, while reducing the cost of manufacturing the part.

Анализ известных технических решений но научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of known technical solutions but scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the proposed solution was not previously known, therefore, it meets the condition of patentability “novelty”.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

фиг. 1 - цилиндрический дифференциал раздаточной коробки в разрезе;FIG. 1 - a cylindrical differential of the transfer case in the context;

фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1.FIG. 2 is the same, view A in FIG. one.

Цилиндрический дифференциал раздаточной коробки содержит водило 1 и шестерни 2, соединенные между собой болтами 3. Опорами вращения для дифференциала служат конические роликовые подшипники 4 и 5, установленные в отверстиях картера 6 раздаточной коробки и крышки 7 картера соответственно.The cylindrical differential of the transfer case contains a carrier 1 and gears 2, interconnected by bolts 3. The rotation bearings for the differential are conical roller bearings 4 and 5 installed in the openings of the case 6 of the transfer case and the cover 7 of the case, respectively.

В отверстия водила 1 дифференциала запрессованы оси 8 сателлита, на которые установлены игольчатые подшипники 9, служащие опорами вращения для сателлитов 10. С сателлитами 10 зацеплены вал 11 привода переднего моста и вал 12 привода заднего моста.The axles 8 of the satellite are pressed into the holes of the carrier 1 of the differential, on which the needle bearings 9 are mounted, which serve as rotation supports for the satellites 10. With the satellites 10, the front axle drive shaft 11 and the rear axle drive shaft 12 are engaged.

К картеру 6 раздаточной коробки шпильками 13 и гайками 14 прикреплен картер 15 привода переднего моста, в отверстии которого установлен шариковый подшипник 16, служащий опорой вращения для вала 11 привода переднего моста. На шлицах вала 11 привода переднего моста подвижно установлена муфта 17 блокировки дифференциала, связанная с вилкой 18 блокировки. На левом конце вала 11 привода переднего моста неподвижно установлен фланец 19 переднего моста.To the crankcase 6 of the transfer case with pins 13 and nuts 14, a front axle drive housing 15 is attached, in the opening of which a ball bearing 16 is installed, which serves as a rotation support for the front axle drive shaft 11. On the splines of the shaft 11 of the front axle drive, the differential lock clutch 17 is movably mounted, connected to the lock fork 18. At the left end of the shaft 11 of the front axle drive, the front axle flange 19 is fixedly mounted.

В отверстии крышки 7 картера установлен сферический роликовый подшипник 20, служащий опорой вращения вала 12 привода заднего моста. На правом конце вала 12 привода заднего моста неподвижно установлен фланец 21 заднего моста.A spherical roller bearing 20 is installed in the opening of the cover 7 of the crankcase, which serves as a support for the rotation of the shaft 12 of the rear axle drive. At the right end of the rear axle drive shaft 12, a rear axle flange 21 is fixedly mounted.

Водило 1 дифференциала состоит из двух деталей: корпуса 22 и муфты 23, сваренных между собой по большему наружному диаметру Б муфты. При этом в корпусе 22 водила выполнены отверстия В под оси 8 сателлитов, а в муфте 23 водила - отверстия Г, причем диаметр отверстия Г выполнен не менее диаметра отверстия В. Такое исполнение позволит обрабатывать отверстия В и Г разными инструментами, причем отверстие В обрабатывают до сварки этих деталей, что, в свою очередь, позволит снизить трудоемкость операции сверления отверстий, уменьшить время обработки, а также за счет уменьшения глубины отверстия исключить увод сверла, улучшить качество детали.The carrier 1 of the differential consists of two parts: the housing 22 and the coupling 23, welded together for a larger outer diameter B of the coupling. At the same time, holes B were made in the body 22 of the carrier under the axis 8 of the satellites, and holes 23 in the carrier 23, and the diameter of the hole G was made not less than the diameter of the hole B. This design will allow you to process holes B and G with different tools, and hole B is machined to welding of these parts, which, in turn, will reduce the laboriousness of the operation of drilling holes, reduce processing time, and also by reducing the depth of the hole to eliminate the drill, improve the quality of the part.

Цилиндрический дифференциал работает следующим образом.A cylindrical differential works as follows.

В режиме дифференциального привода (фиг. 1) крутящий момент, воспринимаемый шестерней 2 дифференциала от шестерни раздаточной коробки, распределяется планетарным механизмом в определенной пропорции на фланец 19 переднего моста и фланец 21 заднего моста. При перемещении вилки 18 блокировки с муфтой 17 блокировки дифференциала торцевые зубья муфт 17 и 23 входят в зацепление и начинают передавать крутящий момент, дифференциал работает в блокированном режиме, жестко связывая валы 11 и 12.In the differential drive mode (Fig. 1), the torque perceived by the differential gear 2 from the gear of the transfer case is distributed by the planetary mechanism in a certain proportion to the front axle flange 19 and the rear axle flange 21. When moving the locking fork 18 with the differential locking clutch 17, the end teeth of the couplings 17 and 23 become engaged and begin to transmit torque, the differential operates in a locked mode, rigidly connecting the shafts 11 and 12.

При разделении водила 1 дифференциала на две детали и сварке их по диаметру Б изменяется технология изготовления деталей. Корпус 22 водила может быть изготовлен путем литья из обычной конструкционной стали без применения закалки, поскольку эта деталь не подвержена высоким нагрузкам при работе дифференциала. Муфта 23 водила может быть изготовлена путем ковки среднеуглеродистой легированной стали и подвергнута цементации с последующей закалкой. Такая технология обеспечит высокую прочность и ресурс торцевых зубьев за счет твердого поверхностного слоя и вязкой сердцевины.When dividing the carrier 1 differential into two parts and welding them by diameter B, the manufacturing technology of the parts changes. The carrier body 22 can be made by casting from ordinary structural steel without the use of hardening, since this part is not subject to high loads during the operation of the differential. The carrier coupling 23 can be manufactured by forging medium carbon alloy steel and subjected to cementation followed by hardening. This technology will provide high strength and resource end teeth due to the hard surface layer and a viscous core.

Изготовление водила 1 дифференциала из двух деталей (корпуса 22 и муфты 23) и последующая сварка этих деталей по диаметру Б дает следующие преимущества:The manufacture of the carrier 1 differential from two parts (housing 22 and coupling 23) and the subsequent welding of these parts in diameter B gives the following advantages:

достигается высокая прочность соединения за счет большого радиуса приложения силы, действующей от передаваемого водилом 1 крутящего момента;high joint strength is achieved due to the large radius of application of force acting from the torque transmitted by the carrier 1;

удаленность сварочного шва и зоны термического влияния от нагруженных мест деталей: торцевых зубьев и диаметра под подшипники 4 муфты 23, отверстия В корпуса 22 под оси 8 сателлита, что увеличивает прочность водила 1 в целом;the distance of the weld and the heat affected zone from the loaded parts: the end teeth and the diameter for the bearings 4 of the coupling 23, the holes B of the housing 22 under the axis 8 of the satellite, which increases the strength of carrier 1 as a whole;

возможность применения лазерной или электронно-лучевой сварки, что дает высокую производительность, качество шва и автоматизацию процесса сварки деталей.the possibility of using laser or electron beam welding, which gives high productivity, weld quality and automation of the welding process of parts.

Таким образом, разделение водила 1 па две детали по диаметру Б с последующей их сваркой позволит получить более надежную, простую, технологичную и экономичную конструкцию.Thus, the separation of the carrier 1 pa into two parts of diameter B with their subsequent welding will allow a more reliable, simple, technological and economical design.

Техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The technical solution meets the requirements of industrial applicability and is possible for implementation on standard processing equipment.

Claims (3)

1. Цилиндрический дифференциал раздаточной коробки, содержащий водило с шестерней, сателлиты, установленные посредством игольчатых подшипников на осях, размещенных в отверстиях водила, отличающийся тем, что водило состоит из двух частей: корпуса и муфты, жестко связанных между собой по большему наружному диаметру муфты, при этом в корпусе и муфте водила выполнены соосные отверстия под оси сателлитов.1. The cylindrical differential of the transfer case containing the carrier with gear, satellites mounted by means of needle bearings on the axles located in the holes of the carrier, characterized in that the carrier consists of two parts: a housing and a coupling rigidly connected to each other over the larger outer diameter of the coupling, in this case, coaxial holes are made under the axis of the satellites in the body and clutch of the carrier. 2. Цилиндрический дифференциал по п. 1, отличающийся тем, что корпус и муфта водила соединены между собой при помощи сварки.2. A cylindrical differential according to claim 1, characterized in that the housing and the carrier coupled are interconnected by welding. 3. Цилиндрический дифференциал по п. 1, отличающийся тем, что диаметр отверстий под оси сателлитов муфты не менее диаметра отверстий корпуса водила.3. The cylindrical differential according to claim 1, characterized in that the diameter of the holes under the axis of the clutch satellites is not less than the diameter of the holes of the carrier body.

Images