САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ КОНИЧЕСКИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ Российский патент 1997 года по МПК F16H48/20 

Изобретение относится к области передач для сообщения вращательного движения, в частности к трансмиссии колесных транспортных средств.

Блокировка дифференциалов, используемых в силовой передаче транспортных средств, позволяет повысить их проходимость. Известен конический дифференциал с блокирующим устройством в виде расположенной внутри крестовины дифференциала шлицевой втулки с торцевыми зубьями, входящей в зацепление с полуосями средством механического привода (Андреев А.Ф. и др. Дифференциалы колесных машин. М. Машиностроение, 1987, с.32-33). В условиях буксования транспортного средства для обеспечения перераспределения силы тяги колес между ведущими мостами или колесами посредством муфты создают жесткую связь между двумя звеньями дифференциала двумя полуосями. Однако это создает дополнительную нагрузку на водителя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является самоблокирующийся конический дифференциал повышенного трения (там же, с.51-53). Блокирующее устройство в нем выполнено в виде фрикционных муфт. За счет осевых усилий в зацеплении сателлитов с полуосевыми шестернями фрикционные диски блокируют одну из шестерен с корпусом дифференциала. Эти дифференциалы имеют невысокий КПД блокировки, так как возможно проскальзывание.

Цель изобретения повысить эффективность блокировки за счет исключения проскальзывания.

Это достигается тем, что в самоблокирующемся коническом дифференциале с блокирующим устройством, согласно изобретению, блокирующее устройство выполнено в виде вставки с зубьями с двух противоположных сторон. Вставка установлена между противолежащими шестернями дифференциала с возможностью перемещения для взаимодействия с зубьями шестерен. При этом расстояние между зубьями вставки по линии их вершин выбрано равным сумме толщины зуба шестерни и вставки по линии их вершин и толщине зуба шестерни, выбранной на высоте от вершины равной высоте зуба вставки.

На фиг. 1 дан общий вид самоблокирующегося дифференциала легкового автомобиля в разрезе с частичным вырывом; на фиг. 2-4 три проекции блокирующего устройства для легкового автомобиля; на фиг. 5-8 схемы взаимодействия блокирующего устройства с шестернями дифференциала; на фиг. 9 - общий вид дифференциала грузового автомобиля с местным вырывом.

Устройство самоблокирующегося конического дифференциала, например легкового автомобиля, содержит корпус 1, жестко соединенный с ведомым зубчатым колесом 2 главной передачи транспортного средства. В корпусе 1 на оси 3 установлены два сателлита 4, находящиеся в зацеплении с двумя шестернями 5, каждая из которых жестко связана с полуосями 6 колеса. Между двумя противолежащими шестернями 5 расположено блокирующее устройство в виде вставки 7, на которой с двух противоположных сторон нарезаны зубья 8. Вставка 7 установлена на оси 3 с минимальным зазором с возможностью перемещения для взаимодействия с зубьями противолежащих шестерен 5. Для этого взаимодействия необходимо, чтобы расстояние между зубьями 8 было выбрано с учетом обеспечения расхождения зубьев вставки 7 и шестерен 5, то есть расстояние между зубьями 8 по линии их вершины было равно сумме толщины зуба шестерни 5, вставки 7 по линии их вершин и толщине зуба шестерни 5, выбранной на высоте от вершины равной высоте зуба вставки.

Предлагаемая конструкция блокирующего устройства позволяет устанавливать его в существующие конические дифференциалы легковых автомобилей без какой-либо их переделки.

Однако для использования его в конических дифференциалах грузовых автомобилей, имеющих более двух сателлитов, необходима переделка корпуса 1 дифференциала. В этом случае в корпусе 1 между сателлитами 4 выполняется выступ 9 с пазом 10. В нем с возможностью перемещения устанавливается вставка 7, зубья 8 которой выступают с двух противоположных сторон выступа 9 для взаимодействия с шестернями 5.

Самоблокирующийся конический дифференциал работает следующим образом. При приложении момента к корпусу 1 дифференциала через водило 2 сателлиты 4 выбирают зазор в зацеплении с шестернями 5. При этом шестерни 5 переместятся относительно вставки 7 на величину выбранного зазора в зацеплении "шестерня-сателлит" в сторону, противоположную движению. При равных скоростях вращения колес транспортного средства, вставка 7 остается неподвижной относительно корпуса 1 и шестерен 5 в любом из положений, показанных на фиг. 5-8.

При повороте транспортного средства или при обкатывании препятствий одним из ведущих колес при равных тяговых усилиях на них шестерни 5 будут иметь разные скорости вращения. Под воздействием момента от забегающего колеса шестерня 5 с его стороны переместится в сторону движения, выбирая зазор в зацеплении с сателлитом 4. Шестерни 5 посредством сателлита 4 начнут относительное вращение в противоположные стороны. От воздействия боковых поверхностей зубьев шестерни 5 зубья 8 вставки 7 будут выходить из зацепления с ней (выталкиваться) и входить во впадины противолежащей шестерни 5. Так как эта шестерня 5 тоже вращается, то от воздействия боковых поверхностей ее зубьев вставка 7 будет выходить из зацепления с ней, совершая возвратно-качательное движение переменно, перешагивая через зубья противолежащих шестерен 5.

При буксовании транспортного средства одно колесо стоит, а другое, буксующее вращается с удвоенной скоростью. При наличии вставки 7 буксующая шестерня 5 смещена относительно вставки 7 на величину выбранного зазора в сторону, противоположную ее вращению, и ширины впадин вставки 7 будет недостаточно для расхождения зубьев шестерни 5 и вставки 7, и последняя заклинит зубья шестерен 5. Блокировка обеспечивает перераспределение сил тяги между ведущими колесами и предотвращает буксование транспортного средства.

Отсутствие проскальзывания повышает эффективность блокировки.

Изобретение относится к области передач. Цель изобретения - повышение эффективности блокировки. Самоблокирующийся конический дифференциал имеет блокирующее устройство в виде вставки 7 с зубьями с двух противоположных сторон. Она установлена на оси 3 сателлитов с возможностью перемещения для взаимодействия с зубьями противолежащих шестерен 5. Ширина впадин между зубьями вставки выбрана с учетом расхождения зубьев вставки и шестерен. При равных скоростях вращения колес транспортного средства вставка 7 неподвижна относительно корпуса 1. При повороте транспортного средства она совершает возвратно-касательное движение относительно корпуса 1, входя в зацепление то с одной, то с другой шестерней 5, позволяя забегающей шестерни 5 вращаться быстрее. При буксовании транспортного средства вставка 8 заклинивает зубья шестерен 5, блокируя дифференциал. 9 ил.

Самоблокирующийся конический дифференциал с блокирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности блокировки за счет исключения проскальзывания, блокирующее устройство выполнено в виде вставки с зубьями с двух противоположных сторон и установлено между двумя противолежащими шестернями дифференциала с возможностью перемещения для взаимодействия с зубьями этих шестерен, а расстояние между зубьями вставки по линии их вершин выбрано равным сумме толщины зуба шестерни и вставки по линии их вершин и толщине зуба шестерни, выбранной на высоте от вершины, равной высоте зуба вставки.