Волновая дифференциальная передача

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к дифференциальным передачам,устанавливаемым в ведущих мостах транспортных средств. В отличие от известных дифференциальных передач волновая дифференциальная передача не содержит в себе заклинивающихся и фрикционных элементов его блокировки, что повышает плавность движения легкового транспорта на дорогах с малым коэффициентом сцепления, а наличие в ВДП бортовых редукторов в виде торцовых волновых передач позволяет их использовать на любых видах транспорта (тракторах и мотоциклах с коляской, самосвалах и легковых автомобилях). В корпусе вол новой передачи соосно размещены бортовые волновые редукторы , кинематически взаимосвязанные между собой, с осевыми полумуфтами 4, 5 и с корпусом дифференциала. Бортовые редукторы выполнены в виде торцовых волновых передач с эллиптическими генераторами волн деформации 6, 7. Это позволяет уменьшить осевые габариты, увеличить его нагрузочную способность и надежность работы. Многопарность зацепления зубьев в шестернях передачи уменьшает их износ и повышает плавность работы. 4 ил. Ј сл .с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

М

Ы

О

О (21) 4850811/11 (22) 27,07.90 (46) 30,03.92.Бюл.¹ 12 (72) В.П.Демин, Л.B.Старостин и Н.Н.Поздеев (53) 629.113-587(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1395872, кл. F 16 Н 1/38, 1986, (54) ВОЛНОВАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ

ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к дифференциальным передачам, устанавливаемым в ведущих мостах транспортных средств. В отличие от известных дифференциальных передач волновая дифференциальная передача не содержит в себе заклинивающихся и фрикционных элементов его блокировки, что повышает плавность движения легково„„ЯЛ„„1722910 Al (я)5 В 60 К 17/20, F 16 Н 1/38 го транспорта на дорогах с малым коэффициентом сцепления, а наличие в ВДП бортовых редукторов в виде торцовых волновых передач позволяет их использовать на любых видах транспорта (тракторах и мотоциклах с коляской, самосвалах и легковых автомобилях). В корпусе волновой передачи соосно размещены бортовые волновые редукторы, кинематически взаимосвязанные между собой, с осевыми полумуфтами 4, 5 и с корпусом дифференциала. Бортовые редукторы выполнены в виде торцовых волновых передач с эллиптическими генераторами волн деформации 6, 7. Это позволяет уменьшить осевые габариты, увеличить его нагрузочную способность и надежность работы. М ного парн ость зацепления зубьев в шестернях передачи уменьшает их износ и повышает плавность работы. 4 ил.

1722910

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве дифференциала, устанавливаемого в ведущих мостах транспортыхо средств, Цель изобретения — повышение надежности работы волновой дифференциальной передачи при уменьшении ее осевых габаритов.

Цель достигается тем, что каждый из бортовых редукторов выполнен в виде торцовой волновой передачи с эллиптическими генераторами волн деформации, жестко скрепленными с соответствующей осевой полумуфтой, При этом гибкие шестерни бортовых передач введены в зацепление с зубчатыми шестернями, размещенными на боковых сторонах ведомой шестерни главной передачи, а их валы скреплены между собой и свободно размещены по оси в теле ведомой шестерни главной передачи.

На фиг.1 изображена дифференциальная передача, продольный разрез, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1 (продольный разрез эллиптического генератора волн деформации, гибкой и жесткой конических шестерен); на фиг.3 — разрез

Б-Б на фиг,1 (вид гибкой шестерни и эллиптического волнообразного генератора волн с телами качения (роликами) в его направляющей канавке (см, фиг.2); на фиг.4 — разрез В-В на фиг.1 (вид жесткой конической шестерни, размещенной на боковой стороне ведомой шестерни главной передачи дифференциала).

Волновая дифференциальная передача транспортного средства содержит ведомую шестерню главной передачи 1 и полый корпус, выполненный в виде левой 2 и правой 3 крышек корпуса дифференциала, внутри которых соосно размещены осевые полумуфты 4 и 5., жестко скрепленные с эллиптическими генераторами волн деформации 6 и 7. По периметру окружности эллиптических генераторов волн 6 и 7 имеются направляющие канавки 8 и 9 с кулачками 10 и 11 (волнообразователями), выполненными в виде синусоидальных выступов, в канавках которых 8 и 9 размещены тела 12 и 13 (ролики) качения. На боковых поверхностях ведомой шестерни главной передачи 1 выполнены конические 14 и прямозубые 15 зубчатые колеса, которые введены в зацепление с прямозубой гибкой шестерней 16 и с конической гибкой шестерней 17. При этом шлицевое соединение вала 18 гибкой шестерни 17 входит в зацепление со шлицами вала 19 гибкой шестерни 16, а наружная поверхность вала 19 посажена свободно во втулке

20, ведомой шестерни главной передь и 1 дифференциала.

Волновая дифференциальная передача транспортного средства работает следую5 щим образом.

При движении автомобиля вперед или назад, а также при попадании одного из ведущих колес на скользкий грунт или его зависании в воздухе, вращение от ведомой

10 шестерни главной передачи 1 и скрепленных с ней крышек 2 и 3 полого корпуса дифференциала передается на шестерни 14 и 15 и передается на находящиеся в зацеплении с ними гибкие шестерни 16 и 17, от

15 которых вращающий момент передается на кулачки 10 и 11 эллиптических генераторов волн 6 и 7 и на осевые полумуфты 5 и 4, от которых вращающий момент будет передаваться на ведущие колеса автомобиля (не

20 показаны).

Ввиду того, что бортовые волновые редукторы правой и левой полуосей дифференциала являются необратимыми (т.е, вращение может передаваться только от

25 осевых полумуфт 4 и 5, а при обратном вращении от валов 18 и 19 волновые редукторы блокируются), то крутящий момент непосредственно передается на осевые полумуфты 4 и 5, При этом все подвижные

30 элементы внутри коробки дифференциала не вращаются и они все работают как одно целое с корпусом коробки дифференциала.

При повороте автомобиля, например, 35 влево полуоси и соответственно осевые полумуфты 4 и 5 со скрепленными эллиптическими генераторами волн 6 и 7 вращаются с различными частотами; осевая полумуфта 5 по отношению к ведомой шес40 терне главной передачи 1 получает обгонное вращение на некоторую величину, на ту же величину осевая полумуфта 4 получает отстающее вращение, Для синхронной работы бортовых волновых редукторов редук45 тор правой осевой полумуфты 5 выбран левого вращения, а редуктор левой осевой полумуфты 4 выбран правого вращения, а можно и наоборот, что позволяет валам 18 и 19 при движении автомобиля по криволи50 нейному пути вращаться в одну и ту же сторону с одной и той же частотой, не препятствуя свободной обкатке дифференциала. С этой целью количество зубьев колеса 15 выбрано равным количеству зубьев

55 гибкой шестерни 16, а количество зубьев жесткого колеса 14 равно количеству зубьев гибкой шестерни 17, при этом количество зубьев гибкой шестерни 17, по отношению к жесткой шестерне 15 выбрано, например, на два зуба меньше и соответственно коли1722910 чество зубьев в жесткой шестерне 14 на два зуба меньше, чем в гибкой шестерне 16.

В период поворота автомобиля влево осевая полумуфта 5 совершает обгонное вращение по отношению ведомой шестерни главной передачи 1 и соответственно эллиптический генератор волн 7 обкатывается по роликам 13, размещенным в канавке 9.

Ролики 13 находятся в контакте с телом гибкой шестерни 17 и, обкатываясь по кулачкам 11 (волнообразователям), создают в гибкой шестерне 17 "бегущие волны", которые вращаются с той же частотой, что и генератор волн 7. Количество волн деформации равно числу выступов кулачков 11, т.е. двум (см. фиг.2). В вершинах таких волн растяжения зубья гибкой шестерни 17 входят в полное зацепление с зубьями жесткого колеса 15, а в спадах полностью из него выходят. Ко, так как количество зубьев в гибкой шестерне 17 меньше количества зубьев зубчатого колеса 15 на два зуба, то за полный оборот генератора волн 7, гибкая шестерня 17 отстает на два зуба от зубчатого колеса 15 и гибкая шестерня 17 и соответственно вал 18 повернутся в противоположную сторону вращения корпуса дифференциала на угол, равный

Z15 где Z 15 — число зубьев жесткой шестерни

15.

При этом осевая полумуфта 4 получает отстающее вращение, тогда и скрепленный с полумуфтой 4 генератор волн 6 получает отстающее вращение по отношению к ведомой шестерне главной передачи 1 и два эллиптических кулачка 10 генераторов волн деформации 6 создают в гибкой шестерне

16 "бегущие волны", которые вращаются с той же частотой, что и генератор волн 6.

Зубья гибкой шестерни 16 входят в полное зацепление s вершинах волн растяжения, а в спадах полностью из него выходят, Так как количество зубьев в гибкой шестерне 16 больше количества зубьев колеса 14, то за полный оборот генераторов волн деформации 6 гибкая шестерня 16 повернется в противоположную сторону вращения коробки дифференциала на угол, равный:

360 P =2 Z16 где Z 16 — число зубьев гибкой шестерни 16.

Таким образом, при движении автомобиля по криволинейному пути гибкие шестерни 16 и 17 и соответственно их сблокированные валы 18 и 19 вращаются в одном и том же направлении и с одинаковой скоростью, что не препятствует ко5 лесам автомобиля производить поворот на криволинейных участках пути, а в других режимах работы волновая дифференциальная передача постоянно находится в заблокированном состоянии, даже если одно из

10 ведущих колес находится на скользком грунте или зависнет в воздухе. Пробуксовка одного из колес автомобиля возможна лишь на внутреннем колесе автомобиля при его движении по криволинейному участку пути

15 и при попадании этого колеса на скользкий грунт. При этом пробуксовка внутреннего ведущего колеса не превышает величины разности угловых частот вращения забегающего и отстающего колес, то есть полуосе20 вые валы вращаются с одной и той же скоростью.

Если при движении автомобиля вперед или назад производится торможение авто25 мобиля двигателем, то крутящий момент передается в обратном направлении, описанному выше, и корпус дифференциала и его полуосевые валы также вращаются как одно целое.

30 По причине малой разницы диаметров жестких 14 и 15 гибких 16 и 17 зубчатых шестерен в зацеплении одновременно участвуют от 10 до 50 всех зубьев, В результате чего нагрузка на каждый зуб шестерен

35 приходится ничтожно малой, что позволяет выбирать мелкий модуль, а высота зуба становится соизмеримой с величиной его отжатия осевыми силами. Перемещение одного зуба относительно другого в волновой пере40 даче мало, ничтожны скорости скольжения, потерь на трение почти нет, поэтому и износ зубьев незначителен.

Выполнение волновой дифференциальной передачи транспортного средства с раз45 мещенными внутри его корпуса бортовыми волновыми редукторами, выполненными в виде торцовых волновых передач с эллиптическими генераторами волн деформации, позволяет уменьшить более чем в два раза

50 осевые габариты дифференциала, упростить его конструкцию и трудоемкость изготовления, повысить надежность работы дифференциала.

Экономия от использования волновой

55 дифференциальной передачи получается за счет упрощения конструкции и снижения трудоемкости ее изготовления, надежности и долговечности работы, снижения расхода горюче-смазочных материалов и снижения дорожно-транспортных происшествий при

1722910 ло

Фиг.2

45

55 эксплуатации автомобилей при бездорожье и гололедах.

Формула изобретения

Волновая дифференциальная передача транспортного средства, содержащая ведомую шестерню главной передачи и полый корпус, внутри которого соосно размещены осевые полумуфты, кинематически взаимосвязанные между собой и с корпусом дифференциала бортовыми волновыми редукторами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ее работы при уменьшении осевых габаритов, каждый из бортовых редукторов выполнен в виде торцовой волновой передачи с эллиптическими генераторами волн деформации, 5 жестко скрепленными с соответствующей осевой полумуфтой, при этом гибкие шестерни бортовых передач введены в зацепление с зубчатыми шестернями, размещенными на боковых сторонах ведомой

10 шестерни главной передачи, а их валы скреплены между собой и свободно размещены по оси в теле ведомой шестерни главной передачи.

Фиг.4

Составитель В.Демин

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 1032 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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