Дифференциал свободного хода для привода от ведущего вала транспортного средства пары выходных валов

 

Изобретение относится к автотранспортной технике. Цель изобретения - повышение эффективности за счет исключения цикличности включения дифференциала при малых радиусах поворота транспортного средства. Дифференциал содержит зажимные кольца, обеспечивающие расцепленное состояние того выходного вала, скорость вращения которого превышает скорость вращения другого вала на заданную величину. Для уменьшения радиуса поворота транспортного средства выступы на одном зажимном кольце смещены по окружности относительно выступов на другом зажимном кольце, благодаря чему выходной вал, имеющий повышенную скорость вращения, находится в расцепленном состоянии в процессе крутого поворота, когда разница скоростей вращения валов превышает заданное значение. 2 з.п.ф-лы, 24 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Б 60 К 17 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (? 1 ) 42 03088/27-1 1 (22) 10.08.87 (31 ) 89-66 (32) 30.01.87 (33) US (46) 15.09.89. Бюл. ) - 34 (71) Дайнир Корпорейшн (US) (72) Тимоти P.Ýäâàðäñ и Джон Джей

Шеберле (US) (53) 629.113-587(088.8) (56) Патент США )(-. 4557158, кл. 74-650, 1985. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛ СВОБОДНОГО ХОДА

ДЛЯ ПРИВОДА ОТ ВЕДУЩЕГО ВАЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА. ПАРЫ ВЫХОДНЫХ ВАЛОВ (57) Изобретение относится к автотранспортной технике. Цель изобреИзобретение относится к дифференциалу, предназначенному для многоколесного транспортного средства с передними управляемыми колесами, .обеспечивающему улучшение возможностей поворота.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет исключения цикличности включения дифференциала при малых радиусах поворота транспортного средства.

На фиг.1 изображен дифференциал, продольный разрез; на фиг.2 — центральный кулачковый элемент дифференциала, вид спереди; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2 на фиг.4 — один из. тения — повышение эффективности за счет исключения цикличности включения дифференциала при малых радиусах поворота транспортчого средства. Дифференциал содержит зажимные кольца, обеспечивающие расцепленное состояние того выходного вала, скорость вращения которого превышает скорость вращения другого вала на заданную величину. Для уменьшения радиуса поворота транспортного средства выступы на одном зажимном кольце смещены по окружности относительно выступов на другом зажимном кольце, благодаря чему выходной вал, имеющий повышенную скорость вращения, находится в расцепленном состоянии в процессе крутого поворота, когда разница скоростеи вращения валов превышает заданное значение. 2 з.п. A-лы, 24 ил. сцепных элементов, вид спереди; на фиг.5 — разрез Б — Б на фиг.4;на фиг.бцентральный приводной элемент, вид сверху; на фиг.7 — разрез B-В на фиг.б;на фиг..8 †прав зажимное кольцо, вид спереди; на фиг. 9 — разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 — левое зажимное, кольцо; на фиг.11 — разрез Д-Д на фиг. 10; на фиг. 12 — вращающееся соединение между зажимным кольцом и связанным с ним элементом сцепления; на фиг. t3 — схема, иллюстрирующая ра-. боту известного дифференциала с saжимными кольцами при движении в прямом направлении; на фиг.14 — то же, при повороте колес на небольшой угол;

3 150895 1 на фиг. 15 — то же,при повороте колес о на угол 50; на фиг. 16 — работа дифференциала по изобретению при движении в прямом направлении; на фиг.17то же, при повороте колес на небольшой угол; на фиг.18 — то же, при поо вороте на угол 50; на фиг, 19 — схема, на которой проведено сравнение маневренности при повороте передних ко- 10 о лес на .угол 50 трактора с четырьмя ведущими колесами для узлов передней оси со стандартным дифференциалом, с дифференциалом для ограниченной пробуксовки, а также с дифференциалом по изобретению; на фиг.20 схема, иллюстрирующая изменение скорости на окружности поворота (поворотный крутящий момент) внутреннего колеса трактора при угле поворота 20

30 и 50 соответственно;на фиг.21 схема, показывающая принцип действия зажимного кольца в двух устанавливаемых угловых предельных положениях относительно шпоночного элемента, 25 расположенного на центральном ведущем элементе, при движении в переднем направлении; на фиг.22 — то же, при обратном направлении;на фиг.23 график зависимости радиусов окруж- 30 ности поворота от угла отклонения управляемого колеса для внутренних колес; на фиг.24 — то же, для наружных колес.

Лифференциал (Фиг.1) содержит корпус 1, который приводится во вращение от ведущего вала 2 через ведущую шестерню 3 и кольцевую шестерню 4. В упомянутом корпусе имеется кольцевой приводной элемент 5, расположенный на одной оси с выходными валами 6 и 7 между их торцами. Боковые шестерни

8 и 9 неподвижно закреплены на выходных валах, причем на них установлены смещающиеся в осевом направлении зацепляющиеся элементы 10 и 11, которые в нормальном положении толкаются пружинами в зацепленное положение, когда зубья 12 и 13 зацепления сцеплены с соответствующими зубьями

14, которые имеются на противоположных сторонах центрального приводного элемента 5.

Обычный центральный кулачковый элемент 15 установлен концентрично на центрапьном приводном элементе, он зафиксирован для вращения совместно с ним пружиняпП м стопорным кольцом 16. Центральный кулачковый элемент имеет на противоположнпх торцах множество кулачковых зубьев 17 и 18, которые взаимодействуют с соответствующими зубьями 19 и 20, расположенными на элементах 10, 11 зацепления соответственно. Пара зажимных колец 21 и 22 установлена колинеарно с возможностью вращения удаленными друг от друга концами в канавках 23 и 24, которые выполнены в торцах элементов 10 и 11 зацепления, соответственно. Каждое зажимное кольцо имеет С вЂ образн форму, оно толкается радиально внутрь, обеспечивая фрикционное сцепление с соответствующим элементом зацепления (фиг . 12) . В зажимных кольцах 2 1 и 22 на боковых .сторонах имеются выступающие в осевом направлении кольцевые участки 25 и 26, которые входят в соответствующие канавки 27, выполненные в наружном центральном опорном буртике 28 центрального кулачкового элемента .15, когда элементы 10 и

11 зацепления находятся в сцепленном положении (фиг.1).

Равномерно расположенные по окружности выступающие участки одного из зажимных колец смещены в окружном направлении относительно аналогичных выступов другого кольца, тем самым обеспечивая меньший радиус поворота транспортного средства, на котором используется описываемый дифференциал, поскольку последний обеспечивает расцепление наружного колеса. На фиг.8-11 показано, что для левого зажимного кольца 21 выступы, примыкающие к зазору 29, имеют угловое расположение 23,5333 и 34,9833 соответственно, а для правого кольца 22 это угловое расположение изменено на противоположное. Степень углового смещения зажимных колец

21 и 22 ограничивается йаправленными радиально внутрь сторонами 30 на центральном приводном элементе (фиг.6, 7, 21 и 22), которые входят в промежутки в зажимных кольцах соответственно.

На фиг.13-15 показано, что при использовании известного дифференциала, когда транспортное средство начинает левый поворот, то правый элемент зацепления, вращающийся с повьппенной скоростью, расцепляется вследствие взаимодействия между зубьями кулачка, но когда достигается

5 15089 поворот колес на 50", то зубцы зацепляются снова, при этом создаются нежелательные условия для повторного зацепления правого элемента зацепления. Согласно изобретению (фиг.16-18), когда поворот колес о достигает 50, правый элемент 11 зацепления находится в расцепленном состоянии с зубьями 31 приводного элемента 5, поскольку имеет место указанный угловой сдвиг зажимных колец.

На фиг.19 показано, что радиус поворота транспортного средства с приводом на четыре колеса меньше, когда валы управляемых колес соединены дифференциалом с ограниченным проскальзыванием (фрикционный диск) по сравнению с использованием стандартного дифференциала, причем угол поворота можно увеличить при использовании усовершенствованного дифференциала "No Spin" по настоящему изобретению. На фиг.20 показано изменение скорости в цикле поворота (сравнение при повороте), когда поворот осуществляется на 50 и 30 со ответственно. Радиус поворота внутреннего колеса больше, чем радиус о

30 поворота трактора на 50 но при о

30 — наоборот, тем самым обеспечивается реверсирование вращающего момента. (51 6 вращения (как было испытано при больших углах поворота) более 40 позволяет оставлять свободным наружное колесо. Усовершенствованный дифференциал позволяет уменьшить радиус поворота по сравнению с дифференциалом, имеющим ограниченное проскальзывание (фрикционный диск), или с обычным дифференциалом. Кроме того, во время крутых поворотов наружное колесо остается свободным, сводя к минимуму износ шин, уменьшая поврежцения покрова почвы и уменьшая затраты энергии, что присуще дифференциалам с ограниченным проскальзыванием или обычным дифференциалам. Кроме этого, наружное колесо остается свободным в процессе поворота, даже когда изменяется направление приложения усилия или крутящего момента к внутреннему колесу от трансмиссии (фиг .20). !

Предложенный дифференциал может передавать 1007. имеющегося крутящего момента в любые моменты времени.

Установлено, что для достижения максимального дифференцирования в передней оси сельскохозяйственного трактора должно быть обеспечено как минимум ЗХ-ное повышение передаточного отношения на переднюю ocь.

Формула изобретения

40

50

На фиг.21 и 22 показано, что,когда зажимное кольцо 21 находится в одном крайнем положении (которое ограничивается стопором 30 центрального приводного элемента 5 при перемещении вперед), часть наружного участка зажимного кольца 21, которая контактирует со стопорным буртиком на центральном кулачковом элементе 15, имеет размер 0,289 (7,34 мм), а в другом предельном положении, показанном на фиг.22, при перемещении назад имеется достаточная протяженность наружного участка выступа, который зацеплен с буртиком центрального кулачка, а именно 0,089" (2,26 мм), поддерживая соответствую- . щий элемент зацепления в расцеплен-. ном состоянии, т.е. обеспечивается удовлетворительное действие зажгмного кольца при указанных угловых соотношениях смещения выступов в двух зажимных кольцах.

Таким образом, предложенный дифференциал,при изменении направления

1. Дифференциал свободного хода для привода от ведущего вала транспортного средства пары выходных валов, расположенных на одной оси, содержащий вращающийся от ведущего вала транспортного средства ведомый кольцевой приводной элемент, расноложенный концентрично обращенным друг к другу торцам выходных валов, пару боковых шестерен, закрепленных на выходных валах без проворачивания относительно них и расположенных на противоположных сторонах упомянутого приводного элемента, пару элементов зацепления, установленных с возможностью осевого осмещения на упомянутых боковых шестернях для обеспечения зацепления и расцепления с упомянутым приводным элементом, причем каждый иэ упомянутых элементов зацепления подпружинен в сторону saцепленного положения с упомянутым приводным элементом, центральный кулачок, установленный концентрично

15089 51 упомянутому приводному элементу с воэможностью соосного углового смещения относительно него для смещения одного из элементов зацепления в рас5 цепленное положение при скорости вращения выходного вала последнего больше на заданную величину скорости вращения другого выходного нала, зажимные кольца для удерживания упомянутого элемента зацепления в расцепленном состоянии при наличии разницы в оборотах выходных валов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет исключения цикличности включения дифференциала при малых радиусах поворота транспортного средства, зажимные кольца установлены с возможностью вращения удаленными концами 20 друг от друга в соответствующих канавках, которые выполнены в обращенных друг к другу торцах элементов зацепления, прижаты упруго радиально с фрикционным зацеплением с соот- 25 ветствующими элементами зацепления и выполнены на торцах, обращенных друг к другу с равномерно расположенными по окружности осевыми выступами для размещения их в соответствующих л выемках, выполненных в упомянутом центральном кулачке при сцепленном положении элементов зацепления, при этом выступы на одном из упомянутых зажимных колец смещены в окружном направлении относительно выступов другого зажимного кольца, при незадействованном положении зажимных колец.

2. Дифференциал по п.1, о т л и ч а ищи и с я тем, что каждоеиз упомянутых зажимных колец имеет осевой разрез, образуя С-образную форму с выступами и промежутком, а также имеет стопор на упомянутом центральном приводном элементе, который размещен в промежутке упомянутых нажимных колец для ограничения степени углового смещения зажимных колец относительно упомянутого центрального приводного элемента.

3. Дифференциал по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что зажимные кольца выполнены с одинаковым числом выступов, причем выступы на эажимных кольцах выполнены с различным угловым расположением относительно соответствующих промежутков в

7508951 1 508951

Г-Г

Фиг. У . 65 (6.72)

42

Фиа f0

Фиг. Ч

Nuz. Л

47

34

/О

Ef

Фиг. В

©uzf4

ФигМ

5f

/7

ЗФ

34

1508951

У1

Фиг. 36

Фиг t7

Фа8. f8

У/

/7

1 50895 j

ФигЮ! 59895 (,г7

РХ

1 50895)

18(И)

fG(4. 9)

44(4.3)

42(З.б)

УО(ХО)

24(7.S)

И(Е /)

rs(n)

/4(4З)

Ф

Составитель С. Белоус ько

Редактор M. Келемеш Техред Л. Сердюкова Корректор Т. Колб

Заказ 5554/58 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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