RU175068U1 - INTERMEDIARY DIFFERENTIAL LOCKING COUPLING - Google Patents

Abstract

Муфта блокировки дифференциала состоит из двух полумуфт, подвижной полумуфты (1) и неподвижной полумуфты (2), которая содержит торцевые зубья (3), отверстие (4) для установки стопорного кольца (5), паз (6) для вилки включения, внутренние шлицы (7) для установки муфты на чашку (8) дифференциала и полуось (9). Торцевые зубья (3) полумуфт выполнены по окружности с радиусом, совпадающим с радиусом обрабатывающей фрезы, торцевые зубья подвижной полумуфты (1) и неподвижной полумуфты (2) выполнены под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а толщина зубьев уменьшается к основанию. Была решена задача создания устройства, позволяющего повысить нагрузочную способность зубьев муфты. 5 ил.The differential lock clutch consists of two coupling halves, a movable coupling half (1) and a fixed coupling half (2), which contains end teeth (3), a hole (4) for installing the snap ring (5), a groove (6) for the engagement fork, internal splines (7) to install the coupling on the differential cup (8) and the axle shaft (9). The end teeth (3) of the coupling halves are made in a circle with a radius matching the radius of the processing cutter, the end teeth of the movable coupling half (1) and the stationary coupling half (2) are made at an angle to the axis of the coupling and parallel to each other, and the thickness of the teeth decreases to the base. The problem of creating a device that allows to increase the load capacity of the clutch teeth was solved. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к агрегатам трансмиссии колесных транспортных средств повышенной проходимости.The utility model relates to the field of transport engineering, namely to transmission units of wheeled vehicles with increased cross-country ability.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является передача крутящего момента в автомобилях Вольво, содержащая муфту блокировки дифференциала, состоящая из двух полумуфт, подвижной и неподвижной, содержащая торцевые зубья, отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на вал (Инструкция по эксплуатации «Передачи крутящего момента в автомобилях «Вольво»).The closest to the claimed technical solution in terms of the set of essential features and the technical result achieved is the transmission of torque in Volvo cars, containing a differential lock clutch, consisting of two half-couplings, movable and stationary, containing end teeth, an opening for installing the retaining ring, a groove for the engaging fork , internal splines for mounting the coupling on the shaft (Operating Instructions "Torque Transmission in Volvo Cars").

Данное устройство может приводить к самовыключению при высоких моментах из-за отсутствия занижения к основанию зуба, что приводит к износу сухарей вилки блокировки, маленькая площадь контакта зубьев.This device can lead to self-shutdown at high moments due to the lack of understatement to the base of the tooth, which leads to wear on the crackers of the locking fork, a small contact area of the teeth.

Задачей данной полезной модели является создание устройства, позволяющего повысить нагрузочную способность зубьев муфты.The objective of this utility model is to create a device that allows to increase the load capacity of the clutch teeth.

Поставленная задача достигается тем, что муфта блокировки дифференциала состоит из подвижной полумуфты и неподвижной полумуфты, содержит торцевые зубья, отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на чашку дифференциала и полуось, при этом торцевые зубья подвижной и неподвижной части муфты выполнены под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а толщина зубьев уменьшается к основанию.The problem is achieved in that the differential lock clutch consists of a movable coupling half and a fixed coupling half, contains end teeth, a hole for installing the locking ring, a groove for the engagement fork, internal splines for mounting the coupling on the differential cup and half shaft, while the end teeth are movable and stationary parts of the coupling are made at an angle to the axis of the coupling and parallel to each other, and the thickness of the teeth decreases to the base.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что торцевые зубья подвижной и неподвижной части муфты выполнены под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а толщина зубьев уменьшается к основанию, позволяет повысить надежность работы муфты блокировки межколесного дифференциала.The combination of distinctive features, namely, that the end teeth of the movable and fixed parts of the coupling are made at an angle to the axis of the coupling and parallel to each other, and the thickness of the teeth decreases to the base, which improves the reliability of the clutch blocking the cross-axle differential.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

фиг. 1 - муфта блокировки межколесного дифференциала, вид сверху;FIG. 1 - clutch interlock differential, top view;

фиг. 2 - подвижная полумуфта в разрезе;FIG. 2 - movable coupling half in section;

фиг. 3 - подвижная полумуфта, вид общий;FIG. 3 - movable coupling half, general view;

фиг. 4 - муфта блокировки межколесного дифференциала, вид в разрезе;FIG. 4 - cross-axle differential lock clutch, sectional view;

фиг. 5 - то же, вид в сборе.FIG. 5 is the same, complete view.

Муфта блокировки дифференциала состоит из подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2, которая содержит торцевые зубья 3, отверстие 4 для установки стопорного кольца 5, паз 6 для вилки включения, внутренние шлицы 7 для установки муфты на чашку 8 дифференциала и полуось 9.The differential lock clutch consists of a movable coupling half 1 and a fixed coupling half 2, which contains end teeth 3, a hole 4 for installing the retaining ring 5, a groove 6 for the engagement fork, inner slots 7 for installing the coupling on the differential cup 8 and the axle shaft 9.

Торцевые зубья 3 полумуфт выполнены по окружности с радиусом, совпадающим с радиусом обрабатывающей фрезы, торцевые зубья подвижной 1 и неподвижной 2 полумуфт находятся под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а толщина зубьев уменьшается к основанию.The end teeth 3 of the coupling halves are made in a circle with a radius coinciding with the radius of the processing cutter, the end teeth of the movable 1 and fixed 2 coupling halves are at an angle to the axis of the coupling and parallel to each other, and the thickness of the teeth decreases to the base.

Муфта блокировки дифференциала работает следующим образом.The differential lock clutch operates as follows.

В исходном состоянии между зубьями подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2 полумуфт имеется зазор, таким образом, чашка 8 дифференциала и полуось 9 вращаются с разной скоростью.In the initial state, between the teeth of the movable coupling half 1 and the stationary coupling half 2 of the coupling half there is a gap, thus, the differential cup 8 and the axle shaft 9 rotate at different speeds.

При подаче воздуха в пневмоцилиндр, поршень, преодолевая сопротивление пружины, перемещается до упора в упорный элемент. Зубья подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2 входят в зацепление, обеспечивая тем самым совместное вращение чашки 8 дифференциала и полуоси 9, блокируя дифференциал. После прекращения подачи воздуха, пружина возвращает муфту в исходное положение, выводя из зацепления зубья подвижной полумуфты 1 и неподвижной полумуфты 2.When air is supplied to the pneumatic cylinder, the piston, overcoming the resistance of the spring, moves to the stop in the stop element. The teeth of the movable coupling half 1 and the fixed coupling half 2 mesh, thereby ensuring the joint rotation of the differential cup 8 and the axle shaft 9, blocking the differential. After the cessation of air supply, the spring returns the clutch to its original position, disengaging the teeth of the movable coupling half 1 and the fixed coupling half 2.

Расчет центрирования двух полумуфт производится по следующим формулам.The calculation of the centering of two coupling halves is carried out according to the following formulas.

Для центрирования двух полумуфт необходимо чтобы реакция F_px была больше 0 (F_px>0).To center two coupling halves, it is necessary that the reaction F _px be greater than 0 (F _px > 0).

F_px=(F_p-F_{тр шлиц})⋅sinβ-F_тр-G_x,⋅(1) гдеF _px = (F _p -F _{Tr slot} ) ⋅sinβ-F _Tr -G _x , ⋅ (1) where

F_p - сила включения блокировки, действует от пневмоцилиндра.F _p - the power to turn on the lock, acts from the pneumatic cylinder.

F_p=π⋅r²⋅Р r - радиус диафрагмы пневмоцилиндра, Р - давление в пневмосистеме.F _p = π⋅r ² ⋅Р r - diaphragm radius of the pneumatic cylinder, P - pressure in the pneumatic system.

F_{тр шлиц} - сила трения в шлицах при перемещении подвижной муфты, направлена в противоположную сторону силе F_p.F _Tr splines - the friction force in the splines when moving the movable clutch is directed in the opposite direction to the force F _p .

F_{тр шлиц}=μ_тр⋅N_G μ_тр - коэффициент трения скольжения, N_G - сила нормальной реакции опоры. N_G=G_муфты=m⋅9.81 m - масса муфты.F _{Tr slot} = μ _Tr ⋅N _G μ _Tr is the coefficient of sliding friction, N _G is the strength of the normal reaction of the support. N _G = G _couplings = m⋅9.81 m - mass of the coupling.

β - угол наклона торцевых зубьев.β is the angle of inclination of the front teeth.

F_тр - трение, возникающее в торцевых зубьях при центрировании одного зубчатого венца относительно другого.F _Tr - friction that occurs in the front teeth when centering one gear ring relative to another.

F_тр=μ_тр⋅(G_y+F_py) F_py - сила нормальной реакции от силы F_p.F _Tr = μ _Tr ⋅ (G _y + F _py ) F _py is the strength of the normal reaction of the force F _p .

F_py=(F_p-F_{тр шлиц})⋅cosβF _py = (F _p -F _tr splines) ⋅cosβ

G_y - сила нормальной реакции от веса муфты.G _y - the strength of the normal reaction from the weight of the coupling.

G_y=G⋅sinβ.G _y = G⋅sinβ.

G_x - сила, составляющая веса муфты G, противодействующая силе F_px.G _x is the force component of the weight of the coupling G, counteracting the force F _px .

G_x=G⋅cosβ.G _x = G⋅cosβ.

Подставим все значения в формулу (1) и получим окончательное выражение для нахождения F_px:Substitute all the values in the formula (1) and get the final expression for finding F _px :

F_px=(π⋅r²⋅Р-μ_тр⋅m⋅9.81)⋅sinβ-μ_тр⋅(G⋅sinβ+(π⋅r²⋅Р-μ_тр⋅m⋅9.81)-cosβ)-G⋅cosβ.F _px = (π⋅r ² ⋅Р-μ _tr ⋅m⋅9.81) ⋅sinβ-μ _tr ⋅ (G⋅sinβ + (π⋅r ² ⋅Р-μ _tr ⋅m⋅9.81) -cosβ) -G⋅ cosβ.

При F_px>0, полумуфты будут центрироваться.When F _px > 0, the coupling halves will be centered.

При F_px<0, для центрирования полумуфт необходимо увеличить угол β.For F _px <0, to center the coupling halves, it is necessary to increase the angle β.

Чтобы не происходило самовыключения муфты при отсутствии подачи воздуха от пневмоцилиндра, а также для того чтобы разгрузить сухари, исключая их износ необходимо, чтобы силы сопротивления выключению были больше силы действия пружины.In order to prevent self-switching off of the clutch in the absence of air supply from the pneumatic cylinder, and also in order to unload crackers, excluding their wear, it is necessary that the resistance to shutdown be greater than the force of the spring.

F_сопр>F_пр F _sop > F _pr

F_сопр=F_MX+F_тр; F_пр=F_прX+F_прY F _sop = F _MX + F _Tr ; F _pr = F _prX + F _prY

F_MX+F_тр-F_прX>0, гдеF _MX + F _Tr -F _prX > 0, where

F_MX - составляющая силы F_M, удерживает муфты от самовыключения.F _MX - component of the force F _M , keeps couplings from self-switching off.

F_MX=F_M⋅sinϕF _MX = F _M ⋅sinϕ

F_M - сила, возникающая от крутящего момента, передаваемого на колеса автомобиля. Зависит от коэффициента сцепления колес с поверхностью.F _M - the force arising from the torque transmitted to the wheels of the car. Depends on the coefficient of adhesion of the wheels to the surface.

F_M=М_мин/rF _M = M _min / r

М_мин - минимально возможный передаваемый крутящий момент, при минимальном коэффициенте сцепления колес с поверхностью.M _min - the minimum possible transmitted torque, with a minimum coefficient of adhesion of the wheels to the surface.

r - плечо действия силы (радиус муфты блокировки).r is the arm of the action of force (radius of the clutch lock).

ϕ - угол наклона замка торцевых зубьев.ϕ - the angle of inclination of the castle end teeth.

F_тр - сила трения, возникающая в торцевых зубьях при скольжении одного зубчатого венца относительно другого.F _Tr - the friction force that occurs in the front teeth when sliding one gear ring relative to another.

F_тр=μ_тр⋅(F_MY+F_прY)F _Tr = μ _Tr ⋅ (F _MY + F _prY )

μ_тр - коэффициент трения скольжения,μ _tr - coefficient of friction,

F_MY=F_M⋅cosϕF _MY = F _M ⋅cosϕ

F_прY - составляющая силы F_пр.F _prY - component of the force F _pr

F_прY=F_пр⋅sinϕF _{pr Y} = F _pr ⋅sinϕ

F_пр - сила действия возвратной пружины.F _CR - the force of action of the return spring.

F_пр=k⋅xF _ave = k⋅x

F_прX=F_пр⋅cosϕF _prX = F _pr ⋅cosϕ

Сводим все значения в окончательную формулу:We summarize all the values in the final formula:

F_M⋅sinϕ+μ_тр⋅(F_M⋅cosϕ+k⋅x⋅ sinϕ)- k⋅x⋅ cosϕ>0F _M ⋅sinϕ + μ _tr ⋅ (F _M ⋅cosϕ + k⋅x⋅ sinϕ) - k⋅x⋅ cosϕ> 0

Включение блокировки может так же происходить гидравлическим или электрическим способами.The locking can also be activated hydraulically or electrically.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить нагрузочную способность зубьев муфты.The claimed technical solution allows to increase the load capacity of the teeth of the coupling.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard processing equipment.

Claims (1)

Муфта блокировки дифференциала, состоящая из двух полумуфт, подвижной и неподвижной, содержащая торцевые зубья, отверстие для установки стопорного кольца, паз для вилки включения, внутренние шлицы для установки муфты на чашку дифференциала и полуось, отличающаяся тем, что торцевые зубья подвижной и неподвижной части муфты выполнены под углом к оси муфты и параллельно друг к другу, а толщина зубьев уменьшается к основанию.Differential lock clutch, consisting of two half-couplings, movable and stationary, containing end teeth, a hole for installing a locking ring, a groove for an actuating fork, internal splines for mounting the coupling on the differential cup and axle shaft, characterized in that the end teeth of the movable and fixed parts of the coupling made at an angle to the axis of the coupling and parallel to each other, and the thickness of the teeth decreases to the base.

Images