ДИФФЕРЕНЦИАЛ Российский патент 2004 года по МПК F16H48/08 

Техническое решение относится к дифференциальным передачам с планетарными коническими зубчатыми колесами, используемым в трансмиссиях транспортных средств, в частности в ведущих мостах автомобилей, автобусов и троллейбусов.

Одной из задач, решаемых при конструировании дифференциальной передачи с коническими сателлитами, называемой в дальнейшем более коротко дифференциалом, является создание надежной опоры для конических сателлитов и обеспечение фиксации опорных стержней, на которых в корпусе дифференциала установлены эти сателлиты.

Известен дифференциал, содержащий корпус, в котором размещены конические сателлиты, установленные на отдельных одинаковых опорных стержнях, зафиксированных от выпадения из корпуса наружу ведомым зубчатым колесом угловой (главной) зубчатой передачи ведущего моста, а концевые участки этих стержней, обращенные внутрь дифференциала, расположены в проставке, имеющей центральное отверстие, в котором установлена съемная стопорная втулка, отделяющая концы стержней для предотвращения их смещения внутрь (патент РФ № 2076964 МПК F 16 H 48/08). Известны также другие дифференциалы, в которых опорные стержни конических сателлитов от выпадения наружу зафиксированы ведомым зубчатым колесом угловой передачи, надетым на корпус дифференциала (выданные в СССР авторские свидетельства № 992864, 1174633, МПК F 16 H 1/38). Однако в тех угловых зубчатых передачах ведущих мостов, в которых ведомое зубчатое колесо смещено от опорных стержней сателлитов дифференциала, возникает проблема фиксации стержней от выпадения наружу. Эту проблему решают по-разному.

Известна фиксация опорных стержней конических сателлитов дифференциала сплошным кольцом, установленным снаружи на корпусе и зафиксированным на нем разрезным стопорным кольцом (патент в США № 4722244 НКИ 74/713, акцептованная заявка в Великобритании № 2179714 МПК F 16 H 1/40, патент в ФРГ № 3629198 МПК В 60 К 17/16). Известна фиксация опорных стержней расположенным на корпусе фасонным пружинным дугообразным стопором с загнутыми концами, образующими крючки, зацепленные с корпусом (заявка во Франции № 2588930 МПК F 16 H 1/38). Известна фиксация опорных стержней тонколистовым колпаком, надетым на корпус и имеющим бурт, расположенный между корпусом дифференциала и уступом на ведомом зубчатом колесе угловой передачи для осевой фиксации колпака (выложенная заявка в ФРГ № 3215430 МПК F 16 H 1/40). Известны также многообразные стопорные кольца различной формы, охватывающие корпус дифференциала напротив торцов опорных стержней конических сателлитов (заявки во Франции № 2456887, ЕПВ № 20228 МПК F 16 H 1/40, патент в США № 4363248 НКИ 74/713). Однако фиксация опорных стержней конических сателлитов с помощью технических средств, расположенных снаружи корпуса дифференциала, неприемлема при малом расстоянии между корпусом и ведущей шестерней угловой передачи.

Известна фиксация опорных стержней конических сателлитов дифференциала штифтами (акцептованные заявки в Великобритании № 2124166, 2317661 МПК В 60 К 17/16, патенты в ФРГ № 4101327 МПК В 60 К 17/16, в США № 5183445 НКИ 475/230, 3651713 НКИ 74/713). Однако при использовании штифтов, уложенных в поперечные отверстия, выполненные в опорных стержнях, требуется сверлить в корпусе дифференциала глубокие отверстия.

Известны дифференциалы, в которых опорные стержни сателлитов имеют резьбовое соединение с проставкой, размещенной внутри дифференциала между сателлитами (патент в США № 5186694 НКИ 475/230, заявка в ЕПВ № 471499 МПК F 16 H 1/40). Известно крепление опорных стержней расположенньми в них винтами, имеющими резьбовое соединение с проставкой (заявки в Германии № 19631937, Франции № 2752281 МПК F 16 H 48/08). Однако использование резьбовых соединений требует использования специальных средств для предотвращения их самопроизвольного рассоединения.

Известен дифференциал, содержащий корпус с четырьмя коническими сателлитами, короткие и длинные стержни для опоры сателлитов и фигурную втулку с профильными пазами, в которых расположены шейки, выполненные на упомянутых стержнях (заявка во Франции № 2682732 МПК F 16 H 1/40). Однако в этом дифференциале сателлиты, установленные на коротких стержнях, расположены по существу консольно, из-за чего возможно расшатывание опорных стержней и, как следствие, разрушение мест их сопряжения с корпусом. Базирование же коротких опорных стержней в фигурной втулке делает ее изготовление весьма трудоемким.

В качестве прототипа принят дифференциал, содержащий корпус, в котором расположены четыре конических сателлита, короткие и длинный стержни для опоры сателлитов, вставленные в корпус и в проставку, размещенную между противолежащими сателлитами для базирования концевых участков коротких стержней, обращенных к длинному стержню (выданное в СССР авторское свидетельство № 1670247 МПК F 16 H 1/40, опубл. 15.08.1991 г.). В этом дифференциале опорные стержни сателлитов зафиксированы стопорным кольцом с профилем уголка, установленным на корпусе дифференциала и закрепленным головками болтов, соединяющих ведомое зубчатое колесо угловой передачи с корпусом. Однако такое стопорное кольцо увеличивает радиальные габариты дифференциала и его массу.

Решаемой задачей является создание компактного дифференциала с надежной опорой его конических сателлитов на опорных стержнях, удобно зафиксированных от самопроизвольных перемещений простыми средствами.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в дифференциале, содержащем корпус, в котором расположены четыре конических сателлита, короткие и длинный стержни для опоры сателлитов, вставленные в корпус и в проставку, обращенные к длинному стержню концевые участки коротких стержней расположены в канавке между выполненными на нем уступами с возможностью контакта с ними и зацеплены с вкладышем, установленным в проставке.

Благодаря тому что в дифференциале с четырьмя коническими сателлитами два сателлита расположены на общем длинном стержне и два сателлита установлены на отдельных коротких стержнях, концевые участки которых, обращенные к длинному стержню, расположены в канавке между уступами на нем с возможностью контакта с ними и зацеплены с вкладышем, установленным в проставке, образующей дополнительную опору для коротких стержней, обеспечена надежная продольная фиксация длинного опорного стержня зацепленными с ним концевыми участками коротких стержней, которые в свою очередь удобно зафиксированы зацепленным с ними вкладышем, вставленным в проставку в выполненное в ней отверстие, не выступая из нее.

При предпочтительном выполнении дифференциала упомянутый вкладыш выполнен в виде скобы, полки которой расположены в канавках на коротких стержнях, связывая их между собой.

В этом дифференциале у обратной стороны скобы в отверстии внутри проставки может быть установлено разрезное стопорное кольцо для предотвращения выхода полок скобы из зацепления с опорными стержнями сателлитов.

Эта скоба может иметь сегментные участки, контактирующие со стопорным кольцом и с проставкой, для обеспечения надежного ее базирования.

На скобе между ее сегментными участками может быть выполнена бобышка с резьбовым отверстием, размещенная между уступами на длинном стержне у выполненной на нем шейки. Наличие бобышки с резьбовым отверстием на скобе, имеющей сегментные участки, прилегающие к стопорному кольцу, установленному в проставке, позволяет обеспечить удобство сборки дифференциала благодаря возможности использовать упомянутое резьбовое отверстие для соединения скобы с монтажным инструментом типа рым-болта, служащим для перемещения корпуса дифференциала с находящимися в нем деталями при установке на него ведомого зубчатого колеса угловой зубчатой передачи ведущего моста.

На фиг. 1 представлен дифференциал угловой (главной) зубчатой передачи ведущего моста транспортного средства.

На фиг. 2 изображен этот дифференциал в увеличенном виде.

На фигуре 3 показан длинный опорный стержень, служащий для опоры сателлитов дифференциала.

На фиг. 4 изображена скоба, вид в плане.

На фиг. 5 показана эта же скоба, вид сбоку.

Дифференциал содержит корпус 1 (фиг.1), на котором винтами 2 закреплено ведомое зубчатое колесо 3 угловой зубчатой передачи ведущего моста транспортного средства. Корпус 1 закрыт крышкой 4. Внутри корпуса 1 расположены четыре конических сателлита, из которых сателлиты 5 и 6 установлены на отдельных коротких цилиндрических стержнях 7 и 8 (фиг.2), а другие сателлиты (не показаны) установлены на общем длинном цилиндрическом стержне 9 (фиг.3). Стержень 9 на среднем участке имеет цилиндрическую шейку 10, диаметр которой меньше диаметра концевых участков. Эта шейка 10 расположена между уступами 11 и 12, выполненными на стержне 9. Короткие стержни 7 и 8 и длинный стержень 9 вставлены в корпус 1 и в проставку 13 (фиг.2), размещенную между противолежащими сателлитами в середине дифференциала. Проставка 13 образует дополнительную опору для коротких стержней 7 и 8.

Длинный стержень 9 зацеплен с короткими стержнями 7 и 8. Для обеспечения этого зацепления обращенные к длинному стержню 9 концевые участки 14 и 15 коротких стержней 7 и 8 расположены у его шейки 10 в кольцевой канавке между уступами 11 и 12 с возможностью контакта с ними для обеспечения осевой фиксации длинного стержня 9. Короткие стержни 7, 8 для их осевой фиксации зацеплены с вкладышем, выполненным в виде скобы 16, установленной в проставке 13 в ее центральном отверстии 17. Скоба 16 имеет полки 18 и 19 (фиг.4, 5), расположенные в канавках соответственно 20 и 21, выполненных на коротких стержнях 7, 8. У обратной стороны скобы 16 в упомянутом отверстии 17 внутри проставки 13 установлено разрезное пружинное стопорное кольцо 22, фиксирующее скобу 16 в проставке 13 для предотвращения самопроизвольного выхода полок 18, 19 скобы из зацепления с короткими стержнями 7, 8. Скоба 16 имеет сегментные участки 23, 24, контактирующие внешней кромкой с проставкой 13, а торцом - со стопорным кольцом 22 при смещении к нему. Между сегментными участками 23, 24 и полками 18, 19 напротив шейки 10 длинного стержня 9 на скобе 16 выполнена бобышка 25 с резьбовым отверстием 26, используемым при сборке дифференциала. Это резьбовое отверстие 26 предназначено для соединения корпуса дифференциала с установленными в нем деталями со специальным монтажным инструментом, посредством которого в особом сборочном станке перемещают корпус 1 дифференциала при установке на него зубчатого колеса 3.

Сателлиты 5, 6 и другие два сателлита имеют зубчатое зацепление с центральными шестернями 27 и 28, установленными соответственно в корпусе 1 дифференциала и в его крышке 4. Шестерни 27 и 28 имеют шлицевое соединение с ведомыми валами (не показаны).

При сборке дифференциала его корпус 1 помещают плашмя в специальный станок и укладывают в него шестерню 27, все сателлиты и проставку 13. В любые два противолежащие сателлита сквозь корпус вставляют длинный опорный стержень 9, на котором подвешивают также проставку 13, а затем в другие два сателлита и в проставку 13 вставляют короткие стержни 7 и 8, размещая их концевые участки 14 и 15 между уступами 11 и 12 на длинном стержне 9 для его осевой фиксации. После установки опорных стержней в проставку 13 вкладывают скобу 16, полки 18 и 19 которой вставляют в канавки 20 и 21 на стержнях 7 и 8, зацепляя их тем самым с концевыми участками 14 и 15 коротких стержней 7, 8. Сзади скобы в кольцевую канавку внутри отверстия 17 помещают разрезное стопорное кольцо 22. После этого ввертывают монтажный инструмент в резьбовое отверстие 26, имеющееся в бобышке 25 скобы 16, и с его помощью вынимают из станка корпус дифференциала с помещенными в него деталями. На станок укладывают ведомое зубчатое колесо 3 и опускают обратно корпус дифференциала, надевая на него зубчатое колесо 3, которое закрепляют вместе с крышкой 4 винтами 2.

При вращении дифференциала силы, которые возникают в зацеплении сателлитов с шестернями 27 и 28, нагружая опорные стержни 7, 8 и 9, воспринимаются корпусом 1, а также проставкой 13, благодаря которой сателлиты 5 и 6 имеют по существу двухопорное базирование, что облегчает условия их работы.

Вследствие того что в дифференциале с четырьмя коническими сателлитами, расположенными на длинном и коротких стержнях, вставленных в корпус и в проставку, концевые участки коротких стержней расположены между уступами на длинном стержне с возможностью контакта с ними и зацеплены с вкладышем, установленным в проставке, обеспечена простыми средствами надежная фиксация опорных стержней сателлитов с соблюдением компактности дифференциала без увеличения его габаритов. При этом выполнение вкладыша в виде фигурной скобы, зафиксированной в проставке стопорным кольцом и имеющей соприкасающиеся с ним сегментные участки, между которыми расположена бобышка с резьбовым отверстием, дало возможность использовать вкладыш не только для фиксации опорных стержней сателлитов, но и в качестве крепежного элемента для подвешивания корпуса дифференциала на монтажном инструменте при сборочных операциях, что обеспечивает удобство сборки дифференциала.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Дифференциал содержит корпус 1, четыре конических сателлита, короткие 7, 8 и длинный 9 стержни для опоры сателлитов, проставку 13 и вкладыш 16. Стержень 9 имеет цилиндрическую шейку 10, расположенную между уступами 11 и 12, выполненными на стержне 9. Обращенные к длинному стержню 9 концевые участки коротких стержней 7, 8 расположены между уступами 11, 12 стержня 9, контактируют с ним и зацеплены с вкладышем 16, установленным в проставке 13. Технический результат - обеспечение простыми средствами надежной осевой и радиальной фиксации опорных стержней сателлитов с соблюдением компактности дифференциала и повышением удобства его сборки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Дифференциал, содержащий корпус, в котором расположены четыре конических сателлита, короткие и длинный стержни для опоры сателлитов, вставленные в корпус и в проставку, отличающийся тем, что обращенные к длинному стержню концевые участки коротких стержней расположены между выполненными на нем уступами с возможностью контакта с ними и зацеплены с вкладышем, установленным в проставке.2. Дифференциал по п.1, отличающийся тем, что вкладыш выполнен в виде скобы, полки которой расположены в канавках на коротких стержнях.3. Дифференциал по п.2, отличающийся тем, что у обратной стороны скобы в отверстии внутри проставки установлено разрезное стопорное кольцо.4. Дифференциал по п.3, отличающийся тем, что скоба имеет сегментные участки, контактирующие со стопорным кольцом и с проставкой.5. Дифференциал по п.4, отличающийся тем, что на скобе между сегментными участками имеется бобышка с резьбовым отверстием, размещенная между уступами на длинном стержне у выполненной на нем шейки.