узел привода, содержащий встроенное неподвижное зубчатое колесо

Формула изобретения

1. Узел привода (10), содержащий корпус (26) дифференциала; кожух (34) полуоси, герметично соединенный с корпусом дифференциала, причем кожух полуоси содержит углубление (48) и паз (52), выполненный на внутренней поверхности углубления; а также зубчатое колесо (46), расположенное в углублении кожуха полуоси; и кольцо (50), расположенное в пазу кожуха полуоси, предназначенное для удержания зубчатого колеса в пределах углубления, причем зубчатое колесо выполнено в виде неподвижного зубчатого колеса, зафиксированного от вращения в кожухе полуоси, при этом углубление содержит уступ (48а), а неподвижное зубчатое колесо в осевом направлении установлено между краем уступа и кольцом, причем неподвижное зубчатое колесо имеет подвижность между краем уступа и кольцом.

2. Узел привода по п.1, в котором неподвижное зубчатое колесо плотно запрессовано в кожухе полуоси.

3. Узел привода по п.1, содержащий вал (20), проходящий через корпус дифференциала в кожухе полуоси и выполненный с возможностью введения в зацепление с неподвижным зубчатым колесом.

4. Узел привода по п.1, в котором зубчатое колесо полностью охватывается, когда корпус дифференциала собран с кожухом полуоси.

5. Узел привода по п.1, в котором кольцо выполнено в виде пружинного стопорного кольца.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к узлу привода, а конкретнее к узлу привода, содержащему встроенное неподвижное зубчатое колесо.

Машины, в том числе и вывозящие лес по немагистральным дорогам, профессиональные грузовики, колесные погрузчики, автогрейдеры и другие типы тяжелой техники обычно содержат механическую трансмиссию, соединенную с противостоящими приспособлениями для повышения силы сцепления с грунтом посредством дифференциала и двух, по существу, идентичных конечных передач привода (каждая из которых расположена между дифференциалом и приспособлением для повышения силы сцепления с грунтом). Дифференциал получает мощность на входе от трансмиссии и распределяет ее на два выхода - через конечные передачи привода на приспособления для повышения силы сцепления с грунтом. Конечные передачи привода передают пониженную до приемлемого уровня скорость вращения дифференциала на выходе связанным с ними приспособлениям для повышения силы сцепления с грунтом и, таким образом, приводят в движение машину.

Конечная передача привода обычно содержит вал на входе, приводимый в действие дифференциалом, вал на выходе, соединенный с приспособлением для повышения силы сцепления с грунтом, и планетарную передачу, размещенную между входным и выходным валами. Планетарная передача, обычно, содержит солнечную шестерню, размещенную для вращения на входном валу, кроме того, планетарная передача содержит ряд планетарных зубчатых колес, приводимых в движение солнечной шестерней, соответствующее водило, вращающееся с выходящим валом, и неподвижное зубчатое колесо, которое также входит в зацепление с планетарными зубчатыми колесами. В большинстве конструкций неподвижное зубчатое колесо удерживается в неподвижном положении с помощью крепежных деталей, которые проходят от центрального корпуса через неподвижное зубчатое колесо в кожух полуоси, закрывающий выходящий вал, причем неподвижное зубчатое колесо формирует часть охватывающую вал. В таком виде крепежные детали не только предотвращают вращение неподвижного зубчатого колеса, но и соединяют и обеспечивают жидкостную герметизацию центрального корпуса и кожуха полуоси. Пример такого типа компоновки полуоси описан в патенте US 6,866,605 (Fabry, 15 марта 2005 г.).

Хотя конструкция полуоси, описанная в документе US 6,866,605, может соответствовать некоторым требованиям, реализация может быть проблематичной. Конкретнее, соответствующий допуск между центральным корпусом, неподвижным зубчатым колесом и кожухом полуоси может сделать выравнивание между неподвижным зубчатым колесом и планетарными зубчатыми колесами трудно достижимым. Вследствие чего детали должны быть изготовлены с жесткими допусками, которые увеличивают их стоимость. И конструкция, согласно US 6,866,605, может вызвать дополнительную утечку смазывающих жидкостей из устройства (то есть масло может вытечь из корпуса моста между кожухом полуоси и неподвижным зубчатым колесом так же, как между неподвижным зубчатым колесом и центральным корпусом).

Узел привода согласно настоящему изобретению решает одну или более проблем, указанных выше.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к узлу привода. Узел привода может содержать центральный корпус и кожух полуоси, конструкции которых сопрягают и герметизируют напротив центрального корпуса. Кожух полуоси может содержать углубление и паз, размещенный на внутренней поверхности углубления. Узел привода может также содержать зубчатое колесо, расположенное в углублении кожуха полуоси, и кольцо, расположенное в пазу кожуха полуоси для удержания зубчатого колеса внутри углубления.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу сборки трансмиссии. Согласно способу осуществляют запрессовку неподвижного зубчатого колеса в первом корпусе и осевую фиксацию неподвижного зубчатого колеса от выхода из корпуса. Также возможно присоединение второго корпуса к первому корпусу с полностью помещенным в корпус неподвижным зубчатым колесом.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено:

фиг.1 - узел привода;

фиг.2 - поперечное сечение узла привода по фиг.1;

фиг.3 - поперечное сечение типового соединения неподвижного зубчатого колеса в узле привода по фиг.1.

На фиг.1 показан узел привода 10. Узел привода 10 может быть отнесен к мобильным транспортным средствам (не показанным) и предназначен для приведения в движение транспортного средства. Также узел привода 10 может содержать дифференциал 12, первую 14 и вторую 16 конечную передачу привода. Входной элемент, такой как карданный вал 18, может передавать усилие связанного с ним источника энергии (то есть двигателя и трансмиссии, оба не показаны) транспортного средства - дифференциалу 12. Два ведомых элемента, таких как первый выходной вал 20 и второй выходной вал 22, передают усилие конечных передач 14, 16 привода на приспособления 24 для повышения силы сцепления с грунтом, расположенные на противостоящих сторонах транспортного средства. В одном конструктивном выполнении приспособления 24 для повышения силы сцепления с грунтом могут быть выполнены в виде колес. Конечные передачи 14, 16 привода могут передавать усилие соединенному с ними дифференциалу устройству 12, так чтобы вращение карданного вала 18 в результате преобразовывалось во вращение выходящих валов 20, 22 и приспособлений 24 для повышения силы сцепления с грунтом.

Как показано на фиг.2, дифференциал 12 может содержать в центре корпус 26 и дифференциальную шестерню 28, размещенную в центральном корпусе 26. Центральный корпус 26 может быть выполнен в виде корпуса цилиндрической формы, содержащим в осевом направлении, в основном, расположенные на одной линии валы 20, 22. Один или более подшипников 30 могут быть размещены внутри центрального корпуса 26, для поддержания вращения выходящих валов 20, 22. Карданный вал 18 может проходить через сторону центрального корпуса 26, входить в зацепление и приводить во вращение дифференциальную шестерню 28. В свою очередь, дифференциальная шестерня 28 может находиться в зацеплении и передавать входное вращение карданного вала 18 выходящим валам 20, 22. В каждом противостоящем конце центрального корпуса 26 с торцевой стороны 32 может быть расположен и герметично закреплен кожух 34 полуоси конечных передач 14, 16 привода. Точнее, торцевая поверхность 32 центрального корпуса 26 может сопрягаться с торцевой поверхностью 35 каждого кожуха 34 полуоси.

Кожух 34 полуоси каждой из конечных передач 14, 16 привода может содержать и поддерживать планетарную передачу 36 и соединенный с ней один из валов 20, 22. Один или более подшипников 38 могут быть расположены для поддержания вращения валов 20, 22 внутри кожуха 34 полуоси. Выходящие валы 20, 22 могут быть приведены в действие дифференциальной передачей 28, скорость которых понижается планетарной передачей 36. Кожух 34 полуоси может быть присоединен к центральному корпусу 26 посредством, например, резьбовых соединений 40, расположенных по окружности его внешней периферийной части.

Планетарная передача может содержать по меньшей мере три элемента, включая солнечную шестерню, водило, имеющее по меньшей мере один комплект связанных с ним планетарных зубчатых колес, и неподвижное зубчатое колесо. Планетарные зубчатые колеса водила могут входить в зацепление с солнечной шестерней, неподвижным зубчатым колесом и с промежуточными планетарными зубчатыми колесами того же самого водила, если промежуточные планетарные зубчатые колеса входят в состав планетарной передачи. Солнечная шестерня, водило, планетарные зубчатые колеса и неподвижное зубчатое колесо могут вращаться все вместе одновременно. Альтернативно, одно или большее количество солнечных шестерен, водило и неподвижное зубчатое колесо могут быть зафиксированы неподвижно, изменяя передаточное отношение устройства. Каждое планетарное зубчатое колесо устройства может получить одно или более вращений на входе и формировать одно или более соответствующих вращений на выходе. Изменение скорости вращения между входом и выходом может зависеть от числа зубьев солнечной шестерни и неподвижного зубчатого колеса. Изменение скорости вращения может также зависеть от зубчатого колеса (колес), которое воспринимает вращение на входе, зубчатого колеса (колес), которое подобрано для передачи вращения на выходе, и зубчатого колеса, если такое еще имеется, размещенного неподвижно.

На конструкции, показанной на фиг.2, планетарная передача 36 может содержать солнечную шестерню 42, водило 44 и неподвижное зубчатое колесо 46. Каждая солнечная шестерня 42 может входить в зацепление для передачи усилия вращения с дифференциальной шестерней 28. Каждое неподвижное зубчатое колесо 46 может быть зафиксировано неподвижно в кожухе полуоси 34. Ряд планетарных зубчатых колес 44а может быть связан для передачи вращения с водилом 44, солнечной шестерней 42 и неподвижным зубчатым колесом 46. Каждое водило 44 может быть соединено для передачи вращения с одним из валов 20, 22. Таким образом, движение и мощность карданного вала 18 могут быть переданы через дифференциальную шестерню 28 выходящим валам 20, 22 посредством солнечной шестерни 42, планетарных зубчатых колес 44а и водила 44, с неподвижным зубчатым колесом 46, причем в соответствии с передаточным числом.

Как показано на фиг.3, неподвижное зубчатое колесо 46 может быть расположено в углублении 48 кожуха 34 полуоси. В одном конструктивном выполнении, неподвижное зубчатое колесо 46 может быть запрессовано в углублении 48 до уступа 48а углубления 48, занятого торцевой поверхностью неподвижного зубчатого колеса 46. Стопорное кольцо 50 может быть вставлено в паз 52, расположенный на внутренней стенке углубления 48, ограничивая в осевом направлении неподвижное зубчатое колесо 46 в пределах углубления 48. Таким образом, неподвижное зубчатое колесо 46 может свободно перемещаться в осевом направлении между уступом 48а и стопорным кольцом 50. Фиксатор, такой как, например, установочный штифт 54, может быть расположен в отдельном щелевом углублении 56 неподвижного зубчатого колеса 46 и в отдельном щелевом углублении 58 углубления 48, посредством чего зубчатое колесо 46 фиксируется от вращения внутри кожуха 34 полуоси.

Узел привода согласно настоящему изобретению может быть применен к любой трансмиссии, имеющей планетарную передачу, в которой элементы сборки должны иметь ограничение в осевом направлении. Узел привода может минимизировать требования допусков механической обработки и вероятность неплотной посадки, обеспечивая улучшенный способ сборки. Допуски на механическую обработку могут быть не такими жесткими, а вероятность неплотной посадки минимизирована за счет расположения зубчатого колеса внутри сопряженного корпуса и осевого запирания зубчатого колеса в корпусе.

Далее поясняется конструкция узла привода.

В процессе изготовления узла привода 10, неподвижное зубчатое колесо 46 может быть вставлено (например, запрессовано) в углубление 48. После того как зубчатое колесо 46 полностью посажено до уступа 48а (или, по меньшей мере, перемещено в осевом направлении за паз 52), пружинное стопорное кольцо 50 вставляется в паз 52 таким образом, чтобы ограничить осевое перемещение зубчатого колеса 46 в углублении 48. Кожух полуоси 34 может быть присоединен к центральному корпусу 26, с полностью закрепленным в кожухе зубчатым колесом 46. Герметизирующий элемент, такой как, например, сальник (не показан), может быть установлен между торцевой поверхностью 32 и 35 центрального корпуса 26 и кожухом 34 полуоси, если хотят улучшить герметизацию стыка. Поскольку неподвижное зубчатое колесо 46 может полностью удерживаться внутри кожуха 34 полуоси, за счет геометрии кожуха 34 полуоси (уступа 48а и паза 52 углубления 48), производственные допуски узла привода 10 могут быть снижены. Таким образом, только кожух 34 полуоси, а более конкретно, геометрия углубления 48 должна быть точно проконтролирована для гарантии надлежащего позиционирования неподвижного зубчатого колеса 46. За счет точного контроля допуска только одного элемента вероятность ошибки при позиционировании может быть минимизирована, и стоимость устройства может быть снижена. Кроме того, за счет расположения неподвижного зубчатого колеса 46 внутри кожуха 34 полуоси уменьшают количество мест возможных утечек.

Очевидно, что квалифицированные специалисты могут сделать различные модификации и изменения в устройстве привода на основе настоящего изобретения, не выходя за его рамки. Другие реализации будут понятны квалифицированным специалистам при рассмотрении детального описания и практического применения трансмиссии, раскрытой здесь. Предполагается, что детальное описание и примеры рассмотрены здесь только в качестве типичных примеров, обозначающих соответствующие выполнения, указанные в формуле изобретения и ее вариантах.