CN101173708A - 用于差速器壳体的润滑油端口 - Google Patents

Abstract

用于在车辆差速器总成中传输扭矩的装置，其包括：环绕第一轴线的环形齿轮，壳体绕该轴线旋转；以及安装到环形齿轮上的差速器壳体，其包括环绕第一轴线的壁，在该壁上有绕第一轴线相互间隔并穿过壁厚度的端口，端口的周边为椭圆形，由第一和第二相对向的直边部分形成，各直边部分位于第二轴线的相对侧，弓形角部分位于各直边部分的各末端，第二轴线相对第一轴线倾斜一个从20度至50度的角度范围。

Description

用于差速器壳体的润滑油端口

技术领域

本发明总体上涉及一种汽车差速机构，更具体地说，涉及一种具有一系列穿过其壁厚的润滑剂端口的差速器壳体。

背景技术

差速机构将旋转动力从外部动力源，例如内燃机或电动机驱动的环形齿轮差速地传输给输出轴。安装在环形齿轮上的由金属制成的壳体形成一个腔室，该腔室含有通过轴可驱动地连接到壳体14上的小伞齿轮、与小伞齿轮连续啮合的右侧伞齿轮和左侧伞齿轮。侧伞齿轮可驱动地连接至右侧输出轴和左侧输出轴，每个轴可驱动地连接至车轮。

壳体腔室由壁环绕，该壁有一厚度和多个在壁上形成的端口，这些端口绕旋转轴线相互间隔并穿过壁厚进入壳体中的腔室。端口提供了进入壳体内部的通路，通过其，位于壳体外部的液压润滑油可以流入内部。环形齿轮经过流体箱旋转，该流体箱内含液压润滑油，例如汽车自动传动液(automatic transmission fluid，ATF)。此外，泵可以将润滑油从箱中抽出。在环形齿轮和差速设备的其它组件旋转时，ATF从箱中被带到环形齿轮轮齿和泵的表面，并被甩到壳体14的外表面，其由此通过端口转移到壳体中。ATF润滑位于腔室内的伞齿轮和侧齿轮。

润滑油端口在壳体壁中产生不连续性。壳体传输扭矩。端口的不连续性为应力上升点(stress riser)，其影响传输负载引起的壳体壁中的应力大小，并影响缘于这些负载的壳体偏斜。端口既不能去掉，也不能缩小尺寸，因为较小的尺寸将会减小润滑油进入差速器壳体的流速，潜在地危及差速器组件的性能。

因此，需要优化差速器壳体中润滑油端口的结构，以使润滑油向壳体内部供应充分，而不增加材料应力和偏斜的量，并且不减少差速器壳体的耐久性或疲劳寿命。

发明内容

一种用于在机动车差速总成中传输扭矩的差速机构，其包括：环绕第一轴线的环形齿轮，壳体绕该轴线旋转；以及安装到环形齿轮上的差速器壳体，其包括环绕第一轴线的壁，在该壁上有绕第一轴线相互间隔并穿过壁厚度的端口，端口的周边为椭圆形，由第一和第二相对向的直边部分形成，各直边部分位于第二轴线的相对侧，弓形角部分位于各直边部分的各末端，第二轴线相对第一轴线倾斜一个从20度至50度的角度范围。

最初设计的端口为长圆形，并与旋转轴对齐。已经发现，通过将端口偏斜一个角度，将会使应力充分减小、疲劳寿命增加，而不用减小端口的面积。重新设置端口的可选选择包括增加壳体的壁厚以减少应力以及增加制造壳体的材料的强度。

增加壳体的壁厚将会增加容纳壳体所需的包装空间，并且会增加壳体的重量。将材料改成更高强度的材料将会增加材料成本。通过重新设置润滑油端口，不需要增加壳体的尺寸、重量或成本。

较佳实施例的适用范围从以下详细的说明、权利要求和附图中将会变得显而易见。应该理解，尽管说明和特定的实例指出了本发明的较佳实施例，但是其仅以示例的方式给出。对所述实施例和实例的改变和改造对所属技术领域的技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

本发明的上述和更多的目的和优点，对所属技术领域的技术人员来说，在考虑到附图和权利要求时、从以下对目前最佳的优选实施例的说明中会变得显而易见，其中：

图1为用于机动车辆动力传输系统的差速机构的横截面；

图2为示于图1中的差速器壳体的侧视图；

图3为示于图1中的差速器壳体的透视图；

图4为差速器壳体上形成的端口的俯视图；

图5为差速器壳体上形成的端口的另一实施例的俯视图；

图6为差速器壳体上形成的端口的另一实施例的俯视图；

图7为差速器壳体上形成的端口的另一实施例的俯视图；

图8为差速器壳体上形成的端口的另一实施例的俯视图；以及

图9为差速器壳体上形成的端口的另一实施例的俯视图。

具体实施方式

首先参照图1，用于将旋转动力形式的扭矩差速传输到左侧半轴11和右侧半轴的差速机构10包括，由金属、最好是铸铁制成的壳体14，以及由斜齿轮轮齿18形成并且可驱动地连接至外部动力源的环形齿轮16。环形齿轮16、壳体14和半轴11、12绕第一轴线20旋转。小伞齿轮22、24通过轴可驱动地连接至壳体14，绕轴线20绕转，并绕轴26的轴线旋转。右侧伞齿轮28和左侧伞齿轮30与小伞齿轮22、24连续啮合。侧伞齿轮28、30分别可驱动地连接至右侧半轴12和左侧半轴11，每个半轴都可驱动地连接至车轮。

右侧半轴12被支承在轴承32和轴承36上旋转，其中轴承32安装在壳体14与罩壳34之间，轴承36安装在罩壳34与动力输出轴38之间。类似地，左侧半轴11支承在安装在端盖42与罩壳34之间的轴承40上。

端盖42通过环形螺母44安装在壳体14上。环形齿轮16通过一系列螺栓46安装到壳体14上，这些螺栓排列在与壳体14整体成型的凸缘48的螺栓圆周上。

图2表示壳体14，其壁50有一厚度，以及多个在壁上形成的端口52，这些端口绕轴线20相互间隔并穿过壁厚进入壳体内部。端口52提供了进入壳体内部的通路，通过其，位于壳体外部的液压润滑油可以流入内部。环形齿轮经过流体箱旋转，该流体箱内含液压润滑油，例如汽车自动传动液(ATF)。如图1所示，在环形齿轮16和差速设备的其它组件旋转时，ATF从箱54中被带到环形齿轮轮齿18和/或泵的表面，并被甩到壳体14的外表面56，其由此通过端口52转移到壳体中。ATF润滑位于壳体14中的伞齿轮22、24和侧齿轮28、30。每个端口52都具有第二轴线60，其相对轴线20倾斜一个20°至50°范围的角度62。

图3表示环形齿轮16的轮齿18最好是斜轮齿。沿每个轮齿的齿顶66的线64相对轴线20倾斜。

现参照图4，端口52为椭圆形，其周边由第一和第二相对向的直边部分70、72形成。每个直边部分70、72位于第二轴线60的相对侧，并与轴线60实质上平行。第一弓形角部分74位于第一直边部分70的第一末端76上，并延伸至第二直边部分72的第一末端78。第二弓形角部分80位于第一直边部分70的第二末端82上，并延伸至第二直边部分72的第二末端84。第二轴线表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。较佳地，第一弓形角部分74为圆弧，第二弓形角部分80也为圆弧。端口52沿轴线60的长度约为34mm，端口垂直于轴线60的宽度约为24mm。

现参照图5，端口52为椭圆形，其周边由第一和第二相对向的直边部分70、72以及第三和第四直边部分86、88形成，其沿第二轴线相互间隔排列，并排列成实质上相互平行。各直边部分70、72位于第二轴线60的相对侧，并与轴线60实质上平行。第一弓形角部分90从第一直边部分70的第一末端76延伸到第三直边部分86。第二弓形角部分92从第二直边部分72的第一末端94延伸到第三直边部分86。第三弓形角部分96从第一直边部分70的第二末端82延伸到第四直边部分88。第四弓形角部分98从第二直边部分72的第二末端84延伸到第四直边部分88。第二轴线60表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。较佳地，弓形角部分90、92、96、98为圆弧。

现参照图6，端口52为椭圆形，其周边由第一和第二相对向的直边部分70、72形成。每个直边部分70、72位于第二轴线60的相对侧，并与轴线60实质上平行。第一弓形角部分100从第一直边部分70的第一末端76向第二直边部分72延伸。第二弓形角部分102从第二直边部分72的第一末端78延伸到第一弓形角部分100。第三弓形角部分104从第一直边部分70的第二末端82向第二直边部分72延伸。第四弓形角部分106从第二直边部分72的第二末端84延伸到第三弓形角部分104。第二轴线60表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。较佳地，弓形角部分100、102、104、106为圆弧。较佳地，弓形角部分100、106的半径大于弓形角部分102、104的半径。

现参照图7，端口52为椭圆形，其周边由第一和第二相对向的直边部分70、72形成。每个直边部分70、72位于第二轴线60的相对侧，并与轴线60实质上平行。第一弓形角部分108从第一直边部分70的第一末端76向第二直边部分72延伸。第二弓形角部分110从第二直边部分72的第一末端78延伸到第一弓形角部分108。第三弓形角部分112从第一直边部分70的第二末端82向第二直边部分72延伸。第四弓形角部分114从第二直边部分72的第二末端84延伸到第三弓形角部分112。第二轴线60表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。较佳地，弓形角部分108、110、112、114为圆弧。较佳地，弓形角部分110、112的半径大于弓形角部分108、114的半径。

现参照图8，端口52为椭圆形，其周边由第一和第二相对向的直边部分120、122和第三直边部分124形成。每个直边部分70、72位于第二轴线60的相对侧，并相对于轴线60偏斜一个夹角，这样，端口52在第三直边部分124所在的一端宽于相对的一端。第一弓形角部分126从第一直边部分120的第一末端128延伸到第三直边部分124。第二弓形角部分128从第二直边部分122的第一末端130延伸到第三直边部分124。第三弓形角部分132从第一直边部分120的第二末端134向第二直边部分122延伸。第四弓形角部分136从第二直边部分122的第二末端138延伸到第三弓形角部分132。第二轴线60表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。较佳地，弓形角部分126、128、132、136为圆弧，并且，弓形角部分126、128、132、136的半径相互相等。

现参照图9，端口52的周边由第一和第二圆弧140、142形成。圆弧具有半径144和中心146；圆弧具有半径148和中心150。中心146、150位于第二轴线60上，中心间的距离小于第一圆弧和第二圆弧的半径。第二轴线60表示为，相对第一轴线20倾斜一个角度范围从20度至50度的角度62。端口52沿轴线60的长度约为34mm，端口垂直于轴线60的宽度约为24mm。

按照专利法规的规定，对较佳实施例进行了说明。然而，应该注意，除了明确图示和说明的以外，其它可替代的实施例也可以实施。

Claims (17)

1.用于在车辆差速器总成中传输扭矩的装置，其包含：

环绕第一轴线的环形齿轮，环形齿轮绕该轴线旋转；以及

安装到环形齿轮上的差速器壳体，其包括环绕第一轴线的壁，在该壁上有绕第一轴线相互间隔并穿过壁厚度的端口，椭圆形的端口周边，由第一和第二相对向的直边部分形成，各直边部分位于第二轴线的相对侧，以及弓形角部分，各弓形角部分位于各直边部分的末端，第二轴线相对第一轴线倾斜一个从20度至50度的角度范围。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

各直边部分与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧延伸至第二直边部分的第一末端的第一弓形角部分；以及

从第一直边部分的第二末端以圆弧延伸至第二直边部分的第二末端的第二弓形角部分。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

端口的椭圆形周边还由第三和第四相对向的直边部分形成，其沿第二轴线相互间隔排列，并排列成实质上相互平行；

各直边部分与第二轴线实质上垂直；

从第一直边部分的第一末端以圆弧延伸到第三直边部分的第一末端的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧延伸到第三直边部分的第二末端的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧延伸到第四直边部分的第一末端的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第一末端以圆弧延伸到第四直边部分的第二末端的第四弓形角部分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

各直边部分分别与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有第一半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、半径比第一半径小的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、具有半径的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、半径比第一半径小的第四弓形角部分。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

各直边部分分别与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有第一半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、半径比第一半径大的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、半径比第一半径大的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、具有半径的的第四弓形角部分。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

各直边部分相对于第二轴线偏斜；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、具有半径的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、具有半径的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、具有半径的第四弓形角部分。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还包含：

多个在壳体壁上形成的、绕第一轴线相互间隔排列的端口。

8.用于在车辆差速器总成中传输扭矩的装置，其包含：

环绕第一轴线的环形齿轮，壳体绕该轴线旋转；以及

安装到环形齿轮上的差速器壳体，其包括环绕第一轴线的壁，在该壁上有绕第一轴线相互间隔并穿过壁厚度的端口，由第一和第二圆弧形成的端口周边，每个弧都具有半径和中心，中心位于第二轴线上，该第二轴线相对第一轴线倾斜一个从20度至50度的角度范围，中心之间的距离既小于第一弧也小于第二弧的半径。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于还包含：

多个在壳体壁上形成的、绕第一轴线相互间隔排列的端口。

10.一种用于机动车辆的差速器总成，其包含：

环绕第一轴线的环形齿轮，环形齿轮绕该轴线旋转；

安装到环形齿轮上的差速器壳体，其包括环绕第一轴线的壁，由壁环绕的腔室，在该壁上有绕第一轴线相互间隔并穿过壁厚度的端口，椭圆形的端口周边，由第一和第二相对向的直边部分形成，各直边部分位于第二轴线的相对侧，以及弓形角部分，各弓形角部分位于各直边部分的末端，第二轴线相对第一轴线倾斜一个从20度至50度的角度范围；

自壳体沿相对方向延伸的输出轴；以及

位于腔室中与输出轴可驱动地连接的差速齿轮，用于将动力从环形齿轮差速地传给输出轴。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，各直边部分与第二轴线实质上平行。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

各直边部分与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧延伸至第二直边部分的第一末端的第一弓形角部分；以及

从第一直边部分的第二末端以圆弧延伸至第二直边部分的第二末端的第二弓形角部分。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

端口的椭圆形周边还由第三和第四相对向的直边部分形成，其沿第二轴线相互间隔排列，并排列成实质上相互平行，而且与第二轴线实质上垂直；

从第一直边部分的第一末端以圆弧延伸到第三直边部分的第一末端的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧延伸到第三直边部分的第二末端的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧延伸到第四直边部分的第一末端的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第一末端以圆弧延伸到第四直边部分的第二末端的第四弓形角部分。

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

各直边部分分别与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有第一半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、半径比第一半径小的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、具有半径的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、半径比第一半径小的第四弓形角部分。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

各直边部分分别与第二轴线实质上平行；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有第一半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、半径比第一半径大的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、半径比第一半径大的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、具有半径的的第四弓形角部分。

16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

各直边部分相对于第二轴线偏斜；

从第一直边部分的第一末端以圆弧向第二直边部分延伸的、具有半径的第一弓形角部分；

从第二直边部分的第一末端以圆弧向第一弓形角部分延伸的、具有半径的第二弓形角部分；

从第一直边部分的第二末端以圆弧向第一直边部分延伸的、具有半径的第三弓形角部分；以及

从第二直边部分的第二末端以圆弧向第三弓形角部分延伸的、具有半径的第四弓形角部分。

17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于还包含：

多个在壳体壁上形成的、绕第一轴线相互间隔排列的端口。

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