Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства

.П.Пелудько 13-587 ское св кл. В 6 88.8)етельство СССР К 17/20, 1980. РГНФ ашиноься в веду я - повыортного Фиг,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИ(54 ) САИОВЛОКИРУЛцИЙСЯ пИФФГТРАНСПОРТНОГО СРГЛСТВА(57) Изобретение относится кстроению и может использоваттрансмиссиях транспортных срс диААеренциальным приводомщим колесам. Пель изобретенишение тяговых свойств трансп 2средства путем изменения блокирующих свойств дидйеренциала. Самоблокирующийся диААеренциал транспортного средства содержит помещенные в корпусе 1 полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с сателлитами 3, установ ленными со смешением на оси 4, помещенной концами в отверстиях корпуса. При этом контактирующая с осями 4 поверхность выполненных в корпусе отверстий образована кривыми не выше второго порядка, а наиболее удаленная от продольной оси отверстия, параллельной оси полуосевых шестерен, точка кривой лежит на поперечной оси отверстия, являющейся его осью симметрии. 9 ил.Избретение относится к машиностроению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств с диАсеренциальным приводом к ведущим колесам.Цель изобретения - повышение тяговых свойств транспортного средства путем изменения блокирующих свойств дисМер енциала.Па Аиг.1 изображен самоблокирующийся диААеренциал, поперечное сечение; ца Аиг.2 - нид А на Аиг.1; на Аиг.3 - граАик перемещения оси в зависимости от условий сцепления недугих колес транспортного средства; на сриг.4 - нид А на Аиг,1 (вариант выполнения); на Аиг.5 - граАик перемещения оси и зависимости от условий сцепления недуиих колес с дорогой; на Аиг.б - вид А на Аиг. (вариант выполнения); на Аиг.7 - граАик перемещения оси в зависимости от условий сцепления ведущих колес с дорогой дифАеренциала на стиг,б; на Аиг.8 нид А на стиг.1 (вариант выполнения); на Аиг.9 - граАик перемещения оси .н зависимости от условий сцепления 101520 ведущих колес с дорогой диАФеренциала и Аиг.8.ЗССамоблокирующийся диАФеренциал транспортного средства содержит установленные н корпусесимметрично и соосно полуосевые шестерни 2, находящиеся в зацеплении с сателлитами 3, которые свободно установлены на осипри помощи сАерических втулок 5. Ось 4 помещена своими концами с возможностью перемещения н предельных отверстиях 6 корпуса 1 .(Аиг.1),40Каждый саттеллит 3 установлен на оси 4 со смещением е относительно геометрической оси сателлита 3 (Аиг.2). Ось 4 от аксиального перемещения закреплена при помощи втулки 7 и шайбы 45 8, Ось 4 может быть закреплена и другим известным образом.Продольная ось 9 продольного отверстия 6 параллельна оси вращения полуосевьгх шестерен 2. Продольное отверстие б имеет стороны, образованные плоскостями 10 и 11, которые параллельны продольной оси 9 продольного отверстия 6.Одна сторона плоскости 10 каждого55 продольного отверстия б корпуса имеет Ч-образное углубление 12, стороны которого образованы двумя плоскостями 13, расположенными под углом Ы к продольной оси 9 отверстия б. В этом углублении расположена ось 4, на ко - торой установлены сателлиты 3. Плоскости 13 сопряжены между собой на поперечной оси 14 продольного отверстия 6 и с плоскостью 10.В продольном отверстии 6 ось 4 может перемещаться вдоль оси нрагеиия полуосевых шестерен 2, скользить по плоскостям 10, 13, 11 и совершать относительное угловое перемещение н плоскости вращения полуосевых шестерен 2 относительно корпуса 1. В диААеренциале (Аиг.3-5) одна сторона продольного отверстия б образована плоскостью 11, параллельной продольной оси: 9 отверстия 6 корпуса 1, а другая сторона выполнена н виде Ч-.образного углубления 15, стороны которого образоанс двумя одинаковыми плоскостями 16, расположенными под углом р к продольной оси 9 отверстия б. Плоскости 16 сопряжены на поперечной оси 14 и простираются наклонно к краям продольного отверстия 6. Ч-образное углубление 15 охватывает ось 4.В диААеренциале (Аиг.б и 7) каждая сторона продольного отверстия 6 выполнена н виде П-образного углубления 17, образованного криволинейной плоскостью 18, очертанной кривой второго порядка в виде половиньс эллипса, большая ось которого совмещена с продольной осью 9 отверстия 6, а меньшая ось половины эллипса совмещена с поперечной осью 14 отверстия 6 корпуса 1, 1 Г-образное углубление охватывает ось 4 и находится в контакте с ней.В диААеренциале (Аиг.8 и 9) имеется цилиндрическая втулка 19., Каждая втулка 19 устассонлена в цилиндрическом отверстии 20, выполненном н корпусе 1, и закреплена при помощи стопорного кольца 21. Крепление цилиндрической втулки 19 в отверстии 20 корпуса 1 может быть выполнено и другим известным способом.В каждой цилиндрической втулке 19 выполнено сквозное продольное отверстие 6. Одна сторона продольного отверстия б образована плоскостью 11, параллельной продольной оси 9 отверстия 6, а другая сторона продольного отверстия б выполнена н виде 7-образного углубления 22, образованного двумя плоскостями 23, каждая из кото81611 5 15 рых по краям отверстия б расположена под углом у к продольной оси 9 отверстия 6. Плоскости 23 соединены между собой прямой плоскостью 24, параллельной продольной оси 9 отверстия 6. Продольная ось 9 и поперечная ось 14 отверстия 6 совмещены с осями цилиндрической втулки 19В варианте выполнения диААеренциала (не показан) продольное отверстия, 6 выполнено на цилиндрической втулке 19. Обе стороны продольного отверстия 6 очертани плоскостями, параллельными продольной оси отверстия 6. Каждая из сторон продольного отверстия 6 имеет Б-образное углубление, очертанное криволинейной плоскостью в виде полукруга, центр которого расположен на пересечении продольной оси 9 и поперечной оси 14 отверстия 6. Б-образные углубления расположены симметрично вдоль поперечной оси 14 отверстия 6, охватывают ось 4 и находятся в контакте с ней.В варианте выполнения дифАеренциала (не показан) стороны продольного отверстия 6, параллельные продольной оси 9, очертаны прямой плоскостью, параллельной оси 9 отверстия 6, Одна из сторон продольного отверстия 6 имеет Б-образное углубление, очертанное криволинейной плоскостью в виде полукруга, центр которого расположен на поперечной оси 14 продольного отверстия 6. Б-образное углубление охватывает ось 4 и находится с ней в контакте.Имеются и другие варианты выполнения диААеренциала, в которых имеются комбинации Ч-образных углублений, и Б-образных очертанных прямолинейными и криволинейными плоскостями, кривыми второго разряда.На Аиг.З, 5, 7 и 9 изображены графики, на которых нанесены кривые, показывающие перемещение оси 4 относительно корпуса 1 в зависимости от условий сцепления двух ведущих колес транспортного средства с дорогой, которое определяется величиной К.Величина К определяется как разность коэфАициентов сцепления ведущих колес с дорогой Г и Г при1движении транспортного средства вперед и назад, т.е. К=1 -Г при Г )Гили где Г - коэфАициент сцепления одного ведущего колеса;Г - коэААициент сцепления другого ведущего колеса.Самоблокирующийся диААеренциалтранспортного средства работает следующим образом.При движении транспортного средства на прямой дороге, когда коэАфициенты сцепления ведущих колес с дорогой одинаковые (Г =Г ), ось 4 расположена в продольном отверстии 6 корпуса 1 посредине, равноудаленно отобеих полуосевых шестерен 2 и находится в Ч-образном углублении 12 продольного отверстия 6. Силы и моменты на 20 сателлитах 3 в плоскости их вращенияуравновешены (фиг,1 и 2). ДиААеренциал работает как жесткая система.Крутящий момент передается равномернона оба ведущие колеса. Транспортное 25 средство совершает движение.При изменении условий движениятранспортного средства, когда коэААициенты сцепления ведущих колесс дорогой различны, т,е. Е,У.д, происходит нарушение равновесия сил имоментов И , действующих в плоскостивращения сателлита 3 относительно оси4. Под действием большого крутящегомомента Ис или - Исателлиты 3 начинают синхронно поворачиваться перемещая при этом ось 4 вдоль оси вращения полуосевых шестерен 2.Ось 4, находящаяся в 7-образномуглублении 12 продольного отверстия6, начинает перемещать оси полуосевых шестерен 2 и нажимает одну из плоскостей 13 Ч-образного углубления 12продольного отверстия 6 корпуса 1.Иежду корпусом 1 и осью 4 возникает 45сила Ц, которая тормозит перемещениеоси 4 и препятствует вращению сателлитов 3. Поэтому при небольшой разности величин коэАфициентов сцепления колес с дорогой К больший крутящий момент на сателлите 3 в плоскости его вращения И не можетпреодолеть усилие 1, Происходитблокировка сателлитов 3 и оси 4(граАик на Аиг.З). Пробуксовки колес не происходит. Дифференциалработает как жесткая система, Транспортное средство совершает движение.. При дальнейшем изменении условийсцепления ведущих колес с дорогойи увеличении величины коэффициентаК происходит дальнейшее изменениевеличин крутящим моментов М насателлите 3 в плоскости его вращения. При достаточном увеличениивеличин К, под действием большогомомента происходит вращение сателлитов 3, которые, действуя на ось4,перемещают ее, Ось 4, преодолеваяусилие Я изменяет свое положение,скользя на поверхности плоскости 13продольного отверстия 6 корпуса 1(фиг,З), и перемещает его в плоскости вращения полуосевых шестерен 2.Происходят изменения положения оси4 относительно полуосевых шестерен2, перераспределение составляющихмоментов М в плоскости вращениясателлитов 3.При уравновешивании моментов Мпрекращаются вращение сателлитов3 и перемещение оси 4, Дифференциалработает как жесткая система. Пробуксовки колес не происходит, Транспортное средство совершает движение.При дальнейшем изменении условийсцепления колес с дорогой и увеличении коэффициента К изменяется величина моментов Мс на сателлите 3.Сателлиты 3, вращаясь, перемещаютось 4, которая действует на корпус 1.Происходит взаимное перемещение вплоскости вращения полуосевых шестерен 2 оси 4 и корпуса 1. Под действием крутящего момента М сателлитыс3 выводят из Ч-образного углубления12 продольного отверстия 6 ось 4,которая входит в контакт с плоскостью11 корпуса 1 и перемещается вдольоси вращения полуосевых шестерен 2,40Прекращается действие силы 1 на ось4,ЬИзменение положения оси 4 относительно полуосевых шестерен 2 приводит ".к дальнейшему изменению составляющих45моментов 11 С и их взаимному уравновешиванию. При уравновешивании моментов Мс вращение сателлитов 3 прекращается. Прекращается и перемещениеоси 4. Дифференциал работает как50жесткая система. Пробуксовки колесне происходит. Транспортное средство совершает движение (фиг.З).При движении транспортного средствазадним ходом, когда коэффициенты сцепления ведущих колес транспортногосредства с дорогой не одинаковые(ГФ Е), перемещение оси 4 происходит по плоскости 11, параллельнойпродольной оси 9 продольного отверстия 6. Гила 11 между корпусом 1 и осью4 не возникает и воздействие на неене оказывает. Изменение положенияоси 4 при изменении коэффициента Кпроисходит быстрое, по более пологойкривой (Фиг.З).В зависимости от условий сцепления ведущих колес с дорогой циклыповторяются,При поворотах и наезде на препятствие совершается дифференциальноедействие механизма, Сателлиты 3 иполуосевые шестерни 2 совершаютотносительное перемещение.Самоблокирующиеся дифференциалытранспортных средств (Фиг.4,6 и 8)работаю так же, как указанный дифФеренциал . Отличие состоит в том,что каждая характеристика перемещенияоси 4 индивидуальна и зависит отпрофиля продольного отверстия 6 каждого дифференциала.Характеристика перемещения оси 4дифференциала (Фиг,б) имеет зеркальное изображение (график Фиг.7), т.е.при переднем и заднем ходах транспортного средства перемещения оси 4 впродольном отверстии 6 относительнокорпуса 1 в зависимости от величиныК будут одинаковыми. Как видно изграфика на Фиг.7 в начальный периодблокировки на ась 4 действует силаЦ и до некоторого значения коэффициента К ось 4 не перемещается.Характеристика перемещения осидифференциала (фиг.8) характеризуется кривой, изображенной на Фиг.9,Как видно из графика в первоначальный период изменения коэффициента К,при егО малых величинах сила 1 междуосью 4 и корпусом 1 отсутствует, аперемещение оси 4 .происходит сразупри изменении коэффициентов сцепления колес с дорогой, т.е. при малыхвеличинах коэффициента К,Ось 4 перемещается относительноплоскости 24, параллельной продольнойоси 9 отверстия 6. На этом участкеблокировка осуществляется за счетперераспределения составляющих моментов Мс сателлита 3 в плоскости еговращения. На конечном участке ось4 взаимодействует с плоскостью 23продольного отверстия 6, наклоннойк его продольной оси 9.В результатевзаимодействия оси 4 с наклоннойплоскостью продольного отверстия 6 корпуса 1 возникает сила (, тормозящая перемещение оси 4. Поэтому на этом участке при дальнейшем увеличении коэААициента К перемещение оси 4 прекращается. При достижении определенной величины коэААициента К происходит относительное угловое перемещение корпуса 1 и оси 4 в плос 10 кости вращения полуосевых шестерен 2. Поэтому характеристика перемещения оси 4 относительно корпуса 1 на конечном участке более крутая.При заднем ходе сила й, между осью 4 и корпусом 1 не возникает. Характеристика перемещения оси 4 более пологая,Каждый из вариантов диААеренциала имеют свою индивидуальную характерис. тику перемещения оси 4, а следовательно, и характер блокировки.Самоблокирующийся диФАеренциал транспортного средства позволяет повысить технико экономические и ди 25 намические качества транспортного средства путем применения диААеренциала с определенной характеристикои перемещения оси 4 в зависимости от типа транспортного средства, дорожных условий эксплуатации, характера работы,Формула изобретенияСамоблокирующийся диААеренциалтранспортного средства, содержащийкорпус, установленные в корпусе полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, установленнымисо смещением на осях, концы которыхрасположены в отверстиях, выполненных в корпусе, о т л и ч а ю .щ и йс я тем, что, с целью повышения тяговых свойств транспортного средствапутем изменения блокирующих свойствдиААеренциала, контактирующая с осями поверхность выполненных в корпусеотверстий образована кривыми не вышевторого порядка, причем наиболее удаленная от продольной оси отверстия,параллельной оси полуосевых шестерен,точка кривой расположена на поперечной оси отверстия, являющейся егоосью симметрии,15 о 611 Вид 4 Вид А Фиг,7 оставитель С.Белоуськоехред М.Ходанич Корректор Т.Малец Редактор И.Касарда Гираж 421 Подписное Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у г.ари Заказ 20 б 0ВНИИПИ Госуд твенного комитета по и 113035, Москва, Ж,бретени аушская и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5