CN105673801A - 锁定差速组件 - Google Patents

Abstract

一种锁定差速组件，具有以如下方式安装在差速箱中的锁定爪：允许锁定爪沿一轴线在第一位置与第二位置之间平移，在第一位置，锁定爪与差速箱中的侧齿轮脱离，在第二位置，锁定爪与侧齿轮接合。锁定爪以允许增加锁定爪相对于差速箱的旋转范围以及锁定爪朝向第二位置的轴向移动的范围的方式联接到差速箱。还提供一种具有上述锁定差速组件的车桥组件以及一种用于形成锁定差速组件的相关方法。

Description

锁定差速组件

技术领域

本公开涉及一种锁定差速组件。

背景技术

该部分提供与本公开有关的背景信息，其未必为现有技术。

在本领域已知各种类型的差速组件用于将旋转动力从动力系传递到一对车辆车轮。通常，差速组件包括差速箱和具有由差速箱驱动的一对侧齿轮的差速齿轮组。一种类型的差速组件已知为锁定差速组件并被配置为将差速齿轮组的一个或两个输出侧齿轮选择性地锁定到差速箱，以便围绕旋转轴线共同旋转。通常，锁定差速组件包括非旋转但能滑动地安装到差速箱的锁定爪，以能移动到其接合侧齿轮之一的位置中，从而抑制侧齿轮相对差速箱的旋转。虽然这种配置非常适合于其预期目的，但是这种类型的锁定差速组件需要改进。

发明内容

该部分提供本公开的大致概要，并非本公开的全部范围或者所有特征的完全公开。

在一种形式中，本公开提供一种锁定差速组件，具有差速箱、差速齿轮组和锁定机构。所述差速箱具有协作以限定腔的第一壳体构件和第二壳体构件。所述第一壳体构件具有第一端壁68。所述差速齿轮组被接收在所述腔中并具有第一侧齿轮。所述锁定机构具有多个锁定孔、第一锁定爪和第二锁定爪。所述锁定孔形成于所述第一端壁68中。所述第一锁定爪具有固定地联接到所述第一侧齿轮的一组第一犬齿。所述第二锁定爪具有环形主体、一组第二犬齿和多个锁定翼片。所述一组第二犬齿从所述环形主体延伸并被配置为与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一锁定爪与所述第二锁定爪之间的相对旋转。所述锁定翼片从所述环形主体径向向外延伸并被接收于所述锁定孔中。所述第二锁定爪能沿一轴线在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿脱离以允许所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转，在第二位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转。所述锁定孔具有至少部分为截头圆锥形形状的第一锁定表面。所述锁定翼片限定被配置为配合地接合所述第一锁定表面的第二锁定表面。

在另一形式中，本公开提供一种用于形成锁定差速组件的方法。该方法包括：提供被配置为围绕旋转轴线能旋转的第一壳体构件，所述第一壳体构件具有多个锁定孔，所述多个锁定孔中的每个限定具有截头圆锥形形状的第一锁定表面；将锁定爪安装到所述第一壳体构件，所述锁定爪具有主体、一组第一锁定齿和多个锁定翼片，所述一组第一锁定齿从所述主体轴向延伸，所述锁定翼片从所述主体径向延伸并被接收于所述锁定孔中，所述锁定翼片限定第二锁定表面并被接收于所述锁定孔中，所述第二锁定表面的至少一部分为截头圆锥形形状并被配置为配合地接合所述第一锁定表面；以及将差速齿轮组安装到所述第一壳体构件，所述差速齿轮组具有侧齿轮，所述侧齿轮具有被配置为选择性地配合地接合所述一组第一锁定齿的一组第二锁定齿。

进一步的应用领域由在此提供的描述将变得明显。在该概要中的描述和特定示例仅用于例示的目的，并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示目的，并且不旨在限制本公开的范围。

图1为包括具有根据本公开的教示构造的示例性锁定差速组件的后桥组件的车辆的示意性例示；

图2为图1的后桥组件的透视图；

图3为后桥组件的一部分的分解透视图，更详细地例示锁定差速组件；

图4为锁定差速组件的纵向剖视图；

图5为锁定差速组件的一部分的纵向剖视图，更详细地例示第一壳体构件；

图6为第一壳体构件的局部打开的透视图，例示形成在第一壳体构件中的锁定孔；

图7为锁定差速组件的一部分的侧立面图，更详细地例示第二锁定爪；

图8为第二锁定爪的一部分的透视图，例示形成在第二锁定爪的环形主体上的锁定翼片；

图9为锁定差速组件的一部分的剖视图，例示形成于差速箱上的第一锁定表面与形成于第二锁定爪的锁定翼片上的第二锁定表面之间的接触。

相应的附图标记在附图的数个视图中始终指示相应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述示例实施例。

参考附图中的图1，车辆8被示意性地例示为包括具有根据本公开的教示构造的锁定差速组件12的后桥组件10。车辆8为四轮驱动车辆，包括具有引擎16和变速器18的动力系14，引擎16和变速器18将旋转动力提供到具有变速箱22的传动系20、后桥组件10和前桥组件24。旋转动力可分别经由后传动轴26和前传动轴28从变速箱22传递到后桥组件10和前桥组件24。前桥组件24的构造可大致类似于后桥组件10的构造，这样，后桥组件10的讨论可用于前桥组件24。

在图2中，后桥组件10被例示为包括桥壳组件30、输入小齿轮32、环形齿轮34、锁定差速组件12和一对半轴36。桥壳组件30可为任意类型的外壳组件，诸如整体式桥壳组件，但是在提供的特定示例中，桥壳组件30为Salisbury桥壳组件，具有载架外壳40以及以常规和众所周知的方式联接到载架外壳40的一对轴管42。载架外壳40可限定腔44，锁定差速组件12可被接收至腔44中。

输入小齿轮32可安装到载架外壳40以围绕第一轴线50旋转。输入小齿轮32可包括可设置在腔44中的小齿轮52。环形齿轮34可被接收于腔44中并围绕横向于或大致垂直于第一轴线50的第二轴线54能旋转。环形齿轮34可啮合地接合到小齿轮52。

另外参照图3，锁定差速组件12可包括差速箱60、差速齿轮组62和锁定机构64。差速箱60可被形成为一个或多个离散的部件并可限定在相对侧分别由第一端壁68和第二端壁70界定的差速腔66。在提供的特定示例中，差速箱60为由彼此螺接并螺接到环形齿轮34的第一壳体构件74和第二壳体构件76形成。差速箱60可安装到桥壳组件30，以围绕第二轴线54旋转，第二轴线54可横向于或垂直于第一轴线50。差速齿轮组62可为从差速箱60接收旋转动力并将旋转动力输出到半轴36的任意类型的齿轮组。在提供的特定示例中，差速齿轮组62包括锥形齿轮(即，与第一(锥形)侧齿轮80和第二(锥形)侧齿轮82啮合地接合的两个或更多锥形小齿轮78)，但是将理解，在替代方案中可采用其它类型的齿轮装置，诸如正齿轮装置或斜齿轮装置。差速齿轮组62可包括一对输出构件，即，能以常规方式驱动地联接到半轴36的第一侧齿轮80和第二侧齿轮82。

参照图3和图4，锁定机构64可包括多个锁定孔90、第一锁定爪92、第二锁定爪94和致动器96。

如图5和图6中最佳可示，锁定孔90可形成在第一端壁68中且可限定至少部分为截头圆锥形形状的第一锁定表面100。当旋转切割工具102沿平行于第二轴线54的轴线A进入第一壳体构件74时，旋转切割工具102，诸如端铣刀、钻或扩孔钻，可形成锁定孔90中的每个。在提供的特定示例中，所有锁定孔90完全延伸穿过第一端壁68，但是本领域技术人员将理解，锁定孔90中的一些或全部可以以盲孔形式形成，从而它们在一侧由第一端壁68界定。

返回图3和图4，第一锁定爪92包括固定地联接到第一侧齿轮80的一组第一犬齿110。第一犬齿110可设置在第一侧齿轮80的外横向侧并可围绕第二轴线54周向隔开。

第二锁定爪94可具有环形主体118、一组第二犬齿120和多个锁定翼片122。一组第二犬齿120可从环形主体118延伸并可被配置为与一组第一犬齿110接合，以抑制第一锁定爪92与第二锁定爪94之间的相对旋转。锁定翼片122可固定地联接到环形主体118并可从其径向向外延伸。锁定翼片122中的每个可接收于相应一个锁定孔90中。锁定翼片122和锁定孔90可协作以限制第二锁定爪94相对于差速箱60的旋转，同时允许第二锁定爪94沿第二轴线54相对于差速箱60的移动。第二锁定爪94能沿第二轴线54在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，一组第二犬齿120与一组第一犬齿110脱离以允许第一侧齿轮80与差速箱60之间的相对旋转，在第二位置，一组第二犬齿120与一组第一犬齿110接合以抑制第一侧齿轮80与差速箱60之间的相对旋转。

参照图7至图9，锁定翼片122中的每个可以限定第二锁定表面130，该第二锁定表面130以被配置为配合地或相应地接合第一锁定表面100的方式至少部分为截头圆锥形形状。通常，锁定孔90的尺寸稍微大于锁定翼片122的尺寸，使得在第二锁定爪94的包括第二锁定爪94的第二位置的冲程或行程的至少一部分上允许第二锁定爪94围绕第二轴线54相对于差速箱60的一些相对少量的旋转。

回到图3和图4，致动器96可为任意类型的设备，可被用来沿第二轴线54选择性地平移第二锁定爪94。用于将锁定机构的部件相对于差速箱平移的致动器在本领域中众所周知，并可包括美国专利号6083134、6460677、6958030、7211020、7325664、7399248和7425185中找到的致动器。在提供的特定示例中，致动器96包括环形螺线管140、止推板142和复位弹簧144。环形螺线管140可以以允许差速箱60相对于环形螺线管140旋转但是限制环形螺线管140沿第二轴线54在远离第二锁定爪94的方向上移动的方式安装在差速箱60上。环形螺线管140可包括电磁感应圈150和响应于电磁感应圈150的通电而可沿第二轴线54选择性移动的环形柱塞152。止推板142可固定联接到第二锁定爪94。在提供的特定示例中，止推板142由成型(即，粘结到)第二锁定爪94的塑料材料形成。止推板142可包括可从第二锁定爪94在一组第二锁定齿120的相反侧延伸的多个支腿158。每个支腿158可延伸至相关联的一个锁定孔90中并可邻接相应的一个锁定翼片122。复位弹簧144可被配置为将第二锁定爪94偏置远离第一锁定爪92，从而一组第二犬齿120通常与一组第一犬齿110脱离。在提供的特定示例中，复位弹簧144设置在第一锁定爪92与第二锁定爪94之间。

锁定差速组件12可以以第一模式操作，其中致动器96将第二锁定爪94放置在第一位置，使得一组第二犬齿120与一组第一犬齿110脱离。在该模式中，第一侧齿轮80允许相对于差速箱60旋转，从而锁定差速组件12作为开式差速器操作，其允许第一侧齿轮80与第二侧齿轮82之间的速度差。

锁定差速组件12还可以以第二模式操作，其中致动器96将第二锁定爪94放置在第二位置，使得一组第二犬齿120与一组第一犬齿110接合。在该模式中，第一侧齿轮80被锁定到差速箱60以共同旋转，从而锁定差速组件12作为锁式差速器操作，其不允许第一侧齿轮80与第二侧齿轮82之间的速度差。

参照图4和图9，通过一组第一犬齿110和一组第二犬齿120传递扭矩可趋向于促进第二锁定爪94沿第二轴线54远离第一锁定爪92，这可趋向于降低一组第一犬齿110和一组第二犬齿120之间的接触量，特别当一组第一锁定齿100经由锻造最后成形以略微呈大致锥形时。第一锁定表面100和第二锁定表面130的尺寸及大致截头圆锥形构造允许当扭矩在第二锁定爪94与差速箱60之间传递时限制第二锁定爪94相对于差速箱60的旋转。而且，第一锁定表面100和第二锁定表面130的大致截头圆锥形构造协作，以在锁定翼片122上产生力，该力趋向于将第二锁定爪94沿第二轴线朝向第一锁定爪92驱动。本领域技术人员将理解，第一锁定表面100和第二锁定表面130可以期望的方式成型或为锥形，从而沿第二轴线54引导的力的一部分的幅值可以以期望的方式被调整。例如，(用于产生第一锁定表面100和第二锁定表面130的)相对小的锥角可产生的力的轴向引导分量具有相对小的幅值，而相对大的锥角可产生的力的轴向引导分量具有相对大的幅值。在提供的特定示例中，当具有预定幅值和预定旋转方向的旋转动力在第一锁定爪92与第二锁定爪94之间传递时，可选择下述锥角，该锥角产生的力的轴向引导分量的幅值大约等于由第一犬齿110和第二犬齿120的啮合产生的力的幅值(以促进第二锁定爪94远离第一锁定爪92)。这种方式的差速箱60和第二锁定爪94的构造的优点在于，一组第一犬齿110和一组第二犬齿120可形成为没有倒锥。例如，一组第二犬齿120可被形成为使得每个齿的侧部可处于可平行于第二轴线54的一对平行平面中。以这种方式形成一组第二犬齿110的一种合适的方法包括精密冲裁。就这点而言，第二锁定爪94可基本整体通过精密冲裁形成，并且诸如研磨或压印的辅助操作可采用来形成第二锁定表面100。

返回图7至图9，槽口164可形成在每个锁定翼片122中，以在止推板142成型到锁定翼片122上的情况下改进锁定翼片122和止推板142之间的机械连接。

实施例的前述描述已经被提供用于例示和描述的目的。其并非旨在穷尽或限制本公开。特定实施例的单独的元件或特征通常不限于该特定实施例，而是，在适用的情况下可互换并可在选定实施例中使用，即使未特别示出或描述。特定实施例的单独的元件或特征也可以以多种方式变化。这种变化不被认为偏离本公开，所有这种修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (14)

1.一种锁定差速组件，包括：

差速箱，具有协作以限定腔的第一壳体构件和第二壳体构件，所述第一壳体构件具有第一端壁；

被接收在所述腔中的差速齿轮组，所述差速齿轮组具有第一侧齿轮；以及

锁定机构，所述锁定机构用于将所述第一侧齿轮选择性地锁定到所述差速箱以便共同旋转，所述锁定机构包括多个锁定孔、第一锁定爪和第二锁定爪，所述锁定孔形成于所述第一端壁中，所述第一锁定爪包括固定地联接到所述第一侧齿轮的一组第一犬齿，所述第二锁定爪具有环形主体、一组第二犬齿和多个锁定翼片，所述一组第二犬齿从所述环形主体延伸并被配置为与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一锁定爪与所述第二锁定爪之间的相对旋转，所述锁定翼片从所述环形主体径向向外延伸并被接收于所述锁定孔中，所述第二锁定爪能沿一轴线在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿脱离以允许所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转，在第二位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转；

其中所述锁定孔具有至少部分为截头圆锥形形状的第一锁定表面，并且其中所述锁定翼片限定被配置为配合地接合所述第一锁定表面的第二锁定表面。

2.根据权利要求1所述的锁定差速组件，其中所述锁定孔完全延伸穿过所述第一端壁。

3.根据权利要求2所述的锁定差速组件，其中止推板被成型于所述锁定翼片上。

4.根据权利要求3所述的锁定差速组件，其中所述锁定翼片限定槽口。

5.根据权利要求1所述的锁定差速组件，其中所述一组第二锁定齿被形成为没有倒锥。

6.一种用于形成锁定差速组件的方法，包括：

提供被配置为围绕旋转轴线能旋转的第一壳体构件，所述第一壳体构件具有多个锁定孔，所述多个锁定孔中的每个限定具有截头圆锥形形状的第一锁定表面；

将锁定爪安装到所述第一壳体构件，所述锁定爪具有主体、一组第一锁定齿和多个锁定翼片，所述一组第一锁定齿从所述主体轴向延伸，所述锁定翼片从所述主体径向延伸并被接收于所述锁定孔中，所述锁定翼片限定第二锁定表面并被接收于所述锁定孔中，所述第二锁定表面的至少一部分为截头圆锥形形状并被配置为配合地接合所述第一锁定表面；以及

将差速齿轮组安装到所述第一壳体构件，所述差速齿轮组具有侧齿轮，所述侧齿轮具有被配置为选择性地配合地接合所述一组第一锁定齿的一组第二锁定齿。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述一组第一锁定齿经由精密冲裁形成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二锁定表面经由研磨或压印形成。

9.根据权利要求6所述的方法，其中当旋转切割工具沿平行于所述旋转轴线的轴线进入所述第一壳体构件时，所述旋转切割工具形成所述第一锁定表面中的每个。

10.一种车桥组件，包括：

桥壳；

容纳在所述桥壳中并围绕旋转轴线能旋转的锁定差速组件，所述锁定差速组件具有差速箱、差速齿轮组和锁定机构，所述差速箱限定腔并具有第一端壁，所述差速齿轮组被接收在所述腔中并具有第一侧齿轮，所述锁定机构包括多个锁定孔、第一锁定爪和第二锁定爪，所述锁定孔形成于所述第一端壁中，所述第一锁定爪包括固定地联接到所述第一侧齿轮的一组第一犬齿，所述第二锁定爪具有环形主体、一组第二犬齿和多个锁定翼片，所述一组第二犬齿从所述环形主体延伸并被配置为与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一锁定爪与所述第二锁定爪之间的相对旋转，所述锁定翼片从所述环形主体径向向外延伸并被接收于所述锁定孔中，使得所述第二锁定爪非旋转但能滑动地安装到所述差速箱，所述第二锁定爪能沿所述旋转轴线在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿脱离以允许所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转，在第二位置，所述一组第二犬齿与所述一组第一犬齿接合以抑制所述第一侧齿轮与所述差速箱之间的相对旋转；以及

由所述差速组件驱动的一对半轴；

其中所述锁定孔具有至少部分为截头圆锥形形状的第一锁定表面，并且其中所述锁定翼片限定至少部分为截头圆锥形形状以相应地接合所述第一锁定表面的第二锁定表面。

11.根据权利要求10所述的锁定差速组件，其中所述锁定孔完全延伸穿过所述第一端壁。

12.根据权利要求11所述的锁定差速组件，其中止推板被成型于所述锁定翼片上。

13.根据权利要求12所述的锁定差速组件，其中所述锁定翼片限定槽口。

14.根据权利要求10所述的锁定差速组件，其中所述一组第二锁定齿被形成为没有倒锥。