專利名稱：液控有限轉(zhuǎn)差差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)裝置，用于傳動(dòng)系統(tǒng)中將同一回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)傳遞到兩個(gè)輸出軸上，兩輸出軸能同步回轉(zhuǎn)，同時(shí)還能允許兩輸出軸有一定程度的轉(zhuǎn)速差，典型應(yīng)用為車輛驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力輸入和實(shí)現(xiàn)差速運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)由一個(gè)輪輸入動(dòng)力，而需要兩軸輸出、且兩輸出輪有時(shí)需同步運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)又要滿足一定的差速要求時(shí)，則必須使用差速器。目前常用的差速器典型結(jié)構(gòu)是一百年前法國(guó)雷諾汽車公司的創(chuàng)始人路易斯.雷諾發(fā)明的，其基本構(gòu)成零件為圓錐齒輪和十字軸。其特點(diǎn)是差速不差力，即兩輸出輪雖能很好地實(shí)現(xiàn)差速運(yùn)動(dòng)，但兩輪的輸出驅(qū)動(dòng)力相同，最終輸出的有效驅(qū)動(dòng)力由所受摩擦力較小的輪決定。因而，在一輪出現(xiàn)打滑時(shí)，致使車輛無(wú)法前進(jìn)。 托森有限差速器是利用雙蝸輪、蝸桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了差速功能，利用蝸桿傳動(dòng)正反向傳動(dòng)效率不同這一原理，實(shí)現(xiàn)差速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，兩輪的驅(qū)動(dòng)力也可有較大的差別，從而解決了差速時(shí)的單輪驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)圓柱齒輪的合理組合，不僅實(shí)現(xiàn)單一動(dòng)力源輸入的情況下，實(shí)現(xiàn)兩軸的同速輸出和差速輸出兩種工作狀態(tài)，而且在差速輸出時(shí)，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(shí)現(xiàn)差速器工作過(guò)程三種狀態(tài)的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換即兩輸出軸阻力相同時(shí)，兩軸同步回轉(zhuǎn)；兩輸出軸阻力有少量差異，兩輸出軸轉(zhuǎn)速差又較小時(shí)，兩軸可進(jìn)行差速運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)兩輸出軸轉(zhuǎn)速差大到一定程度時(shí)，實(shí)現(xiàn)“既差速又差力”的特性，兩軸可存在較大的轉(zhuǎn)矩差。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種液控有限轉(zhuǎn)差差速器，包括動(dòng)力輸入輪、兩個(gè)圓盤型蓋板、3 6對(duì)雙聯(lián)行星齒輪組件、兩個(gè)由內(nèi)齒圓柱齒輪構(gòu)成的輸出輪、中心封閉軸、中心齒輪、用于支承各件回轉(zhuǎn)的軸承、聯(lián)接螺釘和外殼。動(dòng)力輸入輪為環(huán)狀，外緣有輪齒或輪槽以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸入；內(nèi)孔為圓孔或外月牙型孔；在動(dòng)力輸入輪的兩端面上分別通過(guò)聯(lián)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(duì)圓孔；兩蓋板上的周邊孔相互對(duì)正，兩蓋板的周邊孔中裝有雙聯(lián)行星齒輪組件。雙聯(lián)行星齒輪組件的數(shù)量與一個(gè)蓋板上的周邊孔的數(shù)量相同。 雙聯(lián)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(nèi)外的兩個(gè)行星齒輪組成，形成“軸段-齒輪-軸段-齒輪”的結(jié)構(gòu)形式；位于兩蓋板之間的所有行星齒輪依次嚙合，構(gòu)成了一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈。兩蓋板間的行星齒輪的齒頂圓剛好與動(dòng)力輸入輪的內(nèi)孔表面相切，從而輸入輪的內(nèi)孔表面、兩蓋板的內(nèi)端面、兩蓋板間的行星齒輪輪齒之間形成六個(gè)各自封閉的空間。雙聯(lián)行星齒輪組件中的外伸行星齒輪位于蓋板的外則，它們交替地從左右兩側(cè)伸出，即如第一、第三、第五個(gè)齒輪從蓋板左側(cè)伸出，則第二、第四、第六個(gè)齒輪從蓋板右側(cè)伸出。同時(shí)，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(nèi)端面、雙聯(lián)行星齒輪組件的行星輪齒之間又會(huì)形成另外六個(gè)各自封閉的空間。裝配后，將十二個(gè)封閉空間內(nèi)充滿一定粘度的油液，如高粘度潤(rùn)滑油或硅油。在蓋板的外側(cè)中心封閉軸的兩端分別裝有中心齒輪，中心齒輪與雙聯(lián)行星齒輪組件的外伸齒輪外嚙合，同時(shí)雙聯(lián)行星齒輪組件的外伸齒輪與輸出齒輪內(nèi)嚙合。輸出齒輪通過(guò)其中心孔或外伸軸與外部聯(lián)接。動(dòng)力輸入輪與輸出齒輪的回轉(zhuǎn)軸線重合，且分別通過(guò)軸承與外殼聯(lián)接。本發(fā)明的技術(shù)效果是它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、安裝方便。通過(guò)齒輪間構(gòu)成的輪系不僅可使兩輸出軸實(shí)現(xiàn)差速的功能，而且還可以使兩輸出軸輸出不同的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn) “既差速又差力”的效果。當(dāng)兩輸出輪有差動(dòng)時(shí)，十二個(gè)封閉空間中間隔地有六個(gè)形成高壓區(qū)，另外六個(gè)形成低壓區(qū)，粘性油液通過(guò)間隙由高壓區(qū)向低壓區(qū)流動(dòng)。當(dāng)速度較低時(shí)，油液流動(dòng)阻力較小，因而對(duì)差速功能不會(huì)造成影響，而當(dāng)差動(dòng)速度較大時(shí)，輸油液流動(dòng)阻力則會(huì)顯著增加，因而可防止兩輸出軸差動(dòng)速度過(guò)大，使兩軸可傳遞不同的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)差力功能。


圖1液控有限轉(zhuǎn)差差速器軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中動(dòng)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(dòng)力輸入輪內(nèi)孔為圓孔，封閉軸是獨(dú)立的圓柱形。圖2液控有限轉(zhuǎn)差差速器軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；其中動(dòng)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；并且對(duì)圖1的蓋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變 圓盤狀的蓋板中心部分內(nèi)外兩側(cè)做成凸起的軸段，完成圖1中心封閉軸功能，蓋板外側(cè)突出的蓋板中心軸上安裝中心齒輪，蓋板內(nèi)側(cè)突出軸段為蓋板內(nèi)月牙型封閉軸25。圖3為圖1和圖2液控有限轉(zhuǎn)差差速器中對(duì)應(yīng)A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖1液控有限轉(zhuǎn)差差速器中對(duì)應(yīng)B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖2液控有限轉(zhuǎn)差差速器中對(duì)應(yīng)B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。與圖4的差別在于圖中動(dòng)力輸入輪內(nèi)孔為外月牙型孔，蓋板內(nèi)側(cè)突出軸段蓋板內(nèi)月牙型封閉軸，外月牙型孔和內(nèi)月牙型軸的月牙數(shù)目與兩蓋板間的行星齒輪數(shù)相同。外月牙型孔和內(nèi)月牙型軸與蓋板間的行星齒輪之間相吻合，進(jìn)一步提高了它們之間的密封性，從而提高了液控有限轉(zhuǎn)差差速差速器的“差力”能力。圖6為圖1和圖2液控有限轉(zhuǎn)差差速差速器中對(duì)應(yīng)C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中 1動(dòng)力輸入輪，2圓盤型蓋板，3雙聯(lián)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(lián)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(nèi)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(nèi)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(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例1
圖1中，動(dòng)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(dòng)力輸入輪內(nèi)孔為圓孔，封閉軸是獨(dú)立的圓柱形。如圖1所示，動(dòng)力輸入輪1、兩個(gè)圓盤型蓋板2、三 六對(duì)雙聯(lián)行星齒輪組件3、兩個(gè)由內(nèi)齒圓柱齒輪構(gòu)成的輸出輪4、中心封閉軸5和中心齒輪6以及用于支承各件回轉(zhuǎn)的軸承 7、聯(lián)接螺釘8和外殼構(gòu)成。動(dòng)力輸入輪1為環(huán)狀，外緣有輪齒11或輪槽12以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸入，內(nèi)孔為圓孔14 或外月牙型孔15 ；在動(dòng)力輸入輪1的兩端面上分別通過(guò)聯(lián)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(duì)圓孔22，以下以3對(duì)為例加以說(shuō)明，其余類似，不再一一說(shuō)明。兩蓋板2上的周邊孔22相互對(duì)正，兩蓋板的周邊孔22中裝有雙聯(lián)行星輪組件3。雙聯(lián)行星輪組件3的數(shù)量與一個(gè)蓋板2 上的周邊孔22的數(shù)量相同。雙聯(lián)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(nèi)外的兩個(gè)行星齒輪33、34組成，形成“軸段-齒輪-軸段-齒輪”的結(jié)構(gòu)形式；齒輪33位于兩蓋板2之間，共有6個(gè)，它們依次嚙合，構(gòu)成了一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈。兩蓋板間的行星齒輪33的齒頂圓剛好與動(dòng)力輸入輪1的圓孔14的內(nèi)表面相切，從而圓孔14 的內(nèi)表面、兩蓋板2的內(nèi)端面、兩蓋板間的行星齒輪33輪齒之間就會(huì)形成六個(gè)各自封閉的空間。雙聯(lián)行星齒輪組件3中的外伸行星齒輪34則分別位于蓋板2的外則，并交替地從左右兩側(cè)伸出，即如第一、第三、第五個(gè)齒輪34從蓋板左側(cè)伸出，則第二、第四、第六個(gè)齒輪34 從蓋板右側(cè)伸出。同時(shí)，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(nèi)端面、兩蓋板間的行星齒輪33的輪齒之間又會(huì)形成另外六個(gè)各自封閉的空間。裝配后，將十二個(gè)封閉空間內(nèi)充滿一定粘度的油液，如高粘度潤(rùn)滑油或硅油。在蓋板2的外側(cè)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(lián)行星齒輪組件3的外伸齒輪34 外嚙合，同時(shí)雙聯(lián)行星齒輪組件3的外伸齒輪34與輸出齒輪4的內(nèi)輪齒41內(nèi)嚙合。輸出齒輪4通過(guò)其中心孔43或外伸軸42與外部聯(lián)接。動(dòng)力輸入輪1與輸出齒輪4的回轉(zhuǎn)軸線重合，輸出齒輪4通過(guò)其外圓柱表面44安裝軸承7與外殼聯(lián)接。實(shí)施例2圖2中，動(dòng)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；并且對(duì)圖1的蓋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變圓盤狀的蓋板中心部分內(nèi)外兩側(cè)做成凸起的軸段，完成圖1中心封閉軸功能，蓋板外側(cè)突出的蓋板中心軸上安裝中心齒輪，蓋板內(nèi)側(cè)突出軸段為蓋板內(nèi)月牙型封閉軸。如圖2所示，本實(shí)施方式與圖1的差別在于動(dòng)力輸入輪1為環(huán)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(guò)動(dòng)力輸入輪1實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸入。動(dòng)力輸入輪1內(nèi)孔內(nèi)圓柱表面沿周向均布制造與兩蓋板間的行星齒輪33數(shù)目相同的月牙型，使動(dòng)力輸入輪1內(nèi)孔變?yōu)橥庠卵佬涂?5，其月牙型曲面與蓋板間的對(duì)應(yīng)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(shí)，對(duì)圖1的蓋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變。如圖2所示，圓盤狀的蓋板中心部分內(nèi)外兩側(cè)做成凸起的軸段，蓋板中心向外側(cè)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(lián)行星齒輪組件3的外伸齒輪34外嚙合，同時(shí)雙聯(lián)行星齒輪組件3的外伸齒輪；34與輸出齒輪4的內(nèi)輪齒41內(nèi)嚙合。輸出齒輪4通過(guò)其中心孔43或外伸軸42與外部聯(lián)接。動(dòng)力輸入輪1與輸出齒輪4的回轉(zhuǎn)軸線重合，輸出齒輪4通過(guò)其外圓柱表面44安裝軸承7與外殼聯(lián)接。在蓋板中心向內(nèi)側(cè)突出軸段圓柱表面沿周向均布制造與兩蓋板間的行星齒輪33數(shù)目相同的月牙型，使蓋板中心向內(nèi)側(cè)突出軸段變?yōu)樯w板內(nèi)月牙型封閉軸25， 其月牙型曲面與蓋板間的對(duì)應(yīng)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(nèi)月牙型軸25均與兩蓋板間的行星齒輪33 —一對(duì)應(yīng)，它們的數(shù)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(nèi)表面、兩蓋板間的行星齒輪33輪齒、內(nèi)月牙型軸25、兩蓋板2的內(nèi)端面之間構(gòu)成了十二個(gè)各自封閉的空間，將十二個(gè)封閉空間內(nèi)充滿一定粘度的油液。外月牙型孔15和內(nèi)月牙型軸 25進(jìn)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(zhuǎn)差差速差速器的“差力”能力。圖5與圖4的差別在于圖中動(dòng)力輸入輪內(nèi)孔為外月牙型孔，蓋板內(nèi)側(cè)突出軸段蓋板內(nèi)月牙型封閉軸，外月牙型孔和內(nèi)月牙型軸的月牙數(shù)目與兩蓋板間的行星齒輪數(shù)相同。 外月牙型孔和內(nèi)月牙型軸與蓋板間的行星齒輪之間相吻合，進(jìn)一步提高了它們之間的密封性，從而提高了液控有限轉(zhuǎn)差差速差速器的“差力”能力。
權(quán)利要求
1.一種液控有限轉(zhuǎn)差差速器，包括動(dòng)力輸入輪(1)、兩個(gè)圓盤型蓋板O)、三 六對(duì)雙聯(lián)行星齒輪組件(3)、兩個(gè)動(dòng)力輸出輪G)，其特征在于動(dòng)力輸入輪(1)為環(huán)形，其外圓周表面有用于傳遞動(dòng)力的齒或槽，而中心部位為空腔；每個(gè)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(lián)行星齒輪組件C3)數(shù)量相同的圓形孔；雙聯(lián)行星齒輪組件(3)是軸齒輪的組合體，形狀為“軸-齒-軸-齒”的結(jié)構(gòu)形式；動(dòng)力輸出輪(4) 一端由內(nèi)齒圓柱齒輪構(gòu)成，另一端是與其它軸相聯(lián)的軸或孔；蓋盤O)同軸地固定于動(dòng)力輸入輪(1)的兩端面上，雙聯(lián)行星齒輪組件C3)安裝在蓋盤O)的周向均布的圓孔內(nèi)，使所有雙聯(lián)行星齒輪組件(3)中的兩蓋板間的行星齒輪(3 位于兩蓋盤( 之間，外伸行星齒輪(34)在蓋盤(2)兩側(cè)交替伸出，而且每個(gè)兩蓋板間的行星齒輪(3 都與相鄰組件的兩個(gè)兩蓋板間的行星齒輪(3 相嚙合，從而形成一個(gè)齒輪嚙合鏈環(huán)；一個(gè)動(dòng)力輸出齒輪(4)的內(nèi)輪齒Gl) 與在一個(gè)蓋盤( 外側(cè)的外伸行星齒輪(34)內(nèi)嚙合，而另一個(gè)動(dòng)力輸出齒輪(4)的內(nèi)輪齒 (41)與在另一個(gè)蓋盤(2)外側(cè)的外伸行星齒輪(34)內(nèi)嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的液控有限轉(zhuǎn)差差速器，其特征在于動(dòng)力輸入輪(1)內(nèi)孔為圓柱形孔，蓋盤( 的中心也有圓柱形孔，且于孔中裝有封閉軸(5)；所有雙聯(lián)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(dòng)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，而位于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(nèi)充滿油液。
3.如權(quán)利要求1所述的液控有限轉(zhuǎn)差差速器，其特征在于動(dòng)力輸入輪(1)內(nèi)孔為內(nèi)圓柱表面沿周向均布制造出兩蓋板間的行星齒輪(3 數(shù)目相同的月牙型孔，蓋板中心向內(nèi)側(cè)突出軸段圓柱表面沿周向均布制造與兩蓋板間的行星齒輪(3 數(shù)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(dòng)力輸入輪(1)月牙型孔等徑且同心，同時(shí)，蓋板 (2)中心向內(nèi)側(cè)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(nèi)充滿油液。
4.如權(quán)利要求2所述的液控有限轉(zhuǎn)差差速器，其特征在于動(dòng)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(lián)行星齒輪組件( 的外伸齒輪(34)外嚙合。
5.如權(quán)利要求3所述的液控有限轉(zhuǎn)差差速器，其特征在于蓋板中心向外側(cè)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(lián)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(zhuǎn)差差速器傳動(dòng)裝置，用于傳動(dòng)系統(tǒng)中將一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分解傳遞到兩個(gè)輸出軸上，其典型應(yīng)用為車輛驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力輸入及差速輸出。本發(fā)明中，多個(gè)圓柱齒輪組成的輪系與兩塊盤型蓋板間形成十二個(gè)各自封閉空間，能實(shí)現(xiàn)差速器工作三種狀態(tài)的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換即兩輸出軸阻力相同時(shí)，兩軸同步回轉(zhuǎn)；兩輸出軸阻力有小量差異，兩輸出軸轉(zhuǎn)速差又較小時(shí)，油液通過(guò)間隙由六個(gè)高壓區(qū)向六個(gè)低壓區(qū)流動(dòng)，液體流動(dòng)阻力較小，兩軸可進(jìn)行差速運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)兩輸出軸轉(zhuǎn)速差較大時(shí)，液體流動(dòng)阻力則會(huì)顯著增加，因而防止兩輸出軸差動(dòng)速度過(guò)大，使兩軸可傳遞不同的轉(zhuǎn)矩，仍然可以有效傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)“既差速又差力”特性，克服了普通差速器“差速不差力”的問(wèn)題，市場(chǎng)前景廣闊。
文檔編號(hào)F16H48/11GK102494102SQ20111042730
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者孫守林, 楊光輝 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)