Корпус трансмиссии и узел ведущей оси, содержащий указанный корпус

Корпус трансмиссии и узел ведущей оси, содержащий указанный корпус

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к оптимизации уровней смазки в ведомых осях транспортного средства, которые содержат зубчатые передачи и подшипники вала.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для повышения эффективности трансмиссий транспортного средства предпринимаются попытки снизить потери на вихреобразование, вызванное поворачивающимися элементами, которые до значительной степени погружены в жидкую смазку, такую как смазочное масло. Предложены различные решения, согласно которым часть смазочного масла отводят в буферный резервуар, из которого масло с управляемой задержкой возвращается к элементам, нуждающимся в смазке. Обычно из сборного резервуара, который принимает поток избыточной смазки, возвращают указанную смазку назад в общий картер, или маслосборник, через ограниченное отверстие. Такие ограничения вызывают серьезный риск закупоривания грязью, накопленной в масле, в результате чего надлежащее смазывание может быть полностью прервано. Кроме того, избыточное смазочное масло, когда подается в сборный резервуар путем разбрызгивания, может не достигать подшипников, которые также требуют смазки.

Также известны предложения, направленные на расположение уровня масла, который зависит от нагрузки на трансмиссию. Такая зависящая от нагрузки система часто требует использования насосных устройств или клапанов и вспомогательных управляющих систем, которые по существу увеличивают сложность и повышают затраты. Часто в различных из указанных известных устройств также используют маслоудерживающие резервуары, которые удерживают достаточно малое количество масла в непосредственной близости к подшипникам для снабжения их смазкой. Для формирования таких маслоудерживающих резервуаров в корпусах трансмиссий рядом с подшипниками устанавливают вспомогательные конструктивные элементы. Несмотря на то что такие удерживающие контейнеры или резервуары могут быть изготовлены относительно дешево из листового металла или пластика, они представляют собой вспомогательные части, которые увеличивают трудозатраты при сборке и общую стоимость. Кроме того, такие компоненты являются критичными по отношению к рабочим характеристикам трансмиссий транспортного средства, которые функционируют с уменьшенными уровнями масла, и непроизвольные ошибки при изготовлении или ремонте могут иметь губительные последствия.

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного корпуса трансмиссии, в частности, в усовершенствованиях корпуса трансмиссии, которые относятся к ведомым осям транспортного средства. В частности, задача настоящего изобретения состоит в надежном и эффективном удерживании смазочного масла в критичных местах. В более общем смысле задача настоящего изобретения состоит в преодолении или смягчении по меньшей мере одного из недостатков уровня техники. Также задача настоящего изобретения состоит в создании альтернативных конструкций, которые в уменьшенной степени затрудняют сборку и обслуживание, и которые, кроме того, могут быть изготовлены с относительно меньшими затратами. Кроме того, задача настоящего изобретения состоит по меньшей мере в обеспечении возможности выбора подходящего для использования альтернативного решения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С этой целью в настоящем изобретении предложен корпус трансмиссии и сборка ведущей оси, содержащая указанный корпус, как определено в приложенной формуле изобретения. Более конкретно, в настоящем изобретении предложен корпус трансмиссии, имеющий наружный барьер для текучей среды, выполненный с возможностью формирования внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для размещения:

текучей смазки, количество которой не превышает заданный уровень; и

по меньшей мере одного выполненного с возможностью поворота зубчатого колеса, выполненного с возможностью частичного погружения в указанную текучую смазку для взывания разбрызгивающего распределения текучей смазки, когда указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо поворачивается во внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды,

причем указанный корпус дополнительно содержит по меньшей мере одно гнездо подшипника, расположенное выше заданного уровня текучей среды во внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для приема подшипника вала, и сборный резервуар, сообщающийся по текучей среде с гнездом подшипника и образующий по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент,

при этом по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое с корпусом трансмиссии.

Такой корпус трансмиссии может быть изготовлен и собран с высокой экономической эффективностью, и в то же время при использовании он может значительно уменьшить потери на вихреобразование из-за взбалтывания масла.

Наибольшие преимущества могут быть достигнуты, когда по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое с корпусом путем литья, и/или когда по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое с корпусом путем механической обработки/формирования гнезда подшипника.

Предпочтительно корпус трансмиссии также содержит съемный картер зубчатого колеса. Такое устройство облегчает сборку, регулировку, обслуживание или ремонт.

В целом, по меньшей мере один стеночный элемент выполнен в форме удерживающей текучую среду прямостоящей стенки после соединения вспомогательного съемного компонента, несущего дополняющий прямостоящий стеночный элемент, с корпусом.

В таком корпусе съемный вспомогательный компонент также может быть соединен с картером зубчатого колеса. Такая конструкция является предпочтительной, если съемный вспомогательный компонент является крышкой подшипника, в результате чего могут быть упрощены монтаж и демонтаж подшипников.

Особенно предпочтительно сборка ведущей оси содержит корпус трансмиссии согласно настоящему изобретению.

Кроме того, предпочтительно по меньшей мере одно выполненное с возможностью поворота зубчатое колесо представляет собой кольцевую шестерню, причем сборка ведущей оси дополнительно содержит ведущую шестерню, взаимодействующую с кольцевой шестерней с возможностью передачи приводного усилия.

Кроме того, предпочтительно подшипник вала связан с ведущей шестерней.

Согласно предпочтительному варианту реализации кольцевая шестерня связана по меньшей мере с одним дополнительным сборным резервуаром гнезда подшипника, сообщающимся по текучей среде по меньшей мере с одним дополнительным гнездом подшипника, образующим дополнительный прямостоящий стеночный элемент.

При практическом осуществлении устройства предпочтительно кольцевая шестерня связана с картером дифференциала, причем указанный картер дифференциала расположена с возможностью поворота между парой противоположных дополнительных гнезд подшипников.

В конкретном предпочтительном устройстве, когда сборка ведущей оси содержит съемный картер зубчатого колеса, гнездо подшипника расположено на картере зубчатого колеса. В частности, сборка ведущей оси содержит пару противоположных дополнительных гнезд подшипника, причем пара противоположных дополнительных гнезд подшипника также расположены на картере зубчатого колеса.

Другие предпочтительные аспекты настоящего изобретения станут очевидными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг. 1 показана сборка ведомой задней оси, содержащая главную передачу, подходящая для коммерческого транспортного средства или тяжелогрузного транспортного средства;

На фиг. 2 показан картер ведущей шестерни для использования со сборкой задней оси, показанной на фиг. 1;

На фиг. 3 показан частичный разрез подшипникового узла ведущей шестерни в картере ведущей шестерни, показанном на фиг. 2, по линии III-III, показанной на фиг. 1;

На фиг. 4 показан вид сзади картера ведущей шестерни с установленными в нем элементами редуктора;

На фиг. 5 показан картер ведущей шестерни, показанный на фиг. 2, при наблюдении со стороны, противоположной стороне наблюдения на фиг. 2; и

На фиг. 6 показан вариант реализации крышки подшипника, которая является частью картера ведущей шестерни, показанного на фиг. 4.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показана ведомая задняя ось 1 для транспортного средства. Задняя ось 1 содержит корпус 3, имеющий форму банджо. Из противоположных концов имеющего форму банджо корпуса 3 проходят левая и правая полувалы 5, 7, которые при использовании функционально соединены с колесами, перемещающими транспортное средство (не показаны, но имеются). Также с противоположных концов корпуса 3 расположены относящиеся к нему левый и правый установочные выступы 9, 11 для соединения задней оси 1 с направляющей оси и подвеской транспортного средства (не показаны, но имеются). Ось 1, как показано на фиг. 1, дополнительно снабжена картером 13 ведущей шестерни и подшипниковым узлом 15 вала ведущей шестерни.

На фиг. 2 и 5 картер 13 ведущей шестерни показан без зубчатых колес, обычно установленных в нем, при наблюдении с противоположных направлений. В отличие от этого, на фиг. 3 и 4 показаны ведущая шестерня и подшипниковые элементы, расположенные в картере 13. В целом, картер 13 ведущей шестерни, как показано на фиг. 2, имеет установочный выступ 17 для его соединения с корпусом 3 задней оси, и переднее отверстие 19 для приема подшипникового узла 15 вала ведущей шестерни. Также на фиг. 2 показано, что картер 13 ведущей шестерни имеет самое внутреннее гнездо 21 подшипника вала ведущей шестерни для приема шарикового или роликового подшипника 23, как показано на фиг. 3. Прямостоящая стенка 25 в картере 13 ведущей шестерни выполнена за одно целое и совпадает с гнездом 21 подшипника вала ведущей шестерни.

В частичном разрезе на фиг. 3 показано, что подшипниковый узел 15 вала ведущей шестерни установлен в картере 13. Подшипниковый узел 15 вала ведущей шестерни содержит наружную и внутреннюю дорожки 27, 29 качения переднего клиновидного роликового подшипника 31, а также наружную и внутреннюю дорожки 33, 35 качения заднего клиновидного роликового подшипника 37. Обе внутренних дорожки 29, 35 качения переднего и заднего клиновидных роликовых подшипников 31, 37 определяют положение вала 39 ведущей шестерни 41. Задний конец 43 вала 39 ведущей шестерни поддерживается с возможностью поворота шарикоподшипником 23. Шарикоподшипник 23 посажен в гнезде 21 подшипника. Гнездо 21 подшипника выполнено машинным способом в части картера 13 ведущей шестерни, который может быть легко изготовлен литьем, литьем под давлением, спеканием или удалением лишнего материала для достижения необходимой формы. Механическая обработка гнезда 21 подшипника может быть выполнена известным способом, и для получения прямостоящей стенки 25 не требуется дополнительная механическая обработка или профилирование. Во время использования прямостоящая стенка 25 препятствует оттоку смазочного масла, достигшего подшипника 23 путем разбрызгивающего распределения, от нижних антифрикционных роликов подшипника 23. На противоположном переднем конце вала 39 ведущей шестерни расположен ведущий выступ 45, зафиксированный на валу гайкой 47, взаимодействующей с имеющим винтовую резьбу передним концом вала 39 ведущей шестерни. Таким образом, внутренние дорожки 29, 35 качения клиновидных роликовых подшипников 31, 37 жестко расположены между выступом ведущего выступа 45 и ведущей шестерней 41. Выполненное с возможностью поворота уплотнение 49 в отношении текучей среды установлено между поворачивающейся наружной окружностью ведущего выступа 45 и неподвижным подшипниковым узлом 15 вала ведущей шестерни и препятствует оттоку смазочного масла из задней оси 1, когда картер 13 ведущей шестерни и корпус 3 задней оси полностью собраны в узел задней оси 1. В этом положении корпус 3 задней оси (показанный на фиг. 1) образует наружный барьер для текучей среды, который в сборке с картером 13 ведущей шестерни и подшипниковым узлом 15 вала ведущей шестерни формирует внутреннюю часть, уплотненную в отношении текучей среды, для размещения достаточного количества текучей смазки как для ведущей шестерни, так и для опорных элементов.

На фиг. 4 показан вид сзади картера ведущей шестерни, на котором видны элементы трансмиссии, такие как картер 50 дифференциала и размещенная в нем кольцевая шестерня 52. Ведущая шестерня 41 (показанная на фиг. 3) поворачивает кольцевую шестерню 52, которая в свою очередь поворачивает картер 50 дифференциала, на котором она установлена. Картер 50 дифференциала содержит шестерни дифференциала и распределяет вращающий момент между левой и правой ведущими полувалами 5, 7 (показанными на фиг. 1). Однако данная конструкция является традиционной для привода ведущих осей и таким образом известна специалисту.

На фиг. 5 показан перспективный вид сзади картера 13 ведущей шестерни с разделенными в боковом направлении левым и правым гнездами 51, 53 подшипника. В указанных гнездах 51, 53 посажены подшипники, которые могут нести картер 50 дифференциала и кольцевую шестерню 52, расположенную между ними. В целях наглядности картер дифференциала и кольцевая шестерня не показаны на фиг. 5, но эти элементы являются традиционными и не требуют дополнительного объяснения сверх того, что показано на фиг. 4. Кольцевая шестерня, установленная на свое место, поворачивается внутри небольшой полости 55, образованной в картере 13 ведущей шестерни, и приводится в движение ведущей шестерней 41. Для облегчения монтажа картера дифференциала и его противоположных концевых подшипников каждое из левого и правого гнезд 51, 53 подшипника снабжено выполненной с возможностью удаления соответствующей левой и правой крышками 57, 59 подшипника. В нижней части каждого из левого и правого гнезд 51, 53 подшипника сформирована прямостоящая стенка 61, которая состоит из первой дополняющей стеночной секции 61A на картере 13 ведущей шестерни и второй дополняющей стеночной секции 61B на одной из левой и правой крышек 57, 59 подшипника.

На фиг. 6 показан вариант реализации правой крышки 59 подшипника, отделенной от картера 13 ведущей шестерни. На чертеже хорошо видна прямостоящая дополняющая вторая стеночная секция 61B. Кроме того, правая крышка 59 подшипника имеет установочные отверстия 63, 65, 67, 69 для соединительных элементов, таких как резьбовые штифты или болты, и углубления 71, 73 для приема совмещающих штифтов.

Как и в случае с гнездом 21 для подшипника 23 вала ведущей шестерни, гнезда 51, 53 подшипников для корпуса дифференциала могут быть механически обработаны как обычно, также с необработанными крышками 57, 59 подшипника, установленными на место. Для формирования прямостоящих стенок 61 не требуются дополнительные фрезерование или обработка.

При использовании, кольцевая шестерня 52, показанная на фиг. 4, поворачивается внутри небольшой полости 55 и распределяет смазочное масло, содержащееся в корпусе 3 задней оси, непосредственно между зубцами ведущей шестерни 41 и зубцами кольцевой шестерни 52. Указанный способ смазки разбрызгиванием, не смотря на то, что является эффективным для ведущих шестерен, не обеспечивает надлежащую смазку всех подшипников, если по меньшей мере нижняя часть указанных подшипников также не погружена ниже уровня смазочного масла. Однако, прямостоящие стенки 25 и 61, сформированные в соответствующем гнезде 21 подшипника ведущей шестерни и разделенных в боковом направлении гнездах 51, 53 подшипников картера дифференциала, тем не менее, создают условия, при которых соответствующие подшипники погружены на достаточную глубину в смазочное масло. Таким образом, уровень смазочного масла, находящегося в контакте с кольцевой шестерней 52, может быть значительно снижен, и полный объем смазочного масла в корпусе 3 задней оси, которое подвергается взбалтыванию кольцевой шестерней, может быть значительно уменьшен. Сокращение взбалтывания масла увеличивает механическую эффективность транспортного средства. Известные сборные резервуары в качестве дополнительных элементов для гнезд подшипников повышают трудоемкость сборки узла, затрудняют модернизацию и снижают надежность. Таким образом, решение согласно настоящему изобретению, направленное на формирование указанных сборных резервуаров за счет прямостоящих стенок, выполненных за одно целое с крышками подшипников, снижает расходы и увеличивает безопасность.

Таким образом, выше описан корпус трансмиссии, который может быть сформирован из корпуса 3 задней оси, картера 13 ведущей шестерни и подшипникового узла 15 вала ведущей шестерни. Указанный корпус трансмиссии имеет наружный барьер для текучей среды, сформированный корпусом 3 задней оси, который выполнен с возможностью образования внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для размещения текучей смазки, количество которой не превышает заданный уровень. В корпусе (3, 13, 15) трансмиссии также размещено с возможностью поворота по меньшей мере одно зубчатое колесо, такое как ведомая кольцевая шестерня 52, которая выполнена с возможностью частичного погружения в текучую смазку для разбрызгивающего распределения текучей смазки, когда по меньшей мере одно зубчатое колесо 52 поворачивается в указанной внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды.

Указанный корпус трансмиссии дополнительно содержит по меньшей мере одно гнездо подшипника, такого как самый внутренний подшипник 21 вала ведущей шестерни, или гнезда 51, 53 подшипников для картера 50 дифференциала. По меньшей мере одно гнездо подшипника расположено выше заданного уровня текучей среды во внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для посадки подшипника ведущего вала, такого как низкофрикционный подшипник 23. Сборный резервуар сообщается по текучей среде с гнездом подшипника и образует по меньшей мере один элемент 25 или 61 прямостоящей стенки, в зависимости от конкретного случая применения. По меньшей мере один элемент 25, 61 прямостоящей стенки выполнен за одно целое с корпусом 3, 13, 15 трансмиссии. Узел 1 ведущей оси предпочтительно может содержать корпус 3, 13, 15 трансмиссии.

Несмотря на то что настоящее изобретение описано на примере ведущей оси транспортного средства, специалисту понятно, что настоящее изобретение также может быть применено к зубчатым передачам любого вида, в которых использована смазка разбрызгиванием, или в которых длительные периоды простоя повышают риск оттока смазки от элементов трансмиссии, которые никогда не должны оставаться без смазки.

Таким образом, принцип работы и конструкция настоящего изобретения являются очевидными из предшествующего описания и сопроводительных чертежей. Специалисту понятно, что настоящее изобретение не ограничивается конкретным вариантом реализации, описанным в настоящей заявке, и в настоящем изобретении могут быть сделаны изменения, которые следует рассматривать в рамках пунктов приложенной формулы. Кинематические инверсии настоящего изобретения также должны считаться по своей природе описанными и входят в объем защиты настоящего изобретения. В пунктах приложенной формулы любые ссылочные знаки не должны толковаться как ограничение пунктов приложенной формулы. Термин "содержащий" и "включая", использованные в настоящем описании или пунктах приложенной формулы, не должны рассматриваться в исключительном или исчерпывающем смысле, а скорее во включительном смысле. Таким образом, выражение "содержащий", использованное в настоящей заявке, не исключает наличия других элементов или этапов в дополнение к перечисленным в любом пункте приложенной формулы. Кроме того, слова "один" и "некоторый" не должны толковаться как ограничение "только одним", но вместо этого означают "по меньшей мере один" и не исключают множественного числа. Особенности, которые конкретно или явно не присутствуют в описании или пунктах приложенной формулы, могут быть дополнительно включены в структуру настоящего изобретения в пределах объема его защиты. Такие выражения как: "средство для…" должны читаться как: "компонент, выполненный с возможностью…" или "элемент, выполненный для…", и должны быть истолкованы как включающие эквиваленты описанных конструкций. Использование таких выражений, как: "критический", "предпочтительный", "наиболее предпочтительный" и т.п. не ограничивает настоящее изобретение. Добавления, удаления и изменения в пределах области компетенции специалиста в целом могут быть сделаны без отступления от принципа и объема защиты настоящего изобретения, определенного в пунктах приложенной формулы.

1. Корпус трансмиссии, имеющий наружный барьер для текучей среды, выполненный с возможностью формирования внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для размещения текучей смазки, количество которой не превышает заданный уровень, и по меньшей мере одного выполненного с возможностью поворота зубчатого колеса, выполненного с возможностью частичного погружения в указанную текучую смазку для вызывания разбрызгивающего распределения текучей смазки, при этом во время работы указанное по меньшей мере одно частично погруженное зубчатое колесо поворачивается во внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды,

причем указанный корпус дополнительно содержит по меньшей мере одно гнездо подшипника, расположенное выше заданного уровня текучей среды во внутренней части, уплотненной в отношении текучей среды, для приема подшипника вала, и

сборный резервуар, находящийся в непосредственной близости по меньшей мере к одному гнезду подшипника для обеспечения сообщения по текучей среде с подшипником вала, причем указанный сборный резервуар образует по меньшей мере один удерживающий текучую среду прямостоящий стеночный элемент, препятствующий оттоку текучей смазки, достигшей подшипника вала, от подшипника вала путем разбрызгивающего распределения, и

при этом по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое с корпусом трансмиссии.

2. Корпус трансмиссии по п. 1, в котором по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое путем литья.

3. Корпус трансмиссии по п. 1, в котором по меньшей мере один прямостоящий стеночный элемент выполнен за одно целое путем механической обработки/формирования гнезда подшипника.

4. Корпус трансмиссии по п. 1, дополнительно содержащий съемный картер зубчатого колеса.

5. Корпус трансмиссии по п. 1, в котором по меньшей мере один стеночный элемент выполнен в форме удерживающей текучую среду прямостоящей стенки после соединения вспомогательного съемного компонента, несущего дополняющий прямостоящий стеночный элемент, с корпусом.

6. Корпус трансмиссии по п. 1, в котором по меньшей мере один стеночный элемент выполнен в форме удерживающей текучую среду прямостоящей стенки после соединения вспомогательного съемного компонента, несущего дополняющий прямостоящий стеночный элемент, с корпусом, причем съемный вспомогательный компонент соединен с картером зубчатого колеса.

7. Корпус трансмиссии по п. 5, в котором съемный вспомогательный компонент является крышкой подшипника.

8. Корпус трансмиссии по п. 6, в котором съемный вспомогательный компонент является крышкой подшипника.

9. Узел ведущей оси, содержащая корпус трансмиссии по любому из пп. 1-8.

10. Узел ведущей оси по п. 9, в которой

по меньшей мере одно выполненное с возможностью поворота зубчатое колесо представляет собой кольцевую шестерню, а

узел ведущей оси дополнительно содержит ведущую шестерню, взаимодействующую с кольцевой шестерней с возможностью передачи приводного усилия.

11. Узел ведущей оси по п. 10, в которой подшипник вала связан с ведущей шестерней.

12. Узел ведущей оси по п. 10, в которой кольцевая шестерня связана по меньшей мере с одним дополнительным сборным резервуаром гнезда подшипника, сообщающимся по текучей среде по меньшей мере с одним дополнительным гнездом подшипника, образующим дополнительный прямостоящий стеночный элемент.

13. Узел ведущей оси по п. 11, в которой кольцевая шестерня связана по меньшей мере с одним дополнительным сборным резервуаром гнезда подшипника, сообщающимся по текучей среде по меньшей мере с одним дополнительным гнездом подшипника, образующим дополнительный прямостоящий стеночный элемент.

14. Узел ведущей оси по п. 12, в которой кольцевая шестерня связана с картером дифференциала, причем указанный картер дифференциала расположен с возможностью поворота между парой противоположных дополнительных гнезд подшипников.

15. Узел ведущей оси по п. 13, в которой кольцевая шестерня связана с картером дифференциала, причем указанный картер дифференциала расположен с возможностью поворота между парой противоположных дополнительных гнезд подшипников.

16. Узел ведущей оси по п. 10, содержащая съемный картер зубчатого колеса, причем гнездо подшипника расположено на картере зубчатого колеса.

17. Узел ведущей оси по п. 16, в которой картер дифференциала расположен с возможностью поворота между парой противоположных дополнительных гнезд подшипников, причем пара противоположных дополнительных гнезд подшипника также расположены на картере зубчатого колеса.

18. Узел ведущей оси по любому из пп. 10-17, в которой в качестве текучей смазки используют смазочное масло.