SU1537916A1

SU1537916A1 - Self-locking differential gear

Info

Publication number: SU1537916A1
Application number: SU874300523A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Прокофьевич Величко; Виктор Прокофьевич Величко
Original assignee: А.П.Величко и В.П.Величко
Priority date: 1987-08-25
Filing date: 1987-08-25
Publication date: 1990-01-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению. С целью повышени эффективности блокировки путем обеспечени автоматического регулировани степени блокировки в зависимости от разности скоростей вращени полуосевых шестерен в самоблокирующемс дифференциале при неодинаковых скорост х вращени полуосевых шестерен 6 сателлиты 3 вращаютс относительно водила 2 вместе с цилиндрами 4. При этом шарики 17, перемеща сь по наклонным канавкам 16 поршней 14, придают последним возвратно-поступательное движение вдоль оси водила 2. Перемещение поршней 14 сопровождаетс перекачиванием рабочей жидкости по каналам 19 и 20 со скоростью, определ емой взаимным расположением отверсти 20 в стенке водила 2 и отверсти 22 в стенке втулки 21. Ограничение скорости перекачивани рабочей жидкости вызывает приторможивание сателлитов 3, т.е. блокировку дифференциала. При изменении скорости вращени водила под действием центробежных сил измен етс положение втулки 21 и, следовательно, просвет, образуемый каналом 20 и отверстием 22, т.е. в конечном счете автоматически измен етс степень блокировки. 3 ил.The invention relates to mechanical engineering. In order to increase the blocking efficiency by automatically controlling the degree of blocking depending on the difference in rotational speeds of the axle gears in the self-locking differential at unequal rotational speeds of the axle gears 6, the satellites 3 rotate relative to the carrier 2 together with the cylinders 4. At the same time, the balls 17 move along inclined the grooves 16 of the pistons 14, give the latter a reciprocating movement along the axis of the carrier 2. The movement of the pistons 14 is accompanied by pumping a working fluid along channels 19 and 20 at a speed determined by the mutual arrangement of the hole 20 in the wall of the carrier 2 and the hole 22 in the wall of the sleeve 21. The limitation of the pumping rate of the working fluid causes the brakes of the satellites 3, i.e. differential lock. When the speed of rotation of the carrier changes, under the action of centrifugal forces, the position of the sleeve 21 and, consequently, the lumen formed by the channel 20 and the opening 22, i.e. eventually, the degree of blocking automatically changes. 3 il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в качестве самоблокирующегос дифференциала в приводах различных механизмов и машин.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a self-locking differential in drives of various mechanisms and machines.

Цель изобретени - повышение эффективности блокировки путем обеспечени автоматического регулировани степени блокировки в зависимости от разности скоростей вращени полуосевых шестерен.The purpose of the invention is to increase the locking efficiency by providing automatic control of the degree of locking depending on the difference in rotational speeds of the half-axle gears.

На фиг. 1 изображен самоблокирующийс дифференциал, продольный разрез; на фиг. 2 - обойма; на фиг. 3 - втулка.FIG. Figure 1 shows a self-locking differential, longitudinal section; in fig. 2 - a holder; in fig. 3 - sleeve.

Самоблокирующийс дифференциал содержит корпус 1, в котором жестко закреплено водило 2. На водиле установлены сателлиты 3, жестко прикрепленные к цилиндрам 4 при помощи шпонок 5. Сателлиты 3 наход тс в за- Iцеплении с полуосевыми шестерн ми 6, соединенными с полуос ми 7, а цилиндры 4 расположены в обойме 8 с возможностью вращени в ней. Обойма 8 своими выступами, выполненными в виде цапф 9, входит в выемки 10 полуосевых шестерен 6, причем данное сочленение обеспечивает возможность взаимного поворота этих деталей. На водиле 2 установлен шток 11 с внутренним отверстием под диаметр водила . На наружной поверхности водила 2 выполнен профильный участок 12, например, квадратного сечени под такое же квадратное отверстие в перегородке 13 обоймы 8. При этом дл штока 11 обеспечена подвижность по водилу 2 в осевом направлении.The self-locking differential includes a housing 1 in which the carrier 2 is rigidly fixed. Satellites 3 are mounted on the carrier, rigidly attached to the cylinders 4 by means of the pins 5. The satellites 3 are in engagement with the semi-axial gears 6 connected to the semi-axes 7, and the cylinders 4 are located in the holder 8 rotatably therein. The yoke 8 with its protrusions made in the form of pins 9 enters the recesses 10 of the semi-axial gears 6, and this joint allows for the mutual rotation of these parts. On the carrier 2 a rod 11 is installed with an internal bore to the diameter of the carrier. A profile section 12 is made on the outer surface of the carrier 2, for example, a square section for the same square hole in the partition 13 of the yoke 8. At the same time, the rod 11 is mobilized by the carrier 2 in the axial direction.

На концах штока установлены поршни k, жестко закрепленные гайкамиAt the ends of the rod are installed pistons k, rigidly fixed with nuts

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

15. На наружной цилиндрической поверхности поршней 1 выполнены наклонные к их ос м канавки 16 под шарик 17, где проекци большей оси эллиптического сечени по канавке на ось штока 11 соответствует величине осевого хода этого поршн . Шарики 17 вмонтированы в отверсти стенок цилиндров kt а в обойме 8 напротив шариков 17 образованы кольцевые канавки 18 под эти шарики. По оси водила 2 выполнен сквозной канал 19, который на участках, следующих за плоскостью дна цилиндров k, пересекаетс поперечными каналами 20. В зоне пересечени этих каналов помещены дроссели , каждый из которых представл ет собой втулку 21, с выполненным в его стенке отверстием 22 переменного сечени , например, в виде сопр женных щелей разной ширины. Кажда из втулок 21 подпружинена пружиной 23, регулировка которой осуществл етс заглушкой 2k.15. On the outer cylindrical surface of the pistons 1 there are slots 16 inclined to their axes under the ball 17, where the projection of the larger axis of the elliptical section along the groove onto the axis of the rod 11 corresponds to the axial stroke of this piston. The balls 17 are mounted in the holes of the walls of the cylinders kt and in the holder 8 opposite to the balls 17 there are formed annular grooves 18 for these balls. The axis 2 of the carrier is made through channel 19, which in the sections following the plane of the bottom of the cylinders k intersects transverse channels 20. In the intersection zone of these channels are throttles, each of which is a sleeve 21, with an alternating hole 22 in its wall. sections, for example, in the form of conjugate slots of different widths. Each of the sleeves 21 is spring-loaded spring 23, the adjustment of which is carried out by a plug 2k.

Уплотнение сочленений цилиндров 4 с водилом 2 и обоймой 8 осуществл етс уплотнени ми 25 и 26. В перегородке 13 обоймы 8, раздел ющей под- поршневые полости цилиндров, выполнены перепускные окна 27. Надпоршневые и подпоршневые полости, а также внутренн полость корпуса заполнена рабочей жидкостью, котора вл етс одновременно смазочным материалом дл всех трущихс деталей дифференциала .The joints of the cylinders 4 with the carrier 2 and the holder 8 are sealed by seals 25 and 26. In the partition 13 of the holder 8 separating the piston cavities of the cylinders, the bypass ports 27 are made. The piston and piston cavities and the internal cavity of the housing are filled with a working fluid which is at the same time a lubricant for all rubbing parts of the differential.

Дифференциал работает следующим образом.Differential works as follows.

Как только из-за изменени сцеплени одного из колес транспортного средства с дорожным полотном колесаOnce due to a change in the grip of one of the wheels of the vehicle to the road surface of the wheel

515515

и св занные с ними полуоси 7 начинают вращатьс с разными скорост ми, сателлиты 3, перекатыва сь по полуосевым шестерн м 6, начинают вращатьс and the axles 7 associated with them begin to rotate at different speeds, the satellites 3, rolling over the axial gears 6, begin to rotate

на водиле 2 вместе с иилинлоами 4. При этом шарики 17, увлекаемые цилиндрами , перемеща сь по канавкам 16 поршней 1 4, придают последним возвратно-поступательное движение вдоль оси водила 2. Поршни И при перемещении удерживаютс от поворота за счет профильного сочленени участка 12 штока 11 с перегородкой 13 обоймы 8, а обойма 8, в свою очередь, удерживает- с от вращени цапфами 9, вход щими в выемки 10 вращающихс полуосевых шестерен 6. Начальное направление перемещени поршн 1 в целом дл работы дифференциала не имеет значени и определ етс начальным положением шарика 17 в канавке 16. Достижение поршнем 1 верхней или нижней мертвых точек определ етс положением шарика 17 на участке канавки 16 в зоне его пересечени с большей геометрической осью эллиптического сечени по канавке. Дальнейшее перемещение шарика 17 на следующий по ходу движени участок канавки 16 вызывает пере- мещение поршн И уже в противоположном направлении. Возвратно-поступательное перемещение поршней 14 продолжаетс до тех пор, пока вращаютс сателлиты 3 относительно водила 2. on the carrier 2 together with the bushings 4. At the same time, the balls 17 carried by the cylinders, moving along the grooves 16 of the pistons 1 4, give the latter a reciprocating motion along the axis of the carrier 2. The pistons are kept from rotation due to the profile articulation of the section 12 of the rod 11 with a partition 13 of the yoke 8, and the yoke 8, in turn, keeps the pins 9 from rotating into the notches 10 of the rotating semi-axial gears 6. The initial direction of movement of the piston 1 as a whole for the operation of the differential does not matter and is determined The position of the ball 17 in the groove 16. The achievement of the upper or lower dead points by the piston 1 is determined by the position of the ball 17 in the section of the groove 16 in the zone of its intersection with the major geometric axis of the elliptical section along the groove. Further movement of the ball 17 to the next in the direction of movement of the groove 16 causes the piston AND to move in the opposite direction. The reciprocating movement of the pistons 14 continues as long as the satellites 3 rotate relative to the carrier 2.

Так как полости цилиндров заполнены рабочей жидкостью, то перемещение поршней 1 сопровождаетс перекачиванием этой жидкости по каналам 19 и 20 со скоростью, определ емой пропускной способностью просвета, определ емого взаимным расположением отверсти 20 в стенке водила 2 и отверсти 22 в стенке втулки 21. Ограничение скорости перекачивани ра- бочей жидкости вызывает притормаживание сателлитов 3 и соответственно снижает скорость взаимного вращени св занных сателлитами 3 полуосевых шестерен 6.Since the cavities of the cylinders are filled with working fluid, the movement of the pistons 1 is accompanied by pumping this fluid through the channels 19 and 20 at a speed determined by the capacity of the lumen, determined by the relative position of the hole 20 in the wall of the carrier 2 and the hole 22 in the wall of the sleeve 21. Speed limit pumping the working fluid causes braking of the satellites 3 and accordingly reduces the speed of mutual rotation of the semi-axial gears 6 connected by the satellites 3.

При увеличении скорости движени автомобил увеличиваетс скорость вращени корпуса 1 и кажда из втулок 21, размещенных по концам водила 2, под действием центробежных сил пере- мещаетс в направлении торцов водила 2, измен тем самым просвет отверстий 20 и 22. Перемещение втулок 21 прекращаетс , когда центробежна си166As the speed of the vehicle increases, the rotational speed of the housing 1 and each of the sleeves 21 placed at the ends of the carrier 2 increase, under the action of centrifugal forces, move in the direction of the ends of the carrier 2, thereby changing the clearance of the holes 20 and 22. The movement of the sleeves 21 stops when centrifugal sy166

ла уравновешиваетс реакцией пружины 23. Изменение просвета отверстий 20 и 22 вызывает изменение степени притормаживани поршней 14 и кинематически св занных с ними сателлитов 3 и полуосевых шестерен 6.The la is balanced by the reaction of the spring 23. A change in the lumen of the holes 20 and 22 causes a change in the degree of braking of the pistons 14 and the satellites 3 and the kinematically associated satellites 3 and the semi-axial gears 6.

Конструкци дроссел 8 исключает возможность изменени его положени в зависимости от разности давлений в подпоршневых полост х и перепускныхThe design of the throttles 8 excludes the possibility of changing its position depending on the pressure difference in the piston cavities and the bypass

каналах 20 и 22, так как давлени на поверхности втулки 21, перпендикул рные направлению ее перемещени , благодар наличию сквозных каналов во втулке 21 равны.the channels 20 and 22, since the pressures on the surface of the sleeve 21, perpendicular to the direction of its movement, due to the presence of through channels in the sleeve 21 are equal.

Высокие требовани по плотности уплотнений 25 не об зательны, так как вс внутренн полость корпуса дифференциала заполнена рабочей жидкостью. В случае, если коэффициенты температурного расширени рабочей жидкости и материала корпуса 1 существенно отличаютс , в теле корпуса может быть выполнено отверстие, герметично закрытое эластичной мембраной , например из резины.The high density requirements of seals 25 are not necessary, since the entire inner cavity of the differential housing is filled with working fluid. In the event that the coefficients of temperature expansion of the working fluid and the material of the housing 1 are significantly different, a hole may be made in the body of the body, hermetically closed by an elastic membrane, for example made of rubber.

Claims

Invention Formula

A self-locking differential, including a housing, a connected carrier with satellites, semi-axle gears, placed between the latter cylinders on the carrier with pistons mounted axially without rotation on a carrier that has a through channel for interconnecting piston cylinder cavities , choke and working fluid in cylinders and channels, characterized in that, in order to increase the blocking efficiency by ensuring automatic control of the degree of blockage depending on the difference rotational axle gears, it is equipped with balls, a rod through which the pistons are interconnected, and a sleeve around the cylinders that has axles on the outer surface that are coaxial with the axial gears and are hinged to them on the end sections of the inner surface annular grooves and in the middle part of the length - a partition for connection with the carrier with overflow windows made in it to connect the piston cylinder cavities, the latter are joined by one of the ends

with satellites, on the outer surface of each of the pistons there is a closed groove inclined to its axis, a hole is made in the wall of each of the cylinders, in which a ball is placed to interact with the corresponding grooves of the cage and pistons,

and the choke is made in the form of an axially mounted axial displacement along its axis and a sleeve spring-loaded relative to the carrier, having a variable-section opening on the side wall associated with the through channel.

and

FIG. 3