Ведущий мост транспортного средства высокой проходимости
Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для установки на транспортные средства высокой проходимости. Для исключения буксования в ведущем мосту транспортного средства высокой проходимости, включающем колесные редукторы 1 и 2, содержащие планетарную передачу 3, состоящую из солнечной шестерни 4, установленной на полуоси 5, сателлитов 6 и коронной шестерни 7, главную передачу 16, дифференциал 17, кинематически связанный с полуосями 5 и 11, согласно полезной модели солнечная шестерня 4 колесного редуктора 1 использована в качестве дифференциала 17 и выполнена составной из двух коаксиально расположенных колец 18 и 19, на наружной поверхности внутреннего кольца 18 выполнены пазы 20, образующие с наружным кольцом 19 сдвоенные клиновидные щели 21, расположенные друг к другу вершинами своих острых углов, пазы 20 снабжены парами клиньев 22 и 23, выполненных в виде тела вращения, через которые контактируют кольца 18 и 19 солнечной шестерни 4, причем пары клиньев 22 и 23 соединены между собой с постоянным зазором, а полуоси 5 и 11 соединены между собой с возможностью передачи крутящего момента.
Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции транспортно-технологических средств многоцелевого назначения. Заявленный ведущий мост предназначен для установки на транспортные средства высокой проходимости.
Известен ведущий мост транспортного средства высокой проходимости, содержащий балку, одноступенчатую главную передачу и дифференциал повышенного трения, причем внутри балки моста проходят полуоси, а между балкой моста и цапфами установлены колесные редукторы с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления. (Патент на полезную модель RU 
96531, кл. B60K 17/32).
Недостатками известного ведущего моста транспортного средства высокой проходимости являются не эффективное распределение крутящего момента между ведущими колесами, труднодоступность в обслуживании дифференциала, сложность в изготовлении.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Не эффективное распределение крутящего момента между ведущими колесами происходит при движении транспортного средства по скользкой дороге при этом одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает - буксует. Конструкция дифференциала известного транспортного средства, обеспечивает вращение буксующего колеса с увеличивающейся скоростью, а противоположное колесо останавливается. Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. Так как известный дифференциал симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Следовательно, суммарный крутящий момент обоих колес будет небольшой и транспортное средство не сможет сдвинуться с места. Происходит буксование транспортного средства.
Поскольку дифференциал расположен между колесами ведущего моста транспортного средства, а это является труднодоступным местом, то это его расположение увеличивает трудоемкость обслуживания дифференциала.
К дифференциалам повышенного трения относятся кулачковые дифференциалы, содержащие детали сложной конфигурации - звездочки, сухари. Это усложняет конструкцию дифференциала. Червячные дифференциалы тоже дифференциалы повышенного трения. Они включают сложные в изготовлении червячные колеса и червяки, усложняющие значительно их конструкцию. Кроме того они дорогостоящие так, как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянной бронзы.
Наиболее близким по достигаемому эффекту является ведущий мост транспортного средства высокой проходимости, включающий колесные редукторы, содержащие планетарную передачу, состоящую из солнечной шестерни, установленной на полуоси, сателлитов и коронной шестерни, полуоси кинематически связанные с главной передачей и дифференциалом. (Патент на изобретение RU 2170863, кл. B60K 17/32 - прототип).
Недостатками известного ведущего моста транспортного средства высокой проходимости, принятого за прототип являются низкие функциональные возможности колесного редуктора, не эффективное распределение крутящего момента между ведущими колесами, труднодоступность в обслуживании дифференциала и сложность в изготовлении.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Колесный редуктор ведущего моста известного транспортного средства обеспечивает только согласование режима работы двигателя с режимом работы колеса ведущего моста, но не обеспечивает смену режима работы колеса с ведущего на ведомое и наоборот под воздействием состояния поверхности дороги, т.е. передачу полной величины крутящего момента или прекращение передачи крутящего момента на колесо. Это снижает функциональные возможности известного колесного редуктора.
При движении транспортного средства по дороге с неровной поверхностью ведущие колеса встречают разные сопротивления и проходят разную длину пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования. Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну. На колесе с меньшей скоростью вращения крутящий момент становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах уменьшается, а тяговые свойства и проходимость транспортного средства ухудшается. Это не эффективное распределение крутящего момента между ведущими колесами. Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку, то есть выключение дифференциала, что усложняет его конструкцию.
В известном решении дифференциал расположен между колесами ведущего моста транспортного средства, это его положение увеличивает трудоемкость обслуживания дифференциала, так как находится в труднодоступном месте.
Шестеренные дифференциалы включают цилиндрические и конические шестерни, которые сложны в изготовлении и требуют значительное количество материала на их изготовление, что усложняет конструкцию и увеличивает материалоемкость дифференциала. Кулачковые и червячные дифференциалы включают сложные по конфигурации детали: первые звездочки и сухари, а вторые - червячные шестерни и червяки, что усложняет конструкции известных дифференциалов.
Техническим результатом полезной модели является исключение буксования.
Технический результат достигается тем, что в ведущем мосту транспортного средства высокой проходимости, включающем колесные редукторы, содержащие планетарную передачу, состоящую из солнечной шестерни, установленной на полуоси, сателлитов и коронной шестерни, главную передачу, дифференциал, кинематически связанный с полуосями, в отличие от прототипа солнечная шестерня одного из колесных редукторов использована в качестве дифференциала и выполнена составной из двух коаксиально расположенных колец, на наружной поверхности внутреннего кольца выполнены пазы, образующие с наружным кольцом сдвоенные клиновидные щели, расположенные друг к другу вершинами углов сжимающих поверхностей клиновидных щелей, пазы снабжены парами клиньев, выполненных в виде тела вращения, через которые контактируют кольца солнечной шестерни, причем пары клиньев соединены между собой с постоянным зазором, а полуоси соединены между собой с возможностью передачи крутящего момента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен схематично ведущий мост транспортного средства высокой проходимости, вид сверху; на фиг. 2 - колесный редуктор ведущего моста транспортного средства высокой проходимости, в разрезе A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - тоже, в разрезе B-B на фиг. 2; на фиг. 4 показана солнечная шестерня колесного редуктора ведущего моста, местный вид I на фиг. 2.
Ведущий мост транспортного средства высокой проходимости, включающий колесные редукторы 1 и 2 (фиг. 1). Колесный редуктор 1 содержит планетарную передачу 3, состоящую из солнечной шестерни 4, установленной на полуоси 5, сателлитов 6, коронной шестерни 7 и водила 8. Колесный редуктор 2 содержит планетарную передачу 9, состоящую из солнечной шестерни 10, установленной на полуоси 11, сателлитов 12, коронной шестерни 13 и водила 14. Полуось 5 и полуось 11 соединены шлицевым соединением 15, обеспечивающим передачу одинакового по величине крутящего момента на солнечные шестерни 4 и 10, и с главной передачей 16. Солнечная шестерня 4 использована в качестве дифференциала 17 и кинематически связана с полуосью 5 и полуосью 11. Солнечная шестерня 4 выполнена составной из расположенных коаксиально внутреннего кольца 18 и наружного кольца 19. На наружной поверхности внутреннего кольца 18 выполнены пазы 20, образующие с наружным кольцом 19 сдвоенные клиновидные щели 21 (фиг. 2). Клиновидные щели 21 расположены относительно друг к другу вершинами острых углов 
(фиг. 4), образуя раствор сжимающих поверхностей, в которые закатываются или выкатываются клинья 22 и клинья 23, которыми снабжены клиновидные щели 21. Причем клинья 22 и клинья 23, выполнены в виде тел вращения и через них контактируют кольца 18 и 19 солнечной шестерни 4. Клинья 22 и клинья 23 соединены между собой попарно с постоянным зазором поводками 24 с помощью шарниров 25. Колесо 26 соединено с водилом 8 колесного редуктора 1, а колесо 27 соединено с водилом 14 колесного редуктора 2.
Ведущий мост транспортного средства высокой проходимости работает следующим образом.
В первоначальный момент движения транспортного средства на ведущее колесо 27 ведущего моста поступает крутящий момент, оно вращается, обеспечивая движение транспортного средства. В это время полуось 5 начинает также вращаться с внутренним кольцом 18 солнечной шестерни 4, колесного редуктора 1 ведущего моста. Клинья 22 под действием вращения против часовой стрелки (фиг. 2) внутреннего кольца 18 закатываются в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21 и заклиниваются, образуя жесткое соединение внутреннего кольца 18 и наружного кольца 19 солнечной шестерни 4. Клинья 22, закатываясь в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 23 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26 получает крутящий момент, являясь ведущим в первоначальный момент движения транспортного средства.
При прямолинейном движении вперед транспортного средства колесо 26 и колесо 27 ведущего моста проходят одинаковые пути, встречают равное сопротивление движению со стороны дороги и вращаются с одной и той же скоростью. Крутящий момент через главную передачу 16, полуось 5 и полуось 11 передается через колесный редуктор 1 на колесо 26, через колесный редуктор 2 на колесо 27. Клинья 22 под действием вращения полуоси 5 (фиг. 2) и внутреннего кольца 18 закатываются в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21 и заклиниваются, образуя жесткое соединение внутреннего кольца 18 и наружного кольца 19 солнечной шестерни 4. Клинья 22, закатываясь в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 23 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26 получает крутящий момент, являясь ведущим при прямолинейном движении вперед транспортного средства.
Клинья 22 закатываются в узкую часть клиновидных щелей 21, при этом кольцо 18 и кольцо 19 солнечной шестерни 4 образуют жесткое соединение между собой.
При движении во время поворота, например, направо, внешнее по отношению к центру поворота колесо 26 встречает меньшее сопротивление движению, чем колесо 27, которое расположено ближе к центру поворота и встречает большее сопротивление движению. Колесо 26 проходит во время поворота более длинный путь, чем колесо 27 и вращается с большей скоростью, чем колесо 27. При этом наружное кольцо 19 солнечной шестерни 4 вращается быстрее, чем ее внутреннее кольцо 18, а клинья 22, выкатываются из сужающейся с их стороны части клиновидных щелей 21, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 23 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26 работает в режиме ведомого, без скольжения.
При движении во время поворота налево внутреннее по отношению к центру поворота колесо 26, расположенное ближе к центру поворота, встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо 27, и вращается медленнее. Значит и наружное кольцо 19 солнечной шестерни 4 вращается медленнее, чем ее внутреннее кольцо 18. Клинья 23, перемещаются по ходу движения, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 22. Колесо 26 вращается медленней, предотвращая проскальзывания по поверхности дороги.
При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, чем другое. Если на скользкий участок попадает колесо 27, на которое передается крутящий момент постоянно, то оно встречает меньшее сопротивление со стороны дороги и его частота вращения по отношению к частоте вращения другого колеса 26 ведущего моста будет больше. Клинья 22 солнечной шестерни 4 колеса 26 под действием вращения (фиг. 2) внутреннего кольца 18, поскольку оно вращающегося быстрее наружного кольца 19, закатываются в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21 и заклиниваются, образуя жесткое соединение внутреннего кольца 18 и наружного кольца 19 солнечной шестерни 4. Закатываясь в сужающуюся часть клиновидных щелей 21, клинья 22 одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 23 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26, находящееся на нескользком участке дороги, получает крутящий момент, становясь ведущим. Транспортное средство будет продолжать движение. Если на скользкий участок дороги попадает колесо 26, то колесо 27 получает крутящий момент и находится в сцеплении с поверхностью дороги. Транспортное средство продолжает движение.
При движении транспортного средства задним ходом полуось 5 и полуось 11, соединенные шлицевым соединением 15, вращаются в обратную сторону. Колесо 27 является ведущим, а колесо 26 работает в режимах ведущего и ведомого. Если полуось 5 вращается быстрее колеса 26, то клинья 23 под действием вращения по часовой стрелке (фиг. 2) внутреннего кольца 18 закатываются в сужающуюся с их стороны часть клиновидных щелей 21 и заклиниваются, образуя жесткое соединение внутреннего кольца 18 и наружного кольца 19 солнечной шестерни 4. Закатываясь в сужающуюся часть клиновидных щелей 21, клинья 23, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 22 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26 получает крутящий момент, работая в режиме ведущего. Если внутреннее кольцо 18 вращается медленнее наружного кольца 19, то клинья 23 под действием вращения (фиг. 2) наружного кольца 19 выкатываются из сужающихся частей клиновидных щелей 21, разъединяя внутреннее кольцо 18 и наружное кольцо 19 солнечной шестерни 4. Выкатываясь из сужающейся части клиновидных щелей 21, клинья 23, одновременно выкатывают с помощью поводка 24 клинья 22 в широкую часть клиновидных щелей 21. Колесо 26 не получает крутящий момент и работает в режиме ведомого.
Применение полезной модели позволит: увеличить проходимость транспортного средства, предотвратив перераспределение величины крутящего момента между его колесами, т.е. исключить операцию блокировки или самоблокировки дифференциала и буксование при движении по скользкой дороге; упростить конструкцию дифференциального механизма, упростить его изготовление, снизить его материалоемкость.
Ведущий мост транспортного средства высокой проходимости, включающий колесные редукторы, содержащие планетарную передачу, состоящую из солнечной шестерни, установленной на полуоси, сателлитов и коронной шестерни, главную передачу, дифференциал, кинематически связанный с полуосями, отличающийся тем, что солнечная шестерня одного из колесных редукторов использована в качестве дифференциала и выполнена составной из двух коаксиально расположенных колец, на наружной поверхности внутреннего кольца выполнены пазы, образующие с наружным кольцом сдвоенные клиновидные щели, расположенные друг к другу вершинами своих острых углов, пазы снабжены парами клиньев, выполненных в виде тела вращения, через которые контактируют кольца солнечной шестерни, причем пары клиньев соединены между собой с постоянным зазором, а полуоси соединены между собой с возможностью передачи крутящего момента.
