Волновая дифференциальная передача

(56) Авторское М 1395872, кл 7(088,8)свидетельство ССС Е 16 Н 1/38, 1986,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ л.М 12Л.В.Старостин и Н.Н.По(54) ВОЛНОВАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ АЯ 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 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 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.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестведифференциала, устанавливаемого в ведущих мостах транспортыхо средств,5Цель изобретения - повышение надежности работы волновой дифференциальнойпередачи при уменьшении ее осевых габаритов.Цель достигается тем, что каждый из 10бортовых редукторов выполнен в виде торцовой волновой передачи с эллиптическимигенераторами волн деформации, жесткоскрепленными с соответствующей осевойполумуфтой, При этом гибкие шестерни 15бортовых передач введены в зацепление сзубчатыми шестернями, размещенными набоковых сторонах ведомой шестерни главной передачи, а их валы скреплены междусобой и свободно размещены по оси в теле 20ведомой шестерни главной передачи.На фиг.1 изображена дифференциальная передача, продольный разрез, общийвид; на.фиг.2 - разрез А-А на фиг,1 (продольный разрез эллиптического генератора волн деформации, гибкой и жесткойконических шестерен); на фиг.3 - разрезБ-Б на фиг,1 (вид гибкой шестерни и эллиптического волнообразного генератораволн с телами качения (роликами) в его 30направляющей канавке (см, фиг.2); нафиг.4 - разрез В-В на фиг.1 (вид жесткойконической шестерни, размещенной набоковой стороне ведомой шестерни главной передачи дифференциала). 35Волновая дифференциальная передачатранспортного средства содержит ведомуюшестерню главной передачи 1 и полыйкорпус, выполненный в виде левой 2 и правой 3 крышек корпуса дифференциала, 40внутри которых соосно размещены осевыеполумуфты 4 и 5., жестко скрепленные сэллиптическими генераторами волн деформации 6 и 7. По периметру окружностиэллиптических 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 50боковых поверхностях ведомой шестерниглавной передачи 1 выполнены конические 14 и прямозубые 15 зубчатые колеса,которые введены в зацепление с прямозубой гибкой шестерней 16 и с конической 55гибкой шестерней 17. При этом шлицевоесоединение вала 18 гибкой шестерни 17входит в зацепление со шлицами вала 19гибкой 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 следующим 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 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 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 показаны).Ввиду того, что бортовые волновые редукторы правой и левой полуосей дифференциала являются необратимыми (т.е, вращение может передаваться только от 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 элементы внутри коробки дифференциала не вращаются и они все работают как одно целое с корпусом коробки дифференциала.При повороте автомобиля, например, 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 шестерне 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 редуктор 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 криволинейному 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 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, нэ два зуба меньше и соответственно количество 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, равный2 360 ф 215 где Е 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 в 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 Р 1 =г 16 где 7 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 ко лесам автомобиля производить поворот накриволинейных участках пути, а в других режимах работы волновая дифференциальная передача постоянно находится в заблокированном состоянии, даже если одно из 10 ведущих колес находитсяна скользкомгрунте 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 скользкийгрунт. При этом пробуксовка внутреннего ведущего колеса не превышает величины разности угловых частот вращения забегаю- щего и отстающего колес, то есть полуосе вые валы вращаются с одной и той жескоростью,Если при движении автомобиля впередили назад производится торможение авто 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 диаметровжестких 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 позволяетвыбирать мелкий модуль, а высота зуба становится соизмеримой с величиной его отжатия осевыми силами. Перемещение одного зуба относительно другого в волновой пере даче мало, ничтожны скорости скольжения,потерь на трение почти нет, поэтому и износ зубьев незначителен.Выполнение волновой дифференциальной передачи транспортного средства с раз мещенными внутри его корпуса бортовымиволновыми 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 засчет упрощения конструкции и снижения трудоемкости ее изготовления, надежности и долговечности работы, снижения расхода горюче-смазочных материалов и снижения дорожно-транспортных происшествий при1722910 Яо 7 У Фиг,2 40 45 50 55 эксплуатации автомобилей при бездорожьеи 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, о т л и ч а ю щ а я с я 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 валыскреплены между собой и свободно размещены по оси в теле ведомой шестерни главной передачи.1722910 г.4 орректор Э.Лончаков Недолу едак ГКНТ СССР о-издательский комбинат "Патент", г, Уж на, 101 город ул Гагари извод О 2. У ,Й -В Составитель В,Демино Техред М.Моргентал Заказ 1032 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау