RU200190U1

RU200190U1 - Electromagnetic differential lock final drive for wheeled ATV

Info

Publication number: RU200190U1
Application number: RU2019145144U
Authority: RU
Inventors: Илья Олегович Хренов; Александр Борисович Карташов; Алексей Сергеевич Дьяков; Кирилл Борисович Евсеев; Константин Александрович Чутков; Руслан Ленарович Газизуллин; Евгений Сергеевич Шкарупелов
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-10-12

Abstract

Полезная модель относится к трансмиссиям колесных транспортных средства, а именно к главным передачам с блокируемым дифференциалом для колесных мотовездеходов. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение надежности и крутящего момента привода электромагнитной блокировки дифференциала колесного мотовездехода, а также снижение вероятности выхода из строя механизма блокировки дифференциала при включении блокировки на ходу, сохранение малого значения габаритной длины главной передачи при реализации дополнительно устанавливаемого механизма подключения переднего редуктора, упрощение конструкции, снижение стоимости конечного изделия. Технический результат обеспечивается тем, что главная передача для колесного мотовездехода содержит разъемный корпус главной передачи, в котором установлены входной вал-шестерня, ведомое зубчатое колесо, дифференциал, включающий корпус дифференциала, шестерни дифференциала, сателлиты дифференциала и ось сателлитов, и механизм блокировки дифференциала. При этом механизм блокировки дифференциала выполнен в виде кулачковой муфты, установленной с возможностью перемещения вдоль шестерни дифференциала по предусмотренному для этого цилиндрическому пояску на шестерне, кулачки муфты расположены по окружности на одной из торцевых поверхностей муфты, на цилиндрической поверхности муфты имеются внешние выступы, которые входят в зацепление с соответствующими продольными пазами на корпусе дифференциала. На обратной торцевой поверхности шестерни дифференциала, связанной с кулачковой муфтой, имеются кулачки, снаружи корпуса дифференциала установлено кольцо, на плоской поверхности которой имеются равномерно выполненные по окружности дистанционные бобышки, в которых выполнены отверстия под болты для фиксации кольца на кулачковой муфте, а в корпусе главной передачи установлен электромагнит с возможностью выталкивания диска при включении электромагнита. Полезная модель позволяет реализовать семейство главных, на базе элементов которого возможно получить мотовездеходы с различным числом осей (4×4, 6×6), различным типом силового агрегата (двигатель внутреннего сгорания, электромотор), а также с возможностью реализации различных кинематических схем трансмиссии (с возможностью отключения только передней оси, с возможностью отключения либо передней, либо задней оси и т.д.). 6 ил.

The utility model relates to transmissions of wheeled vehicles, namely to main gears with a differential lock for wheeled ATVs. The technical result of the proposed utility model is an increase in the reliability and torque of the drive of the electromagnetic differential lock of a wheeled ATV, as well as a decrease in the likelihood of failure of the differential lock mechanism when the lock is activated on the move, maintaining a small overall length of the main gear when implementing an additionally installed mechanism for connecting the front gearbox simplified design, reduced cost of the final product. The technical result is provided by the fact that the main gear for a wheeled ATV contains a split main gear housing, in which an input gear shaft, a driven gear wheel, a differential including a differential housing, differential gears, differential satellites and a pinion axle, and a differential lock mechanism are installed. In this case, the differential locking mechanism is made in the form of a cam clutch installed with the ability to move along the differential gear along a cylindrical belt provided for this on the gear, the clutch cams are located circumferentially on one of the clutch end surfaces, on the cylindrical surface of the clutch there are external protrusions that enter into engagement with the corresponding longitudinal grooves on the differential housing. On the reverse end surface of the differential gear associated with the cam clutch, there are cams, a ring is installed outside the differential housing, on the flat surface of which there are distance bosses uniformly made around the circumference, in which holes for bolts are made to fix the ring on the cam clutch, and in the main body transmission, an electromagnet is installed with the ability to push out the disk when the electromagnet is turned on. The utility model makes it possible to implement a family of main ones, on the basis of which it is possible to obtain ATVs with a different number of axles (4 × 4, 6 × 6), a different type of power unit (internal combustion engine, an electric motor), as well as with the possibility of implementing various kinematic transmission schemes ( with the ability to disable only the front axle, with the ability to disable either the front or rear axle, etc.). 6 ill.

Description

Область техникиTechnology area

Полезная модель относится к трансмиссиям колесных транспортных средства, а именно к главным передачам с блокируемым дифференциалом для колесных мотовездеходов.The utility model relates to transmissions of wheeled vehicles, namely to main gears with a differential lock for wheeled ATVs.

Уровень техникиState of the art

Известна главная передача с конической главной парой и автоматической блокировкой дифференциала, применяемая на серийно-выпускаемых мотовездеходах компании BRP, Канада, (патент US 6493126 B1 «STRADDLE-TYPE ALL TERRAIN VEHICLE WITH PROGRESSIVE DIFFERENTIAL», опубликован 10.12.2002), содержащая картер, крышку картера, ведущий вал-шестерню, размещенный на шариковом и игольчатом подшипниках и дифференциал в сборе, установленный в картере на двух шариковых подшипниках и состоящий из ведомого зубчатого колеса, корпуса дифференциала, с установленными в нем шестерней дифференциала, двумя сателлитами и осью сателлитов; крышкой корпуса дифференциала, с установленными в ней пакетом фрикционных дисков, поршнем, насосным диском, возвратной пружиной и шестерней дифференциала. Половина от общего количества фрикционных дисков связана с шестерней дифференциал посредством шлицевого соединения, другая - с крышкой корпуса дифференциал через предусмотренные в ней направляющие пазы. В крышке дифференциала поршень, стенка крышки корпуса дифференциала и установленная в ней шестерня образуют замкнутую полость, в которой находится рабочая жидкость. При отсутствии разницы угловых скоростей вращения левой и правой шестерни дифференциала они могут вращаться свободного друг относительно другу, т.е. дифференциал не заблокирован. При возникновении разницы угловых скоростей вращения левой и правой шестерни дифференциала, превышающей заданное значение, насосный диск нагнетает в замкнутую полость давление, пропорциональное разнице угловых скоростей левой и правой шестерни дифференциала. Давление воздействует на поршень, и он сжимает фрикционные диски с усилием, пропорциональным давлению в замкнутой полости и как следствие пропорциональным разнице угловых скоростей вращения шестерен дифференциала. При выравнивании угловых скоростей вращения зубчатых колес дифференциала давление в замкнутой полости нивелируется, фрикционные диски расходятся, и блокировка выключается. Тарельчатая пружина, установленная между поршнем и корпусом дифференциала с преднатягом, обеспечивает отсутствие возникновения блокировки дифференциала в небольшом диапазоне малых значений разницы угловых скоростей.Known main gear with a conical main pair and an automatic differential lock, used on mass-produced ATVs of BRP, Canada, (patent US 6493126 B1 "STRADDLE-TYPE ALL TERRAIN VEHICLE WITH PROGRESSIVE DIFFERENTIAL", published 10.12.2002), containing a crankcase, cover a crankcase, a driving pinion shaft, located on ball and needle bearings and a differential assembly, mounted in a crankcase on two ball bearings and consisting of a driven gearwheel, a differential housing, with a differential gear installed in it, two satellites and an axle of satellites; differential housing cover, with a set of friction discs installed in it, a piston, a pump disc, a return spring and a differential gear. Half of the total number of friction discs is connected to the differential gear through a spline connection, the other - to the differential housing cover through the guide grooves provided in it. In the differential cover, the piston, the wall of the differential housing cover and the gear installed in it form a closed cavity in which the working fluid is located. In the absence of a difference in the angular speeds of rotation of the left and right differential gears, they can rotate freely relative to each other, i.e. differential is not locked. If there is a difference in the angular speeds of rotation of the left and right differential gears exceeding the set value, the pump disk injects a pressure into the closed cavity proportional to the difference in angular speeds of the left and right differential gears. Pressure acts on the piston, and it compresses the friction discs with a force proportional to the pressure in the closed cavity and, as a consequence, proportional to the difference in the angular speeds of rotation of the differential gears. When the angular speeds of rotation of the differential gears are equalized, the pressure in the closed cavity is leveled, the friction discs diverge, and the lock is turned off. A disc spring installed between the piston and the differential housing with a preload ensures that no differential lock occurs in a small range of small angular velocity differences.

Недостатком данной конструкции является отсутствие принудительной блокировки дифференциала, т.е. дифференциал блокируется постфактум уже после попадания мотовездехода в сложные дорожные условия. Несмотря на то, что скорость срабатывания блокировки в данной конструкции высокая, ее может оказаться недостаточно, что может привести к застреванию и полной потери подвижности мотовездеходом.The disadvantage of this design is the absence of a forced differential lock, i.e. the differential is locked after the fact after the ATV hits difficult road conditions. Although the lock response speed of this design is high, it may not be sufficient, which can lead to a jam and a complete loss of mobility of the vehicle.

Известна передняя главная передача с конической главной парой, применяемая на мотовездеходах компании Arctic Cat, США (патент US 20040224812 A1 «RECREATIONAL VEHICLE LOCKING DIFFERENTIAL», опубликован 11.11.2004), состоящая из картера, крышки картера, ведущего вала-шестерни, размещенного на шариковом и игольчатом подшипниках; модуля подключения передней оси, включающего в себя корпус модуля подключения передней оси, входной вал, размещенный в корпусе на сдвоенном шариковом подшипнике соосно с ведущим валом-шестерней, шлицевую муфту, вилку и электромотор; шлицевую муфту блокировки, вилку блокировки, возвратную пружину и дифференциал в сборе, размещенный в картере на двух шариковых подшипниках и включающий в себя корпус дифференциала, выполненный заодно с ведомым зубчатым колесом, два сателлита, ось сателлитов и две шестерни дифференциала. Шестерни дифференциала соединены с корпусом шарнира приводного вала посредством шлицевого соединения. На корпусе дифференциала и на корпусе шарнира предусмотрены наружные шлицы одинакового диаметра, расположенные таким образом, что муфта блокировки имеет возможность перемещаться по этим шлицам либо замыкая корпус дифференциала и корпус шарнира, либо размыкая их друг относительно друга. Муфта блокировки перемещается посредством вилки блокировку, которую приводит в движение трос, выходящий за пределы картера редуктора.Known front final drive with a conical main pair, used on ATVs of Arctic Cat, USA (US patent 20040224812 A1 "RECREATIONAL VEHICLE LOCKING DIFFERENTIAL", published 11.11.2004), consisting of a crankcase, crankcase cover, drive shaft-gear, placed on a ball and needle bearings; a front axle connection module, which includes a front axle connection module case, an input shaft located in the case on a double ball bearing coaxially with the drive shaft-gear, a splined coupling, a fork and an electric motor; a splined lock clutch, a lock fork, a return spring and a differential assembly, located in the crankcase on two ball bearings and including a differential housing made integral with a driven gear wheel, two satellites, an axle of satellites and two differential gears. The differential gears are spline connected to the drive shaft joint housing. On the differential housing and on the hinge housing, external splines of the same diameter are provided, located in such a way that the locking clutch can move along these splines either closing the differential housing and the hinge housing, or opening them relative to each other. The locking clutch is moved by means of a locking fork, which is driven by a cable extending outside the gearbox housing.

Недостатком данной конструкции является отсутствие автоматической блокировки дифференциала и автоматического подключения переднего моста, что снижает проходимость колесного мотовездехода в тяжелых условиях эксплуатации. Кроме того, в данной конструкции за счет применения тросового привода блокировки дифференциала с течением времени возможно удлинение троса, что может привести к потере работоспособности всей системы блокировки дифференциала. Так же применение тросового привода приводит к усложнению конструкции и требует дополнительного обслуживания, что негативно сказывается на цене и эксплуатационных качествах мотовездехода. Еще одним недостатком является увеличение габаритной длины главной передачи вследствие конструктивного исполнения модуля подключения оси. Увеличение габаритной длины главной передачи сокращает длину приводного вала от двигателя к главной передаче, и тем самым увеличивает углы между корпусами его шарниров и соединяющего их вала, что негативно сказывается на сроке службы приводного вала.The disadvantage of this design is the absence of an automatic differential lock and automatic connection of the front axle, which reduces the cross-country ability of a wheeled ATV in severe operating conditions. In addition, in this design, due to the use of a cable drive for the differential lock, over time, the cable may be lengthened, which can lead to the loss of the entire differential lock system. Also, the use of a cable drive leads to a complication of the design and requires additional maintenance, which negatively affects the price and performance of the ATV. Another disadvantage is the increase in the overall length of the main gear due to the design of the axle connection module. Increasing the overall length of the main gear reduces the length of the drive shaft from the engine to the main gear, and thereby increases the angles between the housings of its hinges and the shaft connecting them, which negatively affects the service life of the drive shaft.

Наиболее близкой из известных технических решений является главная передача с конической главной парой мотовездеходной компании CF-Moto, Китай (патент US 20190024771 А1 «LOCKING DIFFERENTIAL WITH IN-LINE, IN-PROFILE LOCKING DRIVE MOTOR», опубликован 24.01.2019), состоящая из картера, крышки картера, ведущего вала-шестерни, размещенного в стакане на двух конических подшипниках, муфты блокировки дифференциала, вилки блокировки дифференциала жестко связанной с рейкой, размещенной на оси в картере и приводимой в движение электромотором; а также дифференциала в сборе, размещенного в картере и крышке картера на двух шариковых подшипниках и состоящего из корпуса дифференциала, ведомого зубчатого колеса, двух шестерен дифференциала, двух сателлитов и оси сателлитов. На корпусе шарнира приводного вала и на корпусе дифференциала выполнены наружные шлицы одинакового профиля и диаметра, и расположены таким образом, что муфта блокировки имеет возможность перемещаться по ним, замыкая таким образом корпус шарнира и корпус дифференциала, либо размыкая их. При поступлении электрического сигнала на электромотор путем вращения своего выходного вала он обеспечивает горизонтальное перемещение связанной с его валом рейки, которая перемещает муфту блокировки, замыкая корпус шарнира на корпусе дифференциала и включая таким образом блокировку дифференциала. Разблокировка дифференциала происходит аналогично за исключением того, что вал электромотора вращается в обратную сторону и таким образом перемещает муфту блокировки в исходное положение.The closest known technical solution is the main gear with a conical main pair of an all-terrain vehicle company CF-Moto, China (patent US 20190024771 A1 "LOCKING DIFFERENTIAL WITH IN-LINE, IN-PROFILE LOCKING DRIVE MOTOR", published on 01.24.2019), consisting of a crankcase , the cover of the crankcase, the drive shaft-gear, placed in the glass on two tapered bearings, the differential lock clutch, the differential lock fork rigidly connected to the rack, placed on the axle in the crankcase and driven by an electric motor; as well as a differential assembly located in the crankcase and the crankcase cover on two ball bearings and consisting of a differential housing, a driven gear wheel, two differential gears, two satellites and an axis of the satellites. External splines of the same profile and diameter are made on the drive shaft hinge housing and on the differential housing, and are located in such a way that the locking clutch can move along them, thus closing the hinge housing and the differential housing, or opening them. When an electric signal arrives at the electric motor by rotating its output shaft, it provides horizontal movement of the rack connected to its shaft, which moves the locking clutch, closing the hinge housing on the differential housing and thus activating the differential lock. The differential is unlocked in the same way, except that the motor shaft rotates in the opposite direction and thus moves the lock clutch to its original position.

Недостатком данной конструкции является применение электромотора, который, как показывает практика, имеет малый срок службы, а также обеспечение блокировки посредством шлицевого соединения, что требует значительного количества времени для включения блокировки и часто приводит к выходу шлицев из строя при включении блокировки дифференциала на ходу. Еще одним недостатком является применение конических подшипников, которые при установке требуют регулировки предварительного натяга. При этом регулировка предварительного натяга в конических подшипниках в данной конструкции не предусмотрена.The disadvantage of this design is the use of an electric motor, which, as practice shows, has a short service life, as well as the provision of blocking by means of a spline connection, which requires a significant amount of time to turn on the lock and often leads to the failure of the splines when the differential lock is engaged on the move. Another disadvantage is the use of tapered bearings, which require adjustment of the preload during installation. At the same time, adjustment of the preload in tapered bearings is not provided in this design.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of a utility model

В связи с вышесказанным важнейшей задачей является разработка конструкции главной передачи с электромагнитной блокировкой дифференциала при включении блокировки на ходу и возможность дополнительной установки механизма подключения переднего редуктора при сохранении малого значения габаритной длины главной передачи.In connection with the above, the most important task is to develop the design of the main gear with an electromagnetic differential lock when the lock is engaged on the move and the possibility of additional installation of the front gearbox connection mechanism while maintaining a small overall length of the main gear.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение надежности привода электромагнитной блокировки дифференциала колесного мотовездехода, а также снижение вероятности выхода из строя механизма блокировки дифференциала при включении блокировки на ходу, сохранение малого значения габаритной длины главной передачи при реализации дополнительно устанавливаемого механизма подключения переднего редуктора, упрощение конструкции, снижение стоимости конечного изделия.The technical result of the proposed utility model is to increase the reliability of the drive of the electromagnetic differential lock of a wheeled ATV, as well as to reduce the likelihood of failure of the differential lock mechanism when activating the lock on the move, to maintain a small overall length of the main transmission when implementing an additionally installed mechanism for connecting the front gearbox, simplifying the design reduction in the cost of the final product.

Достигаемый технический результат обеспечивается тем, что главная передача для колесного мотовездехода содержит разъемный корпус главной передачи, в котором установлены входной вал-шестерня, ведомое зубчатое колесо, дифференциал, включающий корпус дифференциала, шестерни дифференциала, сателлиты дифференциала и ось сателлитов, и механизм блокировки дифференциала. При этом механизм блокировки дифференциала выполнен в виде кулачковой муфты, установленной с возможностью перемещения вдоль шестерни дифференциала по предусмотренному для этого цилиндрическому пояску на шестерне, кулачки муфты расположены по окружности на одной из торцевых поверхностей муфты, на цилиндрической поверхности муфты имеются внешние выступы, которые входят в зацепление с соответствующими продольными пазами на корпусе дифференциала. На обратной торцевой поверхности шестерни дифференциала, связанной с кулачковой муфтой, имеются кулачки, снаружи корпуса дифференциала установлено кольцо, на плоской поверхности которой имеются равномерно выполненные по окружности дистанционные бобышки, в которых выполнены отверстия под болты для фиксации кольца на кулачковой муфте, а в корпусе главной передачи установлен электромагнит с возможностью выталкивания диска при включении электромагнита.The achieved technical result is provided by the fact that the main gear for a wheeled ATV contains a split main gear housing, in which an input gear shaft, a driven gear wheel, a differential including a differential housing, differential gears, differential satellites and a pinion axle, and a differential lock mechanism are installed. In this case, the differential locking mechanism is made in the form of a cam clutch installed with the ability to move along the differential gear along a cylindrical belt provided for this on the gear, the clutch cams are located circumferentially on one of the clutch end surfaces, on the cylindrical surface of the clutch there are external protrusions that enter into engagement with the corresponding longitudinal grooves on the differential housing. On the reverse end surface of the differential gear associated with the cam clutch, there are cams, a ring is installed outside the differential housing, on the flat surface of which there are distance bosses uniformly made around the circumference, in which holes for bolts are made to fix the ring on the cam clutch, and in the main body transmission, an electromagnet is installed with the ability to push out the disk when the electromagnet is turned on.

В главных передачах семейства с конической главной парой для колесного мотовездехода в качестве привода блокировки применен электромагнит, а замыкание корпуса дифференциала на одну из его шестерен происходит посредством кулачкового соединения. Конструкция электромагнита простая и надежная, а кулачковое соединении при равной с шлицевым прочности обладает гораздо меньшей длиной, что приводит к тому, что блокировка включается за гораздо меньшее время. Таким образом вероятность появления ситуации, когда блокировка включается на ходу и кулачки успели войти в зацепление на длину, меньшую рабочей, значительно снижается, что практически нивелирует вероятность выхода механизма блокировки дифференциала из строя при включении на ходу. Причем размещение ведущей вал-шестерни реализовано по типичной для мотовездеходов схеме: одна подшипниковая опора расположена перед зубчатым венцом и является игольчатой, а другая - сразу после зубчатого венца; и является шариковой. Такая конструктивная схема приводит к сокращению габаритной длины редуктора при неизменной ширине, что крайне актуально для мотовездеходов в силу низких значений колесной базы и осуществимо именно на колесных мотовездеходах с посадкой мотоциклетного типа в отличие от классических пассажирских и грузовых автомобилей в силу меньших действующих нагрузок в трансмиссии. Снижение стоимости конечно изделия достигается за счет высокого уровня унификации элементов внутри семейства главных передач.In the final drives of the family with a conical main pair for a wheeled ATV, an electromagnet is used as a locking drive, and the differential housing is closed to one of its gears by means of a cam connection. The design of the electromagnet is simple and reliable, and the cam connection, with the same strength as the spline, has a much shorter length, which leads to the fact that the blocking is activated in a much shorter time. Thus, the likelihood of a situation when the lock is activated on the go and the cams have had time to engage for a length less than the working one is significantly reduced, which practically eliminates the likelihood of the differential lock mechanism breaking out when turned on on the go. Moreover, the placement of the drive shaft-gear is implemented according to a scheme typical for all-terrain vehicles: one bearing support is located in front of the gear ring and is needle-shaped, and the other - immediately after the gear ring; and is ballpoint. Such a design scheme leads to a reduction in the overall length of the gearbox with a constant width, which is extremely important for ATVs due to the low wheelbase values and is feasible precisely on wheeled ATVs with a motorcycle-type landing, in contrast to classic passenger and commercial vehicles due to lower operating loads in the transmission. Reducing the cost of the product, of course, is achieved due to a high level of unification of elements within the main gear family.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что подобная совокупность существенных признаков ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of the claimed technical solution with the prior art for scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and adjacent headings shows that such a set of essential features was not previously known, therefore, it meets the "novelty" patentability condition.

Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным образом, оно работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "'промышленная применимость".The proposed technical solution can be manufactured industrially, it is workable, feasible and reproducible, therefore, meets the requirement of patentability "'industrial applicability".

Перечень фигурList of figures

На фиг. 1 представлена схема трансмиссии мотовездехода 4×4.FIG. 1 is a 4x4 transmission diagram.

На фиг. 2 представлена схема трансмиссии мотовездехода 6×6.FIG. 2 is a 6 × 6 ATV transmission diagram.

На фиг. 3 представлен разрез главной передачи с модулем подключения оси.FIG. 3 shows a sectional view of the main gear with the axle connection module.

На фиг. 4 представлен разрез главной передачи без модуля подключения оси.FIG. 4 shows a sectional view of the main gear without the axle connection module.

На фиг. 5 представлен разрез проходной главной передачи без модуля подключения оси.FIG. 5 shows a cross-section of the through-type final drive without an axle connection module.

На фиг. 6 представлена взрыв-схема механизма блокировки дифференциала.FIG. 6 shows an explosion diagram of the differential lock mechanism.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Полезная модель позволяет реализовать целое семейство главных, на базе которого возможно получить мотовездеходы с различным числом осей (4×4, 6×6), различным типом силового агрегата (двигатель внутреннего сгорания, электромотор), а также с возможностью реализации различных кинематических схем трансмиссии (с возможностью отключения только передней оси, с возможностью отключения либо передней, либо задней оси и т.д.). Таким образом можно получить конические главные передачи со следующими комбинациями свойств: с блокируемым межколесным дифференциалом, с блокируемым межколесным дифференциалом и возможностью отключения оси, проходную главную передачу с блокируемым межколесным дифференциалом, проходную главную передачу с блокируемым межколесным дифференциалом и возможностью отключения оси.The utility model makes it possible to implement a whole family of main ones, on the basis of which it is possible to obtain ATVs with a different number of axles (4 × 4, 6 × 6), a different type of power unit (internal combustion engine, electric motor), as well as with the possibility of implementing various kinematic transmission schemes ( with the ability to disable only the front axle, with the ability to disable either the front or rear axle, etc.). Thus, it is possible to obtain bevel main gears with the following combinations of properties: with a lockable interwheel differential, with a lockable interwheel differential and the possibility of disabling the axle, a through main gear with a lockable interwheel differential, a through main gear with a locked interwheel differential and the ability to disable the axle.

На фиг. 1 показан пример реализации трансмиссии колесного мотовездехода с посадкой мотоциклетного типа с двигателем внутреннего сгорания с колесной формулой 4×4 с передней главной передачей с возможностью отключения оси (10) и с задней главной передачей без возможности отключения (12).FIG. 1 shows an example of the implementation of the transmission of a wheeled ATV with a landing of a motorcycle type with an internal combustion engine with a wheel arrangement of 4 × 4 with a front main gear with the ability to disable the axle (10) and with a rear main gear without the ability to disable (12).

На фиг. 2 показан пример реализации трансмиссии колесного мотовездехода с посадкой мотоциклетного типа с колесной формулой 6×6 с электродвигателем в качестве силового агрегата с передней главной передачей без возможности подключения оси (12), средней проходной главной передачей (20) и задней главной передачей (40).FIG. 2 shows an example of the implementation of the transmission of a wheeled ATV with a motorcycle-type landing with a 6 × 6 wheel arrangement with an electric motor as a power unit with a front main gear without the possibility of connecting an axle (12), a middle through main gear (20) and a rear main gear (40).

На фиг. 3 представлен разрез главной передачи с конической главной парой с модулем подключения оси, состоящей из следующих основных деталей: картер (51), крышка картера (52), входной вал-шестерня (54), опирающийся на игольчатый (56) и шариковый (57) подшипники, муфта подключения оси (58), входная втулка (59), корпуса электромагнита (60), электромагнит подключения оси (61), электромагнит включения блокировки (62) и дифференциал в сборе (65), опирающийся на два подшипника (66) и (67). Фиксация подшипника (57) в картере (51) осуществляется посредством гайки (68), а на валу-шестерне (54) - гайки (69). Регулировка бокового зазора и пятна контакта в зубчатом зацеплении конической главной пару осуществляется путем изменения толщины регулировочных шайб (71), (72) и (73). Главная передача уплотняется манжетами (74), (75) и (76) и уплотнительными кольцами круглого сечения (77), (78) и (79). Контроль уровня и залив масла осуществляется через заливную пробку, а слив через сливную пробку. Условно можно выделить модуль подключения оси, состоящий из корпуса электромагнита (60), электромагнита подключения (61) и муфты подключения (58).FIG. 3 shows a sectional view of the main gear with a bevel main pair with an axle connection module, consisting of the following main parts: crankcase (51), crankcase cover (52), input pinion shaft (54) resting on a needle (56) and ball (57) bearings, axle coupling (58), input sleeve (59), solenoid housings (60), axle connection solenoid (61), lock engaging solenoid (62) and differential assembly (65) supported by two bearings (66) and (67). The bearing (57) is fixed in the housing (51) by means of a nut (68), and on the pinion shaft (54) by means of a nut (69). The adjustment of the side clearance and the contact patch in the gearing of the conical main pair is carried out by changing the thickness of the adjusting washers (71), (72) and (73). The final drive is sealed with lip seals (74), (75) and (76) and O-rings (77), (78) and (79). Level control and oil filling is carried out through the filler plug, and draining through the drain plug. Conventionally, an axle connection module can be distinguished, consisting of an electromagnet body (60), a connection electromagnet (61) and a connection sleeve (58).

Подключение оси, на которой установлена главная передача, осуществляется посредством электромагнита подключения (61). Электромагнит подключения устанавливается в корпус электромагнита (60) и поджимается крышкой (81), которая фиксируется пружинным кольцом (82). Входная втулка устанавливается на валу шестерне через бронзовую втулку (83), которая играет роль подшипника скольжения, и фиксируется с помощью крышки (84). Муфта подключения оси (58) соединяется с входным валом шестерней (54) посредством подвижного шлицевого соединения, таким образом муфта имеет возможность перемещаться вдоль вала. Между муфтой и гайкой (69) расположена возвратная пружина (85). На муфте жестко зафиксирован пластиковый диск (86).The connection of the axle, on which the main gear is installed, is carried out by means of a connection electromagnet (61). The connection solenoid is installed in the solenoid body (60) and is pressed against the cover (81), which is fixed with a spring ring (82). The input sleeve is mounted on the pinion shaft through a bronze sleeve (83), which acts as a plain bearing, and is fixed with a cover (84). The shaft coupling (58) is connected to the input shaft of the gears (54) by means of a movable spline connection, so the coupling can move along the shaft. A return spring (85) is located between the coupling and the nut (69). A plastic disc (86) is rigidly fixed to the coupling.

На фиг. 3 изображен включенный электромагнит. При этом диск толкающий (88) выдвинут и через диск (86) отжимает муфту подключения (58). Возвратная пружина (85) при этом сжата, а кулачки на входной втулке и на муфте вышли из зацепления. Ось при этом отключена и крутящий момент от двигателя на колеса оси не передаются. При выключении электромагнита возвратная пружина вводит в зацепление кулачки муфты подключения и тем самым подключает ось.FIG. 3 shows a switched on electromagnet. In this case, the pushing disc (88) is extended and through the disc (86) pushes the connection sleeve (58). The return spring (85) is compressed and the cams on the input sleeve and on the coupling are disengaged. In this case, the axle is disconnected and the torque from the engine is not transmitted to the axle wheels. When the electromagnet is turned off, the return spring engages the clutch cams and thereby connects the axle.

Получение информации о состоянии подключения оси осуществляется путем измерения расстояния до нажимного диска (88) индуктивным датчиком (89), установленным в корпус электромагнита (60). Если нажимной диск на малом расстоянии от датчика, то можно сделать вывод о том, что кулачки вышли из зацепления и ось не подключена, в противном случае - кулачки находятся в зацеплении и ось подключена.Information about the connection status of the axle is obtained by measuring the distance to the pressure plate (88) with an inductive sensor (89) installed in the electromagnet body (60). If the pressure plate is at a small distance from the sensor, then it can be concluded that the cams are out of engagement and the axle is not connected, otherwise the cams are in engagement and the axle is connected.

Дифференциал в сборе (см. фиг. 4) состоит из корпуса дифференциала (101), ведомого конического зубчатого колеса (102), соединенного с корпусом дифференциала посредством болтов (103), шестерни дифференциала (104). упирающейся в стенку зубчатого колеса через антифрикционную шайбу (105), кулачковой шестерни дифференциала (106), двух сателлитов (107), оси сателлитов (108) фиксируемой в корпусе дифференциала пружинным штифтом (109), кулачковой муфты (110), возвратной пружины (111), нажимного диска (112), роликового (113) и шарикового (114) подшипников. Нажимной диск (112) посредством четырех винтов (141), соосно зафиксирован с кулачковой муфтой (110) через резьбовые отверстия, выполненные в «ушках» муфты. Муфта центрируется в корпусе через скользящую посадку на кулачковой шестерне (106) и входит в зацепление с корпусом дифференциала (101) через пазы. Антифрикционная шайба (105) фиксируется в зубчатом колесе от проворота посредством специально выполненных пазов.The differential assembly (see Fig. 4) consists of a differential housing (101), a driven bevel gear (102) connected to the differential housing by means of bolts (103), a differential gear (104). abutting against the wall of the gear wheel through the antifriction washer (105), the cam gear of the differential (106), two satellites (107), the axis of the satellites (108) fixed in the differential housing with a spring pin (109), the cam clutch (110), the return spring (111 ), pressure plate (112), roller (113) and ball (114) bearings. The pressure disk (112) by means of four screws (141) is coaxially fixed with the cam clutch (110) through threaded holes made in the “ears” of the clutch. The clutch is centered in the housing via a sliding fit on the cam gear (106) and engages with the differential housing (101) through the slots. The anti-friction washer (105) is secured in the gear wheel against rotation by means of specially made grooves.

На фиг. 4 представлен разрез главной передачи без модуля подключения оси. Конструкция картера, крышки картера, дифференциала в сборе и механизма блокировки дифференциала аналогична применяемым в главные передачи с модулем подключения оси. Различия состоят в том, что применен конструктивно другой ведущий вал-шестерня (120) и входная втулка (121), передающая крутящий момент посредством шлицевого соединения и фиксируемая на валу с помощью гайки (122) через шайбу.FIG. 4 shows a sectional view of the main gear without the axle connection module. The design of the crankcase, crankcase cover, differential assembly and differential lock mechanism is similar to that used in main gears with an axle connection module. The differences are that a structurally different drive shaft-gear wheel (120) and an input sleeve (121) are used, transmitting torque by means of a splined connection and fixed on the shaft by means of a nut (122) through a washer.

На фиг. 5 представлен разрез проходной главной передачи без модуля подключения оси. Уникальными здесь являются только картер (130) и крышка картера (131). Основной особенностью проходной главной передачи семейства является соосное расположение входного вала и выходного вала, передающего крутящий момент на следующую ось, и то, что они входят в зацепление с одним зубчатым колесом. Ведущий вал-шестерня аналогичен валу-шестерне, передающей крутящий момент на следующую ось. Таким образом достигается высокий уровень унификации с остальными главными передачами семейства и снижение стоимости конечного изделия.FIG. 5 shows a cross-section of the through-type final drive without an axle connection module. Only the crankcase (130) and the crankcase cover (131) are unique here. The main feature of the family through main drive is the coaxial arrangement of the input shaft and the output shaft, which transmits torque to the next axle, and the fact that they mesh with one gear wheel. The drive pinion shaft is similar to a pinion shaft that transmits torque to the next axle. Thus, a high level of unification with the rest of the final drives of the family is achieved and the cost of the final product is reduced.

На фиг. 6 представлена взрыв-схема механизма блокировки дифференциала. Электромагнит блокировки (62) жестко зафиксирован в картере. Блокировка дифференциала осуществляется следующим образом. При включении электромагнита (62) он выталкивает диск толкающий (88), перемещает нажимной диск (112) и связанную с ним муфту блокировки (110) вдоль шестерни, сжимая при этом возвратную пружину (111), и вводит кулачки в зацепление. При этом кулачковая муфта (110) замыкается на корпус дифференциала (101) через специально предусмотренные пазы. При выключении электромагнита (62) возвратная пружины (111) выводит кулачки из соединения, и блокировка выключается.FIG. 6 shows an explosion diagram of the differential lock mechanism. The locking solenoid (62) is firmly fixed in the crankcase. The differential lock is carried out as follows. When the electromagnet (62) is turned on, it pushes the pushing disc (88), moves the pressure disc (112) and the associated lock-up clutch (110) along the gear, compressing the return spring (111), and engages the cams. In this case, the cam clutch (110) closes on the differential housing (101) through specially provided grooves. When the solenoid (62) is turned off, the return spring (111) drives the cams out of the connection and the lock is released.

Получение информации о состоянии блокировки дифференциала путем измерения расстояния до нажимного диска (49) индуктивным датчиком (90), установленным в крышке картера (51). Если нажимной диск на малом расстоянии от датчика, то можно сделать вывод о том, что кулачки вошли в зацепления и дифференциал заблокирован, в противном случае - кулачки вышли из зацепления и дифференциала разблокирован.Obtaining information on the state of the differential lock by measuring the distance to the pressure plate (49) with an inductive sensor (90) installed in the crankcase cover (51). If the pressure plate is at a short distance from the sensor, then it can be concluded that the cams are engaged and the differential is locked, otherwise, the cams are disengaged and the differential is unlocked.

В целях снижения стоимости конечного продукта предполагается полная унификация электромагнитов блокировки дифференциала и подключения оси.In order to reduce the cost of the final product, complete unification of the differential lock electromagnets and the axle connection is assumed.

Таким образом путем замены ведущего вала шестерни и добавления элементов модуля подключения оси на любой оси мотовездехода можно реализовать возможность отключения оси и реализации различных кинематических схем трансмиссии (4×4, 4×2, 6×4 и т.д.)Thus, by replacing the drive shaft of the gear and adding elements of the axle connection module on any axle of the ATV, it is possible to realize the possibility of disconnecting the axle and implementing various kinematic transmission schemes (4 × 4, 4 × 2, 6 × 4, etc.)

Представленная полезная модель разработана в рамках выполнения работ по Соглашению от «14» июня 2019 г. №075-15-2019-1335 (14.577.21.0272) между МГТУ им. Н.Э. Баумана и Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.The presented utility model was developed as part of the work under the Agreement dated June 14, 2019 No. 075-15-2019-1335 (14.577.21.0272) between the Moscow State Technical University. N.E. Bauman and the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation.

Claims

The main gear for a wheeled ATV, containing a split main gear housing, in which an input gear shaft, a driven gear wheel, a differential including a differential housing, differential gears, differential satellites and a pinion axle are installed, and a differential lock mechanism, characterized in that the locking mechanism differential is made in the form of a cam clutch, installed with the ability to move along the gear of the differential along the cylindrical belt provided for this on the gear, the clutch cams are located around the circumference on one of the end surfaces of the clutch, on the cylindrical surface of the clutch there are external protrusions that mesh with the corresponding longitudinal grooves on the differential housing, on the reverse end surface of the differential gear connected to the cam clutch, there are cams, outside the differential housing there is a ring, on the flat surface of which there are uniformly made circumferential and distance bosses, in which holes for bolts are made for fixing the ring on the cam clutch, and an electromagnet is installed in the main gear housing with the ability to push out the disk when the electromagnet is turned on.