Самоблокирующийся дифференциал

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Минский орденов Ленина и Октябрьской революции тракторный завод им. В.И. Ленина(72) Авторы Романюк Владимир Владимирович Мелешко Михаил Григорьевич Пугач Лев Александрович Жук Василий Владимирович(73) Патентообладатель Минский орденов Ленина и Октябрьской революции тракторный завод им. В.И. Ленина(57) 1. Самоблокирующийся дифференциал, содержащий две отдельные пересекающиеся оси, имеющие -образное сечение концов и установленные с возможностью перемещения в сопряженных -образных пазах полукорпусов дифференциала, во внутренних полостях которых размещены фрикционные муфты, диски которых соединены поочередно со шлицами полукорпусов и полуосевых шестерен, входящих в зацепление с четырьмя сателлитами, контактирующими наружными буртами с опорными чашками, размещенными в расточках полукорпусов, отличающийся тем, что между осями и полукорпусами установлены упругие элементы, прижимающие -образные концы осей к -образным пазам полукорпусов дифференциала. 5901 1 2. Дифференциал по п. 1, отличающийся тем, что величину силы сжатия упругих элементов определяют из условиясопрпр,2 2 где сопр - момент сопротивления трансмиссии от полуосевой шестерни дифференциала до колеса или момент эксплуатационный- дополнительный момент, величина которого в 1,5-3 раза меньше эксплуатационного- расстояние от точки приложения силы (середины -образного сечения оси) до продольной оси дифференциала. 3. Дифференциал по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы представляют собой винтовые пружины.(56) Лефаров А.Х. Дифференциалы автомобилей и тягачей. - М. Машиностроение, 1972. С. 78, рис. 42.2368 2, 1998.2367 2, 1998.1588580 1, 1990.1260269 1, 1986.880800 , 1981.831638 , 1981.673482 , 1979.2090793 1, 1997. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в трансмиссиях и ведущих мостах на тракторах и других самоходных машинах, используемых во внедорожных условиях. Известен самоблокирующийся дифференциал Пауэр-Лок, содержащий фрикционные муфты, снабженные по краям дисками, выполненными в виде тарельчатых пружин,создающих предварительный момент внутреннего сопротивления, принуждающий обе полуосевые шестерни дифференциала вращаться с одинаковой угловой скоростью (Яскевич З. Ведущие мосты. - М. Машиностроение, 1985. - С. 196, рис. 3.49). Недостатком данного технического решения является наличие момента трения в фрикционных муфтах даже при работе дифференциала без передачи крутящего момента(т.е. полуоси и корпус вращаются за одно целое), а также возникновение колебаний крутящего момента на полуосевых шестернях при значительных нагрузках вследствие асинхронности пробуксовки (срыва момента трения) на правой и левой фрикционных муфтах, что характерно при выполнении крутого поворота с малой скоростью и большим крутящим моментом. При этом передаваемый полуосевой шестерней момент будет равен ср(эпр)/2,где ср - среднее значение момента, передаваемого через фрикционную муфту на полуосевую шестерню э - эксплуатационный момент на корпусе дифференциала пр - дополнительный момент в фрикционной муфте, создаваемый предварительно сжатыми тарельчатыми пружинами. Известен самоблокирующийся дифференциал, содержащий две отдельные пересекающиеся оси, установленные с возможностью осевого перемещения, обеспеченного образным сечением их концов, размещенных в -образных пазах полукорпусов дифференциала (Лефаров А.Х. Дифференциалы автомобилей и тягачей. - М. Машиностроение,2 5901 1 1972. - С. 78, рис. 42). Во внутренних полостях полукорпусов размещены фрикционные муфты, диски которых соединены поочередно с внутренними шлицами полукорпусов и наружными шлицами полуосевых шестерен, соединенных посредством зубьев с четырьмя сателлитами, контактирующими наружными буртами с нажимными чашками. Недостатком этого технического решения является несимметричность свойств дифференциала. Это приводит к тому, что, например, с правой стороны полуосевая шестерня будет прижата вышедшей из -образного паза осью с сателлитами через нажимные чашки и фрикционную муфту к полукорпусу так, что их относительного вращения нет (происходит блокировка дифференциала с правой полуосью), в то время как левая полуосевая шестерня не может контактировать через фрикционные муфты с торцем полукорпуса - диски муфт не сжаты и блокировки дифференциала нет, происходит пробуксовка полуоси с колесом. Это приводит к тому, что ухудшается маневренность машины, увеличивается износ шин и повышаются нагрузки в трансмиссии. Предлагаемое изобретение направлено на устранение колебаний крутящего момента, передаваемого дифференциалом при крутых поворотах трактора с одновременным отсутствием блокировки при небольших крутящих моментах на полуосевых шестернях, что позволяет значительно уменьшить нагрузки в трансмиссии трактора, снизить износ шин, улучшить маневренность. Решение поставленной задачи достигается тем, что дифференциал содержит две отдельные пересекающиеся оси, имеющие -образное сечение концов и установленные с возможностью перемещения в сопряженных -образных пазах, выполненных в полукорпусах дифференциала, во внутренних полостях которых размещены фрикционные муфты, диски которых соединены поочередно со шлицами полукорпусов и полуосевых шестерен, входящих в зацепление с четырьмя сателлитами, контактирующими наружными буртами с опорными чашками, размещенными в расточках полукорпусов. Между осями и полукорпусами установлены упругие элементы, прижимающие -образные концы осей к -образным пазам полукорпусов дифференциала с силой пр, величина которой определяется из условиясопрпр,2 2 где сопр - момент сопротивления трансмиссии от полуосевой шестерни дифференциала до колеса или момент эксплуатационный- дополнительный момент, величина которого в 1,53 раза меньше эксплуатационного и учитывающий инерционные нагрузки, отклонения в изготовлении и монтаже- расстояние от точки приложения силы (середины -образного сечения оси) до продольной оси дифференциала. В качестве упругих элементов могут быть использованы винтовые пружины. Заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что между осями и полукорпусами установлены упругие элементы, прижимающие -образные концы осей к-образным пазам полукорпусов дифференциала с силой Рпр, величина которой может определяться из условиясопрпр. 2 2 При этом упругие элементы представляют собой винтовые пружины. На фиг. 1 показан общий вид в разрезе. На фиг. 2 показан вид А. Самоблокирующийся дифференциал (фиг. 1) содержит две пересекающиеся под прямым углом оси 1, имеющие -образное сечение концов 2, расположенных в сопрягаемых образных пазах 3 (фиг. 2), выполненных в полукорпусах 4 и 5 дифференциала. На каждой из оси установлены по два сателлита 6, входящих в зацепление с полуосевыми шестернями 7 и контактирующие наружными буртами 8 с опорными чашками 9, которые могут контактиро 3 5901 1 вать с фрикционными муфтами, представляющими собой пакеты (собранные поочередно) из ведущих 10 и ведомых 11 дисков. Ведущие диски 10 установлены на внутренних шлицах 12 полукорпусов 4 и 5, а ведомые диски 11 установлены на шлицах 13 полуосевых шестерен 7. В полукорпусах 4 и 5 выполнены четыре отверстия 14, в которые установлены упругие элементы в виде пружины 15, поджимающие -образные концы осей 2 к -образным пазам 3 полукорпусов дифференциала с силой сжатия Рпр. Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом. Крутящий момент Мсопр (или момент сопротивления привода и колес) передается через -образные пазы 3 на прижатые к ним пружинами 15 -образные концы 2 осей 1, и далее посредством зубчатых зацеплений от сателлитов 6 к полуосевым шестерням 7 и трансмиссии привода колес. При этом в дифференциале возникает результирующая осевая сила, складывающаяся из двух составляющих осевой силы Рзац, возникающей в зацеплении сателлит-полуосевая шестерня,и осевой составляющей силы Рос, возникающей на скосах -образных пазов полукорпусов дифференциала и действующих через бурты сателлитов 8 на опорную чашку 9. При передаче дифференциалом незначительных крутящих моментов результирующая осевая сила меньше или равна силе сжатия Рпр пружин 15 и, как следствие, оси 1 остаются неподвижными в пазах и соответственно перемещения опорных чашек 9 не происходит. Таким образом, ведомые диски 11 и ведущие диски 10 остаются разомкнутыми, момент трения во фрикционных муфтах отсутствует и полуосевые шестерни 7 вращаются независимо от полукорпусов 4 и 5 дифференциала. При дальнейшем увеличении крутящего момента на корпусе дифференциала и достижении им значения, близкого к эксплуатационному, результирующая осевая сила преодолевает силу сжатия Рпр пружин 15. При этом оси 1 вместе с сателлитами 6 смещаются в -образных пазах 3 и через торцы соответствующих опорных чашек 9 замыкают фрикционные муфты. Одна ось сжимает одну муфту, а другая ось - другую муфту, создавая между дисками моменты трения и связывая, таким образом, полуосевые шестерни с полукорпусами дифференциала. Происходит блокировка дифференциала. Силу предварительного сжатия пружин можно определить из условиясопр,пр 2 2 где сопр - момент сопротивления трансмиссии от полуосевой шестерни дифференциала до колеса- дополнительный момент, величина которого в 1,53 раза меньше эксплуатационного и учитывающий инерционные нагрузки, отклонения в изготовлении и монтаже- расстояние от точки приложения силы (середины -образного сечения оси) до продольной оси дифференциала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4