автоматическая самоблокирующая обгонная муфта для односторонней передачи реверсивного крутящего момента

Формула изобретения

Обгонная муфта для односторонней передачи реверсивного крутящего момента, содержащая расположенные на одной оси и жестко соединенные между собой две ведомые полумуфты с зубьями правого и левого храпового зацепления, сориентированные навстречу друг другу, и ведущую двустороннюю полумуфту с зубьями правого и левого храпового зацепления, расположенную соосно и между упомянутыми ведомыми полумуфтами с возможностью осевого перемещения и вхождения попеременно в зацепление своими зубьями с соответствующими зубьями упомянутых ведомых полумуфт, при этом ведущая полумуфта поджата к одной из ведомых полумуфт с помощью пружины и жестко соединена с муфтой управления, выполненной с возможностью взаимодействия с вилкой управления, поджимающей через другую более жесткую пружину муфту управления вместе с ведущей полумуфтой до зацепления с другой ведомой полумуфтой при изменении направления крутящего момента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области автомобилестроения и машиностроения, а более конкретно к изготовлению трансмиссий универсальных транспортных средств круглогодичного использования.

Известен механизм трансмиссии автомобиля - дифференциал, позволяющий ведущим колесам вращаться с различными скоростями (см., например, Г.Е.Нагула. «Учебник шофера третьего класса». М.: из. «Транспорт», 1966 г., стр.235-237).

Недостатками дифференциала являются следующие:

- ограниченная проходимость транспортного средства из-за зависимости передающегося крутящего момента на ведущие колеса от коэффициента сцепления колеса с дорогой;

- сложность конструкции и, как следствие, невысокая надежность и трудности при эксплуатации;

- высокие потери на трение в зубчатых парах и на нагрев в трущихся парах, в результате чего снижается КПД;

- большие габариты, что отрицательно сказывается на клиренсе (дорожном просвете) автомобиля.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно разработка простой и надежной в эксплуатации конструкции обгонной муфты, обеспечивающей повышение проходимости, курсовой устойчивости и управляемости автомобилем.

Поставленная задача решается тем, что обгонная муфта для односторонней передачи реверсивного крутящего момента содержит расположенные на одной оси и жестко соединенные между собой две ведомые полумуфты с зубьями правого и левого храпового зацепления, сориентированные навстречу друг другу, и ведущую двустороннюю полумуфту с зубьями правого и левого храпового зацепления, расположенную соосно и между упомянутыми ведомыми полумуфтами с возможностью осевого перемещения и вхождения попеременно (в зависимости от направления передаваемого крутящего момента) в зацепление своими зубьями с соответствующими зубьями упомянутых ведомых полумуфт.

Ведущая полумуфта поджата к одной из ведомых полумуфт с помощью пружины и жестко соединена с муфтой управления, выполненной с возможностью взаимодействия с вилкой управления, поджимающей через другую более жесткую пружину муфту управления вместе с ведущей полумуфтой до зацепления с другой ведомой полумуфтой при изменении направления крутящего момента.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет достичь следующие технические результаты:

- повышение проходимости транспортного средства из-за того, что крутящий момент предлагаемой муфты передается ведущим колесам вне зависимости от коэффициента сцепления колеса с дорогой;

- повышение надежности и удобства при эксплуатации из-за простой и не требующей обслуживания (смазки, ухода) конструкции в течение всего срока службы. Кроме того, габаритные размеры предлагаемой муфты существенно меньше дифференциала, что благоприятно сказывается на клиренсе (дорожном просвете) автомобиля.

- повышение технологичности изготовления, т.к. предлагаемая муфта не требует высокой точности при изготовлении, не требует дорогостоящих, высоколегированных металлов, сплавов и материалов;

- повышение коэффициента полезного действия (КПД) (приближается к 1,0), т.к. практически (конструктивно) нет потерь на трение в зубчатых парах, нет потерь на нагрев в трущихся парах. При равных весовых характеристиках предлагаемая муфта способна передать крутящий момент во много раз больше, нежели существующие дифференциалы;

- повышение безопасности движения, устойчивости и управляемости автомобилем, т.к. при съезде одного колеса (колес одной стороны) с дороги с твердым покрытием на обочину, где коэффициент сцепления колеса с дорогой существенно ниже, а коэффициент сопротивления качению значительно выше, не происходит потери курсовой устойчивости и автомобиль не начинает разворачиваться вправо вдоль его продольной оси, чего не происходит на транспортных средствах оборудованных классическим дифференциалом.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей. На фиг.1 показано продольное сечение предлагаемой обгонной муфты, посаженной на ведущий и ведомый валы, на фиг.2 приведена схема предлагаемой обгонной муфты.

Обгонная муфта для односторонней передачи реверсивного крутящего момента содержит соосно расположенные и жестко соединенные между собой в единый корпус 1 две ведомые кулачковые полумуфты с зубьями правого 2 и левого 3 храпового зацепления, сориентированные навстречу друг другу. Полумуфты 2 и 3 неподвижно посажены на ведомом валу 4. В промежутке между ведомыми полумуфтами 2, 3 соосно им расположена кулачковая ведущая двусторонняя полумуфта 5 с зубьями правого и левого зацепления, сориентированными в противоположные стороны относительно продольной оси ведущего вала 6, на шлицах которого она посажена с возможность осевого перемещения и вхождения попеременно (в зависимости от направления передаваемого крутящего момента) в зацепление своими зубьями с соответствующими зубьями ведомых полумуфт 2 и 3. На ведущем валу 6 располагается упорная пружина 7, один конец которой зафиксирован от продольного смещения опорным кольцом 8, закрепленным на ведущем валу 6, а другой конец воздействует на ведущую полумуфту 5, постоянно поджимая последнюю к ведомой полумуфте 2 с зубьями правого храпового зацепления.

Ведущая полумуфта 5 жестко соединена с муфтой управления 9, в которой выполнен паз для вилки управления, поджимающей через другую более жесткую пружину (не показана) муфту управления 9 вместе с ведущей полумуфтой 5 до зацепления с ведомой полумуфтой 3 при изменении направления крутящего момента.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующим примером.

Крутящий момент, подводимый на ведущий вал 6, посредством шлицевого соединения передается на ведущую двухстороннюю кулачковую полумуфту 5. Вследствие того что последняя посредством упорной пружины 7 находится в зацеплении с ведомой кулачковой полумуфтой 2 с зубьями правого храпового зацепления, крутящий момент передается ведомому валу 4.

В случае, когда угловая скорость на ведомом валу 4 превышает угловую скорость ведущего вала 6, тыльная сторона зуба ведомой полумуфты 2, имеющая скос (храповое зацепление), проскальзывая, смещает ведущую полумуфту 5 по шлицам вдоль ведущего вала вправо (согласно фиг.), выводя ее из зацепления, не передавая при этом крутящий момент от ведомого вала 4 к ведущему валу 6.

В случае, когда ведущий вал 6 имеет противоположное направление вращения (включен реверс), посредством вилки управления через муфту управления 9 с пазом перемещают ведущую полумуфту 5 вправо (согласно фиг.) до введения ее в зацепление с ведомой полумуфтой 3 с зубьями левого храпового зацепления. В этом случае реверсивный крутящий момент с ведущего вала 6 будет передаваться ведомому валу 4. В случае, когда угловая скорость на ведомом валу 4 превышает угловую скорость ведущего вала 6 муфта работает в той же последовательности, описанной выше, с той лишь разницей, что вилка управления (не показана) воздействует на муфту управления 9 с пазом через пружину (не показана), номинальная упругость которой несколько превышает номинальную упругость упорной пружины 7.