[go: up one dir, main page]

RU2280568C2 - Vehicle driving axle - Google Patents

Vehicle driving axle Download PDF

Info

Publication number
RU2280568C2
RU2280568C2 RU2004127272/11A RU2004127272A RU2280568C2 RU 2280568 C2 RU2280568 C2 RU 2280568C2 RU 2004127272/11 A RU2004127272/11 A RU 2004127272/11A RU 2004127272 A RU2004127272 A RU 2004127272A RU 2280568 C2 RU2280568 C2 RU 2280568C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
driven shafts
driven
shafts
sleeve
instance
Prior art date
Application number
RU2004127272/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004127272A (en
Inventor
Геннадий Тихонович Ситкарев (UA)
Геннадий Тихонович Ситкарев
Original Assignee
Геннадий Тихонович Ситкарев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геннадий Тихонович Ситкарев filed Critical Геннадий Тихонович Ситкарев
Priority to RU2004127272/11A priority Critical patent/RU2280568C2/en
Publication of RU2004127272A publication Critical patent/RU2004127272A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280568C2 publication Critical patent/RU2280568C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Retarders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: transport and agricultural engineering.
SUBSTANCE: proposed driving axle has housing, drive shaft, final drive in form of drive pinion and driven gear, differential case central hole fitted on bearings in housing and rigidly connected with driven gear, two driven shafts with screw thread, member movably connecting driven shafts by meshing with screw thread through solids of revolution and passing through central hole of differential case coaxially with case for axial displacement in said hole, and springs. Cavities, for instance, semi-spherical ones, are made in central cylindrical hole of differential case. Connecting member is made in form of cylindrical bushing on outer surface of which longitudinal grooves are made, for instance, with semispherical bottom, parallel to its axis, and on ends of inner surface cavities are made, for instance, semispherical ones. Ends of driven shafts from side of differential case are provided with outer thread and are installed in bushing for rotation. Bushing can be displacement both relative to differential case by means of solids of revolution, for instance, balls installed by one half in cavities of inner cylindrical surface of differential case and by other half, in longitudinal outer grooves of bushing and relative to driven shafts, by means of solids of revolution, for instance, balls installed in cavities of bushing and contacting with thread of driven shafts. Driven shafts are provided with stops to limit travel of bushing along driven shaft made, for instance, in form of beads on shafts and coil springs placed between beads and end faces of bushing. Cavities are made on end faces of driven shafts arranged inside differential case in which solids of revolution, for instance, balls are fitted.
EFFECT: simplified design, operation and repair of driving axle improved efficiency of its operation.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к дифференциальным устройствам, касается конструкции ведущего моста транспортных средств и может быть использовано в автомобильной промышленности, на авиа- и судовом транспорте и в сельскохозяйственном машиностроении.The invention relates to differential devices, for the construction of the drive axle of vehicles and can be used in the automotive industry, in aircraft and ship transport, and in agricultural engineering.

Известны ведущие мосты колесных транспортных средств, в которых для обеспечения разной скорости вращения ведущих колес, например при поворотах, используется дифференциал в виде планетарной зубчатой передачи с коническими шестернями [1]. При движении на криволинейных участках дороги такой дифференциал обеспечивает более медленное вращение внутреннего ведущего колеса, что позволяет благодаря этому избежать пробуксовки этого ведущего колеса и этим не допустить повышенного износа его шин, а также потерь мощности из-за затрудненного поворота транспортного средства. Недостатком таких ведущих мостов является то, что при попадании одного из ведущих колес на скользкий участок дороги оно начинает пробуксовывать, а другое ведущее колесо при этом перестает вращаться и поэтому не в состоянии сдвинуть с места транспортное средство, например автомобиль. Если же одно из ведущих колес автомобиля начнет пробуксовывать во время движения по скользкому участку, то создаются условия, вызывающие боковой занос автомобиля.Driving axles of wheeled vehicles are known, in which a differential in the form of a planetary gear transmission with bevel gears is used to provide different speeds of rotation of the driving wheels, for example when cornering [1]. When driving on curved sections of the road, such a differential provides a slower rotation of the inner drive wheel, which helps to avoid slipping of this drive wheel and thereby prevent increased wear of its tires, as well as power losses due to difficult turning of the vehicle. A drawback of such drive axles is that when one of the drive wheels hits a slippery section of the road, it starts to slip, while the other drive wheel stops rotating and therefore is unable to budge a vehicle, such as a car. If one of the driving wheels of the car starts to slip while driving along a slippery section, then conditions are created that cause side skidding of the car.

Известен ведущий мост автомобиля, в котором для устранения вышеуказанных недостатков используется кулачковый дифференциал повышенного трения [2]. Кулачковый дифференциал обеспечивает передачу крутящего момента на оба ведущих колеса и исключает возможность остановки одного ведущего колеса при пробуксовке другого. Однако из-за повышенного трения в элементах кулачкового дифференциала увеличиваются затраты мощности, и он не чувствителен к малым поворотам, при которых внутреннее ведущее колесо все же пробуксовывает. Этот недостаток отсутствует при вышеуказанных дифференциалах [1]. Поэтому кулачковые дифференциалы повышенного трения не получили распространения, а широкое применение в ведущих мостах сохранилось за планетарными дифференциалами с коническими шестернями.Known drive axle of the car, in which to eliminate the above disadvantages using a cam differential of increased friction [2]. A cam differential provides torque transmission to both drive wheels and eliminates the possibility of one drive wheel stopping when the other is slipping. However, due to increased friction in the elements of the cam differential, the power consumption increases, and it is not sensitive to small turns, at which the inner drive wheel stalls. This disadvantage is absent with the above differentials [1]. Therefore, cam differentials of limited friction are not widespread, and widespread use in driving axles is preserved for planetary differentials with bevel gears.

Известен ведущий мост транспортного средства, в котором используется дифференциал в виде планетарной зубчатой передачи с коническими шестернями и в котором для устранения вышеуказанных недостатков таких дифференциалов применяется автоматическое управление блокировкой дифференциала в виде комплекса дополнительных устройств [3]. Этот комплекс включает систему реагирования на заданный угол поворота транспортного средства с датчиком угла поворота, связанным с элементом рулевого управления, управляющий элемент, связанный с силовым цилиндром зубчатой муфты блокировки дифференциала и с источником питания, два тахометрических датчика, связанных с соответствующими ведущими колесами транспортного средства и электрически связанных с электронным блоком, а также первый и второй элементы сравнения, имеющие дополнительные входы для задания порогового уровня, а управляющий элемент дифференциала выполнен в виде первого гидрораспределителя, дополнительно имеется второй и третий гидрораспределители, гидроклапан и так далее. Ввиду большой сложности конструкции такое устройство автоматического управления блокировкой дифференциала в ведущих мостах транспортных средств практического применения не получило.The drive axle of a vehicle is known in which a differential in the form of a planetary gear transmission with bevel gears is used and in which automatic differential lock control in the form of a set of additional devices is used to eliminate the above disadvantages of such differentials [3]. This complex includes a system for responding to a given angle of rotation of the vehicle with a steering angle sensor associated with the steering element, a control element connected to the power cylinder of the differential lock gear clutch and a power source, two tachometric sensors connected to the corresponding drive wheels of the vehicle and electrically connected to the electronic unit, as well as the first and second comparison elements having additional inputs for setting the threshold level, and control Differential conductive element is configured as a first directional control valve further has second and third control valves, hydraulic valve, and so on. Due to the great complexity of the design, such a device for automatically controlling the differential lock in the driving axles of vehicles has not received practical application.

Известен ведущий мост транспортного средства, в котором используется самоблокирующийся дифференциал [4]. Он состоит из корпуса с размещенными в нем пальцами, на которых установлены сателлиты. С сателлитами связаны ведущие шестерни шестеренчатых насосов, а в корпусе дифференциала размещены восемь шестеренчатых насосов, ведущие шестерни которых установлены соосно с шестернями полуосей. С каждой ведущей шестерней находятся в зацеплении четыре ведомые шестерни, внешние цилиндрические поверхности корпусов насосов соединены радиальными отводами с впадинами ведущих шестерен. Указанные цилиндрические поверхности охватываются кольцами, соединенными с картером (корпусом) главной передачи, кроме того, кольца в нижней части имеют окна. Ввиду большой сложности конструкции этот самоблокирующийся дифференциал не получил практического применения в ведущих мостах.The drive axle of a vehicle is known in which a limited-slip differential is used [4]. It consists of a housing with fingers placed in it, on which satellites are mounted. The gears of gear pumps are connected to the satellites, and eight gear pumps are located in the differential housing, the gears of which are mounted coaxially with the gears of the axle shafts. Four driven gears are engaged with each pinion gear, the outer cylindrical surfaces of the pump housings are connected by radial bends to the valleys of the pinion gears. These cylindrical surfaces are covered by rings connected to the crankcase (housing) of the main gear, in addition, the rings in the lower part have windows. Due to the great complexity of the design, this limited-slip differential has not received practical application in driving axles.

Известен ведущий мост автомобилей с ручным управлением принудительной блокировкой дифференциала с помощью зубчатой муфты, привод которой содержит вилку, соединенную с штоком поршня, размещенного в приставке, расположенной снаружи картера ведущего моста [5, 6]. В таком ведущем мосту привод зубчатой муфты для блокировки дифференциала представляет собой автономный узел, приставляемый к картеру ведущего моста, благодаря чему облегчается сборка ведущего моста. Однако при внешнем размещении привода зубчатой муфты, служащей для блокировки дифференциала, возможно его повреждение при случайном наезде транспортного средства на какое-либо крупное препятствие во время его движения по бездорожью. Кроме того, на указанной приставке и в пространстве между ней и картером ведущего моста могут накапливаться комки грязи, увеличивая неподрессоренные массы транспортного средства и способствуя коррозии.The driving axle of cars with manual control of the differential differential lock is known by means of a gear clutch, the drive of which contains a plug connected to a piston rod located in an attachment located outside the drive axle housing [5, 6]. In such a drive axle, the drive of the gear clutch for locking the differential is an autonomous unit attached to the crankcase of the drive axle, making assembly of the drive axle easier. However, if the drive of the gear clutch is used to lock the differential, it may be damaged if the vehicle is accidentally hit by a major obstacle while it is driving on the road. In addition, clumps of dirt can accumulate on the specified attachment and in the space between it and the drive axle housing, increasing the unsprung mass of the vehicle and contributing to corrosion.

Все известные конструкции ведущих мостов транспортных средств, основанные на использовании дифференциалов в виде планетарных зубчатых передач с коническими шестернями, имеют два больших недостатка: во-первых, требуют применения специальных устройств для блокировки дифференциала, чтобы исключить пробуксовку ведущих колес автомобиля, что резко усложняет конструкцию в целом; во-вторых, увеличивают радиальные размеры конструкции, вследствие чего у автомобилей уменьшается дорожный просвет, который является важным показателем их проходимости.All known constructions of drive axles of vehicles, based on the use of differentials in the form of planetary gears with bevel gears, have two major drawbacks: first, they require the use of special devices to lock the differential in order to prevent slipping of the drive wheels of the car, which greatly complicates the design whole; secondly, they increase the radial dimensions of the structure, as a result of which the car's ground clearance is reduced, which is an important indicator of their cross-country ability.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому изобретению является ведущий мост Ситкарёва для транспортного средства, который включает в себя картер, ведущий вал, главную передачу в виде зубчатого зацепления ведущей и ведомой шестерен, корпус дифференциала, выполненный с центральным отверстием, расположенный на подшипниках в картере и жестко соединенный с ведомой шестерней, два ведомых вала, одним концом закрепленных в корпусе дифференциала с возможностью вращения, и пружины [7]. В ведомых валах со стороны корпуса дифференциала выполнены соосные цилиндрические полости с винтовой резьбой, центральное отверстие корпуса дифференциала выполнено фигурным. Через это отверстие проходит соосно ему соединяющий ведомые валы элемент, выполненный в виде стержня, имеющий в своей средней части поперечное сечение, соответствующее конфигурации отверстия, и установленный с возможностью перемещения в этом отверстии вдоль его оси, а цилиндрические концы соединяющего элемента изготовлены с углублениями, в которых установлены тела качения, например шарики, обеспечивающие зацепление этого элемента, т.е. стержня, с внутренней винтовой резьбой полостей ведомых валов. В каждом ведомом валу между дном его полости и торцом элемента установлена пружина.Closest in design to the claimed invention is the Sitkaryov drive axle for a vehicle, which includes a crankcase, a drive shaft, a final drive in the form of gearing of the drive and driven gears, a differential housing made with a central hole located on the bearings in the crankcase and rigidly connected to the driven gear, two driven shafts, one end fixed to the differential housing for rotation, and springs [7]. Coaxial cylindrical cavities with a screw thread are made in the driven shafts from the side of the differential case, the central hole of the differential case is made shaped. An element made in the form of a rod, coaxially connected to the driven shafts, passes through this hole, having in its middle part a cross section corresponding to the configuration of the hole, and mounted to move along this axis along this axis, and the cylindrical ends of the connecting element are made with recesses, which rolling bodies are installed, for example, balls, which ensure the engagement of this element, i.e. rod, with internal screw thread cavities of driven shafts. A spring is installed in each driven shaft between the bottom of its cavity and the end face of the element.

Данная конструкция ведущего моста исключает необходимость использования как применяемого сейчас дифференциала, основанного на планетарной зубчатой передаче с коническими шестернями, так и специального устройства для самоблокировки или принудительной блокировки, поскольку использует предложенный автором принцип ограниченного саморегулирования скоростей вращения двух ведомых валов. Недостатком такого ведущего моста является относительная сложность конструкции.This design of the drive axle eliminates the need to use both the differential currently used, based on a planetary gear transmission with bevel gears, and a special device for self-locking or forced locking, as it uses the principle of limited self-regulation of rotation speeds of two driven shafts proposed by the author. The disadvantage of this drive axle is the relative complexity of the design.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции и технологии изготовления ведущего моста с автоматическим саморегулированием скоростей вращения двух ведомых валов (полуосей), а также повышение эффективности его работы.The task to which the invention is directed is to simplify the design and manufacturing technology of the drive axle with automatic self-regulation of the rotation speeds of two driven shafts (half shafts), as well as increasing its efficiency.

Теоретическую основу достаточности ограниченного саморегулирования этих скоростей автор впервые показал нижеприведенным расчетом. Как видно из фиг.1, при повороте автомобиля на угол α наружное колесо по отношению к повороту будет двигаться по радиусу R, а внутреннее колесо по отношению к повороту будет двигаться по радиусу (R-t), где t - ширина колеи, т.е. расстояние между колесами. Количество оборотов наружного колеса nн при повороте машины на угол α определяется формулой:The author first showed the theoretical basis of the sufficiency of limited self-regulation of these speeds for the first time by the calculation below. As can be seen from figure 1, when the car is rotated through an angle α, the outer wheel will move along the radius R with respect to the turn, and the inner wheel will move along the radius (Rt) with respect to the turn, where t is the track gauge, i.e. distance between wheels. The number of revolutions of the outer wheel n n when turning the machine at an angle α is determined by the formula:

nн=Rα/d,n n = Rα / d,

а внутреннего колеса nв соответственноand the inner wheel n in respectively

nв=(R-t)α/d,n in = (Rt) α / d,

где d - диаметр колес.where d is the diameter of the wheels.

Наружное колесо совершит больше оборотов на величинуThe outer wheel will make more revolutions by an amount

nн-в=nн-nв,n n-in = n n -n in ,

которая определяется формулойwhich is determined by the formula

nн-в=Rα/d-(R-t)α/d=αt/d.n n-a = Rα / d- (Rt) α / d = αt / d.

Т.е. величина nн-в не зависит от радиуса поворота R! Этот вывод для многих является неожиданным.Those. the value of n nv does not depend on the radius of rotation R! This conclusion is unexpected for many.

Так как для грузовых автомобилей t/d≈1, то при угле поворота α=-90°=π/2 получаем nн-в=1,57, а при угле α=180°=π получаем nн-в=3,14. Так как для легковых автомобилей t/d≈1,5, то при угле поворота α=90°=π/2 получаем nн-в=2,36, а при угле α=180°=π получаем nн-в=4,71.Since for trucks t / d≈1, then with an angle of rotation α = -90 ° = π / 2 we get n n-in = 1.57, and with an angle α = 180 ° = π we get n n-in = 3 ,fourteen. Since for cars t / d≈1.5, then at an angle of rotation α = 90 ° = π / 2 we get n n-in = 2.36, and at an angle α = 180 ° = π we get n n-in = 4.71.

Получается второй уже для всех неожиданный вывод: при развороте машины, чтобы двигаться в обратном направлении, наружное колесо сделает количество оборотов по сравнению с внутренним колесом всего лишь больше на 3,14 оборота для грузовых и на 4,71 оборота для легковых автомобилей!It turns out the second unexpected conclusion for everyone: when turning the car to move in the opposite direction, the outer wheel will make the number of revolutions compared with the inner wheel only 3.14 more turns for trucks and 4.71 revolutions for cars!

Эти два вывода (доказательства Ситкарёва) позволили автору предложить для ведущего моста как конструкцию прототипа, так и новую конструкцию, обеспечивающую требуемое ограниченное саморегулирование скоростей ведущих колес.These two conclusions (Sitkarev evidence) allowed the author to propose both a prototype design and a new design for the drive axle, providing the required limited self-regulation of the drive wheel speeds.

Достигается решение поставленной задачи благодаря предлагаемой конструкции, предусматривающей, по сравнению с прототипом, во-первых, применение соединяющего элемента в виде втулки, и, во-вторых, вместо внутренней винтовой резьбы в полостях ведомых валов выполнение наружной винтовой резьбы на концах этих валов со стороны корпуса дифференциала. Предложенный мост по сравнению с прототипом проще и надежнее по конструкции, более технологичен в изготовлении, а также при эксплуатации и ремонте.This problem is achieved due to the proposed design, which provides, in comparison with the prototype, firstly, the use of a connecting element in the form of a sleeve, and, secondly, instead of an internal screw thread in the cavities of the driven shafts, the external screw thread on the ends of these shafts is on the side differential cases. The proposed bridge in comparison with the prototype is simpler and more reliable in design, more technological in manufacturing, as well as in operation and repair.

Сущность предложенного технического решения состоит в том, что в ведущем мосту для транспортного средства, включающем картер, ведущий вал, главную передачу в виде зубчатого зацепления ведущей и ведомой шестерен, корпус дифференциала, расположенный на подшипниках в картере, жестко соединенный с ведомой шестерней и имеющий центральное отверстие, два ведомых вала, выполненных с винтовой резьбой, элемент, подвижно соединяющий ведомые валы посредством его зацепления с их винтовой резьбой через тела качения и проходящий через центральное отверстие корпуса дифференциала с возможностью осевого перемещения в этом отверстии, и пружины, согласно заявленному изобретению, центральное отверстие корпуса дифференциала выполнено в виде цилиндрической поверхности, на которой расположены углубления, например, полусферические, соединяющий элемент изготовлен в виде цилиндрической втулки, на наружной поверхности которой имеются продольные канавки, например, с полусферическим дном, параллельные ее оси, а на концах внутренней поверхности которой выполнены углубления, например, полусферические, концы ведомых валов со стороны корпуса дифференциала снабжены наружной резьбой и установлены во втулке с возможностью вращения, при этом втулка может перемещаться как относительно корпуса дифференциала посредством тел качения, например шариков, установленных одной половиной в углублениях внутренней цилиндрической поверхности корпуса дифференциала, а другой половиной - в продольных наружных канавках втулки, так и относительно ведомых валов посредством тел качения, например шариков, установленных в углублениях втулки и контактирующих с резьбой ведомых валов. Ведомые валы снабжены ограничителями перемещения по ним втулки, например, в виде буртиков, выполненных на этих валах, и спиральных пружин, расположенных между буртиками и торцами втулки. А на торцах ведомых валов, расположенных внутри корпуса дифференциала, выполнены углубления, в которых установлены тела качения, например шарики.The essence of the proposed technical solution is that in the drive axle for the vehicle, including the crankcase, the drive shaft, the main gear in the form of gearing of the drive and driven gears, a differential housing located on the bearings in the housing, rigidly connected to the driven gear and having a central gear a hole, two driven shafts made with a screw thread, an element movably connecting the driven shafts by means of its engagement with their screw thread through rolling elements and passing through the central The hole of the differential case with the possibility of axial movement in this hole, and the spring, according to the claimed invention, the central hole of the differential case is made in the form of a cylindrical surface on which are located recesses, for example, hemispherical, the connecting element is made in the form of a cylindrical sleeve, on the outer surface of which longitudinal grooves, for example, with a hemispherical bottom, parallel to its axis, and at the ends of the inner surface of which grooves are made, for example, a hemisphere the ends of the driven shafts on the side of the differential case are provided with an external thread and rotatably mounted in the sleeve, while the sleeve can be moved relative to the differential case by means of rolling bodies, for example balls installed by one half in the recesses of the inner cylindrical surface of the differential case and the other half - in the longitudinal outer grooves of the sleeve, and relative to the driven shafts by means of rolling bodies, for example balls installed in the recesses of the sleeve and the contour threaded driven shafts. The driven shafts are equipped with limiters for moving the sleeves along them, for example, in the form of beads made on these shafts, and spiral springs located between the beads and the ends of the sleeve. And at the ends of the driven shafts located inside the differential housing, recesses are made in which rolling bodies, for example balls, are installed.

Решений, которые характеризуются совокупностью признаков заявленного изобретения, в доступных источниках информации не найдено, и сравнительный анализ предложенного устройства с конструкциями известных дифференциальных устройств позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая конструкция отличается от известных наличием новых существенных признаков, т.е. о его соответствии критерию "новизна".Solutions that are characterized by a combination of features of the claimed invention were not found in accessible sources of information, and a comparative analysis of the proposed device with the designs of known differential devices allows us to conclude that the proposed design differs from the known ones by the presence of new significant features, i.e. about its compliance with the criterion of "novelty."

При изучении других технических решений не выявлено влияние совокупности отличительных признаков заявленного изобретения на упрощение конструкции. Это свидетельствует о творческом характере предлагаемого решения, т.е. о его соответствии критерию "изобретательский уровень".In the study of other technical solutions, the influence of the combination of distinctive features of the claimed invention on the simplification of the design was not revealed. This indicates the creative nature of the proposed solution, i.e. on its compliance with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1-3).The invention is illustrated by drawings (Fig.1-3).

На фиг.2 схематически изображен общий вид предложенного устройства с продольным вертикальным его разрезом, а на фиг.3 дан поперечный разрез предложенного устройства.Figure 2 schematically shows a General view of the proposed device with a longitudinal vertical section, and figure 3 is a transverse section of the proposed device.

Заявленный ведущий мост включает в себя картер, в подшипниках 1 которого установлены ведущий вал 2, главная передача в виде конического зубчатого зацепления ведущей шестерни 3 и ведомой шестерни 4, причем шестерня 4 жестко соединена с корпусом 5 дифференциала. В этом корпусе, установленном на подшипниках 1 картера, выполнено цилиндрическое отверстие 6, на внутренней поверхности которого размещены углубления 7 и в котором установлена втулка 8, на наружной поверхности которой имеются продольные канавки 9, при этом втулка 8 имеет возможность перемещаться в отверстии 6 посредством шариков 10, установленных одной половиной в углублениях 7, например, полусферических, а другой половиной - в продольных канавках 9. Со стороны противоположных концов втулки 8 на ее внутренней цилиндрической поверхности 11 имеются углубления 12, например, полусферические. Ведомые валы (полуоси) 13 и 14 со стороны корпуса 5 дифференциала выполнены с наружной винтовой резьбой 15. При этом в углублениях 12 на втулке 8 установлены шарики 16, контактирующие с резьбой 15 ведомых валов 13 и 14. На торцах ведомых валов, расположенных внутри корпуса 5 дифференциала, выполнено углубление 17, например, полусферическое, в котором установлен шарик 18, определяющий необходимый зазор между торцами ведомых валов и обеспечивающий этим возможность вращения одного ведомого вала относительно другого. На каждом ведомом валу 13 и 14 выполнены буртики 19, которые, во-первых, через упор на подшипник 1 картера препятствуют смещению этих валов в сторону от корпуса 5 дифференциала, во-вторых, ограничивают величину перемещения втулки 8 по этим валам путем ее закручивания или выкручивания по их винтовой резьбе 15. С этой же целью на этих валах между буртиками 19 и торцами втулки 8 устанавливаются спиральные пружины 20.The claimed drive axle includes a crankcase, in the bearings 1 of which a drive shaft 2 is installed, the main gear is in the form of a bevel gearing of the drive gear 3 and the driven gear 4, the gear 4 being rigidly connected to the differential housing 5. In this housing, mounted on the bearings 1 of the crankcase, a cylindrical hole 6 is made, on the inner surface of which there are recesses 7 and in which a sleeve 8 is installed, on the outer surface of which there are longitudinal grooves 9, while the sleeve 8 is able to move in the hole 6 by means of balls 10 installed by one half in the recesses 7, for example, hemispherical, and the other half in the longitudinal grooves 9. From the opposite ends of the sleeve 8 on its inner cylindrical surface 11 I have Xia recess 12, for example, hemispherical. The driven shafts (half shafts) 13 and 14 from the side of the differential housing 5 are made with an external screw thread 15. At the same time, balls 16 are installed in the recesses 12 on the sleeve 8, which are in contact with the thread 15 of the driven shafts 13 and 14. At the ends of the driven shafts located inside the housing 5 of the differential, a recess 17 is made, for example, hemispherical, in which a ball 18 is mounted defining the necessary clearance between the ends of the driven shafts and thereby enabling rotation of one driven shaft relative to another. Flanges 19 are made on each driven shaft 13 and 14, which, firstly, through an emphasis on the crankcase bearing 1 prevent the displacement of these shafts away from the differential housing 5, and secondly, they limit the amount of movement of the sleeve 8 along these shafts by twisting it or twisting on their screw threads 15. For the same purpose, spiral springs 20 are installed on these shafts between the shoulders 19 and the ends of the sleeve 8.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

Движение машины происходит при передаче вращения от ведущего вала 2 через ведущую шестерню 3 на ведомую шестерню 4, которая приводит во вращение корпус 5 дифференциала и через его отверстие 6 посредством шариков 10 втулку 8, а она передает крутящий момент на ведомые валы 13 и 14 через шарики 16, обеспечивающие внутреннее зацепление втулки 8 с винтовой резьбой 15 этих валов. Винтовые резьбы 15 выполнены на этих валах противоположными по направлению и ориентированы таким образом, что при движении машины вперед шарики 16 стремятся переместить через винтовую резьбу 15 полуоси 13 и 14 друг к другу, но этому препятствует установленный в их торце шарик 18, поэтому шарики 16 заставляют вращаться вместе со втулкой 8 полуоси 13 и 14. При движении машины назад шарики 16 стремятся через винтовую резьбу 15 отодвинуть эти полуоси друг от друга, но этому препятствуют буртики 19, упирающиеся в соответствующие подшипники 1 картера. Поэтому шарики 16 заставляют вращаться вместе со втулкой 8 ведомые полуоси 13 и 14 в обратном направлении. При поворотах машины втулка 8 будет перемещаться соосно относительно полуосей 13 и 14, обеспечивая этим (так же, как это описано в прототипе [7]) разность скоростей вращения этих полуосей и соответственно ведущих колес машины, так как предлагаемая конструкция ведущего моста осуществляет следующую взаимосвязь скоростей его полуосей:The movement of the machine occurs when the rotation is transmitted from the drive shaft 2 through the drive gear 3 to the driven gear 4, which drives the differential housing 5 and through the hole 6 through the balls 10 through the balls 8, and it transmits torque to the driven shafts 13 and 14 through the balls 16, providing internal engagement of the sleeve 8 with a screw thread 15 of these shafts. The screw threads 15 are made on these shafts opposite in direction and are oriented so that when the machine moves forward, the balls 16 tend to move through the screw thread 15 of the axle shafts 13 and 14 to each other, but this is prevented by the ball 18 installed in their end face, so the balls 16 make rotate together with the sleeve 8 of the axle shafts 13 and 14. When the machine moves backwards, the balls 16 tend to move these half-shafts away from each other through the screw thread 15, but this is prevented by the collars 19 resting against the corresponding bearings 1 of the crankcase. Therefore, the balls 16 are forced to rotate together with the sleeve 8 of the driven axles 13 and 14 in the opposite direction. When turning the machine, the sleeve 8 will move coaxially relative to the semiaxes 13 and 14, providing this (as described in the prototype [7]) the difference in the speeds of rotation of these semiaxes and respectively the driving wheels of the machine, since the proposed design of the drive axle carries out the following relationship of speeds its axis:

nн+nв=2nд,n n + n = 2n to d,

при этом nн=nд+0,5nн-в, nв=nд-0,5nн-в, nн-в=αt/d,wherein n = n n d n + 0,5n a, n a = n d n--0,5n a, n-a n = αt / d,

где nд - число оборотов ведомой шестерни и соответственно корпуса дифференциала, остальные обозначения даны выше. Соосное перемещение втулки 8 относительно полуосей при повороте машины вызывает растяжение одной и сжатие другой пружины 20.where n d is the number of revolutions of the driven gear and, accordingly, the differential housing, the remaining designations are given above. Coaxial movement of the sleeve 8 relative to the axle shafts when turning the machine causes the extension of one and compression of the other spring 20.

Например, при движении грузовой машины вперед и повороте ее вправо на 90° левое колесо (на полуоси 13) является наружным при повороте и будет быстрее вращаться, а вращение правого колеса (на полуоси 14) соответственно замедлится. При этом левый конец втулки 8 будет на 0,5nн-в=0,785 оборота перемещаться вправо по левой полуоси 13 к середине корпуса дифференциала 5, а правый конец втулки 8 будет одновременно отодвигаться по правой полуоси 14 вправо от середины этого корпуса на эти же 0,785 оборота. Это означает, что левая полуось 13 дополнительно получает вращение (за счет относительного откручивания втулки 8 из левой полуоси 13) на эти же 0,785 оборота, а правая полуось 14 уменьшает вращение (за счет относительного закручивания при этом втулки 8 в правую полуось 14) на эти же 0,785 оборота. В целом левое ведущее колесо совершит при повороте на 90° больше оборотов, чем правое, всего на nн-в=1,57 оборота (как показано выше расчетом).For example, when the truck moves forward and turns it 90 ° to the right, the left wheel (on the axle shaft 13) is external when turning and will rotate faster, and the rotation of the right wheel (on the axle shaft 14) will slow down accordingly. In this case, the left end of the sleeve 8 will move 0.5n h -in = 0.785 turns to the right along the left half shaft 13 to the middle of the differential case 5, and the right end of the sleeve 8 will simultaneously move along the right half shaft 14 to the right from the middle of this case to the same 0.785 turnover. This means that the left half shaft 13 additionally receives rotation (due to the relative unscrewing of the sleeve 8 from the left half shaft 13) by the same 0.785 turns, and the right half shaft 14 reduces the rotation (due to the relative twisting of the sleeve 8 into the right half shaft 14) by these same 0.785 turnover. On the whole, the left driving wheel will make more turns when turning 90 ° than the right one, only n n-in = 1.57 turns (as shown above by calculation).

После осуществления машиной поворота необходимо до начала следующего поворота обеспечить, чтобы втулка 8 вернулась в исходное (т.е. среднее) положение. Этому будут способствовать, во-первых, постепенное выравнивание нагрузки на ведущие колеса в процессе окончания поворота, во-вторых, действие пружин 20, в-третьих, кратковременное отключение нагрузки на ведомые валы, например сбросом газа для переключения скорости (что практически всегда происходит), поскольку при снятии нагрузки (крутящего момента) на шарики 16 и, соответственно, на ведомые валы 13 и 14 уменьшится сопротивление перемещению втулки 8 в ее исходное (или среднее) положение. Поэтому после каждого поворота или прохода скользкого места для возвращения втулки 8 в исходное положение достаточно будет хотя бы кратковременного движения вперед или кратковременного сброса нагрузки при движении (для переключения скоростей или специально).After the machine makes a turn, before the start of the next turn, it is necessary to ensure that the sleeve 8 returns to its original (i.e., middle) position. This will be facilitated, firstly, by gradually balancing the load on the drive wheels during the end of the turn, secondly, by the action of the springs 20, and thirdly, by briefly disconnecting the load on the driven shafts, for example by discharging gas to change speed (which almost always happens) since when removing the load (torque) on the balls 16 and, accordingly, on the driven shafts 13 and 14, the resistance to movement of the sleeve 8 to its original (or middle) position will decrease. Therefore, after each turn or passage of a slippery place, to return the sleeve 8 to its original position, at least a short-term forward movement or a short-term load shedding during movement (for switching speeds or specifically) will be enough.

Поскольку конструктивно нежелательно завышать величину осевых перемещений втулки (чтобы не увеличивать размеры конструкции), достаточно для автомобилей принять условие разового непрерывного поворота не более 270°, т.е. принять согласно выше приведенному расчету максимальный поворот втулки относительно полуосей (0,5nн-в), равный всего лишь 2,4 оборота для грузовых и 3,6 оборота для легковых автомобилей.Since it is structurally undesirable to overestimate the magnitude of the axial displacements of the sleeve (so as not to increase the dimensions of the structure), it is sufficient for cars to accept the condition of a single continuous rotation of not more than 270 °, i.e. accept, according to the above calculation, the maximum rotation of the sleeve relative to the axle shafts (0.5n n-in ), equal to only 2.4 turns for trucks and 3.6 turns for cars.

При предлагаемом ведущем мосте не рекомендуется, чтобы автомобиль непрерывно крутился на одном месте (он для этого и не предназначен), поскольку при перемещении втулки 8 в крайнее положение прекращается саморегуляция оборотов колес, и они уже будут вращаться принудительно с одинаковой скоростью. Т.е. предлагаемая конструкция уже перестает выполнять свою заданную функцию при повороте более угла αmax, величину которого достаточно принять 270° как для обычных, так и для машин специального назначения.With the proposed drive axle, it is not recommended that the car rotate continuously in one place (it is not intended for this), since when the sleeve 8 is moved to the extreme position, the wheel speed self-regulation stops and they will already rotate forcibly at the same speed. Those. the proposed design already ceases to fulfill its intended function when turning more than the angle α max , the value of which is enough to take 270 ° for both conventional and special-purpose machines.

Как и в прототипе [7], главная передача может быть выполнена в виде конической или цилиндрической зубчатой передачи или ременной зубчатой передачи.As in the prototype [7], the main gear can be made in the form of a bevel or cylindrical gear transmission or a belt gear.

Итак, предлагаемая конструкция ведущего моста Ситкарёва для транспортного средства обеспечивает, как и в прототипе, необходимый диапазон саморегуляции скоростей вращения ведомых валов, практически всегда достаточный, например для автомобилей, и по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:So, the proposed design of the Sitkaryov drive axle for a vehicle provides, as in the prototype, the necessary range of self-regulation of the speeds of rotation of the driven shafts, almost always sufficient, for example, for cars, and in comparison with the prototype has the following advantages:

1) упрощается конструкция моста, во-первых, за счет упрощения конструкции элемента, подвижно соединяющего ведомые валы (нет съемного наконечника - п.10 на фиг.2 в прототипе [7]), во-вторых, из-за отсутствия необходимости размещения подшипников между корпусом дифференциала и этими валами (п.20 на фиг.2 в прототипе), поскольку их роль выполняет втулка с шариками, установленными в его углублениях;1) the design of the bridge is simplified, firstly, due to the simplification of the design of the element movably connecting the driven shafts (there is no removable tip - item 10 in figure 2 in the prototype [7]), and secondly, due to the lack of the need for bearings between the differential housing and these shafts (item 20 in figure 2 in the prototype), since their role is played by a sleeve with balls installed in its recesses;

2) упрощается технология изготовления, эксплуатации и ремонта моста, так как не требуется в ведомых валах делать довольно глубокие полости, и винтовая резьба выполняется не внутри этих полостей, а на наружной поверхности этих валов;2) the technology of manufacturing, operation and repair of the bridge is simplified, since it is not necessary to make rather deep cavities in the driven shafts, and the screw thread is not made inside these cavities, but on the outer surface of these shafts;

3) повышается надежность конструкции, так как в прототипе, во-первых, глубокие полости в ведомых валах снижают их прочность на кручение и на изгиб, во-вторых, съемный наконечник (п.10 на фиг.2 в прототипе) снижает прочность конструкции элемента, подвижно соединяющего ведомые валы;3) increases the reliability of the structure, because in the prototype, firstly, deep cavities in the driven shafts reduce their torsional and bending strength, and secondly, a removable tip (item 10 in figure 2 in the prototype) reduces the structural strength of the element movably connecting driven shafts;

4) уменьшается радиальный размер моста, так как не требуется размещать подшипники между корпусом дифференциала и ведомыми валами (п.20 на фиг.2 в прототипе), что способствует уменьшению массы моста и увеличению дорожного просвета, т.е. улучшению проходимости автомобилей.4) the radial size of the bridge is reduced, since it is not necessary to place bearings between the differential housing and driven shafts (item 20 in FIG. 2 in the prototype), which helps to reduce the mass of the bridge and increase ground clearance, i.e. improve car patency.

Источники информацииInformation sources

1. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. / М.: - Машиностроение. - 1969, с.307-309.1. Kozhevnikov S. N. Theory of mechanisms and machines. / M .: - Engineering. - 1969, p. 307-309.

2. Боровских Ю.И. и др. Устройство автомобилей / М. - Высш. шк., 1983, с.119.2. Borovsky Yu.I. and other Device cars / M. - Higher. school., 1983, p.119.

3. Заявка Украины №95125096 от 01.12.95, кл. 5 В 60 К 17/20, Бюл. №3, 1998.3. Application of Ukraine No. 95125096 dated 01.12.95, cl. 5 V 60 K 17/20, Bull. No. 3, 1998.

4. Патент Украины №23883 А от 31.08.98, кл. 6 F 16 Н 1/44, Бюл. №4, 1998.4. Patent of Ukraine No. 23883 A dated 08/31/98, cl. 6 F 16 H 1/44, Bull. No. 4, 1998.

5. Заявка Японии №60-580, кл. F 16 Н 1/445.5. Japanese application No. 60-580, cl. F 16 H 1/445.

6. Заявка в ЕПВ №256746, кл. F 16 Н 1/44.6. Application in EPO No. 256746, cl. F 16 H 1/44.

7. Заявка на изобретение №2003076084, поданная в Укрпатент 01.07.2003, кл. В 60 К 17/00; F 16 Н 1/00 - прототип.7. Application for invention No.20076084, filed in Ukrpatent 07/01/2003, cl. B 60 K 17/00; F 16 N 1/00 - prototype.

Claims (3)

1. Ведущий мост для транспортного средства, включающий картер, ведущий вал, главную передачу в виде зубчатого зацепления ведущей и ведомой шестерен, корпус дифференциала, расположенный на подшипниках в картере, жестко соединенный с ведомой шестерней и имеющий центральное отверстие, два ведомых вала, выполненных с винтовой резьбой, элемент, подвижно соединяющий ведомые валы посредством его зацепления с их винтовой резьбой через тела качения и проходящий через центральное отверстие корпуса дифференциала с возможностью осевого перемещения в этом отверстии, и пружины, отличающийся тем, что центральное отверстие корпуса дифференциала выполнено цилиндрическим и на этой его цилиндрической поверхности расположены углубления, например, полусферические, соединяющий элемент изготовлен в виде цилиндрической втулки, на наружной поверхности которой имеются продольные канавки, например, с полусферическим дном, параллельные ее оси, а на концах внутренней поверхности которой выполнены углубления, например, полусферические, концы ведомых валов со стороны корпуса дифференциала снабжены наружной резьбой и установлены во втулке с возможностью вращения, при этом втулка может перемещаться как относительно корпуса дифференциала посредством тел качения, например шариков, установленных одной половиной в углублениях внутренней цилиндрической поверхности корпуса дифференциала, а другой половиной - в продольных наружных канавках втулки, так и относительно ведомых валов посредством тел качения, например шариков, установленных в углублениях втулки и контактирующих с резьбой ведомых валов.1. The drive axle for the vehicle, including the crankcase, drive shaft, the main gear in the form of gearing of the drive and driven gears, a differential housing located on the bearings in the housing, rigidly connected to the driven gear and having a Central hole, two driven shafts made with by a screw thread, an element movably connecting the driven shafts by means of its engagement with their screw thread through the rolling elements and passing through the central hole of the differential housing with the possibility of axial movement I’m in this hole, and the spring, characterized in that the central hole of the differential housing is cylindrical and on this cylindrical surface there are recesses, for example, hemispherical, the connecting element is made in the form of a cylindrical sleeve, on the outer surface of which there are longitudinal grooves, for example, with hemispherical bottom parallel to its axis, and at the ends of the inner surface of which are made recesses, for example, hemispherical, the ends of the driven shafts from the side of the differential housing sleep wives are external thread and rotatably mounted in the sleeve, while the sleeve can be moved relative to the differential housing by means of rolling bodies, for example balls installed by one half in the recesses of the inner cylindrical surface of the differential housing, and the other half in the longitudinal outer grooves of the sleeve, and relative to the driven shafts by means of rolling bodies, for example balls installed in the recesses of the sleeve and in contact with the thread of the driven shafts. 2. Ведущий мост по п.1, отличающийся тем, что ведомые валы снабжены ограничителями перемещения по ним втулки, например, в виде буртиков, выполненных на этих валах, и спиральных пружин, расположенных между буртиками и торцами втулки.2. The driving bridge according to claim 1, characterized in that the driven shafts are equipped with limiters for moving the sleeves along them, for example, in the form of shoulders made on these shafts and coil springs located between the shoulders and the ends of the sleeve. 3. Ведущий мост по п.1, отличающийся тем, что на торцах ведомых валов, расположенных внутри корпуса дифференциала, выполнены углубления, в которых установлены тела качения, например шарики.3. The drive axle according to claim 1, characterized in that at the ends of the driven shafts located inside the differential housing, recesses are made in which rolling bodies, for example balls, are installed.
RU2004127272/11A 2004-09-15 2004-09-15 Vehicle driving axle RU2280568C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127272/11A RU2280568C2 (en) 2004-09-15 2004-09-15 Vehicle driving axle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127272/11A RU2280568C2 (en) 2004-09-15 2004-09-15 Vehicle driving axle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127272A RU2004127272A (en) 2006-02-20
RU2280568C2 true RU2280568C2 (en) 2006-07-27

Family

ID=36050656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127272/11A RU2280568C2 (en) 2004-09-15 2004-09-15 Vehicle driving axle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280568C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321503C1 (en) * 2006-09-25 2008-04-10 Евгений Яковлевич Волосников Vehicle self-locking differential

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3704632A (en) * 1970-07-02 1972-12-05 Joseph Orosz Revolving stroke drive
DE2809954A1 (en) * 1977-03-11 1978-09-14 Peder Ulrik Poulsen Rotary to reciprocating drive mechanism - has outer race fixed to tubular component turning in housing (NL 13.9.78)
US4229983A (en) * 1978-03-29 1980-10-28 France Bed Co., Ltd. Ball-and-screw power transmission device
DE4401198A1 (en) * 1993-10-11 1995-04-13 Miller Annette Device for converting a rotary motion into a reciprocating motion or vice versa and a pump produced by this means
EP0662572A1 (en) * 1994-01-11 1995-07-12 SAMJOO MACHINERY Co., Ltd. Rotary motion/constant velocity linear reciprocating motion conversion device and hydraulic system using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3704632A (en) * 1970-07-02 1972-12-05 Joseph Orosz Revolving stroke drive
DE2809954A1 (en) * 1977-03-11 1978-09-14 Peder Ulrik Poulsen Rotary to reciprocating drive mechanism - has outer race fixed to tubular component turning in housing (NL 13.9.78)
US4229983A (en) * 1978-03-29 1980-10-28 France Bed Co., Ltd. Ball-and-screw power transmission device
DE4401198A1 (en) * 1993-10-11 1995-04-13 Miller Annette Device for converting a rotary motion into a reciprocating motion or vice versa and a pump produced by this means
EP0662572A1 (en) * 1994-01-11 1995-07-12 SAMJOO MACHINERY Co., Ltd. Rotary motion/constant velocity linear reciprocating motion conversion device and hydraulic system using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321503C1 (en) * 2006-09-25 2008-04-10 Евгений Яковлевич Волосников Vehicle self-locking differential

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004127272A (en) 2006-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4840247A (en) Device for controlling 4wd vehicle central differential restriction device according to front and rear wheels rotational speed difference, and method of operation thereof
US5059160A (en) Self-locking differential gear
DE3816632C2 (en) Hydrostatic clutch
RU2280568C2 (en) Vehicle driving axle
CN208180772U (en) any angle steering drive axle
AU684265B2 (en) Differential drive mechanism
US5435210A (en) Differential drive mechanisms
RU2313458C2 (en) Vehicle driving axle
WO2016026519A1 (en) Differential gear arrangement
CN101634359B (en) Slip limiting differential gear for motor vehicle
RU2340473C2 (en) Continuously variable driveline for vehicle
CN102943860A (en) Sliding gear type differential device
CN207316020U (en) Differential spider pinion shaft
WO2008101371A1 (en) A kind of limited-slip differential with an asymmetric structure
CN204099536U (en) Limited-slip differential
RU200190U1 (en) Electromagnetic differential lock final drive for wheeled ATV
KR20240152256A (en) Vehicle attitude control device and control method using a clutch
CN110588764A (en) Steering apparatus for use with a vehicle
US1322392A (en) Bear-wheel transmission
US2722139A (en) Anti-slip differential unit
RU2249134C2 (en) Vehicle differential with automatic locking of drive wheels
RU142298U1 (en) HIGH PERFORMANCE VEHICLE DRIVING BRIDGE
RU2029902C1 (en) Differential for vehicle
RU2321503C1 (en) Vehicle self-locking differential
RU2184291C2 (en) Device for automatic locking of transport facility differential gear

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080916