САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к планетарным дифференциалам, и может быть использована в дифференциалах задних мостов транспортных средств, в частности автомобилей.
Известен механизм распределения мощности (планетарный дифференциал) [патент RU №2044942, F 16 H 48/20], который имеет корпус, внутри которого установлен планетарный механизм с передаточным отношением больше нуля. Его водило соединено с одним из выходных валов, а на втором выходном валу установлено центральное колесо. Этот механизм при установке его в транспортное средство не обеспечивает равномерного распределения момента на ведущие колеса, что может привести к остановке одного колеса и буксованию другого при разных условиях их сцепления с дорогой.
Известен также самоблокирующийся дифференциал (механизм распределения мощности) [патент RU №2125673, F 16 H 48/06], который принят за прототип. Этот дифференциал состоит из корпуса и установленных внутри него двух планетарных механизмов с одинаковыми передаточными отношениями, большими нуля, которые расположены соосно и соединены параллельно. Центральное колесо одного планетарного механизма жестко соединено с корпусом и с центральным колесом второго планетарного механизма. Два других центральных колес разных планетарных механизмов для реверсивного движения относительно друг друга соединены между собой кинематической цепью с промежуточным зубчатым колесом, образующим вращательную пару с осью, закрепленной в корпусе. Зубчатые колеса кинематической пары выполнены коническими. Выходной вал планетарного механизма соединен с водилом. Передаточное отношение каждого планетарного механизма выбрано таким, что при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах обеспечивается окружные усилия разного
знака на венцах центральных колес при жестком соединении их между собой и одного знака - при соединении колес кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо для реверсивного движения. Такое выполнение механизма позволяет распределять крутящий момент на ведущие оси и колеса равномерно двумя параллельными потоками независимо от сцепных условий колес с дорогой, предотвратить пробуксовку колес исключить влияние на управляемость транспортного средства. Недостатки прототипа -относительная сложность конструкции, трудоемкость изготовления деталей планетарных механизмов - связаны с наличием водила сложной конструкции, выполнением сателлитов двухвенцовыми, кроме того, использованные в кинематической цепи конические зубчатые колеса имеют большие осевые габариты, трудоемки в изготовлении.
В основу полезной модели положена техническая задача упрощения конструкции, уменьшение осевых габаритов самоблокирующегося дифференциала и снижение трудоемкости его изготовления.
Поставленная задача решается тем, что в самоблокирующемся дифференциале, содержащем корпус, два соосно расположенных и параллельно соединенных планетарных механизма с одинаковыми передаточными отношениями, большими нуля, которые размещены внутри корпуса, внешние из центральных колес каждого планетарного механизма жестко соединены с корпусом, а внутренние центральные колеса для реверсивного движения относительно друг друга соединены между собой кинематической цепью с промежуточными зубчатыми колесами, установленными на осях, закрепленных в корпусе дифференциала, согласно предложению, планетарные механизмы которого выполнены по безводильной схеме 3k и с одновенцовыми сателлитами, выходной вал каждого планетарного механизма соединен с его солнечным центральным колесом, а промежуточные зубчатые колеса кинематической цепи выполнены цилиндрическими, а соединяющиеся с ними зубчатые колеса - плоскими.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 изображен продольный разрез самоблокирующегося дифференциала, а на фиг.2 - его поперечный разрез по осям промежуточных колес кинематической цепи.
Самоблокирующийся дифференциал содержит (фиг.1) корпус 1 с крышкой корпуса 2, два одинаковых планетарных механизма, которые соединены друг другом кинематической цепью. Каждый планетарный механизм содержит внешнее (неподвижное) 3 (3') и внутреннее (подвижное) 4 (4') относительно корпуса центральные колеса, находящиеся с ними в зацеплении одновенцовые сателлиты 5 (5') и солнечное центральное колесо 6 (6'), которое находится в зацеплении сателлитами 5 (5') и соединено с выходным валом 7 (7'). Кинематическая цепь включает плоские зубчатые колеса 8 и 9, находящиеся с ними в зацеплении промежуточные цилиндрические зубчатые колеса 10, выполненные заодно с осями 11, установленными в отверстиях корпуса 1 и неподвижного водила 12, закрепленного в корпусе пальцами 13, и фиксирующую втулку 14. Плоские колеса 8 и 9 жестко соединены соответственно с подвижными центральными колесами 4 и 4' планетарных механизмов.
Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.
При приложении момента к корпусу 1, если моменты сопротивления на выходных валах 7и 7' имеют одинаковые направления (одинаковый знак), то окружные силы на плоских колесах 8, 9 и соединенных с ними подвижных центральных колесах 4, 4' планетарных механизмов будут иметь одинаковое направление, поворот колес 4 и 4' относительно друг друга невозможен, то есть они остаются неподвижными относительно корпуса, следовательно корпус 1 вращается вместе с выходными валами 7 и Т как одно целое. Момент от корпуса 1 независимо от сцепных условий колес с дорогой будет передаваться двумя параллельными потоками через венцы
неподвижных центральных колес 3, 3', венцы сателлитов 5, 5' и солнечных центральных колес 6, 6' к выходным валам 7, 7'.
При приложении к одному из выходных валов 7 или 7' дополнительного момента противоположного направления (знака) (например, при повороте автомобиля) солнечное колесо 6 или 6' из ведомого становится ведущим, его вращение передается сателлиту 5 или 5' который, обкатывая неподвижное центральное колесо 3 или 3', приводит в движение подвижное центральное колесо 4 или 4' и соединенное с ним плоское колесо 8 или 9. Колеса 8 и 9, находящиеся в зацеплении с промежуточным цилиндрическим колесом 10, начнут вращаться в разных направлениях. Самоблокирующийся дифференциал в этом случае работает как обычный дифференциал, обеспечивая свободный поворот автомобиля. Выполнение планетарных механизмов по безводильной схеме 3k и с одновенцовыми сателлитами упрощает конструкцию и снижает трудоемкость изготовления самоблокирующегося дифференциала, а выполнение промежуточных зубчатых колес кинематической цепи цилиндрическими, а соединяющихся с ними зубчатых колес -плоскими, кроме того, снижает его осевые габариты.
Пример конкретного осуществления.
Спроектирован и изготовлен опытный образец самоблокирующегося дифференциала для заднего моста автомобилей ВАЗ (см. фотографию), который для испытаний был установлен на автомобиль ВАЗ 2106. Испытания в реальных условиях показали его работоспособность, наблюдалось значительное повышение проходимости автомобиля.
Промышленная применимость.
Самоблокирующийся дифференциал может быть рекомендован для установки в легковые автомобили ВАЗ и «Москвич», находящиеся в эксплуатации. Установка может быть произведена в условиях ремонтных мастерских без существенного изменения конструкции заднего моста автомобиля.