Дифференциал свободного хода для колесных машин

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛ СВОБОДНОГО ХОДА ДЛЯ КОЛЕСНЫХ МАШИН(71) Заявитель Научно-инженерное республиканское унитарное предприятие Белавтотракторостроение(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Дубовик Дмитрий Александрович Максимов Сергей Михайлович Николаев Юрий Иванович Брижанев Владимир Михайлович(73) Патентообладатель Научно-инженерное республиканское унитарное предприятие Белавтотракторостроение(57) Дифференциал свободного хода, содержащий ведомое зубчатое колесо главной передачи, корпус, на обоих торцах которого расположены радиальные зубья, выполняющий роль ведущего звена, ведомые полумуфты, находящиеся в зацеплении с зубьями корпуса и связанные шлицевым соединением с соответствующими полуосями, предварительно сжатый упругий элемент, опирающийся на торцы ведомых полумуфт, и разрезные пружинные запорные кольца выполнены с возможностью взаимодействия с зубьями соответствующих ведомых полумуфт, одни из которых большей длины и выполняют роль шпонки в зацеплении с пазами, выполненными в упомянутых кольцах, отличающийся тем, что корпус и ведомые полумуфты содержат зубья конического сечения, а разрезные пружинные запорные кольца - зубья цилиндрического профиля.(56) 1. Скойбеда А.Т. Автоматизация ходовых систем колесных машин. - Минск Наука и техника, 1979. - С. 280. 2. Андреев А.Ф., Ванцевич В.В., Лефаров А.Х. Дифференциалы колесных машин. М. Машиностроение, 1987. - С. 176. Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве дифференциала в приводе ведущих колес внедорожных автомобилей и тракторов. Известны односторонние муфты свободного хода, содержащие ведущую и ведомую обоймы и расположенные в пазах между ними заклинивающие элементы (ролики и др.),взаимодействующие с упругими элементами 1. Односторонние муфты свободного хода применяются в основном в межосевом приводе подключения ведущих мостов. Они обеспечивают передачу крутящего момента только в одном направлении от двигателя к ведущим колесам и автоматически разблокируют привод колес при возникновении на колесах отрицательных крутящих моментов в случае проявления реактивной (циркуляционной) мощности. Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является дифференциал свободного хода (двухсторонняя муфта свободного хода, используемая в приводе ведущих колес мобильных машин в качестве дифференциала), содержащий ведомое зубчатое колесо главной передачи, корпус, ведущую муфту с двумя рядами с обеих сторон радиальных силовых прямобочных и управляющих трапецеидальных зубьев, два из которых имеют большую длину и образуют шпонку, связанную с корпусом, ведомые полумуфты, взаимодействующие с ведущей муфтой посредством соответствующих ей радиальных прямобочных и трапецеидальных зубьев, полуосевые цилиндрические зубчатые колеса, связанные с ведомыми полумуфтами и полуосями посредством шлицевого соединения, предварительно сжатые упругие элементы, опирающиеся на торцы ведомых полумуфт и полуосевых цилиндрических зубчатых колес. Внутри ведущей муфты расположено центральное кольцо, которое удерживается в среднем положении пружинным стопорным кольцом. На зубчатые венцы с трапецеидальными зубьями ведомых полумуфт с натягом посажено разрезное пружинное запорное кольцо с аналогичными трапецеидальными зубьями, образующими продолжение зубьев полумуфт. В разрезе кольца расположены удлиненные зубья (шпонки) ведущей муфты 2. Дифференциал свободного хода обеспечивает блокирование привода ведущих колес,максимальное использование силы тяги по условиям сцепления этих колес с опорной поверхностью и наилучшую проходимость при прямолинейном движении колесной машины. Недостатками конструкции данного дифференциала свободного хода являются отключение забегающих (внешних по отношению к центру поворота машины) колес, создание в плоскости дороги момента сопротивления повороту и ухудшение управляемости при криволинейном движении машины, а также сложность конструкции механизма. Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи по созданию конструкции дифференциала свободного хода с улучшенной характеристикой блокирующих свойств за счет отключения отстающих (внутренних по отношению к центру поворота) колес при криволинейном движении машины при одновременном упрощении конструкции. Решение поставленной задачи достигается тем, что дифференциал свободного хода содержит ведомое зубчатое колесо главной передачи, корпус, на обоих торцах которого расположены радиальные зубья, выполняющий роль ведущего звена, ведомые полумуфты, находящиеся в зацеплении с зубьями корпуса и связанные шлицевым соединением с соответствующими полуосями, предварительно сжатый упругий элемент, опирающийся на торцы ведомых полумуфт, и разрезные пружинные запорные кольца, взаимодействую 2 24362006.02.28 щие с зубьями соответствующих ведомых полумуфт, одни из которых большей длины и выполняют роль шпонки в зацеплении с пазами, выполненными в упомянутых кольцах,причем согласно техническому решению взаимодействие корпуса с ведомыми полумуфтами осуществляется посредством зубьев конического сечения, а взаимодействие ведомых полумуфт с разрезными пружинными запорными кольцами - посредством зубьев цилиндрического профиля. Такое исполнение дифференциала свободного хода позволяет обеспечивать блокированный привод при прямолинейном движении и отключение отстающих колес при криволинейном движении машины. Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 показан продольный разрез дифференциала свободного хода, на фиг. 2 - схема взаимодействия ведомых полумуфт с радиальными зубьями корпуса, на фиг. 3 - схема взаимодействия ведомых полумуфт цилиндрическими зубьями запорных колец. Дифференциал свободного хода (фиг. 1) содержит ведомое зубчатое колесо 1 главной передачи, корпус 2, на обоих торцах которого расположены радиальные зубья 3, и выполняющий роль ведущего звена, ведомые полумуфты 4, находящиеся в зацеплении с зубьями 3 корпуса 2 и связанные шлицевым соединением 5 с соответствующими полуосями 6,предварительно сжатый упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины 7, опирающийся на торцы ведомых полумуфт 4, и разрезные пружинные запорные кольца 8, взаимодействующие с радиальными зубьями 9 конического сечения соответствующих ведомых полумуфт 4, одни из которых большей длины 10 выполняют роль шпонки в зацеплении с пазами 11, выполненными в упомянутых кольцах 8. Взаимодействие корпуса 2 с ведомыми полумуфтами 4 осуществляется посредством радиальных зубьев 9 конического сечения, а взаимодействие ведомых полумуфт 4 с разрезными пружинными запорными кольцами 8 - посредством зубьев 12 цилиндрического профиля. Дифференциал свободного хода работает следующим образом. При прямолинейном движении машины ведомые полумуфты 4 усилием предварительно сжатой пружины 7 прижаты к радиальным зубьям 3 конического сечения корпуса 2. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и реализуется блокированный привод ведущих колес. При криволинейном движении машины с увеличением кривизны траектории возрастает крутящий момент на отстающем колесе, и возрастающие осевые составляющие силы конического зацепления радиальных зубьев 3 корпуса 2 и радиальных зубьев 9 ведомой полумуфты 4 начинают действовать на ведомую полумуфту 4, стремясь сжать пружину 7. При некотором значении кривизны траектории движения машины осевые составляющие сил зацепления радиальных зубьев 3 конического сечения корпуса 2 и радиальных зубьев 9 ведомой полумуфты 4 отстающего колеса становятся равными и превышают усилие предварительно сжатой пружины 7. Ведомая полумуфта 4 перемещается в осевом направлении, и, тем самым, привод отстающего колеса отключается. При этом вершины радиальных зубьев 9 ведомой полумуфты 4 располагаются напротив зубьев 12 цилиндрического профиля разрезного пружинного запорного кольца 8, и шпонка 10, взаимодействуя с пазом 11 разрезного пружинного запорного кольца 8, обеспечивает вращение ведомой полумуфты 4 и разрезного пружинного запорного кольца 8 с одинаковой угловой скоростью, предотвращая повторное (частое) включение ведомой полумуфты 4 при повороте машины. При переходе к прямолинейному движению ведомая полумуфта 4, совершив небольшое обратное вращение, соответствующее половине ширины вершины головки радиального зуба 9 конического сечения, входит в зацепление с радиальными зубьями 3 конического сечения корпуса 2. При этом дифференциал окажется заблокированным, и оба колеса вновь станут ведущими. Дифференциал свободного хода одинаково работает при движении машины как передним, так и задним ходом. 3 24362006.02.28 Таким образом, предложенная конструкция дифференциала свободного хода обеспечивает принудительный блокированный привод ведущих колес и наилучшую проходимость и тягово-скоростные свойства при прямолинейном движении, а также отключение отстающих колес, создание в плоскости дороги момента, способствующего повороту, и улучшение управляемости машины при криволинейном движении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.