RU2006383C1

RU2006383C1 - Differential transmission for automotive vehicle

Info

Publication number: RU2006383C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Миронов; С.И. Павленко
Original assignee: Миронов Александр Петрович; Павленко Сергей Иванович
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: differential transmission has driving member in form of pinion driven from gearbox shaft and two differential mechanisms, each made in form of planetary gear train with cylindrical gears. Torque from gearbox is transmitted to carrier of first planetary gear train. Smaller part of torque is transmitted through sun gear of first planetary gear train to one of front wheels of vehicle, and larger part of torque is transmitted through ring gear to carrier of second planetary gear train. Smaller part of torque from sun gear of second planetary gear train is transmitted to other front wheel of automotive vehicle, and larger part of torque, through ring gear, is transmitted to wheels of driving rear axle. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается трансмиссий полноприводных пассажирских автомобилей, содержащих дифференциальную передачу для раздачи крутящего момента, поступающего от двигателя, к ведущим колесам автомобиля. The invention relates to wheeled vehicles and relates to transmissions of four-wheel drive passenger cars containing differential transmission for distributing torque from the engine to the drive wheels of the car.

Одной из наиболее близких по конструкции является дифференциальная передача автомобиля с четырьмя ведущими колесами, содержащая ведущее звено, два соосно расположенных дифференциальных механизма, три ведомых звена, первое и второе из которых выполнены в виде соосно расположенных выходных валов, кинематически связанных с колесами одного из ведущих мостов, при этом с третьим ведомым звеном связан привод колес другого ведущего моста. В этой дифференциальной передаче первый дифференциальный механизм выполнен в виде планетарного ряда с цилиндрическими солнечным и коронным зубчатыми колесами, причем водило с сателлитами этого планетарного ряда соединено с ведущим звеном дифференциальной передачи, солнечное зубчатое колесо - с приводом колес заднего ведущего моста, а коронное зубчатое колесо - с водилом второго дифференциального механизма, выполненного в виде симметричного конического дифференциала, центральные колеса которого связаны с колесами переднего ведущего моста автомобиля. Однако при таком выполнении дифференциальной передачи с указанными кинематическими связями получается сравнительно длинным путь передачи крутящего момента к передним ведущим колесам автомобиля и, кроме того, приходится применять три концентрично расположенных вала, что увеличивает габариты дифференциальной передачи и ее вес. One of the closest in design is the differential transmission of a car with four driving wheels, containing a driving link, two coaxially located differential mechanisms, three driven links, the first and second of which are made in the form of coaxially located output shafts kinematically connected with the wheels of one of the driving axles while the third drive link is connected to the wheel drive of another drive axle. In this differential gear, the first differential gear is made in the form of a planetary gear set with cylindrical sun and crown gears, and the planet carrier with the satellites of this planetary gear set is connected to the differential drive link, the solar gear is connected to the rear drive axle drive, and the crown gear with a carrier of the second differential mechanism, made in the form of a symmetrical conical differential, the central wheels of which are connected with the wheels of the front drive car bridge. However, with such a differential transmission with the indicated kinematic connections, a relatively long transmission path of the torque to the front drive wheels of the car is obtained and, in addition, three concentrically arranged shafts have to be used, which increases the dimensions of the differential transmission and its weight.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса дифференциальной передачи автомобиля с четырьмя ведущими колесами. The purpose of the invention is to reduce the size and weight of the differential transmission of a car with four drive wheels.

Указанная цель достигается тем, что в дифференциальной передаче автомобиля, содержащей ведущее звено, два соосно расположенных дифференциальных механизма и три ведомых звена, первое и второе из которых выполнены в виде соосно расположенных выходных валов, кинематически связанных с колесами одного из ведущих мостов, каждый упомянутый дифференциальный механизм выполнен в виде планетарного ряда с цилиндрическими солнечным и коронным зубчатыми колесами и расположенными на водиле сателлитами, каждый из которых имеет зацепление с указанными коронным и солнечным зубчатыми колесами, при этом водило первого планетарного ряда соединено с ведущим звеном дифференциальной передачи, солнечное зубчатое колесо - с первым выходным валом дифференциальной передачи, связанным с колесом первого упомянутого ведущего моста, а коронное зубчатое колесо связано с водилом второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо второго планетарного ряда соединено с вторым выходным валом, связанным с другим колесом первого упомянутого ведущего моста, а коронное зубчатое колесо этого планетарного ряда соединено с третьим ведомым звеном дифференциальной передачи, связанным с приводом колес другого ведущего моста. This goal is achieved by the fact that in the differential transmission of the vehicle containing the driving link, two coaxially located differential mechanisms and three driven links, the first and second of which are made in the form of coaxially located output shafts kinematically connected to the wheels of one of the driving axles, each differential the mechanism is made in the form of a planetary gear set with cylindrical sun and crown gears and satellites located on the carrier, each of which has an engagement with the specified with crown gears and sun gears, while the first planetary gear carrier is connected to the differential drive link, the solar gear is connected to the first differential gear output shaft connected to the wheel of the first mentioned drive axle, and the crown gear is connected to the carrier of the second planetary gear set, the sun gear of the second planetary gear set is connected to the second output shaft connected to the other wheel of the first said drive axle, and the crown gear of this planet A number of rows is connected to the third driven differential gear link associated with the wheel drive of another drive axle.

Иначе говоря, поставленная цель достигается путем использования в дифференциальной передаче двух простых планетарных рядов с одиночными сателлитами, имеющих с ведущими колесами автомобиля такие кинематические связи, при которых от первого планетарного ряда малая часть крутящего момента отбирается сразу к одному из ведущих колес переднего моста, а большая часть крутящего момента передается к второму планетарному ряду, где меньшая часть оставшегося крутящего момента передается к второму ведущему колесу переднего моста, а остальная часть крутящего момента направляется к ведущим колесам заднего моста. Это сокращает путь передачи крутящего момента к одному из колес переднего моста и соответственно упрощает конструкцию дифференциальной передачи, что уменьшает ее габариты и вес. In other words, the goal is achieved by using two simple planetary gears with single satellites in the differential gear, having kinematic connections with the driving wheels of the car, in which a small part of the torque is taken immediately from one of the first planetary gears to one of the front axle drive wheels, and a large part of the torque is transmitted to the second planetary gear set, where a smaller part of the remaining torque is transmitted to the second drive wheel of the front axle, and the rest It is directed torque to the drive wheels of the rear axle. This reduces the transmission of torque to one of the wheels of the front axle and accordingly simplifies the design of the differential transmission, which reduces its size and weight.

Следует отметить, что использование планетарного ряда в качестве первого дифференциального механизма известно из прототипа, однако в известной дифференциальной передаче только первый дифференциальный механизм выполнен в виде планетарного ряда, второй же дифференциальный механизм выполнен в виде конического дифференциала и соответственно кинематические связи элементов этих дифференциальных механизмов с колесами автомобиля построены иначе, чем в заявленной дифференциальной передаче, создавая извилистый путь передачи крутящего момента. Выполнение же обоих дифференциальных механизмов в качестве планетарных рядов, каждый из которых неодинаково, а именно в определенной пропорции распределяет крутящий момент, позволяет сократить путь передачи крутящего момента к передним колесам автомобиля. It should be noted that the use of the planetary gear as the first differential mechanism is known from the prototype, however, in the known differential gear, only the first differential gear is made in the form of a planetary gear, the second differential gear is made in the form of a conical differential and, accordingly, the kinematic connections of the elements of these differential gears with wheels the car is built differently than in the claimed differential gear, creating a winding transmission path of the torque cient. The implementation of both differential mechanisms as planetary gears, each of which is unequal, namely, in a certain proportion, distributes torque, reduces the transmission of torque to the front wheels of the car.

Изображенный на чертеже автомобиль с четырьмя ведущими колесами содержит расположенную поперек автомобиля силовую установку, состоящую из двигателя 1 и ступенчатой коробки передач 2, первичный вал 3 который связан с валом двигателя при помощи сцепления 4. На конце вторичного вала 5 коробки передач закреплена шестерня 6, служащая для привода дифференциальной передачи, предназначенной для раздачи крутящего момента в определенной пропорции к колесам автомобиля. С шестерней 6 находится в зацеплении шестерня 7, являющаяся ведущим звеном дифференциальной передачи. Дифференциальная передача содержит два соосно расположенных дифференциальных механизма 8 и 9, каждый из которых выполнен в виде простого планетарного ряда с цилиндрическими солнечным и коронным зубчатыми колесами и расположенными на водиле одиночными сателлитами, имеющими зацепление одновременно с солнечным и коронным зубчатыми колесами. The car with four drive wheels shown in the drawing contains a power plant located across the vehicle, consisting of an engine 1 and a speed gearbox 2, a primary shaft 3 which is connected to the engine shaft by means of a clutch 4. A gear 6 is fixed to the end of the secondary shaft 5 of the gearbox, serving to drive a differential gear designed to distribute torque in a certain proportion to the wheels of the car. With gear 6 is engaged gear 7, which is the leading link of the differential transmission. The differential gear contains two coaxially located differential gears 8 and 9, each of which is made in the form of a simple planetary gear set with cylindrical sun and crown gears and single satellites located on the carrier, which mesh simultaneously with the sun and crown gears.

Водило 10 первого планетарного ряда соединено с ведущим звеном дифференциальной передачи, т. е. с шестерней 7, а расположенный на водиле 10 сателлит 11 имеет зацепление с солнечным зубчатым колесом 12 и коронным зубчатым колесом 13. Солнечное зубчатое колесо 12 соединено с первым выходным валом 14 дифференциальной передачи, связанным с колесом 15 переднего ведущего моста, а коронное зубчатое колесо 13 этого планетарного ряда через промежуточный вал 16 связано с водилом 17 второго планетарного ряда. Расположенный на водиле 17 сателлит 18 имеет зацепление с солнечным зубчатым колесом 19 и с коронным зубчатым колесом 20. Солнечное зубчатое колесо 19 второго планетарного ряда соединено с вторым выходным валом 21 дифференциальной передачи, связанным с другим колесом 22 переднего ведущего моста. Коронное зубчатое колесо 20 этого планетарного ряда соединено с третьим ведомым звеном дифференциальной передачи, которое представляет собой ведущую коническую шестерню 23 угловой передачи, находящуюся в зацеплении с ведомой конической шестерней 24. Коническая шестерня 24 через карданную передачу 25 связана с угловой передачей 26 привода заднего ведущего моста, состоящей из конических шестерен 27 и 28, из которых ведомая шестерня 28 соединена с корпусом дифференциала 29. С выходными валами 30 и 31 дифференциала связаны задние колеса 32 и 33 автомобиля. Drove 10 of the first planetary gear set is connected to the leading link of the differential gear, i.e., gear 7, and the satellite 11 located on the carrier 10 is engaged with the sun gear 12 and the ring gear 13. The sun gear 12 is connected to the first output shaft 14 differential transmission associated with the wheel 15 of the front drive axle, and the crown gear 13 of this planetary gear set through the intermediate shaft 16 is connected to the carrier 17 of the second planetary gear set. The satellite 18 located on the carrier 17 is engaged with the sun gear 19 and the crown gear 20. The sun gear 19 of the second planetary gear set is connected to the second differential transmission output shaft 21 connected to the other front drive axle wheel 22. The crown gear 20 of this planetary gear set is connected to the third driven differential gear link, which is the bevel gear 23 of the angular gear, meshed with the driven bevel gear 24. The bevel gear 24 is connected via the cardan gear 25 to the bevel gear 26 of the rear drive axle drive consisting of bevel gears 27 and 28, of which the driven gear 28 is connected to the differential housing 29. The rear wheels 32 and 33 of the automobile are connected to the output shafts 30 and 31 of the differential i.

При движении автомобиля крутящий момент от двигателя 1 поступает к коробке передач 2 и затем к шестерне 6, закрепленной на ее вторичном валу 5. От шестерни 6 крутящий момент передается к шестерне 7, а от нее - к водилу 10 первого планетарного ряда. От водила 10 через расположенные на нем сателлиты меньший крутящий момент поступает к солнечному зубчатому колесу 12 и далее через вал 14 - к ведущему колесу 15 переднего ведущего моста, а больший крутящий момент поступает к коронному зубчатому колесу 13 и далее через промежуточный вал 16 поступает к водилу 17 второго планетарного ряда. От водила 17 второго планетарного ряда через расположенные на нем сателлиты меньший крутящий момент поступает к солнечному зубчатому колесу 19 и затем через вал 21 - к другому ведущему колесу 22 переднего ведущего моста, а больший крутящий момент поступает к коронному зубчатому колесу 20. От коронного зубчатого колеса 20 через шестерни 23 и 24 первой угловой передачи, через карданную передачу 25, через шестерни 27 и 28 второй угловой передачи и дифференциал 29 крутящий момент направляется к задним ведущим колесам 32 и 33 автомобиля. When the car is moving, the torque from the engine 1 goes to the gearbox 2 and then to the gear 6, mounted on its secondary shaft 5. From the gear 6, the torque is transmitted to the gear 7, and from it to the carrier 10 of the first planetary gear set. From the carrier 10, through the satellites located on it, less torque is supplied to the sun gear 12 and then through the shaft 14 to the front wheel 15 of the front drive axle, and more torque is supplied to the ring gear 13 and then through the intermediate shaft 16 to the carrier 17 of the second planetary gear set. From the carrier 17 of the second planetary gear set, through the satellites located on it, less torque is supplied to the sun gear 19 and then through the shaft 21 to the other drive wheel 22 of the front drive axle, and more torque is supplied to the ring gear 20. From the ring gear 20 through the gears 23 and 24 of the first angular gear, through the cardan gear 25, through the gears 27 and 28 of the second angular gear and differential 29, the torque is directed to the rear drive wheels 32 and 33 of the car.

При повороте автомобиля его колеса катятся по дороге с разными скоростями. Соответственно с разной частотой вращаются солнечные и коронные зубчатые колеса обоих дифференциальных механизмов 8 и 9, обеспечивая как и при прямолинейном движении автомобиля последовательную передачу крутящего момента к каждому из передних колес и к задним колесам автомобиля по кратчайшему пути, что обеспечивает уменьшение габаритов и массы дифференциальной передачи. (56) Патент США N 4589304, кл. F 16 H 37/08, опублик. 1986. When the car turns, its wheels roll along the road at different speeds. Correspondingly, the solar and crown gears of both differential mechanisms 8 and 9 rotate with different frequencies, providing, as in the case of rectilinear movement of the car, a sequential transmission of torque to each of the front wheels and to the rear wheels of the car along the shortest path, which ensures a reduction in the size and weight of the differential gear . (56) U.S. Patent 4,589,304, cl. F 16 H 37/08, published. 1986.

Claims

DIFFERENTIAL TRANSMISSION OF A VEHICLE, containing kinematically connected driving link, two differential mechanisms and three driven links, two of which are made in the form of coaxially located output shafts connected to the wheels of one of the driving axles, and the drive of the wheels of the other driving bridge is connected to the third driven link, different the fact that, in order to reduce its dimensions and reduce weight, each differential mechanism is made in the form of a planetary gear set with cylindrical sun and crown gears and interlocked with with them, a satellite located on the carrier, while in one of the planetary gears the carrier was connected to the leading link, the sun gear to one of the output shafts, and the crown gear to the carrier of the second planetary gear, the sun gear of which is connected to the second output shaft and the crown gear with the third driven link.