CN101451602B - 具有防止磨损的内部周边的差动小齿轮 - Google Patents

Abstract

一种具有防止磨损的内部周边的差动小齿轮，包括以弧形形状形成的内部周边部分，差动齿轮的耐久性能够得到改善。

Description

具有防止磨损的内部周边的差动小齿轮

技术领域

本发明涉及差动小齿轮(differential pinion gear)。

更加具体地说，本发明涉及差动小齿轮，该差动小齿轮使得与安装于差动组件箱的小齿轮轴接触的小齿轮的内表面上的油膜的偏差(deviation)最小化。

背景技术

典型地，差动齿轮在变速器和连接至驱动轮的车轴之间传递驱动扭矩。

即是说，差动齿轮通过调整各车轮的转速来实现车辆的平顺驱动而不使驱动轮产生疲劳。

如图1中所示，上述差动齿轮包括驱动齿轮10、差动齿轮箱(differential case)20、小齿轮轴30、小齿轮对40和侧面齿轮对50。

驱动齿轮10从变速箱(未示出)接收驱动扭矩，差动齿轮箱20通过螺栓与驱动齿轮10接合。

小齿轮轴30通过安全销(securing pin)插入差动齿轮箱20，小齿轮对40可旋转地与小齿轮轴30接合并且小齿轮对40中的一对小齿轮相互面对。

侧面齿轮对50与小齿轮40和车轴接合并且侧面齿轮对50中的一对侧面齿轮相互面对，从而使得侧面齿轮50将动力从小齿轮40传递至车轴(未示出)。

差动组件的小齿轮和小齿轮轴是将发动机扭矩传递至驱动轮的主要元件，需要高质量的接触疲劳(contact fatigue)强度和抗磨损性质。

另一方面，连接至小齿轮轴30的小齿轮40在其外部周边限定出齿轮部分41，并在其中心部分限定出孔42。小齿轮轴30插入孔42。

小齿轮40可旋转地安装至小齿轮轴30。

因此，润滑剂在与小齿轮轴30接触的接触表面，也就是在小齿轮40的孔42，形成油膜。

如图3所示，因为油膜在孔42的两端沿轴向方向向外泄露，在小齿轮40的孔42的两端形成的油膜的厚度变得更薄。

对于上述状态，与孔42的两端接触的小齿轮轴30出现磨损，如果磨损很严重，小齿轮40和小齿轮轴30之间则出现黏着(adhesion)。

为了解决上述问题，如图4中所示，倒角部分43形成于小齿轮40的孔42的两端。

另一方面，如图5中所示，倒角部分43的角度可以扩大。

根据现有技术的上述另一例示性实施方案，在小齿轮40的孔42的两端和小齿轮轴30之间的接触表面形成油膜的厚度可以增大。

然而，因为倒角部分43和孔42之间的边界上的油膜减小，问题没有完全解决。

在背景技术这个部分中所揭示的以上信息仅用来增强对本发明背景技术的理解，因此，可能包含这样的信息：该信息并未构成已经被本国本领域普通技术人员所知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种差动小齿轮，具有防止小齿轮轴和小齿轮的接触表面出现的黏着和磨损的优点，并且具有改善耐用时间的优点。

本发明的例示性实施方案提供一种包括弧形内表面的差动小齿轮，其中该内表面限定出孔，该孔的构造及尺寸适合于使小齿轮轴置于其中，该孔包括中心和两个端部，其中该孔在中心较窄而在端部相对较宽。

孔的中心的曲率半径可以大于孔的每一端部的曲率半径。

孔在每一端部可以进一步包括倒角部分。

弧形内表面可以具有椭圆形状，其中每一端部和中心之间的轴向长度是长轴的长度，而每一端部和中心之间的高度差是短轴的长度。

每一端部和中心之间的高度差可以是1至14μm。

附图说明

图1是显示根据现有技术和本发明的例示性实施方案的整个差动组件的剖视图。

图2是显示根据现有技术的差动小齿轮的剖视图。

图3是显示在差动小齿轮的内部周边部分形成的油膜的图。

图4和图5是显示根据现有技术的差动小齿轮的另一例示性实施方案的剖视图。

图6是显示根据本发明的例示性实施方案的差动小齿轮的剖视图。

图7是显示根据本发明的另一例示性实施方案的差动小齿轮的剖视图。

<附图中指示主要元件的附图标记的描述>

30：小齿轮轴

40：小齿轮

41：齿轮部分

42：孔

43：倒角部分

具体实施方式

以下将以附图为参考具体描述本发明的例示性实施方案。

图6是显示根据本发明的一个例示性实施方案的差动小齿轮的剖视图，而图7是显示根据本发明的另一例示性实施方案的差动小齿轮的剖视图。

如图所示，小齿轮轴30安装至差动齿轮箱20，小齿轮40可旋转地连接至小齿轮轴30。

齿轮部分41形成于小齿轮40的外部周边，其中心部分具有弧形内表面。该弧形内表面限定出孔42，该孔42的构造及尺寸适合于使小齿轮轴30置于其中。

小齿轮40的孔42在中心较窄而在两端相对较宽，从而使得当孔42的内部周边与小齿轮轴30接触的时候，在孔42和小齿轮轴30的接触表面上油膜的厚度的偏差最小化。也就是说，在小齿轮轴30安装在孔42中的情况下，由于孔42中心附近的凹形部分，油膜的高压出现于孔42的中心的附近，于是孔42的凹形部分变平。因此，油膜的厚度的偏差可以被最小化。

此外，孔42的中心的曲率半径大于孔42的每一端部的曲率半径。

此外，倒角部分43可以形成于孔42的两端，从而使得在孔42的两端形成的油膜的厚度增大。

本领域技术人员可以任意确定孔42的弧形内表面的形状，该形状优选地为椭圆，其中孔42的一个端部和中心之间的轴向长度a是长轴长度而孔42的一个端部和中心之间的高度差b是短轴长度。也就是说，孔42的弧形内表面满足公式 $y=\sqrt{(1-\frac{x^2}{a^2})*b^2}.$ 在这里，x代表距离中心的轴向距离，y代表x距离孔42的一端的高度。

根据本发明的例示性实施方案的小齿轮40可旋转地插入小齿轮轴30。

也就是说，油膜形成于小齿轮40的孔42，小齿轮轴30插入该孔42中。

此外，当油膜形成的时候，因为孔42的中心比孔42的两端窄，两个端部形成的油膜变得比中心的油膜厚。

如同上面所述，油膜沿轴向方向泄露通过孔42的两端，油膜的厚度偏差可以被最小化。

因此，能够防止安装于差动组件的小齿轮轴30和小齿轮40之间的黏着和磨损。

[表]

短轴长度(μm)	小齿轮寿命(分)
		2	43
5	120
		7	83
10	25

如表中所示，当短轴的长度b为5μm时小齿轮40的寿命最长，为120分，而当短轴的长度b大于或小于5μm时小齿轮40的寿命缩短。根据实验，当短轴的长度b为1至14μm时小齿轮40的寿命增加10至40倍。

如同上面所述，根据本发明的例示性实施方案的具有防止磨损的内部周边的差动小齿轮，因为油膜的厚度偏差通过油膜沿轴向方向泄露至边缘而被最小化，能够防止旋转过程中出现的热所导致的黏着和磨损。

虽然已经通过结合当前认为是实用的例示性实施方案来描述了本发明，但应该认识到的是，本发明并不是仅仅限制于所揭示的实施方案；相反地，本发明覆盖包括在所附的权利要求的精神和范畴之内的不同修改和等价形式。

Claims (5)

1.一种安装至差动齿轮箱并且可旋转地连接至小齿轮轴的差动小齿轮，

其中该差动小齿轮包括弧形内表面，该内表面限定出孔，该孔的构造及尺寸适合于使小齿轮轴置于其中，该孔包括中心和两个端部，

其中该孔在中心较窄而在端部相对较宽。

2.如权利要求1所述的差动小齿轮，其中孔的中心的曲率半径大于孔的每一端部的曲率半径。

3.如权利要求1所述的差动小齿轮，其中孔在每一端部进一步包括倒角部分。

4.如权利要求1所述的差动小齿轮，其中弧形内表面具有椭圆形状，其中每一端部和中心之间的轴向长度是椭圆长轴的长度，而每一端部和所述弧形内表面的径向顶点之间的径向高度差是椭圆短轴的长度。

5.如权利要求4所述的差动小齿轮，其中每一端部和所述弧形内表面的径向顶点之间的径向高度差是1至14μm。

Images