液控有限轉差差速器的製作方法

2023-04-24 05:18:36

專利名稱：液控有限轉差差速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳動裝置，用於傳動系統中將同一迴轉運動同時傳遞到兩個輸出軸上，兩輸出軸能同步迴轉，同時還能允許兩輸出軸有一定程度的轉速差，典型應用為車輛驅動輪的動力輸入和實現差速運動。
背景技術：
當由一個輪輸入動力，而需要兩軸輸出、且兩輸出輪有時需同步運轉，有時又要滿足一定的差速要求時，則必須使用差速器。目前常用的差速器典型結構是一百年前法國雷諾汽車公司的創始人路易斯.雷諾發明的，其基本構成零件為圓錐齒輪和十字軸。其特點是差速不差力，即兩輸出輪雖能很好地實現差速運動，但兩輪的輸出驅動力相同，最終輸出的有效驅動力由所受摩擦力較小的輪決定。因而，在一輪出現打滑時，致使車輛無法前進。 託森有限差速器是利用雙蝸輪、蝸杆結構，實現了差速功能，利用蝸杆傳動正反向傳動效率不同這一原理，實現差速運動的同時，兩輪的驅動力也可有較大的差別，從而解決了差速時的單輪驅動問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是通過圓柱齒輪的合理組合，不僅實現單一動力源輸入的情況下，實現兩軸的同速輸出和差速輸出兩種工作狀態，而且在差速輸出時，克服普通差速器難以克服的「差速不差力」的特性缺陷，較好的實現差速器工作過程三種狀態的自適應轉換即兩輸出軸阻力相同時，兩軸同步迴轉；兩輸出軸阻力有少量差異，兩輸出軸轉速差又較小時，兩軸可進行差速運動；而當兩輸出軸轉速差大到一定程度時，實現「既差速又差力」的特性，兩軸可存在較大的轉矩差。本發明的技術解決方案是一種液控有限轉差差速器，包括動力輸入輪、兩個圓盤型蓋板、3 6對雙聯行星齒輪組件、兩個由內齒圓柱齒輪構成的輸出輪、中心封閉軸、中心齒輪、用於支承各件迴轉的軸承、聯接螺釘和外殼。動力輸入輪為環狀，外緣有輪齒或輪槽以實現動力輸入；內孔為圓孔或外月牙型孔；在動力輸入輪的兩端面上分別通過聯接螺釘固定圓盤型蓋板。蓋板中心有孔，端面上在中心孔外同一圓周上均勻分布3 6對圓孔；兩蓋板上的周邊孔相互對正，兩蓋板的周邊孔中裝有雙聯行星齒輪組件。雙聯行星齒輪組件的數量與一個蓋板上的周邊孔的數量相同。 雙聯行星齒輪組件由與兩蓋板周邊孔配合的兩段軸及兩蓋板內外的兩個行星齒輪組成，形成「軸段-齒輪-軸段-齒輪」的結構形式；位於兩蓋板之間的所有行星齒輪依次嚙合，構成了一個環形的封閉傳動鏈。兩蓋板間的行星齒輪的齒頂圓剛好與動力輸入輪的內孔表面相切，從而輸入輪的內孔表面、兩蓋板的內端面、兩蓋板間的行星齒輪輪齒之間形成六個各自封閉的空間。雙聯行星齒輪組件中的外伸行星齒輪位於蓋板的外則，它們交替地從左右兩側伸出，即如第一、第三、第五個齒輪從蓋板左側伸出，則第二、第四、第六個齒輪從蓋板右側伸出。同時，在蓋板的中心孔中貫穿中心封閉軸，而且中心封閉軸的外圓柱表面也同樣與兩蓋板間的行星齒輪的齒頂相切，從而中心封閉軸的外表面、兩蓋板的內端面、雙聯行星齒輪組件的行星輪齒之間又會形成另外六個各自封閉的空間。裝配後，將十二個封閉空間內充滿一定粘度的油液，如高粘度潤滑油或矽油。在蓋板的外側中心封閉軸的兩端分別裝有中心齒輪，中心齒輪與雙聯行星齒輪組件的外伸齒輪外嚙合，同時雙聯行星齒輪組件的外伸齒輪與輸出齒輪內嚙合。輸出齒輪通過其中心孔或外伸軸與外部聯接。動力輸入輪與輸出齒輪的迴轉軸線重合，且分別通過軸承與外殼聯接。本發明的技術效果是它具有結構簡單、生產成本低、安裝方便。通過齒輪間構成的輪系不僅可使兩輸出軸實現差速的功能，而且還可以使兩輸出軸輸出不同的轉矩，實現 「既差速又差力」的效果。當兩輸出輪有差動時，十二個封閉空間中間隔地有六個形成高壓區，另外六個形成低壓區，粘性油液通過間隙由高壓區向低壓區流動。當速度較低時，油液流動阻力較小，因而對差速功能不會造成影響，而當差動速度較大時，輸油液流動阻力則會顯著增加，因而可防止兩輸出軸差動速度過大，使兩軸可傳遞不同的轉矩，實現差力功能。


圖1液控有限轉差差速器軸向剖視結構示意圖。其中動力輸入輪的外圓上半部分畫的是圓柱齒輪的輪齒，下半部分畫是是帶輪的槽型；圖中動力輸入輪內孔為圓孔，封閉軸是獨立的圓柱形。圖2液控有限轉差差速器軸向剖視結構示意圖；其中動力輸入輪的外緣上半部分畫的是圓錐齒輪的輪齒，下半部分畫是是蝸輪的輪齒；並且對圖1的蓋板結構進行了改變 圓盤狀的蓋板中心部分內外兩側做成凸起的軸段，完成圖1中心封閉軸功能，蓋板外側突出的蓋板中心軸上安裝中心齒輪，蓋板內側突出軸段為蓋板內月牙型封閉軸25。圖3為圖1和圖2液控有限轉差差速器中對應A-A剖面結構示意圖。圖4為圖1液控有限轉差差速器中對應B-B剖面結構示意圖。圖5為圖2液控有限轉差差速器中對應B-B剖面結構示意圖。與圖4的差別在於圖中動力輸入輪內孔為外月牙型孔，蓋板內側突出軸段蓋板內月牙型封閉軸，外月牙型孔和內月牙型軸的月牙數目與兩蓋板間的行星齒輪數相同。外月牙型孔和內月牙型軸與蓋板間的行星齒輪之間相吻合，進一步提高了它們之間的密封性，從而提高了液控有限轉差差速差速器的「差力」能力。圖6為圖1和圖2液控有限轉差差速差速器中對應C-C剖面結構示意圖。圖中 1動力輸入輪，2圓盤型蓋板，3雙聯行星齒輪組件，4輸出齒輪，5中心封閉軸，6中心齒輪， 7軸承，8聯接螺釘，11輪齒，12輪槽，14圓孔，15外月牙型孔，21蓋板中心孔，22蓋板周邊孔，23蓋板螺紋孔，M蓋板中心軸，25板內月牙型封閉軸，31軸段，32軸段，33兩蓋板間的行星齒輪，；34外伸行星齒輪，41輸出齒輪內輪齒，42輸出齒輪外伸軸，43輸出齒輪中心孔， 44輸出齒輪外圓柱表面，51中心封閉軸的外圓柱表面。
具體實施例方式以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。實施例1
圖1中，動力輸入輪的外圓上半部分畫的是圓柱齒輪的輪齒，下半部分畫是是帶輪的槽型；圖中動力輸入輪內孔為圓孔，封閉軸是獨立的圓柱形。如圖1所示，動力輸入輪1、兩個圓盤型蓋板2、三 六對雙聯行星齒輪組件3、兩個由內齒圓柱齒輪構成的輸出輪4、中心封閉軸5和中心齒輪6以及用於支承各件迴轉的軸承 7、聯接螺釘8和外殼構成。動力輸入輪1為環狀，外緣有輪齒11或輪槽12以實現動力輸入，內孔為圓孔14 或外月牙型孔15 ；在動力輸入輪1的兩端面上分別通過聯接螺釘8與蓋板2上的螺紋孔23 固定圓盤型蓋板2，蓋板2中心有孔21，端面上在中心孔外同一圓周上均勻分布3 6對圓孔22，以下以3對為例加以說明，其餘類似，不再一一說明。兩蓋板2上的周邊孔22相互對正，兩蓋板的周邊孔22中裝有雙聯行星輪組件3。雙聯行星輪組件3的數量與一個蓋板2 上的周邊孔22的數量相同。雙聯行星齒輪組件3由與兩蓋板周邊孔22配合的兩段軸31、 32及兩蓋板2內外的兩個行星齒輪33、34組成，形成「軸段-齒輪-軸段-齒輪」的結構形式；齒輪33位於兩蓋板2之間，共有6個，它們依次嚙合，構成了一個環形的封閉傳動鏈。兩蓋板間的行星齒輪33的齒頂圓剛好與動力輸入輪1的圓孔14的內表面相切，從而圓孔14 的內表面、兩蓋板2的內端面、兩蓋板間的行星齒輪33輪齒之間就會形成六個各自封閉的空間。雙聯行星齒輪組件3中的外伸行星齒輪34則分別位於蓋板2的外則，並交替地從左右兩側伸出，即如第一、第三、第五個齒輪34從蓋板左側伸出，則第二、第四、第六個齒輪34 從蓋板右側伸出。同時，在蓋板2的中心孔21中貫穿中心封閉軸5，而且中心封閉軸5的外圓柱表面與兩蓋板間的行星齒輪33的齒頂相切；從而中心封閉軸的外圓柱表面51、兩蓋板 2的內端面、兩蓋板間的行星齒輪33的輪齒之間又會形成另外六個各自封閉的空間。裝配後，將十二個封閉空間內充滿一定粘度的油液，如高粘度潤滑油或矽油。在蓋板2的外側中心封閉軸5的兩端分別裝有中心齒輪6，中心齒輪6與雙聯行星齒輪組件3的外伸齒輪34 外嚙合，同時雙聯行星齒輪組件3的外伸齒輪34與輸出齒輪4的內輪齒41內嚙合。輸出齒輪4通過其中心孔43或外伸軸42與外部聯接。動力輸入輪1與輸出齒輪4的迴轉軸線重合，輸出齒輪4通過其外圓柱表面44安裝軸承7與外殼聯接。實施例2圖2中，動力輸入輪的外緣上半部分畫的是圓錐齒輪的輪齒，下半部分畫是是蝸輪的輪齒；並且對圖1的蓋板結構進行了改變圓盤狀的蓋板中心部分內外兩側做成凸起的軸段，完成圖1中心封閉軸功能，蓋板外側突出的蓋板中心軸上安裝中心齒輪，蓋板內側突出軸段為蓋板內月牙型封閉軸。如圖2所示，本實施方式與圖1的差別在於動力輸入輪1為環狀，其外緣可以是圓錐齒輪的輪齒11圖中上半部分，或者是蝸輪的輪齒圖中下半部分，通過動力輸入輪1實現動力輸入。動力輸入輪1內孔內圓柱表面沿周向均布製造與兩蓋板間的行星齒輪33數目相同的月牙型，使動力輸入輪1內孔變為外月牙型孔15，其月牙型曲面與蓋板間的對應行星齒輪33的齒頂圓柱是等徑且同心的，從而使得它們的外形曲面相吻合。同時，對圖1的蓋板結構進行了改變。如圖2所示，圓盤狀的蓋板中心部分內外兩側做成凸起的軸段，蓋板中心向外側突出的軸段為蓋板中心軸M，其上安裝有中心齒輪6， 中心齒輪6與雙聯行星齒輪組件3的外伸齒輪34外嚙合，同時雙聯行星齒輪組件3的外伸齒輪；34與輸出齒輪4的內輪齒41內嚙合。輸出齒輪4通過其中心孔43或外伸軸42與外部聯接。動力輸入輪1與輸出齒輪4的迴轉軸線重合，輸出齒輪4通過其外圓柱表面44安裝軸承7與外殼聯接。在蓋板中心向內側突出軸段圓柱表面沿周向均布製造與兩蓋板間的行星齒輪33數目相同的月牙型，使蓋板中心向內側突出軸段變為蓋板內月牙型封閉軸25， 其月牙型曲面與蓋板間的對應行星齒輪33的齒頂圓柱是等徑且同心的，從而使得它們的外形曲面相吻合。外月牙型孔15和內月牙型軸25均與兩蓋板間的行星齒輪33 —一對應，它們的數目均相同。兩蓋板間的行星齒輪33的寬度與蓋兩盤2之間的距離相等；從而外月牙型孔15 內表面、兩蓋板間的行星齒輪33輪齒、內月牙型軸25、兩蓋板2的內端面之間構成了十二個各自封閉的空間，將十二個封閉空間內充滿一定粘度的油液。外月牙型孔15和內月牙型軸 25進一步加大了它們與蓋板間的行星齒輪之間的接觸面，提高了各自封閉空間的密封性， 從而提高了液控有限轉差差速差速器的「差力」能力。圖5與圖4的差別在於圖中動力輸入輪內孔為外月牙型孔，蓋板內側突出軸段蓋板內月牙型封閉軸，外月牙型孔和內月牙型軸的月牙數目與兩蓋板間的行星齒輪數相同。 外月牙型孔和內月牙型軸與蓋板間的行星齒輪之間相吻合，進一步提高了它們之間的密封性，從而提高了液控有限轉差差速差速器的「差力」能力。
權利要求
1.一種液控有限轉差差速器，包括動力輸入輪(1)、兩個圓盤型蓋板O)、三 六對雙聯行星齒輪組件(3)、兩個動力輸出輪G)，其特徵在於動力輸入輪(1)為環形，其外圓周表面有用於傳遞動力的齒或槽，而中心部位為空腔；每個蓋板O)為圓盤形，在與外圓柱面同軸的圓周上分布著與雙聯行星齒輪組件C3)數量相同的圓形孔；雙聯行星齒輪組件(3)是軸齒輪的組合體，形狀為「軸-齒-軸-齒」的結構形式；動力輸出輪(4) 一端由內齒圓柱齒輪構成，另一端是與其它軸相聯的軸或孔；蓋盤O)同軸地固定於動力輸入輪(1)的兩端面上，雙聯行星齒輪組件C3)安裝在蓋盤O)的周向均布的圓孔內，使所有雙聯行星齒輪組件(3)中的兩蓋板間的行星齒輪(3 位於兩蓋盤( 之間，外伸行星齒輪(34)在蓋盤(2)兩側交替伸出，而且每個兩蓋板間的行星齒輪(3 都與相鄰組件的兩個兩蓋板間的行星齒輪(3 相嚙合，從而形成一個齒輪嚙合鏈環；一個動力輸出齒輪(4)的內輪齒Gl) 與在一個蓋盤( 外側的外伸行星齒輪(34)內嚙合，而另一個動力輸出齒輪(4)的內輪齒 (41)與在另一個蓋盤(2)外側的外伸行星齒輪(34)內嚙合。
2.如權利要求1所述的液控有限轉差差速器，其特徵在於動力輸入輪(1)內孔為圓柱形孔，蓋盤( 的中心也有圓柱形孔，且於孔中裝有封閉軸(5)；所有雙聯行星齒輪組件(3) 中的兩蓋板間的行星齒輪(3 齒頂圓均與動力輸入輪(1)中心圓柱形孔相切，兩蓋板間的行星齒輪(3 的寬度與蓋盤間的距離相等，封閉軸( 有兩段分別與蓋盤2的中心孔配合，而位於兩蓋盤中間的軸段圓柱表面則與兩蓋板間的行星齒輪(33)的齒頂圓相切；在兩蓋板O)之間的空隙內充滿油液。
3.如權利要求1所述的液控有限轉差差速器，其特徵在於動力輸入輪(1)內孔為內圓柱表面沿周向均布製造出兩蓋板間的行星齒輪(3 數目相同的月牙型孔，蓋板中心向內側突出軸段圓柱表面沿周向均布製造與兩蓋板間的行星齒輪(3 數目相同的月牙型；所有兩蓋板間的行星齒輪(33)齒頂圓均與動力輸入輪(1)月牙型孔等徑且同心，同時，蓋板 (2)中心向內側突出軸段等徑且同心，兩蓋板間的行星齒輪(33)的寬度與蓋兩盤O)間的距離相等；在兩蓋板(2)之間的空隙內充滿油液。
4.如權利要求2所述的液控有限轉差差速器，其特徵在於動力封閉軸(5)的兩端軸段上分別裝有中心齒輪(6)，中心齒輪(6)與雙聯行星齒輪組件( 的外伸齒輪(34)外嚙合。
5.如權利要求3所述的液控有限轉差差速器，其特徵在於蓋板中心向外側突出有蓋板中心軸(M)，其上安裝有中心齒輪(6)，中心齒輪(6)與雙聯行星齒輪組件C3)的外伸齒輪 (34)外嚙合。
全文摘要
一種液控有限轉差差速器傳動裝置，用於傳動系統中將一個迴轉運動分解傳遞到兩個輸出軸上，其典型應用為車輛驅動輪的動力輸入及差速輸出。本發明中，多個圓柱齒輪組成的輪系與兩塊盤型蓋板間形成十二個各自封閉空間，能實現差速器工作三種狀態的自適應轉換即兩輸出軸阻力相同時，兩軸同步迴轉；兩輸出軸阻力有小量差異，兩輸出軸轉速差又較小時，油液通過間隙由六個高壓區向六個低壓區流動，液體流動阻力較小，兩軸可進行差速運動；而當兩輸出軸轉速差較大時，液體流動阻力則會顯著增加，因而防止兩輸出軸差動速度過大，使兩軸可傳遞不同的轉矩，仍然可以有效傳遞動力，實現「既差速又差力」特性，克服了普通差速器「差速不差力」的問題，市場前景廣闊。
文檔編號F16H48/11GK102494102SQ20111042730
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者孫守林, 楊光輝 申請人:大連理工大學