行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器的製造方法
2023-11-11 20:42:57 2
行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器的製造方法
【專利摘要】行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其箱體內設置有主動軸，主動軸一端安裝於齒輪式齒圈內，另一端安裝於後驅動力軸內，前驅齒輪套裝於前驅動力軸上，前驅齒輪與齒輪式齒圈嚙合；控制軸安裝在箱體內，控制錐齒輪安裝於控制軸上，安裝在主動軸上的前驅齒圈與前驅錐齒圈、後驅錐齒圈與後驅齒圈關於控制軸對稱；前驅行星輪支撐組件與後驅行星輪支撐組件結構相同，前驅集成太陽輪與後驅集成太陽輪集成於主動軸上，前驅行星輪通過前驅行星輪支撐組件周向均布安裝於齒輪式齒圈上，且前驅行星輪同時與前驅齒圈、前驅集成太陽輪嚙合；採用行星齒輪傳動機構作為軸間差速兼具減速功能，有效減小了驅動橋尺寸，有利於提高車輛底盤離地間隙，增強附著力。
【專利說明】行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車變速【技術領域】，尤其涉及一種行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差 速器。
【背景技術】
[0002] 目前車輛四輪驅動主要有全時四驅、適時四驅和分時四驅三種；其中，全時四驅主 要以採用託森軸間差速器為主，而由於託森差速器不能使連接軸兩端分開，安裝該差速器 的車輛只能一直處於四驅狀態，雖然車輛的通過性能好，但燃油經濟性差，且由於該機構兼 有防滑差速功能，因而被豪華越野汽車廣泛採用；而適時四驅採用電腦控制，可根據路面狀 況適時調節四驅方式，實現全時四驅的功能，但該機構系統複雜，響應滯後，廣泛應用於中 級越野汽車；分時四驅需要人工切換，已逐步被淘汰。近年來，隨著電控技術的發展，許多豪 華越野汽車品牌正在逐步加大對電控技術應用，然而在目前的全時四驅、適時四驅和分時 四驅中，軸間差速器僅僅只有差速作用，主減速功能仍然在驅動橋中實現，而越野汽車對底 盤離地間隙有較高的要求。因此在減小主減速器尺寸的基礎上，提高車輛底盤離地間隙、增 強附著力，提高車輛通過性已經成為本領域技術人員亟待解決的重要問題。
【發明內容】
[0003] 本發明所解決的技術問題在於提供一種行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器， 以解決上述【背景技術】中的缺點。
[0004] 本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現：
[0005] 行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，包括箱體，其中，箱體內設置有主動軸， 主動軸一端安裝於齒輪式齒圈內，另一端安裝於後驅動力軸內，且齒輪式齒圈安裝於箱體 內，後驅動力軸安裝於端蓋內，前驅動力軸安裝於箱體內，前驅齒輪套裝於前驅動力軸上， 而前驅齒輪與齒輪式齒圈的外部齒輪嚙合，將齒輪式齒圈的動力傳遞給前驅齒輪，前驅齒 輪再通過花鍵帶動前驅動力軸旋轉將動力輸出至前驅動橋；箱體內安裝有前驅骨架油封， 前驅骨架油封套裝於前驅動力軸上，用於前驅動力軸的動態旋轉密封，同時在端蓋內設置 有用於後驅動力軸動態旋轉密封的後驅骨架油封，後驅骨架油封套裝於後驅動力軸上；控 制軸安裝在箱體內，控制錐齒輪安裝於控制軸上，而安裝在主動軸上的前驅齒圈與前驅錐 齒圈、後驅錐齒圈與後驅齒圈關於控制軸對稱，且控制錐齒輪同時與前驅錐齒圈、後驅錐齒 圈嚙合；此外，前驅行星輪支撐組件與後驅行星輪支撐組件結構相同，前驅集成太陽輪與後 驅集成太陽輪集成於主動軸上，前驅行星輪通過前驅行星輪支撐組件周向均布安裝於齒輪 式齒圈上，且前驅行星輪同時與前驅齒圈的內圈齒輪、前驅集成太陽輪嚙合，後驅行星輪通 過後驅行星輪支撐組件周向均布安裝於後驅動力軸上，且後驅行星輪同時與後驅齒圈的內 圈齒輪、後驅集成太陽輪嚙合。
[0006] 在本發明中，主動軸與齒輪式齒圈之間安裝有軸承（九），主動軸與後驅動力軸之 間安裝有軸承（十），而軸承（九）、軸承（十）均用於卸載軸向作用力。
[0007] 在本發明中，前驅齒圈與前驅錐齒圈鉚接為一體，並通過軸承安裝於主動軸上，後 驅錐齒圈和後驅齒圈鉚接為一體，並通過軸承安裝於主動軸上。
[0008] 在本發明中，控制軸通過軸承安裝於箱體內，並通過控制端蓋限位密封。
[0009] 在本發明中，端蓋內安裝有用於軸向限位的卡環（五）。
[0010] 在本發明中，箱體內安裝有骨架油封，同時套裝於主動軸上，用於主動軸的動態旋 轉密封。
[0011] 在本發明中，端蓋與箱體配合安裝並通過端蓋緊固螺栓連接緊固。
[0012] 在本發明中，前驅動力軸上設置有用於對前驅齒輪進行限位的卡環（二）。
[0013] 在本發明中，前驅行星輪支撐組件包括組件滑動軸承、組件螺釘及組件擋圈，組件 滑動軸承過盈配合安裝於前驅行星輪內，前驅行星輪通過組件滑動軸承套裝於組件螺釘上 空轉，組件螺釘一端通過螺紋緊固安裝於控制軸上，另一端套裝有組件擋圈，用於對前驅行 星輪的軸向限位。
[0014] 在本發明中，無外部行駛阻力的作用下車輛正常行駛，主動軸在外部動力的驅動 下逆時針旋轉，並通過前驅集成太陽輪帶動前驅行星輪旋轉，通過後驅集成太陽輪帶動後 驅行星輪旋轉；而在有外部行駛阻力的作用下，前驅行星輪通過鉚接部分對控制錐齒輪有 一定的作用趨勢，而後驅行星輪通過鉚接部分對控制錐齒輪也有一定的作用趨勢，此時，兩 個作用趨勢相反，當作用大小相等時，控制錐齒輪保持相對靜止，前驅行星輪與後驅行星輪 無差速動力輸出，當作用大小不等時，控制錐齒輪產生相對運動，將一端的動力輸送給另一 端，以實現軸間差速。
[0015] 軸間差速具體運動方式是：動力經主動軸輸入後一部分經前驅行星輪驅動齒輪式 齒圈，並通過前驅齒輪將動力傳遞給前驅動橋部分，另一部分經後驅行星輪驅動後驅動力 軸，並通過後驅動力軸上的花鍵將動力傳遞給後驅動橋部分；當主動軸以額定轉速通過前 驅行星輪驅動齒輪式齒圈的角速度大於齒輪式齒圈端外部行駛反饋給差速器前驅動力軸 的角速度時，前驅行駛輪將通過前驅行星輪支撐組件帶動控制錐齒輪旋轉，而控制錐齒輪 的旋轉將加速後驅行星輪對後驅動力軸的驅動，即主動軸以額定轉速驅動後驅動力軸的角 速度增大，以增加對後驅行駛輪的驅動；反之，主動軸以額定轉速通過後驅行星輪驅動後驅 動力軸的角速度大於後驅動力軸端外部行駛反饋給差速器後驅動力軸的角速度時，後驅行 駛輪將動力傳遞給控制錐齒輪，控制錐齒輪的旋轉加速前驅行星輪對齒輪式齒圈的驅動， 即主動軸以額定轉速驅動齒輪式齒圈的角速度增大，以增加對前驅行駛輪的驅動，進而實 現前驅行駛輪與後驅行駛輪的動力驅動軸間差速。
[0016] 有益效果：本發明採用行星齒輪傳動機構作為軸間差速，行星齒輪機構兼具減速 功能，且同等尺寸下減速比大，在傳動系統總減速比不變的情況下，減小驅動橋尺寸，有利 於提高車輛底盤離地間隙、增強附著力，提高通過性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的較佳實施例的結構示意圖。
[0018] 圖2為圖1的左視圖。
[0019] 圖3為圖1的右視圖。
[0020] 圖4為圖1中A-A處剖視圖。
[0021] 圖5為本發明的較佳實施例中前驅行星輪支撐組件與後驅行星輪支撐組件結構 示意圖。
[0022] 圖6為本發明的較佳實施例的具體使用示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0024] 參見圖1?圖5的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，包括前驅行星輪支撐 組件1、端蓋緊固螺栓2、端蓋3、卡環（一）4、前驅骨架油封5、前驅齒輪6、卡環（二）7、骨 架油封8、主動軸9、齒輪式齒圈10、軸承（一）11、軸承（二）12、控制軸13、後驅行星輪14、 後驅行星輪支撐組件15、軸承（三）16、軸承（四）17、後驅動力軸18、後驅骨架油封19、箱 體20、緊固螺釘21、軸承（五）22、前驅行星輪23、前驅集成太陽輪24、卡環（三）25、軸承 (六）26、軸承（七）27、卡環（四）28、後驅集成太陽輪29、控制端蓋30、卡環（五）31、卡 環（六）32、軸承（八）33、前驅動力軸34、軸承（九）35、軸承（十）36、前驅齒圈37、鉚釘 (一）38、前驅錐齒圈39、後驅錐齒圈40、後驅齒圈41、鉚釘（二）42、控制錐齒輪43、組件滑 動軸承1-1、組件螺釘1-2、組件擋圈1-3。
[0025] 在本實施例中，主動軸9 一端通過軸承（二）12安裝於齒輪式齒圈10內，另一端 通過軸承（三）16安裝於後驅動力軸18內，齒輪式齒圈10通過軸承（一）11安裝於箱體 20內，後驅動力軸18通過軸承（四）17安裝於端蓋3內，主動軸9與齒輪式齒圈10之間安 裝有軸承（九）35,主動軸9與後驅動力軸18之間安裝有軸承（十）36,而軸承（九）35、 軸承（十）36均用於卸載軸向作用力，端蓋3與箱體20配合安裝並通過端蓋緊固螺栓2連 接緊固，前驅動力軸34通過軸承（八）33安裝於箱體20內，前驅齒輪6套裝於前驅動力軸 34上並通過卡環（二）7限位，且前驅齒輪6與齒輪式齒圈10的外部齒輪嚙合，將齒輪式齒 圈10的動力傳遞給前驅齒輪6,前驅齒輪6再通過花鍵帶動前驅動力軸34旋轉將動力輸 出給前驅動橋；端蓋3內安裝有卡環（五）31、卡環（二）7安裝於前驅動力軸34上、卡環 (一）4安裝於箱體20內，均用於軸向限位，骨架油封8安裝於箱體20內，同時套裝於主動 軸9上，用於主動軸9的動態旋轉密封，前驅骨架油封5安裝於箱體20內，同時套裝於前驅 動力軸34上，用於前驅動力軸34的動態旋轉密封，後驅骨架油封19安裝於端蓋3內，同時 套裝於後驅動力軸18上，用於後驅動力軸18的動態旋轉密封；
[0026] 前驅齒圈37與前驅錐齒圈39通過鉚釘（一）38鉚接為一體，並通過軸承（六）26 安裝於主動軸9上，後驅錐齒圈40和後驅齒圈41通過鉚釘（二）42鉚接為一體，並通過 軸承（七）27安裝於主動軸9上，控制錐齒輪43安裝於控制軸13上，控制軸13通過軸承 (五）22安裝於箱體20內，並通過由緊固螺釘21緊固安裝於箱體20上的控制端蓋30限位 S封，柳接為一體的如驅齒圈37、如驅維齒圈39和後驅維齒圈40、後驅齒圈41關於控制軸 13對稱安裝，且安裝於控制軸13上的控制錐齒輪43同時與前驅錐齒圈39、後驅錐齒圈40 嚙合，安裝於主動軸9上的軸承（六）26左側通過卡環（三）25限位，安裝於主動軸9上的 軸承（七）27右側通過卡環（四）28限位。
[0027] 前驅集成太陽輪24與後驅集成太陽輪29集成於主動軸9上，前驅行星輪23通過 前驅行星輪支撐組件1周向均布安裝於齒輪式齒圈10上，且前驅行星輪23同時與前驅齒 圈37的內圈齒輪、前驅集成太陽輪24嚙合，後驅行星輪14通過後驅行星輪支撐組件15周 向均布安裝於後驅動力軸18上，且後驅行星輪14同時與後驅齒圈41的內圈齒輪、後驅集 成太陽輪29嚙合。
[0028] 前驅行星輪支撐組件1中，組件滑動軸承1-1過盈配合安裝於前驅行星輪23內， 前驅行星輪23通過組件滑動軸承1-1套裝於組件螺釘1-2上空轉，組件螺釘1-2 -端通過 螺紋緊固安裝於控制軸13上，另一端套裝有組件擋圈1-3用於對前驅行星輪23的軸向限 位；後驅行星輪支撐組件15結構與前驅行星輪支撐組件1 一致。
[0029] 參見圖6所示，前驅動橋與後驅動橋結構一致，而前驅行駛輪小於後驅行駛輪，差 速器在前驅動橋與後驅動橋正常驅動行駛輪時（正常行駛無需差速）具有匹配的傳動比； 如圖1中按C方向所示，主動軸9在外部動力的驅動下逆時針旋轉，通過前驅集成太陽輪24 帶動前驅行星輪23旋轉，通過後驅集成太陽輪29帶動後驅行星輪14旋轉，在有外部行駛 阻力的作用下，前驅行星輪23通過鉚接部分對控制錐齒輪43有一定的作用趨勢，而後驅行 星輪14通過鉚接部分對控制錐齒輪43也有一定的作用趨勢，且此兩個作用趨勢相反，如此 當車輛正常行駛時，動力經主動軸9輸入後一部分經前驅行星輪23驅動齒輪式齒圈10,並 通過前驅齒輪6帶動前驅動力軸34旋轉將動力傳遞給前驅動橋部分，另一部分經後驅行星 輪14驅動後驅動力軸18,並通過後驅動力軸18上的內花鍵將動力傳遞給後驅動橋部分； 具體運行狀態如下：假設
[0030] 控制錐齒輪43相對靜止，主動軸9以額定轉速通過前驅行星輪23驅動齒輪式齒 圈10的角速度：;
[0031] 齒輪式齒圈10端外部行駛反饋回差速器的齒輪式齒圈10的角速度為：ω2 ;
[0032] 控制錐齒輪43相對靜止，主動軸9以額定轉速通過後驅行星輪14驅動後驅動力 軸18的角速度：ω3 ;
[0033] 後驅動力軸18端外部行駛反饋回差速器的後驅動力軸18的角速度為：ω4 ;
[0034] 當前驅行駛輪受到外界作用而促使ω2 < ωι時，前驅行星輪23將動力通過前驅 行星輪支撐組件1帶動控制錐齒輪43旋轉，控制錐齒輪43的旋轉將加速後驅行星輪14對 後驅動力軸18的驅動，8卩ω 3變大，以增加對後驅行駛輪的驅動；反之，當後驅行駛輪受到 外界作用而促使ω4< ?3時，後驅行星輪14勢必將動力傳遞給控制錐齒輪43,控制錐齒輪 43的旋轉將加速前驅行星輪23對齒輪式齒圈10的驅動，8卩ω i變大，以增加對前驅行駛輪 的驅動，從實現前後動力驅動軸間差速。
[0035] 以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
【權利要求】
1. 行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，包括箱體，其特徵在於，箱體內設置有主 動軸，主動軸一端安裝於齒輪式齒圈內，另一端安裝於後驅動力軸內，且齒輪式齒圈安裝於 箱體內，後驅動力軸安裝於端蓋內，前驅動力軸安裝於箱體內，前驅齒輪套裝於前驅動力軸 上，而前驅齒輪與齒輪式齒圈的外部齒輪嚙合，將齒輪式齒圈的動力傳遞給前驅齒輪，前驅 齒輪再通過花鍵帶動前驅動力軸旋轉將動力輸出至前驅動橋；控制軸安裝在箱體內，控制 錐齒輪安裝於控制軸上，而安裝在主動軸上的前驅齒圈與前驅錐齒圈、後驅錐齒圈與後驅 齒圈關於控制軸對稱，且控制錐齒輪同時與前驅錐齒圈、後驅錐齒圈嚙合；此外，前驅行星 輪支撐組件與後驅行星輪支撐組件結構相同，前驅集成太陽輪與後驅集成太陽輪集成於主 動軸上，前驅行星輪通過前驅行星輪支撐組件周向均布安裝於齒輪式齒圈上，且前驅行星 輪同時與前驅齒圈的內圈齒輪、前驅集成太陽輪嚙合，後驅行星輪通過後驅行星輪支撐組 件周向均布安裝於後驅動力軸上，且後驅行星輪同時與後驅齒圈的內圈齒輪、後驅集成太 陽輪嚙合。
2. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，箱體 內安裝有骨架油封，同時套裝於主動軸上。
3. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，箱體 內安裝有前驅骨架油封，前驅骨架油封套裝於前驅動力軸上。
4. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，端蓋 內設置有用於後驅動力軸動態旋轉密封的後驅骨架油封，後驅骨架油封套裝於後驅動力軸 上。
5. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，前驅 動力軸上設置有用於對前驅齒輪進行限位的卡環（二）。
6. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，前驅 行星輪支撐組件包括組件滑動軸承、組件螺釘及組件擋圈，組件滑動軸承過盈配合安裝於 前驅行星輪內，前驅行星輪通過組件滑動軸承套裝於組件螺釘上，組件螺釘一端通過螺紋 緊固安裝於控制軸上，另一端套裝有組件擋圈。
7. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，前驅 齒圈與前驅錐齒圈鉚接為一體，並通過軸承安裝於主動軸上。
8. 根據權利要求1所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，後驅 錐齒圈和後驅齒圈鉚接為一體，並通過軸承安裝於主動軸上。
9. 根據權利要求1?8所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，無 外部行駛阻力的作用下車輛正常行駛，主動軸在外部動力的驅動下逆時針旋轉，並通過前 驅集成太陽輪帶動前驅行星輪旋轉，通過後驅集成太陽輪帶動後驅行星輪旋轉；而在有外 部行駛阻力的作用下，前驅行星輪通過鉚接部分對控制錐齒輪有一定的作用趨勢，而後驅 行星輪通過鉚接部分對控制錐齒輪也有一定的作用趨勢，此時，兩個作用趨勢相反，當作用 大小相等時，控制錐齒輪保持相對靜止，前驅行星輪與後驅行星輪無差速動力輸出，當作用 大小不等時，控制錐齒輪產生相對運動，將一端的動力輸送給另一端，以實現軸間差速。
10. 根據權利要求9所述的行星齒輪式四輪驅動車輛用軸間差速器，其特徵在於，軸間 差速具體運動方式是：動力經主動軸輸入後一部分經前驅行星輪驅動齒輪式齒圈，並通過 前驅齒輪將動力傳遞給前驅動橋部分，另一部分經後驅行星輪驅動後驅動力軸，並通過後 驅動力軸上的花鍵將動力傳遞給後驅動橋部分；當主動軸以額定轉速通過前驅行星輪驅動 齒輪式齒圈的角速度大於齒輪式齒圈端外部行駛反饋給差速器前驅動力軸的角速度時，前 驅行駛輪將通過前驅行星輪支撐組件帶動控制錐齒輪旋轉，而控制錐齒輪的旋轉將加速後 驅行星輪對後驅動力軸的驅動，即主動軸以額定轉速驅動後驅動力軸的角速度增大，以增 加對後驅行駛輪的驅動；反之，主動軸以額定轉速通過後驅行星輪驅動後驅動力軸的角速 度大於後驅動力軸端外部行駛反饋給差速器後驅動力軸的角速度時，後驅行駛輪將動力傳 遞給控制錐齒輪，控制錐齒輪的旋轉加速前驅行星輪對齒輪式齒圈的驅動，即主動軸以額 定轉速驅動齒輪式齒圈的角速度增大，以增加對前驅行駛輪的驅動，進而實現前驅行駛輪 與後驅行駛輪的動力驅動軸間差速。
【文檔編號】F16H48/06GK104088979SQ201410359184
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】孫松林, 肖名濤 申請人:湖南農業大學