RU2742317C1 - Cam clutch of differential lock - Google Patents

Cam clutch of differential lock Download PDF

Info

Publication number
RU2742317C1
RU2742317C1 RU2020106529A RU2020106529A RU2742317C1 RU 2742317 C1 RU2742317 C1 RU 2742317C1 RU 2020106529 A RU2020106529 A RU 2020106529A RU 2020106529 A RU2020106529 A RU 2020106529A RU 2742317 C1 RU2742317 C1 RU 2742317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
coupling
differential
clutch
movable
Prior art date
Application number
RU2020106529A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Михайлович Логунов
Станислав Геннадьевич Костин
Руслан Равильевич Хабиров
Original Assignee
Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "КАМАЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority to RU2020106529A priority Critical patent/RU2742317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742317C1 publication Critical patent/RU2742317C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/14Clutches in which the members have interengaging parts with clutching members movable only axially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to couplings. Differential lock cam clutch consists of two half-clutches (1 and 2) with end teeth (3). Movable half-coupling (1) is installed on semi-axle (4), and fixed half-coupling (2) is connected to cup of differential (5). Face (6) surfaces of teeth (3) are parallel to each other and perpendicular to axis (8) of coupling. On end surface (6) of tops (9) of teeth of both couplings on left and right side of each tooth there are wide skews (10).
EFFECT: reliability of connection is achieved.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к межколесным и межосевым дифференциалам ведущих мостов транспортных средств.The invention relates to the field of transport engineering, namely to the inter-wheel and center differentials of the driving axles of vehicles.

Известна муфта, имеющая торцевые зубья и содержащая установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения, а вторая жестко закреплена на ведущем валу. Для надежного включения в эту муфту встроены дополнительные центрирующие элементы (см. Поляков В.С и др. Справочник по муфтам. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1974, с. 145, рис. IV.4).Known clutch having end teeth and containing mounted on the shafts driving and driven half-couplings, one of which is installed with the possibility of axial movement, and the second is rigidly fixed on the drive shaft. For reliable engagement, additional centering elements are built into this coupling (see Polyakov VS and others. Handbook of couplings. Leningrad: Mashinostroenie, Leningrad Branch, 1974, p. 145, Fig. IV.4).

Недостатком такой муфты является невозможность применения в межколесных дифференциалах автомобилей из-за сложности конструкции, ввиду наличия дополнительных сложных центрирующих элементов, необходимых для надежного включения муфты при незначительной несоосности оси неподвижной полумуфты и оси жестко закрепленной полумуфты.The disadvantage of such a clutch is the impossibility of using it in cross-axle differentials of cars due to the complexity of the design, due to the presence of additional complex centering elements necessary for reliable engagement of the clutch with a slight misalignment of the axis of the fixed half of the coupling and the axis of the rigidly fixed half of the coupling.

Известна кулачковая муфта механизма блокировки межколесного дифференциала транспортного средства, на торце которой нарезаны зубья, взаимодействующие с зубьями, нарезанными на торце чашки коробки дифференциала. Муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых подвижно установлена на полуоси с возможностью осевого перемещения, а другая неподвижная объединена с чашкой дифференциала (RU 69460 U1, МПК B60K 17/16 (2006.01), опубл. 27.1.2007).Known cam clutch mechanism for blocking the interwheel differential of the vehicle, at the end of which teeth are cut, interacting with the teeth cut at the end of the differential box cup. The clutch consists of two half-couplings, one of which is movably mounted on a semiaxis with the possibility of axial movement, and the other fixed is combined with a differential cup (RU 69460 U1, IPC B60K 17/16 (2006.01), publ. 27.1.2007).

Недостатком данной конструкции является низкая надежность включения муфты из-за того, что зубья одной из полумуфт могут не войти в соединение со впадинами другой полумуфты. Это может произойти ввиду наличия смещения оси полуоси, где установлена подвижная муфта, относительно оси чашки дифференциала, где находится неподвижная полумуфта.The disadvantage of this design is the low reliability of the clutch engagement due to the fact that the teeth of one of the coupling halves may not enter the connection with the cavities of the other coupling half. This can occur due to the presence of a displacement of the axle axis, where the movable coupling is installed, relative to the axis of the differential cup, where the stationary coupling half is located.

Также известна, выбранная в качестве ближайшего аналога по совокупности существенных признаков и получаемому техническому результату, муфта блокировки межколесного дифференциала, состоящая из двух полумуфт, подвижной и неподвижной, содержащих торцевые зубья, и имеющая отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на чашку дифференциала и полуось, торцевые зубья полумуфт которой выполнены под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а их толщина уменьшается к основанию (RU №175068 U1, МПК B60K 17/02 (2006.01), F16D 11/10 (2006.01), опубл. 17.11.2017).It is also known, selected as the closest analogue by the combination of essential features and the obtained technical result, the interwheel differential locking clutch, consisting of two coupling halves, movable and fixed, containing end teeth, and having a hole for installing a retaining ring, a groove for an inclusion fork, internal splines for installing the clutch on the differential cup and semi-axle, the end teeth of the coupling halves are made at an angle to the clutch axis and parallel to each other, and their thickness decreases towards the base (RU No. 175068 U1, IPC B60K 17/02 (2006.01), F16D 11/10 (2006.01), publ. 11/17/2017).

Недостатком устройства является сложность конструкции профиля торцевых зубьев полумуфт, что усложняет их проектирование и изготовление, т.к. режущий инструмент (фреза или резцовая головка) для правильного зацепления и контакта зубьев полумуфт движется по очень сложной траектории, рассчитываемой методами трехмерной графики и несколькими математическими приближениями.The disadvantage of the device is the complexity of the design of the profile of the end teeth of the half couplings, which complicates their design and manufacture, because The cutting tool (milling cutter or cutting head) for the correct engagement and contact of the teeth of the half couplings moves along a very complex trajectory calculated by the methods of three-dimensional graphics and several mathematical approximations.

Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении конструкции профиля зубьев муфты для более простого проектирования и изготовления торцевых зубьев полумуфт, обеспечивая при этом высокие показатели по надежности включения.The problem solved by the invention is to simplify the design of the profile of the coupling teeth for a simpler design and manufacture of the end teeth of the coupling halves, while providing high performance in terms of engagement reliability.

Для упрощения проектирования профиля зуба и его изготовления в производстве необходимо:To simplify the design of the tooth profile and its manufacture in production, it is necessary:

- чтобы зубья были нарезаны без уклона к продольной оси полумуфт, но тогда возникает возможность не включения блокировки из-за отсутствия самоцентрирования полумуфт, т.к. между полумуфтами дифференциалов всегда имеется отклонение осей, которая не позволяет самоцентрироваться полумуфтам;- so that the teeth are cut without a slope to the longitudinal axis of the coupling halves, but then there is a possibility of not switching on the blocking due to the lack of self-centering of the coupling halves, because there is always a deviation of the axes between the half-couplings of the differentials, which does not allow self-centering of the half-couplings;

- чтобы упростить изготовление зубьев необходимо применить прецизионную штамповку, но это увеличивает стоимость изготовления.- to simplify the manufacture of teeth, it is necessary to apply precision stamping, but this increases the manufacturing cost.

Поставленная задача была решена следующим образом.The task was solved as follows.

В кулачковой муфте блокировки дифференциала, состоящей из двух полумуфт, выполненных с торцевыми зубьями, подвижной, установленной на полуоси, и неподвижной, соединенной с чашкой дифференциала, торцевые и боковые поверхности зубьев которых выполнены параллельно друг другу, и имеющей отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на чашку дифференциала и на полуось, торцевые и боковые поверхности торцевых зубьев подвижной и неподвижной полумуфт выполнены перпендикулярно к оси муфты, а на торцевой поверхности вершин зубьев обеих полумуфт имеются широкие скосы.In the cam clutch of the differential lock, consisting of two half-couplings made with end teeth, movable, mounted on the semi-axle, and fixed, connected to the differential cup, the end and side surfaces of the teeth of which are parallel to each other, and having a hole for installing a retaining ring, a groove for the switching fork, internal splines for installing the clutch on the differential cup and on the semi-axle, the end and side surfaces of the end teeth of the movable and stationary coupling halves are made perpendicular to the coupling axis, and there are wide bevels on the end surface of the tooth tops of both coupling halves.

Перечисленные отличительные существенные признаки, заключающиеся в том, что торцевые и боковые поверхности торцевых зубьев подвижной и неподвижной полумуфт выполнены перпендикулярно к оси муфты, а на торцевой поверхности вершин зубьев обеих полумуфт имеются широкие скосы, в совокупности с известными, позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны данного изобретения.The listed distinctive essential features, consisting in the fact that the end and side surfaces of the end teeth of the movable and stationary coupling halves are made perpendicular to the coupling axis, and on the end surface of the tooth tops of both coupling halves there are wide bevels, in combination with the known ones, make it possible to obtain a technical result in all cases which are covered by the claimed scope of protection of this invention.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники.The analysis of the known technical solutions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the proposed technical solution is not known from the prior art.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the following drawings:

фиг. 1 - кулачковая муфта блокировки дифференциала в сборе, общий вид в разрезе!fig. 1 - cam clutch for differential lock assembly, general sectional view!

фиг. 2 - кулачковая муфта во включенном состоянии, вид в разрезе;fig. 2 - a cam clutch in the on state, sectional view;

фиг. 3 - полумуфта, вид сбоку с вырезом;fig. 3 - half-coupling, side view with a cutout;

фиг. 4 - подвижная полумуфта в аксонометрической проекции;fig. 4 - movable half-coupling in axonometric projection;

фиг 5, 6 - вид на торцевую часть полумуфт с выполнением зубьев режущей головкой или фрезерованием.Figs 5, 6 are a view of the end part of the coupling halves with the teeth being cut by the cutting head or by milling.

Кулачковая муфта блокировки дифференциала состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих торцевые зубья 3. Подвижная полумуфта 1 установлена на полуоси 4, а неподвижная полумуфта 2 соединена с чашкой дифференциала 5 (или объединена совместно с ней).The cam clutch of the differential lock consists of two coupling halves 1 and 2 with end teeth 3. The movable coupling half 1 is installed on the axle 4, and the stationary coupling half 2 is connected to the differential cup 5 (or combined with it).

Торцевые 6 и боковые 7 поверхности зубьев 3 параллельны друг другу и перпендикулярны к оси 8 муфты. На торцевой поверхности 6 и 7 вершин 9 зубьев обеих муфт имеются широкие скосы 10.End 6 and side 7 surfaces of teeth 3 are parallel to each other and perpendicular to the axis 8 of the coupling. On the end surface 6 and 7 of the peaks 9 of the teeth of both couplings there are wide bevels 10.

Зубья 3 полумуфт 1 и 2 могут быть изготовлены либо фрезерованием по окружности с радиусом R, совпадающим с радиусом обрабатывающей фрезы (фиг. 5), либо фрезерованием по прямой линии (фиг. 6).The teeth 3 of the coupling halves 1 and 2 can be made either by milling around a circle with a radius R coinciding with the radius of the machining cutter (Fig. 5), or by milling in a straight line (Fig. 6).

Соотношение размеров зубьев муфты показано на фиг. 3:The aspect ratio of the clutch teeth is shown in FIG. 3:

b=от а/2 до а/5;b = from a / 2 to a / 5;

d=от b/2 до b/5;d = b / 2 to b / 5;

с=от h/10 до h/5;c = from h / 10 to h / 5;

где:Where:

а - толщина торцевого зуба полу муфты;a - the thickness of the end tooth to the floor of the coupling;

b - ширина скоса торцевого зуба полумуфты;b - the width of the bevel of the end tooth of the half-coupling;

d - высота скоса торцевого зуба полумуфты;d is the height of the bevel of the half-coupling end tooth;

h - высота профиля торцевого зуба полу муфты.h is the height of the profile of the end tooth of the floor of the coupling.

Такое соотношение размеров было выбрано опытным путем, и соответствует наиболее высоким характеристикам технологичности изготовления и надежности зацепления.This size ratio was chosen empirically, and corresponds to the highest characteristics of manufacturability and reliability of engagement.

Кулачковая муфта блокировки дифференциала работает следующим образом.The differential lock cam clutch works as follows.

В исходном состоянии между зубьями подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2 имеется зазор, обеспечивающий свободное вращение с разными угловыми скоростями чашки 5 дифференциала и полуоси 4.In the initial state, there is a gap between the teeth of the movable half-coupling 1 and the stationary half-coupling 2, which ensures free rotation with different angular velocities of the cup 5 of the differential and the half-axis 4.

При включении механизма блокировки дифференциала происходит перемещении подвижной полумуфты 1 вдоль полуоси 4. Зубья 3 подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2 входят в зацепление, обеспечивая совместное вращение чашки 5 дифференциала и полуоси 4 с одинаковой угловой скоростью, блокируя, тем самым, дифференциал.When the differential lock mechanism is engaged, the movable half-coupling 1 moves along the half-axis 4. Teeth 3 of the movable half-coupling 1 and the stationary half-coupling 2 engage, ensuring joint rotation of the differential cup 5 and half-axis 4 at the same angular speed, thereby blocking the differential.

При наличии смещения А оси 11 полуоси 4, относительно оси 12 чашки 5 дифференциала, зубья подвижной муфты 1, благодаря наличию скосов 10, скользят по скосам 10 или по торцевым поверхностям 6 вершин 9 зубьев неподвижной муфты 2, тем самым направляя торцевые зубья подвижной муфты 1 во впадину неподвижной муфты 2, что приводит к включению блокировки дифференциала.In the presence of a displacement A of the axis 11 of the semi-axis 4, relative to the axis 12 of the differential cup 5, the teeth of the movable clutch 1, due to the presence of bevels 10, slide along the bevels 10 or along the end surfaces 6 of the vertices 9 of the teeth of the fixed clutch 2, thereby guiding the end teeth of the movable clutch 1 into the cavity of the fixed clutch 2, which leads to the inclusion of the differential lock.

При отключении механизма блокировки подвижная полумуфта 1 возвращается в исходное положение, выводя из зацепления зубья подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2.When the locking mechanism is disengaged, the movable coupling half 1 returns to its original position, disengaging the teeth of the movable coupling half 1 and the fixed coupling half 2.

Заявленная муфта имеет простую и надежную конструкцию, не зависящую от смещения осей между подвижной и неподвижной полумуфтами, обеспечивает быстрое сцепление зубьев полумуфт и включение блокировки.The claimed clutch has a simple and reliable design, which does not depend on the displacement of the axes between the movable and stationary half-couplings, provides quick engagement of the teeth of the half-couplings and engaging the lock.

Техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий и материалов.The technical solution is possible for implementation on standard technological equipment using modern technologies and materials.

Claims (1)

Кулачковая муфта блокировки дифференциала, состоящая из двух полумуфт, выполненных с торцевыми зубьями, подвижной, установленной на полуоси, и неподвижной, соединенной с чашкой дифференциала, торцевые и боковые поверхности зубьев которых выполнены параллельно друг другу, и имеющая отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на чашку дифференциала и на полуось, отличающаяся тем, что торцевые поверхности торцевых зубьев подвижной и неподвижной полумуфт выполнены перпендикулярно к оси муфты, а на торцевой поверхности вершин зубьев обеих полумуфт с левой и правой стороны каждого зуба имеются широкие скосы.A cam clutch for differential lock, consisting of two half-couplings made with end teeth, movable, mounted on the semi-axle, and fixed, connected to the differential cup, the end and side surfaces of the teeth of which are parallel to each other, and having a hole for installing a retaining ring, a groove for engagement forks, internal splines for installing the clutch on the differential cup and on the axle shaft, characterized in that the end surfaces of the end teeth of the movable and stationary coupling halves are made perpendicular to the coupling axis, and on the end surface of the tooth tops of both coupling halves on the left and right sides of each tooth there are wide bevels.
RU2020106529A 2020-02-11 2020-02-11 Cam clutch of differential lock RU2742317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106529A RU2742317C1 (en) 2020-02-11 2020-02-11 Cam clutch of differential lock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106529A RU2742317C1 (en) 2020-02-11 2020-02-11 Cam clutch of differential lock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742317C1 true RU2742317C1 (en) 2021-02-04

Family

ID=74554321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106529A RU2742317C1 (en) 2020-02-11 2020-02-11 Cam clutch of differential lock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742317C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880267A (en) * 1973-02-12 1975-04-29 Gleason Works Coupling device having means for relieving circumferential stresses
CH680870A5 (en) * 1990-04-02 1992-11-30 Oerlikon Buehrle Ag Coupling device for two shafts with two coupling sections - sections have cams, with inclined edges with single contact point on impact
US20130240317A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Dog clutch for automated transmission
US9663159B2 (en) * 2014-02-11 2017-05-30 Mtd Products Inc Power equipment device with removable attachments
CN107131223A (en) * 2017-05-31 2017-09-05 广东威灵电机制造有限公司 Clutch gear ring, clutch and washing machine
RU175068U1 (en) * 2016-10-13 2017-11-17 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" INTERMEDIARY DIFFERENTIAL LOCKING COUPLING

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880267A (en) * 1973-02-12 1975-04-29 Gleason Works Coupling device having means for relieving circumferential stresses
CH680870A5 (en) * 1990-04-02 1992-11-30 Oerlikon Buehrle Ag Coupling device for two shafts with two coupling sections - sections have cams, with inclined edges with single contact point on impact
US20130240317A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Dog clutch for automated transmission
US9663159B2 (en) * 2014-02-11 2017-05-30 Mtd Products Inc Power equipment device with removable attachments
RU175068U1 (en) * 2016-10-13 2017-11-17 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" INTERMEDIARY DIFFERENTIAL LOCKING COUPLING
CN107131223A (en) * 2017-05-31 2017-09-05 广东威灵电机制造有限公司 Clutch gear ring, clutch and washing machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5664655A (en) Spline
EP3095634A2 (en) Axle assembly having a tapered spline arrangement
US4836348A (en) Synchronizing mechanism for shifting clutches
US20170113545A1 (en) Transfer for four-wheel drive vehicle
KR101761930B1 (en) Locking differential
US10935082B2 (en) Synchronizer device for a manual transmission
KR20120039724A (en) Full traction differential with hybrid gearing
US4188803A (en) Constant velocity universal joint
US5983754A (en) Split spacer for a differential assembly
RU2742317C1 (en) Cam clutch of differential lock
US4181210A (en) Clutch with interlocking teeth
CN105987088A (en) Synchronizer having asymmetric blocker and sleeve teeth
JPH04228929A (en) Gear coupler
RU2675155C2 (en) Non-synchronous gear meshing in limited-slip differentials
US3219164A (en) Transmission lock
US20090031837A1 (en) Synchrohizing device of transmission
KR101413458B1 (en) Gear coupling and manufacturing method therefor
SE539358C2 (en) A latch cone ring for a synchronizing arrangement, a synchronizing arrangement, a gearbox and a vehicle
US4678055A (en) Four-wheel vehicle drive system
CN109139876B (en) Differential mechanism of hybrid electric vehicle
RU2728881C1 (en) Differential lock coupling
JP2013506563A (en) Internal tooth manufacturing method and component having internal teeth
JPH0143197B2 (en)
US12012998B2 (en) Clutch device with a dog clutch
JP3659026B2 (en) Gearbox interlock device