PL231047B1 - Mechanizm różnicowy - Google Patents

Abstract

Mechanizm różnicowy posiadający na wale napędowym osadzone dwa koła stożkowe zazębione z kolejnymi kołami stożkowymi, z których jedno koło jest połączone z obudową, a drugie jest osadzone na wale, charakteryzuje się tym, że wewnątrz obudowy (6), na wale (7) osadzone są koła zębate (8 i 9), będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych. Każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe (10, 11) osadzone na jarzmie (12 i 13) i po jednym kole zewnętrznym (14, 15), przy czym koła zewnętrzne (14, 15) mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi (16) umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy (6). Między obudową (6) a każdym z jarzm (12, 13) znajduje się sprzęgło jednokierunkowe (17, 18), a na zewnątrz obudowy (6) znajdują się koła zębate (19, 20) osadzone na jarzmach (12, 13). Odmiana mechanizmu różnicowego ma wewnątrz obudowy (6) umieszczoną dodatkową przekładnię planetarną, w której koło (21) osadzone na wale (7) jest kołem środkowym przekładni, a w skład przekładni wchodzą koła obiegowe (22), nieruchome koło zewnętrzne (23) i jarzmo (24), przy czym jarzmo (24) ustawione jest w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny utworzonej przez oś obrotu obudowy (6) i osie kół (16) i połączone z obudową (6). Koło zewnętrzne (23) ma średnicę większą niż obudowa (6), a obudowa (6) znajduje się wewnątrz nieruchomego koła zewnętrznego (23).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm różnicowy, który może mieć zastosowanie do przenoszenia napędu na dwa koła pojazdu.

Klasyczny mechanizm różnicowy składa się z obudowy na którą wprowadzany jest napęd, wewnątrz obudowy znajdują się dwa stożkowe koła zębate (koronowe) osadzone na półosiach napędowych pojazdu, oraz dwa lub cztery koła stożkowe (satelity). W trakcie pracy mechanizmu koła satelitów wykonują, zgodnie z obrotem obudowy, ruch obiegowy w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej wałów półosi, przenosząc napęd z obudowy na koła koronowe. W klasycznym mechanizmie różnicowym moment siły przenoszony na każdą z półosi jest zawsze równy. W chwili utraty przyczepności jednego z kół, moment napędowy na drugim kole również spada - może to prowadzić do zatrzymania koła o większej przyczepności i obracania się koła o mniejszej przyczepności. W celu zapobieżenia takiej sytuacji stosowane są mechanizmy o zwiększonym oporze wewnętrznym, w których część mocy tracona jest na pokonywanie dodatkowych oporów. W pojazdach terenowych stosowana jest blokada mechanizmu różnicowego, która utrudnia pokonywania zakrętów.

Według wynalazku mechanizm różnicowy charakteryzuje się tym, że wewnątrz obudowy, na wale osadzone są dwa koła zębate będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych, a każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe osadzone na jarzmie i po jednym kole zewnętrznym. Koła zewnętrzne mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy. Między obudową a każdym z jarzm znajduje się sprzęgło jednokierunkowe. Na zewnątrz obudowy znajdują się koła zębate osadzone na jarzmach.

Według wynalazku druga odmiana mechanizmu różnicowego charakteryzuje się tym, że wewnątrz obudowy, na wale osadzone są koła zębate będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych, a każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe osadzone na jarzmie i po jednym kole zewnętrznym. Koła zewnętrzne mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy, natomiast między obudową a każdym z jarzm znajduje się sprzęgło jednokierunkowe. Na zewnątrz obudowy znajdują się koła zębate osadzone na jarzmach. Wewnątrz obudowy umieszczona jest dodatkowa przekładnia planetarna, w której koło osadzone na wale znajdującym się w osi obrotu obudowy jest kołem środkowym przekładni, a w skład przekładni wchodzą koła obiegowe, nieruchome koło zewnętrzne i jarzmo, przy czym jarzmo ustawione jest w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny utworzonej przez oś obrotu obudowy i osie kół stożkowych i połączone z obudową. Koło zewnętrzne tej przekładni planetarnej ma średnicę większą niż obudowa, a obudowa znajduje się wewnątrz nieruchomego koła zewnętrznego.

Zaletą opracowanego mechanizmu różnicowego jest utrzymywanie wartości prędkości wyjściowych z mechanizmu w granicach między wartością maksymalną (np. prędkość zewnętrznego koła na łuku o minimalnym promieniu) i minimalną (np. prędkość wewnętrznego koła na łuku o minimalnym promieniu). W przypadku utraty przyczepności jednego z kół, koło o większej przyczepności nie zatrzyma się i będzie obracać się z prędkością minimalną z przewidzianego zakresu. Napęd rozdzielany jest na dwie prędkości: prędkość obrotową obudowy, o wartości minimalnej z przewidzianego zakresu oraz prędkość obrotową kół środkowych przekładni planetarnych. Prędkość wyjściowa jest prędkością jarzma przekładni planetarnej i jest wypadkową prędkości koła zewnętrznego przekładni i koła środkowego przekładni. Zamontowane dwa sprzęgła jednokierunkowe przeciwdziałają spadkowi prędkości jarzma poniżej prędkości obudowy.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat mechanizmu różnicowego, a fig. 2 pokazuje przykładowe wykonanie konstrukcji. Fig. 3 przedstawia odmianę mechanizmu różnicowego.

P r z y k ł a d 1

Na wale 1 osadzone są dwa koła stożkowe 2 i 3. Koło 2 zazębione jest z kołem stożkowym 4 a koło 3 zazębione z kołem stożkowym 5. Koło 4 połączone jest z obudową 8. Koło 5 osadzone jest na wale 7 znajdującym się w osi obrotu obudowy 6. Wewnątrz obudowy 6, na wale 7 osadzone są koła zębate 8 i 9 będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych. Każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe 10, 11 osadzone na jarzmie 12 i 13 i po jednym kole zewnętr znym 14, 15. Koła zewnętrzne 14, 15 mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi 16 umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy 8. Między obudową 6 a każdym z jarzm 12, 13 znajduje się sprzęgło jednokierunkowe 17, 18. Na zewnątrz obudowy 6 znajdują się koła zębate 19, 20 osadzone na jarzmach 12, 13.

PL 231 047 B1

P r z y k ł a d 2

Na wale 1 osadzone jest koło stożkowe 2. Koło 2 zazębione jest z kołem stożkowym 4. Koło 4 połączone jest z obudową 6. Wewnątrz obudowy 6, na wale 7 osadzone są koła zębate 8 i 9 będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych. Każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe 10, 11 osadzone na jarzmie 12 i 13 i po jednym kole zewnętrznym 14, 15. Koła zewnętrzne 14, 15 mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi 16 umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy 6. Między obudową 6 a każdym z jarzm 12, 13 znajduje się sprzęgło jednokierunkowe 17, 18. Na zewnątrz obudowy 6 znajdują się koła zębate 19, 20 osadzone na jarzmach 12, 13. Wewnątrz obudowy 6 umieszczona jest dodatkowa przekładnia planetarna, w której koło 21 osadzone na wale 7 jest kołem środkowym przekładni. W skład przekładni wchodzą koła obiegowe 22, nieruchome koło zewnętrzne 23 i jarzmo 24. Jarzmo 24 ustawione jest w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny utworzonej przez oś obrotu obudowy 6 i osie kół 16. Jarzmo 24 jest połączone z obudową 6. Koło zewnętrzne 23 ma średnicę większą niż obudowa 6 i obudowa 6 obraca się wewnątrz koła zewnętrznego 23.

Działanie mechanizmu jest następujące:

Napęd jest wprowadzany na wał 1, na którym osadzone są dwa koła stożkowe 2 i 3. Koło 2 przenosi napęd na koło stożkowe 4 i obudowę 6. Prędkość obrotowa koła 4 i obudowy 6 jest równa minimalnej prędkości obrotowej z ustalonego zakresu prędkości. Prędkość obrotowa koła 5 jest tak dobrana, aby prędkość jarzm 12 i 13 osiągnęła wymaganą wartość. W przypadku braku obrotu kół 16 wokół własnej osi (brak poślizgu), prędkości obrotowe kół 14 i 15 są równe prędkości obrotowej obudowy. Prędkość obrotowa jarzma 12 jest prędkością pośrednią między prędkościami kół 8 i 14. Prędkość obrotowa jarzma 13 jest prędkością pośrednią między prędkościami kół 9 i 15. W przypadku wystąpienia poślizgu gdy wzrasta wartość prędkości obrotowej koła 14, wówczas wartość prędkości obrotowej koła 15 maleje i odwrotnie. Wzrost prędkości koła 14 powoduje wzrost prędkości jarzma, 12 a zmniejszenie wartości prędkości koła 15 powoduje zmniejszenie prędkości jarzma 13. Sprzęgło jednokierunkowe 17 uniemożliwia uzyskanie przez jarzmo 12 prędkości mniejszej od prędkości obudowy 6. Sprzęgło jednokierunkowe 18 uniemożliwia uzyskanie przez jarzmo 13 prędkości mniejszej niż prędkość obudowy 6. Moment obrotowy uzyskany na jarzmie 12 za pomocą koła 19 jest wyprowadzany poza mechanizm, natomiast moment na jarzmie 13 za pomocą koła 20.

W odmianie wynalazku napęd na wał 7 jest wprowadzany za pomocą dodatkowej przekładni planetarnej złożonej z koła środkowego 21, kół obiegowych 22, koła zewnętrznego 23 oraz jarzma 24. Jarzmo 24 jest połączone z obudową 6 i obraca się wraz z obudową 6. W takim rozwiązaniu napęd na wał 7 nie jest wprowadzany bezpośrednio z wału 1 ale jest wynikiem obrotu obudowy 6 i powiązanego z nią jarzma 24. Koła obiegowe 22 odłączają się po nieruchomym kole zewnętrznym 23 przenosząc napęd na koło środkowe 21 i wał 7.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm różnicowy posiadający na wale napędowym osadzone dwa koła stożkowe zazębione z kolejnymi kołami stożkowymi, z których jedno koło jest połączone z obudową, a drugie jest osadzone na wale, znamienny tym, że wewnątrz obudowy /6/, na wale /7/ osadzone są koła zębate /8/ i /9/ będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych, a każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe /10/, /11/ osadzone na jarzmie /12/ i /13/ i po jednym kole zewnętrznym /14/, /15/, przy czym koła zewnętrzne /14/, /15/ mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi /16/ umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy /6/, natomiast między obudową /6/ a każdym z jarzm /12/, /13/znajduje się sprzęgło jednokierunkowe /17/, /18/, a na zewnątrz obudowy /6/ znajdują się koła zębate /19/, /20/ osadzone na jarzmach /12/, /13/.
2. 2. Mechanizm różnicowy posiadający na wale napędowym osadzone koło stożkowe zazębione z jednym kołem stożkowym, a to połączone jest z obudową, znamienny tym, że wewnątrz obudowy /6/, na wale /7/ osadzone są koła zębate /8/ i /9/ będące kołami środkowymi dwóch przekładni planetarnych, a każda przekładnia ma co najmniej dwa koła obiegowe /10/, /11/ osadzone na jarzmie /12/ i /13/ i po jednym kole zewnętrznym /14/, /15/, przy czym koła zewnętrzne /14/, /15/ mają wykonany zarys koła stożkowego i zazębiają się z kołami stożkowymi /16/ umieszczonymi w osi prostopadłej do osi obrotu obudowy /6/, natomiast między obudową

   PL 231 047 Β1 /6/ a każdym z jarzm /12/, /13/ znajduje się sprzęgło jednokierunkowe /17/, /18/, a na zewnątrz obudowy /6/ znajdują się koła zębate /19/, /20/ osadzone na jarzmach /12/, /13/, a wewnątrz obudowy /6/ umieszczona jest dodatkowa przekładnia planetarna, w której koło /21/osadzone na wale /7/jest kołem środkowym przekładni, a w skład przekładni wchodzą koła obiegowe /22/, nieruchome koło zewnętrzne /23/ i jarzmo /24/, przy czym jarzmo /24/ ustawione jest w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny utworzonej przez oś obrotu obudowy/6/ i osie kół /16/ i połączone z obudową /6/.
3. 3. Mechanizm różnicowy według zastrz. 2, znamienny tym, że koło zewnętrzne /23/ ma średnicę większą niż obudowa /6/, a obudowa /6/ znajduje się wewnątrz nieruchomego koła zewnętrznego /23/.