дифференциал транспортного средства

Формула изобретения

Дифференциал транспортного средства, содержащий корпус, две цилиндрические косозубые шестерни и попарно установленные в отверстиях корпуса параллельно цилиндрическим косозубым шестерням цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие между собой и с цилиндрическими косозубыми шестернями, при этом цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие с одной из цилиндрических косозубых шестерен, установлены в отверстиях корпуса с возможностью центрирования их по диаметру вершин зубьев, отличающийся тем, что цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие с другой цилиндрической косозубой шестерней, снабжены опорами, выполненными на их торцах и предназначенными для установки с возможностью центрирования этих цилиндрических косозубых сателлитов в отверстиях, выполненных в корпусе, причем диаметр опор цилиндрических косозубых сателлитов и диаметр отверстий для установки опор меньше диаметра отверстий корпуса, в которых установлены первые цилиндрические косозубые сателлиты, а разница этих диаметров должна обеспечивать их непересечение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в полноприводных автомобилях.

Известно техническое решение симметричного червячного дифференциала (см. журнал “АТА” (Indednerja Automatorjstca), №5, Maddjo, 1990 г., стр. 470). Данный дифференциал типа “Torsen” обладает внутренней автоматичностью блокировки за счет повышенного трения в нем, содержит попарно установленные в корпусе сателлиты, взаимодействующие между собой и с шестернями дифференциала.

К основным недостаткам данного дифференциала можно отнести:

- сложность конструкции, т.к. данный дифференциал червячного типа с сателлитами, расположенными перпендикулярно шестерням дифференциала;

- сложность изготовления данного дифференциала, т.к. технология его изготовления, особенно сателлитов, требует высокоточного и специального оборудования.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является дифференциал типа “Quajfe” (см. журнал “За рулем”, №4, 1998 г., стр. 44-45), обладающий внутренней автоматичностью блокировки за счет повышенного трения в нем. Данный дифференциал также содержит попарно установленные в корпусе дифференциала сателлиты, взаимодействующие между собой и с шестернями дифференциала. Шестерни и сателлиты дифференциала выполнены цилиндрическими с косозубым зацеплением. Сателлиты дифференциала установлены параллельно шестерням дифференциала и центруются в отверстиях корпуса дифференциала по диаметру вершин зубьев.

Данная конструкция принята за ближайший аналог (прототип). Вышеописанная конструкция дифференциала значительно проще дифференциала типа “Torsen”, но тоже имеет свои недостатки, основными из которых являются:

- конструктивная сложность корпуса дифференциала и технологическая сложность его изготовления. Ввиду того, что пара сателлитов взаимодействует между собой через косозубое зацепление, то их центрирующие отверстия корпуса, в которых они установлены, пересекаются между собой, что ведет к затруднению и высокой трудоемкости при обработке этих отверстий с точки зрения чистоты и точности, т.к. они являются центрирующими отверстиями;

- увеличенный осевой габарит, т.е. невозможность применения коротких сателлитов для передачи необходимого крутящего момента из-за возникновения их перекоса и последующего заклинивания.

Предлагаемое техническое решение направлено на упрощение конструкции корпуса дифференциала, упрощение технологии его изготовления и уменьшение осевого габарита за счет применения коротких сателлитов.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается тем, что известный дифференциал транспортного средства содержит корпус, две цилиндрические косозубые шестерни и попарно установленные в отверстиях корпуса параллельно этим цилиндрическим косозубым шестерням цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие между собой и с цилиндрическими косозубыми шестернями, при этом цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие с одной из цилиндрических косозубых шестерен, установлены в отверстиях корпуса с возможностью центрирования их по диаметру вершин зубьев.

Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что цилиндрические косозубые сателлиты, взаимодействующие с другой цилиндрической косозубой шестерней, снабжены опорами, выполненными на их торцах и предназначенными для установки с возможностью центрирования этих цилиндрических косозубых сателлитов в отверстиях, выполненных в корпусе, причем диаметр опор цилиндрических косозубых сателлитов и диаметр отверстий для установки опор меньше диаметра отверстий корпуса, в которых установлены первые цилиндрические косозубые сателлиты, а разница этих диаметров должна обеспечивать их непересечение.

При исследовании отличительных признаков заявляемого изобретения не выявлено каких-либо известных аналогичных решений.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, имеющимся в распоряжении заявителя, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию “новизна”.

Для проверки соответствия заявляемого изобретения критерию “изобретательский уровень” заявитель провел поиск известных решений для выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - конструктивная схема симметричного дифференциала;

на фиг.2 - сечение А-А фиг.1;

на фиг.3 - конструктивная схема несимметричного дифференциала;

на фиг.4 - сечение А-А фиг.3.

Дифференциал транспортного средства содержит корпус 1, две цилиндрические косозубые шестерни 2 и 3, попарно установленные в отверстиях 4 и 5 корпуса 1 параллельно шестерням 2 и 3, сателлиты 6 и 7, взаимодействующие между собой и с шестернями 2 и 3, причем сателлиты 6 взаимодействуют с шестерней 2, а сателлиты 7 - с шестерней 3. Сателлиты 6 установлены в отверстиях 4 с возможностью центрирования по диаметру вершин зубьев. Сателлиты 7 снабжены опорами 8 и 9, выполненными на их торцах и предназначенными для установки с возможностью центрирования сателлитов 7 в отверстиях 10, которые выполнены в корпусе 1. Диаметр опор 8 и 9 сателлитов 7 и отверстий 10, в которых они установлены, меньше диаметра отверстий 4, в которых установлены с возможностью центрирования по их диаметру вершин зубьев сателлиты 6. Разница диаметров отверстий 4 и 10 должна обеспечивать их непересечение между собой. Отверстия 5, в которых расположены сателлиты 7, не являются центрирующими, выполнены с большим диаметром, чем диаметр вершин зубьев сателлитов 7.

Выполнение непересекающихся центрирующих отверстий 4 и 10 корпуса 1 под установку сателлитов 6 и 7 с разными диаметрами упрощает конструкцию корпуса 1 и технологию его изготовления. Выполнение отверстий 5 под размещение сателлитов 7 с опорами 8 и 9, диаметр которых не является центрирующим и превышает наружный диаметр сателлитов 7, не вызывает затруднений и выполняется грубой фрезеровкой, тем более наружный диаметр сателлитов, не являющийся центрирующим, тоже выполняется с меньшей чистотой и точностью, чем у сателлитов 6, которые центрируются по наружному диаметру, т.е. по диаметру вершин зубьев.

Сателлиты 7 с опорами 8 и 9 можно выполнять короткими, не боясь перекосов и заклинивания, обеспечив тем самым уменьшение осевого габарита дифференциала (фиг.3, 4).

Так как повышенное трение в дифференциале во время его работы при передаче крутящего момента обеспечивается за счет осевой составляющей угла наклона зуба (оптимальный угол наклона, применяемый на практике, и при котором обеспечивается надлежащий эффект блокировки, составляет 35) и радиальной составляющей угла профиля зуба (значение которого по ГОСТу 20) в косозубом зацеплении пары сателлитов и сателлитов-шестерен, то большая часть величины повышенного трения приходится на осевую составляющую угла наклона зуба, а меньшая - на радиальную составляющую угла профиля зуба. Осевая составляющая угла наклона зуба при этом обеспечивается за счет трения торцевых поверхностей сателлитов и шестерен с корпусом дифференциала, а радиальная составляющая угла профиля зуба - за счет поверхности наружного диаметра сателлитов (диаметр вершин зубьев) с внутренней поверхностью отверстий корпуса дифференциала, в которых они установлены.

Поэтому исключение половины сателлитов, установленных на опоры, из процесса радиального трения мало повлияет на необходимый коэффициент блокировки дифференциала, т.к. торцевое трение этих сателлитов остается и по значению оно больше радиального, а незначительный недостаток необходимого коэффициента блокировки дифференциала можно получить увеличением угла наклона зуба на 1...3.

Использование заявляемого изобретения в полноприводных автомобилях позволит повысить их эксплуатационные характеристики, позволит снизить затраты на изготовление.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию “промышленная применимость”.