CN108869708A - 一种汽车差速器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车差速器及其制备方法，包括两端的支承轴承，差速器外壳齿轮传入扭矩，使差速器左壳体和差速器右壳体通过螺栓连接成一体并随之转动；左行星齿轮、右行星齿轮通过滚针轴承安装在差速器左壳体右壳体中，也跟着绕半轴齿轮圆周转动；左行星齿轮与左半轴齿轮啮合连接并使左半轴齿轮转动，右行星齿轮与右半轴齿轮啮合连接并使右半轴齿轮转动。本发明具备结构简单、工作性能强等诸多优点，具有良好的经济效益及广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体为一种汽车差速器。
背景技术
目前汽车差速器内部结构采用铸造壳体、锻造锥齿轮、行星齿轮、行星齿轮轴加垫片传动方式来组成一轴两轮差速工作。
传统差速器如图4所示采用一个差速器壳10、一对半轴齿轮20、一对行星齿轮30、行星齿轮轴40、两组垫片31和卡簧70组成一套差速器总成，卡簧限制轮轴40的轴向移动。然而传统的差速器相对尺寸传动扭矩小、体积庞大，容易产生噪音造成误判，特别在带能量回收电动汽车上产生异响噪音。
传统的差速器壳体采用金属铸造工艺，铸造时需要先制作木模，模具费用高，开模周期长，同时组芯间隙大且易变形，最终影响产品精度。此外，传统造型砂芯尺寸大、重量大，需要借助吊装设备等。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车差速器，解决了上述现有技术传动效果不佳的缺陷。
此外，本发明还提供一种汽车差速器壳体的制备方法，解决上述壳体铸造时模具成本高、精度差的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车差速器的制备方法，所述差速器包括两端的支承轴承，用于传入扭矩的差速器外壳齿轮，差速器左壳体和差速器右壳体通过螺栓连接成一体并随着差速器外壳齿轮转动；左行星齿轮、右行星齿轮通过滚针轴承安装在差速器左壳体和右壳体中，左、右行星齿轮不仅可以绕自身轴线转动也可以绕半轴齿轮作圆周转动；左行星齿轮与左半轴齿轮啮合连接并随左半轴齿轮转动，右行星齿轮与右半轴齿轮啮合连接并随右半轴齿轮转动，左行星齿轮和右行星齿轮啮合连接；所述差速器左、右壳体使用3D打印砂芯铸造而成，所述3D打印包括如下步骤：①建立壳体砂芯三维模型，将砂芯三维模型切分出多个子砂芯模型，相邻的子砂芯模型一个具有凹槽另一个具有与之相应的凸起，②根据子砂芯模型3D打印出各个子砂芯，③组芯，在子砂芯组合面上涂覆粘合剂，不同的子砂芯模块通过各自的凹槽和凸起定位连接，组芯完成后在外围填覆钢丸作为背砂。
在此基础上，铸造时将铁水从浇道注入型腔内，待壳体铸件凝固后，拆除各子砂芯，得到差速器壳体；所述铁水按重量比包括以下元素：C 3.55％～4％，Si 2％～2.2％，S0.03％～0.04％，Mn 0.3％～0.5％，P 0.03％～0.04％，Re 0.01％～0.02％，Mg 0.02％～0.03％，硅钡孕育剂0.5％～0.6％，其余为Fe。
在此基础上，3D打印时使用具有相同重量份的新砂和回收砂的混合砂，混合砂中还含有占新砂0.2％重量份的苯磺酸溶液。
在此基础上，左、右行星齿轮平行设置，左、右行星齿轮的自转轴线与左、右半轴齿轮的旋转轴线平行。
在此基础上，具有四组以上的左、右行星齿轮。
在此基础上，差速器左壳体或差速器右壳体可与外部传动齿轮制作成一体或通过热装方式来传动相同转矩，或通过焊接来传递更大扭矩。
在此基础上，提供由上述方法制备的汽车差速器。
(三)有益效果
本发明提供了一种新型汽车差速器及其制备方法，具备以下有益效果：
1、本发明具有相对尺寸传动扭矩大、整体尺寸小、传动噪音小等特点。
2、本发明壳体采用钢件来增加强度，内部传动齿轮为直齿或斜齿，行星齿轮和半轴齿轮采用圆柱齿轮，直齿或斜齿啮合的工艺性好。
3、本发明根据传递扭矩大小可配四组以上同时传递扭矩。
4、本发明制作的差速器壳体，无需开模，节约成本；采用3D打印制作砂芯，精度高，组芯间隙小、定位准确。
5、砂芯模型重量小，便于搬运操作。使用钢丸作为填覆砂，增强了冷却性能。再利用回收砂，节约了成本且确保了砂芯强度，并添加适量苯磺酸确保回收砂的性能。
6、优化的铁水组分提高了铸件强度
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A剖面图。
图3为本发明的结构原理图。
图4为现有技术的差速器
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～3所示，本发明提供一种技术方案：
一种汽车差速器，包括两端的支承轴承1，用于传入扭矩的差速器外壳齿轮2，差速器左壳体3和差速器右壳体4通过螺栓连接成一体并随着差速器外壳齿轮2转动；左行星齿轮5、右行星齿轮6通过滚针轴承7安装在差速器左壳体3和右壳体4中，左、右行星齿轮不仅可以绕自身轴线转动也可以绕半轴齿轮作圆周转动；左行星齿轮5与左半轴齿轮8啮合连接并随左半轴齿轮转动，右行星齿轮6与右半轴齿轮9啮合连接并随右半轴齿轮转动，左行星齿轮和右行星齿轮啮合连接，左、右行星齿轮平行设置，左、右行星齿轮的自转轴线与左、右半轴齿轮的旋转轴线平行，左、右行星齿轮组设有四组以上。所述差速器左、右壳体使用砂芯铸造而成，所述砂芯通过3D打印制备，该3D打印包括如下步骤：①建立壳体砂芯三维模型，将三维模型切分出多个子砂芯模型，相邻的子砂芯模型一个具有凹槽另一个具有与之相应的凸起，②根据子砂芯模型3D打印出各个子砂芯，3D打印时使用具有相同重量份的新砂和回收砂的混合砂，混合砂中还含有占新砂0.2％重量份的苯磺酸溶液③组芯，在子砂芯组合面上涂覆粘合剂，不同的子砂芯模块通过各自的凹槽和凸起定位连接，组芯完成后在外围填覆钢丸作为背砂。铸造时，将铁水从浇道注入型腔内，待壳体铸件凝固后，拆除各砂芯，得到差速器壳体；所述铁水按重量比包括以下元素：C 4％，Si 2％，S 0.03％，Mn0.4％，P 0.04％，Re 0.02％，Mg 0.02％，硅钡孕育剂0.5％，其余为Fe。
工作方式：
左半轴齿轮8与左行星齿轮5啮合，左半轴齿轮8与右行星齿轮6不啮合，同样右半轴齿轮9与右行星齿轮6啮合，右半轴齿轮9与左行星齿轮5不啮合，但左行星齿轮5与右行星齿轮6啮合。通过上述条件，当汽车直线运动时，左、右行星齿轮只进行公转而不自转，左、右行星齿轮带动与其啮合的左、右半轴齿轮转动。当转动左半轴齿轮8时，左行星齿轮5会与左半轴齿轮8相反方向转动，右行星齿轮6会与左半轴齿轮8同向转动，右半轴齿轮9会与左半轴齿轮8反向转动，完成差速原理；基于类似原因，当转动右半轴齿轮9时，也能实现差速。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种汽车差速器的制备方法，其特征在于所述差速器包括两端的支承轴承，用于传入扭矩的差速器外壳齿轮，差速器左壳体和差速器右壳体通过螺栓连接成一体并随着差速器外壳齿轮转动；左行星齿轮、右行星齿轮通过滚针轴承安装在差速器左壳体和右壳体中，左、右行星齿轮不仅可以绕自身轴线转动也可以绕半轴齿轮作圆周转动；左行星齿轮与左半轴齿轮啮合连接并随左半轴齿轮转动，右行星齿轮与右半轴齿轮啮合连接并随右半轴齿轮转动，左行星齿轮和右行星齿轮啮合连接；所述差速器左、右壳体使用3D打印砂芯铸造而成，所述3D打印包括如下步骤：①建立壳体砂型三维模型，将砂芯三维模型切分出多个子砂芯模型，相邻的子砂芯模型一个具有凹槽另一个具有与之相应的凸起，②根据子砂芯模型3D打印出各个子砂芯，③组芯，在子砂芯组合面上涂覆粘合剂，不同的砂芯模块通过各自的凹槽和凸起定位连接，组芯完成后在外围填覆钢丸作为背砂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于左、右行星齿轮平行设置，左、右行星齿轮的自转轴线与左、右半轴齿轮的旋转轴线平行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于具有四组以上的左、右行星齿轮。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于差速器左壳体或差速器右壳体与外部传动齿轮制作成一体或通过热装方式来传动相同转矩，或通过焊接来传递更大扭矩。
5.一种通过权利要求1-4任一项所述的制备方法得到的汽车差速器。
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