CN101563556A - 小齿轮轴和差速齿轮箱总成 - Google Patents

小齿轮轴和差速齿轮箱总成 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种差速齿轮箱总成，其具有位于其中的小齿轮轴。该差速齿轮箱总成能将扭矩施加到例如车辆的至少一对车轴。小齿轮轴具有用于包容车轴的至少一个的一部分的缓冲部分。缓冲部分能补偿在小齿轮轴的中心线与车辆的中心线之间的偏移。在一示范性实施例中，缓冲部分允许车轴具有相等的长度。

Description

小齿轮轴和差速齿轮箱总成
相关申请的交叉引用
【0001】本申请要求2006年4月3日提交的名称为“窄型差速齿轮箱(NARROW DIFFERENTIAL HOUSING)”的第60/788,774号美国临时专利申请的优先权，在此将其全文并入，作为参考。
【技术领域】
【0002】本发明主要涉及机械差速器，更特别地，涉及改进的小齿轮轴和差速齿轮箱总成。
【背景技术】
【0003】在汽车制造业中，差速器作为将发动机扭矩分离两路的装置而被熟知，其允许每个输出在不同速度下转动。通常，差速器具有三个首要任务：将发动机功率瞄定到车轮；作为车辆中的最后齿轮减速，在传动到车轮之前最后一次降低传动的转动速度；以及将功率传输到车轮并允许他们以不同的速度转动。
【0004】在一典型的车辆应用中，车辆的转动驱动轴啮合环形齿轮，该环形齿轮安装在差速齿轮箱上。因此，该驱动轴驱动环形齿轮，该环形齿轮反过来转动差速齿轮箱。典型的机械差速器包括壳体(或载体)，两个侧齿轮，以及几个小齿轮(pinion gear)。小齿轮轴将小齿轮连接到壳体，从而随着壳体转动，小齿轮被驱动。小齿轮驱动两个侧齿轮，反过来又驱动连接其上的轮轴(或半轴)。
【0005】参见图1-3，一种已知的差速器总成1被图示。差速齿轮箱2具有用于包容小齿轮轴22a的孔20。特别地，每个小齿轮轴22a被插入孔20。小齿轮轴22a经过一个或多个锁定销25固定到壳体2，所述锁定销延伸通过小齿轮轴22a进入壳体2。锁定销25固定小齿轮轴22a，从而小齿轮8啮合侧齿轮19。锁定销一般必须将小齿轮轴锁定到壳体，用以防止小齿轮轴相对于差速齿轮箱的运动。锁定销以这种方式的使用需要将孔钻入壳体和小齿轮轴内，并且能增加与制造和装配差速器相关的时间和成本。这类已知的锁定差速器需要大量的加工和复杂的装配。
【0006】车辆的车轴40(未图示)从每个侧齿轮19延伸，在已知的差速齿轮箱总成中，驱动轴纵向延伸通过车辆的中心线并连接到与差速齿轮箱2连接的环形齿轮。随着驱动轴转动环形齿轮，差速齿轮箱2转动并且小齿轮轴22a依次转动。转动的小齿轮轴22a转动啮合侧齿轮19的小齿轮8并驱动车轴40。由于差速齿轮箱2的设置，小齿轮轴22a相对于车辆偏心定向，这样致使每个车轴40具有不动长度。
【0007】由于每个车轴40需要单独制造，不同长度的车轴40是不期望的。另外，每个车轴40需要加工成与各个侧齿轮8啮合需要的精确长度。进一步地，每个车轴40需要被分类并装配到车辆的相应侧。而且，如果每个车轴40具有不同长度，这样每个轮轴将承受不同的扭矩或“卷紧”(windup)。久而久之，车轴40可变形或被这种不同的长度及由此而来的不同扭矩损坏。另外，车辆操作者可遭受扭矩施加到不同车轴长度的扭矩转向力和/或扭动。
【0008】因此，在本领域存在对一种差速齿轮箱的需要，当其被设置于容许相等长度车轴时，该差速齿轮箱能从车辆的中心线偏移。而且，存在提供一种壳体的需要，其在未使用锁定销和有关的制造操作和组件的情况下能支撑小齿轮轴。
【发明内容】
【0009】一种差速齿轮箱总成，其具有小齿轮轴和形成其中的缓冲部分(relieved portion)。该差速器总成能利用相等长度的车轴。由于差速齿轮箱相对于车辆的偏移方向，车轴的至少一个延伸进入该缓冲部分。另外，车轴与缓冲部分之间的啮合防止小齿轮轴的径向运动，用以消除将小齿轮轴销入到差速齿轮箱的需要。
【附图说明】
【0010】图1是带有小齿轮轴支撑孔经过其中的现有技术差速器的剖视图。
【0011】图2是图1的差速器大致沿A-A线的剖视图。
【0012】图3是具有小齿轮轴支撑孔经过其中的现有技术差速齿轮箱的剖视图。
【0013】图4是依照本发明的差速器的实施例的剖视图。
【具体实施方式】
【0014】参见图4，本发明的差速齿轮箱总成100的实施例被示出。差速齿轮箱总成100具有差速齿轮箱120和环形齿轮110，该环形齿轮可耦合和/或以其他方式连接到差速齿轮箱120。环形齿轮110可被例如车辆，诸如ATV，汽车或者类似物的驱动轴(未图示)驱动。环形齿轮110绕A-A轴转动差速齿轮箱120。宽W1示出在本发明的一个实施例中的环形齿轮110的宽度。
【0015】差速齿轮箱总成110可具有能与差速齿轮箱120啮合的环112。环112可具有多个锁定销114，其延伸进差速齿轮箱120。锁定销114可延伸通过差速齿轮箱120和侧齿轮140b。环112可被定位于使得环112的运动(如横向运动)可使锁定销114与差速齿轮箱120啮合。例如，环112可活动地定位锁定销114，从而锁定销114啮合侧齿轮140b和差速齿轮箱120。在一实施例中，环112可从啮合位置到脱离位置移动。在啮合位置上，环112可定位锁定销114，这样将侧齿轮140b被锁到差速齿轮箱120。在脱离位置上，侧齿轮140b可在不同速度下自由地转动。
【0016】侧齿轮140a，140b可连接，耦合和/或以其他方式固定到车轴150a，150b。在一实施例中，车轴150a，150b可为诸如汽车，越野车，全地形车或类似物的一部分。侧齿轮140a，140b可与小齿轮135啮合。侧齿轮140a，140b和小齿轮135的啮合可驱动车轴150a，150b转动。
【0017】差速齿轮箱总成100可具有在差速齿轮箱120中定位的小齿轮轴130。小齿轮轴130可插入差速齿轮箱120并可连接到小齿轮轴135。例如，差速齿轮箱120可具有用以接收小齿轮轴130的孔125。小齿轮轴130可与差速齿轮箱120转动，用以将扭矩传送到小齿轮135。小齿轮135可依次将扭矩传送到的驱动相应车轴150a，150b的侧齿轮140a，140b。结果是输入扭矩可通过小齿轮135和侧齿轮140a，140b转变，这样以允许车轴150a，150b在不同速度转动。
【0018】已知差速齿轮箱总成需要使用不同的车轴长度。有利的是，差速器总成100能包含具有不同长度的车轴150a，150b。在这种实施例中，本发明消除了生产两个不同车轴，分类每个车轴及适当地将每个车轴装配到其对应位置的需要。车轴150a，150b中的每个彼此是可以互换的。因此，本发明提供了差速器总成100，其可显著降低制造和装配成本。
【0019】车轴150a，150b中的每个可延伸进差速齿轮箱120。在已知的差速齿轮箱总成中，车轴终止在侧齿轮中；然而，本发明的车轴150a，150b延伸通过侧齿轮140a，140b。例如，如图4所示，车轴150a，150b中的至少一个可邻接小齿轮轴130。
【0020】小齿轮轴130可具有缓冲部分160。在一个实施例中，缓冲部分160尺寸设为用以包容车轴150a和/或150b的一部分。如图4所示，缓冲部分160包容延伸通过对应的侧齿轮140a的车轴150a的一个端部。在这种实施例中，车轴150a延伸进差速齿轮箱120的长度比车轴150b延伸进差速齿轮箱120的长度要长。
【0021】另一优点是，缓冲部分160可包容车轴150a，150b中的至少一个。将车轴150a，150b延伸进缓冲部分160提供了对小齿轮轴130的结构支撑。例如，如图4所示，车轴150a延伸进缓冲部分160并可防止小齿轮轴130相对于小齿轮轴130的中心线CLP的纵向运动和/或转向运动。在这种实施例中，缓冲部分160不需要用于将小齿轮轴130固定到差速齿轮箱120的传统手段，如锁定销，插销，固定螺钉，压入配合，焊接等。另外，在一个实施例中，相对的车轴150b可延伸到相对于缓冲部分150的小齿轮轴130的侧面，从而进一步地支撑了小齿轮轴130。
【0022】消除与将小齿轮轴130固定到壳120相关的组件以及制造用于小齿轮轴130的销所需要的各种附随的加工工艺显著地降低了装配和制造成本。另外，消除固定小齿轮轴130的需要也简化了差速齿轮箱总成100的装配。
【0023】缓冲部分160可为用于包容车轴150a，150b的至少一个的一部分的孔。缓冲部分160可具有与对应车轴150，150b的直径基本相等的高度，用以限制相对于小齿轮轴130相对于小齿轮轴130的中心线CLP的转向运动和/或纵向运动。在最初成型过程中，如锻造，或在后续材料除去过程中，如磨削或拉削，缓冲部分160可被包含在小齿轮轴130中。
【0024】缓冲部分160的尺寸可根据对支撑小齿轮轴130的需要和/或因需要提供相等长度的车轴150a，150b而确定。在车轴150a，150b具有相等长度的一个实施例中，车辆的中心线CLV可以为延伸通过车轴150a，150b中点的水平面。差速齿轮箱120的中心线典型地与小齿轮轴的中心线CLP相同。然而，由于差速齿轮箱总成的100的结构，车辆的中心线CLV可能需要从小齿轮轴的中心线CLP偏移一段距离。例如，偏移200可能是由于环形齿轮110的方向和结构，不同轴承大小，锁定装置180和/或车辆其他零部件的定位。由于偏移200，差速齿轮箱120可能需要车轴150a，150b中的一个进一步延伸进差速齿轮箱120，以具有大致相等的长度。
【0025】在一个实施例中，缓冲部分160的长度与车辆的中心线和小齿轮轴130中心线之间的偏移量基本相等。例如，从小齿轮轴130中心线到车辆的中心线的距离与缓冲部分160的深度和/或长度基本相等。结果是，本发明提供补偿相对于车辆的中心线的小齿轮轴的中心线130的偏移的能力。另外，本发明在提供相等长度的车轴150a，150b情况下允许这类补偿发生。
【0026】在如图4所示的实施例中，环形齿轮110的宽度W1与小齿轮轴的中心线和车辆的中心线之间的偏移量基本相等。因此，缓冲部分160可以，例如因环形齿轮110的宽度W1补偿该偏移。当然，本领域普通技术人员要理解其他导致偏移的组件可能存在于差速齿轮箱总成中以及，因此不应将本发明视为限制于补偿任何特殊类型或偏移量。
【0027】作为选择地，小齿轮轴130可具有相对的缓冲部分160。在小齿轮轴130一侧的缓冲部分150是偏移的，其可通过在小齿轮轴130相对侧的缓冲部分160补偿。在这种实施例中，在缓冲部分160中的车轴150a，150b部分的长度可能会改变。例如，为了增在加车轴150a与缓冲部分160之间啮合长度，如图4所示，可通过将相对轴150b延伸进相对的缓冲部分160(未图示)来引入偏移。在这种实施例中，每个车轴150，150b的长度可能会增加。
【0028】因此，本发明提供了差速齿轮箱总成100，其能在取消将小齿轮轴130固定到差速齿轮箱120所需要的元件和组件的情况下利用相等车轴150a，150b的长度。结果是，本发明降低了制造和生产成本。
【0029】虽然已参考优选实施例描述了本发明，但在本发明的附图和说明书的描述基础上，对本发明所作的任何修改都应当包含在本发明的保护范围内。因此，本发明不应当限定在上述的具体实施例中。

Claims (20)

1.一种差速齿轮箱总成，包括：
差速齿轮箱；
位于差速齿轮箱内的小齿轮轴(pinion shaft)；以及
小齿轮轴内的缓冲部分(relief portion)，缓冲部分能够包容车轴的一部分用以限制小齿轮轴的运动。
2.根据权利要1所述的差速齿轮箱总成，进一步包括：
相等长度的一对车轴，其延伸进差速齿轮箱，其中车轴的其中一个与缓冲部分啮合用以限制小齿轮轴的运动。
3.根据权利要求2所述的差速齿轮箱总成，其中在未使用锁定下，小齿轮轴被固定到差速齿轮箱。
4.根据权利要2所述的差速齿轮箱总成，进一步包括：
连接至车轴的侧齿轮，该侧齿轮位于差速齿轮箱中。
5.根据权利要4所述的差速齿轮箱总成，其中每个车轴延伸通过侧齿轮。
6.根据权利要5所述的差速齿轮箱总成，其中车轴的至少一个邻接小齿轮轴。
7.根据权利要5所述的差速齿轮箱总成，其中每个车轴是能够互换的。
8.根据权利要2所述的差速齿轮箱总成，其中车轴为具有中心线的车辆的一部分，并且进一步地其中车辆的中心线定位于与每个车轴等距。
9.一种差速齿轮箱总成，包括：
差速齿轮箱；及
位于差速齿轮箱内的小齿轮轴，小齿轮轴具有延伸通过其的中心线；
延伸进差速齿轮箱的一对车轴，其中每个车轴在差速齿轮箱内在从小齿轮轴的中心线的不同距离处终止。
10.根据权利要9所述的差速齿轮箱总成，其中差速器总成合并到车辆上，所述车辆具有相对于小齿轮轴的中心线偏移的中心线。
11.根据权利要10所述的差速齿轮箱总成，进一步包括：小齿轮轴内的缓冲部分，用于包容车轴的至少一个的一部分。
12.根据权利要11所述的差速齿轮箱总成，其中缓冲部分以与偏移基本相同的距离向小齿轮轴的中心线延伸。
13.根据权利要12所述的差速齿轮箱总成，其中车轴是相同长度的。
14.根据权利要13所述的差速齿轮箱总成，其中车轴中的至少一个防止小齿轮轴在平行于小齿轮轴的中心线的方向上运动。
15.一种差速齿轮箱总成，包括：
差速齿轮箱；
位于差速齿轮箱内的小齿轮轴；
具有相等长度的一对车轴；以及
在小齿轮轴内的缓冲部分，用于包容车轴的一个的至少一部分。
16.根据权利要15所述的差速齿轮箱总成，其中车轴中的一个的一部分延伸进缓冲部分第一距离，缓冲部分向小齿轮轴的中心线延伸第二距离，并且进一步地，其中第一距离和第二距离基本相等。
17.根据权利要16所述的差速齿轮箱总成，其中车轴为具有中心线的车辆的一部分。
18.根据权利要17所述的差速齿轮箱总成，其中车辆的中心线位于从小齿轮轴的中心线的第三距离处，并且进一步地其中第三距离与第一距离和第二距离基本相等。
19.根据权利要17所述的差速齿轮箱总成，其中缓冲部分具有在小齿轮轴一侧的第一凹处及在小齿轮轴相对侧的第二凹处。
20.根据权利要17所述的差速齿轮箱总成，进一步包括：
连接到壳体的环行齿轮，其中环形齿轮从车辆的中心线偏移小齿轮轴的中心线。
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