BG63350B1 - Диференциален механизъм - Google Patents

Abstract

Диференциалният механизъм намира приложение в машиностроенето и транспортните средства. Той е с намалени размери и осигурява съотношение на изходящите моменти 1:1 и блокиране на диференциала, когато моментите на изходящите валове не са еднакви, например при боксуване на едното колело. Диференциалният механизъм се състои от корпус (1), обхващащ двасепаратора (2 и 3) с радиални прорези, и първи (5), втори (6) и трети (7) задвижвани дискове с периодично вълнообразни канали, контактуващи едновременно със сферични тела (8). Перифериите на първия (5) и третия (7) задвижван диск са оформени като фланци (11 и 13), обхващащи задвижващите сепаратори.Напречното сечение на радиалните прорези (4) в първия и втория сепаратор (2 и 3) представлява дъга от окръжност.

Description

(54) ДИФЕРЕНЦИАЛЕН МЕХАНИЗЪМ

Област на техниката

Изобретението се отнася до диференциален механизъм, който може да намери приложение в машиностроенето, по-специално в транспортните средства при предаване на въртеливо движение.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е планетарна предавка, която може да работи като диференциален механизъм [2]. Състои се от корпус, обхващащ ротационни звена, включващи два сепаратора, оформени като дискове с радиални прорези, равномерно разпределени спрямо периферията на дисковете, разположени съосно между първи, втори и трети задвижвани дискове с периодично вълнообразни канали със синусоидална форма и еднаква амплитуда, оформени по срещулежащите им повърхности и лагерувани ротационно спрямо общата ос, и контактуващи едновременно със сферични тела, водени във вълнообразните канали на задвижваните дискове и в каналите на сепаратора. Вторият задвижван диск има вълнообразни канали по двете си повърхности.

Тази предавка не гарантира избягването на мъртвата зона при работа като диференциал, вследствие на което се получава неравномерно разделяне на изходящите въртящи моменти.

Известен е и диференциален механизъм [1], състоящ се от корпус, обхващащ ротационни звена, включващи два сепаратора, оформени като дискове с радиални прорези, равномерно разпределени спрямо периферията на дисковете, разположени съосно между първи, втори и трети задвижвани дискове с периодично вълнообразни канали с еднаква амплитуда и еднакъв брой на вълните, оформени по срещулежащите им повърхности и лагерувани ротационно спрямо обща ос и контактуващи едновременно със сферични тела, водени във вълнообразните канали на задвижваните дискове и в каналите на сепаратора, а задвижваните дискове са оформени в единия си край като изходящи валове с вътрешни шлици и вторият задвижван диск има вълнообразни канали по двете си повърхности.

Особеност на известния диференциален механизъм е голямото ускорение, което получават сферичните тела във върховете и падините на вълнообразния канал. Намаляването на това ускорение чрез заобляне върха на кривата води до появата на “мъртва зона” в предавателния механизъм, в която не е възможно предаване на движение между изходящите валове. В резултат се получава ускорено износване на каналите и неравномерно разпределяне на предавания въртящ момент при различните режими на работа на диференциалния механизъм.

Техническа същност

Цел на изобретението е да се създаде усъвършенстван диференциален механизъм за въртеливо движение, който при всяко взаимно разположение на звената му да разпределя въртящите моменти между изходящите валове в отношение 1:1, и същевременно да осигурява възможност за блокиране на диференциала, когато моментите на изходящите валове не са еднакви - например при буксуване на едното колело.

Задачата на изобретението се решава с диференциален механизъм, състоящ се от корпус, обхващащ ротационни звена. Те включват два сепаратора, оформени като дискове с радиални прорези, равномерно разпределени спрямо периферията на дисковете, разположени съосно между първи, втори и трети задвижвани дискове. Върху дисковете са оформени периодично вълнообразни канали с еднакви амплитуда и еднакъв брой на вълните, разположени по срещулежащите им повърхности. По вътрешната повърхност на първи задвижван диск е оформен първи вълнообразен канал. По двете повърхности на втория задвижван диск са оформени втори и трети вълнообразен канал. По вътрешната повърхност на третия задвижван диск е оформен четвърти вълнообразен канал. Дисковете са лагерувани ротационно спрямо обща ос и контактуват едновременно със сферични тела, водени във вълнообразните канали на задвижваните дискове и в каналите на сепаратора. Задвижваните дискове са оформени в единия си край като изходящи валове с вътрешни шлици.

Съгласно изобретението първият диск на задвижващия сепаратор е оформен във вът2 решния си край като цилиндрична втулка, а периферията му е оформена като фланец. Периферията на втория диск на задвижващия сепаратор също е оформена като фланец, свързан неподвижно към фланеца на първия диск на задвижващия сепаратор, обхващайки втория задвижван диск.

Броят на прорезите на всеки от сепараторите е еднакъв и равен на броя на върховете и падините на вълнообразния канал, разделен на цяло нечетно число.

Първият задвижван диск е оформен в единия си край като изходящ вал с вътрешни шлици, а периферията им е оформена като цилиндричен фланец.Периферията на третия задвижван диск е оформена като цилиндричен фланец и свързана неподвижно към фланеца на първия задвижван диск, обхващайки задвижващия сепаратор.

Взаимното разположение на вълнообразните канали и прорезите е такова, че когато върховете на първия вълнообразен канал от първия задвижван диск и на втория вълнообразен канал от втория задвижван диск съвпадат, прорезите на първия сепаратор съвпадат с върхове и падини на първия и втория вълнообразен канал, а прорезите от втория сепаратор се намират между съседни връх и падина на третия и четвъртия вълнообразни канали и наклоните им са противоположни.

Съгласно едно вариантно изпълнение на изобретението напречното сечение на радиалните прорези в първия и втория сепаратор е дъга от окръжност или V-образна крива, осигуряваща двуточков контакт на сферичното тяло.

Съгласно друго вариантно изпълнение на изобретението оста на всеки един от вълнообразните канали е синусоидална периодична крива с най-малко един период за един оборот или крива, съставена от прави линии и преходни криви.

Съгласно трето вариантно изпълнение на изобретението напречното сечение на вълнообразните канали е крива, близка до окръжност, или V-образна крива, осигуряваща двуточков контакт на сферичното тяло.

Предимството на диференциалния механизъм съгласно изобретението се изразява във възможността да осигурява прецизно разпределяне на въртящите моменти между изходящите валове в отношение 1:1, и да се блоки ра, когато външните реактивни моменти не позволяват това. Конструкцията е опростена, с намалени размери и е статично и динамично уравновесена. Сферичните тела не са подложени на ударни натоварвания.

Описание на приложените фигури

Примерно изпълнение на изобретението е показано на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява надлъжен разрез на диференциалния механизъм съгласно изобретението;

фигура 2 - разрез по А-А от фиг.1, на който се вижда разположението на каналите на сепаратора и сферичните тела;

фигура 3 - разрез по Б-Б от фиг.1, на който се вижда разположението на каналите на втория задвижван диск, съгласно примерно изпълнение от фиг. 1;

фигура 4 - разрез по В-В от фиг.2, на който се вижда профила на каналите на сепаратора съгласно примерното изпълнение от фиг.1 и хлабините между каналите и сферичното тяло.

Примери за изпълнение

Едно примерно изпълнение на диференциален механизъм за въртеливо движение, показано на приложените фигури, се състои от корпус 1, обхващащ ротационни звена. Те включват два сепаратора 2 и 3, оформени като дискове с радиални прорези 4, равномерно разпределени спрямо периферията на дисковете, разположени съосно между първи, втори и трети задвижвани дискове 5,6 и 7 с периодично вълнообразни канали с еднаква амплитуда и еднакъв брой на вълните, оформени по срещулежащите им повърхности. По вътрешната повърхност на първи задвижван диск 5 е оформен първи вълнообразен канал 13. По двете повърхности на втория задвижван диск 6 са оформени втори и трети вълнообразни канали 14, 15. По вътрешната повърхност на третия задвижван диск 7 е оформен четвърти вълнообразен канал 16. Задвижваните дискове 5, 6, 7 са лагерувани ротационно спрямо обща ос и контактуват едновременно със сферични тела 8, водени във вълнообразните канали 13, 14,15, 16 и в прорезите 4 на сепаратора. Задвижваните дискове са оформени в единия си край като изходящи валове с вътрешни шлици. Първият диск 2 на задвижващия сепаратор е оформен във вътрешния си край като цилиндрична втулка 17, а периферията му е оформена като фланец 9. Периферията на втория диск 3 на задвижващия сепаратор също е оформена като фланец 10, свързан неподвижно към фланеца 9 на първия диск 2 на задвижващия сепаратор, обхващайки втория задвижван диск 6. Броят на прорезите 4 на всеки от сепараторите 2 и 3 е еднакъв и равен на броя на върховете плюс броя на падините на вълнообразните канали, разделен на цяло нечетно число.

Периферията на първият задвижван диск 5 е оформена като цилиндричен фланец 11, а периферията на третия задвижван диск 7 е оформена като цилиндричен фланец 12, свързан неподвижно към фланеца на първия задвижван диск 11, обхващайки задвижващия сепаратор.

Взаимното разположение на вълнообразните канали и прорезите е такова, че когато върховете на първия вълнообразен канал 13 и на втория вълнообразен канал 14 съвпадат, прорезите на първия сепаратор 2 съвпадат с върхове и падини на първия и втория вълнообразен канал 13 и 14. Същевременно прорезите от втория сепаратор 3 се намират между съседни връх и падина на трети и четвърти вълнообразни канали 15 и 16 и наклоните на каналите 15 и 16 са противоположни.

Използване на изобретението

Действието на диференциала за ротационно движение съгласно изобретението е следното.

При завъртане на тялото 1 със скорост ω, чрез сепараторите 2 и 3, прорезите 4 и сферичните тела 8, въртящият момент се предава едновременно към двойките вълнообразни канали 13, 14 и 15, 16, а по този начин и на първи и трети задвижвани дискове 5 и 7 и на втори задвижван диск 6. Те са оформени в единия си край като изходящи валове на диференциалния механизъм. Когато съпротивителните моменти върху тях са еднакви, те ще се въртят със същата ъглова скорост, както и задвижващия сепаратор. В този режим сферичните тела 8 са неподвижни спрямо каналите 13, 14, 15, 16 и прорезите 4.

Когато моментът върху втория задвиж ван диск 6 се увеличи, скоростта му се намалява с Δω спрямо скоростта на задвижващия сепаратор 2 и 3. Сферичните тела 8, срещайки по-голямо съпротивление в каналите на втория задвижван диск 6, започват да се движат по тях, увеличавайки скоростта на първи и трети задвижван диск 5 и 7 с Δω. При това сферичните тела 8 извършват възвратно-постъпателно движение в каналите 4 на двата диска 2 и 3 на сепаратора, но с фазово изместване от 90“. Това означава, че въртящият момент ще се предава алтернативно от сферичните тела 8 от първия диск на сепаратора 2 и сферичните тела 8 от втория диск на сепаратора 3, във всеки от участъците, от вълнообразните канали, с което еднаквото разделяне на въртящия момент е гарантирано. С подбиране на хлабините между сферичните тела и стените на каналите и хлабините между отворите в сепаратора се ограничава допустимата разлика между моментите на изходящите валове, т.е. диференциалът се блокира автоматично при буксуване на едното колело.

Claims (4)

1. Патентни претенции

   1. Диференциален механизъм, състоящ се от корпус, обхващащ ротационни звена, включващи два сепаратора, оформени като дискове с радиални прорези, равномерно разпределени спрямо периферията на дисковете, разположени сьосно между първи, втори и трети задвижвани дискове с периодично вълнообразни канали с еднаква амплитуда и еднакъв брой на вълните, оформени по срещулежащите им повърхности, при което по вътрешната повърхност на първи задвижван диск е оформен първи вълнообразен канал, по двете повърхности на втория задвижван диск са оформени втори и трети вълнообразни канали, по вътрешната повърхност на третия задвижван диск е оформен четвърти вълнообразен канал, като задвижваните дискове са лагерувани ротационно спрямо обща ос и контактуват едновременно със сферични тела, водени във вълнообразните канали и в каналите на сепаратора, а задвижваните дискове са оформени в единия си край като изходящи валове с вътрешни шлици, характеризиращ се с това, че първият диск (2) на задвижващия сепаратор е оформен във вътрешния си край като цилиндрична втулка (17), а периферията му е оформена като фланец (9), периферията на втория диск (3) на задвижващия сепаратор също е оформена като фланец (10), свързан неподвижно към фланеца (9) на първия диск (2) на задвижващия сепаратор, обхващайки втория задвижван диск (6), като броят на прорезите (4) на всеки от сепараторите (2) и (3) е еднакъв и равен на броя на върховете плюс броя на падините на вълнообразните канали, разделен на цяло нечетно число, при което периферията на първия задвижван диск (5) е оформена като цилиндричен фланец (11), а периферията на третия задвижван диск (7) е оформена като цилиндричен фланец (12), свързан неподвижно към фланеца (11) на първия задвижван диск, обхващайки задвижващия сепаратор, а взаимното разположение на вълнообразните канали и прорезите е такова, че когато върховете на първия вълнообразен канал (13) и на втория вълнообразен канал (14) съвпадат, прорезите на първия сепаратор (2) съвпадат с върхове и падини на първия и втория вълнообразен канал (13) и (14), а прорезите от втория сепаратор (3) се намират между съседни връх и падина на трети и четвърти вълнообразни канали (15) и (16) и наклоните на каналите (15) и (16) са противоположни.
2. 2. Диференциален механизъм за ротационно движение съгласно претенция 1, характе ризиращ се с това, че напречното сечение на радиалните прорези (4) в първия и втория сепаратор (2) и (3) е дъга от окръжност или Vобразна крива, осигуряваща двуточков кон5 такт на сферично тяло (4).
3. 3. Диференциален механизъм съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че оста на всеки от вълнообразните канали (13), (14), (15) и (16) е полярна синусовидна перио-

   10 дична крива с най-малко един период за един оборот, или подобна крива, съставена от прави линии и преходни криви с полюс оста на диференциалния механизъм.
4. 4. Диференциален механизъм за ротаци15 онно движение съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че напречното сечение на вълнообразните канали (13), (14), (15) и (16) е крива, близка до окръжност или V-образна крива, осигуряваща двуточков контакт на сфе-

   20 ричното тяло (4).