RU2160192C1 - Vehicle transfer case - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering; transfer cases. SUBSTANCE: transfer case has housing accommodating drive shaft with gear, driving forward axle drive shaft with gear, countershaft with gear, interaxle differential with countershaft, driving rear axle drive shaft arranged in countershaft space and provided with differential gear rigidly secured on its one end, and differential lock-up clutch. Drive shaft is rigidly coupled with housing of bevel differential. Pair of gears installed on common pin in differential serves as drive shaft gear. Pin has hole for fitting-in indicated end of shaft of driving rear axle from side of drive shaft. One end of hollow countershaft is rigidly coupled with differential gear opposite to drive shaft gear of driving rear axle. Gears for engagement with differential lock-up clutch arranged above are rigidly secured on opposite ends of shafts. Countershaft gear is in constant meshing with drive shaft gear of forward driving axle and indicated gear of hollow countershaft. EFFECT: reduced vibration and load on housing and bearing units of driving axle shafts at small overall dimensions of transfer case. 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к раздаточным коробкам для транспортных средств повышенной проходимости. The invention relates to a transport engineering industry, in particular to transfer cases for off-road vehicles.

Известна раздаточная коробка передач для транспортного средства, содержащая установленные в корпусе соосно расположенные входной вал и вал привода, на которых установлены шестерни, зацепленные с колесами, установленными на промежуточном валу, одно из которых, а именно зацепленное с шестерней входного вала, установлено на промежуточном валу свободно, другое - жестко, и размещенные между шестернями и колесами связанные между собой скользящие муфты, одна из которых установлена с возможностью взаимодействия с шестерней вала привода, причем шестерня на входном валу закреплена жестко. Улучшение эксплуатационных качеств коробки достигнуто свободной установкой шестерни на валу привода и размещением скользящей муфты промежуточного вала на ступице свободно установленного колеса [1]. A transfer gearbox for a vehicle is known comprising a coaxially located input shaft and a drive shaft mounted on a housing, on which gears are mounted engaged with wheels mounted on an intermediate shaft, one of which, namely, engaged with an input shaft gear, is mounted on the intermediate shaft freely, the other rigidly, and sliding couplings interconnected between gears and wheels, one of which is installed with the possibility of interaction with the gear of the drive shaft, gear on the input shaft is fixed firmly. Improving the performance of the box is achieved by the free installation of the gear on the drive shaft and the placement of the sliding coupling of the intermediate shaft on the hub of a freely mounted wheel [1].

Раздаточная коробка проста и компактна в конструктивном исполнении, вместе с тем наличие в ее составе двух связанных между собой скользящих муфт создает предпосылки к заеданиям в передачах при работе рычага переключения. Кроме того, отсутствие в составе коробки межосевого дифференциала ухудшает плавность хода транспортного средства. The transfer case is simple and compact in design, however, the presence of two sliding sliding couplings in its composition creates the prerequisites for jamming in the gears when the shift lever is operated. In addition, the lack of an interaxle differential in the gearbox worsens the smoothness of the vehicle.

Известна многоступенчатая раздаточная коробка Ступина В.Г. для транспортного средства, содержащая установленные в корпусе ведущий вал, параллельный ему трубчатый промежуточный вал с концом, выведенным за стенку корпуса, установленный на указанном конце трубчатого вала межосевой дифференциал, два приводимых дифференциалом соосных выходных вала, один из которых размещен внутри трубчатого вала, по крайней мере две пары шестерен, связывающих ведущий вал с трубчатым валом и по крайней мере одну муфту переключения ступеней. Повышение дифференциальных возможностей коробки достигнуто введением в коробку муфты блокировки дифференциала, установленной на конце трубчатого вала, выступающего за стенку корпуса со стороны, противоположной дифференциалу, для связи трубчатого вала с расположенным в нем выходным валом, при этом все ведущие шестерни закреплены на ведущем валу, а ведомые шестерни пар шестерен свободно установлены на трубчатом промежуточном валу и связаны с ним посредством переключающей муфты [2]. Known multistage transfer case Stupina V.G. for a vehicle, comprising a drive shaft installed in the housing, a tubular intermediate shaft parallel to it with an end extended beyond the housing wall, an interaxle differential mounted on the indicated end of the tubular shaft, two coaxial output shafts driven by the differential, one of which is located inside the tubular shaft, at least at least two pairs of gears connecting the drive shaft to the tubular shaft and at least one gear shift clutch. Increasing the differential capabilities of the box is achieved by introducing into the box a differential lock clutch mounted on the end of the tubular shaft protruding beyond the housing wall from the opposite side of the differential to connect the tubular shaft with the output shaft located in it, while all the drive gears are fixed to the drive shaft, and driven gears of a pair of gears are freely mounted on the tubular intermediate shaft and connected to it by means of a switching clutch [2].

Наличие блокировочных режимов и улучшение смазки повысили эксплуатационные качества раздаточной коробки, вместе с тем выступание обоих концов трубчатого вала за стенки корпуса привело к значительному увеличению как габаритов, так и веса коробки, а также необходимого для нормального функционирования всех ее механизмов количества смазки. Кроме того, при передаче крутящего момента повысились нагрузки на корпус и подшипники выходных валов. The presence of locking modes and improved lubrication improved the performance of the transfer case, however, the protrusion of both ends of the tubular shaft beyond the housing walls led to a significant increase in both the dimensions and weight of the box, as well as the amount of lubrication necessary for the normal functioning of all its mechanisms. In addition, when transmitting torque, loads on the housing and bearings of the output shafts increased.

Известна раздаточная коробка для транспортного средства, содержащая установленный в корпусе ведущий вал с жестко закрепленной на нем шестерней, постоянно зацепленной с шестерней, жестко закрепленной на промежуточном валу, на котором свободно установлена соединяемая муфтой с упомянутым валом шестерня, постоянно зацепленная с шестерней, жестко закрепленной на водиле дифференциала, полуосевые шестерни которого связаны с выходными валами. Улучшение смазки вращающихся элементов коробки достигнуто тем, что на водило дифференциала свободно установлена дополнительная шестерня и дополнительная муфта, соединяющая указанную шестерню с водилом дифференциала, а сама дополнительная шестерня постоянно зацеплена с шестерней, жестко закрепленной на промежуточном валу [3]. A transfer case for a vehicle is known, comprising a drive shaft mounted in the housing with a gear rigidly fixed thereon, continuously engaged with a gear rigidly mounted on an intermediate shaft, on which a gear is permanently mounted connected by a coupling with said shaft, permanently engaged with a gear rigidly mounted on differential carrier, the semi-axial gears of which are connected with the output shafts. Improving the lubrication of the rotating elements of the box is achieved by the fact that an additional gear and an additional clutch connecting the specified gear with the differential carrier are freely mounted on the differential carrier, and the additional gear itself is constantly engaged with the gear rigidly fixed to the intermediate shaft [3].

Коробка наиболее близка к изобретению по совокупности существенных признаков и принята в качестве прототипа. The box is closest to the invention in terms of essential features and is accepted as a prototype.

Улучшение смазки вращающихся элементов коробки повысило ее эксплуатационные качества, вместе с тем, выполнение межосевого дифференциала в виде планетарного редуктора привело к увеличению габаритов и веса коробки, и как в коробке по [2], к повышению нагрузок на корпус и подшипники выходных валов при передаче крутящего момента от двигателя транспортного средства. Кроме того, разнесенное в параллельных плоскостях размещение ведущего вала и соосных, выступающих с разных сторон корпуса, валов привода переднего и заднего ведущих мостов создает предпосылки к ускоренному появлению люфтов и вибрации в звеньях кинематической схемы коробки, особенно в цепи "ведущий вал - вал заднего моста", и как следствие к снижению надежности и долговечности коробки. Improving the lubrication of the rotating elements of the box increased its operational qualities, however, the implementation of the interaxle differential in the form of a planetary gearbox led to an increase in the dimensions and weight of the box, and as in the box according to [2], to increased loads on the housing and bearings of the output shafts during transmission of torque moment from the engine of the vehicle. In addition, the spacing of the drive shaft and coaxial drive shafts of the front and rear drive axles spaced in parallel planes, creates the prerequisites for the accelerated appearance of backlash and vibration in the links of the kinematic circuit of the box, especially in the drive-shaft circuit of the rear axle ", and as a result to reduce the reliability and durability of the box.

Задача изобретения состоит в создании малогабаритной раздаточной коробки с размещенным в полости промежуточного вала валом привода заднего ведущего моста, передача крутящего момента от двигателя на передний и задний мосты в которой осуществлялась бы при значительно уменьшенных уровне вибраций и нагрузках на корпус и подшипниковые узлы валов ведущих переднего и заднего мостов транспортного средства. The objective of the invention is to create a small transfer case with a rear drive axle drive shaft located in the cavity of the intermediate shaft, the transmission of torque from the engine to the front and rear axles in which would be carried out with significantly reduced vibration levels and loads on the housing and bearing assemblies of the front and rear axles of a vehicle.

Задача решается тем, что в раздаточной коробке для транспортного средства, содержащей установленные в корпусе ведущий вал с шестерней, вал привода переднего ведущего моста с жестко закрепленной на нем шестерней, промежуточный вал с жестко закрепленной на нем шестерней, межосевой дифференциал с промежуточным полым валом, размещенный в полости промежуточного вала вал привода заднего ведущего моста с жестко закрепленной на одном его конце шестерней дифференциала и муфту блокировки дифференциала, согласно изобретению ведущий вал жестко связан с корпусом конического дифференциала, пара установленных на общем пальце шестерен которого служит в качестве шестерни ведущего вала, палец снабжен отверстием для установки указанного конца вала привода заднего ведущего моста со стороны ведущего вала, один конец промежуточного полого вала жестко связан с шестерней дифференциала, противолежащей шестерне вала привода заднего ведущего моста, а на противоположных концах последних указанных валов жестко закреплены шестерни, предназначенные для взаимодействия с размещенной над ними муфтой блокировки дифференциала, при этом шестерня промежуточного вала постоянно зацеплена с шестерней вала привода переднего ведущего моста и указанной шестерней промежуточного полого вала. The problem is solved in that in a transfer case for a vehicle containing a drive shaft with a gear installed in the housing, a drive shaft of the front drive axle with a gear rigidly fixed thereon, an intermediate shaft with a gear rigidly fixed thereon, an interaxle differential with an intermediate hollow shaft, located in the cavity of the intermediate shaft, the drive shaft of the rear drive axle with the differential gear rigidly fixed at one end thereof and the differential lock clutch, according to the invention, the drive shaft is rigidly secured with knitted with a conical differential case, a pair of gears installed on the common finger of which serves as the drive shaft gear, the finger is provided with an opening for installing the specified end of the rear drive axle drive shaft from the drive shaft side, one end of the intermediate hollow shaft is rigidly connected to the differential gear opposite the gear the drive shaft of the rear drive axle, and at the opposite ends of the last specified shafts gears are fixed that are designed to interact with placed above them differential lock clutch, while the gear of the intermediate shaft is constantly engaged with the gear shaft of the drive of the front drive axle and the specified gear of the intermediate hollow shaft.

При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в:
- снижении нагрузок на корпус коробки и его подшипниковые узлы, возможности изготовления корпуса с минимальными габаритами, весом и объемом используемого для смазки подвижных частей и механизмов масла, что обусловлено использованием компактного конического межосевого дифференциала, наличием жесткой связи между ведущим валом и корпусом дифференциала, а также установкой вала привода заднего ведущего моста по оси ведущего вала;
- снижении уровня вибраций, повышении надежности и долговечности коробки, что обусловлено использованием обращенных сателлитов дифференциала для передачи крутящего момента по "короткой" кинематической схеме одновременно на оба ведущих моста транспортного средства;
- упрощении сборки, регулировки и обслуживания коробки, что обусловлено использованием в ее кинематической схеме минимально необходимого числа механизмов и зубчатых пар между ведущим валом и валами приводов обоих ведущих мостов.When using the invention, a technical result can be obtained, expressed in:
- reducing loads on the case of the box and its bearing units, the possibility of manufacturing a case with minimum dimensions, weight and volume used for lubricating moving parts and mechanisms of oil, which is due to the use of a compact conical center differential, the presence of a rigid connection between the drive shaft and the differential case, as well installing the drive shaft of the rear drive axle along the axis of the drive shaft;
- reducing the level of vibration, increasing the reliability and durability of the box, which is due to the use of reversed differential gears to transmit torque via a "short" kinematic scheme simultaneously to both driving axles of the vehicle;
- simplification of assembly, adjustment and maintenance of the box, due to the use in its kinematic scheme of the minimum required number of mechanisms and gear pairs between the drive shaft and drive shafts of both drive axles.

Другие преимущества заявляемого изобретения будут видны из описания и чертежа общего вида раздаточной коробки. Other advantages of the claimed invention will be apparent from the description and drawing of the general view of the transfer case.

В корпусе 1 расположен приводимый от двигателя (не показан) через коробку передач (не показана) ведущий вал 2, торец которого жестко связан с корпусом 3 конического межосевого дифференциала, противолежащие шестерни 4 и 5 которого установлены на общем пальце 6, имеющем центральное отверстие 7, предназначенное для пропуска одного конца вала 8 привода заднего ведущего моста транспортного средства и его жесткой связи с шестерней 9 другой пары шестерен дифференциала. Противолежащая шестерне 9 шестерня 10 этой пары жестко связана с одним концом полого промежуточного вала 11, на другом конце которого жестко закреплена шестерня 12, постоянно зацепленная с шестерней 13 промежуточного вала 14, которая, в сою очередь, постоянно зацеплена с шестерней 15 вала 16 привода переднего ведущего моста транспортного средства. Вал 8 установлен в корпусе 1 соосно валу 2, его противолежащий дифференциалу конец выступает из полости 17 вала 11 и жестко связан с шестерней 18, расположенной рядом с шестерней 12, а муфта 19 блокировки дифференциала установлена в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с обоими шестернями 12 и 18. In the housing 1 is located driven from the engine (not shown) through the gearbox (not shown), the drive shaft 2, the end of which is rigidly connected to the housing 3 of the conical center differential, the opposing gears 4 and 5 of which are mounted on a common pin 6 having a Central hole 7, designed to pass one end of the shaft 8 of the drive of the rear driving axle of the vehicle and its rigid connection with gear 9 of another pair of differential gears. The opposite gear 9, the gear 10 of this pair is rigidly connected to one end of the hollow intermediate shaft 11, on the other end of which is fixed the gear 12, which is constantly engaged with the gear 13 of the intermediate shaft 14, which, in turn, is constantly engaged with the gear 15 of the front drive shaft 16 drive axle of a vehicle. The shaft 8 is installed in the housing 1 coaxially to the shaft 2, its opposite end to the differential protrudes from the cavity 17 of the shaft 11 and is rigidly connected to the gear 18 located next to the gear 12, and the differential lock clutch 19 is installed in the housing 1 with the possibility of interaction with both gears 12 and 18.

Раздаточная коробка работает следующим образом. Transfer box works as follows.

При движении транспортного средства вращающий момент от двигателя передается через ведущий вал 2, корпус 3, палец 6, шестерни 4, 5 на шестерни 9 и 10, от которых соответственно на вал 8 заднего ведущего моста и через промежуточный полый вал 11, шестерни 12, 13, 15 на вал 16 привода переднего ведущего моста. Для блокировки дифференциала муфтой 19 зацепляют шестерни 12 и 18 между собой. When the vehicle is moving, the torque from the engine is transmitted through the drive shaft 2, housing 3, pin 6, gears 4, 5 to gears 9 and 10, from which respectively to the shaft 8 of the rear drive axle and through the intermediate hollow shaft 11, gears 12, 13 , 15 to the front drive axle drive shaft 16. To lock the differential, the clutch 19 engages the gears 12 and 18 with each other.

Таким образом, жесткая связь вала 2 с корпусом 3 конического дифференциала при соосной установке валов 2 и 8 позволила создать малогабаритную раздаточную коробку с легким жестким корпусом и надежной смазкой всех вращающихся частей и механизмов при минимально необходимом количестве масла, с использованием наиболее коротких кинематических цепей в схеме коробки для передачи вращающего момента от двигателя на оба ведущих моста транспортного средства. Thus, the rigid connection of the shaft 2 with the housing 3 of the conical differential with the coaxial installation of the shafts 2 and 8 made it possible to create a small-sized transfer case with a light rigid body and reliable lubrication of all rotating parts and mechanisms with the minimum amount of oil, using the shortest kinematic chains in the circuit boxes for transmitting torque from the engine to both drive axles of the vehicle.

Всесторонние испытания полноприводного автомобиля на базе модели "Орбита" ижевского автозавода с раздаточной коробкой заявленной схемы полностью подтвердили ее высокую надежность, долговечность и простоту обслуживания. Comprehensive tests of an all-wheel drive vehicle based on the Orbit model of the Izhevsk Automobile Plant with a transfer case of the claimed scheme fully confirmed its high reliability, durability and ease of maintenance.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 523817, кл. B 60 K 17/28, опубл. 05.08.76, Бюл. N 29
2. Авторское свидетельство СССР N 1055664, кл. B 60 K 17/34, опубл. 23.11.83, Бюл. N 43
3. Авторское свидетельство СССР N 522971, кл. B 60 K 17/34, опубл. 30.07.76, Бюл. N 28 - прототип.Sources of information
1. USSR author's certificate N 523817, cl. B 60 K 17/28, publ. 08/05/76, Bull. N 29
2. USSR author's certificate N 1055664, cl. B 60 K 17/34, publ. 11/23/83, Bull. N 43
3. Copyright certificate of the USSR N 522971, cl. B 60 K 17/34, publ. 07.30.76, Bull. N 28 is a prototype.

Claims (1)

Раздаточная коробка для транспортного средства, содержащая установленные в корпусе ведущий вал с жестко закрепленной на нем шестерней, вал привода переднего ведущего моста с жестко закрепленной на нем шестерней, промежуточный вал с жестко закрепленной на нем шестерней, межосевой дифференциал с промежуточным полым валом, размещенный в полости промежуточного вала вал привода заднего ведущего моста с жестко закрепленной на одном его конце шестерней дифференциала и муфту блокировки дифференциала, отличающаяся тем, что ведущий вал жестко связан с корпусом конического дифференциала, пара установленных на общем пальце шестерен которого служит в качестве шестерни ведущего вала, палец снабжен отверстием для установки указанного конца вала привода заднего ведущего моста со стороны ведущего вала, один конец промежуточного полого вала жестко связан с шестерней дифференциала, противолежащей шестерне вала привода заднего ведущего моста, а на противоположных концах последних указанных валов жестко закреплены шестерни, предназначенные для взаимодействия с размещенной над ними муфтой блокировки дифференциала, при этом шестерня промежуточного вала постоянно зацеплена с шестерней вала привода переднего ведущего моста и указанной шестерней промежуточного полого вала. Transfer case for a vehicle, comprising a drive shaft mounted in the housing with a gear fixed to it, a drive shaft of the front drive axle with a gear fixed to it, an intermediate shaft with a gear fixed to it, an interaxle differential with an intermediate hollow shaft located in the cavity of the intermediate shaft, the drive shaft of the rear drive axle with the differential gear rigidly fixed at one end thereof and the differential lock clutch, characterized in that the drive shaft is rigidly connected to the case of the conical differential, a pair of gears installed on the common finger of which serves as the gear of the drive shaft, the finger is provided with an opening for installing the specified end of the drive shaft of the rear drive axle from the drive shaft, one end of the intermediate hollow shaft is rigidly connected to the differential gear, the opposite gear the drive shaft of the rear drive axle, and at the opposite ends of the last specified shafts gears are fixed that are designed to interact with placed above it coupling the differential lock, the gear countershaft gear constantly engaged with the drive shaft of the front axle and said intermediate gear hollow shaft.