Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60K17/16 F16H48/28 

Фи2,1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств,

Целью изобретения является упрощение конструкции,

На фиг. 1 представлено положение сателлитов и втулок в корпусе дифференциала, когда силовые составляющие момента равны между собой, т.е. Рк1 Рк ; на фиг. 2 - to же, когда силовые составляющие момен- |а на колесах не равны между собой, т.е. Рк f Рк ; на фиг. 3 кинематическая схема дифференциала, план.

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства имеет корпус 1 с внутренней сферической поверхностью радиусом R. В корпусе 1 установлены полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с сателлитами 3. С возможностью вращения в корпусе 1 установлены соосно две втулки 4. Имеется водило 5, кинематически связанное с втулкой 4 и сателлитом 3, со смещением относительно продольной оси сателлита 3 (фиг. 1 и 2).

Сателлит 3 и втулка 4 установлены в корпусе 1 таким образом, что расположенные в плоскости симметрии дифференциала, перпендикулярной оси вращения полуосевых шестерен и пересекающей упомянутую ось под прямым углом в центре О дифференциала, продольная ось сателлита 3 и продольная ось втулки 4 образуют между собой угол а , вершина которого находится в центре 0 дифференциала. А продольная ось водила 5 совмещена с бис- I сектрисой указанного угла ее. Два диамет- I рально расположенных в корпусе 1 водила I 5 находятся по обе стороны плоскости сим- ; метрии дифференциала, совмещенной с I осью вращения полуосевых шестерен 2 и продольными осями втулок 5 (фиг. 1).

Водило 5 представляет собой шарик 6, помещенный с возможностью вращения в двух симметрично расположенных сферических лунках 7, Общая ось сферических лунок 7 совмещена с биссектрисой угла а, образованного продольными осями втулки 4 и сателлита 3, вершина которого находится в центре 0 дифференциала.

Одна сферическая лунка 7 расположена на сферическом торце сателлита 3, а другая сферическая лунка 7 расположена симмет- .рично на сферическом торце втулки 4 со стороны сателлита 3.

В варианте выполнения дифференциала (не показано) два диаметрально располо- женных сателлита 3 установлены на плавающей оси с возможностью вращения.

В другом варианте выполнения дифференциала сателлиты 3 установлены на плавающей крестовине.

Такое кинематическое взаимодействие втулки 4 и сателлита 3 в корпусе 1 обеспечивает их одновременное угловое вращение и смещение на одинаковый угол. При этом водило 5 может перемещаться вдоль оси полуосевых шестерен 2, а также возможно перемещение относительно друг друга корпуса 1 по отношению полуосевых шестерен 2 и сателлита 3.

На фиг. 3 приняты следующие обозначения:

Д Ро - силовая составляющая крутящего момента трансмиссии, приложенная к втулке 4 через корпус 1, ДР0 ДРк;

Д Рк - силовая составляющая крутящего момента сопротивления качению, прило- женная к сателлиту 3 через .полуосевую шестерню 2, Д Р1К Р1к - Р2к, при Р1К Р ДМк - момент, приложенный к сателлиту 3 в плоскости его вращения относительно шарика 6, от действия сил сопротивления качению: ДМК Д Рк (г - а)или ДМк ДРк(г-е-з п /), где г-радиус сателлита 3 по начальной окружности;

а - расстояние между центром шарика 6 и плоскостью симметрии дифференциала перпендикулярной оси вращения полуосевых шестерен 2 и пересекающая эту ось под прямым углом в центре дифференциала, а е;

/ - УГОЛ между плоскостью симметрии дифференциала, перпендикулярной оси вращения полуосевых шестерен 2 и пересекающей эту ось под прямым углом в центре дифференциала, и прямой, соединяющей центр шарика ь с продольной осью сателли- таЗ;

е - расстояние между центром шарика 6 и продольной осью сателлита 3;

ДМВ - момент, приложенный к втулке 4 через корпус 1 в плоскости ее враще- ния, от силы ДР0 относительно шарика 6, Мв ДРо-а, или

ДРо-e-sln/S ; МТр - момент трансмиссии, приложен- ный к корпусу 1.

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства работает следующим образом.

При движении по прямой дороге, когда 5 коэффициенты сцепления колес с дорогой одинаковые, т.е. f i fa, шарик б располагается в корпусе 1 посредине, равноудаленно от обеих полуосевых шестерен 2. Продольная ось втулки 4 и продольная ось сатёллита 3 расположены под углом а друг к другу и совмещены с плоскостью симметрии дифференциала, перпендикулярной оси враще- ния полуосевых шестерен 2 и пересекающей эту ось под прямым углом в центре 0 дифференциала.

Силы Рк от моментов сопротивления качению приложены в полюсах зацепления зубьев сателлитов 3 и полуосевых шестерен

2и моменты М от сил, действующих в пло- скости вращения сателлита 3, уравновешены.

Силовая составляющая Ро момента трансмиссии приложена к втулке 4 от корпуса 1 в этой же плоскости. Момент на втул- ке 4 от силы Р0 не возникает. Сателлиты 3 и втулка 4 находятся в равновесии. Крутящий момент передается равномерно на оба колеса. Транспортное средство совершает прямолинейное движение.

При изменении условий сцепления ведущих колес транспортного средства дорогой, когда коэффициенты сцепления различны, т.е. fi/f2, происходит изменение величин сил Р1К и Р2К, а следовательно, и изменение величин моментов Мк, действующих в плоскости вращения сателлитов 3.

Под действием момента Мк М к - М к сателлит 3 совершает поворот, перемещая шарик 6 в сторону полуосевой шестерни 2, связанной с колесом, имеющим лучшее сцепление с дорогой.

Вместе с поворотом сателлита 3 под действием момента Д Мк, который действует на шарик 6, поворачивается на одинако- вый угол / и втулка 4. Шарик 6 при этом перемещается вдоль оси полуосевых шестерен 2.

Как только втулка 4 повернется на некоторый угол ft, от действия силы Д Р0 на втулки 4 возникает в плоскости ее вращения момент АМВ относительно шарика б. Этот момент А Мв действует через шарик 6 навстречу моменту Д Мк, приложенному к шарику б от сателлита 3.

При повороте втулки 4 и сателлита 3 совершается их взаимное перемещение навстречу друг другу. Их продольные оси сближаются, и при перемещении шарика б в крайнее положение происходит совмеще- ние продольных осей.

При взаимном перемещении сателлита

3и втулки 4 в плоскости вращения дифференциала последние действуют на корпус 1

и полуосевые шестерни 2, вызывая их вза- имное угловое перемещение.

При взаимном перемещении корпуса 1 и полуосевых шестерен 2 возникают дополнительные силы Q, которые препятствуют

вращению сателлита 3 и втулки 4, гем самым улучшая бпокирующие свойства дифферен цийлз i.e. блокирующиеся усилия, приложенные сателлиту 3, увеличиваются.

таким образом, в процессе вращения сателлита 3 к шарику 6 приложены два нч- ппавленных навстречу друг другу момента Д Мк и ДМВ. Когда эти моменты урявноее- шиваются, т.е. АМ Л Мр. вращение сателлита 3 и втулки 4 прекращается Силы :- моменты, действующие в плоскости epauje- ния сателлита 3 и втулки 4, уравновешены. Дифференциал находится в блокирующее положении. Пробуксовка колес не происходит. Транспортное средство совершает прямолинейное движение.

При изменении условий сцепления колес с дорогой эти циклы повторяются.

При повоторах на препятствие происходит дифференциальное действия мяхлкиг-- ма.

В дифференциале нет заклинивающихся при блокировка элементов. Дифференциал имеет малые габаритн, простую конструкцию и достаточную эффективность работы, обусловленную возникновением дополнительно блокирующей силы, Малые габариты дифференциале позволяют использовать его на транспорткьх огэ.цстрах особо малого класса.

Формула изобретение

1. Самоблоккруюшийся дифференциал транспортного средства, содержащий установленные в корпусе полуосевые шестерни, введенные в зацепление с сателлитами, со- осно установленные в корпусе подвижные втулки, водило, кинематически связанное с втулкой и сателлитом со смещением относительно продольной оси сателлит, о т- л v, чающийся тем, что, с цЈЛ(. упрощения конструкции, расположенное е плоскости симметрии дифференциала, перпендикулярной оси вращения полуосегых шестерен и пересекающей упомянутую ось под прямым углом, продольная ось сателлита и продольная ось. втулки образуют собой угол, вершина которого размерна Р цен ре дифференциала, а продольная ось води 13 совмещена с биссектрисой упомянутого угла, причем два диаметрально расположенные в корпусе водила кинематически связаны соответственно с втулкой и сателлитом, расположены по обе стоэоны плоскости симметрии дифференциала, совмещенной с осью вращения полуосевых шестерен и продольными осями втулск.

2. Дифференциал по п. 1. отличающийся тем, что корпус и торец втулки выполнены сферическими с радиусом в иенtpe дифференциала и введены в контакте со Сферической поверхностью сателлита, водило представляет собой шарик, помещенный с возможностью вращения в двух Симметрично расположенных сферических лунках, общая ось которых равноудалена от Продольной оси втулки и продольной оси

сателлита и является биссектрисой угла, образованного упомянутыми осями с вершиной в центре дифференциала, причем одна сферическая лунка расположена на торце сателлита, а другая сферическая лунка расположена симмерично первой на торце втулки со стороны сателлита.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств. Цель изобретения - упрощение конструкции - достигается тем, что в дифференциале, содержащем корпус 1, полуосевые шестерни 2, сателлиты 3, связи сателлитов с корпусом осуществляются через шарик б, расположенный в лунках, выполненных в теле сателлита 3 и установленной в корпусе с возможностью поворота и зафиксированной в осевом направлении втупке 4. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. oi

1А/

г

/

Фиг.2

Мтр

АР«

фиг.З