CN101994811A - 高扭矩容量的三输出差速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高扭矩容量的三输出差速器。具体地，提供了一种差速器，用于使输入构件相互连接到第一、第二和第三输出构件，所述差速器包括：壳体，该壳体与输入构件和第一输出构件相互连接，所述壳体具有连接到第二部分的第一部分，所述第一部分限定了第一凹部，而所述第二部分限定了第二凹部，其中所述第一凹部与所述第二凹部对准并协作以限定槽。键构件设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中。横向构件附连到所述壳体。一组小齿轮可绕所述横向构件旋转。一组侧齿轮与所述一组小齿轮相互啮合，其中所述一组侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述一组侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

Description

高扭矩容量的三输出差速器

技术领域

本发明总体涉及高扭矩容量的三输出差速器，且更具体地，涉及具有两件式壳体的高扭矩容量三输出差速器，该壳体带有扭矩传递键。

背景技术

本节的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，且可能构成或可能不构成现有技术。

机动车辆中的典型传动系包括连接在机动车辆的驱动轮与发动机和变速器之间的分动箱或差速器。采用差速器以将来自变速器的动力分配给每个驱动轮。典型的差速器包括输入构件，该输入构件使壳体和多个侧齿轮旋转。其中一个侧齿轮连接到第一半车轴并且另一个连接到第二半车轴。每个半车轴进而又连接到驱动轮。另外，在三输出差速器中，壳体可直接连接到轴构件以将动力分配到另一组驱动轮或分配到动力输出单元。

在三输出差速器中，壳体必须能够支持将扭矩从变速器传递到第二组驱动轮或动力输出单元。传统上，为了具有高扭矩容量，差速器的壳体必须是单件式的。因此，本领域中尚有提供易于组装且减小制造成本的高扭矩容量差速器的余地。

发明内容

提供了一种差速器，用于使输入构件与第一、第二和第三输出构件相互连接。所述差速器包括壳体，该壳体与输入构件和第一输出构件相互连接，所述壳体具有连接到第二部分的第一部分，所述第一部分限定了第一凹部，而所述第二部分限定了第二凹部，其中所述第一凹部与所述第二凹部对准并协作以便限定槽。键构件设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中，所述键构件将所述第一部分旋转地联接到所述第二部分。横向构件附连到所述壳体。一组小齿轮设置在所述壳体内并可绕所述横向构件旋转。一组侧齿轮与所述一组小齿轮相互啮合，其中所述一组侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述一组侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

在本发明的一个方面，所述第一凹部在所述第一部分端部处沿着第一部分的径向外边缘定位，并且所述第二凹部在所述第二部分端部处沿着第二部分的径向外边缘定位，所述第二部分的端部面向所述第一部分的端部。

在本发明的另一方面，所述第一凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，其中所述第二凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，其中所述第一凹部的面壁与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第一凹部的底壁大体上与所述第二凹部的底壁共面。

在本发明的又一方面，所述键构件包括第一面、第二面、第三面、第四面、底面和顶面，其中所述第一面位于所述键构件的远离所述第二面的相对侧上，所述第三面位于所述键构件的远离所述第四面的相对侧上，并且所述底面位于所述键构件的远离所述顶面的相对侧上。

在本发明的又一方面，所述键构件设置在所述槽内，使得所述底面平行于所述第一凹部和第二凹部的底壁，所述第一面与所述第一凹部的面壁相对，所述第二面与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第三壁和第四壁选择性地接触所述第一凹部和第二凹部的相对的侧壁。

在本发明的又一方面，所述第一凹部的面壁限定了开口，并且所述键构件的所述第一面限定了开口，所述键构件第一面中的开口与所述第一凹部的面壁中的开口对准。

在本发明的又一方面，差速器包括具有第一端部的销，所述第一端部设置成穿过所述第一凹部的面壁中的开口并设置在所述键构件的第一面中的开口内。

在本发明的又一方面，所述销具有与第一端部相对的第二端部，该第二端部设置在所述壳体的所述第一部分内，并且其中所述销设置成穿过所述横向构件从而将所述横向构件旋转地联接到所述壳体的第一部分。

在本发明的又一方面，所述输入构件、所述第一输出构件、所述第二输出构件和所述第三输出构件都平行于所述销。

在本发明的又一方面，差速器包括具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组，其中所述第一构件联接到所述输入构件，所述第二构件联接到所述壳体，并且所述第三构件联接到静止构件。

在本发明的又一方面，所述第一构件是恒星齿轮，所述第二构件是行星架构件，并且所述第三构件是环齿轮。

在本发明的又一方面，所述槽和所述键构件每一个都大体是正方形的。

本发明还提供了以下方案：

方案1.一种差速器，用于使输入构件与第一、第二和第三输出构件相互连接，所述差速器包括：

壳体，其与所述输入构件和所述第一输出构件相互连接，所述壳体具有连接到第二部分的第一部分，所述第一部分限定了第一凹部，并且所述第二部分限定了第二凹部，其中所述第一凹部与所述第二凹部对准并协作以限定槽；

键构件，其设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中，所述键构件将所述第一部分旋转地联接到所述第二部分；

附连到所述壳体的横向构件；

一组锥齿轮，所述一组锥齿轮设置在所述壳体内并可绕所述横向构件旋转；和

一组侧齿轮，所述组的侧齿轮与所述一组锥齿轮相互啮合，其中所述组的侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述组的侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

方案2.如方案1所述的差速器，其中，所述第一凹部在所述第一部分端部处沿着所述第一部分的径向外边缘定位，并且所述第二凹部在所述第二部分端部处沿着所述第二部分的径向外边缘定位，所述第二部分的端部面向所述第一部分的端部。

方案3.如方案2所述的差速器，其中，所述第一凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，其中所述第二凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，并且其中所述第一凹部的面壁与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第一凹部的底壁大体上与所述第二凹部的底壁共面。

方案4.如方案3所述的差速器，其中，所述键构件包括第一面、第二面、第三面、第四面、底面和顶面，其中所述第一面位于所述键构件的远离所述第二面的相对侧上，所述第三面位于所述键构件的远离所述第四面的相对侧上，并且所述底面位于所述键构件的远离所述顶面的相对侧上。

方案5.如方案4所述的差速器，其中，所述键构件设置在所述槽内，并且所述底面平行于所述第一凹部和所述第二凹部的底壁，所述第一面与所述第一凹部的面壁相对，所述第二面与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第三壁和第四壁选择性地接触所述第一凹部和所述第二凹部的相对的侧壁。

方案6.如方案5所述的差速器，其中，所述第一凹部的面壁限定了开口，并且所述键构件的所述第一面也限定了开口，所述键构件第一面中的开口与所述第一凹部的面壁中的开口对准。

方案7.如方案6所述的差速器，进一步包括，具有第一端部的销，所述第一端部设置成穿过所述第一凹部的面壁中的开口并设置在所述键构件的第一面中的开口内。

方案8.如方案7所述的差速器，其中，所述销具有与所述第一端部相对的第二端部，所述第二端部设置在所述壳体的所述第一部分内，并且其中所述销设置成穿过所述横向构件从而将所述横向构件旋转地联接到所述壳体的所述第一部分。

方案9.如方案8所述的差速器，其中，所述输入构件、所述第一输出构件、所述第二输出构件和所述第三输出构件都平行于所述销。

方案10.如方案1所述的差速器，进一步包括具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组，其中所述第一构件联接到所述输入构件，所述第二构件联接到所述壳体，并且所述第三构件联接到静止构件。

方案11.如方案10所述的差速器，其中，所述第一构件是恒星齿轮，所述第二构件是行星架构件，并且所述第三构件是环齿轮。

方案12.如方案1所述的差速器，其中，所述槽和所述键构件中每一个都大体上是正方形的。

方案13.一种差速器，用于使输入构件与第一、第二和第三输出构件相互连接，所述差速器包括：

具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组，其中所述第一构件联接到所述输入构件，并且所述第三构件联接到静止构件；

壳体，所述壳体包括：

第一部分，所述第一部分与所述行星齿轮组的所述第二构件相互连接，所述第一部分限定了第一凹部，所述第一凹部在所述第一部分端部处沿着所述第一部分的径向外边缘定位；和

第二部分，所述第二部分连接到所述第一部分，所述第二部分限定了第二凹部，所述第二凹部在所述第二部分端部处沿着所述第二部分的径向外边缘定位，所述第二部分的端部面向所述第一部分的端部；和

其中所述第一凹部和所述第二凹部对准并协作以限定槽；

键构件，其设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中，所述键构件将所述第一部分旋转地联接到所述第二部分；

附连到所述壳体的横向构件；

一组锥齿轮，所述一组锥齿轮设置在所述壳体内并可绕所述横向构件旋转；和

一组侧齿轮，所述一组侧齿轮与所述一组锥齿轮相互啮合，其中所述组的侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述组的侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

方案14.如方案13所述的差速器，其中，所述第一凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，其中所述第二凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，并且其中所述第一凹部的面壁与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第一凹部的底壁大体上与所述第二凹部的底壁共面。

方案15.如方案14所述的差速器，其中，所述键构件包括第一面、第二面、第三面、第四面、底面和顶面，其中所述第一面位于所述键构件的远离所述第二面的相对侧上，所述第三面位于所述键构件的远离所述第四面的相对侧上，并且所述底面位于所述键构件的远离所述顶面的相对侧上。

方案16.如方案15所述的差速器，其中，所述键构件设置在所述槽内，使得所述底面平行于所述第一凹部和所述第二凹部的底壁，所述第一面与所述第一凹部的面壁相对，所述第二面与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第三壁和第四壁选择性地接触所述第一凹部和所述第二凹部的相对的侧壁。

方案17.如方案16所述的差速器，其中，所述第一凹部的面壁限定了开口，并且所述键构件的所述第一面限定了凹口，所述键构件第一面中的凹口与所述第一凹部的面壁中的开口对准。

方案18.如方案17所述的差速器，进一步包括，具有第一端部的销，所述第一端部设置成穿过所述第一凹部的面壁中的开口并设置在所述键构件的第一面中的凹口内。

方案19.如方案18所述的差速器，其中，所述销具有与所述第一端部相对的第二端部，所述第二端部设置在所述壳体的所述第一部分内，并且其中所述销设置成穿过所述横向构件从而将所述横向构件旋转地联接到所述壳体的所述第一部分。

方案20.如方案19所述的差速器，其中所述输入构件、所述第一输出构件、所述第二输出构件和所述第三输出构件都平行于所述销。

方案21.如方案13所述的差速器，其中所述第一构件是恒星齿轮，所述第二构件是行星架构件，并且所述第三构件是环齿轮。

本发明的其它目的、方面和优点将通过参照以下描述和附图而变得明显，在附图中用相同的参考标记表示相同的部件、元件或特征。

附图说明

此处描述的附图仅是为了说明目的，并不意在以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据本发明原理的机动车辆的示例性动力系的示意图；

图2是根据本发明原理的高扭矩容量差速器的立体图；

图3是沿图2中的箭头3-3方向剖取的高扭矩容量差速器的剖视图；和

图4是根据本发明原理的用在高扭矩容量差速器中的键构件的放大立体图。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示例性的，并不意在限制本发明、应用或使用。

参照图1，用在机动车辆中的示例性动力系总体上由参考标记10表示。动力系10通常包括向变速器14提供输出扭矩的发动机12。在不脱离本发明的范围的情况下，发动机12可以是任何类型的原动机，例如燃烧式发动机、混合动力发动机、或电动发动机。类似地，在不脱离本发明范围的情况下，变速器14可以具有各种形式，例如具有任意数目个齿轮组以提供多个前进和倒车传动比的自动或手动变速器。变速器14包括输出轴或构件16，输出轴或构件16与传动机构18相互连接。传动机构18示出为共面的传动齿轮20，传动齿轮20与输入轴22连接。然而，应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，传动机构18可以采取多种形式，例如在变速器的输出轴16和输入轴22之间的直接连接。输入轴22与差速器24相互连接。差速器24与第一构件或第一半车轴26、第二构件或第二半车轴28、以及第三构件30相互连接，下面将对此进行更详细地描述。第一半车轴26与第一驱动轮32相互连接，而第二半车轴28与第二驱动轮34相互连接。第三构件30与动力引出单元36相互连接。动力引出单元36可操作从而通过发动机12为辅助设备提供动力。替代地，动力引出单元36可由为另一组驱动轮(例如在四轮驱动的机动车辆中)提供动力的差速器替换。

参照图2和图3，现在将更具体地描述差速器24。差速器24可操作以将动力从输入轴22传递到第一半车轴26、第二半车轴28，以及传递到第三构件30。差速器24包括第一壳体部分39和第二壳体部分或盖部41，第一壳体部分39和盖部41限定了轴线43。行星齿轮组40一体地形成在壳体部分39内。壳体部分39的端部46用作行星齿轮组40的行星架(carrier)构件。壳体部分39的端部46可旋转地支撑一组小齿轮48(仅示出了其中的两个)，该组小齿轮48支撑在固定到壳体部分39的多个销49上。环齿轮构件44(图2中未示出)和恒星齿轮构件50与多个小齿轮48相互啮合。多个垫圈51位于小齿轮48和端部46之间。环齿轮构件44被连接以与诸如机动车辆的变速器壳体之类的静止构件52共同旋转。恒星齿轮构件50被连接以与输入构件22共同旋转。在替代性实施例中，环齿轮构件44与输入构件22相互连接并且恒星齿轮构件50与静止构件52相互连接。

壳体部分39和盖部41都可绕纵向轴线43旋转。差速器的壳体部分39和盖部41中的每一个都大致是环形的。差速器的壳体部分39和盖部41联接在一起并相互协作以限定差速器24内的腔或空间58。更具体地，壳体部分39具有外表面55并且包括端部46和与端部46相对的第二端部62。壳体部分39还包括位于外表面55中并且邻近第二端部62的径向外边缘66的键凹部或槽64。键凹部64包括面壁65A，相对的侧壁65B和65C以及底壁65D。

类似地，盖部41具有外表面68并包括第一端部70和与第一端部70相对的第二端部72。第二端部72连接到第三构件30。盖部41还包括位于外表面68中并且邻近第一端部70的径向外边缘76的键凹部或槽74。键凹部74包括面壁75A，相对的侧壁75B和75C以及底壁75D。

壳体部分39和盖部41联接在一起使得壳体部分39的第二端部62邻接盖部41的第一端部70。而且，壳体部分39和盖部41径向对准使得壳体部分39的键凹部64与盖部41的键凹部74对准以形成大致正方形的键槽78。如此，面壁65A和面壁75A彼此相对并且底壁65D和底壁75D共面。在所提供的示例中，在壳体部分39上有两个键凹部64且在盖部41上有两个键凹部74，从而限定了两个键槽78。不过，应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用任何数量的凹部和槽。另外，键槽78都彼此径向相对地定位，但是，在不脱离本发明范围的情况下，这些键槽78沿着壳体部分39和盖部41的径向边缘的位置可以改变。在所提供的示例中，壳体部分39和盖部41通过多个螺钉80固定在一起，但应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以采用任意数量的螺钉或其它的附连装置。

差速器24还包括至少一个键82，键82可操作以在壳体部分39和盖部41之间传递扭矩，下面将更具体地对此进行描述。键82的尺寸被设置成适合装配在位于壳体部分39和盖部41之间的键槽78内。键82包括第一面85A、与第一面85A相对的第二面85B，第三面85C、与第三面85C相对的第四面85D、顶面85E以及与顶面85E相对的底面85F。如图4中所示，键82具有大致正方形的形状。不过，应当理解的是，键82可以具有任何形状，只要该形状能有效地适配在键槽78内并且可操作以接触键槽82的侧部。键82还包括位于第一面85A内的开口或凹部84。

参照图2和图3，差速器24还包括径向延伸通过腔58的横向轴构件90。横向轴构件90包括固定到壳体部分39的多个末端92。一对销94轴向延伸通过每个末端92并防止横向轴构件90转动。销94的每一个都包括第一端93和相对的第二端95。在优选的实施例中，各销94从壳体部分39中各凹部64的面壁65A中的开口97延伸到每个键82的开口84中。在替代性实施例中，键82可通过卡环或通过键82内的固定螺钉被固定到壳体部分39或盖部41，其中卡环在围绕差速器壳体42的环形边缘66、76附近延伸。

包括第一锥齿轮98和第二锥齿轮100的一组齿轮96被固定到横向轴构件90。第一锥齿轮98在腔58内位于横向轴构件90的一个末端92附近，而第二锥齿轮100在腔58内位于横向轴构件90的相对末端92附近。该组齿轮96固定到横向轴构件90，并因此固定到差速器壳体42。一对球面垫圈99位于该组齿轮96和差速器壳体42之间。

差速器24还包括一组侧齿轮102，该组侧齿轮102包括第一侧齿轮104和第二侧齿轮106。第一侧齿轮104位于腔58内并与齿轮组96相互啮合。第二侧齿轮106也位于腔58内并与齿轮组96相互啮合。一对垫圈105位于侧齿轮组102与壳体部分39及盖部41之间。侧齿轮104、106位于齿轮组96的相对侧上。第一侧齿轮104联接到第一半车轴26并旋转第一半车轴26，且第二侧齿轮106联接到第二半车轴28并旋转第二半车轴28。第一半车轴26轴向延伸通过壳体部分39，通过行星齿轮组40的恒星齿轮构件50，并从差速器24延伸出来。第二半车轴28轴向延伸通过盖部41并从盖部41的第二端部72延伸出来。因此，在所提供的示例中，输入构件22是与第一半车轴26同心的套轴，而第三构件30是与第二半车轴28同心的套轴。

综合参照图1-4，在运行过程中，动力或扭矩从发动机12通过输入构件22被传递到差速器24的恒星齿轮构件50。恒星齿轮构件50的旋转进而旋转壳体部分39。扭矩或动力通过键82(而非附连螺钉80)传递到盖部41。盖部41借此旋转并将动力或扭矩传递到第三构件30。同时，壳体部分39和盖部41的旋转使横向轴构件90和小齿轮组96旋转，横向轴构件90和小齿轮组96进而使侧齿轮组102旋转。侧齿轮组102使第一半车轴26和第二半车轴28旋转，以将动力或扭矩传递到驱动轮32、34。

本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本发明主旨的变型也被认为落在本发明的范围内。不能将这些变型认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种差速器，用于使输入构件与第一、第二和第三输出构件相互连接，所述差速器包括：

壳体，其与所述输入构件和所述第一输出构件相互连接，所述壳体具有连接到第二部分的第一部分，所述第一部分限定了第一凹部，并且所述第二部分限定了第二凹部，其中所述第一凹部与所述第二凹部对准并协作以限定槽；

键构件，其设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中，所述键构件将所述第一部分旋转地联接到所述第二部分；

附连到所述壳体的横向构件；

一组锥齿轮，所述一组锥齿轮设置在所述壳体内并可绕所述横向构件旋转；和

一组侧齿轮，所述组的侧齿轮与所述一组锥齿轮相互啮合，其中所述组的侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述组的侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

2.如权利要求1所述的差速器，其中，所述第一凹部在所述第一部分端部处沿着所述第一部分的径向外边缘定位，并且所述第二凹部在所述第二部分端部处沿着所述第二部分的径向外边缘定位，所述第二部分的端部面向所述第一部分的端部。

3.如权利要求2所述的差速器，其中，所述第一凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，其中所述第二凹部包括底壁、面壁和一对相对的侧壁，并且其中所述第一凹部的面壁与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第一凹部的底壁大体上与所述第二凹部的底壁共面。

4.如权利要求3所述的差速器，其中，所述键构件包括第一面、第二面、第三面、第四面、底面和顶面，其中所述第一面位于所述键构件的远离所述第二面的相对侧上，所述第三面位于所述键构件的远离所述第四面的相对侧上，并且所述底面位于所述键构件的远离所述顶面的相对侧上。

5.如权利要求4所述的差速器，其中，所述键构件设置在所述槽内，并且所述底面平行于所述第一凹部和所述第二凹部的底壁，所述第一面与所述第一凹部的面壁相对，所述第二面与所述第二凹部的面壁相对，并且所述第三壁和第四壁选择性地接触所述第一凹部和所述第二凹部的相对的侧壁。

6.如权利要求5所述的差速器，其中，所述第一凹部的面壁限定了开口，并且所述键构件的所述第一面也限定了开口，所述键构件第一面中的开口与所述第一凹部的面壁中的开口对准。

7.如权利要求6所述的差速器，进一步包括，具有第一端部的销，所述第一端部设置成穿过所述第一凹部的面壁中的开口并设置在所述键构件的第一面中的开口内。

8.如权利要求7所述的差速器，其中，所述销具有与所述第一端部相对的第二端部，所述第二端部设置在所述壳体的所述第一部分内，并且其中所述销设置成穿过所述横向构件从而将所述横向构件旋转地联接到所述壳体的所述第一部分。

9.如权利要求8所述的差速器，其中，所述输入构件、所述第一输出构件、所述第二输出构件和所述第三输出构件都平行于所述销。

10.一种差速器，用于使输入构件与第一、第二和第三输出构件相互连接，所述差速器包括：

具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组，其中所述第一构件联接到所述输入构件，并且所述第三构件联接到静止构件；

壳体，所述壳体包括：

第一部分，所述第一部分与所述行星齿轮组的所述第二构件相互连接，所述第一部分限定了第一凹部，所述第一凹部在所述第一部分端部处沿着所述第一部分的径向外边缘定位；和

第二部分，所述第二部分连接到所述第一部分，所述第二部分限定了第二凹部，所述第二凹部在所述第二部分端部处沿着所述第二部分的径向外边缘定位，所述第二部分的端部面向所述第一部分的端部；和

其中所述第一凹部和所述第二凹部对准并协作以限定槽；

键构件，其设置在位于所述第一部分和所述第二部分之间的所述槽中，所述键构件将所述第一部分旋转地联接到所述第二部分；

附连到所述壳体的横向构件；

一组锥齿轮，所述一组锥齿轮设置在所述壳体内并可绕所述横向构件旋转；和

一组侧齿轮，所述一组侧齿轮与所述一组锥齿轮相互啮合，其中所述组的侧齿轮中的一个与所述第二输出构件相互连接，并且所述组的侧齿轮中的另一个与所述第三输出构件相互连接。

Images