Самоблокирующий дифференциал Советский патент 1990 года по МПК F16H48/26 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве самоблокирующегося дифференциала в приводах различных механизмов и машин.

Цель изобретения - повышение эффективности блокировки путем обеспечения автоматического регулирования степени блокировки в зависимости от разности скоростей вращения полуосевых шестерен.

На фиг. 1 изображен самоблокирующийся дифференциал, продольный разрез; на фиг. 2 - обойма; на фиг. 3 - втулка.

Самоблокирующийся дифференциал содержит корпус 1, в котором жестко закреплено водило 2. На водиле установлены сателлиты 3, жестко прикрепленные к цилиндрам 4 при помощи шпонок 5. Сателлиты 3 находятся в за- Iцеплении с полуосевыми шестернями 6, соединенными с полуосями 7, а цилиндры 4 расположены в обойме 8 с возможностью вращения в ней. Обойма 8 своими выступами, выполненными в виде цапф 9, входит в выемки 10 полуосевых шестерен 6, причем данное сочленение обеспечивает возможность взаимного поворота этих деталей. На водиле 2 установлен шток 11 с внутренним отверстием под диаметр водила. На наружной поверхности водила 2 выполнен профильный участок 12, например, квадратного сечения под такое же квадратное отверстие в перегородке 13 обоймы 8. При этом для штока 11 обеспечена подвижность по водилу 2 в осевом направлении.

На концах штока установлены поршни k, жестко закрепленные гайками

0

5

0

5

0

5

0

5

15. На наружной цилиндрической поверхности поршней 1 выполнены наклонные к их осям канавки 16 под шарик 17, где проекция большей оси эллиптического сечения по канавке на ось штока 11 соответствует величине осевого хода этого поршня. Шарики 17 вмонтированы в отверстия стенок цилиндров kt а в обойме 8 напротив шариков 17 образованы кольцевые канавки 18 под эти шарики. По оси водила 2 выполнен сквозной канал 19, который на участках, следующих за плоскостью дна цилиндров k, пересекается поперечными каналами 20. В зоне пересечения этих каналов помещены дроссели, каждый из которых представляет собой втулку 21, с выполненным в его стенке отверстием 22 переменного сечения, например, в виде сопряженных щелей разной ширины. Каждая из втулок 21 подпружинена пружиной 23, регулировка которой осуществляется заглушкой 2k.

Уплотнение сочленений цилиндров 4 с водилом 2 и обоймой 8 осуществляется уплотнениями 25 и 26. В перегородке 13 обоймы 8, разделяющей под- поршневые полости цилиндров, выполнены перепускные окна 27. Надпоршневые и подпоршневые полости, а также внутренняя полость корпуса заполнена рабочей жидкостью, которая является одновременно смазочным материалом для всех трущихся деталей дифференциала .

Дифференциал работает следующим образом.

Как только из-за изменения сцепления одного из колес транспортного средства с дорожным полотном колеса

515

и связанные с ними полуоси 7 начинают вращаться с разными скоростями, сателлиты 3, перекатываясь по полуосевым шестерням 6, начинают вращаться

на водиле 2 вместе с иилинлоами 4. При этом шарики 17, увлекаемые цилиндрами , перемещаясь по канавкам 16 поршней 1 4, придают последним возвратно-поступательное движение вдоль оси водила 2. Поршни И при перемещении удерживаются от поворота за счет профильного сочленения участка 12 штока 11 с перегородкой 13 обоймы 8, а обойма 8, в свою очередь, удерживает- ся от вращения цапфами 9, входящими в выемки 10 вращающихся полуосевых шестерен 6. Начальное направление перемещения поршня 1 в целом для работы дифференциала не имеет значения и определяется начальным положением шарика 17 в канавке 16. Достижение поршнем 1 верхней или нижней мертвых точек определяется положением шарика 17 на участке канавки 16 в зоне его пересечения с большей геометрической осью эллиптического сечения по канавке. Дальнейшее перемещение шарика 17 на следующий по ходу движения участок канавки 16 вызывает пере- мещение поршня И уже в противоположном направлении. Возвратно-поступательное перемещение поршней 14 продолжается до тех пор, пока вращаются сателлиты 3 относительно водила 2.

Так как полости цилиндров заполнены рабочей жидкостью, то перемещение поршней 1 сопровождается перекачиванием этой жидкости по каналам 19 и 20 со скоростью, определяемой пропускной способностью просвета, определяемого взаимным расположением отверстия 20 в стенке водила 2 и отверстия 22 в стенке втулки 21. Ограничение скорости перекачивания ра- бочей жидкости вызывает притормаживание сателлитов 3 и соответственно снижает скорость взаимного вращения связанных сателлитами 3 полуосевых шестерен 6.

При увеличении скорости движения автомобиля увеличивается скорость вращения корпуса 1 и каждая из втулок 21, размещенных по концам водила 2, под действием центробежных сил пере- мещается в направлении торцов водила 2, изменяя тем самым просвет отверстий 20 и 22. Перемещение втулок 21 прекращается, когда центробежная си166

ла уравновешивается реакцией пружины 23. Изменение просвета отверстий 20 и 22 вызывает изменение степени притормаживания поршней 14 и кинематически связанных с ними сателлитов 3 и полуосевых шестерен 6.

Конструкция дросселя 8 исключает возможность изменения его положения в зависимости от разности давлений в подпоршневых полостях и перепускных

каналах 20 и 22, так как давления на поверхности втулки 21, перпендикулярные направлению ее перемещения, благодаря наличию сквозных каналов во втулке 21 равны.

Высокие требования по плотности уплотнений 25 не обязательны, так как вся внутренняя полость корпуса дифференциала заполнена рабочей жидкостью. В случае, если коэффициенты температурного расширения рабочей жидкости и материала корпуса 1 существенно отличаются, в теле корпуса может быть выполнено отверстие, герметично закрытое эластичной мембраной, например из резины.

Формула изобретения

Самоблокирующийся дифференциал, включающий корпус, связанное с ним водило с сателлитами, полуосевые шестерни, размещенные между последними на водиле цилиндры с поршнями, установленными с возможностью осевого перемещения без вращения на водиле, имеющем сквозной канал для связи между собой надпоршневых полостей ци- линдров, дроссель и рабочую жидкость в цилиндрах и каналах, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности блокировки путем обеспечения автоматического регулирования степени блокировки в зависимости от разности скоростей вращения полуосевых шестерен, он снабжен шариками, штоком, посредством которого поршни соединены между собой, и охватывающей цилиндры обоймой имеющей по наружной поверхности цапфы, соос- ные с полуосевыми шестернями и шар- нирно с ними связанные, на концевых участках внутренней поверхности - кольцевые канавки и в средней по длине части - перегородку для соединения с водилом с выполненными в ней перепускными окнами для связи междй собой подпоршневых полостей цилиндров, последние одним из торцов соединены

с сателлитами, на наружной поверхности каждого из поршней выполнена наклонная к его оси замкнутая канавка, в стенке каждого из цилиндров выполнено отверстие, в котором размещен шарик для взаимодействия с соответствующими канавками обоймы и поршней,

а дроссель выполнен в виде установленной в водиле с возможностью осевых перемещений вдоль его оси и подпружиненной относительно водила втулки, имеющей на боковой стенке отверстие переменного сечения, связанные со сквозным каналом.

Изобретение относится к машиностроению. С целью повышения эффективности блокировки путем обеспечения автоматического регулирования степени блокировки в зависимости от разности скоростей вращения полуосевых шестерен в самоблокирующемся дифференциале при неодинаковых скоростях вращения полуосевых шестерен 6 сателлиты 3 вращаются относительно водила 2 вместе с цилиндрами 4. При этом шарики 17, перемещаясь по наклонным канавкам 16 поршней 14, придают последним возвратно-поступательное движение вдоль оси водила 2. Перемещение поршней 14 сопровождается перекачиванием рабочей жидкости по каналам 19 и 20 со скоростью, определяемой взаимным расположением отверстия 20 в стенке водила 2 и отверстия 22 в стенке втулки 21. Ограничение скорости перекачивания рабочей жидкости вызывает приторможивание сателлитов 3, т.е. блокировку дифференциала. При изменении скорости вращения водила под действием центробежных сил изменяется положение втулки 21 и, следовательно, просвет, образуемый каналом 20 и отверстием 22, т.е. в конечном счете автоматически изменяется степень блокировки. 3 ил.

и

Фиг. 3