任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器，用于輪式車輛的 差速，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前常用的汽車差速器均采用由多個(gè)直齒圓錐齒輪組成的行星齒輪系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 差速的目的，雖然該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車左、右半軸差速的功能，但該系統(tǒng)構(gòu)件較多，軸向及 徑向尺寸都大、體積大、重量較重，特別是對(duì)于重型汽車而言，為了能實(shí)現(xiàn)差速并傳遞足夠 的動(dòng)力，則體積和重量會(huì)進(jìn)一步增加;直齒圓錐齒輪傳動(dòng)還具有重合度低，故承載能力低， 傳動(dòng)效率不高，直齒圓錐齒輪加工困難，工藝性較差等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是:為克服現(xiàn)有汽車差速器存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊、軸向和徑向尺寸小、重量輕、重合度高、承載能力大、傳動(dòng)效率高的新型的汽車差 速器一一任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器。
[0004] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾 子塊式汽車差速器，主要由外齒內(nèi)中心輪(1)、左半軸架(2)、圓錐滾子軸承(3)、右半殼(4)、 滾針滾子塊（5)、右半軸多相外凸輪(6)、深溝球軸承（7)、螺釘(8)、深溝球軸承(9)、滾針 (10)、套筒墊圈（12)、深溝球軸承（13)組成，其特征在于:摒棄了傳統(tǒng)汽車差速器的行星齒 輪系統(tǒng)，代之以"外齒內(nèi)中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外 齒內(nèi)中心輪(1)、左半軸架(2)、滾針滾子塊(5)、右半軸多相外凸輪(6)，以此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)差速， 構(gòu)成差速器;外齒內(nèi)中心輪（1)的外部是直齒圓錐齒輪、內(nèi)部是具有多個(gè)凸出部分的內(nèi)齒 輪，其凸出部分的個(gè)數(shù)稱為外齒內(nèi)中心輪(1)的齒數(shù)，記為Z 1，故外齒內(nèi)中心輪（1)既是主減 速器的一個(gè)錐齒輪，又是差速器機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒輪，外齒內(nèi)中心輪(1)將主減速器和差速器有 機(jī)地合為一體，外齒內(nèi)中心輪（1)與右半殼(4)通過(guò)螺釘(8)固定連接成一個(gè)整體并由一對(duì) 圓錐滾子軸承(3)支撐在機(jī)架上；左半軸架(2)為套筒結(jié)構(gòu)，該套筒結(jié)構(gòu)裝于外齒內(nèi)中心輪 (1)的內(nèi)齒輪中，沿該套筒結(jié)構(gòu)的周向開有Z 2個(gè)徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾針滾子塊(5)， 左半軸架(2)的左端為左半軸，左半軸架（2)通過(guò)左半軸與左邊后車輪（14)相固連，左半軸 架(2)由一對(duì)深溝球軸承（13)支撐在外齒內(nèi)中心輪（1)中；右半軸多相外凸輪(6)是具有三 個(gè)互成120°夾角且軸心對(duì)稱的凸出部分的三相外凸輪，其自身質(zhì)量完全平衡，其輪廓曲線 為余弦曲線，右半軸多相外凸輪(6)內(nèi)嵌于左半軸架(2)的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，右半軸多相外凸輪 (6)的右端為右半軸，右半軸多相外凸輪(6)通過(guò)右半軸與右邊后車輪（15)固連在一起，右 半軸多相外凸輪(6)的左端通過(guò)深溝球軸承(9)支承于左半軸架(2)之內(nèi)、右端通過(guò)深溝球 軸承(7)支承于右半殼(4)之內(nèi)；上述滾針滾子塊(5)由支架塊(16)、銷（17)、滾針（18)、滾針 套筒（19)組成，銷（17)的兩端與支架塊（16)兩側(cè)的孔之間均為緊配合，安裝在支架塊（16) 兩端的滾針套筒（19)由銷（17)支承并通過(guò)滾針（18)與支架塊(16)組成滾動(dòng)聯(lián)接關(guān)系;在左 半軸架(2)的右端套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)壁上沿徑向開有用以裝滾針（10)的溝槽，在該溝 槽內(nèi)裝有若干根滾針（10)，滾針滾子塊(5)裝在左半軸架(2)的右端套筒的徑向?qū)Р蹆?nèi)并可 在該導(dǎo)槽中徑向移動(dòng)，滾針滾子塊(5)的支架塊(16)通過(guò)滾針（10)與左半軸架(2)的徑向?qū)?槽組成滾動(dòng)聯(lián)接關(guān)系，即滾針（10)使?jié)L針滾子塊(5)與左半軸架(2)之間的接觸由滑動(dòng)摩擦 變?yōu)闈L動(dòng)摩擦;滾針滾子塊(5)兩端的滾針套筒（19)分別與外齒內(nèi)中心輪(1)的內(nèi)齒輪輪廓 和右半軸多相外凸輪(6)的外凸輪輪廓相嚙合各組成一個(gè)純滾動(dòng)高副;外齒內(nèi)中心輪(1)的 內(nèi)齒輪齒廓曲線是滾針滾子塊(5)-方面隨左半軸架(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在左半軸架(2) 的徑向?qū)Р壑幸苿?dòng)的過(guò)程中，其外端滾針套筒（19)所處一系列位置的包絡(luò)線；外齒內(nèi)中心 輪(1)的齒數(shù)Z 1和滾針滾子塊(5)的數(shù)目Z2相差為3。
[0005] 本發(fā)明差速器其它未提及的地方，如左半軸架（2)、右半軸多相外凸輪(6)與車輛 車輪的聯(lián)接等均采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0006] 與已有技術(shù)相比本發(fā)明的主要發(fā)明點(diǎn)在于：
[0007] ①本發(fā)明用"外齒內(nèi)中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車 差速器的行星齒輪系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外齒內(nèi)中心輪、左半軸架、滾針滾子塊、右半軸多 相外凸輪，以此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)差速，構(gòu)成差速器。
[0008] ②外齒內(nèi)中心輪的外部是直齒圓錐齒輪、內(nèi)部是具有多個(gè)凸出部分的內(nèi)齒輪，其 凸出部分的個(gè)數(shù)稱為外齒內(nèi)中心輪的齒數(shù)，故外齒內(nèi)中心輪既是主減速器的一個(gè)錐齒輪， 又是差速器機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒輪，外齒內(nèi)中心輪將主減速器和差速器有機(jī)地合為一體，外齒內(nèi) 中心輪與右半殼通過(guò)螺釘固定連接成一個(gè)整體并由一對(duì)圓錐滾子軸承支撐在機(jī)架上;左半 軸架為套筒結(jié)構(gòu)，該套筒結(jié)構(gòu)裝于外齒內(nèi)中心輪的內(nèi)齒輪中，沿該套筒結(jié)構(gòu)的周向開有Z 2 個(gè)徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾針滾子塊，左半軸架的左端為左半軸，左半軸架通過(guò)左半軸 與左邊后車輪相固連，左半軸架由一對(duì)深溝球軸承支撐在外齒內(nèi)中心輪中；右半軸多相外 凸輪是具有三個(gè)互成120°夾角且軸心對(duì)稱的凸出部分的三相外凸輪，其自身質(zhì)量完全平 衡，其輪廓曲線為余弦曲線，右半軸多相外凸輪內(nèi)嵌于左半軸架的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，右半軸多相 外凸輪的右端為右半軸，右半軸多相外凸輪通過(guò)右半軸與右邊車輪固連在一起，右半軸多 相外凸輪的左端通過(guò)深溝球軸承支承于左半軸架之內(nèi)、右端通過(guò)深溝球軸承支承于右半殼 之內(nèi)；上述滾針滾子塊由支架塊、銷、滾針、滾針套筒組成，銷的兩端與支架塊兩側(cè)的孔之間 均為緊配合，安裝在支架塊兩端的滾針套筒由銷支承并通過(guò)滾針與支架塊組成滾動(dòng)聯(lián)接關(guān) 系;在左半軸架的右端套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)壁上沿徑向開有用以裝滾針的溝槽，在該溝 槽內(nèi)裝有若干根滾針，滾針滾子塊裝在左半軸架的右端套筒的徑向?qū)Р蹆?nèi)并可在該導(dǎo)槽中 徑向移動(dòng)，滾針滾子塊的支架塊通過(guò)滾針與左半軸架的徑向?qū)Р劢M成滾動(dòng)聯(lián)接關(guān)系，即滾 針使?jié)L針滾子塊與左半軸架之間的接觸由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦;滾針滾子塊兩端的滾針 套筒分別與外齒內(nèi)中心輪的內(nèi)齒輪輪廓和右半軸多相外凸輪的外凸輪輪廓相嚙合各組成 一個(gè)純滾動(dòng)高副；外齒內(nèi)中心輪的內(nèi)齒輪齒廓曲線是滾針滾子塊一方面隨左半軸架轉(zhuǎn)動(dòng)， 另一方面又在左半軸架的徑向?qū)Р壑幸苿?dòng)的過(guò)程中，其外端滾針套筒所處一系列位置的包 絡(luò)線;外齒內(nèi)中心輪的齒數(shù)Z 1和滾針滾子塊的數(shù)目Z2相差為3。
[0009] ③驅(qū)動(dòng)力傳遞給外齒內(nèi)中心輪后經(jīng)滾針滾子塊傳給左半軸架和右半軸多相外凸 輪，從而傳遞給左、右后車輪，而滾針滾子塊與左半軸架、外齒內(nèi)中心輪及右半軸多相外凸 輪之間均為純滾動(dòng)摩擦聯(lián)接，故本發(fā)明差速器的傳動(dòng)效率高。
[0010] ④滾針滾子塊與外齒內(nèi)中心輪、左半軸架及右半軸多相外凸輪之間均為多齒嚙 合，故重合度大，承載能力大，可實(shí)現(xiàn)大功率、大扭矩差速傳動(dòng)。
[0011] ⑤右半軸多相外凸輪的三個(gè)凸出部分關(guān)于軸心相隔120度對(duì)稱布置，慣性力及所 受外力合力為零，故差速器受力自動(dòng)平衡，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有常用汽車差速器相比，具有以下有益的技術(shù)效果：
[0013] 1.結(jié)構(gòu)緊湊，軸向和徑向尺寸小，體積小，重量輕 本發(fā)明采用"外齒內(nèi)中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車差速 器的行星齒輪系統(tǒng)，傳動(dòng)裝置的軸向和徑向尺寸都小，因而本發(fā)明差速器的結(jié)構(gòu)緊湊、體積 小，重量輕。
[0014] 2.重合度大，承載能力高 本發(fā)明中滾針滾子塊與右半軸多相外凸輪、外齒內(nèi)中心輪、左半軸架之間均同時(shí)實(shí)現(xiàn) 多對(duì)齒嚙合，最多可以有50%的滾針滾子塊同時(shí)參與嚙合工作，重合度高，承載能力高，可 實(shí)現(xiàn)大功率、大扭矩差速傳動(dòng)。
[0015] 3.傳動(dòng)效率高 滾針滾子塊與左半軸架、外齒內(nèi)中心輪及右半軸多相外凸輪之間均為純滾動(dòng)嚙合，故 本發(fā)明差速器傳動(dòng)效率高。
[0016] 4.工藝性好、生產(chǎn)成本低 本發(fā)明差速器中的零件多為圓形，形狀簡(jiǎn)單，比行星齒輪系統(tǒng)中的錐齒輪更容易加工， 工藝性好，生產(chǎn)成本低。
[0017] 5.受力均衡，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 右半軸多相外凸輪的三個(gè)凸出部分關(guān)于軸心相隔120度對(duì)稱布置，慣性力及所受外力 合力為零，故差速器受力自動(dòng)平衡，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。但要特別指出的是，本發(fā)明的具 體實(shí)施方式不限于下面實(shí)施例所描述的形式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的 情況下，還可很容易地設(shè)計(jì)出其他的【具體實(shí)施方式】，因此不應(yīng)將下面給出的【具體實(shí)施方式】 的實(shí)施例理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍，將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在所給出的實(shí)施例。
[0019] 圖1是任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0021] 圖3是圖2的局部放大圖；
[0022]圖4是外齒內(nèi)中心輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是右半軸多相外凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是左半軸架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是滾針滾子塊的裝配圖；
[0026]圖8是支架塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖9是任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器的差動(dòng)傳動(dòng)原理圖；
[0028] 圖10是汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)各車輪及差速器的相對(duì)位置關(guān)系示意圖。
[0029] 上述各附圖中圖識(shí)標(biāo)號(hào)的標(biāo)識(shí)對(duì)象是：1外齒內(nèi)中心輪;2左半軸架;3圓錐滾子軸 承;4右半殼；5滾針滾子塊;6右半軸多相外凸輪;7深溝球軸承;8螺釘;9深溝球軸承；10滾 針；11主減速器的主動(dòng)直齒圓錐齒輪；12套筒墊圈；13深溝球軸承；14左邊后車輪；15右邊后 車輪;16支架塊;17銷;18滾針;19滾針套筒。 具體實(shí)施例
[0030] 圖1至圖8所示任意齒差內(nèi)齒輪驅(qū)動(dòng)滾針滾子塊式汽車差速器，主要由外齒內(nèi)