ПЛАНЕТАРНАЯ МУФТА

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в качестве предохранительного устройства или устройства создающего нагрузочный крутящий момент.
Известен Дифференциал - механическое устройство, которое передает вращение с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача вращения возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. Однако, планетарный механизм стремится передать полученное от чашки дифференциала вращение туда, куда легче. Например (в автомобилях), если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колес одинаковое, дифференциал будет распределять вращение равномерно между колесами. Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колес с дорогой (например, одно колесо попало на лед, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнет перераспределять вращение на то колесо, усилие для вращения которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). Совершенно ясно, что свойство дифференциала всегда распределять полученный крутящий момент поровну (50/50), сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Так как для продолжения движения автомобиля, необходимо передавать больше крутящего момента на колеса с наилучшим дорожным сцеплением. Как же заставить дифференциалы перераспределять крутящий момент в пользу таких колес?
В данном случае применяется блокировка с использованием вискомуфты одной из полуосей (центральной шестерни) с чашкой дифференциала (водилом). Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один ее привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой - к полуоси. Как только одна из осей начинает получать более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень ее блокировки, а следовательно и степень блокировки дифференциала. За счет полученного момента трения между чашкой дифференциала и полуосью, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу оси с наилучшим дорожным сцеплением (отстающую полуось). По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведет к плавному размыканию вискомуфты и к отключению блокировки. Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя.
Также известен героторный дифференциал. Американская компания ASHA Corp. снабдила классический дифференциал устройством блокировки, состоящим из масленого насоса с поршнем и комплекта фрикционных пластин (фрикционного блока), установленного между чашкой дифференциала и шестерней одной из полуосей. Принцип действия данной блокировки практически ни чем не отличается от рассмотренной выше блокировки при помощи вискомуфты. Масляный насос монтируется соосно полуоси таким образом, что его корпус крепится к чашке дифференциала, а нагнетающий ротор - к полуоси. При возникновении разности в угловых скоростях полуоси (центральной шестерни) и чашки дифференциала (водилом), насос начинает нагнетать масло на поршень и сдавливать фрикционный блок, блокируя тем самым шестерню полуоси с чашкой дифференциала. За счет полученного момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент на отстающую полуось (полуось с наилучшим сцеплением). Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock).
Недостатком известных конструкций является использование момента трения для передачи вращения, что приводит к перегреву, быстрому износу фрикционов.
Технической задачей заявляемого решения является увеличение надежности, срока службы устройства и улучшения его характеристик.
Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в качестве предохранительного устройства или устройства создающего нагрузочный крутящий момент.
Указанная задача решается тем, что планетарная муфта, содержит механизм планетарной передачи, причем сателлиты расположены в корпусе водила с минимальным радиальным зазором, образуя зоны нагнетания и всасывания и имеющие отверстия постоянной или переменной величины для входа и выхода рабочей жидкости.
На фиг.1, 2 схематически изображена планетарная муфта согласно п.1 формулы.
На фиг.3, 4 схематически изображена планетарная муфта согласно п.2 формулы.
На фиг.5, 6, 7 схематически изображена планетарная муфта согласно п.3 формулы.
На фиг.8 схематически изображена планетарная муфта согласно п.4 формулы.
Планетарная муфта по п.1. содержит центральные шестерни 1 и 2, установленные соосно, которые вращаются вокруг оси механизма. Водило 3 - подвижное звено, на котором укреплены оси сателлитов 4. Сателлиты 4 расположены в корпусе водила 3 с минимальным радиальным зазором, образуя до и после места зубчатого контакта сателлитов 4 с центральными колесами 1 и 2 зоны нагнетания 5 и всасывания 6, имеющие отверстия 7 для входа и выхода рабочей жидкости.
Планетарная муфта по п.2. содержит центральную шестерню 1, которая вращается вокруг оси механизма. Водило 2 - подвижное звено, на котором укреплены оси сателлитов 3. Сателлиты 3 расположены в корпусе водила 2 с минимальным радиальным зазором, образуя до и после места зубчатого контакта сателлитов 3 с центральным колесом 1 зоны нагнетания 4 и всасывания 5, имеющие отверстия 6 для входа и выхода рабочей жидкости.
Планетарная муфта по п.3. содержит центральные шестерни 1 и 2, установленные соосно, которые вращаются вокруг оси механизма, каждая из которых имеет собственные сателлиты 3. Водило 4 - подвижное звено, на котором укреплены оси сателлитов 3. Сателлиты 3 находятся дополнительно в зубчатом зацеплении парно друг с другом и образуют до и после места зубчатого контакта, совместно с примыкающими поверхностями водила 4, зоны нагнетания 5 и всасывания 6 рабочей жидкости и имеют отверстия 7 для входа и выхода рабочей жидкости.
Планетарная муфта по п.4. содержит отверстия 1 переменной площади проходного сечения, регулировочный механизм 2.
Планетарная муфта по п.1. работает следующим образом. Центральные шестерни 1 и 2 находятся в зубчатом зацеплении с сателлитами 4. При их вращении, зубья сателлитов 4 и центральных шестерен 1 и 2 перемещают рабочую жидкость вдоль цилиндрических стенок в корпусе водила 3 и переносят ее из зоны всасывания 5 в зону нагнетания 6, где зубья шестерен, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в зону нагнетания 6. Из зоны нагнетания 6 рабочая жидкость через отверстия 7 переходит в зону всасывания 5. В зависимости от пропускной способности этих отверстий 7 изменяется момент сопротивления рабочей жидкости вращению сателлитов 4, а следовательно и водила 3 и центральных шестерен 1 и 2, передавая таким образом вращающий момент между элементами планетарной передачи.
Планетарная муфта по п.1. работает следующим образом. Центральная шестерня 1 находится в зубчатом зацеплении с сателлитами 3. При их вращении, зубья сателлитов 3 и центральной шестерни 1 перемещают рабочую жидкость вдоль цилиндрических стенок в корпусе водила 2 и переносят ее из зоны всасывания 4 в зону нагнетания 5, где зубья шестерен, входя в зацепление; выталкивают жидкость из впадин в зону нагнетания 5. Из зоны нагнетания 5 рабочая жидкость через отверстия 6 переходит в зону всасывания 4. В зависимости от пропускной способности этих отверстий 6 изменяется момент сопротивления рабочей жидкости вращению сателлитов 3, а следовательно и водила 2 и центральной шестерни 1, передавая таким образом вращающий момент между элементами планетарной передачи.
Планетарная муфта по п.3. работает следующим образом. Центральные шестерни 1 и 2 находятся в зубчатом зацеплении с сателлитами 3. Сателлиты 3, находясь дополнительно в зубчатом зацеплении парно друг с другом, образуют совместно с примыкающими поверхностями водила 4 зоны нагнетания 5 и всасывания 6 рабочей жидкости. При вращении, зубья сателлитов 3 каждой центральной шестерни 1 и 2 перемещают рабочую жидкость вдоль цилиндрических стенок в корпусе водила 4 и переносят ее из зон всасывания 5 в зоны нагнетания 6, где зубья сателлитов 3, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в зону нагнетания 6. Из зоны нагнетания 6 рабочая жидкость через отверстия 7 переходит в зону всасывания 5. В зависимости от пропускной способности этих отверстий 7 изменяется момент сопротивления рабочей жидкости вращению сателлитов 4, а следовательно и водила 3 и центральных шестерен 1 и 2, передавая таким образом вращающий момент между элементами планетарной передачи.
Планетарная муфта по п.4. работает следующим образом. Изменяя площадь проходного сечения отверстий 1 с помощью регулировочного механизма 2 изменяется их пропускная способность, а следовательно изменяется момент сопротивления рабочей жидкости вращению элементам планетарной передачи.