Самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: дифференциал содержит полуосевые шестерни, блокировочное устройство и всасывающие и нагнетающие полости, заполненные рабочей жидкостью. Блокировочное устройство выполнено в виде корпуса, перегородки с отверстиями, двух кулачков и плунжеров, размещенных в отверстиях. Кулачки, перегородка и плунжеры образуют замкнутые полости. Рабочая жидкость, под давлением перетекающая из одной полости в другую, оказывает сопротивление вращению кулачков и связанных с ними полуосевым шестерням во время работы дифференциала. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к дифференциальным механизмам с устройствами блокирования, и предназначено для использования в транспортных средствах в качестве межколесных или межосевых дифференциалов.

Известен самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением, содержащий установленные в коробке дифференциала шестеренчатый редуктор с коническими шестернями и блокировочное устройство, выполненное в виде гидромашины для подтормаживания относительно вращения коробки и одной из шестерен редуктора (см. патент США N 2.861.477 кл. 74-711 от 1958 г.).

Недостатком данного дифференциала является сложность конструкции гидромашины блокировки.

Наиболее близким к изобретению является самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением, содержащий установленные в коробке дифференциала полуосевые шестерни, введенные в зацепление с сателлитами, блокировочное устройство для связи коробки дифференциала и полуосевых шестерен, выполненное в виде гидронасоса с несколькими подпружиненными плунжерами, имеющего всасывающие и нагнетающие замкнутые полости, заполненные рабочей жидкостью (см. а.с. СССР N 1763253, кл. В 60 К 17/20 от 1990 г.).

Недостатком такого дифференциала является сложность конструкции гидронасоса и коробки дифференциала. Подпружинивание плунжеров делает конструкцию ненадежной.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции, уменьшения габаритов дифференциала и удешевления его изготовления, в том числе за счет обеспечения возможности встраивания блокировочного устройства в выпускаемые промышленностью дифференциалы без переделки коробки дифференциала.

Для этого в самоблокирующемся дифференциале с гидравлическим сопротивлением, содержащим установленные в коробке дифференциала полуосевые шестерни, введенные в зацепление с сателлитами, и блокировочное устройство для связи коробки дифференциала и полуосевых шестерен, имеющее всасывающие и нагнетающие замкнутые полости, заполненные рабочей жидкостью, согласно изобретению, блокировочное устройство выполнено в виде связанного с коробкой дифференциала корпуса с перегородкой и посадочными местами по обе стороны перегородки для соосной установки двух кулачков, имеющих между собой дифференциальную связь, с возможностью их вращения относительно корпуса, и размещенных в отверстиях перегородки с возможностью осевого перемещения плунжеров, имеющих непрерывный контакт со спрофилированными кулачковыми поверхностями обоих кулачков за счет их геометрического замыкания для создания всасывающих и нагнетающих полостей между спрофилированными кулачковыми поверхностями и перегородкой корпуса, при этом кулачковые поверхности целесообразно выполнять на полуосевых шестернях, а в перегородке корпуса блокировочного устройства могут быть выполнены калиброванные отверстия.

На фиг. 1 изображен схематически предлагаемый самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением, продольное сечение; на фиг. 2 - самоблокирующийся дифференциал, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 кулачки блокировочного устройства, находящиеся в контакте с плунжерами, развертка по окружности; на фиг. 4 то же, другая фаза взаимодействия; на фиг. 5 - самоблокирующийся дифференциал, продольное сечение (вариант); на фиг. 6 - самоблокирующийся дифференциал, сечение А-А на фиг. 1 (вариант).

Самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением содержит коробку дифференциала 1, установленные в ней полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с сателлитами 3. Имеется блокировочное устройство, кинематически связанное с коробкой дифференциала и полуосевыми шестернями.

Блокировочное устройство содержит корпус 4, кулачки 5, один или несколько плунжеров 6, уплотнения 7.

Корпус блокировочного устройства зафиксирован относительно коробки дифференциала шипами 8, которые входят в соответствующие отверстия в коробке дифференциала, на шипах установлены сателлиты 3, вследствие чего корпус 4 является также водилом. В корпусе выполнена перегородка 9, в которой имеется одно или несколько отверстий, расположенных на окружности, центр которой находится на оси дифференциала. Перегородка 9 разделяет выполненные в корпусе две соосно расположенные цилиндрические полости 10, которые являются посадочными местами для установки двух кулачков 5 с возможностью их вращения относительно корпуса. Кулачки 5 зафиксированы от поворота относительно полуосевых шестерен 2 выступами 11, которые входят в соответствующие пазы на шестернях, вследствие чего кулачки приобретают между собой дифференциальную связь. Спрофилированные кулачковые поверхности на торцах кулачков 5 имеют чередующиеся выступы 12 и впадины 13. Вершинами выступов кулачки контактируют с перегородкой 9. Кулачковая поверхность образована в кольцевом пазе 14, ось которого совпадает с осью дифференциала, диаметр кольцевого паза равен диаметру окружности, на которой расположены отверстия в перегородке 9, ширина паза равна диаметру отверстий. Кулачки 5 установлены в корпусе таким образом, чтобы через выступ 12 одного кулачка и впадину 13 другого проходила ось отверстия в перегородке. В каждом отверстии установлены с возможностью осевого перемещения плунжеры 6, длина которых превосходит толщину перегородки на величину, равную глубине впадины 13 кулачковой поверхности, диаметр плунжеров равен диаметр плунжеров равен диаметру отверстий в перегородке 9 и соответственно ширине кольцевого паза 14, в который плунжеры входят своими частями, выступающими над перегородкой. Таким образом плунжеры 6 своими торцами контактируют с кулачковыми поверхностями, а боковыми сторонами, выступающими над перегородкой, с кольцевым пазом 14, тем самым создавая замкнутые полости, ограниченные кулачками 5, плунжерами 6 и перегородкой 9. Замкнутые полости заполнены рабочей жидкостью, которая заливается через отверстие в корпусе, закрываемое пробкой или другим способом. Уплотнения 7 герметизируют замкнутые полости.

Кулачковые поверхности кулачков и торцы плунжеров спрофилированы таким образом, при котором достигается геометрическое замыкание кулачков 5, плунжеров 6 и перегородки 9 при вращении дифференциально связанных кулачков 5 относительно корпуса 4, вследствие чего непрерывный контакт имеют спрофилированные кулачковые поверхности обоих кулачков 5 и торцы плунжеров 6, кольцевые пазы на торцах кулачков 5 и боковые поверхности плунжеров 6, выступающие над перегородкой 9, вершины выступов кулачковой поверхности и перегородка 9. За счет геометрического замыкания спрофилированных кулачковых поверхностей, плунжеров 6 и перегородки 9 при вращении дифференциально связанных кулачков 5 относительно корпуса 4 создаются 4 создаются всасывающие и нагнетающие полости между кулачковыми поверхностями и перегородкой корпуса.

В варианте выполнения кулачковая поверхность выполнена на полуосевой шестерне 15 (фиг. 5).

В варианте выполнения перегородка 9 корпуса блокировочного устройства может иметь калиброванные отверстия 16 (фиг. 6) для перетекания жидкости из одной полости в другую.

Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.

При работе дифференциала полуосевые шестерни 2, между которыми осуществляется дифференциальная связь, совершают вращение относительно коробки 1 дифференциала с угловыми скоростями равными по величине и противоположными по направлению. При этом кулачки 5, зафиксированные относительно полуосевых шестерен 2, вследствие чего имеющие между собой дифференциальную связь, также совершают вращение относительно коробки 1 дифференциала и, связанного с ней корпуса 4 блокировочного устройства, с угловыми скоростями, равными по величине и противоположными по направлению. Во время такого вращения кулачков выступ 12 одного кулачка приближается к оси отверстия в перегородке 9, в которое вставлен плунжер 6, впадина 13 другого кулачка двигаясь в противоположную сторону также приближается к этому отверстию. При этом кулачковая поверхность одного кулачка проталкивает плунжер в полость, образованную другим кулачком и перегородкой. Кулачковые поверхности обоих кулачков 5 и торцы плунжеров 6, имея определенный профиль, находятся в непрерывном контакте. Вершины выступов кулачковых поверхностей находятся в непрерывном контакте с перегородкой. Объем замкнутой полости 17 с одной стороны плунжера 6 уменьшается, с другой 18 увеличивается и рабочая жидкость под давлением перетекает через зазоры между кулачком 5, плунжером 6 и перегородкой 9 из одной полости в другую, оказывая сопротивление вращению кулачков 5 и связанных с ними полуосевых шестерен 2 относительно коробки 4 дифференциала, таким образом происходит замедление вращения одной полуоси относительно другой, между которыми осуществляется дифференциальная связь.

Формула изобретения

1. Самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением, содержащий установленные в коробке дифференциала полуосевые шестерни, введенные в зацепление с сателлитами, и блокировочное устройство для связи коробки дифференциала и полуосевых шестерен, имеющее всасывающие и нагнетающие замкнутые полости, заполненные рабочей жидкостью, отличающийся тем, что блокировочное устройство выполнено в виде связанного с коробкой дифференциала корпуса с перегородкой и посадочными местами по обе стороны перегородки для соосной установки двух кулачков, имеющих между собой дифференциальную связь, с возможностью их вращения относительно корпуса, и размещенных в отверстиях перегородки с возможностью осевого перемещения плунжеров, имеющих непрерывный контакт со спрофилированными кулачковыми поверхностями обоих кулачков, за счет их геометрического замыкания для создания всасывающих и нагнетающих полостей между спрофилированными кулачковыми поверхностями и перегородкой корпуса.

2. Дифференциал по п.1, отличающийся тем, что кулачковые поверхности выполнены на полуосевых шестернях.

3. Дифференциал по п. 1, отличающийся тем, что в перегородке корпуса блокировочного устройства выполнены калиброванные отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6