НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ Российский патент 1996 года по МПК F16H48/10 F16H48/20 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для устройств распределения потоков мощности транспортных средств.

Известен дифференциал, содержащий два центральных многозаходных червяка, соединенных каждый со своими червячными колесами, которые, в свою очередь, соединены друг с другом с помощью цилиндрических зубчатых передач [1]
Недостатком такого дифференциала является его сложность.

Известен также дифференциал, который содержит два центральных зубчатых косозубых колеса внешнего зацепления, каждое из которых соединено с сателлитами, сателлиты каждого из центральных колес соединены с сателлитами другого центрального колеса [2]
Недостатком такого дифференциала является невозможность неравного распределения крутящего момента, что желательно, например, при использовании дифференциала в качестве межосевого для транспортного средства.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств транспортного средства путем обеспечения возможности неравного распределения дифференциалом крутящего момента.

Цель достигается тем, что несимметричный дифференциал содержит два центральных зубчатых колеса внешнего зацепления, каждое из которых соединено с сателлитами, сателлиты одного из центральных колес соединены с сателлитами другого центрального колеса, центральные зубчатые колеса имеют число зубьев, а оси сателлитов равномерно расположены по двум концентричным окружностям разных радиусов, причем расстояния между любой парой соседних сателлитов равны, а углы с вершиной в оси каждого сателлита и сторонами, направленными на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита, для каждой пары сателлитов различаются на угол, кратный половине углового шага зубьев сателлитов.

На фиг.1 показан дифференциал с неравным распределением крутящего момента; на фиг.2 схема зацепления в симметричном дифференциале; на фиг.3 схема получения зацепления при расположении осей сателлитов по окружностям разных радиусов; на фиг.4 схема зацепления в дифференциале с неравным распределением крутящего момента.

Несимметричный дифференциал содержит два центральных зубчатых колеса 1 и 2 внешнего зацепления (фиг.1), каждое из которых соединено с сателлитами 3 и 4, размещенными в отверстиях корпуса 5, сателлиты 3 одного из центральных колес 1 соединены с сателлитами 4 другого центрального колеса 2, центральные зубчатые колеса 1 и 2 имеют разное число зубьев, а оси сателлитов равномерно расположены по двум концентричным окружностям разных радиусов, причем оси сателлитов 3 одного центрального колеса расположены по одной окружности, а оси сателлитов 4 другого по другой. Таким образом получается, что оси сателлитов расположены в вершинах равностороннего неправильного многоугольника. Радиусы окружностей выбираются таким образом, чтобы углы с вершиной в оси каждого сателлита и направлениями на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита для каждой пары сателлитов различались на угол, кратный половине углового шага зубьев сателлитов.

Выборы параметров зубчатых зацеплений производятся также, как для обычной планетарной передачи: должны выполняться условия соосности, соседства, сборки для всех зацеплений. Однако, так как в данном случае каждый сателлит зацепляется с двумя соседними, этих требований оказывается недостаточно. Если сателлиты расположены по окружностям разных радиусов, то в общем случае оказывается невозможным наличие зацепления с обоими соседними сателлитами даже при возможности зацепления с каждым из них в отдельности, так как конструкция с лучевой симметрией (симметричная относительно направления от оси дифференциала на ось любого сателлита) подразумевает возможность зацепления при симметричном относительно этих лучей расположении всех сателлитов.

Такое зацепление можно получить при расположении осей сателлитов на одной окружности (фиг.2), при этом углы с вершиной в оси каждого сателлита и направлениями на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита β₁ и β₂ для каждой пары сателлитов получаются равными в силу симметричности дифференциала и равенства расстояний от оси дифференциала до осей сателлитов.

При расположении сателлитов на окружностях разных радиусов (фиг.3) происходит "обкат" сателлита по соседнему сателлиту, угол поворота сателлита β₃ равен двойной величине изменения угла β₄ между направлением на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита, при этом нарушается лучевая симметрия дифференциала и оказываются невозможны все зацепления одновременно.

Однако, если "обкат" произойдет на угол β₅ кратный половине углового шага сателлита β₆ лучевая симметрия восстанавливается (фиг.4). Это происходит при изменении угла с вершиной в оси сателлита и направлениями на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита на угол β₅ кратный четверти углового шага зубьев сателлитов.

Так как сумма углов β₄ и β₇ с вершиной в оси сателлита и направлениями на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита для пары соседних сателлитов постоянна и определяется только числом сателлитов в зацеплении, то угол β₇ меняется на ту же величину, что и β₄ но в противоположном направлении. Таким образом получается, что углы β₄ и β₇ различаются на угол, кратный половине углового шага зубьев сателлитов.

Работа дифференциала осуществляется следующим образом.

При передаче на корпус 5 крутящего момента он передается на сателлиты 3 и 4, а с них на центральные зубчатые колеса 1 и 2 (фиг.1). При этом распределение крутящего момента происходит пропорционально числу зубьев центральных колес.

Применение изобретения позволит получить более рациональное распределение крутящего момента, например, при использовании дифференциала в качестве межосевого для транспортного средства.

Использование: в транспортном машиностроении. Сущность изобретения: несимметричный дифференциал содержит два центральных зубчатых колеса внешнего зацепления и сателлиты для взаимодействия с соответствующим центральным колесом и между собой. Оси сателлитов равномерно расположены по двум концентричным окружностям разных радиусов. Расстояния между любой парой соседних сателлитов равны. Углы с вершиной в оси каждого сателлита и сторонами, направленными на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита, для каждой пары сателлитов различаются на угол, кратный половине углового шага зубьев сателлитов. Центральные колеса имеют разное число зубьев. 4 ил.

НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ, содержащий два центральных зубчатых колеса внешнего зацепления, каждое из которых соединено с сателлитами, сателлиты одного из центральных колес соединены с сателлитами другого центрального колеса, отличающийся тем, что центральные зубчатые колеса имеют разное число зубьев, оси сателлитов равномерно расположены по двум концентричным окружностям разных радиусов, расстояния между любой парой соседних сателлитов равны, а углы с вершиной в оси каждого сателлита и сторонами, направленными на ось центрального колеса и ось соседнего сателлита для каждой пары сателлитов, различаются на угол, кратный половине углового шага зубьев сателлитов.