RU2125673C1

RU2125673C1 - Vehicle driving axles and wheels drive power distribution mechanism

Info

Publication number: RU2125673C1
Application number: RU97120108A
Authority: RU
Inventors: В.М. Кузеванов; Г.В. Кузеванов
Original assignee: Кузеванов Виктор Михайлович; Кузеванов Гай Викторович
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-01-27
Also published as: WO1999030060A1; AU7557598A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: power distribution mechanism consists of two plus parallel connected planetary mechanisms arranged coaxially. Central wheel of first planetary mechanism is rigidly connected with housing and with central wheel of second planetary mechanism. Two other central wheels of different planetary mechanisms are interconnected. Gear ratio of each planetary mechanism at torque applied to housing and carriers motionless is selected to provide different sign peripheral forces on rims of central wheels at rigid engagement of wheels, and same sign forces at connection of wheels by kinematic circuit through intermediate gear wheel for reversing. EFFECT: possibility of uniform distribution of torque between driving axles and wheels in two parallel flows irrespective of wheel-to-road adhesion, prevention of wheel slipping, enhanced serviceability of vehicle. 13 cl, 11 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к установкам для перераспределения тяговых усилий с дифференциальным эффектом, а более точно - к механизмам распределения мощности для привода ведущих осей и колес транспортного средства. The present invention relates to installations for the redistribution of traction with a differential effect, and more specifically to power distribution mechanisms for driving drive axles and wheels of a vehicle.

Известен червячно-винтовой дифференциал, представляющий собой червячный редуктор со свойствами, аналогичными свойствам обычного конического дифференциала. (Лефаров А.Х. "Дифференциалы автомобилей и тягачей" 1972, "Машиностроение", Москва, с. 85). Силовая связь между полуосями осуществляется двумя полуосевыми червячными шестернями и тремя рядами сателлитов. Каждый ряд сателлитов имеет четыре (иногда три) сателлита. Силовая связь между сателлитами и корпусом осуществляется через опоры сателлитов, выполненные в приливах корпуса. Когда разность крутящих моментов, передаваемых полуосевыми червячными колесами, не превышает внутреннего момента трения дифференциала, то он не работает, когда же эта разница превысит момент трения, то сателлиты придут в движение и дифференциал начнет работать. В случае потери сцепления одним из ведущих колес червячный дифференциал блокируется, не давая этому колесу возможности увеличить частоту вращения. Степень блокировки зависит от момента внутреннего трения, которое определяется углом наклона винтовой линии червяка. В существующих конструкциях этот угол равен 24-26 градусов. В настоящее время червячно-винтовой дифференциал "Torsen" используется как в качестве межосевого, так и межколесного дифференциала. Преимуществом дифференциала является компактность и мгновенное появление блокирующего эффекта. Однако внутреннее трение дифференциала влияет на управляемость автомобиля. Этот дифференциал имеет сложную технологию изготовления и чувствителен к вязкости масла. Общее с заявляемым изобретением то, что использован эффект самоторможения, то есть КПД (коэффициент полезного действия) меньше нуля при окружных усилиях одного знака на выходных валах. A worm-helical differential is known, which is a worm gear with properties similar to those of a conventional conical differential. (Lefarov A.Kh. “Differentials of cars and tractors” 1972, “Mechanical Engineering”, Moscow, p. 85). The power connection between the semiaxes is carried out by two semi-axial worm gears and three rows of satellites. Each row of satellites has four (sometimes three) satellites. The power connection between the satellites and the body is carried out through the support of the satellites made in the tides of the body. When the difference in the torques transmitted by the semi-axial worm wheels does not exceed the internal moment of friction of the differential, then it does not work, when this difference exceeds the moment of friction, the satellites will move and the differential will begin to work. In case of loss of adhesion by one of the drive wheels, the worm differential is blocked, preventing this wheel from increasing the speed. The degree of blocking depends on the moment of internal friction, which is determined by the angle of inclination of the helix of the worm. In existing designs, this angle is 24-26 degrees. At present, the Torsen worm-helical differential is used both as a center differential and as a differential between wheels. The advantage of the differential is its compactness and the instantaneous appearance of a blocking effect. However, the internal friction of the differential affects the handling of the car. This differential has a sophisticated manufacturing technique and is sensitive to oil viscosity. In common with the claimed invention is that the self-braking effect is used, that is, the efficiency (coefficient of performance) is less than zero with circumferential forces of the same sign on the output shafts.

Известен также дифференциал межколесного привода, описанный в книге Лефарова А. Х. "Дифференциалы автомобилей и тягачей", где привод состоит из двух цилиндрических рядов. Кинематическая связь между выходными валами при неподвижном корпусе осуществления через минусовой планетарный механизм (минусовым называется планетарный механизм, центральные колеса которого вращаются в противоположные стороны при остановленном водиле, т.е. передаточное отношение больше нуля) с последовательно соединенной простой передачей. По существу, дифференциал является понижающим редуктором, обеспечивающим дифференциальный привод колес. The differential of the cross-wheel drive is also known, described in the book of A. Lefarov A. "Differentials of cars and tractors", where the drive consists of two cylindrical rows. The kinematic connection between the output shafts when the housing is stationary through the minus planetary mechanism (the planetary mechanism whose central wheels rotate in opposite directions when the carrier is stopped, i.e. the gear ratio is greater than zero) is connected in series with a simple gear. Essentially, the differential is a reduction gear that provides differential wheel drive.

Известен также механизм распределения мощности, описанный в патенте RU N 2044942 по кл. F 16 H 48/20. В этом механизме имеется корпус, внутри которого установлен планетарный механизм с передаточным отношением больше нуля и водило этого планетарного механизма соединено с одним из выходных валов, а на втором выходном валу установлено центральное колесо. Этот известный механизм при установке его в транспортном средстве не распределяет момент на ведущие колеса равномерно и не исключает увеличение частоты вращения одного из колес при приложении момента к корпусу, то есть вызывает буксование колеса при разных условиях сцепления с дорогой. Смещение оси второй полуосевой шерстни создает заклинивающий эффект в зубчатом зацеплении, что создает большие распирающие усилия на венец этой шерстни. Also known is a power distribution mechanism described in patent RU N 2044942 in class. F 16 H 48/20. This mechanism has a housing inside which a planetary mechanism with a gear ratio greater than zero is installed and the carrier of this planetary mechanism is connected to one of the output shafts, and a central wheel is installed on the second output shaft. When installing it in a vehicle, this known mechanism does not evenly distribute the moment to the drive wheels and does not exclude an increase in the rotational speed of one of the wheels when a moment is applied to the body, that is, it causes the wheel to skid under different conditions of grip. The displacement of the axis of the second semi-axial wool creates a jamming effect in the gearing, which creates great bursting forces on the crown of this wool.

В основу изобретения положена задача создать механизм распределения мощности для привода ведущих осей и колес транспортного средства, в котором благодаря распределению крутящего момента равномерно двумя параллельными потоками, обеспечивалось бы равномерное распределение момента на ведущие оси и колеса независимо от сцепных условий колес с дорогой, предотвращалась бы пробуксовка колес, исключалось влияние на управляемость транспортного средства, при этом механизм был бы автоматическим. The basis of the invention is the creation of a power distribution mechanism for driving the drive axles and wheels of the vehicle, in which, thanks to the distribution of torque evenly in two parallel streams, a uniform distribution of torque on the drive axles and wheels, regardless of the coupling conditions of the wheels with the road, would be prevented wheels, excluded the impact on the controllability of the vehicle, while the mechanism would be automatic.

Поставленная задача решается тем, что в механизме распределения мощности для привода ведущих осей и колес транспортного средства, содержащем корпус с двумя выходными валами, планетарный механизм с передаточным отношением больше нуля, размещенный внутри корпуса и водило которого соединено с одним из выходных валов, согласно изобретению, содержится еще один планетарный механизм с передаточным отношением больше нуля, центральные колеса обоих механизмов расположены соосно и соединены параллельно, а водила образуют вращательную пару с сателлитами, венцы которых входят в зубчатое зацепление с центральными колесами, из которых одно центральное колесо первого планетарного механизма жестко соединено с корпусом и центральным колесом второго планетарного механизма, а два других центральных колеса разных планетарных механизмов соединены между собой, при этом передаточное отношение каждого планетарного механизма, при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах выбрано таким, что обеспечиваются окружные усилия разного знака на венцах центральных колес при жестком соединении их между собой и одного знака - при соединении их кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо для реверсивного движения. Такая кинематическая связь двух планетарных механизмов обеспечивает распределение момента на ведущие оси и колеса равномерно двумя потоками, независимо от сцепных условий колес с дорогой, исключает увеличение частоты вращения одного из колес, действует автоматически и не влияет на управляемость транспортного средства. The problem is solved in that in the power distribution mechanism for driving the drive axles and wheels of the vehicle, comprising a housing with two output shafts, a planetary gear with a gear ratio greater than zero, located inside the housing and the carrier of which is connected to one of the output shafts, according to the invention, contains another planetary mechanism with a gear ratio greater than zero, the central wheels of both mechanisms are aligned and connected in parallel, and the carrier form a rotational pair with ca ellites, the crowns of which are in gearing with the central wheels, of which one central wheel of the first planetary gear is rigidly connected to the housing and the central wheel of the second planetary gear, and two other central wheels of different planetary gears are interconnected, while the gear ratio of each planetary gear , when a moment is applied to the body and the stationary carriers, it is chosen such that circumferential forces of a different sign are provided on the rims of the central wheels with hard of the connections between them and are of the same sign - when connecting them to the kinematic chain through an intermediate gear for reverse movement. Such a kinematic connection of two planetary mechanisms ensures the distribution of torque to the driving axles and wheels evenly in two streams, regardless of the coupling conditions of the wheels with the road, eliminates the increase in the frequency of rotation of one of the wheels, acts automatically and does not affect the vehicle's handling.

Целесообразно, чтобы оба планетарных механизма имели разные передаточные отношения, обеспечивающих КПД каждого планетарного механизма меньше нуля при ведомых водилах и при жестком соединении между собой двух свободных относительно корпуса центральных колес разных планетарных механизмов, окружное усилие на их венцах должно быть разного знака при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах. Это упрощает конструкцию и снижает габаритные размеры в осевом направлении. It is advisable that both planetary gears have different gear ratios, ensuring the efficiency of each planetary gear is less than zero with driven carriers and when two central gears of different planetary gears free relative to the body are rigidly connected to each other, the circumferential force on their crowns should be of a different sign when the moment hull and fixed carriers. This simplifies the design and reduces the overall dimensions in the axial direction.

Возможно, чтобы оба планетарных механизма имели одинаковые передаточные отношения, обеспечивающие КПД каждого планетарного механизма меньше нуля при ведомых водилах и при соединении между собой для реверсивного движения двух центральных колесах кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо, окружное усилие на их венцах должно быть одного знака при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах. Это благоприятно распределяет нагрузку на звенья планетарных механизмов. It is possible that both planetary gears have the same gear ratios, ensuring the efficiency of each planetary gear is less than zero with driven carriers and when connecting the two central wheels with a kinematic chain through an intermediate gear wheel, the circumferential force on their crowns should be the same sign when applied moment to the hull and stationary carriers. This favorably distributes the load on the links of planetary mechanisms.

Возможно применение двух планетарных механизмов с одинаковыми передаточными, отношениями обеспечивающими КПД каждого механизма больше нуля при ведомых водилах. Это не исключает возможности увеличения частоты вращения одного выходного вала при большой разнице сцепных условий колеса с дорогой, но улучшает прочностные характеристики механизма распределения мощности. It is possible to use two planetary mechanisms with the same gear ratios, ensuring the efficiency of each mechanism is greater than zero with driven carriers. This does not exclude the possibility of increasing the speed of one output shaft with a large difference in the coupling conditions of the wheel with the road, but it improves the strength characteristics of the power distribution mechanism.

Целесообразно, чтобы центральные колеса, не соединенные жестко с корпусом, имели второй зубчатый венец для соединения их между собой через промежуточное зубчатое колесо. Это повышает прочностные характеристики зубчатых зацеплений. It is advisable that the central wheels, not rigidly connected to the housing, have a second gear ring for connecting them to each other through an intermediate gear wheel. This increases the strength characteristics of gears.

Возможно, чтобы сателлиты имели один или два зубчатых венца при соответствующем подборе чисел зубьев центральных колес, удовлетворяющим условию обеспечения окружных усилий разного знака на венцах центральных колес, свободных относительно корпуса, при жестком соединении их между собой и одного знака - при соединении их через промежуточное зубчатое колесо. Это расширяет возможности подбора передаточных отношений. It is possible that the satellites had one or two gears with appropriate selection of the number of teeth of the central wheels, satisfying the condition of providing peripheral forces of a different sign on the rims of the central wheels, free relative to the housing, when they are rigidly connected to each other and of the same sign - when connecting them through an intermediate gear wheel. This extends the selection of gear ratios.

Целесообразно применение в механизме распределения мощности планетарных механизмов с количеством сателлитов больше одного. Это повышает прочностные характеристики зубчатых зацеплений. It is advisable to use planetary mechanisms with more than one satellite in the power distribution mechanism. This increases the strength characteristics of gears.

Целесообразно, чтобы центральные колеса имели зубья внутреннего зацепления. Это уменьшает габариты конструкции в радиальном направлении. It is advisable that the central wheels have internal gear teeth. This reduces the dimensions of the structure in the radial direction.

Возможно использование планетарных механизмов с зубьями внешнего зацепления, но планетарные механизмы этого типа имеют большой момент инерции, что неблагоприятно отражается на изменении режимов работы. It is possible to use planetary mechanisms with external gear teeth, but planetary mechanisms of this type have a large moment of inertia, which adversely affects the change in operating modes.

Необходимо выходные валы соединить с водилами. It is necessary to connect the output shafts to the carriers.

Необходимо при использовании двух планетарных механизмов со свободным водилом (планетарный механизм с тремя центральными колесами) соединить выходные валы с третьим солнечным центральным колесом с зубьями внешнего зацепления. Это упрощает конструкцию, так как водило может отсутствовать, а свободные сателлиты ограничены от перемещения только в осевом направлении. When using two planetary mechanisms with a free carrier (a planetary mechanism with three central wheels), it is necessary to connect the output shafts to the third solar central wheel with the teeth of external gearing. This simplifies the design, since the carrier may be absent, and free satellites are limited from movement only in the axial direction.

Возможно применение двух планетарных механизмов с водилами, представляющими собой эксцентриковые валы с одним сателлитом и центральными колесами с зубьями внутреннего зацепления. Это упрощает конструкцию, но снижает прочностные характеристики и требует дополнительного устройства для устранения дисбаланса. It is possible to use two planetary mechanisms with carriers, which are eccentric shafts with one satellite and central wheels with internal gear teeth. This simplifies the design, but reduces the strength characteristics and requires an additional device to eliminate imbalance.

Возможно применение планетарных механизмов с эксцентриковыми водилами, образующими вращательные пары с сателлитами, имеющими один венец с зубьями внешнего зацепления, а второй - с зубьями внутреннего зацепления, и центральными колесами, два из которых с зубьями внутреннего зацепления, а два - с зубьями внешнего зацепления. Это значительно уменьшает габаритные размеры в осевом направлении. It is possible to use planetary mechanisms with eccentric carriers, which form rotational pairs with satellites, having one crown with teeth of external gearing, and the second with teeth of internal gearing, and central wheels, two of which with teeth of internal gearing, and two with teeth of external gearing. This significantly reduces the overall dimensions in the axial direction.

В дальнейшем изложении настоящее изобретение поясняется подробным описанием конкретных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых,
фиг. 1 изображает предлагаемый механизм, согласно изобретению, продольный разрез;
фиг. 2 - водило, продольный разрез, один из вариантов выполнения;
фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, вид сбоку;
фиг. 4 - кинематическую схему механизма, изображенного на фиг. 1;
фиг. 5 - один из вариантов выполнения кинематической схемы механизма, изображенного на фиг. 1;
фиг. 6 - еще один вариант выполнения кинематической схемы механизма, изображенного на фиг. 1;
фиг. 7 - еще один вариант выполнения кинематической схемы механизма, изображенного на фиг. 1;
фиг. 8 - вариант выполнения предлагаемого механизма, продольный разрез;
фиг. 9 - центральное колесо, в разрезе, используемое в механизме по фиг. 8;
фиг. 10 - кинематическую схему механизма, изображенного на фиг. 8;
фиг. 11 - один из вариантов кинематической схемы механизма, изображенного на фиг. 8.In the following, the present invention is illustrated by a detailed description of specific embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, in which,
FIG. 1 depicts the proposed mechanism according to the invention, a longitudinal section;
FIG. 2 - carrier, longitudinal section, one embodiment;
FIG. 3 is the same as in FIG. 2, side view;
FIG. 4 is a kinematic diagram of the mechanism depicted in FIG. 1;
FIG. 5 is one embodiment of the kinematic diagram of the mechanism depicted in FIG. 1;
FIG. 6 is another embodiment of the kinematic diagram of the mechanism depicted in FIG. 1;
FIG. 7 is another embodiment of a kinematic diagram of the mechanism depicted in FIG. 1;
FIG. 8 - an embodiment of the proposed mechanism, a longitudinal section;
FIG. 9 is a cross-sectional central wheel used in the mechanism of FIG. eight;
FIG. 10 is a kinematic diagram of the mechanism of FIG. eight;
FIG. 11 is one of the variants of the kinematic diagram of the mechanism depicted in FIG. eight.

Предлагаемый механизм включает в себя два планетарных механизма, установленных в корпусе 1 (фиг. 1), имеющем торцевые крышки 2, 3, в которых выполнены отверстия для выходных валов 4, 5 и опорные поверхности для подшипников. Крышки 2, 3 и центральные колеса 6, 7 жестко соединены с корпусом 1, при этом одно из центральных колес 6 и 7 может быть выполнено как одно целое с корпусом 1. Венцы центральных колес 8, 9, жестко соединенных между собой, и венцы центральных колес 6, 7 имеют одинаковое количество зубьев внутреннего зацепления - двадцать семь (при этом колеса 8 и 9 выполнены как одно целое). Центральные колеса 8, 9 свободны относительно корпуса 1 и расположены между центральными колесами 6, 7. Два выходных вала 4, 5 шлицами соединены с двумя водилами 10, 11. Водило 10, 11 представляет собой втулку с тремя щеками, в каждой из которых выполнено по шесть пазов, являющихся опорными поверхностями для шести трехопорных сателлитов 12 (фиг. 2, 3) с двумя зубчатыми венцами 13, 14. Венец 13 имеет шесть зубьев, венец 14 - семь зубьев. Зубья центральных колес 6, 7, 8, 9 и зубья венцов 13, 14 сателлитов 12 выполнены со смещением, обеспечивающим одинаковое межосевое расстояние. Зубчатые венцы 14 трех из шести сателлитов 12 каждого планетарного механизма смещены при изготовлении относительно зубчатого венца 13 на полшага для обеспечения условия сборки. Зубчатый венец центрального колеса 6 первого планетарного механизма, жестко соединенного с корпусом 1, составляет кинематическую пару с шестизубыми венцами 13 сателлитов первого планетарного механизма. Зубчатый венец центрального колеса 7 (фиг. 1) второго планетарного механизма, жестко соединенного с корпусом, составляет кинематическую пару с семизубыми венцами 14 сателлитов второго планетарного механизма. Зубчатый венец центрального колеса 8 первого планетарного механизма составляет кинематическую пару с семизубыми венцами 14 сателлитов первого планетарного механизма. Зубчатый венец центрального колеса 9 второго планетарного механизма, жестко соединенного с центральным колесом 8, составляет кинематическую пару с шестизубыми венцами 13 сателлитов второго планетарного механизма. При ведущих водилах и неподвижных центральных колесах 6, 7 у первого планетарного механизма передаточное отношение равно шести, у второго семи. Суммарные потери в зубчатых зацеплениях и опорах сателлитов каждого планетарного механизма при ведомом водиле и неподвижном центральном колесе больше единицы, то есть КПД каждого планетарного механизма меньше нуля. The proposed mechanism includes two planetary gears installed in the housing 1 (Fig. 1) having end caps 2, 3, in which openings for output shafts 4, 5 and bearing surfaces are made. Caps 2, 3 and central wheels 6, 7 are rigidly connected to the housing 1, while one of the central wheels 6 and 7 can be made integrally with the housing 1. The crowns of the central wheels 8, 9, rigidly interconnected, and the crowns of the central wheels 6, 7 have the same number of internal gear teeth - twenty-seven (while wheels 8 and 9 are made as one unit). The central wheels 8, 9 are free relative to the housing 1 and are located between the central wheels 6, 7. Two output shafts 4, 5 are connected by slots to two carriers 10, 11. The carrier 10, 11 is a sleeve with three cheeks, each of which is made of six grooves, which are the supporting surfaces for six three-support satellites 12 (Fig. 2, 3) with two gear crowns 13, 14. The crown 13 has six teeth, the crown 14 has seven teeth. The teeth of the Central wheels 6, 7, 8, 9 and the teeth of the crowns 13, 14 of the satellites 12 are made with an offset that provides the same center distance. The gear rims 14 of three of the six satellites 12 of each planetary mechanism are offset in the manufacture relative to the gear rim 13 by half a step to ensure the assembly condition. The gear ring of the central wheel 6 of the first planetary gear rigidly connected to the housing 1 constitutes a kinematic pair with six-tooth crowns 13 of the satellites of the first planetary gear. The toothed crown of the central wheel 7 (Fig. 1) of the second planetary mechanism, rigidly connected to the housing, is a kinematic pair with seven-tooth crowns 14 of the satellites of the second planetary mechanism. The toothed crown of the central wheel 8 of the first planetary gear constitutes a kinematic pair with seven-tooth crowns 14 of the satellites of the first planetary gear. The gear ring of the central wheel 9 of the second planetary gear rigidly connected to the central wheel 8 makes up a kinematic pair with six-tooth crowns 13 of the satellites of the second planetary gear. With leading carriers and fixed central wheels 6, 7, the first planetary gear has a gear ratio of six, and the second has seven. The total losses in the gears and satellite bearings of each planetary mechanism with a driven carrier and a fixed central wheel are more than unity, that is, the efficiency of each planetary mechanism is less than zero.

Работает механизм следующим образом. The mechanism works as follows.

При приложении момента к корпусу 1 (фиг. 4), при окружных усилиях на выходных валах 4, 5 одного знака, опорными звеньями планетарных механизмов являются центральные колеса 8, 9, жестко соединенные между собой. Так как передаточные отношения планетарных механизмов отличаются на единицу, то окружное усилие на венцах центральных колес 8, 9 разного знака, но, так как они жестко соединены между собой, то остаются неподвижными относительно корпуса 1. КПД при ведущих центральных колесах 6, 7 и неподвижных центральных колесах 8, 9 меньше нуля и корпус 1 вращается вместе с выходными валами 4, 5 как одно целое. Момент от корпуса 1 независимо от сцепных условий колес с дорогой передается двумя параллельными потоками через венцы центральных колес 6, 7, венцы 13 сателлитов одного планетарного механизма и венцы 14 другого планетарного механизма на опорные поверхности водил 10, 11, соединенных с выходными валами 4, 5. When a moment is applied to the housing 1 (Fig. 4), with circumferential forces on the output shafts 4, 5 of the same sign, the supporting links of the planetary mechanisms are the central wheels 8, 9, rigidly interconnected. Since the gear ratios of planetary mechanisms differ by one, the circumferential force on the rims of the central wheels 8, 9 is of different signs, but since they are rigidly interconnected, they remain motionless relative to the housing 1. Efficiency with the driving central wheels 6, 7 and motionless the central wheels 8, 9 are less than zero and the housing 1 rotates together with the output shafts 4, 5 as a unit. The moment from the housing 1, regardless of the coupling conditions of the wheels with the road, is transmitted in two parallel flows through the crowns of the central wheels 6, 7, crowns 13 of the satellites of one planetary gear and crowns 14 of the other planetary gear on the supporting surfaces of the carriers 10, 11, connected to the output shafts 4, 5 .

При приложении к одному из выходных валов 4, 5 дополнительного момента противоположного знака относительно другого выходного вала (например, при повороте транспортного средства) водило из ведомого становится ведущим (КПД при ведущих водилах больше нуля), опорными звеньями становятся центральные колеса 6, 7, жестко соединенные с корпусом 1. Знаки окружного усилия на венцах жестко соединенных между собой центральных колес 8, 9 уравниваются, и они начинают вращаться относительно корпуса 1. Происходит перемещение относительно корпуса 1 внутренних звеньев планетарных механизмов в кинематической цепи, соединяющей два выходных вала 4, 5. Механизм распределения мощности в этом случае работает как дифференциал, не оказывая влияния на управление транспортного средства. When an additional moment of the opposite sign is applied to one of the output shafts 4, 5 with respect to the other output shaft (for example, when the vehicle is turned), the carrier from the follower becomes the leader (the efficiency with the leading carriers is greater than zero), the central wheels 6, 7 become rigid links connected to the housing 1. The signs of the circumferential force on the rims of the central wheels 8, 9 rigidly connected to each other are equalized, and they begin to rotate relative to the housing 1. There is an internal movement relative to the housing 1 x units of planetary mechanisms in the kinematic chain connecting the two output shafts 4, 5. The power distribution mechanism in this case operates as a differential, without affecting the vehicle control.

На фиг. 5, 6, 7 изображены принципиальные кинематические схемы планетарных механизмов и варианты их соединения между собой. Так, например, на фиг. 5 изображен механизм, в котором центральные колеса 15, 16, 17 и 18 выполнены с зубьями внешнего зацепления. На фиг. 6 изображен вариант, в котором применены предлагаемые планетарные механизмы со свободными водилами 19, третьими центральными солнечными колесами 20 и 21, имеющими зубья внешнего зацепления. На фиг. 7 изображен вариант, в котором центральные колеса 6, 7, 8, 9 имеют зубья внутреннего зацепления, функцию водила выполняет эксцентриковый вал 22, образующий вращательную пару с сателлитом 23, при этом в каждом планетарном механизме по одному сателлиту 23. In FIG. 5, 6, 7 are shown the basic kinematic diagrams of planetary mechanisms and their connection options. For example, in FIG. 5 shows a mechanism in which the central wheels 15, 16, 17 and 18 are made with external gear teeth. In FIG. 6 shows a variant in which the proposed planetary mechanisms with free carriers 19, third central solar wheels 20 and 21, having external gear teeth, are applied. In FIG. 7 shows a variant in which the central wheels 6, 7, 8, 9 have internal gear teeth, the eccentric shaft 22, forming a rotary pair with a satellite 23, performs the function of a carrier, with each satellite 23 having one planetary gear.

Описанные выше варианты выполнения работают аналогично механизму, изображенному на фиг. 1. The embodiments described above operate similarly to the mechanism depicted in FIG. 1.

На фиг. 8 изображен еще один вариант выполнения предлагаемого механизма. Согласно этому варианту предлагаемый механизм содержит два планетарных механизма, установленных в корпусе 24, имеющем торцевые крышки 25, 26, в которых выполнены отверстия для выходных валов 27, 28 и опорные поверхности для подшипников. Крышки 25, 26 и центральные колеса 6, 7 жестко соединяются с корпусом 24, при этом одно из центральных колес 6 или 7 может быть выполнено как одно целое с корпусом 24. Центральные колеса 29, 30 имеют по два венца, один из которых 31 (фиг. 9) с коническими зубьями входит в кинематическую пару для реверсивного движения с венцом зубчатого колеса 32 (фиг. 8) с коническими зубьями, ось 33 которого закреплена в корпусе 24. Венцы с зубьями внутреннего зацепления центральных колес 6, 7, 29, 30 имеют одинаковое количество зубьев - двадцать семь. Два выходных вала 27, 28 шлицами соединены с двумя водилами 10, 11. Водила 10, 11 представляют собой втулку с тремя щеками, в каждой из которых выполнено по шесть пазов, являющихся опорными поверхностями для шести трехопорных сателлитов 12 с двумя зубчатыми венцами 13, 14. Венец 13 имеет шесть зубьев, венец 14 - семь зубьев. Зубья центральных колес 6, 7, 29, 30 и зубья венцов 13, 14 сателлитов 12 выполнены со смещением, обеспечивающим одинаковое межосевое расстояние. Зубчатые венцы 14 трех из шести сателлитов каждого планетарного механизма смещены при изготовлении относительно зубчатого венца 13 на полшага для обеспечения сборки. Зубчатые венцы центральных колес 6, 7, жестко соединенных с корпусом 24, составляют кинематические пары с шестизубыми венцами 13 сателлитов первого и второго планетарного механизма. Зубчатые венцы с зубьями внутреннего зацепления центральных колес 29, 30 составляют кинематические пары с семизубыми венцами 14 сателлитов 12 первого и второго планетарного механизма. При ведущих водилах и неподвижных центральных колесах 6, 7 у первого и второго планетарного механизма передаточное отношение равно шести. Суммарные потери в зубчатых зацеплениях и опорах сателлитов каждого планетарного механизма при ведомом водиле и неподвижном центральном колесе больше единицы, то есть КПД каждого планетарного механизма меньше нуля. In FIG. 8 shows another embodiment of the proposed mechanism. According to this embodiment, the proposed mechanism comprises two planetary mechanisms installed in the housing 24 having end caps 25, 26 in which openings for the output shafts 27, 28 and bearing surfaces are made. Caps 25, 26 and central wheels 6, 7 are rigidly connected to the housing 24, while one of the central wheels 6 or 7 can be made integrally with the housing 24. The central wheels 29, 30 have two crowns, one of which 31 ( Fig. 9) with bevel teeth enters into a kinematic pair for reverse movement with the ring gear 32 (Fig. 8) with bevel teeth, the axis 33 of which is fixed in the housing 24. The crowns with internal gear teeth of the central wheels 6, 7, 29, 30 have the same number of teeth - twenty-seven. Two output shafts 27, 28 are connected by splines to two carriers 10, 11. The carriers 10, 11 are a sleeve with three cheeks, each of which has six grooves, which are supporting surfaces for six three-bearing satellites 12 with two gear crowns 13, 14 Crown 13 has six teeth, crown 14 has seven teeth. The teeth of the central wheels 6, 7, 29, 30 and the teeth of the crowns 13, 14 of the satellites 12 are made with an offset providing the same center distance. The ring gears 14 of three of the six satellites of each planetary mechanism are offset in the manufacture of the ring gear 13 by half a step to ensure assembly. The gear rims of the central wheels 6, 7, rigidly connected to the housing 24, are kinematic pairs with six-tooth rims 13 of the satellites of the first and second planetary gears. Toothed crowns with internal gear teeth of the central wheels 29, 30 constitute kinematic pairs with seven-tooth crowns 14 of satellites 12 of the first and second planetary gears. With leading carriers and fixed central wheels 6, 7, the first and second planetary gears have a gear ratio of six. The total losses in the gears and satellite bearings of each planetary mechanism with a driven carrier and a fixed central wheel are more than unity, that is, the efficiency of each planetary mechanism is less than zero.

При приложении момента к корпусу 24 (фиг. 10), при окружных усилиях на выходных валах 27, 28 одного знака, опорными звеньями планетарных механизмов являются центральные колеса 29, 30, соединенные между собой кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо 32. Так как передаточные отношения планетарных механизмов одинаковы, то окружные усилия на венцах центральных колес 29, 30 одного знака, но эти колеса связаны кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо 32 для реверсивного движения и не могут вращаться относительно корпуса 24 в одну сторону, поэтому остаются неподвижными относительно корпуса 24. КПД при ведущих центральных колесах 6, 7, неподвижных центральных колесах 29, 30 и ведомых водилах меньше нуля, и корпус 24 вращается вместе с выходными валами 27, 28 как одно целое. Момент от корпуса 24 передается, независимо от сцепных условий колес с дорогой, двумя параллельными потоками на опорные поверхности водил 10, 11, соединенных с выходными валами 27, 28. When a moment is applied to the housing 24 (Fig. 10), with circumferential forces on the output shafts 27, 28 of the same sign, the supporting links of the planetary mechanisms are the central wheels 29, 30, interconnected by a kinematic chain through an intermediate gear wheel 32. Since the gear ratios planetary mechanisms are the same, then the circumferential forces on the rims of the central wheels 29, 30 of the same sign, but these wheels are connected by a kinematic chain through an intermediate gear 32 for reverse movement and cannot rotate relative to the housing 24 in one direction, therefore, remain stationary relative to the housing 24. Efficiency with the leading Central wheels 6, 7, the stationary Central wheels 29, 30 and driven carriers less than zero, and the housing 24 rotates together with the output shafts 27, 28 as a whole. The moment from the housing 24 is transmitted, regardless of the coupling conditions of the wheels with the road, in two parallel streams to the supporting surfaces of the carrier 10, 11, connected to the output shafts 27, 28.

При приложении к одному из выходных валов 27, 28 дополнительного момента противоположного знака относительно другого выходного вала (например, при повороте транспортного средства) водило из ведомого становится ведущим, а КПД при ведущих водилах больше нуля, опорными звеньями становятся центральные колеса 6, 7, жестко соединенные с корпусом 24 и между собой. Знаки окружных усилий на венцах центральных колес 29, 30, соединенных кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо 32, становятся разными, и они вращаются в противоположном относительно друг друга направлении. Происходит перемещение относительно корпуса 24 внутренних звеньев планетарных механизмов в кинематической цепи, соединяющей два выходных вала 27, 28. Механизм распределения мощности в этом случае работает как дифференциал, не оказывая влияния на управление транспортного средства. When an additional moment of the opposite sign is applied to one of the output shafts 27, 28 relative to the other output shaft (for example, when the vehicle is turned), the carrier from the follower becomes the leader, and the efficiency with the leading carriers is greater than zero, the central wheels 6, 7 become the supporting links, rigidly connected to the housing 24 and to each other. The signs of the circumferential forces on the rims of the central wheels 29, 30, connected by a kinematic chain through the intermediate gear 32, become different, and they rotate in the opposite direction to each other. There is a movement relative to the housing 24 of the internal links of the planetary mechanisms in the kinematic chain connecting the two output shafts 27, 28. The power distribution mechanism in this case works as a differential, without affecting the control of the vehicle.

На фиг. 11 изображена принципиальная кинематическая схема варианта выполнения механизма, изображенного на фиг. 8. В этом варианте используются два планетарных механизма, в которых функцию водила выполняет эксцентриковый вал 34, образующий вращательную пару с сателлитами 35, имеющими один венец 36 с зубьями внешнего зацепления, а второй 37 с зубьями внутреннего зацепления, и имеет центральные колеса 38, 39, из которых два колеса 38 имеют зубья внутреннего зацепления, а два колеса 39 - внешнего зацепления. In FIG. 11 is a schematic kinematic diagram of an embodiment of the mechanism of FIG. 8. In this embodiment, two planetary mechanisms are used in which the eccentric shaft 34 acts as a carrier and forms a rotational pair with satellites 35 having one crown 36 with external gear teeth and the second 37 with internal gear teeth and has central wheels 38, 39 of which two wheels 38 have internal gear teeth, and two wheels 39 have external gears.

Описанный вариант выполнения предлагаемого механизма работает аналогично механизму, изображенному на фиг. 8. The described embodiment of the proposed mechanism works similarly to the mechanism depicted in FIG. eight.

В исполнении как первого, так и второго варианта, а также других вариантов по кинематическим схемам, изображенным на фиг. 5, 6, 7 и 11, возможны другие комбинации зубьев в кинематических парах центральных колес с сателлитами. Например, можно, применяя при изготовлении соответствующее корригирование зубьев, сателлит выполнить одновенцовым при разных количествах зубьев на центральных колесах. Число зубьев должно удовлетворять условию: при жестком соединении между собой центральных колес, свободных относительно корпуса, передаточное отношение должно обеспечить окружное усилие на их венцах разного знака при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах и одного знака при соединении их кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо. In the execution of both the first and second variants, as well as other variants according to the kinematic schemes depicted in FIG. 5, 6, 7 and 11, other combinations of teeth are possible in kinematic pairs of central wheels with satellites. For example, it is possible, using the corresponding tooth alignment in the manufacture, to perform a satellite with the same gear with different numbers of teeth on the central wheels. The number of teeth should satisfy the condition: when the central wheels that are free relative to the body are rigidly connected to each other, the gear ratio should provide a circumferential force on their crowns of different signs when torque is applied to the body and stationary carriers and of the same sign when they are connected by a kinematic chain through an intermediate gear.

Конструкция с промежуточным зубчатым колесом, расположенном на оси, соединенной с корпусом (фиг. 8), может быть использована во всех вариантах механизма распределения мощности по кинематическим схемам, изображенным фиг. 5, 6, 7. A design with an intermediate gear located on an axis connected to the housing (FIG. 8) can be used in all variants of the power distribution mechanism according to the kinematic schemes depicted in FIG. 5, 6, 7.

Рассмотренные конкретные варианты выполнения механизма распределения мощности и варианты показанные схематично на фиг. 4, 5, 6, 7, 10, 11, не являются исчерпывающими. Создание работоспособных конструкций возможно также с использованием волновых, зубчато-цевочных и с параллелограммным приводом планетарных механизмов. The specific embodiments of the power distribution mechanism discussed and the options shown schematically in FIG. 4, 5, 6, 7, 10, 11, are not exhaustive. The creation of workable structures is also possible using wave, gear-pinion and parallelogram drive planetary mechanisms.

Claims

1. The power distribution mechanism for driving the drive axles and wheels of the vehicle, comprising a housing with two output shafts, a planetary gear with a gear ratio greater than zero, located inside the housing, and the carrier of which is connected to one of the output shafts, characterized in that it also contains one planetary gear with a gear ratio greater than zero, the central wheels of both mechanisms are coaxial and connected in parallel, and the carrier form a rotational pair with satellites, the crowns of which enter the cog this engagement with the central wheels, of which one central wheel of the first planetary gear is connected to the casing and the central wheel of the second planetary gear, and the other two central wheels of different planetary gears are interconnected, while the gear ratio of each planetary gear when applying torque to the housing and stationary drove selected so that the district forces of a different sign are provided on the rims of the central wheels with a rigid connection between them and one sign - with soy elongation of the wheels with a kinematic chain through an intermediate gear for reverse movement.

2. The mechanism according to p. 1, characterized in that both planetary gears have different gear ratios, ensuring the efficiency of each planetary gear is less than zero with driven carriers, while the two central wheels of different planetary gears are rigidly connected to each other and are free relative to the body, and the circumferential efforts on their crowns of different signs when applying torque to the hull and stationary carriers.

3. The mechanism according to claim 1, characterized in that both planetary mechanisms have the same gear ratios, ensuring the efficiency of each planetary mechanism is less than zero with driven carriers, while the two central wheels of different planetary mechanisms for reversing movement relative to each other are interconnected by a kinematic chain with an intermediate gear wheel forming a rotational pair with an axis fixed in the housing, and the circumferential forces on their rims have the same sign when the moment is applied to the housing and are stationary drove.

4. The mechanism according to claims 1 and 3, characterized in that both planetary gears have the same gear ratios, ensuring the efficiency of each planetary gear is greater than zero with driven carriers.

5. The mechanism according to claims 1 and 3, characterized in that the central wheels have two gear rims, one of which engages with an intermediate gear wheel making up a rotational pair with an axis fixed in the housing.

6. The mechanism according to claim 1, characterized in that each satellite has one or two gear rims, engaging with two central wheels.

7. The mechanism according to claim 1, characterized in that the carrier in each planetary mechanism forms a rotational pair with at least two satellites.

8. The mechanism according to claim 1, characterized in that the central wheels have teeth of internal or external engagement.

9. The mechanism according to claim 1, characterized in that the output shaft in each planetary mechanism is connected to the carrier.

10. The mechanism according to claim 1, characterized in that in each planetary mechanism the output shaft is connected to the third central sun wheel with external gear teeth when used in the design of planetary mechanisms with a free carrier.

11. The mechanism according to claim 1, characterized in that in each planetary mechanism the carrier is an eccentric shaft forming a rotational pair with one satellite.

12. The mechanism according to claims 1 and 11, characterized in that the satellite in each planetary mechanism has external gear teeth.

13. The mechanism according to claim 11, characterized in that the satellite in each planetary mechanism has two crowns, one of which with external teeth is in internal engagement with the central wheels, and the second crown with internal teeth is engaged with the central wheel with the teeth of the outer gearing.