CN102979881B - 模块化横轴轭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于差速器的安装系统，该安装系统包括横轴、第一半轴、第二半轴和轭。所述横轴包括长轴线和穿过所述横轴并垂直于所述长轴线的通道，该通道包括第一孔和第二孔。所述第一半轴包括平行于所述第一孔的中心轴线的长轴线。所述第二半轴包括平行于所述第二孔的中心轴线的长轴线。所述轭位于所述通道内并且包括延伸到所述第一半轴内的第一部分和延伸到所述第二半轴内的第二部分。

Description

模块化横轴轭

优先权

本申请要求2011年9月6日提交的美国临时专利申请61/531,458的优先权，该专利申请的全部内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明总体上涉及一种在一件式壳体内具有四个小齿轮的车辆差速器。更具体地，本发明涉及具有用于组装差速器的轭(yoke)和自锁特征的横轴(cross shaft)和半轴(stub shaft)。

背景技术

车辆差速器包括齿轮装置，以允许车轮不同地旋转，用于例如防滑、牵引控制、转向过度和转向不足的目的。差速器的一部分可以容纳位于一个或多个轴上的小齿轮。因此，小齿轮可以维持相对于配合的侧齿轮的位置。

有些差速器可以包括四个小齿轮。这种类型的有些差速器需要：围绕四个内部小齿轮的壳体在中间分开，以便安装小齿轮轴。具有这种设计的一个示例包括带中央凹口的横轴。由于壳体必须沿着一个平面相配合、横轴凹口必须相配合并且壳体典型地在一半或两半上改动以接纳横轴，因此机加工要求很高。由于壳体必须具有将两半锁定在一起的装置，因此这种设计还很笨重。

用于四个小齿轮差速器的另一种设计具有一件式壳体以及半轴和横轴的组合。对于这些现有技术的半轴设计，机加工要求也很高，这是因为除了用于半轴和横轴对齐的机加工之外还使用螺纹紧固件。这种设计还可包括保持板，因而增加了需要公差加工的(toleranced)部件的数量。由于螺纹区域为了满足刚度需求需要附加材料并且壳体需要足够的装置来接纳保持板或螺纹元件，因此这种设计很笨重。

发明内容

一种用于差速器的安装系统包括横轴、第一半轴、第二半轴和轭。横轴包括长轴线和穿过所述横轴并垂直于所述长轴线的通道，该通道包括第一孔和第二孔。第一半轴包括平行于第一孔的中心轴线的长轴线。第二半轴包括平行于第二孔的中心轴线的长轴线。所述轭位于所述通道内并且包括延伸到第一半轴内的第一部分和延伸到第二半轴内的第二部分。

差速器可以包括一件式壳体，该一件式壳体用于基本上包围第一、第二、第三和第四小齿轮。横轴可以穿过第一和第四小齿轮。第一半轴可以穿过第二小齿轮。第二半轴可以穿过第三小齿轮。轭可以穿过横轴、第一半轴和第二半轴的部分。该轭可以配合到第一半轴和第二半轴上，以将横轴、第一半轴和第二半轴保持在所述壳体内。

一种用于在差速器壳体内组装小齿轮轴的方法可以包括以下步骤：将横轴插到壳体的第一开口内并且使所述横轴延伸穿过所述壳体到所述壳体的第二开口；将轭插到第一半轴内；将第二半轴插到所述壳体的第三开口内；使所述第二半轴延伸到与所述横轴抵靠；将所述第一半轴插到所述壳体的第四开口内；使所述第一半轴延伸到与所述横轴抵靠；使所述轭穿过所述横轴的开口；将所述轭配合到所述第二半轴上。

附加的目的和优点将部分在下面的描述中阐述，并且部分将从下面的描述中显而易见，或者可从本发明的实践中学到。通过尤其在所附权利要求中指出的元件和组合，也可以意识到和实现这些目的和优点。

应该理解，上面的总体描述和下面的详细描述都仅是示例性的和解释性的。

附图说明

图1是用于差速器小齿轮的壳体的横截面图。

图2是小齿轮安装系统的一部分的横截面图。

图3是小齿轮安装系统的透视图。

具体实施方式

现在将详细描述在附图中示出的示例。无论如何，在全部附图中将使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1示出用于差速器的一件式小齿轮壳体50的横截面。也就是说，示出壳体50分成两半，但是实际上是不需要与另一半配合以形成壳体的单个套管。图1还示出了侧齿轮80，该侧齿轮80与第一小齿轮61、第二小齿轮62、第三小齿轮63以及第四小齿轮64配合。

壳体50具有第一壳体开口51、第二壳体开口52、第三壳体开口53和第四壳体开口54，用于插入横轴10、第一半轴20和第二半轴30。第一壳体开口51和第二壳体开口52是同轴的，并且第三壳体开口53和第四壳体开口54是同轴的。横轴10穿过第一小齿轮61和第四小齿轮64，并且横轴10被部分保持在第一壳体开口51和第二壳体开口52内。第一半轴20穿过第二小齿轮62，并且被部分保持在第三壳体开口53内。第二半轴30穿过第三小齿轮63，并且被部分保持在第四壳体开口54内。

用于差速器小齿轮的安装系统可以包括轭40、横轴10、第一半轴20和第二半轴30。轭40连接到第一半轴20上，穿过横轴10，并且连接到第二半轴30上，这可以从图2和图3中更详细地看出。

轭40可以包括周向凸缘41。凸缘41可以压配合在第一半轴20的凹部21内，以便将轭40固定到第一半轴20上。附加的配合可以包括在第一半轴内的周向沟槽22和在轭40内的周向凹口42。卡环70或扣环(bangring)可以位于凹口42内。轭40、凹口42和卡环70可以滑动到第一半轴20内，直到卡环70与沟槽22配合。所述压配合可以单独使用或者与卡环配合一起使用，以使轭40与第一半轴20固定在一起。也可以仅使用卡环配合，而不使用压配合。

轭40还包括第二凹口43，用于接纳第二卡环71。轭40、第二凹口43和卡环71可以通过滑动到第二半轴30内直到卡环71处于第二沟槽32内而滑动配合到第二半轴30内。图2示出第二半轴30内的第二凹部31，但是第二凹部31是可选的且并没必要一定与轭40上的凸缘配合。作为替代，第一半轴20可以与第二半轴是相同的，以便在组装期间可以使用相同的部件。

第一半轴20具有平行于轭40的长轴线的长轴线，轭40的长轴线平行于第二半轴30的长轴线。这三个轴线垂直于横轴10的长轴线。横轴10具有两个开口11和12，所述两个开口11和12形成用于轭40的一部分穿过的通道。横轴10还具有在外壁内的两个凹部13和14。凹部13和14可以接近开口11和12，并且可以同轴地接近开口11和12。每个凹部分别具有平表面15和16。第一半轴20的平端部23可以抵靠平表面15。第一半轴的外表面的一部分可以抵靠凹部13的内部。类似地，第二半轴30的平端部33可以抵靠平表面16。第二半轴的外表面的一部分可以抵靠凹部14的内部。凹部13和14可包括用于在半轴上的互补特征的防旋转特征。

图3是安装组件的透视图，该安装组件包括防旋转特征。防旋转特征可以包括凹部13的至少一个平的内侧壁以及凹部14的至少一个平的内侧壁。图3示出凹部13的两个平侧壁，所述侧壁抵靠第一半轴20的具有平表面24和25的两个部分。凹部14的两个平侧壁抵靠第二半轴30的具有平表面34和35的两个部分。第一半轴20和第二半轴30可以包括具有平表面24、25、34、35的部分，所述部分通过各自的圆形表面26和36连接。当横轴10包括在凹部13和14内的互补平表面时，平表面24、25、34、35可以锁定半轴20和30而防止其相对于横轴10旋转。可以使用其它式样的平表面，例如三角形、正方形、六边形等，具有或不具有在其间的圆形表面。

为了维持安装系统内的重量平衡，横轴10具有直径改变或平表面19。平表面24、25、34、35和19降低了安装系统的总重量且降低了形成部件所需的材料量。

横轴10、第一半轴20和第二半轴30上的各自的圆柱形部分17、18、27和37配合在各自的第一壳体开口51、第二壳体开口52、第三壳体开口53和第四壳体开口54内。圆柱形部分和开口可以公差加工或逐渐变细，用于一旦部件正确定位时就形成紧密配合(snug fit)。

凹部21和31的边缘可以被倒角，以允许卡环70和71滑过所述凹部而滑到沟槽22和32内。沟槽22和32以及凹口42和43未被倒角，以便卡环70和71不能再收缩而滑出该组件。横轴10可以包括在开口11和12的端部的附加倒角，以便卡环71可以被压缩而经过横轴10。

组装该安装组件的一种方法可以包括：将轭40压配合到第一半轴20上，将卡环71安装到轭40上，使轭40上的卡环71经过横轴10内的开口11和12，并且将第二半轴30滑动到卡环71和轭40上。

用于组装小齿轮壳体的方法可以包括将第一小齿轮61、第二小齿轮62、第三小齿轮63和第四小齿轮64放置到壳体50内。横轴10可以穿过小齿轮61和64的中心孔，并且延伸到壳体开口51和52内。轭40可以通过凸缘41压配合到第一半轴20的凹部21内。可替代的或附加的步骤可以包括将卡环70放置到凹口42内并且将卡环70和凹口42滑动到第一半轴20内直到卡环70与沟槽22卡扣配合。将第二卡环71放置到轭40的凹口43内。

然后可以将轭40和第一半轴20插到壳体开口53内，以便第一半轴从壳体开口53延伸到横轴10。第一半轴20的平端部23可以抵靠凹部13的平表面15，并且轭可以延伸穿过横轴的开口11和12，以便卡环71和凹口43从横轴10延伸出来。

可以在插入第一半轴20之前或之后将第二半轴30插入壳体开口54内。插入第二半轴，使得第二半轴从壳体开口54延伸到横轴10，以便平端部33抵靠平表面16。卡环71和凹口43形成与沟槽32配合的滑动配合(slip fitting)。

轭40、横轴10、第一半轴20和第二半轴30是中空的，这大大降低了组装好的安装系统的重量。此外，安装系统内的配合消除了对螺纹紧固件的需求，这降低了机加工公差。压配合和卡扣配合的使用简化了组装并且也降低了机加工公差。小齿轮轴可以相对于彼此保持就位，而无需使用保持板、螺栓或其它壳体安装装置，这降低了组件的重量且降低了制造复杂度。所公开的安装系统还提供了在一件式小齿轮壳内的简单组装。

对于本领域技术人员而言，从本文公开的说明书的考虑和示例的实践中可以得知其它实施方式。该说明书和示例旨在仅被认为作为示例，所附权利要求表明实际范围和精神。

Claims (20)

1.一种用于差速器的安装系统，包括：

横轴，该横轴包括：

长轴线；和

穿过所述横轴并垂直于所述长轴线的通道，该通道包括第一孔和第二孔；

第一半轴，该第一半轴包括平行于所述第一孔的中心轴线的长轴线，所述第一半轴包括凹部；

第二半轴，该第二半轴包括平行于所述第二孔的中心轴线的长轴线；以及

轭，该轭位于所述通道内并包括凸缘、延伸到所述第一半轴内的第一部分和延伸到所述第二半轴内的第二部分，其中，所述轭的凸缘压配合到所述第一半轴的凹部上并且所述轭滑动配合到所述第二半轴上。

2.如权利要求1所述的安装系统，其特征在于，还包括扣环，所述轭包括第一凹口并且所述第二半轴包括沟槽，并且扣环将所述第一凹口和所述沟槽固定在一起。

3.如权利要求1或2所述的安装系统，其特征在于，所述轭包括凹口并且所述第一半轴包括沟槽，并且扣环将所述凹口与所述沟槽固定在一起。

4.如权利要求1所述的安装系统，其特征在于，该安装系统还包括第一扣环和第二扣环，所述轭包括第一凹口和第二凹口，所述第一半轴包括第一沟槽，所述第二半轴包括第二沟槽，所述第一扣环使所述第一凹口与所述第一沟槽固定在一起，并且所述第二扣环使所述第二凹口与所述第二沟槽固定在一起。

5.如权利要求1所述的安装系统，其特征在于，所述横轴、所述第一半轴和所述第二半轴是中空的。

6.如权利要求1所述的安装系统，其特征在于，所述横轴包括接近所述第一孔的第一凹部和接近所述第二孔的第二凹部，所述第一凹部包括第一平面并且所述第二凹部包括第二平面，所述第一半轴包括第一平端部并且所述第一平端部抵靠所述第一平面，并且所述第二半轴包括第二平端部并且所述第二平端部抵靠所述第二平面。

7.如权利要求6所述的安装系统，其特征在于，所述第一凹部包括至少一个平侧壁，所述第一半轴的一外部部分是平的且构造成抵靠所述第一凹部的所述至少一个平侧壁，并且第一凹部的所述至少一个平侧壁防止第一半轴在第一凹部中旋转。

8.如权利要求6所述的安装系统，其特征在于，所述第二凹部包括至少一个平侧壁，所述第二半轴的一外部部分是平的且构造成抵靠所述第二凹部的所述至少一个平侧壁，并且第二凹部的所述至少一个平侧壁防止第二半轴在第二凹部中旋转。

9.一种差速器，包括：

一件式壳体，该一件式壳体用于基本上包围：

第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮和第四小齿轮；

穿过所述第一小齿轮和所述第二小齿轮的横轴；

穿过所述第三小齿轮的第一半轴；

穿过所述第四小齿轮的第二半轴；以及

穿过所述横轴、所述第一半轴和所述第二半轴的部分的轭；

其中，所述轭压配合到所述第一半轴并且所述轭滑动配合到所述第二半轴上，以将所述横轴、所述第一半轴和所述第二半轴保持在所述壳体内。

10.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，还包括扣环，所述轭包括第一凹口并且所述第一半轴包括内部的沟槽，并且扣环将所述第一凹口和所述沟槽固定在一起。

11.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，还包括扣环，所述轭包括凹口并且所述第二半轴包括沟槽，并且扣环将所述凹口与所述沟槽固定在一起。

12.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，所述轭包括凸缘并且所述第一半轴包括凹部，并且所述凸缘压配合到所述凹部内。

13.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，所述横轴、所述第一半轴和所述第二半轴是中空的。

14.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，所述横轴包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部包括第一平表面并且所述第二凹部包括第二平表面，所述第一半轴包括第一平端部并且所述第一平端部抵靠所述第一平表面，并且所述第二半轴包括第二平端部并且所述第二平端部抵靠所述第二平表面。

15.如权利要求14所述的差速器，其特征在于，所述第一凹部包括至少一个平侧壁，所述第一半轴的一外部部分是平的且构造成抵靠所述第一凹部的所述至少一个平侧壁，并且第一凹部的所述至少一个平侧壁防止第一半轴在第一凹部中旋转。

16.如权利要求14所述的差速器，其特征在于，所述第二凹部包括至少一个平侧壁，所述第二半轴的一外部部分是平的且构造成抵靠所述第二凹部的所述至少一个平侧壁，并且第二凹部的所述至少一个平侧壁防止第二半轴在第二凹部中旋转。

17.如权利要求9所述的差速器，其特征在于，所述壳体包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；所述第一通道与所述第二通道同轴，并且所述横轴从所述第一通道延伸到所述第二通道；所述第三通道与所述第四通道同轴，并且所述第一半轴从所述第三通道延伸到所述横轴且所述第二半轴从所述第四通道延伸到所述横轴，其中，第一半轴抵靠第三通道紧密配合。

18.一种用于在差速器壳体内组装小齿轮轴的方法，包括以下步骤：

将横轴插到壳体的第一开口内并且使所述横轴延伸穿过所述壳体到所述壳体的第二开口；

将轭插到第一半轴内；

使所述轭上的凸缘与所述第一半轴上的凹部接合以形成压配合；

将第二半轴插到所述壳体的第三开口内；

使所述第二半轴延伸到与所述横轴抵靠；

将所述第一半轴插到所述壳体的第四开口内；

使所述第一半轴延伸到与所述横轴抵靠；

使所述轭穿过所述横轴的开口；以及

通过使用扣环使所述轭内的凹口与所述第二半轴内的沟槽接合将所述轭配合到所述第二半轴上。

19.一种用于差速器的安装系统，包括：

横轴，该横轴包括：

长轴线；和

穿过所述横轴并垂直于所述长轴线的通道，该通道包括第一孔和第二孔；

第一半轴，该第一半轴包括平行于所述第一孔的中心轴线的长轴线并且还包括内部的第一沟槽；

第二半轴，该第二半轴包括平行于所述第二孔的中心轴线的长轴线并且还包括内部的第二沟槽；

第一扣环和第二扣环；以及

位于所述通道内的轭，所述轭包括位于第一部分中、延伸到第一半轴内的第一凹口和位于第二部分中、延伸到第二半轴内的第二凹口，

其中，第一扣环使第一凹口与第一沟槽固定在一起，并且第二扣环使第二凹口与第二沟槽固定在一起。

20.如权利要求19所述的安装系统，其特征在于，还包括位于轭上的凸缘和位于第一半轴中的凹部，其中，所述凸缘压配合到所述凹部内。