具有限滑鎖止功能的後橋總成的製作方法
2023-04-26 12:19:42
本實用新型涉及汽車零部件，尤其是涉及一種具有限滑鎖止功能的後橋總成。
背景技術：
皮卡車、越野汽車等四輪驅動車的後橋為驅動橋，在複雜道路上行駛過程中，後橋是影響其安全行駛的關鍵零部件。現有車輛中後橋總成普遍採用開式差速器，在附著條件好的路面行駛時，能夠滿足車輛安全行駛的要求；但是，當車輛在附著條件差的路面上行駛時，尤其是在冰雪、泥濘、溼滑、坑窪或凹凸不平等路面上行駛時，汽車兩個後輪的附著係數會有很大差別，附著力小的一側車輪會出現打滑現象，由於現有開式差速器扭矩平均分配，兩個車輪分配到的扭矩都很小，進而造成車輛不能正常行駛，附著力小的一側車輪出現原地打滑或懸空空轉情況，致使車輛不能駛出複雜路面。
技術實現要素：
本實用新型目的在於提供一種具有限滑鎖止功能的後橋總成。
為實現上述目的，本實用新型採取下述技術方案：
本實用新型所述具有限滑鎖止功能的後橋總成，包括後橋殼和設置在所述後橋殼上的主減速殼，所述主減速殼內設置有主減速器，與主減速殼連接位置處的所述後橋殼內設置有由所述主減速器驅動的差速器，位於所述差速器左右兩側的後橋殼內分別設置有由所述差速器驅動的左半軸和右半軸，所述差速器包括差速器殼體和間隔設置在所述差速器殼體內邊沿位置處的鎖止觸發機構和鎖止解除機構，差速器殼體內左右間隔設置有左半軸齒輪和右半軸齒輪，差速器殼體內的左部設置有一組與所述左半軸齒輪相嚙合的左行星齒輪，差速器殼體內的右部設置一組與所述右半軸齒輪相嚙合的右行星齒輪，所述左行星齒輪與所述右行星齒輪相嚙合；差速器殼體左側的左連接盤上固連有左端蓋，差速器殼體右側通過右連接盤固連有右端蓋，所述右連接盤和所述右端蓋之間依次設置有內凸輪、外凸輪和摩擦片組件；
所述內凸輪的內花鍵與所述右半軸齒輪右端的外花鍵嚙合，所述外凸輪套設在內凸輪右側的固定圈上，外凸輪的左側設置有一組第一螺旋形凸起，內凸輪的右側設置有一組與所述第一螺旋形凸起相配合的第二螺旋形凸起，所述第一、第二螺旋形凸起對應形成螺旋導程；
所述摩擦片組件由至少兩個帶有內花鍵的第一摩擦片和至少兩個帶有外凸耳的第二摩擦片交叉疊制而成，至少兩個所述第二摩擦片組件的外凸耳對應設置，所述右端蓋上開設有與所述第二摩擦片的外凸耳對應的凹槽，所述第一摩擦片的內花鍵與所述右半軸齒輪右端的外花鍵相嚙合；
所述外凸輪與所述摩擦片組件之間設置有波形墊。
所述差速器殼體上沿其軸向開設有安裝孔，所述鎖止觸發機構設置在所述安裝孔內，鎖止觸發機構包括穿設在安裝孔內的離心齒輪軸，所述離心齒輪軸右端的外花鍵與所述外凸輪的外齒相嚙合；位於安裝孔內的離心齒輪軸上間隔設置有左離心端蓋和右離心端蓋，位於所述左、右離心端蓋之間的離心齒輪軸上設置有壓縮彈簧；左、右離心端蓋之間通過銷釘連接有第一離心塊和第二離心塊，位於所述第一、第二離心塊之間的銷釘上設置有第一扭簧。
所述差速器殼體的一側開設有與所述安裝孔連通的安裝槽，所述鎖止解除機構設置在所述安裝槽內，鎖止解除機構包括設置在安裝槽內、帶有閉鎖支撐的甩塊，所述甩塊通過甩塊軸與差速器殼體相連接，位於甩塊右側與差速器殼體之間位置處的甩塊軸上設置有第二扭簧。
本實用新型優點在於不僅能夠滿足車輛在良好路面上的正常行駛要求，還能滿足車輛在複雜路面如冰雪、溼滑、泥濘、坑窪、凹凸不平等複雜路面上的通過能力，當後橋兩側車輪打滑時具有限滑功能，將扭矩向附著條件好的那側車輪轉移一部分；鎖止觸發機構還具有在特定條件下（設定為車速低於30km/h、兩後輪轉速差超過120r/min）自動鎖止左、右半軸的作用，將傳遞到後橋的轉矩全部轉移到附著條件好的那側車輪，而幫助車輛脫困，車輛鎖止脫困後在打滑側車輪恢復附著力的瞬間或者車輛向打滑側方向輕微轉向，左、右半軸可自動解除鎖止；當車速大於30km/h時永遠不會鎖止，確保車輛安全行駛。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型所述差速器的分解結構示意圖。
圖3是圖2中的A處放大結構示意圖。
圖4是本實用新型所述甩塊的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型所述具有限滑鎖止功能的後橋總成，包括後橋殼1和設置在所述後橋殼1上的主減速殼2，所述主減速殼2內設置有主減速器，主減速器殼的後端設置有法蘭29，用於連接傳動軸並向主減速器傳遞動力，汽車與主減速殼2連接位置處的後橋殼1內設置有由所述主減速器驅動的差速器，位於差速器左、右兩側的後橋殼1內分別設有由所述差速器驅動的左半軸3和右半軸4，所述差速器包括由主減速器驅動的差速器殼體5和間隔設置在所述差速器殼體5內邊沿位置處的鎖止觸發機構、鎖止解除機構，差速器殼體5與主減速器的被動齒輪固連，差速器殼體5內的中部位置左、右間隔設置有左半軸齒輪6和右半軸齒輪7，左、右半軸齒輪6、7分別通過內花鍵與左、右半軸3、4的外花鍵傳動連接，差速器殼體5內的左部均勻設置有一組與所述左半軸齒輪6相嚙合的左行星齒輪8，差速器殼體5內的右部均勻設置一組與所述右半軸齒輪相嚙合的右行星齒輪9，左行星齒輪8和右行星齒輪9各有三個，左行星齒輪8與右行星齒輪9兩兩嚙合，左、右半軸齒輪6、7和左、右行星齒輪8、9均為螺旋齒輪；差速器殼體5左側的左連接盤11.1上固連有左端蓋10，差速器殼體5右側通過右連接盤11.2固連有右端蓋12，所述右連接盤11.2和所述右端蓋12之間依次設置有內凸輪13、外凸輪14和摩擦片組件，所述內凸輪13、摩擦片組件均與右半軸齒輪7的外花鍵相嚙合，所述外凸輪14套設在內凸輪13右側的固定圈上。
如圖2所示，所述內凸輪13的內花鍵與所述右半軸齒輪7右端的外花鍵15嚙合，所述外凸輪14套設在內凸輪13右側的固定圈上，外凸輪14的左側設置有一組第一螺旋形凸起，內凸輪13的右側設置有一組與所述第一螺旋形凸起相配合的第二螺旋形凸起，所述第一、第二螺旋形凸起對應形成螺旋導程。
如圖2所示，所述摩擦片組件由三個帶有內花鍵的第一摩擦片16和兩個帶有外凸耳的第二摩擦片17交叉疊制而成，摩擦片組件的左、右兩端均為第一摩擦片16；每個所述第二摩擦片17組件的外凸耳均為三個，兩個第二摩擦片17上的外凸耳一一對應設置，所述右端蓋12上開設有與所述第二摩擦片17的外凸耳一一對應的三個凹槽，所述第一摩擦片15的內花鍵與所述右半軸齒輪7右端的外花鍵15相嚙合。
如圖2所示，所述外凸輪14與所述摩擦片組件之間設置有波形墊（圖未視），波形墊為彈性材質，便於自然狀態下使外凸輪14向左回復原位，便於工作狀態時外凸輪14壓緊摩擦片組件。
如圖2、圖3所示，所述差速器殼體5的邊沿位置處沿其軸向開設有安裝孔18，所述鎖止觸發機構設置在所述安裝孔18內，鎖止觸發機構包括穿設在安裝孔18內的離心齒輪軸19，所述離心齒輪軸19的右端向右延伸出安裝孔18，所述離心齒輪軸19右端的外花鍵與所述外凸輪14的外齒相嚙合，位於安裝孔18內的離心齒輪軸19上間隔設置有左離心端蓋20和右離心端蓋21，位於所述左離心端蓋20左側的離心齒輪軸19上設置有楔套30，位於所述左、右離心端蓋20、21之間的離心齒輪軸19上設置有壓縮彈簧；左、右離心端蓋20、21之間通過銷釘連接有第一離心塊22和第二離心塊23，位於所述第一、第二離心塊22、23之間的銷釘上設置有第一扭簧24。
如圖2-4所示，所述差速器殼體5的一側沿其徑向開設有與所述安裝孔18相連通的安裝槽25，所述鎖止解除機構設置在所述安裝槽25內，鎖止解決機構包括設置在安裝槽25內、帶有閉鎖支撐的甩塊26，所述甩塊26通過甩塊軸27與差速器殼體5連接，位於甩塊26右側與所述差速器殼體5之間位置處的甩塊軸27上設置有第二扭簧28，位於甩塊26左側的甩塊軸27上設置有擋圈，防止甩塊軸27竄動。
本實用新型的工作過程簡述如下：
1、車輛在良好路面上直線行駛
直線行駛過程中，車輛發動機傳遞過來的動力經法蘭29傳遞給主減速器的主動齒輪，主減速器的主動齒輪通過主減速器的被動齒輪帶動差速器殼體5轉動，差速器殼體5通過左、右行星齒輪8、9隨差速器殼體5的公轉分別驅動左、右半軸齒輪6、7隨差速器殼體5同速旋轉，左、右行星齒輪8、9沒有相對轉動，左、右半軸齒輪6、7分別通過花鍵驅動左、右半軸3、4同步轉動，進而驅動車輛在良好路面上直線行駛，車輛的兩個後輪之間沒有差速。
2、車輛轉彎
車輛轉彎行駛過程中，外側車輪的車速大於內側車輪的轉速，以左轉為例，車輛通過左、右半軸3、4的動力傳遞，汽車的右半軸齒輪7的轉速大於差速器殼體5的轉速，此時，與右半軸齒輪7嚙合的三個右行星齒輪9隨差速器殼體5公轉的同時出現反向自轉，進而驅動與三個右行星齒輪9相嚙合的三個左行星齒輪8隨差速器殼體5公轉的同時產生正向自轉，使與三個左行星齒輪8嚙合的左半軸齒輪6的轉速小於差速器殼體5的轉速，進而使左半軸3的轉速小於右半軸4的轉速，車輛順利轉彎；右轉彎的轉彎原理與左轉彎原理相同。
3、汽車在冰雪、泥濘、溼滑、凹凸不平等複雜路面的行駛
車輛在複雜路面如冰雪、泥濘、溼滑、凹凸不平等路面行駛時，本實用新型具有限滑作用，以車輛後側的右車輪出現打滑為例，右半軸4和右半軸齒輪7的轉速高於差速器殼體5的轉速，與右半軸齒輪7相嚙合的三個右行星齒輪9產生反向自轉並驅動三個左行星齒輪8正向自轉，左、右行星齒輪8、9均為螺旋齒輪，左、右行星齒輪8、9的壓力角在嚙合過程中迫使左行星齒輪8壓向其孔內壁、迫使右行星齒輪9壓向其孔內壁；左、右行星齒輪8、9的嚙合產生很大的軸向力，使左、右行星齒輪8、9的端面分別壓向左端蓋10、右連接盤11.2，使差速器殼體5內產生很大的內摩擦力，進而使傳遞到右半軸4的轉矩減小，傳遞到左半軸3的轉矩增大，即轉矩自動轉移到左半軸3上，限制右車輪打滑，幫助車輛脫困，進而提高車輛複雜路面上的安全行駛性能；左車輪打滑的脫困原理和右車輪的脫困原理相同。
車輛行駛過程中一側後輪出現懸空或徹底打滑情形且自動轉移的扭矩不能使車輛脫困時，兩側車輪的轉速差達到一定值（120r/min），差速器的鎖止觸發機構立即工作，以右車輪徹底失去附著力為例，右車輪空轉時，右半軸4空轉，左半軸3和左半軸齒輪6隨左車輪靜止不動，右半軸齒輪7的轉速為差速器殼體5轉速的兩倍，內凸輪13、外凸輪14的轉速均為差速器殼體5的兩倍，圍繞差速器殼體5公轉的離心齒輪軸19在與之嚙合的外凸輪14的驅動下出現高速反向自轉，第一、第二離心塊22、23中的其中一個在離心力的作用下克服第一扭簧24的扭力向外甩開一定角度，此時第一、第二離心塊22、23其中一個的凹槽與甩塊26的閉鎖支撐相扣接，觸發車輛的鎖止功能；鎖止功能觸發後離心齒輪軸19停止自轉，進而驅動外凸輪14隨差速器殼體5同速轉動，外凸輪14沿著與內凸輪13配合端面的螺旋導程向右移動，將摩擦片組件壓緊到右端蓋12上，第一摩擦片16與第二摩擦片17的轉速趨於一致，與第一摩擦片16嚙合的右半軸齒輪7和與第二摩擦片17相配合的端蓋12的轉速逐漸同步，使右行星齒輪9和左行星齒輪8停止自轉，左半軸齒輪6開始轉動並使左半軸3的轉速逐漸與右半軸4的轉速趨於一致，輸入後橋裡面的扭矩全部傳遞到左半軸3一側，使車輛脫困。
左車輪徹底失去附著力的脫困原理：左車輪懸空或徹底打滑時，左半軸3空轉，右半軸4隨右車輪靜止不動，右半軸齒輪7、內凸輪13、外凸輪14均靜止不動，差速器殼體5在主減速器被動齒輪的驅動下轉動，離心齒輪軸19隨差速器殼體5公轉的同時繞外凸輪14高速正向自轉，第一、第二離心塊22、23中的另一個在離心力的作用下向外甩開一定角度，使第一、第二離心塊22、23另外一個的凹槽與甩塊26的閉鎖支撐相扣合，觸發車輛的鎖止作用，此時離心齒輪軸19停止自轉並驅動外凸輪14隨差速器殼體5轉動，外凸輪14沿著與內凸輪13結合面的螺旋導程向右移動，將摩擦片組件壓緊到右端蓋12上，第一摩擦片16與第二摩擦片17轉速趨於一致，與第一摩擦片16嚙合的右半軸齒輪7和與第二摩擦片17相配合的右端蓋12的轉速逐漸同步，此時差速器殼體5上的轉矩通過摩擦片組件的傳遞驅動右半軸齒輪7帶動右半軸4轉動，並使右半軸4的轉速與左半軸3的轉速趨於一致，後橋的所有扭矩全部傳遞給右半軸4，進而使車輛脫困。
車輛駛出打滑空轉路面後打滑側車輪恢復附著力瞬間的短暫停頓使得原來打滑側車輪的轉速這一瞬間會小於對側車輪的轉速，此時與外凸輪14嚙合的離心齒輪軸19會產生與原來高速自轉方向相反的自轉，這時原來與甩塊26的閉鎖支撐相扣合的離心塊由於自轉方向發生改變會脫離閉鎖支撐，使離心齒輪軸19恢復至自由轉動狀態，進而使左、右半軸3、4處於解鎖狀態。或者鎖止後車輛向原來打滑側車輪的方向輕打方向，例如原來由於左側車輪打滑空轉而鎖止，此時車輛向左側輕打方向使得右側車輪轉速大於左側車輪轉速，也會起到解鎖的效果。解鎖後，外凸輪14在波形墊彈力的左右下向左恢復原位，不再壓縮摩擦片組件。
為保證車輛安全行駛，設定當車速小於30km/h（千米/時），並且車輛的兩個後車輪的轉速差大於120r/min（轉/分）時，才能觸動車輛的鎖止功能。第一扭簧24的彈力設定為左右兩個後輪的轉速差為120r/min（轉/分）時第一、第二離心塊22、23中的其中一個剛好能克服第一扭簧的彈力向外甩開並使其凹槽接觸到甩塊26的閉鎖支撐上時的大小；第二扭簧28的彈力設定為當車速為30km/h時甩塊26剛好能克服第二扭簧的彈力向外甩開一定角度使得離心塊22、23即使能克服第一扭簧的彈力向外甩開其凹槽也不能接觸到甩塊26的閉鎖支撐上時的大小。當車速大於30km/h時，甩塊26在離心力的作用下克服第二扭簧28的扭力向外甩開一定角度，進而有效避免第一、第二離心塊22、23的凹槽與甩塊26的閉鎖支撐相扣合，防止觸發車輛的鎖止功能。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語 「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係是基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。