Дифференциал повышенного трения (варианты)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ПОВЫШЕННОГО ТРЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)(60)5028333/28, 01.07.1991 объединение Минский тракторный завод им. В.И.(71) Заявители Производственное объединение ЛенинаМинский тракторный завод им. В.И. Ленина,Белорусская государственная политехническая академия(57) 1. Дифференциал повышенного трения, содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью осевых перемещений и связанные с ними торцевыми кулачками полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, и расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями фрикционные дисковые муфты, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые - с полуосевыми шестернями, отличающийся тем, что в корпусе дифференциала выполнены расточки, в которых расположены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов, установленных в стаканах с продольными пазами в стенках,размешенных в упомянутых расточках корпуса, и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски, снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференциала снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты установлены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, а подвижные диски - одновременно на фрикционные дисковые муфты и полуосевые шестерни. 2. Дифференциал повышенного трения, содержащий корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на них с возможностью осевых перемещений и связанные с ними торцевыми кулачками полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, и расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями фрикционные дисковые муфты, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые - с полуосевыми шестернями, отличающийся тем, что в корпусе дифференциала выполнены расточки, в которых расположены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта 2367 1 предварительно сжатых упругих элементов, установленных в стаканах с продольными пазами в стенках,размещенных в упомянутых расточках корпуса, и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски, снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференциала снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты расположены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, полуосевые шестерни зафиксированы от осевого смешения упорами, расположенными на полуосевых валах, а подвижные диски опираются только на фрикционные дисковые муфты.(56) 1. А.с. СССР 655845, МПК 16 1/44, 1979. 2. А.с. СССР 697360, МПК 60 17/20, 1979. 3. Патент Великобритании 11159426 , МПК 16 1/44, 1969. 4. А.с. СССР 222880, МПК 62, 1968 (прототип). Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве дифференциала повышенного трения внедорожных многоприводных автомобилей и тракторов. Известны дифференциалы повышенного трения, содержащие корпус, полуосевые шестерни, зацепленные с сателлитами, размещенными на крестовине корпуса. Комплекты ведущих дисков связаны с корпусом, а комплекты ведомых дисков связаны с полуосевыми шестернями. Между корпусом и дисками установлены упругие элементы 1, 2, 3. Эти дифференциалы обеспечивают возможность получения только одной характеристики блокирующих свойств в них либо с ростом крутящего момента Мо на корпусе момент тренияуменьшается (фиг. 1), либо с ростом крутящего момента на корпусе момент трения остается постоянным (фиг. 2). В связи с вышеуказанным,для машин предназначенных для различных условий эксплуатации необходимо применять существенно различающиеся конструкции дифференциалов повышенного трения. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является дифференциал повышенного трения, содержащий корпус, крестовину с сателлитами, выходные полуосевые валы и связанные с ними торцевыми кулачками полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с коническими сателлитами. Между корпусом и полуосевыми шестернями расположены фрикционные дисковые муфты, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые - с полуосевыми шестернями 4. Введение в дифференциале дополнительных блокирующих устройств-кулачков - позволяет увеличить силы, сжимающие муфты, и тем самым, повысить блокирующие свойства дифференциала, т. е. его эффективность, поскольку это повышает проходимость машины. В разработанной и изготовленной по такой схеме конструкции дифференциала по такой схеме коэффициент блокировки составил 4,4. Недостатком конструкции этого дифференциала является то, что он обеспечивает возможность получения только характеристики блокирующих свойств 1, показанной на фиг. 1 и фиг. 2. Последнее достигается тем, что с появлением и возрастанием крутящего момента на корпусе дифференциала появляются и увеличиваются осевые силы конического зацепления и осевые силы кулачков, которые сжимают муфты, увеличивая в них момент трения. В дифференциале - прототипе не обеспечивается характеристика , показанная на фиг. 1,при которой момент трения дифференциала уменьшается при увеличении крутящего момента на его корпусе, и характеристика , показанная на фиг. 3, при которой момент трения остается постоянным при увеличении крутящего момента на корпусе дифференциала. Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по созданию конструкции дифференциала повышенного трения с улучшенными блокирующими свойствами и расширенными эксплуатационными возможностями путем получения в дифференциале блокирующих моментов с различными характеристиками. Решение поставленной задачи по первому варианту достигается тем, что в дифференциале повышенного трения, содержащем корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на последних с возможностью осевых перемещений и связанные с ними торцевыми кулачками полуосевые шестерни,находящиеся в зацеплении с сателлитами, и расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями фрикционные дисковые муфты, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые - с полуосевыми шестернями, в корпусе дифференциала выполнены расточки, в которых расположены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов, установленных в стаканах с продольными пазами в стенках, размещенных в упомянутых расточках корпуса и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски,снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференциала снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты установлены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, а подвижные диски - одновременно на фрикционные дисковые муфты и полуосевые шестерни. Решение поставленной задачи по второму варианту достигается тем, что в дифференциале повышенного трения, содержащем корпус, крестовину с коническими сателлитами, выходные полуосевые валы, установленные на последних с возможностью осевых перемещений и связанные с ними торцевыми кулачками полуосевыешестерни,находящиеся в зацеплении с сателлитами, и расположенные между корпусом и полуосевыми шестернями фрикци 2 2367 1 онные дисковые муфты, ведущие диски которых связаны с корпусом, а ведомые - с полуосевыми шестернями, в корпусе дифференциала выполнены расточки, в которых расположены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов, установленных в стаканах с продольными пазами в стенках, размещенных в упомянутых расточках корпуса, и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски,снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференциала снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты расположены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, полуосевые шестерни зафиксированы от осевого смещения упорами, расположенными на полуосевых валах,а подвижные диски опираются только на фрикционные дисковые муфты. Конструктивное исполнение упругого элемента в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов(пружинный пакет) позволяет осуществлять его сборку отдельно до сборки дифференциала, т.е. предварительно собранные упругие элементы (пружинные пакеты) являются в отличие от прототипа подузлами одного узла - дифференциала. Поэтому после сборки пружинных пакетов дальнейшая сборка механизма осуществляется как обычного конического с дисковыми муфтами. При предварительной сборке пружинного пакета обеспечивается возможность контроля сжатия упругих элементов. Подбор пакетов с одинаковой приведенной жесткостью для одного дифференциального механизма позволяет компенсировать погрешности изготовления и обеспечить, тем самым, стабильность и симметричность блокирующих свойств. Упрощается сборка дифференциала, поскольку в процессе ее не нужно следить за взаимным расположением деталей, на которые опираются упругие элементы. Наличие в пружинном пакете комплекта упругих элементов (винтовых пружин) одного типоразмера дает широкие возможности для регулирования начальных моментов М 1 (фиг. 3 и фиг. 4). Устанавливая в пружинный пакет комплект, состоящий из разного количества упругих элементов одного типоразмера можно получать семейство характеристик блокирующих свойств дифференциала с различными моментами М 1, что расширяет эксплуатационные возможности дифференциала. Кроме указанного, взаимодействие подвижного диска предварительно сжатого упругого пружинного пакета либо с пакетом дисков и полуосевой шестерней, либо только с пакетом дисков, когда полуосевая шестерня опирается на упор полуосевого вала, позволяет расширить эксплуатационные возможности дифференциала, поскольку указанные варианты взаимодействия обеспечивают две различные по типу характеристики блокирующих свойств дифференциала. Наличие упоров на полуосевом валу, позволяет создать постоянный момент трения в дисковой муфте. Кроме указанного, взаимодействие подвижного диска предварительно сжатого упругого пружинного пакета либо с пакетом дисков и полуосевой шестерней, либо только с пакетом дисков, когда полуосевая шестерня опирается на упор полуосевого вала, позволяет расширить эксплуатационные возможности дифференциала, поскольку указанные варианты взаимодействия обеспечивают две различные по типу характеристики блокирующих свойств дифференциала. Наличие упоров на полуосевом валу, позволяет создать постоянный момент трения в дисковой муфте. Наличие указанного зазора между корпусом и пакетом дисков обеспечивает гарантированное прижатие дисков к упорам корпуса и возможность получения обеих характеристик блокирующих свойств. Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый дифференциал повышенного трения по первому варианту отличается тем, что в корпусе дифференциала выполнены расточки, в конструкцию введены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов,установленных в стаканах с продольными пазами в стенках, размещенных в упомянутых расточках корпуса и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски, снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференцила снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты установлены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, а подвижные диски - одновременно на фрикционные дисковые муфты и полуосевые шестерни. Заявляемый дифференциал повышенного трения по второму варианту отличается тем, что в корпусе дифференциала выполнены расточки, в конструкцию введены упругие пружинные пакеты, выполненные в виде комплекта предварительно сжатых упругих элементов, установленных в стаканах с продольными пазами в стенках,размещенных в упомянутых расточках корпуса и опирающихся на дно стаканов и подвижные диски, снабженные выступами, посредством которых они установлены в пазах стаканов, и зафиксированные в стаканах стопорными кольцами, корпус дифференциала снабжен упорами, фрикционные дисковые муфты расположены с зазором относительно корпуса, при этом ближние к полуосевым шестерням диски муфт опираются на упоры корпуса, полуосевые шестерни зафиксированы от осевого смещения упорами, расположенными на полуосевых валах, а подвижные диски опираются только на фрикционные дисковые муфты. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 показаны характеристики блокирующих свойств, обеспечиваемые аналогами на фиг. 3 и фиг. 4 - характеристики, обеспечиваемые заявляемым дифференциалом на фиг. 5 показан продольный разрез дифференциала на фиг. 6 и фиг. 7 изображены конст 3 2367 1 рукции узла дисковой муфты дифференциала для получения уменьшающихся и постоянных моментов трения в дифференциале соответственно. Дифференциал содержит корпус 1 и опирающиеся на него, сжатые предварительно, упругие пружинные пакеты, состоящие из стакана 2, подвижного диска 3, стопорного кольца 4 и упругих элементов 5 (цилиндрических винтовых пружин), пакеты 6 фрикционных дисковых муфт, крестовину 7 с сателлитами 8, находящимися в зацеплении с полуосевыми шестернями 9, на торцевых сторонах которых со стороны зубчатого зацепления выполнены кулачки 10, зацепленные с кулачками, опирающихся друг на друга полуосевых валов 11 дифференциала. В крайних дисках 12, соединенных шлицами с корпусом выполнены внутренние проточки под установку упругих пружинных пакетов и их подвижных дисков 3. Предварительно собранные упругие пружинные пакеты установлены в проточках корпуса 1 дифференциала и крайних дисков 12 с предварительным сжатием,при этом дисковые муфты 6 прижаты подвижным диском упругого пружинного пакета через ближайший к корпусу диск 12 к упорам 13 корпуса (например, стопорными кольцам). В таком случае в муфтах дисков имеется начальный момент трения, а между корпусом и ближайшим к корпусу диском 12 гарантированный зазор 14. Для варианта (Б) получения в дифференциале постоянного момента трения на полуосевых валах 11, кроме того, имеются упоры (например, стопорные кольца) для взаимодействия с малыми торцами полуосевых шестерен. Дифференциал в варианте А (фиг. 6) обеспечения уменьшающегося момента трения работает следующим образом. С подведением и увеличением крутящего момента на корпусе 1 возрастающие осевые составляющие сил конического зацепления и кулачков через полуосевые шестерни 9 будут воздействовать на подвижные диски 3 упругих пружинных пакетов и сжимать в них упругие элементы 5. При этом подвижные диски 3 пружинных пакетов отходя на ве личину зазора 14 и упираясь в стенки корпуса 1 будут освобождать сжатые предварительно диски муфт и, тем самым, уменьшать момент трения в них. Наличие зазора 14 обеспечивает при сжатии упругих элементов 2 в пружинных пакетах нулевой момент трения в дисковых муфтах, а его относительная малость (до 0,5 мм) не уменьшит долговечности конического зацепления. В конструкции узла дисковой муфты, выполненной по варианту Б (фиг. 7), осевые силы конического зацепления и кулачков через полуосевые шестерни будут восприниматься упорами 15 полуосевого вала 11. Таким образом, момент трения в дисковых муфтах будет оставаться постоянным. Наличие зазора 16 обеспечивает гарантированное сжатие упругим элементом пакета 6 фрикционных дисков по мере их износа в процессе эксплуатации. Отметим также, что при отсутствии в заявляемом дифференциале повышенного трения упругих пружинных пакетов будет обеспечиваться характеристика блокирующих свойств 1 (фиг. 1 и фиг. 2), обеспечиваемая прототипом. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.