CN108953571A - 一种紧凑型差速齿轮箱结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种紧凑型差速齿轮箱结构，包括电机、蜗杆、涡轮、差速器和控制模块；所述电机输出端驱动蜗杆转动，蜗杆与涡轮啮合，蜗杆驱动涡轮；所述差速器包括齿轮架、半轴齿轮和行星齿，所述齿轮架设置在涡轮的内部，行星齿均匀固定设置在齿轮架上，所述涡轮与齿轮架外端卡接，涡轮转动带动行星齿转动，所述行星齿与半轴齿轮啮合，行星齿转动带动半轴齿轮转动，所述行星齿的轴转动方向与半轴齿轮轴转动方向相互垂直，所述涡轮插套在差速器左右半轴齿轮的齿轮架上，左右齿轮架相互配合连接，差速器内部包括三个行星齿，三个行星齿呈120度指向分布，所述差速器中间留有轴孔，变速轴插套在轴孔内分别连接左右输出的半轴齿轮。

Description

一种紧凑型差速齿轮箱结构

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是一种紧凑型差速齿轮箱结构。

背景技术

差速器齿轮装置在机动车中被作为一种最终的减速装置，例如采用一种称为差速器箱的壳体结构。差速器箱装有一对可绕一根轴转动的差动半轴齿轮，和一对放在这两个站轴齿这间并与它们啮合的差动行星小齿轮。差动行星小齿轮由行星小齿轮轴或销子支撑，并可绕一根与半轴齿轮的转轴相垂直的轴线转动。当差速器齿轮装置用于机动车时，差速器箱还附有一个齿环，从而使差速器箱与该齿环一起绕差动半轴齿轮的轴线转动，以使将动力从 驱动轴分配到与相应的差动半轴齿轮相连接的左、右驱动轮上。

在现有差速齿轮在结构上不合理，使差速器体积大，而且现有的差速器在转动时布局的不合理容易造成输出能量的耗散和齿轮的机械损伤，而且转动轴不能对输出轴进行精准控制。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述问题，提供一种紧凑型差速齿轮箱结构，用于在解决现有的差速器体积大，对输出轴控制不精准的问题。

一种紧凑型差速齿轮箱结构，包括电机、蜗杆、涡轮、差速器和控制模块；所述电机输出端驱动蜗杆转动，蜗杆与涡轮啮合，蜗杆驱动涡轮；所述差速器包括齿轮架、半轴齿轮和行星齿，所述齿轮架设置在涡轮的内部，行星齿均匀固定设置在齿轮架上，所述涡轮与齿轮架外端卡接，涡轮转动带动行星齿转动，所述行星齿与半轴齿轮啮合，行星齿转动带动半轴齿轮转动，所述行星齿的轴转动方向与半轴齿轮轴转动方向相互垂直，所述涡轮插套在差速器左右半轴齿轮的齿轮架上，左右齿轮架相互配合连接，差速器内部包括三个行星齿，三个行星齿呈120度指向分布，所述差速器中间留有轴孔，变速轴插套在轴孔内分别连接左右输出的半轴齿轮；所述控制模块设置于电机输出端面内，控制模块与电机输出端面固定连接；所述控制模块上设置有控制模块保护罩，所述控制模块保护罩将电机输出轴和控制模块共同保护在电机的输出端面内。

优选的，所述电机设置在涡轮外部，电机的输出端与联轴器固定连接，所述蜗杆套接在联轴器，所述蜗杆为圆柱形，所述圆柱形蜗杆的一端靠近端面处设置有凸起环，所述设置有凸起环的端面向内凹陷为套筒状，套筒深度为8~12mm，套筒内部设置有螺纹，蜗杆的含有凸起环端面与联轴器螺纹连接，所述蜗杆上设置螺纹，通过螺纹蜗杆与涡轮啮合；所述涡轮为圆环形，圆环的外表面上设置有与蜗杆啮合的斜向齿轮，涡轮的转动轴方向与蜗杆的转动轴方向相互垂直，所述涡轮的圆环的内表面上设置有凸起，每个凸起均与与涡轮内表面圆滑过渡，所述凸起沿圆周方向均匀设置，每两个凸起的中轴线与圆心所成的夹角为40°。

优选的，所述齿轮架包括主齿轮架和副齿轮架，所述主齿轮架设置在涡轮内环的上侧，所述副齿轮架设置在涡轮内环的下侧，所述主齿轮架包括主齿轮架上部和主齿轮架下部，所述主齿轮架上部行包括行星齿、行星齿轮槽、小通孔、中心通孔；所述主齿轮架上部为圆环形，所述行星齿轮槽均匀设置在主齿轮架中间位置，所述行星齿轴向方向与圆环的轴向垂直设置，所述小通孔设置在行星齿轮槽间隔的中间位置，所述中心通孔是在主齿轮架上部的中心位置，所述圆环形的主齿轮架上部的外表面上设置有凹槽，所述凹槽与涡轮圆环内表面的凸起相匹配设置，主齿轮架上部外表面上的凹槽与涡轮内表面的凸起卡和；所述主齿轮架下部为圆环状，所述主齿轮架上部和主齿轮架下部固定连接，所述主齿轮架上部和主齿轮架下部连接处设置有凸起圆环，所述副齿轮架与主齿轮架设置类似，副齿轮架无行星齿，所述主齿轮架和副齿轮架在涡轮内环部卡和，所述主齿轮架和副齿轮架凹槽的长度之和等于涡轮内表面上凸起的长度距离。

优选的，所述半轴齿轮设置为两个，分别设置在主齿轮架下部和副齿轮架下部的圆环内腔中，所述半轴齿轮包括半轴齿轮面、半轴齿柱、中心长孔和输出轴孔，所述半轴齿轮面设置在半轴齿柱的顶部，所述中心长孔设置在半轴齿轮面的中心，所述输出轴孔设置在半轴齿柱的中心位置，所述输出轴孔和中心长孔共轴，所述半轴齿柱外表面上设置有一圈环槽；所述半轴齿轮的半轴齿轮面与主齿轮架中三个行星齿轮的齿轮均啮合；所述两半轴齿轮的中心长孔与主齿轮架和副齿轮架中的中心通孔中设置有转动轴，所述转动轴插套分别连接作为输出的两个半轴齿。

优选的，输出轴孔上设置有输出杆，所述输出杆包括连接头、转动轴、固定筒和输出头，所述连接头与输出轴孔匹配设置，所述连接头为圆柱形，圆柱形的连接头的圆周上均匀布置有7输出凸条，输出凸条与输出轴孔的输出凹槽卡合，所述输出凸条可以将转动力由输出轴传递给输出杆；所述转动轴与连接头固定连接，转动轴与连接头在一条直线上，所述固定筒套设在转动轴外部，所述转动轴在固定筒内部转动，所述输出头与转动轴的另一端固定连接，输出轴与外界连接。

优选的，所述半轴齿轮中的半轴齿柱上设置有固定挡环，所述固定挡环上设置有环形卡，所述环形卡与半轴齿柱上的环槽卡卡接，通过环形卡的卡接来固定半轴齿轮。

优选的，所述输出轴孔为圆环形，所述圆环形的轴孔沿圆周的边缘均匀设置有7个输出凹槽。

优选的，所述电机、蜗杆和涡轮的上设置有保护外壳，保护外壳可以保护电机输出轴的稳定性

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明通过上行星齿轮和下行星齿轮的个数均为三个的设计，从而在行星 齿轮个数尽量少的情况下，实现稳定的差速传动，节省了材料。

2.本发明主齿轮架和副齿轮架凸起的长度之后等于涡轮内表面上凹槽的长度距离，这样主齿轮架可以和副齿轮架在涡轮内部无缝卡接，减少了涡轮整体的大小。由于是无缝连接，在蜗杆转动时候可减少转动力的耗散，也可以减少内表面凸起的机械损伤。

3.本发明的半轴齿轮直接设置在主齿轮架下部和副齿轮架下部的圆环内，并且与行星齿无缝啮合，增加了空间的利用率，且将转动轴通过中部的中心孔和半轴齿轮的中心长孔连接，由于本装置结构紧凑，所以转动轴的距离更短，对力的输出更加的精准，使两个输出的半轴齿轮能精准同步进行力的输出。

附图说明

图1是本发明的涡轮和蜗杆的结构示意图；

图2是本发明整体的结构示意图；

图3是本发明的涡轮和齿轮爆炸结构示意图；

图4是本发明涡轮和齿轮爆炸截面结构示意图；

图5是本发明的涡轮的侧视图结构示意图；

图6是本发明输出杆的结构示意图；

图7是本发明控制模块保护罩位置的示意图；

图8是本发明控制模块位置示意图；

图9是本发明保护外壳位置示意图；

图10是本发明无保护外壳后涡轮、蜗杆和电机的连接结构示意图；

图中标记：1、电机；2、蜗杆；3、涡轮；5、半轴齿轮；7、输出杆；8、保护外壳；9、控制模块；91、控制模块保护罩；11、联轴器；21、凸起环；31、凸起；41、主齿轮架；42、副齿轮架；401、主齿轮架上部；402、主齿轮架下部；403、凸起圆环；411、行星齿；412、行星齿轮槽；413、小通孔；414、中心通孔；4010、凹槽；51、半轴齿轮面；52、半轴齿柱；53、中心长孔；54、输出轴孔；521、环槽；522、固定挡环；523、环形卡；531、变速轴；541、输出凹槽；71、连接头；72、转动轴；73、固定筒；74、输出头；711、输出凸条。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例不仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1~图10所示，一种紧凑型差速齿轮箱结构，包括电机1、蜗杆2、涡轮3、差速器和控制模块9；所述电机1输出端驱动蜗杆2转动，蜗杆2与涡轮3啮合，蜗杆2驱动涡轮3；所述差速器包括齿轮架、半轴齿轮5和行星齿411，所述齿轮架设置在涡轮3的内部，行星齿411均匀固定设置在齿轮架上，所述涡轮3与齿轮架外端卡接，涡轮3转动带动行星齿411转动，所述行星齿411与半轴齿轮5啮合，行星齿411转动带动半轴齿轮5转动，所述行星齿411的轴转动方向与半轴齿轮5轴转动方向相互垂直，所述涡轮3插套在差速器左右半轴齿轮5的齿轮架上，左右齿轮架相互配合连接，差速器内部包括三个行星齿411，三个行星齿411呈120度指向分布，所述差速器中间留有轴孔，变速轴531插套在轴孔内分别连接左右输出的半轴齿轮5；所述控制模块9设置于电机1输出端面内，控制模块9与电机1输出端面固定连接；所述控制模块9上设置有控制模块保护罩91，所述控制模块保护罩91将电机1输出轴和控制模块9共同保护在电机1的输出端面内。

在另一个实施例中，所述电机1设置在涡轮3外部，电机1的输出端与联轴器11固定连接，所述蜗杆2套接在联轴器11，所述蜗杆2为圆柱形，所述圆柱形蜗杆2的一端靠近端面处设置有凸起环21，所述设置有凸起环21的端面向内凹陷为套筒状，套筒深度为8~12mm，套筒内部设置有螺纹，蜗杆的含有凸起环21端面与联轴器11螺纹连接，所述蜗杆2上设置螺纹，蜗杆2与涡轮3通过螺纹啮合；所述涡轮3为圆环形，圆环的外表面上设置有与蜗杆2啮合的斜向齿轮，涡轮3的转动轴方向与蜗杆2的转动轴方向相互垂直，所述涡轮3的圆环的内表面上设置有9个凸起31，每个凸起31均与与涡轮3内表面圆滑过渡，所述凸起31沿圆周方向均匀设置，每两个凸起31的中轴线与圆心所成的夹角为40°，设置为9个凸起31可以使蜗杆2在带动涡轮3转动时将输出力均匀分摊在9个凸起31的接触面上，可以保证受力的均衡，保证了涡轮3的稳定性。

在另一个实施例中，所述齿轮架包括主齿轮架41和副齿轮架42，所述主齿轮架41设置在涡轮3内环的上侧，所述副齿轮架42设置在涡轮3内环的下侧，所述主齿轮架41包括主齿轮架上部401和主齿轮架下部402，所述主齿轮架上部401行包括行星齿411、行星齿轮槽412、小通孔413、中心通孔414；所述主齿轮架上部401为圆环形，所述行星齿轮槽412均匀设置在主齿轮架41中间位置，行星齿轮槽412设置为3个，每个行星齿轮槽412的中轴线角度为120°，在主齿轮架上部401设置3个行星齿轮槽412，可以形稳定结构，所述行星齿411固定连接在行星齿轮槽412内，所述行星齿411裸露一半的齿纹在行星齿轮槽412外，所述行星齿411轴向方向与主齿轮架上部401圆环的轴向垂直设置，所述小通孔413设置在行星齿轮槽412间隔的中间位置，所述中心通孔414是在主齿轮架上部401的中心位置，所述圆环形的主齿轮架上部401的外表面上设置有9个凹槽4010，所述凹槽4010与涡轮3圆环内表面的凸起31相匹配设置，主齿轮架上部401外表面上的9个凹槽4010与涡轮内表面的9个凸起31卡和，涡轮3转动时，将带动主齿轮架41转动；所述主齿轮架下部402为圆环状，所述主齿轮架上部401和主齿轮架下部402固定连接，所述主齿轮架上部401和主齿轮架下部402连接处设置有凸起圆环403，凸起圆环403用于将主齿轮架41与涡轮3限位，所述副齿轮架42与主齿轮架41设置类似，副齿轮架42无行星齿，所述主齿轮架41和副齿轮架42在涡轮3内环部卡和，主齿轮架41和副齿轮架42中的行星齿轮槽412在涡轮3内圈部通过行星齿411紧密贴合，使涡轮3的整体结构更加紧凑，减少了涡轮3内部空间的浪费，涡轮3内表面上的9个凸起31分别与主齿轮架41和副齿轮架41的9个凹槽4010共同卡合，所述主齿轮架41和副齿轮架42凸起的长度之和等于涡轮3内表面上凸起31的长度距离，这样主齿轮架41可以和副齿轮架42在涡轮3内部无缝卡接，减少了涡轮3整体的大小。由于是无缝连接，在蜗杆2转动时候可减少转动力的耗散，也可以减少内表面凸起31的机械损伤。

在另一个实施例中，所述半轴齿轮5设置为两个，分别设置在主齿轮架下部402和副齿轮架下部的圆环内腔中，所述半轴齿轮5包括半轴齿轮面51、半轴齿柱52、中心长孔53和输出轴孔54，所述半轴齿轮面51设置在半轴齿柱52的顶部，所述中心长孔53设置在半轴齿轮面51的中心，所述输出轴孔54设置在半轴齿柱52的中心位置，所述输出轴孔54与中心长孔53共轴，所述半轴齿柱52外表面上设置有一圈环槽521；所述半轴齿轮5的半轴齿轮面51与主齿轮架41中三个行星齿411的齿轮均啮合，行星齿411沿涡轮3的轴心转动带动半轴齿轮5转动；所述两个半轴齿轮5的中心长孔53与主齿轮架41和副齿轮架42中的中心通孔414中设置有变速轴531，所述变速轴531插套在分别连接作为输出的两个半轴齿轮5中；半轴齿轮5直接设置在主齿轮架下部402和副齿轮架下部的圆环内，并且与行星齿411无缝啮合，增加了空间的利用率，且将变速轴531通过中部的中心孔和半轴齿轮的中心长孔连接，由于本装置结构紧凑，所以变速轴531的距离更短，对力的输出更加的精准，使两个输出的半轴齿轮52能精准同步进行力的输出。

在另一个实施例中，所述半轴齿轮52中的半轴齿柱52上设置有固定挡环522，所述固定挡环522上设置有环形卡523，所述环形卡523与半轴齿柱51上的环槽521卡接，通过环形卡523的卡接来固定半轴齿轮5。由于半轴齿柱52上的环槽21使的环形卡523能精准的将卡合的位置固定。

在另一个实施例中，所述输出轴孔54为圆环形，所述圆环形的轴孔沿圆周的边缘均匀设置有7个输出凹槽541。

在另一个实施例中，设置有输出杆7，所述输出杆7包括连接头71、转动轴72、固定筒73和输出头74，所述连接头71与输出轴孔54匹配设置，所述连接头71为圆柱形，圆柱形的连接头71的圆周上均匀布置有7根输出凸条711，7根输出凸条711与输出轴孔的7个输出凹槽541卡合，所述输出凸条711可以将转动力由输出轴传递给输出杆7，所述输出凸条711设置为7个是在不增加加工工艺的基础上保证输出端连接的稳定性，所述7根输出凸条711均匀分摊了输出轴的力度，减少了内部输出端和连接段的机械磨损，减少了器件的更换；所述转动轴72与连接头71固定连接，转动轴72与连接头71在一条直线上，所述固定筒73套设在转动轴72外部，所述转动轴72在固定筒73内部转动，所述输出头74与转动轴72的另一端固定连接，输出轴74与外界连接。

在另一个实施例中，所述电机1、蜗杆2和涡轮3的上设置有保护外壳8，保护外壳8可以保护电机1输出轴的稳定性，也可以减少涡轮2与蜗杆3齿轮间的受到污染。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，包括电机、蜗杆、涡轮、差速器和控制模块；所述电机输出端驱动蜗杆转动，蜗杆与涡轮啮合，蜗杆驱动涡轮；所述差速器包括齿轮架、半轴齿轮和行星齿，所述齿轮架设置在涡轮的内部，行星齿均匀固定设置在齿轮架上，所述涡轮与齿轮架外端卡接，涡轮转动带动行星齿转动，所述行星齿与半轴齿轮啮合，行星齿转动带动半轴齿轮转动，所述行星齿的轴转动方向与半轴齿轮轴转动方向相互垂直，所述涡轮插套在差速器左右半轴齿轮的齿轮架上，左右齿轮架相互配合连接，差速器内部包括三个行星齿，三个行星齿呈120度指向分布，所述差速器中间留有轴孔，变速轴插套在轴孔内分别连接左右输出的半轴齿轮；所述控制模块设置于电机输出端面内，控制模块与电机输出端面固定连接；所述控制模块上设置有控制模块保护罩，所述控制模块保护罩将电机输出轴和控制模块共同保护在电机的输出端面内。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述电机设置在涡轮外部，电机的输出端与联轴器固定连接，所述蜗杆套接在联轴器，所述蜗杆为圆柱形，所述圆柱形蜗杆的一端靠近端面处设置有凸起环，所述设置有凸起环的端面向内凹陷为套筒状，套筒深度为8~12mm，套筒内部设置有螺纹，蜗杆的含有凸起环端面与联轴器螺纹连接，所述蜗杆上设置螺纹，通过螺纹蜗杆与涡轮啮合；所述涡轮为圆环形，圆环的外表面上设置有与蜗杆啮合的斜向齿轮，涡轮的转动轴方向与蜗杆的转动轴方向相互垂直，所述涡轮的圆环的内表面上设置有凸起，每个凸起均与与涡轮内表面圆滑过渡，所述凸起沿圆周方向均匀设置，每两个凸起的中轴线与圆心所成的夹角为40°。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述齿轮架包括主齿轮架和副齿轮架，所述主齿轮架设置在涡轮内环的上侧，所述副齿轮架设置在涡轮内环的下侧，所述主齿轮架包括主齿轮架上部和主齿轮架下部，所述主齿轮架上部行包括行星齿、行星齿轮槽、小通孔、中心通孔；所述主齿轮架上部为圆环形，所述行星齿轮槽均匀设置在主齿轮架中间位置，所述行星齿轴向方向与圆环的轴向垂直设置，所述小通孔设置在行星齿轮槽间隔的中间位置，所述中心通孔是在主齿轮架上部的中心位置，所述圆环形的主齿轮架上部的外表面上设置有凹槽，所述凹槽与涡轮圆环内表面的凸起相匹配设置，主齿轮架上部外表面上的凹槽与涡轮内表面的凸起卡和；所述主齿轮架下部为圆环状，所述主齿轮架上部和主齿轮架下部固定连接，所述主齿轮架上部和主齿轮架下部连接处设置有凸起圆环，所述副齿轮架与主齿轮架设置类似，副齿轮架无行星齿，所述主齿轮架和副齿轮架在涡轮内环部卡和，所述主齿轮架和副齿轮架凹槽长度之和等于涡轮内表面上凸起的长度距离。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述半轴齿轮设置为两个，分别设置在主齿轮架下部和副齿轮架下部的圆环内腔中，所述半轴齿轮包括半轴齿轮面、半轴齿柱、中心长孔和输出轴孔，所述半轴齿轮面设置在半轴齿柱的顶部，所述中心长孔设置在半轴齿轮面的中心，所述输出轴孔设置在半轴齿柱的中心位置，所述输出轴孔和中心长孔共轴，所述半轴齿柱外表面上设置有一圈环槽；所述半轴齿轮的半轴齿轮面与主齿轮架中三个行星齿轮的齿轮均啮合；所述两半轴齿轮的中心长孔与主齿轮架和副齿轮架中的中心通孔中设置有转动轴，所述转动轴插套分别连接作为输出的两个半轴齿。

5.根据权利要求4所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述输出轴孔为圆环形，所述圆环形的轴孔沿圆周的边缘均匀设置有7个输出凹槽。

6.根据权利要求4所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，输出轴孔上设置有输出杆，所述输出杆包括连接头、转动轴、固定筒和输出头，所述连接头与输出轴孔匹配设置，所述连接头为圆柱形，圆柱形的连接头的圆周上均匀布置有输出凸条，输出凸条与输出轴孔的输出凹槽卡合，所述输出凸条可以将转动力由输出轴传递给输出杆；所述转动轴与连接头固定连接，转动轴与连接头在一条直线上，所述固定筒套设在转动轴外部，所述转动轴在固定筒内部转动，所述输出头与转动轴的另一端固定连接，输出轴与外界连接。

7.根据权利要求4所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述半轴齿轮中的半轴齿柱上设置有固定挡环，所述固定挡环上设置有环形卡，所述环形卡与半轴齿柱上的环槽卡卡接，通过环形卡的卡接来固定半轴齿轮。

8.根据权利要求1所述的一种紧凑型差速齿轮箱结构，其特征在于，所述电机、蜗杆和涡轮的上设置有保护外壳，保护外壳可以保护电机输出轴的稳定性。