Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. WO2021066668 - GEARLESS DIFFERENTIAL

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ RU ]

Кулачковый дифференциал.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к самоблокирующимся кулачковым дифференциальным передачам, и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств или в любых других дифференциальных передачах, где необходимо вращение центральных колес, друг относительно друга, только в противоположных направлениях.

Известен кулачковый дифференциал, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий две соосные: внутреннюю и наружную звездочки (центральные колеса), сепаратор (водило) с двумя рядами отверстий, с размещенными в них сухарями (промежуточными телами). Наружная звездочка имеет на внутренней поверхности равномерно расположенные кулачки (поверхности переменной кривизны). Внутренняя звездочка имеет на внешней поверхности два ряда кулачков (поверхности переменной кривизны), расположенных в шахматном порядке. Эта звездочка находится в отверстии сепаратора и соединяется шлицами во второй полуосью. В рабочем положении детали дифференциала устанавливаются таким образом, что сухари соприкасаются с кулачками наружной и внутренней звездочек (см. htp://k-a-t.ru/mdk.01.01 transmissia/mosty 7/index .shtml Однако, известная конструкция сложна в изготовлении, имеет малые значения КПД из-за повышенного трения между деталями,

повышенное изнашивание из-за больших сил трения и контактных напряжений в деталях.

Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции кулачкового дифференциала, имеющего значительно более высокий КПД по сравнению с ближайшим аналогом и пониженную изнашиваемость деталей.

Указанный технический результат достигается тем, что кулачковый дифференциал, включающий два соосных центральных колеса, каждое из которых содержит поверхности переменной кривизны, выполненные с возможностью одновременного кинематического сопряжения этими поверхностями с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, способным перемещаться по этим поверхностям, согласно изобретению, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполнено с возможностью стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела .

При этом, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполнено с возможностью осуществления полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях.

Заявителем проведенными множественными испытаниями, установлено, что выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, с возможностью обеспечения полного стопорения данного, по меньшей мере, одного промежуточного тела позволяет достичь заявляемого технического результата.

Это обеспечивается за счет того, что заявляемый дифференциал выполнен таким образом , что имеет, по меньшей мере, один участок , совпадающих поверхностей переменной кривизны, на котором обеспечивается смещение, по меньшей мере одного, промежуточного тела в окружном направлении относительно поверхностей переменной кривизны в том же направлении, что и водило, до участка с несовпадающими поверхностями переменной кривизны, достаточное для заклинивания промежуточного тела , что и гарантирует полное стопорение, по меньшей мере, данного промежуточного тела и, как следствие, полное стопорение дифференциала. При этом, в заявляемой конструкции отсутствуют трущиеся детали, в связи с тем, что конструкция стопориться и вращается как единое целое, что и обеспечивает ей высокий КПД, а также значительное снижение изнашиваемости деталей.

Одновременное кинематическое сопряжение центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, выполненное с возможностью осуществления

полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях также способствует достижению заявляемого технического результата.

Выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес поверхностями переменной кривизны с водилом, по меньшей мере, одним промежуточным телом, с возможностью осуществления полного вращения центральных колес друг относительно друга, только в противоположных направлениях обеспечивается за счет того, что полное стопорение промежуточного тела, происходит именно тогда, когда одно из центральных колес стремиться провернуться относительно другого, в том же направлении, но не может, так как промежуточное тело попадает на участок совпадающих поверхностей, на которых происходит его смещение в окружном направлении, приводящее к полному стопорению дифференциала.

Заявляемая конструкция не требует для своего изготовления дорогостоящего оборудования, что обеспечивает упрощение ее изготовления. Заявляемое устройство представлено на фигурах.

На фиг. 1- принципиальная схема устройства с промежуточными телами не круглой формы. На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства, в которой промежуточные тела выполнены в виде шариков, кулачковые поверхности (поверхности переменной кривизны) которых выполнены в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения, расположенных на торцевых сторонах направленных навстречу

друг другу центральных колес. ФигЗ- принципиальная схема устройства, в которой промежуточные тела выполнены в виде шариков, кулачковые поверхности (поверхности переменной кривизны) которых выполнены в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения, расположенных соответственно на наружной и внутренней поверхностях другу центральных колес, также направленных навстречу друг другу (с разнесенными друг относительно друга деталями). На фиг. 4 принципиальная схема траектории движения элементов конструкции.

Самоблокирующийся дифференциал содержит два соосных центральных колеса 1 и 2, водило 3, промежуточное тело (промежуточные тела) 4, выполненные в виде шариков или тел, не круглой формы.

Промежуточное тело (промежуточные тела) 4 кинематически одновременно сопрягающие водило 3 и центральные колеса 1 и 2, геометрически замкнутой связью, выполнены с возможностью перемещения относительно оси передачи (перемещение показано стрелками) и смещения в окружном направлении (показано стрелками на фиг.4). На торцевых поверхностях центральных колес 1 и 2, обращенных друг к другу или соответственно на наружной и внутренней поверхностях центральных колес 1 и 2 (при расположении центральных колес коаксиально по отношению друг к другу) выполнены кулачковые поверхности 5 (поверхности переменной кривизны) в виде периодически изогнутых в осевом направлении дорожек качения. Промежуточные тела 4 в случае их выполнения в виде шариков,

расположены на водиле 3, представляющем собой промежуточную обойму (сепараторе). Данная промежуточная обойма выполнена со сквозными продольными прорезями 6.

При выполнении промежуточных тел 4 в виде тела (тел) не круглой формы они расположены на водиле 3, расположенного в промежутке между направленными навстречу друг другу центральными колесами 1 и 2.

Одновременное кинематическое сопряжение центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, обеспечивается конструктивной формой входящих в нее элементов и, выполнено с возможностью обеспечения их постоянного геометрического замыкания.

Кроме того, одновременное кинематическое сопряжение центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, выполнено с возможностью осуществления полного вращения центральных колес 1 и 2 руг относительно друга, только в противоположных направлениях.

Работу заявленного устройства удобнее пояснить на фиг. 4.

В свободном состоянии дифференциала, центральные колеса 1 и 2 свободно вращаются в противоположных направлениях. При этом промежуточные тела 4 (в данном примере шарики) совершают перемещение по этим поверхностям (отмечено стрелками). В случае, если центральное колесо 1 останавливается, а водило 3 (сепаратор) продолжает вращение, например, по часовой стрелке, наступает момент, когда промежуточное тело 4 пойдет по совпадающим кулачковым дорожкам качения 5 (поверхностям переменной кривизны), сместиться на угол f (показано стрелками ) и дальнейшее вращение станет невозможным (полное стопорение). В данном случае, водило 4 (сепаратор) не может совершить полное вращение центральных колес 1 и 2 относительно друг друга. Центральные колеса 1 и 2 вращаются только в противоположных направлениях.

По прямой, как и при повороте механизм работает как свободный дифференциал, центральные колеса 1 и 2 вращаются вместе с водилом 3 и промежуточным (-ыми) телом (телами) 4.

При повороте (при необходимости) одно центральное колесо 1 или 2 опережает другое при этом промежуточное (-ые) тело (тела) 4 совершают свободное перемещение по поверхностям переменной кривизны без смещения в окружном направлении.

При попытке пробуксовки происходит полное стопорение.

Полное стопорение происходит за счет того, что, по меньшей мере, на одном участке, поверхности переменной кривизны 5 обеспечивают смещение промежуточного тела 4 в окружном направлении вместе с водилом 3 в том же направлении, что и водило 3, в связи с чем, при нахождении промежуточного тела 4 на участке совпадающих поверхностей, при наличии в дальнейшем участка с не совпадающими траекториями движения криволинейных поверхностей (поверхностей переменной кривизны) 5, не дающих промежуточному телу 4 осуществить дальнейшее его перемещение, приводящее к полному стопорению дифференциала.

Выполнение одновременного кинематического сопряжения центральных колес 1 и 2 поверхностями переменной кривизны 5 с водилом 3, по меньшей мере, одним промежуточным телом 4, с возможностью осуществления полного вращения центральных колес 1 и 2 друг относительно друга, только в противоположных направлениях обеспечивается за счет того, что полное стопорение промежуточного тела 4, происходит именно тогда, когда одно из центральных колес 1 (или 2) стремиться провернуться относительно другого, в том же направлении, но не может, так как, промежуточное тело 4 попадает на участок совпадающих поверхностей 5, на которых происходит его смещение в окружном направлении, приводящее к полному стопорению дифференциала.