一種高承載能力差速器的製作方法

2023-05-27 19:28:51

專利名稱：一種高承載能力差速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪式車輛驅動橋使用的輪間差速器，具體涉及一種採用 錐齒輪的輪間差速器。
背景技術：
常用的輪式車輛的錐形齒輪輪間差速器有兩行星齒輪和四行星齒輪兩 種，其中兩行星齒輪的差速器殼體是整體的，半軸齒輪和行星齒輪以及各種 墊片都是通過差速器殼體上的窗口來安裝的，故差速器殼體是敞開的，為了 獲得所需的強度，差速器殼體的壁必須做得比較厚。這類差速器的承載能力 通常不是很高， 一般僅用於輕型車輛。四行星齒輪的差速器的殼體通常是在
十字軸所在的端平面處剖分的，通過8~12個螺釘將左、右兩個差速器半殼 結合在一起。在整個差速器殼體的端截面中，十字軸所在的端截面是差速器 殼體上截面積最小的一個端截面，因為該截面的內半徑對應於行星齒輪的球 面半徑，又制有四個十字銷孔和8~12個螺釘孔，整個差速器殼體的外徑就 是由該截面所需的強度以及必須包容8~12個螺釘孔的結構尺寸來決定的。
為了提高車輛的通過能力，通常都希望驅動橋的體積在滿足強度要求的 前提下儘可能小一些。驅動橋的尺寸主要是由雙曲線齒輪副中被動齒輪的直 徑決定的，而被動齒輪的承載能力與齒輪的直徑和齒面寬度有很大的關係。 但對於目前常用的重型汽車主減速器，被動齒輪的齒面寬度通常都沒有達到 獲得最高強度所需的理想比例，這是因為重型汽車主減速器的主動齒輪通常 都是採用騎馬式安裝方法，因此齒面寬度、導向軸承的厚度和差速器殼體的 直徑之間存在一個相互矛盾的關係，增強其中某一個，就會相應削弱其它零 部件的強度，因而只能在各零部件之間尋求一個平衡，而不能實現每一個零 部件的最佳設計。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在有限的體積內具有高承載能力的差速器， 從而改變目前重型汽車驅動橋設計中各零部件尺寸的強度平衡點，使主減速 器在有限的體積內獲得更高的承載能力，或使具有同樣承載能力的主減速器 的體積縮小，提高車輛的通過能力。
本發明的技術方案
一種高承載能力差速器，包括差速器左右半殼體、固定於差速器殼體內 的組合式十字軸或一字軸、行星和半軸齒輪。
差速器殼體的剖分面位於十字軸或一字軸所在端平面的右側，其軸向位 置在十字軸或一字軸中心線的右側；
設置於差速器殼體內的組合式十字軸，由一根長銷和兩個短銷固定在中
央支架上構成；
行星齒輪滑動設置在所述組合十字軸的長銷和短銷上或一字軸的軸銷上。
差速器左右半殼體的連接用的螺紋孔終止於十字軸或一字軸所在端平面 的右側。
所述的中央支架制有兩個相互正交的貫通孔，孔的直徑與長銷或短銷的 直徑相同，長銷貫穿中央支架和差速器左半殼體上相對的兩個十字銷孔，長 銷的兩個端面位於差速器左半殼體的外表面；每一根短銷貫穿差速器左半殼 體的一個十字銷孔和中央支架一側的銷孔，其一個端面終止於位於中央支架 內的長銷表面，另一個端面位於差速器殼體的外表面附近。
所述的 一 字軸或組合式十字軸的長銷和短銷利用螺釘或彈簧漲銷來防止 銷軸的轉動和軸向移動。
所述的組合式十字軸的長銷與兩行星齒輪差速器中的一字軸很類似，但 其用於防止轉動和軸向移動的銷孔或螺釘孔既可以位於銷軸的端部，也可以 位於銷軸的中部。所述的中央支架是一個正方形帶倒角的零件，其厚度大於銷軸的直徑，在其四個側面中央制有相互正交和貫通的孔，孔的直徑與銷軸
銷孔或螺釘孔相對應的銷孔或螺釘孔。短銷具有與長銷相同的直徑，其長度 大致等於長銷的一半再減去長銷的半徑。短銷的一端制有防止其轉動和軸向 移動的銷孔或螺釘孔，與中央支架上或差速器殼體壁上的銷孔或螺釘孔相對 應。
作為一個可選的實施方式，本發明的差速器採用兩行星齒輪的結構，一 字軸上的止轉銷孔位於一字軸的一個端部，與差速器殼體壁上的銷孔相對應， 採用彈簧漲銷來防止一字軸的轉動和軸向移動。
作為另一個可選的實施方式，本發明的差速器釆用四行星齒輪的結構， 組合式十字軸長銷和短銷均採用止動螺釘來防止銷軸的轉動和軸向移動。與 銷軸上的制動螺釘配合的孔均制於中央支架上。
本發明和已有技術相比所具有的有益效果
在本發明中，對於採用兩行星齒輪的差速器，由於差速器的殼體在其右 端進行了剖分，解決了行星和半軸齒輪的裝配問題，差速器殼體的側壁上除 了兩個一字軸銷孔之外，其餘部分可以做成完整的圓筒，大幅度提高了差速 器殼體的強度和剛度，從而可以減小壁厚和差速器的外徑，或在同樣的外徑 下提供更高的承載能力。
在本發明中，在本發明的差速器殼體是剖分式的，其剖分面位於十字軸 或一字軸所在端平面的右側，接近於右側半軸齒輪支承面的位置。由於差速 器殼體剖分面的向右移動，可以使差速器左半殼上的螺釘孔的孔底也位於十 字軸或一字軸所在端平面的右側，在組合式十字軸或一字軸所在的端平面中
只有安裝組合式十字軸的十字銷孔或安裝一字軸的一字銷孔，在強度方面可 以滿足差速器殼體薄壁化的要求。由於半軸齒輪的半徑小於行星齒輪的球面 半徑，差速器殼體上連接螺釘孔所在圓的直徑可以小於常規設計中連接螺釘 孔所在圓的直徑，因此從結構方面也提供了減小差速器殼體直徑的可能性。 由於本發明中的差速器殼體整體性好，結構完整，同時也避免了差速器
5殼體結合螺4丁對差速器殼體壁厚的限制，使得釆用薄壁差速器殼體成為可能。
按此方法設計的差速器具有結構緊湊，承載能力強的特點。


圖l本發明的採用兩行星齒輪的差速器結構示意圖； 圖2本發明的採用四行星齒輪的差速器結構示意圖； 圖3 本發明圖1的組合式十字軸組裝示意圖； 圖4 本發明圖3的組合式十字軸中央支架主視圖； 圖5 本發明圖3的組合式十字軸中央支架俯視圖； 圖6本發明圖3的組合式十字軸中央支架左視圖； 圖7本發明圖3的組合式十字軸長銷主視圖； 圖8本發明圖3的組合式十字軸長銷俯視圖； 圖9 本發明圖3的組合式十字軸短銷的主4見圖； 圖10本發明圖3的組合式十字軸短銷的俯視圖； 圖11本發明圖l和圖2的行星齒輪的結構示意圖； 圖12本發明圖l和圖2的半軸齒輪的結構示意圖。
具體實施例方式
結合附圖對本發明作進一步說明
如圖l-12所示，本發明適用於驅動輪之間的高承載能力差速器，其包 括有差速器殼體1和固定於差速器殼體1內並向行星齒輪4傳遞輸入扭矩並 保持其位置的一字軸2或組合式十字軸3，與行星齒輪4相嚙合的左側半軸齒 輪5和右側半軸齒輪6;
差速器殼體1由左半殼體11和右半殼體12通過連接螺釘13組合而成。 其中左半殼體11上有用於安裝主減速器被動齒輪的法藍盤111、用於設置一 字軸的銷孔112或用於設置十字軸的銷孔113、用於設置連接螺栓13的螺栓 孔114和用於安裝軸承的軸徑115。右半殼體12上有用於設置連接螺栓的孔 121和安裝軸承的軸徑122。用於固定一字軸2的彈簧漲銷21。組合式十字軸3由長銷31、兩根短銷32、中央支架33和防止長銷和短 銷轉動和軸向移動的螺釘34或彈簧漲銷(圖中未畫出)構成。
車輛的動力通過差速器左半殼體11上的法藍盤111輸入，通過左半殼體 11上的一字軸銷孔112或十字軸銷孔113傳給一字軸2或組合式十字軸3的 長銷31和短銷32，再由一字軸2或組合式十字軸3的長銷31和短銷32將動 力傳給安裝在其上的行星齒輪4，由行星齒輪4將動力分配給與其嚙合的左側 半軸齒輪5和右側半軸齒輪6。
作為一個可選的具體實施例，如圖1和圖11 —12所示，差速器採用兩個 行星齒輪的布局方案。差速器由剖分式差速器殼體l、 一字軸2、行星齒輪4、 左側半軸齒輪5、右側半軸齒輪6和用於防止一字軸轉動的彈簧漲銷21或銷 釘(圖中未畫出)構成，其中差速器殼體由左半殼體11和右半殼體12通過 連接螺栓13組合而成。車輛的動力通過差速器左半殼體11上的法藍盤111 輸入，通過左半殼體11上的一字軸銷孔112，再由一字軸2將動力傳給安裝 在其上的行星齒輪4,由行星齒輪4將動力分配給與其嚙合的左側半軸齒輪5 和右側半軸齒輪6。由於差速器殼體l是剖分式的，差速器內部的行星和半軸 齒輪可以通過剖分面進行裝配，差速器的殼體保持了很好的完整性，具有很 高的扭轉和彎曲強度，因而可以採用薄壁結構，在相同的承栽能力下縮小差 速器的直徑，或者在相同的體積下增大差速器內部的行星和半軸齒輪，提高 差速器的承載能力。
作為第二個可選的具體實施例，如圖2-12所示，差速器採用四個行星 齒輪的布局方案。差速器由殼體l、組合式十字軸3、行星齒輪4、左側半軸 齒輪5和右側半軸齒輪6構成，其中差速器殼體由左半殼體11和右半殼體12 通過連接螺釘13組合而成。所述的組合式十字軸3由長銷31、兩根短銷32、 中央支架33和防止長銷和短銷轉動和軸向移動的螺釘34構成。車輛的動力 通過差速器左半殼體11上的法藍盤111輸入，再由組合式十字軸3將動力傳 給安裝在長銷31和短銷32上的行星齒輪4,由行星齒輪4將動力分配給與其 嚙合相的左側半軸齒輪5和右側半軸齒輪6。由於差速器殼體1的剖分面設置
7在十字軸3所在端平面的右側，接近於右側半軸齒輪6的支承面的位置，可 以使差速器左半殼上的螺釘孔的孔底也位於十字軸所在端平面的右側，在十 字軸所在的端平面中只有安裝十字軸的十字銷孔，在強度方面可以滿足差速 器殼體薄壁化的要求。由於半軸齒輪的半徑小於行星齒輪的球面半徑，差速 器殼體上連接螺釘孔所在圓的直徑可以小於常規設計中連接螺釘孔所在圓的 直徑，因此從結構方面也提供了減小差速器殼體直徑的可能性，在相同的承 載能力下可以縮小差速器的直徑，或者在相同的體積下增大差速器內部的行 星和半軸齒輪，提高差速器的承載能力。
依本實施例做出的具體設計方法僅用於說明本發明，而非用於限定本發明。
在本發明中，在本發明的差速器殼體是剖分式的，其剖分面位於十字軸 或一字軸所在端平面的右側，接近於右側半軸齒輪支承面的位置。由於差速 器殼體剖分面的向右移動，可以使差速器左半殼上的螺釘孔的孔底也位於十 字軸或一字軸所在端平面的右側，在十字軸或一字軸所在的端平面中只有安 裝十字軸的十字銷孔或安裝一字軸的一字銷孔，在強度方面可以滿足差速器 殼體薄壁化的要求。由於半軸齒輪的半徑小於行星齒輪的球面半徑，差速器 殼體上連接螺釘孔所在圓的直徑可以小於常規設計中連接螺釘孔所在圓的直 徑，因此從結構方面也提供了減小差速器殼體直徑的可能性。
在本發明中，對於採用兩行星齒輪的差速器，由於差速器的殼體在其右 端進行了剖分，解決了行星和半軸齒輪的裝配問題，差速器殼體的側壁上除 了兩個一字軸銷孔之外，其餘部分可以做成完整的圓筒，大幅度提高了差速
器殼體的強度和剛度，從而可以減小壁厚和差速器的外徑，或在同樣的外徑 下提供更高的承載能力。
所述的組合式十字軸的長銷與兩行星齒輪差速器中的一字軸很類似，但 其用於防止轉動和軸向移動的銷孔或螺釘孔既可以位於銷軸的端部，也可以 位於銷軸的中部。所述的中央支架是一個正方形帶倒角的零件，其厚度大於 銷軸的直徑，在其四個側面中央制有相互正交和貫通的孔，孔的直徑與銷軸的直徑相同。
銷孔或螺釘孔相對應的銷孔或螺釘孔。短銷具有與長銷相同的直徑，其長度 大致等於長銷的一半再減去長銷的半徑。短銷的一端制有防止其轉動和軸向 移動的銷孔或螺釘孔，與中央支架上或差速器殼體壁上的銷孔或螺釘孔相對 應。
作為一個可選的實施方式，本發明的差速器採用兩行星齒輪的結構，一 字軸上的止轉銷孔位於一字軸的一個端部，與差速器殼體壁上的銷孔相對應， 採用彈簧漲銷來防止一字軸的轉動和軸向移動。
作為另 一個可選的實施方式，本發明的差速器採用四行星齒輪的結構， 組合式十字軸長銷和短銷均採用止動螺釘來防止銷軸的轉動和軸向移動。與 銷軸上的制動螺釘配合的孔均制於中央支架上。
並且，由於本發明中的差速器殼體整體性好，結構完整，同時也避免了 差速器殼體結合螺釘對差速器殼體壁厚的限制，使得採用薄壁差速器殼體成 為可能。按此方法設計的差速器具有結構緊湊，承載能力強的特點。
9
權利要求
1. 一種高承載能力差速器，其包括差速器殼體、固定於差速器殼體內的組合式十字軸或一字軸、行星和半軸齒輪，其特徵在於差速器殼體(1)的剖分面位於十字軸或一字軸所在端平面的右側，其軸向位置在十字軸或一字軸中心線的右側；設置於差速器殼體內的組合式十字軸，由一根長銷(31)和兩個短銷(32)固定在中央支架(33)上構成；行星齒輪(4)滑動設置在所述組合十字軸的長銷(31)和短銷(32)上或一字軸的軸銷上。
2. 如權利要求1所述的一種高承載能力差速器，其特徵在於，差速器左 半殼體(11)和右半半殼體U2)的連接用的螺紋孔(114)終止於十字軸或 一字軸所在端平面的右側。
3. 如權利要求1所述的一種高承載能力差速器，其特徵在於，所述的中 央支架(33)制有兩個相互正交的貫通孔，孔的直徑與長銷或短銷的直徑相 同，長銷(31)貫穿中央支架和差速器左殼體(11)上相對的兩個十字銷孔(113 ),長銷(31)的兩個端面位於差速器左殼體的外表面；每一根短銷(32 ) 貫穿差速器左殼體的一個十字銷孔和中央支架(33) —側的銷孔，其一個端 面終止於位於中央支架內的長銷表面，另一個端面位於差速器殼體的外表面。
4. 如權利要求l所述的一種高承載能力差速器，其特徵在於，所述的一 字軸或組合式十字軸的長銷(31)和短銷(32 )利用螺釘(34 )或彈簧漲銷 來防止銷軸的轉動和軸向移動。
全文摘要
本發明涉及一種具有高承載能力的錐形齒輪差速器結構，該差速器包括差速器殼體和固定於該差速器殼體內的一字軸或組合式十字軸、行星齒輪和半軸齒輪；差速器殼體的剖分面設置在一字軸或十字軸所在平面的右側；所述的組合式十字軸由一根長銷、兩根短銷和中央支架構成。本發明差速器殼體的結合螺釘及螺釘孔終止於一字軸或十字軸所在端平面的右側，因而對於所需的承載能力，差速器殼體的壁厚可比常規設計減薄一半左右，為減小驅動橋的體積創造了條件；對於同樣的體積，可通過增大差速器內行星和半軸齒輪的模數來提高其承載能力。
文檔編號F16H48/00GK101482165SQ20081010295
公開日2009年7月15日 申請日期2008年3月28日 優先權日2008年3月28日
發明者虹 姜, 王小椿 申請人:北京交通大學