CN104791452B - 离心式限速差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心式限速差速器，属于汽车差速器技术领域。本发明的行星齿轮轴分为两段，两段行星齿轮轴分别通过圆锥滚子轴承支撑安装于行星轮的上下两端并且延伸置于所述的外壳体内腔壁中，两段行星齿轮轴靠近的两端分别设置锁套和离心飞锤装置，锁套的外侧具有与离心飞锤装置互相抵触部分；两个花键半轴靠近的两个端面设有接合齿盘，接合齿盘的外侧形成与所述的锁套配合的配合结构。本发明可以自动感应左右半轴的转速差，实现限速差速功能；离心飞锤式自动感应，结构简单，功能可靠；通过摩擦作用实现差速齿盘的离合，实现高转速下的可靠接合，同时也避免了破坏性冲击；本发明采用的楔形自锁式接合齿盘，接合之后具有一定的自锁功能。

Description

离心式限速差速器

技术领域

本发明属于汽车差速器技术领域，尤其与一种离心式限速差速器有关。

背景技术

差速器是能够使左、右（或前、后）驱动轮实现以不同转速转动的机构，主要由左右花键半轴、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。现有的差速器一般采用对称式圆锥齿轮差速器、扭力感应式差速器和螺旋齿轮式差速器，普通对称式圆锥齿轮差速器的由差速器左右壳，两个花键半轴，四个行星齿轮，行星齿轮轴，花键半轴垫片及行星齿轮垫片等组成，由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。扭力感应式差速器是采用螺旋齿轮组，一样利用左、右双组的摩擦力来限定滑差效应，由于螺旋齿轮采纵向和基座齿轮的横向交错，无离合器片的损耗，运用在后驱车辆，其故障率较低，维修保养亦趋于简单，然而其在动力输出方面未能有强大的表现。螺旋齿轮式差速器内部构造依然采用螺旋齿轮，有别于扭力感应式的限速差速器是此螺旋齿轮限速差速器所配置的齿轮全为横向，也就是和输出轴的运转同一方向，利用行星齿轮大小减速比的功能达到限速功能，然而其最大的弱点在于限定锁定扭力滑差的比例较小。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有的扭力感应式差速器存在的动力输出方面不足和螺旋齿轮式差速器存在的限定锁定扭力滑差的比例较小的缺陷，提供一种动力输出强大且具有自锁功能的离心式限速差速器。

为此，本发明采用以下技术方案：离心式限速差速器，包括前壳体和后壳体盖合形成的外壳体、行星齿轮轴、两个半轴锥齿轮、两个行星轮和两个花键半轴，两个半轴锥齿轮通过轴承支撑安装于所述的外壳体内腔中，所述的两个花键半轴分别穿装于半轴锥齿轮的左右两端，行星轮与半轴锥齿轮互相配合，所述的行星齿轮轴分为两段，两段行星齿轮轴分别通过圆锥滚子轴承支撑安装于所述的行星轮的上下两端并且延伸置于所述的外壳体内腔壁中，两段行星齿轮轴靠近的两端分别设置可沿行星齿轮轴轴向滑动的锁套和离心飞锤装置，锁套的外侧具有与离心飞锤装置互相抵触的部分；所述的两个花键半轴靠近的两个端面分别设有接合齿盘，接合齿盘的外侧形成与所述的锁套配合的配合结构。工作时，当左右半轴转速差达到一定阈值时，行星齿轮也达到一定阈值，行星轮带动离心飞锤装置起作用，离心飞锤装置做离心旋转，离心飞锤装置抵触锁套向接合齿盘方向滑动直至与接合齿盘配合，左右半轴两个接合齿盘转速逐渐接近，同时逐渐靠近，直到两个接合齿盘上接合齿接触并完全啮合在一起，锁定了左右半轴，接合齿盘接合之后具有一定的自锁功能，即使离心飞锤装置暂时不起作用，也能保证左右半轴的接合齿盘依然处于接合状态。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的离心飞锤装置包括离心飞锤支架、两个调速平衡弹簧、两个离心飞锤和两个离心飞锤旋转轴，离心飞锤支架具有内凹的离心飞锤容纳腔，离心飞锤支架的底部通过螺栓连接于所述的行星轮内腔壁上，所述的行星齿轮轴穿出所述的离心飞锤支架的底部，所述的两个离心飞锤分别位于所述的行星齿轮轴两侧，并通过所述的离心飞锤旋转轴支撑安装于所述的离心飞锤支架上，两个离心飞锤与所述的调速平衡弹簧一端连接，调速平衡弹簧的另一端与所述的离心飞锤支架连接，离心飞锤装置与锁套的外侧互相抵触的部分设置于所述的离心飞锤上。

所述的锁套上与离心飞锤互相抵触的部分为位于锁套下端的一台阶面，台阶面的外围形成环形推力凸槽，所述的离心飞锤上形成与锁套配合的凹槽。

所述的锁套内凹形成敞开式的梯形状，所述的接合齿盘的外侧形成与所述的锁套配合的配合结构为与所述的梯形状的腰配合的斜面。

所述的两个接合齿盘上的接合齿为楔形自锁式接合齿。

所述的两个花键半轴通过复位螺旋弹簧复位，复位螺旋弹簧套装于花键半轴外侧，所述的接合齿盘套装于所述的复位螺旋弹簧上，复位螺旋弹簧通过卡环限位。

所述的接合齿盘通过设置于两个花键半轴上的花键滑套滑移。

使用本发明可以达到以下有益效果：本发明在普通对称式圆锥行星齿轮差速器的基础上进行设计，运行过程比起机械式差速器等噪音较小。本发明充分利用差速器行星锥齿轮内部的结构进行结构方面的创新，可以自动感应左右半轴的转速差，实现限速差速功能；离心飞锤式自动感应，结构简单，功能可靠；通过摩擦作用实现差速齿盘的离合，实现高转速下的可靠接合，同时也避免了破坏性冲击，利用保护接合齿及相连接的机械装置；本发明采用的楔形自锁式接合齿盘，由于接合齿楔形斜面的分力作用，接合之后具有一定的自锁功能，即使离心飞锤暂时不起作用，也能保证差速锁继续起作用。本发明提高了动力输出和限定锁定扭力滑差比例。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为接合齿盘的结构示意图。

图例说明：

1、离心飞锤支架；2、调速平衡弹簧；3、离心飞锤；4、螺栓；5、离心飞锤旋转轴；6、环形推力凸槽；7、锁套；8、摩擦槽；9、楔形自锁式接合齿；10、接合齿盘；11、斜面；12、轴承；13、花键滑套；14、复位螺旋弹簧；15、前壳体；16、行星轮；17、后壳体；18、行星齿轮轴；19、半轴锥齿轮；20、花键半轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

实施例：如图1～图2所示，本发明包括前壳体15和后壳体17盖合形成的外壳体、行星齿轮轴18、两个半轴锥齿轮19、两个行星轮16和两个花键半轴20，两个半轴锥齿轮19通过轴承12支撑安装于外壳体内腔中，两个花键半轴20分别穿装于半轴锥齿轮19的左右两端，行星轮16与半轴锥齿轮19互相配合；行星齿轮轴18分为两段，两段行星齿轮轴18分别通过圆锥滚子轴承支撑安装于行星轮16的上下两端并且延伸置于外壳体内腔壁中，两段行星齿轮轴18靠近的两端分别设置可沿行星齿轮轴18轴向滑动的锁套7和离心飞锤装置，锁套7的外侧具有与离心飞锤装置互相抵触的部分；两个花键半轴20靠近的两个端面分别设有接合齿盘10，接合齿盘10的外侧形成与锁套7配合的配合结构。

进一步地，离心飞锤装置包括离心飞锤支架1、两个调速平衡弹簧2、两个离心飞锤3和两个离心飞锤旋转轴5，离心飞锤支架1具有内凹的离心飞锤容纳腔，离心飞锤支架1的底部通过螺栓4连接于行星轮内腔壁上，行星齿轮轴18穿出离心飞锤支架1的底部，两个离心飞锤3分别位于行星齿轮轴18两侧，并通过离心飞锤旋转轴5支撑安装于离心飞锤支架1上，两个离心飞锤3与调速平衡弹簧2一端连接，调速平衡弹簧2的另一端与离心飞锤支架1连接，离心飞锤装置与锁套7的外侧互相抵触的部分设置于所述的离心飞锤3上。

更进一步地，锁套7上与离心飞锤3互相抵触的部分为位于锁套7下端的一台阶面，台阶面的外围形成环形推力凸槽6，离心飞锤3上形成与锁套7配合的凹槽；锁套7内凹形成敞开式的梯形状，接合齿盘10的外侧形成与锁套7配合的配合结构为与梯形状的腰配合的斜面11。

作为优选，两个接合齿盘10上的接合齿为楔形自锁式接合齿9 。

两个花键半轴20通过复位螺旋弹簧14复位，复位螺旋弹簧14套装于花键半轴20外侧，接合齿盘10套装于复位螺旋弹簧14上，复位螺旋弹簧14通过卡环限位。接合齿盘10通过设置于两个花键半轴20上的花键滑套13滑移。

本发明工作原理：当左右半轴转速差达到一定阈值时，行星齿轮也达到一定阈值，带动其上的离心式限速差速装置起作用，离心飞锤3由于离心力的作用，克服调速平衡弹簧2的作用力，绕着离心飞锤旋转轴5旋转，带动通过环形推力凸槽6连接的安装在行星齿轮轴18上的锁套7沿着花键滑动，锁套7上的摩擦槽8慢慢接触到接合齿盘10，在摩擦槽8与接合齿盘10上的摩擦斜面相互摩擦作用下，左右半轴两个接合齿盘10转速逐渐接近，同时逐渐靠近，直到两个接合齿盘10上的楔形自锁式接合齿9接触并完全啮合在一起，锁定了左右半轴，在接合齿楔形斜面的分力作用，楔形自锁式接合齿9接合之后具有一定的自锁功能，即使离心飞锤3暂时不起作用，也能保证左右半轴的接合齿盘10依然处于接合状态，直到两半轴完全在完全静止情况下和短时间持续完全同步的情况下方能在复位螺旋弹簧14的作用下分开。

本发明在普通对称式圆锥行星齿轮差速器的基础上进行设计，运行过程比起机械式差速器等噪音较小。本发明充分利用差速器行星锥齿轮内部的结构进行结构方面的创新，可以自动感应左右半轴的转速差，实现限速差速功能；离心飞锤式自动感应，结构简单，功能可靠；通过摩擦作用实现差速齿盘的离合，实现高转速下的可靠接合，同时也避免了破坏性冲击，利用保护接合齿及相连接的机械装置；本发明采用的楔形自锁式接合齿盘，由于接合齿楔形斜面的分力作用，接合之后具有一定的自锁功能，即使离心飞锤暂时不起作用，也能保证差速锁继续起作用。本发明提高了动力输出和限定锁定扭力滑差比例。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.离心式限速差速器，包括前壳体（15）和后壳体（17）盖合形成的外壳体、行星齿轮轴（18）、两个半轴锥齿轮（19）、两个行星轮（16）和两个花键半轴（20），两个半轴锥齿轮（19）通过轴承（12）支撑安装于所述的外壳体内腔中，所述的两个花键半轴（20）分别穿装于半轴锥齿轮（19）的左右两端，行星轮（16）与半轴锥齿轮（19）互相配合，其特征在于：所述的行星齿轮轴（18）分为两段，两段行星齿轮轴（18）分别通过圆锥滚子轴承支撑安装于所述的行星轮（16）的上下两端并且延伸置于所述的外壳体内腔壁中，两段行星齿轮轴（18）靠近的两端分别设置可沿行星齿轮轴（18）轴向滑动的锁套（7）和离心飞锤装置，锁套（7）的外侧具有与离心飞锤装置互相抵触的部分；所述的两个花键半轴（20）靠近的两个端面分别设有接合齿盘（10），接合齿盘（10）的外侧形成与所述的锁套（7）配合的配合结构。

2.根据权利要求1所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的离心飞锤装置包括离心飞锤支架（1）、两个调速平衡弹簧（2）、两个离心飞锤（3）和两个离心飞锤旋转轴（5），离心飞锤支架（1）具有内凹的离心飞锤容纳腔，离心飞锤支架（1）的底部通过螺栓（4）连接于所述的行星轮内腔壁上，所述的行星齿轮轴（18）穿出所述的离心飞锤支架（1）的底部，所述的两个离心飞锤（3）分别位于所述的行星齿轮轴（18）两侧，并通过所述的离心飞锤旋转轴（5）支撑安装于所述的离心飞锤支架（1）上，两个离心飞锤（3）与所述的调速平衡弹簧（2）一端连接，调速平衡弹簧（2）的另一端与所述的离心飞锤支架（1）连接，所述的离心飞锤装置与锁套（7）的外侧互相抵触的部分设置于所述的离心飞锤（3）上。

3.根据权利要求2所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的锁套（7）上与离心飞锤（3）互相抵触的部分为位于锁套（7）下端的一台阶面，台阶面的外围形成环形推力凸槽（6），所述的离心飞锤（3）上形成与锁套（7）配合的凹槽。

4.根据权利要求3所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的锁套（7）内凹形成敞开式的梯形状，所述的接合齿盘（10）的外侧形成与所述的锁套（7）配合的配合结构为与所述的梯形状的腰配合的斜面（11）。

5.根据权利要求4所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的两个接合齿盘（10）上的接合齿为楔形自锁式接合齿（9） 。

6.根据权利要求5所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的两个花键半轴（20）通过复位螺旋弹簧（14）复位，复位螺旋弹簧（14）套装于花键半轴（20）外侧，所述的接合齿盘（10）套装于所述的复位螺旋弹簧（14）上，复位螺旋弹簧（14）通过卡环限位。

7.根据权利要求6所述的离心式限速差速器，其特征在于：所述的接合齿盘（10）通过设置于两个花键半轴（20）上的花键滑套（13）滑移。