WO2021066668A1 - Кулачковый дифференциал - Google Patents
Кулачковый дифференциал Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021066668A1 WO2021066668A1 PCT/RU2019/000695 RU2019000695W WO2021066668A1 WO 2021066668 A1 WO2021066668 A1 WO 2021066668A1 RU 2019000695 W RU2019000695 W RU 2019000695W WO 2021066668 A1 WO2021066668 A1 WO 2021066668A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- carrier
- intermediate body
- central wheels
- variable curvature
- sun wheels
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
- F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/12—Differential gearings without gears having orbital motion
- F16H48/14—Differential gearings without gears having orbital motion with cams
Definitions
- the invention relates to mechanical engineering, namely to self-locking cam differential gears, and can be used in vehicle transmissions or in any other differential gears where the central wheels need to rotate relative to each other, only in opposite directions.
- cam differential selected as the closest analogue, containing two coaxial: inner and outer sprockets (central wheels), a separator (carrier) with two rows of holes, with rusks (intermediate bodies) placed in them.
- the outer sprocket has uniformly spaced cams (surfaces of variable curvature) on the inner surface.
- the inner sprocket has on the outer surface two rows of cams (surfaces of variable curvature), staggered. This sprocket is located in the bore of the separator and is connected by splines in the second axle shaft.
- the technical result is the creation of a cam differential design having a significantly higher efficiency in comparison with the closest analogue and reduced wear of parts.
- the cam differential including two coaxial central wheels, each of which contains surfaces of variable curvature, made with the possibility of simultaneous kinematic conjugation of these surfaces with the carrier, at least one intermediate body capable of moving along these surfaces, according to According to the invention, the simultaneous kinematic coupling of the central wheels by surfaces of variable curvature with the carrier at least one intermediate body is made with the possibility of locking this at least one intermediate body.
- the simultaneous kinematic coupling of the central wheels by surfaces of variable curvature with the carrier, at least one intermediate body is made with the possibility of full rotation of the central wheels relative to each other, only in opposite directions.
- the applicant has carried out multiple tests, it has been established that the implementation of the simultaneous kinematic coupling of the central wheels with surfaces of variable curvature with the carrier, at least one intermediate body, with the ability to ensure complete locking of this at least one intermediate body allows you to achieve the claimed technical result.
- the claimed differential is designed in such a way that it has at least one section of coinciding surfaces of variable curvature, on which the displacement of at least one intermediate body in the circumferential direction relative to surfaces of variable curvature in the same direction, as the carrier, to a section with mismatched surfaces of variable curvature, sufficient for jamming of the intermediate body, which guarantees complete locking of at least this intermediate body and, as a consequence, complete locking of the differential.
- the claimed design there are no rubbing parts, due to the fact that the design locks and rotates as a whole, which provides it with high efficiency, as well as a significant reduction in the wear of parts.
- the claimed design does not require expensive equipment for its manufacture, which simplifies its manufacture.
- the inventive device is shown in the figures.
- FIG. 1- a schematic diagram of a device with intermediate bodies of a non-circular shape.
- FIG. 2 shows a schematic diagram of the device, in which the intermediate bodies are made in the form of balls, the cam surfaces (surfaces of variable curvature) of which are made in the form of raceways periodically bent in the axial direction, located on the end sides directed towards each other's central wheels.
- Fig.3 is a schematic diagram of a device in which intermediate bodies are made in the form of balls, cam surfaces (surfaces of variable curvature) of which are made in the form of raceways periodically bent in the axial direction, located respectively on the outer and inner surfaces of the other central wheels, also directed towards each other (with parts spaced apart from each other).
- FIG. 4 is a schematic diagram of the trajectory of movement of structural elements.
- the self-locking differential contains two coaxial central wheels 1 and 2, a carrier 3, an intermediate body (intermediate bodies) 4, made in the form of balls or non-circular bodies.
- the intermediate body (intermediate bodies) 4 kinematically simultaneously mating carrier 3 and central wheels 1 and 2, geometrically closed connection, are made with the possibility of moving relative to the transmission axis (movement is shown by arrows) and displacement in the circumferential direction (shown by arrows in figure 4).
- cam surfaces 5 surfaces of variable curvature
- Intermediate bodies 4 in the case of their implementation in the form of balls, located on the carrier 3, which is an intermediate cage (separator). This intermediate cage is made with through longitudinal slots 6.
- the intermediate bodies 4 are made in the form of a non-circular body (bodies), they are located on the carrier 3, located in the interval between the central wheels 1 and 2 directed towards each other.
- the simultaneous kinematic coupling of the central wheels 1 and 2 with surfaces of variable curvature with the carrier 3, at least one intermediate body 4, is made with the possibility of full rotation of the central wheels 1 and 2 around the other, only in opposite directions.
- Complete locking occurs due to the fact that, at least in one area, surfaces of variable curvature 5 provide a displacement of the intermediate body 4 in the circumferential direction together with the carrier 3 in the same direction as the carrier 3, and therefore, when intermediate body 4 on the section of coinciding surfaces, in the presence of further section with non-coinciding trajectories of movement of curved surfaces (surfaces of variable curvature) 5, do not allowing the intermediate body 4 to carry out its further movement, leading to the complete locking of the differential.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Кулачковый дифференциал содержит два соосных центральных колеса (1) и (2), водило (3), промежуточные тела (4), выполненные в виде шариков или тел, не круглой формы. Промежуточные тела (4) кинематически одновременно сопрягающие водило (3) и центральные колеса (1) и (2), геометрически замкнутой связью, выполнены с возможностью перемещения относительно оси передачи и смещения в окружном направлении. На торцевых поверхностях центральных колес (1) и (2) выполнены кулачковые поверхности (5) в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения. Одновременное кинематическое сопряжение центральных колес (1) и (2) поверхностями переменной кривизны с водилом (3), по меньшей мере, одним промежуточным телом (4), выполнено с возможностью стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела (4) и при этом, с возможностью осуществления полного вращения центральных колес (1) и (2) друг относительно друга, только в противоположных направлениях. Достигается более высокий КПД и пониженная изнашиваемость деталей кулачкового дифференциала.
Description
Кулачковый дифференциал.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к самоблокирующимся кулачковым дифференциальным передачам, и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств или в любых других дифференциальных передачах, где необходимо вращение центральных колес, друг относительно друга, только в противоположных направлениях.
Известен кулачковый дифференциал, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий две соосные: внутреннюю и наружную звездочки (центральные колеса), сепаратор (водило) с двумя рядами отверстий, с размещенными в них сухарями (промежуточными телами). Наружная звездочка имеет на внутренней поверхности равномерно расположенные кулачки (поверхности переменной кривизны). Внутренняя звездочка имеет на внешней поверхности два ряда кулачков (поверхности переменной кривизны), расположенных в шахматном порядке. Эта звездочка находится в отверстии сепаратора и соединяется шлицами во второй полуосью. В рабочем положении детали дифференциала устанавливаются таким образом, что сухари соприкасаются с кулачками наружной и внутренней звездочек (см. htp://k-a-t.ru/mdk.01.01 transmissia/mosty 7/index .shtml Однако, известная конструкция сложна в изготовлении, имеет малые значения КПД из-за повышенного трения между деталями,
повышенное изнашивание из-за больших сил трения и контактных напряжений в деталях.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции кулачкового дифференциала, имеющего значительно более высокий КПД по сравнению с ближайшим аналогом и пониженную изнашиваемость деталей.
Указанный технический результат достигается тем, что кулачковый дифференциал, включающий два соосных центральных колеса, каждое из которых содержит поверхности переменной кривизны, выполненные с возможностью одновременного кинематического сопряжения этими поверхностями с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, способным перемещаться по этим поверхностям, согласно изобретению, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполнено с возможностью стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела .
При этом, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполнено с возможностью осуществления полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях.
Заявителем проведенными множественными испытаниями, установлено, что выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, с возможностью обеспечения полного стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела позволяет достичь заявляемого технического результата.
Это обеспечивается за счет того, что заявляемый дифференциал выполнен таким образом , что имеет, по меньшей мере, один участок , совпадающих поверхностей переменной кривизны, на котором обеспечивается смещение, по меньшей мере одного, промежуточного тела в окружном направлении относительно поверхностей переменной кривизны в том же направлении, что и водило, до участка с несовпадающими поверхностями переменной кривизны, достаточное для заклинивания промежуточного тела , что и гарантирует полное стопорение, по меньшей мере, данного промежуточного тела и, как следствие, полное стопорение дифференциала. При этом, в заявляемой конструкции отсутствуют трущиеся детали, в связи с тем, что конструкция стопориться и вращается как единое целое, что и обеспечивает ей высокий КПД, а также значительное снижение изнашиваемости деталей.
Одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполненное с возможностью осуществления
полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях также способствует достижению заявляемого технического результата.
Выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, с возможностью осуществления полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях обеспечивается за счет того, что полное стопорение промежуточного тела, происходит именно тогда, когда одно из центральных колес стремиться провернуться относительно другого, в том же направлении, но не может, так как промежуточное тело попадает на участок совпадающих поверхностей, на которых происходит его смещение в окружном направлении, приводящее к полному стопорению дифференциала.
Заявляемая конструкция не требует для своего изготовления дорогостоящего оборудования, что обеспечивает упрощение ее изготовления. Заявляемое устройство представлено на фигурах.
На фиг. 1- принципиальная схема устройства с промежуточными телами не круглой формы. На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства, в которой промежуточные тела выполнены в виде шариков, кулачковые поверхности (поверхности переменной кривизны) которых выполнены в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения, расположенных на торцевых сторонах направленных навстречу
друг другу центральных колес. ФигЗ- принципиальная схема устройства, в которой промежуточные тела выполнены в виде шариков, кулачковые поверхности (поверхности переменной кривизны) которых выполнены в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения, расположенных соответственно на наружной и внутренней поверхностях другу центральных колес, также направленных навстречу друг другу (с разнесенными друг относительно друга деталями). На фиг. 4 принципиальная схема траектории движения элементов конструкции.
Самоблокирующийся дифференциал содержит два соосных центральных колеса 1 и 2, водило 3, промежуточное тело (промежуточные тела) 4, выполненные в виде шариков или тел, не круглой формы. Промежуточное тело (промежуточные тела) 4 кинематически одновременно сопрягающие водило 3 и центральные колеса 1 и 2, геометрически замкнутой связью, выполнены с возможностью перемещения относительно оси передачи (перемещение показано стрелками) и смещения в окружном направлении (показано стрелками на фиг.4). На торцевых поверхностях центральных колес 1 и 2, обращенных друг к другу или соответственно на наружной и внутренней поверхностях центральных колес 1 и 2 (при расположении центральных колес коаксиально по отношению друг к другу) выполнены кулачковые поверхности 5 (поверхности переменной кривизны) в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения. Промежуточные тела 4 в случае их выполнения в виде шариков,
расположены на водиле 3, представляющем собой промежуточную обойму (сепараторе). Данная промежуточная обойма выполнена со сквозными продольными прорезями 6.
При выполнении промежуточных тел 4 в виде тела (тел) не круглой формы они расположены на водиле 3, расположенного в промежутке между направленными навстречу друг другу центральными колесами 1 и 2.
Одновременное кинематическое сопряжение центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, обеспечивается конструктивной формой входящих в нее элементов и, выполнено с возможностью обеспечения их постоянного геометрического замыкания.
Кроме того, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, выполнено с возможностью осуществления полного вращения центральных колес 1 и 2 руг относительно друга, только в противоположных направлениях.
Работу заявленного устройства удобнее пояснить на фиг. 4.
В свободном состоянии дифференциала, центральные колеса 1 и 2 свободно вращаются в противоположных направлениях. При этом промежуточные тела 4 (в данном примере шарики) совершают перемещение по этим поверхностям (отмечено стрелками). В случае, если центральное колесо 1 останавливается, а водило 3 (сепаратор) продолжает вращение, например, по
часовой стрелке, наступает момент, когда промежуточное тело 4 пойдет по совпадающим кулачковым дорожкам качения 5 (поверхностям переменной кривизны), сместиться на угол f (показано стрелками ) и дальнейшее вращение станет невозможным (полное стопорение). В данном случае, водило 4 (сепаратор) не может совершить полное вращение центральных колес 1 и 2 относительно друг друга. Центральные колеса 1 и 2 вращаются только в противоположных направлениях.
По прямой, как и при повороте механизм работает как свободный дифференциал, центральные колеса 1 и 2 вращаются вместе с водилом 3 и промежуточным (-ыми) телом (телами) 4.
При повороте (при необходимости) одно центральное колесо 1 или 2 опережает другое при этом промежуточное (-ые) тело (тела) 4 совершают свободное перемещение по поверхностям переменной кривизны без смещения в окружном направлении.
При попытке пробуксовки происходит полное стопорение.
Полное стопорение происходит за счет того, что, по меньшей мере, на одном участке, поверхности переменной кривизны 5 обеспечивают смещение промежуточного тела 4 в окружном направлении вместе с водилом 3 в том же направлении, что и водило 3, в связи с чем, при нахождении промежуточного тела 4 на участке совпадающих поверхностей, при наличии в дальнейшем участка с не совпадающими траекториями движения криволинейных поверхностей (поверхностей переменной кривизны) 5, не
дающих промежуточному телу 4 осуществить дальнейшее его перемещение, приводящее к полному стопорению дифференциала.
Выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны 5 с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, с возможностью осуществления полного вращения центральных колес 1 и 2 друг относительно друга, только в противоположных направлениях обеспечивается за счет того, что полное стопорение промежуточного тела 4, происходит именно тогда, когда одно из центральных колес 1 (или 2) стремиться провернуться относительно другого, в том же направлении, но не может, так как, промежуточное тело 4 попадает на участок совпадающих поверхностей 5, на которых происходит его смещение в окружном направлении, приводящее к полному стопорению дифференциала.
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Кулачковый дифференциал, включающий два соосных центральных колеса, каждое из которых содержит поверхности переменной кривизны, выполненные с возможностью одновременного кинематического сопряжения этими поверхностями с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, способным перемещаться по этим поверхностям, отличающийся тем, что, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполнено с возможностью полного стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела и с возможностью осуществления полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000695 WO2021066668A1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Кулачковый дифференциал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000695 WO2021066668A1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Кулачковый дифференциал |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021066668A1 true WO2021066668A1 (ru) | 2021-04-08 |
Family
ID=75338474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000695 WO2021066668A1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Кулачковый дифференциал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2021066668A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE391583C (de) * | 1924-10-03 | Victor Graf V Alten | Ausgleichgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge | |
| DE801421C (de) * | 1949-01-25 | 1951-01-08 | Werner Altmann | Ausgleichgetriebe fuer Kraftfahrzeuge |
| SU956725A1 (ru) * | 1979-05-29 | 1982-09-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Планетарный многор дный редуктор дл забойного двигател |
| RU2235931C1 (ru) * | 2002-12-17 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Самоблокирующийся кулачковый дифференциал |
-
2019
- 2019-09-30 WO PCT/RU2019/000695 patent/WO2021066668A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE391583C (de) * | 1924-10-03 | Victor Graf V Alten | Ausgleichgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge | |
| DE801421C (de) * | 1949-01-25 | 1951-01-08 | Werner Altmann | Ausgleichgetriebe fuer Kraftfahrzeuge |
| SU956725A1 (ru) * | 1979-05-29 | 1982-09-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Планетарный многор дный редуктор дл забойного двигател |
| RU2235931C1 (ru) * | 2002-12-17 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "ГАЗ" | Самоблокирующийся кулачковый дифференциал |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3937311A (en) | Overrunning clutch | |
| CN106795950B (zh) | 变速箱的改进 | |
| CN108626392B (zh) | 用于机动车的换挡设备以及机动车变速器 | |
| DE3741134C2 (ru) | ||
| US20170328460A1 (en) | Limited Slip Differential Having Cam Integrated Into Rotatable Cross-Shaft Carrier | |
| US9249861B2 (en) | Transmission gear, roller reducer comprising the transmission gear, and method of assembly thereof | |
| US10471826B2 (en) | Transfer case having a four wheel drive locking mechanism | |
| US4712662A (en) | Gearbox synchronizer | |
| US20170241486A1 (en) | Locking Transfer Case | |
| KR20100117629A (ko) | 개선된 차동 홀드아웃 링 장치 | |
| PL169885B1 (pl) | Mechanizm róznicowy PL | |
| JPH02236040A (ja) | 統合された軸方向ロック手段を有する複式シンクロナイザ | |
| US6675667B1 (en) | Gearbox with cottering | |
| US20170234374A1 (en) | Actuator mechanism for transfer case | |
| WO2021066668A1 (ru) | Кулачковый дифференциал | |
| JP2016080162A (ja) | 四輪駆動車の差動制限装置 | |
| JP2002213488A (ja) | 自己増力式同期装置 | |
| EP3155282B1 (en) | Transmission gear engagement system | |
| US20170350458A1 (en) | Reduced axial length increased capacity synchronizer | |
| EP3685063B1 (de) | Synchronisierungseinheit | |
| EP3591247A1 (en) | Synchronizer for a mechanical transmission, particularly for a transmission of a vehicle | |
| US10766362B2 (en) | Locking transfer case | |
| RU2590797C2 (ru) | Планетарная передача | |
| RU158549U1 (ru) | Самоблокирующийся дифференциал | |
| US9995375B2 (en) | Symmetry control for a continuously variable transmission device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19947925 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 26/08/2022) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19947925 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |