CN104455303B - 差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差速器，包括：差速器壳体；外环体安装在差速器壳体上；半轴齿轮；锁止件，锁止件设在半轴齿轮上，锁止件位于外环体内，锁止件的外壁与圆孔的内周壁间隔开，锁止件上形成有与圆孔的内壁相对的锁止平面；滑块，滑块设在锁止平面上并位于外环体内，且可在锁止平面上沿垂直于圆孔的中心轴线方向滑动；以及弹性复位件。根据本发明的差速器，当车辆驶入坏路面时，滑块与外环体的圆孔的内壁面相止抵，差速器处于锁止状态；当车辆驶出坏路面时，弹性复位件可使滑块脱离圆孔的内壁面，使差速器解除锁止状态。由此，差速器可根据车辆的行驶状态自动锁止和解除锁止，解决了手动锁止差速器的操作不便性，提高了车辆的通过性。

Description

差速器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种差速器。

背景技术

差速器是汽车的重要零部件之一，主要用于保证车辆两侧车轮在行程不等时能以相应的转速旋转，保证行驶运动学的基本要求。普通开式差速器由于本身设计原因，只能起到差速作用。当某一侧车轮因地面附着系数降低而出现滑转时，另一侧车轮也不能传递扭矩，车辆无法驶出坏路面，通过性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种差速器，以解决一般开式差速器仅能起到差速作用，在低的附着系数路面不能自动锁止，使车辆通过性变差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明涉及的机械锁止差速器为自动式，能够根据车辆行驶状态自行锁止和解锁。

一种差速器，包括：差速器壳体；中心形成有圆孔的外环体，所述外环体安装在所述差速器壳体上；半轴齿轮，所述半轴齿轮设在所述差速器壳体内，所述半轴齿轮的中心轴线与所述圆孔中心轴线重合；锁止件，所述锁止件设在所述半轴齿轮上，所述锁止件位于所述外环体内，所述锁止件的外壁与所述圆孔的内周壁间隔开，所述锁止件上形成有与所述圆孔的内壁相对的锁止平面；滑块，所述滑块设在所述锁止平面上并位于所述外环体内，且可在所述锁止平面上沿垂直于所述圆孔的中心轴线方向滑动；以及弹性复位件，所述弹性复位件分别与所述滑块以及所述锁止件连接。

进一步地，所述锁止件的中心形成有定位孔，所述定位孔的内周壁上形成有内花键，所述半轴齿轮的背面设有圆管，所述圆管的外周上设有与所述内花键配合的外花键，所述锁止件外形为正多边形，所述锁止件的中心与所述半轴齿轮的中心轴线重合。

优选地，所述锁止平面上形成有燕尾槽，所述滑块上设有与所述燕尾槽匹配的第一凸起部。

优选地，所述锁止件外形为正方形，所述锁止件上的每个锁止平面上对应地设置有一个滑块。

在本发明的一个示例中，所述弹性复位件包括刚性环以及盘绕在所述刚性环内的弹性条，所述刚性环分别与每个所述滑块枢转连接，所述弹性条邻近所述刚性环的一端与所述刚性环的内壁连接，所述弹性条的另一端与所述锁止件连接，所述滑块的长度小于对应的所述锁止平面的长度。

优选地，所述滑块的上端为平面，左右两端形成为由内向外向下倾斜的圆弧面。

优选地，所述外花键与所述内花键之间具有预定的旋转角。

进一步地，所述差速器壳体上形成有引导槽，所述引导槽上设有第二凸起部，所述外环体上设有凸出于所述外环体的外周壁的第三凸起部，所述第三凸起部设在所述引导槽内，所述第二凸起部通过弹性件与所述第三凸起部间隔开。

优选地，所述差速器壳体上设有限位圈，所述限位圈的侧面与所述外环体相抵。

更进一步地，所述锁止平面上形成有沉孔，所述沉孔内设有定位块，所述定位块的下端通过弹簧与所述沉孔的底面相连，所述定位块的顶端不高于所述锁止平面，所述滑块的底面上设有与所述定位块相对的限位孔。

相对于现有技术，本发明所述的差速器具有以下优势：

根据本发明的差速器，当车辆驶入坏路面时，滑块在惯性的作用下，滑块与外环体的圆孔的内壁面相止抵，此时半轴齿轮与差速器壳体同速转动，差速器处于锁止状态；当车辆驶出坏路面时，弹性复位件可使滑块脱离圆孔的内壁面，使差速器解除锁止状态。由此，差速器可根据车辆的行驶状态自动锁止和解除锁止，解决了手动锁止差速器的操作不便性，提高了车辆的通过性。同时，在不改变差速器的基本尺寸的条件下，使差速器具有自动锁止和解除锁止的功能，提高了差速器的适用范围，降低了生产成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的差速器的立体结构示意图。

图2为图1中的差速器的一个剖面图。

图3为图2中的A处的局部放大示意图。

图4为图1中的差速器的另一方向上的剖面图。

图5为图1中的差速器的立体分解示意图。

图6为图5中的内花键与外花键配合的结构示意图。

图7为图5中的外环体、锁止件与滑块的装配示意图。

图8为图5中的外环体、锁止件、滑块与限位圈的装配示意图。

图9为图8中B处的局部放大示意图。

图10为图5中外环体、锁止件、滑块与弹性复位件的装配示意图。

图11为图5中半轴齿轮与锁止件的装配示意图。

图12为图7中外环体、锁止件与滑块的装配示意图，其中滑块位于初始位置。

图13为图7中外环体、锁止件与滑块的装配示意图，其中滑块与圆孔的内周壁止抵。

附图标记说明：

100-差速器，

10-差速器壳体，11-弹性件，12-限位圈，22-第三凸起部，

20-外环体，21-圆孔，13-第二凸起部，

30-半轴齿轮，31-圆管，32-外花键，

40-锁止件，41-锁止平面，411-燕尾槽，

412-沉孔，413-定位块，414-弹簧，

42-定位孔，43-内花键，44-固定孔，

50-滑块，51-第一凸起部，52-限位孔，53-第二配合部，531-容纳槽，

60-弹性复位件，61-刚性环，611-第一配合部，

612-延伸端，613-缺口，62-弹性条，

70-行星齿轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1-图13并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是，差速器100的功用是当车辆转弯行驶或者在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证车辆左右驱动车轮与地面间作纯滚动运动。另外，在本发明的实施例中所提到的坏路面，可以指因附着系数低而使车轮出现滑转的路面，例如冰面、湿滑路面。

如图1-图13所示，根据本发明实施例的差速器100，包括：差速器壳体10、外环体20、半轴齿轮30、锁止件40、滑块50以及弹性复位件60。其中，外环体20、半轴齿轮30、锁止件40、滑块50以及弹性复位件60均安装在差速器壳体10内。这里，如图5所示，差速器壳体100内设有两个半轴齿轮30，这两个半轴齿轮30通过一个行星齿轮70相连，两个半轴齿轮30分别连接车辆的左右驱动车轮。当差速器100起差速作用时，可使左右驱动车轮以不同的角速度滚动。同样地，外环体20、锁止件40、滑块50以及弹性复位件60均对称地分布在行星齿轮70的两侧。为方便描述，在下述描述的过程中，如没有特殊说明均指位于左侧(如图5所示的左右方向)的外环体20、半轴齿轮30、锁止件40、滑块50以及弹性复位件60。

具体而言，外环体20的中心形成有圆孔21，外环体20安装在差速器壳体10上。半轴齿轮30设在差速器壳体10内，半轴齿轮30的中心轴线与圆孔21中心轴线重合，锁止件40设在半轴齿轮30上，锁止件40位于外环体20内，锁止件40的外壁与圆孔21的内周壁间隔开，锁止件40上形成有与圆孔21的内壁相对的锁止平面41。滑块50设在锁止平面41上并位于外环体20内，且可在锁止平面41上沿垂直于圆孔21的中心轴线方向滑动。例如，在如图12所示的示例中，滑块50连接在锁止平面41上，滑块50位于外环体20的圆孔21内且不与圆孔21的内周壁接触；在如图13所示的示例中，滑块50沿着锁止平面41滑动并与外环体20的圆孔21的内壁面相抵。

当车辆驶入坏路面，车辆一侧的驱动车轮因附着力下降而发生滑转，导致车辆不能正常行驶时，发生滑转的车轮所属的半轴齿轮30相对差速器壳体10发生旋转，车辆在启动的状态下，半轴齿轮30带动锁止件40旋转，而由于惯性作用，滑块50甩向外锁止平面41的边缘。同时由于锁止件40与外环体20存在转速差，锁止件40比外环体20转动快，使滑块50止抵在圆孔21的内壁面上。此时，连接在半轴齿轮30上的锁止件40与连接在差速器壳体10上的外环体20通过滑块50紧密相连，即半轴齿轮30与差速器壳体10同速转动，由此，可使差速器100不起差速作用，即差速器100处于锁止状态，差速器100将扭矩平均分配到两个半轴齿轮30上，车辆可顺利驶出坏路面。

弹性复位件60分别与滑块50以及锁止件40连接，弹性复位件60可以使滑块50恢复到原位，即使滑块50脱离圆孔21的内壁面，使差速器100解除锁止状态，恢复差速功能。当车辆由坏路驶出而直线行驶时，半轴齿轮30与差速器壳体10转速相同，即外环体20与锁止件40的转速相同。此时滑块50不再受外环体20与锁止件40的挤压作用，在弹性复位件60的作用下恢复至初始位置，差速器100解锁。这里的初始位置是指，滑块50脱离圆孔21的内壁面时所在的位置，即滑块50不与圆孔21的内壁面接触。

根据本发明实施例的差速器100，当车辆驶入坏路面时，滑块50在惯性的作用下，滑块50与外环体20的圆孔21的内壁面相止抵，此时半轴齿轮30与差速器壳体10同速转动，差速器100处于锁止状态；当车辆驶出坏路面时，弹性复位件60可使滑块50脱离圆孔21的内壁面，使差速器100解除锁止状态。由此，差速器100可根据车辆的行驶状态自动锁止和解除锁止，解决了手动锁止差速器100的操作不便性，提高了车辆的通过性。同时，在不改变差速器100的基本尺寸的条件下，使差速器100具有自动锁止和解除锁止的功能，提高了差速器100的适用范围，降低了生产成本。

如图1-图13所示，根据本发明的一个实施例，差速器壳体10上形成有引导槽，引导槽上设有第二凸起部13，外环体20上设有凸出于外环体20的外周壁的第三凸起部22，第三凸起部22设在引导槽内，第二凸起部13通过弹性件11与第三凸起部22间隔开，以避免外环体20与差速器壳体10之间发生碰撞，从而延长了外环体20与差速器壳体10使用寿命，提高了产品的性能。

例如，在如图4所示的示例中，引导槽内设有多个第二凸起部13，第三凸起部22的个数与第二凸起部13的个数相同，相邻的第二凸起部13和第三凸起部22之间的设有一个弹性件11，弹性件11的一端安装在第二凸起部13，弹性件11的另一端安装在第三凸起部22上。另外，差速器壳体10上设有限位圈12，限位圈12的侧面与外环体20相抵，以限定外环体20在左右方向上的移动。

如图5所示，锁止件40的中心形成有定位孔42，定位孔42的中心轴线与半轴齿轮30的中心轴线重合，由此，可使差速器100的结构更加紧凑。为方便将锁止件40安装至半轴齿轮30上，定位孔42的内周壁上形成有内花键43。半轴齿轮30的背面设有圆管31，例如，在如图5所示的示例中，圆管31设在半轴齿轮30的左侧。圆管31的外周上设有与内花键43配合的外花键32。由此，当半轴齿轮30转动时，半轴齿轮30可以带动锁止件40转动。同时，也可便于锁止件40的安装、或更换。

进一步地，外花键32与内花键43之间具有预定的旋转角。例如，如图6所示，圆管31上任意一个外花键32的一个侧面为M，与该外花键32相邻的内花键43上的与侧面M相对的侧面为N，侧面M与侧面N之间的夹角为α。由此，可以保证半轴齿轮30与锁止件40之间的传动效率，同时，也可以有效地限定半轴齿轮30相对于锁止件40在周向方向上的转动和在轴向方向上的移动。

可以理解的是，半轴齿轮30与锁止件40之间的连接方式并不限于此，例如，在本发明的另一个实施例中，半轴齿轮30与锁止件40之间还可通过焊接的方式连接在一起。由此，可以提高半轴齿轮30与锁止件40之间的同轴度，简化差速器100的装配过程。

如图2、图4以及图5所示，锁止件40的外形可以为正多边形，以便于在锁止件40上设置锁止平面41。优选地，锁止件40外形为正方形。换言之，锁止件40在垂直于左右方向上的横截面的形状为正方形。锁止件40上与半轴齿轮30的中心轴线平行的平面上设有锁止平面41，每个锁止平面41上对应地设置有一个滑块50。可选地，滑块50的长度小于对应的锁止平面41的长度，由此，滑块50可以在锁止平面41上滑动，以保证差速器100可以在锁止状态和解除锁止状态之间相互切换。

为使滑块50沿着锁止平面41上滑动，在如图3和图5所示的示例中，锁止平面41上形成有燕尾槽411，燕尾槽411沿着垂直于定位孔42的中心轴线的方向延伸，燕尾槽411的开口端位于锁紧件的径向外侧，燕尾槽411的封闭端位于锁紧件的径向内侧，燕尾槽411在左右方向上的宽度由开口端至封闭端逐渐增大。滑块50上设有与燕尾槽411匹配的第一凸起部51。由此，第一凸起部51可沿燕尾槽411的延伸方向滑动。

如图12和图13所示，为方便加工，滑块50的上端为平面。需要说明的是，这里的滑块50的上端是指，滑块50上位于锁止件40的径向外侧的端面。左右两端形成为由内向外向下倾斜的圆弧面。也就是说，滑块50上在垂直于半轴齿轮30的中心轴线方向上的两端设有圆弧面，每个圆弧面朝向锁止件40的径向外侧凸出。由此，当差速器100处于锁止状态时，滑块50可以牢靠的止抵在圆孔21的内壁面上；当差速器100解除所示状态时，滑块50也可以顺利地脱离圆孔21的内壁面。

在如图5以及图8-图10所示的示例中，弹性复位件60包括刚性环61以及盘绕在刚性环61内的弹性条62。其中，刚性环61分别与每个滑块50枢转连接，弹性条62邻近刚性环61的一端与刚性环61的内壁连接，弹性条62的另一端与锁止件40连接。当车辆驶入坏路面时，半轴齿轮30与差速器壳体10之间具有转速差，锁止件40与滑块50之间也具有转速差，弹性复位件60的两端由于转速不同而使弹性条62发生形变；当车辆由坏路驶出而直线行驶时，半轴齿轮30与差速器壳体10转速相同，即锁止件40与滑块50的转速相同。此时滑块50不再受外环体20与锁止件40的挤压作用。同时，在弹性条62的扭转弹性作用下，滑块50脱离远东21的内壁面，恢复至初始位置，差速器100解锁。

在如图10所示的示例中，刚性环61的外周壁上设有沿刚性环61径向方向延伸的第一配合部611。第一配合部611形成为板状，且第一配合部611包括延伸端612和形成在延伸端612的自由端的缺口613。如图8和图9所示，滑块50上朝向弹性复位件60的一侧上设有与第一配合部611的第二配合部53。第二配合部53形成为柱状，且柱状第二配合部的周壁上设有沿柱状第二配合部的周向方向延伸的容纳槽531，第一配合部611的缺口613配合在容纳槽531内，以限定刚性环61相对滑块50转动。另外，在如图11所示的示例中，锁止件40上设有固定孔44，弹性条62的一端设有与固定孔44适配的固定部，以固定弹性条62的一端。

可以理解的是，对于弹性复位件60的个数不做具体限制，例如，在如图5所示的示例中，每个锁止件40的两侧均设有一个弹性复位件60。这里，锁止件40的两侧是指在半轴齿轮30轴线方向上的锁止件40上的两侧。

进一步地，如图3所示，为了防止车辆在正常转弯时差速器100发生锁止，锁止平面41上形成有沉孔412，沉孔412内设有定位块413，定位块413的下端通过弹簧414与沉孔412的底面相连，定位块413的顶端不高于锁止平面41，滑块50的底面上设有与定位块413相对的限位孔52。在本发明的一个优选的示例中，弹簧414为压缩弹簧414，即其正常状态为压缩状态，当其受到拉伸的外力时，弹簧414可以发生拉伸形变。

当车辆高速转弯时，滑块50受较大的离心力，设置于锁止件40与滑块50之间的定位块413在离心力的作用下插入滑块50的限位孔52内，由此，可防止滑块50相对于锁止平面41移动，此时差速器100无法锁止，进而车辆在高速行驶时差速器100起正常差速作用。

更进一步地，在本发明的一个示例中，为保证车辆在低速转弯时，差速器100也可以起正常差速作用，即为防止车辆在低速转弯时滑块50相对锁止平面41移动而锁止差速器100，滑块50与锁止平面41接触的部分可以设计成较大的粗糙度，由此，滑块50在离心力的挤压作用下受到较大的横向摩擦力，进而可以有效地避免车辆在正常转弯的过程中差速器100锁止。

当车辆低速转弯行驶时，锁止件40与外环体20产生转速差，此时依靠滑块50与锁止平面41之间的摩擦力，可进一步保证滑块50保持在初始位置，防止车辆正常转弯时差速器100发生锁止。

下面参照图1-图13详细描述根据本发明实施例的差速器100自动锁止和自动解锁的过程。

当车辆驶入坏路面，车辆一侧车轮因附着力下降而发生滑转，导致车辆不能正常行驶时，发生滑转的驱动车轮所属的半轴齿轮30相对差速器壳体10发生旋转，车辆在启动的状态下，半轴齿轮30带动锁止件40旋转，而由于惯性作用，滑块50甩向外锁止平面41的边缘。同时由于锁止件40与外环体20存在转速差，锁止件40比外环体20转动快，滑块50止抵在圆孔21的内壁面上。此时，连接在半轴齿轮30上的锁止件40与连接在差速器壳体10上的外环体20通过滑块50紧密相连，即半轴齿轮30与差速器壳体10同速转动，由此，可使差速器100不起差速作用，即差速器100处于锁止状态，差速器100将扭矩平均分配到两个半轴齿轮30上，车辆可顺利驶出坏路面。

当车辆由坏路驶出而直线行驶时，半轴齿轮30与差速器壳体10转速相同，即外环体20与锁止件40的转速相同。此时滑块50不再受外环体20与锁止件40的挤压作用，在弹性复位件60的作用下恢复至初始位置，差速器100解锁。这里的初始位置是指，滑块50脱离圆孔21的内壁面时所在的位置，即滑块50不与圆孔21的内壁面接触。

当车辆低速转弯时，锁止件40与外环体20产生转速差，此时依靠弹性复位件60的弹性、以及滑块50与锁止平面41之间的摩擦力，可保证滑块50保持在初始位置，防止车辆正常转弯时差速器100发生锁止。

当车辆高速转弯时，滑块50受较大的离心力，设置于锁止件40与滑块50之间的定位块413在离心力的作用下插入滑块50的限位孔52内，由此，可防止滑块50相对于锁止平面41移动，此时差速器100无法锁止，进而车辆在高速行驶时差速器100起正常差速作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种差速器，其特征在于，包括：

差速器壳体；

中心形成有圆孔的外环体，所述外环体安装在所述差速器壳体上；

半轴齿轮，所述半轴齿轮设在所述差速器壳体内，所述半轴齿轮的中心轴线与所述圆孔中心轴线重合；

锁止件，所述锁止件设在所述半轴齿轮上，所述锁止件位于所述外环体内，所述锁止件的外壁与所述圆孔的内周壁间隔开，所述锁止件上形成有与所述圆孔的内壁相对的锁止平面；

滑块，所述滑块设在所述锁止平面上并位于所述外环体内，且可在所述锁止平面上沿垂直于所述圆孔的中心轴线方向滑动；以及

弹性复位件，所述弹性复位件分别与所述滑块以及所述锁止件连接。

2.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述锁止件的中心形成有定位孔，所述定位孔的内周壁上形成有内花键，所述半轴齿轮的背面设有圆管，所述圆管的外周上设有与所述内花键配合的外花键，所述锁止件外形为正多边形，所述锁止件的中心与所述半轴齿轮的中心轴线重合。

3.根据权利要求2所述的差速器，其特征在于，所述外花键与所述内花键之间具有预定的旋转角。

4.根据权利要求2所述的差速器，其特征在于，所述锁止件外形为正方形，所述锁止件上的每个锁止平面上对应地设置有一个滑块。

5.根据权利要求4所述的差速器，其特征在于，所述弹性复位件包括刚性环以及盘绕在所述刚性环内的弹性条，所述刚性环分别与每个所述滑块枢转连接，所述弹性条邻近所述刚性环的一端与所述刚性环的内壁连接，所述弹性条的另一端与所述锁止件连接，所述滑块的长度小于对应的所述锁止平面的长度。

6.根据权利要求5所述的差速器，其特征在于，所述滑块的上端为平面，左右两端形成为由内向外向下倾斜的圆弧面。

7.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述锁止平面上形成有燕尾槽，所述滑块上设有与所述燕尾槽匹配的第一凸起部。

8.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述差速器壳体上形成有引导槽，所述引导槽上设有第二凸起部，所述外环体上设有凸出于所述外环体的外周壁的第三凸起部，所述第三凸起部设在所述引导槽内，所述第二凸起部通过弹性件与所述第三凸起部间隔开。

9.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述差速器壳体上设有限位圈，所述限位圈的侧面与所述外环体相抵。

10.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述锁止平面上形成有沉孔，所述沉孔内设有定位块，所述定位块的下端通过弹簧与所述沉孔的底面相连，所述定位块的顶端不高于所述锁止平面，所述滑块的底面上设有与所述定位块相对的限位孔。