RU2248891C1 - Two-step planetary transfer case - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to drives of all-wheel-drive cross-country vehicles designed for riding along roads and off-road. Proposed two-step planetary transfer case contains upper planetary reduction gear providing two speeds of transfer case, intermediate shaft with gear 5 and lower planetary reduction gear being essentially differential drive for rear and front driving axles. Driving member of upper planetary reduction gear is crown gear 9 stationary connected with drive shaft 8, driven member is carrier 13 and controlled member is central gear 11. Gears of upper planetary reduction gear, driving gear 4, intermediate gear 5 and driven gear 6 and gears of lower differential mechanism are arranged in one row one over the other.

EFFECT: reduced overall dimensions adapted for mounting transfer case on vehicles.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к приводам транспортных машин, устанавливаемых на полноприводиых автомобилях повышенной проходимости, предназначенных для движения как по дорогам общего пользования, так и по бездорожью.The invention relates to transport machinery, and in particular to the drives of transport vehicles mounted on four-wheel drive off-road vehicles intended for movement both on public roads and on impassable roads.

Известна раздаточная коробка (РК), содержащая: корпус с размещенными в нем валами и шестернями, дифференциал, планетарный редуктор и муфты управления. В этой РК солнечная шестерня планетарного редуктора закреплена на входном валу, водило соединено промежуточным валом с водилом дифференциала, а эпициклическое колесо трубчатым валом соединено с венцом, расположенным между опорой корпуса и венцом промежуточного вала. При этом повышена нагрузочная способность РК при уменьшении материалоемкости (См. Патент РФ №2149768, МПК В 60 К 17/16 от 24.02.98).Known transfer case (PK), comprising: a housing with shafts and gears housed therein, a differential, a planetary gearbox and control couplings. In this RK, the sun gear of the planetary gearbox is mounted on the input shaft, the carrier is connected by an intermediate shaft to the differential carrier, and the epicyclic wheel is connected by a tubular shaft to the crown located between the housing support and the ring of the intermediate shaft. At the same time, the load capacity of the Republic of Kazakhstan is increased with a decrease in material consumption (See RF Patent No. 2149768, IPC B 60 K 17/16 dated 02.24.98).

Недостатки этой раздаточной коробки: большие осевые габариты, из-за соосного расположения вед. вала и одного из выходных валов с дифференциалом, а также большое передаточное число планетарной ступени.The disadvantages of this transfer case: large axial dimensions, due to the coaxial arrangement of the Vedas. shaft and one of the output shafts with differential, as well as a large gear ratio of the planetary stage.

За прототип, как наиболее близкую по совокупности существенных признаков, принимаем конструкцию РК, содержащую: корпус, с размещенными в нем валами и шестернями, дифференциал, планетарный редуктор и муфты управления. Здесь солнечная шестерня планетарного редуктора закреплена на входном валу, водило является продолжением выходного вала.For the prototype, as the closest in the set of essential features, we take the design of the Republic of Kazakhstan, comprising: a housing with shafts and gears housed in it, a differential, a planetary gearbox and control couplings. Here the sun gear of the planetary gear is fixed on the input shaft, the carrier is a continuation of the output shaft.

Недостатки этой раздаточной коробки: большие осевые габариты из-за особенностей компоновки, а также большое передаточное число планетарной ступени в связи с тем, что ведущим звеном является центральная шестерня, а ведомым - водило.The disadvantages of this transfer case are the large axial dimensions due to the layout peculiarities, as well as the large gear ratio of the planetary stage due to the fact that the central gear is the leading link and the driven gear.

Была поставлена задача: сконструировать раздаточную коробку сравнительно небольших осевых габаритов, приспособленную для установки на транспортные автомобили.The task was set: to design a transfer case of relatively small axial dimensions, adapted for installation on transport vehicles.

Поставленная задача решается за счет того, что в двухступенчатой планетарной раздаточной коробке, содержащей верхний планетарный редуктор, позволяющий получить две передачи в раздаточной коробке, промежуточный вал с шестерней, нижний планетарный редуктор, являющийся дифференциальным приводом для заднего и переднего ведущих мостов, ведущим звеном верхнего планетарного ряда является коронная шестерня, неподвижно соединенная с ведущим валом, причем для уменьшения осевых габаритов шестерни верхнего планетарного редуктора, промежуточная шестерня и шестерни нижнего дифференциального механизма расположены в один ряд друг над другом на взаимно параллельных осях.The problem is solved due to the fact that in a two-stage planetary transfer case containing the upper planetary gearbox, which allows you to get two gears in the transfer case, an intermediate shaft with gear, the lower planetary gearbox, which is a differential drive for the rear and front drive axles, the leading link of the upper planetary row is a ring gear fixedly connected to the drive shaft, and to reduce the axial dimensions of the gears of the upper planetary gearbox, intermediate I lower the gear and pinion differential mechanism are arranged in a row one above the other on mutually parallel axes.

При этом для получения необходимого передаточного отношения от 1,4 до 1,6 ведущим звеном планетарного ряда является коронная шестерня, ведомым водило, а тормозным звеном центральная шестерня.At the same time, in order to obtain the necessary gear ratio from 1.4 to 1.6, the leading gear of the planetary gear set is the crown gear, driven carrier, and the central gear is the brake link.

Проведенный анализ уровня техники по патентной и другой научно-технической документации позволил установить, что аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признаком заявляемого технического решения, не выявлено.The analysis of the prior art in patent and other scientific and technical documentation has allowed to establish that no analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed technical solution has been identified.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и аналога позволил установить наличие существенных отличительных признаков, следовательно - предложение соответствует условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution and the analogue made it possible to establish the presence of significant distinguishing features, therefore, the proposal meets the conditions of patentability.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, где изображена двухступенчатая планетарная раздаточная коробка.The claimed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a two-stage planetary transfer case.

Раздаточная коробка состоит из картера 1, корпусов подшипников 2 и 3, верхнего планетарного редуктора с ведущей шестерней 4, промежуточной шестерни 5, нижнего планетарного редуктора с ведомой шестерней 6.The transfer case consists of a crankcase 1, bearing housings 2 and 3, an upper planetary gearbox with a drive gear 4, an intermediate gear 5, a lower planetary gearbox with a driven gear 6.

Верхний планетарный редуктор состоит из входного фланца 7, установленного на ведущем валу 8, выполненном заодно с коронной шестерней 9. Таким образом, ведущий вал 8 является ведущим звеном планетарного ряда. С зубьями коронной шестерни 9 зацеплены сателлиты 10, а те, в свою очередь, зацеплены с центральной шестерней 11. Сателлиты 10 вращаются на подшипниках на осях сателлитов 12. Оси сателлитов запрессованы и зафиксированы в щеках водила 13. С водилом 13 и со ступицей 14 скреплена ведущая шестерня 4, вращающаяся на подшипниках 15. Центральная шестерня 11 неподвижно установлена на полом валу 16, на другом конце которого на шлицах размещена неподвижная зубчатая муфта 17, на наружных шлицах которого подвижно установлена зубчатая обойма 18 с наружными и внутренними зубьями. Перемещение зубчатой обоймы 18 осуществляется вилкой переключения 19, зафиксированной на штоке 20, который связан с поршнем пневматического цилиндра 21. Зубчатая обойма 18 попеременно может быть соединена или с зубчатым венцом 22 вала водила 13, или с внутренними зубьями кольца 23, жестко скрепленного с корпусом.The upper planetary gearbox consists of an input flange 7 mounted on the drive shaft 8, made integral with the ring gear 9. Thus, the drive shaft 8 is the leading link of the planetary gear set. Satellites 10 are engaged with the teeth of the ring gear 9, and those, in turn, are engaged with the central gear 11. The satellites 10 rotate on bearings on the axles of the satellites 12. The axles of the satellites are pressed and fixed in the cheeks of carrier 13. With carrier 13 and with hub 14, it is fastened pinion gear 4 rotating on bearings 15. The central gear 11 is fixedly mounted on the hollow shaft 16, on the other end of which a fixed gear clutch 17 is located on the splines, on the outer slots of which the gear ring 18 is movably mounted with external and internal their teeth. The gear ring 18 is moved by a shift fork 19 fixed on the rod 20, which is connected to the piston of the pneumatic cylinder 21. The gear ring 18 can be alternately connected either with the ring gear 22 of the carrier shaft 13, or with the internal teeth of the ring 23, rigidly attached to the housing.

Ведущая шестерня 4 верхнего редуктора зацеплена с промежуточной шестерней 5, установленной на валу 24, вращающемся на подшипниках 25.The driving gear 4 of the upper gear is engaged with the intermediate gear 5 mounted on the shaft 24, rotating on the bearings 25.

Промежуточная шестерня 5 зацеплена с ведомой шестерней 6 привода нижнего планетарного редуктора.The intermediate gear 5 is engaged with the driven gear 6 of the lower planetary gear drive.

Нижний планетарный редуктор является дифференциальным механизмом, выполненным на основе цилиндрической планетарной передачи. Он состоит из водила 26, коронной шестерни 27, центральной шестерни 28, сателлитов 29. Опорой планетарного механизма являются подшипники 30, установленные в картере 1. Подвижная зубчатая обойма 31 предназначена для блокировки дифференциала.The lower planetary gear is a differential mechanism based on a cylindrical planetary gear. It consists of a carrier 26, a ring gear 27, a central gear 28, a satellite 29. The planetary gear is supported by bearings 30 installed in the crankcase 1. A movable gear ring 31 is designed to lock the differential.

Дифференциал распределяет потоки мощности в определенной пропорции между передними и задними ведущими мостами.The differential distributes power flows in a specific proportion between the front and rear drive axles.

Раздаточная коробка работает следующим образом: крутящий момент от двигателя через коробку передач передается на входной фланец 7, далее на ведущий вал 8 и на коронную шестерню 9 планетарной передачи. Коронная шестерня через сателлиты 10 связана с центральной шестерней 11 и с водилом 13. Водило 13 неподвижно связано с ведущей шестерней 4 и является ведомым звеном.The transfer case works as follows: the torque from the engine through the gearbox is transmitted to the input flange 7, then to the drive shaft 8 and to the ring gear 9 of the planetary gear. The ring gear through the satellites 10 is connected to the central gear 11 and to the carrier 13. The carrier 13 is motionlessly connected to the drive gear 4 and is a driven link.

Центральная шестерня 11 является управляемым звеном и кинематически через полый вал 16 муфту 17 и подвижную зубчатую обойму 18 может быть связана с картером 1 или с шлицами вала водила 13.The Central gear 11 is a controlled link and kinematically through the hollow shaft 16 of the sleeve 17 and the movable gear ring 18 can be connected to the crankcase 1 or to the splines of the carrier shaft 13.

В первом случае при перемещении подвижной зубчатой обоймы 18 вправо, центральная шестерня 11 заблокирована на корпус, ведомое звено, т.е. водило 13, и вместе с ней ведущая шестерня 4 вращаются с пониженным числом оборотов от 1,4 до 1,6 раза в зависимости от внутреннего передаточного числа планетарного редуктора. В раздаточной коробке включена низшая передача и увеличенный крутящий момент передается ни ведомую шестерню 6 и, через дифференциальный механизм, на передние и задние ведущие мосты.In the first case, when moving the movable ring gear 18 to the right, the central gear 11 is locked onto the housing, the driven link, i.e. drove 13, and with it the drive gear 4 rotate with a reduced speed from 1.4 to 1.6 times depending on the internal gear ratio of the planetary gear. The lower gear is engaged in the transfer case and the increased torque is transmitted to either the driven gear 6 and, through the differential mechanism, to the front and rear drive axles.

Во втором случае при перемещении подвижной каретки влево центральная шестерня 11 оказывается сблокированной с водилом 13, относительное вращение звеньев друг относительно друга становится невозможным. В раздаточной коробке включена высшая передача - обороты ведущей шестерни становятся равными оборотам входного вала.In the second case, when moving the movable carriage to the left, the central gear 11 is interlocked with the carrier 13, the relative rotation of the links relative to each other becomes impossible. In the transfer case, the highest gear is engaged - the speeds of the pinion gear become equal to the speed of the input shaft.

Предложенная конструкция соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлена на стандартном оборудовании использованием современных технологий.The proposed design meets the conditions of industrial applicability and can be manufactured on standard equipment using modern technologies.

Claims (1)

Двухступенчатая планетарная раздаточная коробка, содержащая верхний планетарный редуктор, позволяющий получить две передачи в раздаточной коробке, промежуточный вал с шестерней, нижний планетарный редуктор, являющийся дифференциальным приводом для заднего и переднего ведущих мостов, отличающаяся тем, что ведущим звеном верхнего планетарного редуктора является коронная шестерня, неподвижно соединенная с ведущим валом, ведомым - водило, а управляемым - центральная шестерня, причем для уменьшения осевых габаритов шестерни верхнего планетарного редуктора, ведущая, промежуточная и ведомая шестерни редуктора и шестерни нижнего дифференциального механизма расположены в один ряд друг над другом.A two-stage planetary transfer case containing an upper planetary gearbox that allows you to get two gears in a transfer case, an intermediate shaft with gear, a lower planetary gearbox, which is a differential drive for the rear and front drive axles, characterized in that the drive gear of the upper planetary gearbox is a ring gear, motionlessly connected to the drive shaft, driven - the carrier, and controlled - the central gear, moreover, to reduce the axial dimensions of the upper gear gear etarnogo gear, the leading, intermediate gears and driven gear and a lower gear of the differential mechanism are arranged in one row above each other.