Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение ее надежности, Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства содержит две установленные в корпусе взаимосвязанные шестерни, два сателлита, две промежуточные шестерни и кинематически связанное с корпусом водило. Водило выполнено в виде закрепленных в корпусе соосно двух ступиц, продольные оси которых совмещены и пересекаются в центре дифференциала, под углом к оси вращения полуосевых шестерен. На каждой ступице с возможностью вращения установлена промежуточная шестерня, введенная в зацепление с двумя диаметрально расположенными , сателлитами, находящимися в зацеплении с полуосевыми шестернями. Сателлиты установлены с возможностью вращения на оси, концы которой свободно помещены в отверстиях корпуса. Зазор между отверстием корпуса и осью обеспечивает возможность ее перемещения в плоскости вращения корпуса дифференциала. 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (51)5 В 60 К 17/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649733/11 (22) 13.02.89 (46) 07.12,91. Бюл. hL 45 (75) О.Т. Снегарь, С.В. Ракша и А.П. Шелудько (53) 629.113-587(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1585179, кл. В 60 К 17/20, 25.04.89. (54) САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств. Цель изобретения — упрощение конструкции и . повышение ее надежности. Самоблокирую. щийся дифференциал транспортного средства содержит две установленные в корпусе взаимосвязанные шестерни, два сателлита, Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение ее надежности.

На фиг.1 — самоблокирующийся дифференциал, сечение А-А на фиг.2; на фиг.2— сечение Б — Б на фиг.1; на фиг.3 — ступица, сечение; на фиг.4 — вид В на фиг.2; на фиг.5 — корпус, сечение à — Г на фиг.4; на фиг.6 — то же, вариант выполнения; на фиг.7 — кинематическая схема взаимодействия элементов дифференциала; на фиг. — дифференциал, аксонометрия.

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства содержит установленные в корпусе 1 взаимосвязанные между

„„. рЦ „„1696327 Al две промежуточные шестерни и кинематически связанное с корпусом водило. Водило выполнено в виде закрепленных в корпусе соосно двух ступиц, продольные оси которых совмещены и пересекаются в центре дифференциала, под углом к оси вращения полуосевых шестерен, На каждой ступице с возможностью вращения установлена промежуточная шестерня, введенная в зацепление с двумя диаметрально расположенными сателлитами, находящимися в зацеплении с полуосевыми шестернями. Сателлиты установлены с возможностью вращения на оси, концы которой свободно помещены в отверстиях корпуса. Зазор между отверстием корпуса и осью обеспечивает возможность ее перемещения в плоскости вращения корпуса дифференциала. 2 з.п.ф-лы, 8 ил. собой полуосевые шестерни 2 и 3, сателлиты (Ь

4 и 5, промежуточные шестерни 6 и 7 и VQ кинематически связанное с корпусом 1 во- 0 дило. (л)

Водило выполнено в виде двух осей, представляющих собой закрепленные в корпусе 1 соосно две ступицы 8 и 9. Продольные оси ступиц 8 и 9 совмещены и пересекаются в центре 0 дифференциала (фиг.1 и 2) под углом а к оси вращения по- — а луосевых шестерен 2 и 3. Плоскость, в которой расположены продольные оси ступиц В и 9, и ось.вращения полуосевых шестерен 2 и 3 пересекается в центре 0 дифференциала с геометрической осью сателлитов 4 и 5 под прямым углом. На каждой ступице 8 и 9 с возможностью вращения установлены про1696327

30

50

55 межуточные шестерни 6 и 7 соответственно.

Промежуточные шестерни 6 и 7 введены в зацепление с двумя диаметрально расположенными сателлитами 4 и 5 и соприкасаются с ними в точке 10 контакта (фиг.1,2 и 7).

Сателлиты 4 и 5 находятся в зацеплении с двумя полуосевыми шестернями 2 и 3. Контакт полуосевых шестерен 2 и 3 с сателлитом 4 и 5 осуществляется в полюсе 11 зацепления их зубьев.

На радиальной поверхности ступиц 8 и

9 выполнена сферическая поверхность 12 (фиг.3) с радиусом, расположенным в центре 0 дифференциала. Сферическая поверхность 12 соответствует сферической поверхности торца полуосевых шестерен 2 и 3 и находится с ними в контакте.

Сателлиты 4 и 5 установлены, с возможностью вращения, на оси 13, концы которой установлены с возможностью перемещения в отверстии 14 корпуса 1. Для предотвращения от осевого перемещения оси 13 относительно корпуса 1 на ней установлены шайбы

15. Может быть и другое крепление оси от осевого перемещения. Продольная ось оси

13 совмещена с геометрической осью сателлитов 4 и 5. Отверстие. l4 выполнено таких размеров, что между отверстием 14 корпуса

1 и осью 13 имеется гарантированный зазор ! в плоскости вращения полуосевых шестерен 2 и 3, совмещенной с геометрической осью 4 и 5. Зазор I выполнен большим или равным зазору в зацеплении зубьев сателлитов 4 и 5 с промежуточными шестернями

6и7, Отверстие 14 корпуса 1 представляет собой продольный паз 16 (фиг.4 и 5), большая ось которого расположена в плоскости вращения полуосевых шестерен 2 и 3, совмещенной с геометрической осью сателлитов 4 и 5 и состоит из двух одинаковых секторов 17, соединенных боковыми стенками 18. Боковые стенки 18 находятся в контакте с осью 13. Продольная ось 19 сектора 17 расположена под углом Р к геометрической оси сателлитов 4 и 5 и пересекается с ней в центре 0 дифференциала, причем размер сектора 17 равен размеру оси 13.

В варианте выполнения на фиг.б отверстие 14 корпуса 1 представляет собой продольный паз 20, состоящий из двух секторов

17; соединенных боковыми стенками 18, находящимися в контакте с осью 13. Продольная ось 19 сектора 17 расположена параллельно геометрической оси сателлитов 4 и 5, причем размеры сектора 17 равны размеру оси 13, Зацепление промежуточных шестерен

6 и 7 с сателлитами 4 и 5 соответственно выполнено таким образом, что проекция точки 10 контакта промежуточных шестерен

6 и 7 с сателлитами 4 и 5 на плоскость, совмещенную с осью вращения полуосевых шестерен 2 и 3 и геометрической осью сателлитов 4 и 5 расположена от геометрической оси сателлитов 4 и 5 на расстоянии, равном или большем положения полюса 11 зацепления зубьев полуосевых шестерен 2 и 3 с сателлитами 4 и 5 относительно геометрической оси сателлитов 4 и 5, расположенной в этой же плоскости (фиг.8).

Торцовая поверхность 21 промежуточных шестерен 6 и 7 со стороны полуосевых шестерен 2 и 3 (фиг.1) выполнена сферической с радиусом, расположенным в центре

0 дифференциала и соответствует или радиусом больше сферической поверхности торца полуосевых шестерен 2 и 3.

На фиг.7 изображена кинематическая схема взаимодействия элементов дифференциала, в частности полуосевых шестерен 2 и 3, сателлитов 4 и 5 промежуточных шестерен 6 и 7. На схеме показаны точка 10 контакта промежуточных шестерен 6 и 7 с сателлитами 4 и 5, к которым приложена сила P — составляющая крутящего момента трансмиссии и полюс 11 зацепления зубьев полуосевых шестерен 2 и 3 с сателлитами 4 и 5, к которым приложена сила Рк — составляющая момента сопротивления качению.

Конструктивное выполнение дифференциала в аксонометрии (фиг.8) позволяет оценить компоновку технического решения, Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства работает следующим образом.

При движении транспортного средства крутящий момент трансмиссии приложен к корпусу 1 дифференциала. Под действием этого крутящего момента корпус 1 вместе со ступицами 8 и 9, промежуточными шестернями 6 и 7 повернутся на некоторый угол и, выбирая зазор между промежуточными шестернями 6 и 7 с сателлитами 4 и 5, вводит их зубья в зацепление в точках 10 контакта.

При этом между корпусом 1 и осью 13 сохраняется гарантированный зазор в плоскости вращения корпуса 1.

В этом случае силовая составляющая крутящего момента трансмиссии сила Р приложена к сателлитам 4 и 5 через две ступицы 8 и 9, две промежуточные шестерни

6 и 7 в двух точках 10 контакта с сателлитами

4 и 5.

Одна составляющая силы P — сила Р о

1 через промежуточную шестерню 6 приложена к сателлиту 4 в точке 10 контакта и действует в плоскости вращения полуосевой шестерни 2, совмещенной с полюсом 11 за1696327 цепления зубьев полуосевой шестерни 2 и сателлита 4.

Другая составляющая силы Ро — сила

Ро через промежуточную шестерню 7 при2 ложена к сателлиту 5 в точке 10 их контакта 5 и действует в плоскости вращения полуосевой шестерни 3, совмещенной с полюсом 11 зацепления зубьев полуосевой шестерни 3 с сателлитом 5.

Одновременно, от момента сопротивле- 10 ния колес качению через ведущие валы и полуосевые шестерни 2 и 3 к сателлитам 4 и

5 в полюсах 11 зацепления их зубьев приложена силовая составляющая этого момента сила Р«. 15

Сила P„, одна составляющая Р», прилоI жена к сателлиту 4 в полюсе 11 зацепления его зубьев с зубьями полуосевой шестерни 2.

Сила P «, другая составляющая силы Р», 20

2 приложена к сателлиту в полюсе 11 зацепления его зубьев с зубьями полуосевой шестерни 3.

При движении транспортного средствавеличина силы Ро определяется величиной 25 силы Р,, и во всех случаях они равны между собой. При изменении величины силы Р» изменяется величина силы Ðo.

При движении транспортного средства, при всех равных условиях, происходит иэ- 30 менение величины силы Р» в зависимости от состояния дороги от условий сцепления ведущих колес с дорогой. При этом силы Р» и

1 Р, изменяются независимо на каждом вег дущем колесе и определяются коэффициен- 35 том сцепления ведущих колес с дорогой, т.е.

f1 и f2. Величины Ро и Ро определяются

2 соотношением сил Р» /P» .

1 2

При одинаковых условиях сцепления ведущих колес с дорогой, когда f1 = f2, силы 40

Р» и Р» равнымеждусобойиприложенные г в плоскости вращения сателлитов 4 и 5 в полюсах 11 зацепления зубьев сателлитов 4 и 5 с полуосевыми шестернями 2 и 3 уравновешиваются одинаковыми силами Ро и 45

Ро, приложенными в плоскости вращения

2 сателлитов 4 и 5 в точках 10 контакта его с промежуточными шестернями 6 и 7.

Равные и напуавленные в разные стороны силы Po Po Р» и Р», приложенные 50

1 1 2. к сателлитам 4 и 5 в плоскости их вращения, находятся в равновесии и крутящего момента, могущего повернуть сателлиты 4 и 5 относительно их геометрической оси, не создают. Сателлиты 4 и 5 находятся в равновесии. Крутящий момент передается на оба колеса. Транспортное средство совершает прямолинейное движение.

При изменении условий сцепления ведущих колес с дорогой, когда f1 = f2, происходит изменение соотношения сил Р«и Р, 1 2 в полюсах 11 зацепления полуосевых шестерен 2 и 3 и сателлитов 4 и 5.

Это изменение сил Р, вызывает немедленное изменение соотношения сил Ро и

Ро в точках 10 контакта сателлитов 4 и 5 с г промежуточными шестернями 6 и 7. При этом соотношение сил Ро равно соотношению сил Р», т.е. Po /Po = Р, /Р» .

1 2 1 2

Равные и направленные в разные стороны силы Ро и Ркдействуют в плоскости вращения сателлитов 4 и 5, взаимно уравновешены и не создают момента, способного вращать сателлиты 4 и 5. Сателлиты

4 и 5 находятся в равновесии. Пропорциональные крутящие моменты передаются на колеса. Транспортное средство совершает прямолинейное движение. Пробуксовка колес не происходит.

Таким образом, пробуксовка транспортного средства перед переходом его в блокирующее состояние не происходит, так как нет необходимости в заклинивании элементов дифференциала, для которых нужно проворачивание сателлита, перед блокировкой.

При поворотах и наезде на препятствие под действием внешних сил, приложенных к одному из колес в результате их разных скоростей перемещения относительно дороги, происходит вращение полуосевых шестерен 2 и 3, сателлитов 4 и 5 и промежуточных шестерен 6 и 7 и дифференциальное действие механизма.

Наличие зазора между осью 13 и отверстием 14 корпуса 1 и контакт оси 13 с боковыми стенками 18 позволяет получить надежный контакт в зацеплении зубьев промежуточных шестерен 6 и 7 с сателлитами 4. и 5 и одновременно стабильное положение сателлитов 4 и 5 по отношению к полуосевым шестерням 2 и 3. Это позволяет уменьшить износ шестерен и повысит надежность дифференциала.

Наличие сферической поверхности 21 на торце промежуточных шестерен 6 и 7 со .стороны полуосевых шестерен 2 и 3 позволяет уменьшить осевые габариты дифференциала.

Дифференциал обладает повышенной надежностью, обусловленной устойчивым зацеплением сателлитов с полуосевыми шестернями, и имеет простую конструкцию.

Формула изобретения

1.Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, содержащий установленные в корпусе полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, связанными с корпусом через промежуточные шестерни, каждая из которых установ1696327 лена с возможностью вращения на водиле, оси которых расположены под углом к оси вращения полуосевых шестерен с пересечением в центре дифференциала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения ее надежности, дифференциал выполнен с двумя промежуточными шестернями, расположенными соосно, а сателлиты установлены с возможностью вращения на оси, концы которой расположены в двух продольных павах, выполненных в корпусе, причем упомянутая ось установлена с возможностью перемещения по пазу в плоскости вращения корпуса и

Зафиксирована от перемещений вдоль оси вращения полуосевых шестерен.

2.Дифференциал по п.1, о т л и ч à юЩ и и с я тем, что паз в корпусе представляет собой отверстие, большая ось которого расположена в плоскости вращения полуосевых шестерен, совмещенной с геометрической осью сателлита, и выполнен из двух

5 секторов, соединенных боковыми стенками, находящимися в контакте с осью, а продольная ось каждого сектора расположена под углом к геометрической оси сателлита с пересечением с ней в центре, причем размер

10 сектора равен размеру оси.

3.Дифференциал по пп,1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что продольный паз корпуса представляет собой два сектора, соединенных боковыми стенками, находящимися в

15 контакте с осью, а продольная ось сектора расположена параллельно геометрической оси сателлита, причем размер сектора равен размеру оси.

1696327

l696327

1696327

Составитель С. Белоусько

Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик

Редактор Н. Химчук

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 4269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5