SU1696327A1 - Самоблокирующийс дифференциал транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может использоватьс  в трансмисси х транспортных средств. Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение ее надежности, Самоблокирующийс  дифференциал транспортного средства содержит две установленные в корпусе взаимосв занные шестерни, два сателлита, две промежуточные шестерни и кинематически св занное с корпусом водило. Водило выполнено в виде закрепленных в корпусе соосно двух ступиц, продольные оси которых совмещены и пересекаютс  в центре дифференциала, под углом к оси вращени  полуосевых шестерен. На каждой ступице с возможностью вращени  установлена промежуточна  шестерн , введенна  в зацепление с двум  диаметрально расположенными , сателлитами, наход щимис  в зацеплении с полуосевыми шестерн ми. Сателлиты установлены с возможностью вращени  на оси, концы которой свободно помещены в отверсти х корпуса. Зазор между отверстием корпуса и осью обеспечивает возможность ее перемещени  в плоскости вращени  корпуса дифференциала. 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может использоватьс  в трансмисси х транспортных средств.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение ее надежности.

На фиг.1 - самоблокирующийс  дифференциал , сечение А-А на фиг.2; на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.З - ступица, сечение; на фиг.4 - вид В на фиг.2; на фиг.5 - корпус, сечение Г-Г на фиг.4; на фиг.6 - то же, вариант выполнени ; на фиг.7 - кинематическа  схема взаимодействи  элементов дифференциала; на фиг.З - дифференциал, аксонометри .

Самоблокирующийс  дифференциал транспортного средства содержит установленные в корпусе 1 взаимосв занные между

собой полуосевые шестерни 2 и 3, сателлиты 4 и 5, промежуточные шестерни 6 и 7 и кинематически св занное с корпусом 1 водило .

Водило выполнено в виде двух осей, представл ющих собой закрепленные в корпусе 1 соосно две ступицы 8 и 9. Продольные оси ступиц 8 и 9 совмещены и пересекаютс  в центре 0 дифференциала (фиг.1 и 2) под углом а к оси вращени  полуосевых шестерен 2 и 3. Плоскость, в которой расположены продольные оси ступиц 8 и 9, и ось вращени  полуосевых шестерен 2 и 3 пересекаетс  в центре 0 дифференциала с геометрической осью сателлитов 4 и 5 под пр мым углом. На каждой ступице 8 и 9 с возможностью вращени  установлены проО

о о

00

ю VJ

межуточные шестерни 6 и 7 соответственно. Промежуточные шестерни 6 и 7 введены в зацепление с двум  диаметрально расположенными сателлитами 4 и 5 и соприкасаютс  с ними в точке 10 контакта (фиг. 1,2 и 7). Сателлиты 4 и 5 наход тс  в зацеплении с двум  полуосевыми шестерн ми 2 и 3. Контакт полуосевых шестерен 2 и 3 с сателлитом 4 и 5 осуществл етс  в полюсе 11 зацеплени  их зубьев.

На радиальной поверхности ступиц 8 и 9 выполнена сферическа  поверхность 12 (фиг.З) с радиусом, расположенным в центре 0 дифференциала. Сферическа  поверхность 12 соответствует сферической поверхности торца полуосевых шестерен 2 и 3 и находитс  с ними в контакте.

Сателлиты 4 и 5 установлены, с возможностью вращени , на оси 13, концы которой установлены с возможностью перемещени  в отверстии 14 корпуса 1. Дл  предотвращени  от осевого перемещени  оси 13 относительно корпуса 1 на ней установлены шайбы 15. Может быть и другое крепление оси от осевого перемещени . Продольна  ось оси 13 совмещена с геометрической осью сателлитов 4 и 5. Отверстие 14 выполнено таких размеров, что между отверстием 14 корпуса 1 и осью 13 имеетс  гарантированный зазор I в плоскости вращени  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 шестерн ми 6 и 7.

Отверстие 14 корпуса 1 представл ет собой продольный паз 16 (фиг.4 и 5), больша  ось которого расположена в плоскости вращени  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 наход тс  в контакте с осью 13. Продольна  ось 19 сектора 17 расположена под углом геометрической оси сателлитов 4 и 5 и пересекаетс  с ней в центре 0 дифференциала , причем размер сектора 17 равен размеру оси 13.

В варианте выполнени  на фиг.6 отверстие 14 корпуса 1 представл ет собой продольный паз 20, состо щий из двух секторов 17, соединенных боковыми стенками 18, наход щимис  в контакте с осью 13. Продольна  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 проекци  точки 10 контакта промежуточных шестерен 6 и 7 с сателлитами 4 и 5 на плоскость, совмещенную с осью вращени  полуосевых

шестерен 2 и 3 и геометрической осью сателлитов 4 и 5 расположена от геометрической оси сателлитов 4 и 5 на рассто нии, равном или большем положени  полюса 11 зацеплени  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).

Торцова  поверхность 21 промежуточных шестерен 6 и 7 со стороны полуосевых

5 шестерен 2 и 3 (фиг.1) выполнена сферической с радиусом, расположенным в центре О дифференциала и соответствует или радиусом больше сферической поверхности торца полуосевых шестерен 2 и 3.

0 На фиг.7 изображена кинематическа  схема взаимодействи  элементов дифференциала , в частности полуосевых шестерен 2 и 3, сателлитов 4 и 5 промежуточных шестерен 6 и 7. На схеме показаны точка 10

5 контакта промежуточных шестерен 6 и 7 с сателлитами 4 и 5, к которым приложена сила Ро - составл юща  крут щего момента трансмиссии и полюс 11 зацеплени  зубьев полуосевых шестерен 2 и 3 с сателлитами 4

0 и 5. к которым приложена сила Р« - составл юща  момента сопротивлени  качению.

Конструктивное выполнение дифференциала в аксонометрии (фиг.8) позвол ет оценить компоновку технического решени .

5 Самоблокирующийс  дифференциал транспортного средства работает следующим образом.

При движении транспортного средства крут щий момент трансмиссии приложен к

0 корпусу 1 дифференциала. Под действием этого крут щего момента корпус 1 вместе со ступицами 8 и 9, промежуточными шестерн ми 6 и 7 повернутс  на некоторый угол и, выбира  зазор между промежуточными ше

5 стерн ми 6 и 7 с сателлитами 4 и 5, вводит их зубь  в зацепление в точках 10 контакта. При этом между корпусом 1 и осью 13 сохран етс  гарантированный зазор в плоскости вращени  корпуса 1.

0 В этом случае силова  составл юща  крут щего момента трансмиссии сила Ро 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

5 4 и 5.

Одна составл юща  силы Р0 - сила Р1о через промежуточную шестерню 6 приложена к сателлиту 4 в точке 10 контакта и действует в плоскости вращени  полуосевой шестерни 2, совмещенной с полюсом 11 зацеплени  зубьев полуосевой шестерни 2 и сателлита 4.

Друга  составл юща  силы Р0 - сила Р02 через промежуточную шестерню 7 приложена к сателлиту 5 в точке 10 их контакта и действует в плоскости вращени  полуосевой шестерни 3, совмещенной с полюсом 11 зацеплени  зубьев полуосевой шестерни 3 с сателлитом 5.

Одновременно, от момента сопротивлени  колес качению через ведущие валы и полуосевые шестерни 2 и 3 к сателлитам 4 и &в полюсах 11 зацеплени  их зубьев приложена силова  составл юща  этого момента сила Рк. .

Сила РК , од на составл юща  Рк, приложена к сателлиту 4 в полюсе 11 зацеплени  его зубьев с зубь ми полуосевой шестерни 2.

Сила Р2к. друга  составл юща  силы Рк, приложена к сателлиту в полюсе 11 зацеплени  его зубьев с зубь ми полуосевой шестерни 3.

При движении транспортного средства величина силы Р0 определ етс  величиной силы Рк, и во всех случа х они равны между собой. При изменении величины силы Р измен етс  величина силы Р0.

При движении транспортного средства, при всех равных услови х, происходит изменение величины силы Рк в зависимости от состо ни  дороги от условий сцеплени  ведущих колес с дорогой. При этом силы Рк и Рк2 измен ютс  независимо на каждом ведущем колесе и определ ютс  коэффициентом сцеплени  ведущих колес с дорогой, т.е. fi и f2. Величины Ро1 и Р02 определ ютс  соотношением сил Рк /Рк .

При одинаковых услови х сцеплени  ведущих колес с дорогой, когда f i fz, силы Рк1 и Рк2 равны между собой и приложенные в плоскости вращени  сателлитов 4 и 5 в полюсах 11 зацеплени  зубьев сателлитов 4 и 5 с полуосевыми шестерн ми 2 и 3 уравновешиваютс  одинаковыми силами Р01 и Р02, приложенными в плоскости вращени  сателлитов 4 и 5 в точках 10 контакта его с промежуточными шестерн ми 6 и 7.

Равные и направленные в разные стороны силы Ро1, Ро . Рк1 и Рк2, приложенные к сателлитам 4 и 5 в плоскости их вращени , наход тс  в равновесии и крут щего момента , могущего повернуть сателлиты 4 и 5 относительно их геометрической оси, не создают. Сателлиты 4 и 5 наход тс  в равновесии . Крут щий момент передаетс  на оба колеса. Транспортное средство совершает пр молинейное движение.

При изменении условий сцеплени  ведущих колес с дорогой, когда f i fa, происходит изменение соотношени  сил Рк1 и Рк2 в полюсах 11 зацеплени  полуосевых шестерен 2 и 3 и сателлитов 4 и 5.

Это изменение сил Рк вызывает немед- 5 ленное изменение соотношени  сил Р01 и Ро2 в точках 10 контакта сателлитов 4 и 5 с промежуточными шестерн ми 6 и 7. При этом соотношение сил Р0 равно соотношению сил Рк. т.е. Р01/Ро2 Рк1/Рк2.

0 Равные и направленные в разные стороны силы Ро и Рк действуют в плоскости вращени  сателлитов 4 и 5, взаимно уравновешены и не создают момента, способного вращать сателлиты 4 и 5. Сателлиты

5 4 и 5 наход тс  в равновесии. Пропорциональные крут щие моменты передаютс  на колеса. Транспортное средство совершает пр молинейное движение. Пробуксовка колес не происходит.

0 Таким образом, пробуксовка транспортного средства перед переходом его в блокирующее состо ние не происходит, так как нет необходимости в заклинивании элементов дифференциала, дл  которых нужно

5 проворачивание сателлита, перед блокировкой .

При поворотах и наезде на преп тствие под действием внешних сил, приложенных к одному из колес в результате их разных

0 скоростей перемещени  относительно дороги , происходит вращение полуосевых шестерен 2 и 3, сателлитов 4 и 5 и промежуточных шестерен 6 и 7 и дифференциальное действие механизма.

5 Наличие зазора между осью 13 и отверстием 14 корпуса 1 и контакт оси 13 с боковыми стенками 18 позвол ет получить надежный контакт в зацеплении зубьев промежуточных шестерен 6 и 7 с сателлитами 40 и 5 и одновременно стабильное положение сателлитов 4 и 5 по отношению к полуосевым шестерн м 2 и 3. Это позвол ет уменьшить износ шестерен и повысит надежность дифференциала.

5 Наличие сферической поверхности 21 на торце промежуточных шестерен 6 и 7 со стороны полуосевых шестерен 2 и 3 позвол ет уменьшить осевые габариты диффе- .рекциала.

Claims (1)

1. 0 Дифференциал обладает повышенной надежностью, обусловленной устойчивым зацеплением сателлитов с полуосевыми шестерн ми , и имеет простую конструкцию. Формула изобретени 

   5 1.Самоблокирующийс  дифференциал транспортного средства, содержащий установленные в корпусе полуосевые шестерни, наход щиес  в зацеплении с сателлитами, св занными с корпусом через промежуточные шестерни, кажда  из которых установлена с возможностью вращени  на водиле, оси которых расположены под углом к оси вращени  полуосевых шестерен с пересечением в центре дифференциала, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  ее надежности, дифференциал выполнен с двум  промежуточными шестерн ми, расположенными соосно, а сателлиты установлены с возможностью вращени  на оси, концы которой рас- положены в двух продольных пазах, выполненных в корпусе, причем упом нута  ось установлена с возможностью перемещени  по пазу в плоскости вращени  корпуса и зафиксирована от перемещений вдоль оси вращени  полуосевых шестерен.

   2,Дифференциал по п.1, отличающийс  тем, что паз в корпусе представл ет собой отверстие, больша  ось которого расположена в плоскости вращени  полуосевых шестерен, совмещенной с геометрической осью сателлита, и выполнен из двух

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

   сектора равен размеру оси.

   З.Дифференциал по пп,1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что продольный паз корпуса представл ет собой два сектора, соединенных боковыми стенками, наход щимис  в

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

   А-А

   Фиг. 1

   ptfS.3

   15

   а

   Видв

   фиеЛ

   17.

   Г-Г

   19

   фиг.5

   ери г. 7

   16

   6

   8

   1

   Фм. 8