САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ КУЛАЧКОВЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ Российский патент 2004 года по МПК F16H48/20 F16H48/14 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к конструкции межколесных дифференциальных механизмов.

Известен самоблокирующийся кулачковый дифференциал, удовлетворяющий основному уравнению кинематики дифференциала, содержащий соосные внутреннюю и наружную кулачковые звездочки, расположенные между ними водило (сепаратор) с сухарями (плунжерами), одновременно скользящими в отверстиях водила и по поверхностям кулачковых звездочек [1].

Трение скольжения сухарей о водило и поверхности кулачков звездочек обеспечивает блокировку дифференциала при возникновении разности крутящих моментов, реализуемых на полуосях моста из-за разных условий сцепления колес с грунтом.

Существенным недостатком данного технического решения является то, что поверхность кулачков внутренней звездочки и контактирующие с ней поверхности сухарей имеют профили, направленные друг к другу выпуклыми сторонами. Это, как показали теоретические и практические исследования, обеспечивает очень маленькую площадь контакта между этими поверхностями, способствует их быстрому износу и нарушению кинематического соответствия контактирующих поверхностей деталей, что приводит к неравномерности в работе дифференциала и его заклиниванию.

Технический результат, достигаемый заявляемым решением, заключается в значительном увеличении площадей контактирующих поверхностей сухарей и звездочек, повышении плавности работы, надежности и долговечности дифференциала транспортного средства.

Указанный результат достигается тем, что в самоблокирующемся кулачковом дифференциале, содержащем соосные внутреннюю и наружную звездочки и расположенное между ними водило с сухарями, одновременно скользящими по поверхности звездочек и в отверстиях водила, поверхность сухарей, контактирующая с кулачками внутренней звездочки, выполнена в форме 3-х сопряженных участков - 2-х вогнутых, с кривизной, соответствующей дуге кулачка внутренней звездочки, и расположенного между ними, выпуклого.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где:

Фиг.1 - продольный разрез кулачкового самоблокирующегося дифференциала.

Фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1.

Фиг.3 - вид Б на сухари, установленные в водиле дифференциала.

Фиг.4 - геометрическое построение профилей кулачков внутренней и наружной звездочек и сухарей самоблокирующегося кулачкового дифференциала.

Самоблокирующийся кулачковый дифференциал содержит внутреннюю 1 и наружную 2 звездочки и двадцать четыре сухаря 3, расположенные в радиальных отверстиях водила 4 двумя рядами со сдвигом их по окружности на полшага и зафиксированных от проворота лысками 5 и распорными кольцами 6 и 7. Водило 4 соединено с чашкой 8 корпуса дифференциала и является ведущим звеном. Звездочки являются ведомыми звеньями.

На наружной звездочке 2 равномерно расположены по окружности шесть кулачков 9, по которым скользят сухари 3 обоих рядов. На внутренней звездочке 1 предусмотрено два самостоятельных ряда по шесть равномерно расположенных по окружности кулачков 10, по которым также скользят сухари 3. Кулачки 10 одного ряда смещены по окружности относительно другого ряда на полшага. Рабочие поверхности кулачков 9 и 10 звездочек 1 и 2 выполняют по дугам окружностей. Профиль кулачка 10 внутренней звездочки 1 образован дугами окружностей с центрами в точках А и соответствующих радиусов. Профиль кулачка 9 на наружной звездочке 2 образован дугами окружностей с центрами в точках В и соответствующих радиусов.

Рабочие поверхности сухарей 3 кулачковых дифференциалов также выполняют по дугам окружностей. Профили этих поверхностей симметричны относительно средней линии OO₁ и образованы дугами окружностей с центрами в точках С, С₁, D и Е. Профиль сухаря, работающий по внутренней звездочке 1, имеет три сопряженных участка, два из которых - вогнутые с центрами дуг окружностей С и C₁, а третий, расположенный между ними - выпуклый с центром D. Это в сравнении с прототипом увеличивает при работе механизма площадь контакта сухарей и звездочек, особенно значительно в паре сухарь и внутренняя звездочка на сухаре более чем в 3 раза.

Плоские лыски на боковой поверхности сухаря 3 не допускают поворот сухаря в гнезде водила установкой распорных колец 6 и 7 между рядами сухарей.

Работает самоблокирующийся дифференциал следующим образом.

Если угловые скорости звездочек одинаковы, то сухари 3 относительно звездочек и водила остаются неподвижными. Это происходит при движении автомобиля по прямой и ровной дороге. При движении автомобиля на повороте одна звездочка, связанная с забегающим колесом, обгоняет ведущее водило, а другая звездочка ровно на столько же отстает от него.

При этом водило, опережающее отстающую звездочку, заставляет сухари перемещаться в радиальном направлении по мере того, как они передвигаются по поверхности кулачков. Противоположные концы сухарей действуют подобным образом на наклонные поверхности другой звездочки, заставляя ее вращаться с угловой скоростью, большей, чем угловая скорость водила.

Трение скольжения сухарей о водило и поверхности кулачков обеспечивает блокировку дифференциала при возникновении разности крутящих моментов на полуосях, что дает повышение проходимости транспортного средства.

Применение самоблокирующегося кулачкового дифференциала транспортного средства, установленного в ведущих мостах, позволяет более полно использовать сцепной вес, приходящийся на ведущие колеса, увеличивает тяговое усилие на колесах, повышает проходимость, повышает возможность трогания с места на скользких подъемах, улучшает устойчивость движения в тяжелых дорожных условиях.

Источники информации

[1]. Дифференциалы колесных машин /А.Ф. Андреев, В.В. Ванцевич, А.Х. Лефаров. Под общ. ред. А.Х. Лефарова. - М.: Машиностроение, 1987. - 176 с; ил. с 71-75 - прототип.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции межколесных дифференциальных механизмов. Дифференциал содержит соосные внутреннюю 1 и наружную 2 звездочки и расположенное между ними водило с сухарями 3. Поверхность сухарей 3, контактирующая с кулачками внутренней звездочки 1, выполнена в форме 3-х сопряженных участков - 2-х вогнутых с кривизной, соответствующей дуге кулачка внутренней звездочки 1, и расположенного между ними, выпуклого. Технический результат - повышение плавности работы, надежности, долговечности дифференциала в транспортных средствах высокой проходимости. 4 ил.

Самоблокирующийся кулачковый дифференциал, содержащий соосные внутреннюю и наружную звездочки и расположенное между ними водило с сухарями, одновременно скользящими по поверхности звездочек и в отверстиях водила, отличающийся тем, что поверхность сухарей, контактирующая с кулачками внутренней звездочки, выполнена в форме 3^{сопряженных участков - 2 вогнутых с кривизной, соответствующей дуге кулачка внутренней звездочки, и расположенного между ними выпуклого.}