CN110388438A - 用于差速器的差速锁止装置和差速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于差速器的差速锁止装置和差速器，所述差速器还包括差速器壳体和半轴齿轮，所述差速锁止装置包括执行机构和整体呈套筒形的齿套，其中，齿套被安置在差速器壳体上并且能够随差速器壳体转动，执行机构能够使得齿套沿半轴齿轮的旋转轴线往复移动，以实现齿套与半轴齿轮的结合或分离，其中，所述执行机构包括叉轴和螺旋传动装置，其中，叉轴与所述旋转轴线平行地布置，螺旋传动装置连接叉轴和齿套，并且螺旋传动装置能够将叉轴的旋转运动转变为齿套的往复直线移动。本发明还涉及的差速器包括上述差速锁止装置。

Description

用于差速器的差速锁止装置和差速器

技术领域

本发明涉及一种用于差速器的差速锁止装置，差速器还包括差速器壳体和半轴齿轮，差速锁止装置包括执行机构和齿套，其中，齿套被安置在差速器壳体上并且能够与差速器壳体一起转动，执行机构能够使得所述齿套沿所述半轴齿轮的旋转轴线往复移动，以实现齿套与半轴齿轮的结合或分离。本发明还涉及一种包括上述差速锁止装置的差速器。

背景技术

车辆发动机的动力经过变速器后被传递到驱动桥，并在驱动桥中分配给左、右半轴以驱动车轮，其中，驱动桥的主要部件包括差速器。差速器允许驱动桥两侧的车轮以不同的速度转动。当车辆在例如沙漠，雪地，泥地等柔性路面行驶，或者在崎岖路面行驶，车轮会失去附着力。由此应当在差速器中设置差速锁。通过差速锁能够在汽车的一个驱动桥空转时，能迅速锁死差速器，使两驱动桥变为刚性联接。这样就可以把大部分的扭矩甚至全部扭矩传给不滑转的驱动桥，充分利用它的附着力而产生足够牵引力，使汽车能够继续行驶。

由CN 205654819 U已知一种手动电控锁止的差速锁，其中，差速器的半轴齿轮向外延伸出带外花键的延长端，该延长端穿过差速器下壳进入差速锁外壳内，在延长端上设有带内花键或内齿轮的连接环，连接环与半轴齿轮之间设有锁止环，利用电磁装置带动锁止环移动，使得锁止环与连接环相连接。

虽然差速锁很好的解决了汽车在一侧车轮打滑时出现的动力传输的问题，但是当前的差速锁装置结构复杂，零部件较多，成本较高，此外，锁止差速器的执行距离较大，锁止效率也较低。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单且安全可靠的差速器锁止装置，它能够克服上面所述的现有技术中的缺点。

所述技术问题通过本发明的一种用于差速器的差速锁止装置解决，差速器还包括差速器壳体和半轴齿轮，差速锁止装置包括执行机构和整体呈套筒形的齿套，其中，齿套被安置在差速器壳体上并且能够随差速器壳体转动，执行机构能够使得所述齿套沿所述半轴齿轮的旋转轴线往复移动，以实现齿套与半轴齿轮的结合或分离。根据本发明的设计方案，执行机构包括叉轴和螺旋传动装置，其中，叉轴与所述旋转轴线平行地布置，螺旋传动装置连接叉轴和齿套，并且螺旋传动装置能够将叉轴的旋转运动转变为齿套的往复直线移动。在本发明的范围中，上述执行机构由提供旋转动力的驱动装置驱动，驱动装置例如是电机。在本发明的范围中，上述螺旋传动装置是指能够将驱动装置所提供的旋转运动转换为齿套的直线运动的装置，例如，能够采用丝杆螺母机构或者凸轮机构。上述叉轴在一端与驱动装置连接并且由驱动装置驱动旋转，在另一端则被能转动地支承在相对静止的壳体上，例如变速器壳体。不同于现有技术中利用电磁效应或者液压作用直接推动差速锁止装置，本发明的技术方案使用机械传动，简化了整体结构，并且能够提高锁止过程的稳定性。

根据本发明的优选实施方式，差速器壳体具有沿上述半轴齿轮的旋转轴线布置的空心轴部段，齿套空套在空心轴部段上，使得齿套能够沿所述旋转轴线在空心轴部段上直线地移动。在这种情况下，齿套的中心孔与差速器壳体的空心轴部段间隙配合。

有利地，在空心轴部段上设置两个限位凸台，以限定齿套在空心轴部段上的移动范围。在此，能够在差速器壳体上另外设置凸台，也能够将差速器壳体上的现有的设计结构用作凸台。

有利地，齿套在朝向差速器壳体的端面上布置有凸出部，差速器壳体具有与凸出部位置对应的限位孔，这种限位孔限定凸出部的周向位置，使得齿套能够随所述差速器壳体转动。在这种情况下，能够在齿套的朝向差速器壳体的基本呈环形的端面上设置至少一个凸出部，有利地设置多个凸出部，特别地能够设置6个凸出部，其中，凸出部能够是均匀分布的，也能是非均匀分布的。差速器壳体上的限位孔能够设置在差速器壳体的凸台上。限位孔的相对位置和个数分别对应于凸出部的相对位置和个数，并且设计限位孔的孔径，使得限位孔能够容纳相应的凸出部。由此，限位孔能够分别给予凸出部沿周向的力，使得齿套能够随所述差速器壳体转动。

根据本发明的另外的优选实施方式，螺旋传动装置包括拨块和拨叉，其中，拨块与叉轴抗扭连接，拨叉空套在叉轴上，拨块和拨叉在相对彼此的端面上分别具有相互啮合的螺旋凸台和螺旋槽，使得拨块在随叉轴转动时能够推动拨叉直线移动。在这种情况下，上述螺旋凸台和螺旋槽分别具有对应的螺旋状轮廓，螺旋凸台沿轴向的高度决定拨叉的行程，并且螺旋凸台的导程决定拨叉直线运动的时间。因此，拨块随叉轴转动时，拨块能沿轴向推动拨叉，从而实现可靠且顺滑的锁止。

有利地，螺旋传动装置还包括回位弹簧，回位弹簧空套在叉轴上，以实现拨叉的回位。

有利地，拨叉与齿套形状配合式连接，使得齿套能够随着拨叉直线移动。特别地，在齿套的外周表面上设置用于容纳拨叉的环形槽。当拨叉沿轴向移动时，齿套能够简单且容易地随拨叉沿轴向移动。

有利地，叉轴和拨块通过销轴连接。例如，分别在叉轴和拨块上设置沿叉轴径向的销孔，销轴穿过叉轴和拨块的销孔，将叉轴和拨块固定成一体。

根据本发明的另外的优选实施方式，在齿套的凸出部的周向外表面上设置外花键，并且在半轴齿轮的内表面上整圈布置内花键齿，以实现花键啮合。通过执行机构使得齿套的轴向移动，从而实现和半轴齿轮的花键连接，由于齿套随差速器壳体转动，从而使得半轴齿轮随差速器壳体同步转动，进而实现差速器锁止功能。此外，这种布置有利于齿套上外花键与半轴齿轮上的内花键的啮合。

当然在备选的实施方式中，也可以考虑其它连接方式，例如销轴连接等。

根据本发明的另外的优选实施方式，叉轴的旋转运动由电机驱动。

有利地，电机通过齿轮组驱动所述叉轴。因而能够提高传递到叉轴的扭矩并降低电机的转速。

所述技术问题通过一种用于车辆的差速器所解决，所述差速器包括具有上述特征的差速锁止装置。

附图说明

下面结合附图，示意性地阐述本发明。附图为：

图1是包括根据本发明的差速锁止装置的差速器的侧视图，

图2是根据图1的差速器的半轴齿轮的立体图，

图3是根据图1的差速锁止装置的齿套的立体图，

图4是根据图1的差速锁止装置的拨叉的立体图，以及

图5是根据图1的差速锁止装置的拨块的立体图。

相同的或者功能相近的部件使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明的差速锁止装置的差速器的侧视图。在本实施方式中，差速器是最为常用的开放式差速器，包括差速器壳体2，主减从动齿轮，两个行星齿轮，两个分布于左、右半轴的半轴齿轮1。在图1中仅示出了差速器壳体2，主减从动齿轮和半轴齿轮1。在下面的描述中，“轴向”均指差速器壳体的轴向，即差速器半轴齿轮的旋转轴线的方向。

差速器的锁止装置包括执行机构和齿套3，其中，齿套3整体呈套筒形。执行机构包括叉轴6和螺旋传动装置，其中，叉轴6与差速器半轴齿轮的旋转轴线平行地布置，螺旋传动装置连接叉轴6和齿套3，并且螺旋传动装置能够将叉轴6的旋转运动转变为齿套3的往复直线移动。在这种情况下，驱动的执行机构的驱动装置是电机8。

差速器壳体2具有沿上述半轴齿轮1的旋转轴线布置的空心轴部段，齿套3空套在空心轴部段上，使得齿套3能够沿所述旋转轴线直线地移动。在空心轴部段上设置两个限位凸台，以限定齿套3在空心轴部段上的移动范围。齿套3在朝向差速器壳体2的端面上布置有6个凸出部31，差速器壳体2具有与凸出部31位置对应的限位孔，这种限位孔限定凸出部的周向位置，使得齿套能够随所述差速器壳体转动。

螺旋传动装置包括拨块5、拨叉4和回位弹簧7。在根据图1的优选的实施方式中，拨块5与叉轴6通过销轴10连接，即分别在叉轴6和拨块5上设置沿叉轴6径向的销孔，销轴10穿过叉轴6和拨块5的销孔，将叉轴6和拨块5固定成一体。拨叉4空套在叉轴6上，如图4和图5所示，拨块5和拨叉4在相对彼此的端面上分别具有相互啮合的螺旋凸台51和螺旋槽42，使得拨块5在随叉轴6转动时能够推动拨叉4直线移动。其中，螺旋凸台51的高度决定拨叉4的行程，螺旋凸台51的导程决定拨叉4直线运动的时间。

在根据图1的优选的实施方式中，拨叉4与齿套3形状配合式连接，如图4所示，在拨叉4上设置叉臂41，设置叉臂41为半圆形的板件。如图3所示，相应地在齿套3的外周表面上设置环形槽32，齿套3的环形槽32容纳拨叉4的叉臂41。当拨叉4沿轴向移动时，能够通过叉臂41与环形槽32的接触，使得齿套3能够简单且容易地随拨叉4沿轴向移动。

如图1所示，在叉轴6上套有回位弹簧7。回位弹簧7在一侧抵靠在拨叉4的轴套42的背向拨块5的端面上，在另一侧抵靠变速器壳体上。当电机驱动拨叉4轴向移动，使齿套3与半轴齿轮1接合时，回位弹簧8被压缩，当需要停止差速器的锁止状态时，关闭电机或减小电机的输出扭矩，通过回位弹簧8的弹力推动拨叉4重新与拨块5啮合，断开齿套3与半轴齿轮1的接合，从而半轴齿轮1不再随差速器壳体2转动，差速器迅速通过回位弹簧8恢复其差速功能。

在根据图1的优选实施方式中，齿套3与半轴齿轮1通过花键连接。如图2所示，半轴齿轮1在靠近齿套3侧具有内花键部11。如图3所示，齿套3在朝向半轴齿轮1的端面上布置六个不均布的外花键31，用于与半轴齿轮1的内花键部11啮合。

此外，如图1所示，在电机8和螺旋传动装置之间还设置了齿轮组9，以实现执行机构增矩减速的功能。当然，不仅限于这样的结构，也可采用例如行星轮机构或其他类型的减速装置。

由此，在本实施方式中，电机8转动带动齿轮组9，齿轮组9再带动拨块5转动，再通过螺旋机构转化为拨叉4的直线运动，拨叉4再带动齿套3沿轴向移动，实现齿套3和半轴齿轮2的啮合，由此，能够使得半轴齿轮1与差速器壳体2同步转动，再通过差速器的行星齿轮机构，实现左、右半轴的同步转动。由此锁止差速器，解决车辆的一侧车轮打滑的动力传输问题。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

1 半轴齿轮

11 内花键齿

2 差速器壳体

3 齿套

31 外花键齿

32 环形槽

4 拨叉

41 叉臂

42 螺旋槽

5 拨块

51 螺旋凸台

6 叉轴

7 回位弹簧

8 电机

9 齿轮组

10 销轴

Claims (13)

1.一种用于差速器的差速锁止装置，所述差速器还包括差速器壳体(2)和半轴齿轮(1)，所述差速锁止装置包括执行机构和整体呈套筒形的齿套(3)，其中，所述齿套(3)被安置在所述差速器壳体(2)上并且能够随所述差速器壳体(2)转动，所述执行机构能够使得所述齿套(3)沿所述半轴齿轮(1)的旋转轴线往复移动，以实现所述齿套(3)与所述半轴齿轮(1)的结合或分离，

其特征在于，所述执行机构包括叉轴(6)和螺旋传动装置，其中，所述叉轴(6)与所述旋转轴线平行地布置，所述螺旋传动装置连接所述叉轴(6)和所述齿套(3)，并且所述螺旋传动装置能够将所述叉轴(6)的旋转运动转变为所述齿套(3)的往复直线移动。

2.根据权利要求1所述的差速锁止装置，其特征在于，所述差速器壳体(2)具有沿所述旋转轴线布置的空心轴部段，所述齿套(3)空套在所述空心轴部段上，使得所述齿套(3)能够沿所述旋转轴线在所述空心轴部段上直线地移动。

3.根据权利要求2所述的差速锁止装置，其特征在于，在所述空心轴部段上设置两个限位凸台，以限定所述齿套(3)在所述空心轴部段上的移动范围。

4.根据权利要求2所述的差速锁止装置，其特征在于，所述齿套(3)在朝向所述差速器壳体(2)的端面上布置有凸出部(31)，所述差速器壳体(2)具有与所述凸出部(31)位置对应的限位孔，所述限位孔限定所述凸出部(31)的周向位置，使得所述齿套(3)能够随所述差速器壳体(2)转动。

5.根据权利要求1所述的差速锁止装置，其特征在于，所述螺旋传动装置包括拨块(5)和拨叉(4)，其中，所述拨块(5)与所述叉轴(6)抗扭连接，所述拨叉(4)空套在所述叉轴(6)上，所述拨块(5)和所述拨叉(4)在相对彼此的端面上分别具有相互啮合的螺旋凸台(51)和螺旋槽(42)，使得所述拨块(5)在随所述叉轴(6)转动时能够推动所述拨叉(4)直线移动。

6.根据权利要求5所述的差速锁止装置，其特征在于，所述螺旋传动装置还包括回位弹簧(7)，所述回位弹簧(7)空套在所述叉轴(6)上，以实现所述拨叉(4)的回位。

7.根据权利要求5所述的差速锁止装置，其特征在于，所述拨叉(4)与所述齿套(3)形状配合式连接，使得所述齿套(3)能够随着所述拨叉(4)直线移动。

8.根据权利要求7所述的差速锁止装置，其特征在于，在所述齿套(3)的外周表面上设置用于容纳所述拨叉(4)的环形槽(32)。

9.根据权利要求5所述的差速锁止装置，其特征在于，所述叉轴(6)和所述拨块(5)通过销轴(10)连接。

10.根据权利要求4所述的差速锁止装置，其特征在于，在所述齿套(3)的凸出部(31)的周向外表面上设置外花键，并且在所述半轴齿轮(1)的内表面上整圈布置内花键齿(11)，以实现花键啮合。

11.根据权利要求1所述的差速锁止装置，其特征在于，所述叉轴(6)的旋转运动由电机(8)驱动。

12.根据权利要求11所述的差速锁止装置，其特征在于，所述电机(8)通过齿轮组(9)驱动所述叉轴(6)。

13.一种用于车辆的差速器，所述差速器包括根据权利要求1至12中任一项所述的差速锁止装置。