Дифференциал транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Целью изобретения является пЬвышение долговечности работы и сокращение габаритов дифференциала за счет повышения проч.ности гибкого колеса волновой передачи. При движении транспортного средства вперед или назад, а также при попадании одного из ведущих колесВХ'-5^Ji^ ГО СЛ О

(I9) (I I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s F 16 Н 1/38

ГОСУДАРСТВЕН-Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

1Я

Ql 0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744997/28 (22) 05.09.90 (46) 23.02,92. Бк)л. t4 7 (75) В.П.Демин, Е А.Рубашов и B.Т.Сербин (53) 621.833.67 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

М 1361038, кл. В 60 К 17/20, 1987.

Авторское свидетельство СССР

hh 855292, кл. F 16 Н 1/10, 1977, Авторское свидетельство СССР

t4 1576362, кл. В 60 К 17/20, 1988(прототип). (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению. Целью изобретения является повышение долговечности работы и сокращение габаритов дифференциала за счет повышения прочности гибкого колеса волновой передачи, При движении транспортного средства вперед или назад. а так- же при попадании одного из ведущих колес, 1714250

25

35

45 на скользкий грунт вращение от корпуса 1 дифференциала передается, во-первых, на неподвижно закрепленное в корпусе жесткое колесо 10 и находящееся с ним в зацеплении гибкое колесо, состоящее иэ сочлененных се ментов 7 и 8, и далее через

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к дифференциалам транспортных средств.

Известен бесфрикционный самоблокирующийся. дифферен циал свободного хода, содержащий приводной корпус, внутри которого соосно друг другу установлены полуоси и бортовые перадачи, посредством которых полуоси кинематически связаны между собой и с корпусом. Одной иэ особенностей дифференциала является то, что его полуосевые бортовые передачи выполнены волновыми, генератор. волн каждой из которых связан с соответствующей полуосью, При этом гибкое колесо одной бортовой передачи закреплено на корпусе и зацеплено с жестким колесом, свободно установленном в корпусе, и с которым связано гибкое колесо другой бортовой передачи, эацепленное с выполненным в корпусе венцом с внутренними зубьями.

Основным недостатком данного дифференциала является его повышенные габариты.

Известна дифференциальная волновая зубчатая передача. содержащая размещенные в корпусе два жестких колеса. одно из которых остановлено, свободно установленное гибкое колесо с перегородкой в средней части и два генератора волн, причем другое жесткое колесо установлено свободно, а передача снабжена жестко соединенным с перегородкой валиком, установленным в двухсторонних опорах коаксиально оси передачи и симметрично относительно перегородки, Указанная передача относится к планетарным волновым дифференциалам свободного хода, которые обеспечивают свободную обкатку эабегающих колес на. изгибах дороги и обеспечивают также блокировку полуосей колес, не давая пробуксовывать одному иэ ведущих колес транспортного средства.

Однако выполнение одного иэ жестких колес остановленным, т,е. жестко соединенным с неподвижными элементами корпуса дифференциала, приводит к снижению надежности и технологичности последнего. тела качения 11 на эллиптический генератор волн 5 и закрепленную внутри него полуось

3, а, во-вторых, через пальцы 17 — на круглую шестерню 15, кинематически связанную с левой 3 и правой 4 полуосями„что исключает пробуксовку любого из колес. 6 ил, Кроме того, выполнение гибкого колеса с перегородкой в средней части, скрепленной валиком, установленным в двухсторонних опорах коаксиально оси передачи, усложняет конструкцию дифференциала и приводит к значительному увеличению габаритов в осевом направлении.

Наиболее близкой к предлагаемому является передача, содержащая приводной корпус, внутри которого соосно одна другой установлены полуоси, бортовые передачи, посредством которых полуоси кинематически связаны между собой и с корпусом, и гибкое колесо. Одна из полуосей дифференциала выполнена в виде волновой бортовой передачи, а другая полуось выполнена в виде эксцентриковой зубчатой планетарной передачи, каждая из которых связана с соответствующей полуосью бортовой передачи гибким зубчатым колесом, Гибкое колесо выполнено в виде полого стакана, на одном конце которого имеется внутренний зубчатый венец, а на другом его конце — наружный зубчатый венец, при этом его наружные зубья входят в зацепление с жестким зубчатым колесом, укрепленным жестко в корпусе дифференциала, а внутренние зубья входят в зацепление с зубчатым колесом эксцентриковой планетарной передачи, при этом в теле зксцентриковой зубчатой передачи укреплены пальцы, размещенные в круглых гнездах корпуса дифференциала, Недостатками данной безынерционной дифференциальной передачи являются недостаточная долговечность и повышенные габариты вследствие выполнения сплошным и тонкостенным гибкого колеса волновой передачи.

Целью изобретения является повышение долговечности работы и сокращение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в известном дифференциале транспортного средства, содержащем приводной корпус, внутри которого соосно одна другой уста-. новлены полуоси, планетарные зксцентриковая и волновая зубчатые передачи, посредством которых полуоси кинематиче5

1714250

10

20

35 ски связаны между собой и с корпусом, в центральном колесе с внутренними зубьями эксцентриковой передачи выполнены цилиндрические гнезда, размещенные равномерно по окружности соосно полуосям, а гибкое колесо выполнено из сочлененных 55 зубчатых сегментов, каждый из которых имеет палец для взаимодействия с гнездами.

На фиг. 1 изображена принципиальная кинематическая схема дифференциала транспортного средства; на фиг. 2 — дифференциал транспортного средства, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг; 2; на фиг. б— разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг. 2. (Дифференциал транспортного средст/ . ва состоит из приводного корпуса 1 с крышкой 2, внутри которого соосно одна другой установлены полуоси 3 и 4, кинематически связанные между собой и с корпусом 1 волновой и планетарной эксцентриковой зубчатыми передачи посредством соответственного закрепления на полуосях. 3 и 4 элиптического генератора 5 и эксцентриковой втулки 6. Элиптический генератор

5 волн взаимодействует с сочлененными зубчатыми сегментами 7 и 8 гибкого зубча-. того колеса, которые установлены шарнирно на пальцах 9 и входят во внутреннее зацепление с неподвижно закрепленным в корпусе 1 дифференциала жестким колесом

10. Между генератором 5 волн и сочлененными зубчатыми сегментами 7 и 8 гибко® зубчатого колеса размещены тела 11 качения (ролики или шарики), свободно скрепленные между собой гибким сепаратором

12. Концы пальцев 9 шарнирных зубчатых сегментов 7 и 8 размещены в цилиндрических гнездах 13 подвижно установленного центрального колеса 14 с внутренними зубьями планетарной эксце нтриковой передачи. Внутренние зубья колеса 14 находятся в зацеплении с наружными зубьями сателлита 15, подвижно смонтированного на эксцентрике 16 эксцентриковой втулки 6.

Сателлит 15 снабжен пальцами 17, концы которых размещены в ответных, гнездах 18 крышки 2 корпуса 1 дифференциала. В теае эксцентриковой втулки 6 выполнены дебалансные отверстия 19.

Одним из условий нормальной работы дифференциала является то, что гибкое и центральное 14 колеса волновой и плане-. 45 тарной передач должны иметь противоположное направление вращения, т.е. левое и правое, а количество зубьев жесткого центрального колеса 10 и колеса 14 должны быть равны между собой. так же как должны быть равны между собой количество зубьев гибкого зубчатого колеса (7 — 8) и сателлита 15.

При этом количество зубьев на каждом из колес 10 и 14 должно быть больше на два и более количества зубьев, чем на гибком колесе (7 — 8) и сателлите 15.

Дифференциал транспортного средства работает следующим образом.

При движении автомобиля вперед или назад по прямой линии, а также при попадании одного из ведущих колес на скользкий грунт или его зависании в воздухе, вращение от корпуса. 1 дифференциала и соединенной с ним крышки 2 передается на неподвижно закрепленное в корпусе жесткое колесо 10 и находящееся с ним в зацеплении гибкое колесо, состоящее из сочлененных сегментов 7 и 8, и далее через тела 11 качения вращение передается на элиптический генератор 5 волн и закрепленную внутри него полуось 3. Одновременно вращение от крышки 2 дифференциала передается на правой полуоси 4 через пальцы

17 на сателлит 15, от которого вращение передается в двух направлениях: на эксцентрик 16 втулки 6 и закрепленную внутри ее полуось 4 и на центральное колесо 14, находящееся в зацеплении с сателлитом 15, и далее от колеса 14 вращение передается на волновую передачу через пальцы 9. концы которых размещены в цилиндрических отверстиях 13 колеса 14. При этом все подвижные элементы. внутри корпуса дифференциала относительно друг друга не вращаются и работают как одно целое.

При движении автомобиля вперед или назад и, если происходит торможение двигателем, то крутящий момент от колес автомобиля передается в обратном направ-. лении и корпус дифференциала и полуоси 3 и 4 в этом случае вращаются как одно целое.

При повороте автомобиля, например,, влево полуоси 3 и 4 будут вращаться с различйыми частотами: полуось 3 по отношению к корпусу 1 получает отстающее вращение,аполуось4-обгонное. В процессе отставания полуоси 3 относительно кор-, пуса 1 эа счет волнового эффекта сегменты .

7 и 8 гибкого колеса будут отставать за каждый оборот от колеса 10 на разность их зубьев. При разнице в числах зубьев колеса

10 и сегментов 7 и 8 гибкого колеса, равной двум, последнее за один полный оборот генератора 5 волн повернется в противопо, 360 ложную сторону на угол р = -2 ., где

Z

p — угол поворота гибкого колеса;

1714250

Z1p — число зубьев колеса 10.

При повороте автомобиля влево правая полуось 4 получит обгонное вращение. Одновременно с полуосью 4 внутри сателлита 5

15 будет вращаться эксцентрик 16 втулки 6, При этом за счет эксцентриситета зубья сателлита 15 будут входить в зацепление с зубьями колеса 14 и будут их обкатывать. Но так как количество зубьев сателлита 15 и 10 колеса 14 не равны между собой и колесо 14 имеет большее количество зубьев, например, на два зуба, то за один оборот полуоси

4 вокруг оси колеса 14 последнее будет опережать корпус 1 на эти два зуба (так как 15 сателлит вращаться вокруг своей оси не может, а только совершает вертикальные коле-бания. в пределах двух величин эксцентриситета, поскольку скрепленные с сателлитом 15 пальцы 17 ограничены в сво- 20 ем движении ответными гнездами 18, выполненными в теле крышки 2 дифференциала). Таким образом за один оборот полуоси 4 колесо 14 будет опережать корпус

З60 0 25

1 на угол p = 2, где р- угол поворота 14 колеса 14;

Z>4 — число зубьев колеса 14.

Поэтому при повороте автомобиля влево состоящее из сочлененных шарнирных З0 сегментов 7 и 8 гибкое колесо, блокирующее (связывающее) между собой волновую и планетарную передачи (за счет взаимодей. ствия пальцев 9 с колесом 14), получает обгонное вращение так же, как и колесо 14, З5 относительно корпуса 1 на угол, равный 2 ., и не препятствует колесам

360 14 автомобиля производить поворот нд криво 40 линейных участках пути.

Одной изособенностей дифференциала является то, что его механизм работает только в том случае, когда одно из колес автомобиля совершает обгонное вращение,, 45 а другое колесо совершает отстающее вращение на эту же величину. В остальных слу,чаях передача находится в заблокированном состоянии, даже если одно из колес будет находиться на скользком грунте 50 или зависнет в воздухе. Пробуксовка одного из колес автомобиля возможна лишь на внутреннем колесе при движении автомобиля по криволинейному пути и попадании колеса на скользкий грунт. При этом пробуксовка внутреннего ведущего колеса не будет превышать величины разности угловых частот вращения забегающего и отстающего колес, т,е. полуоси 3 и 4 будут вращаться с одной частотой. Отсутствие в дифференциале заклинивающихся блокировочных деталей позволяет ему мгновенно. перераспределять крутящий момент на ту полуось, у которой большее сцепление с грунтом, что делает дифференциал практически, безынерционным. Из-за незначительной разности между количеством зубьев сегментов 7 и 8 гибкого колеса и жесткого колеса 10 волновой бортовой передачи, а также между колесом 14 и сателлитом 15 планетарной передачи достигается их высокий (до 250) коэффициейт блокировки. Многопарность зацепления колес в передачах снижает нагрузку, приходящуюся на каждый зуб,. уменьшает их износ, повышает плавность работы.

Применние предлагаемого изобретения позволяет упростить конструкцию дифференциала транспортного средства, повысить надежность и долговечность его работы. сократить габариты, не уменьшив при.этом его нагрузочную способность, что в конечном. счете приводит к повышению безопасности автомобиля, уменьшению расхода горюче-смазочных материалов, Формула изобретения

Дифференциал транспортного средства, содержащий приводной корпус, внутри которого соосно друг другу установлены полуоси, планетарная эксцентриковая и волновая зубчатые передачи., посредством которых полуоси кинематически связаны между собой и-корпусом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения долговечности работы и сокращения габаритов, в центральном колесе планетарной эксцентриковой передачи выполнены цилиндрические гнезда, размещенные равномерно по окружности соосно полуосям, а гибкое колесо волновой зучатойпередачи выполнено из сочленных зубчатых сегментов, каждый из которых имеет палец для взаимодействия с гнездайи, 1714250

1714250

1714250

Составитель 8.Демин

Техред М.Моргентал

Корректор С.Шевкун

Редактор М.Янкович

Заказ 677 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раувская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101