CN110848362A - 具有带非对称差速齿轮装置的差速器的车辆传动系部件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种具有带非对称差速齿轮装置的差速器的车辆传动系部件。特别地，本公开涉及一种车辆传动系部件，其具有带差速齿轮组和一对离合器组的限滑差速器，该差速齿轮组和一对离合器组被接纳在差速器壳体中。所述差速齿轮组采用与第一差速小齿轮和第二差速小齿轮啮合的侧齿轮，所述第一差速小齿轮围绕第一销轴线安装，所述第二差速小齿轮围绕不垂直于所述第一销轴线的第二销轴线安装。所述第一差速小齿轮的齿形成有具有第一压力角的驱动侧。所述第二差速小齿轮的齿形成有具有第二压力角的滑行侧，所述第二压力角不同于所述第一压力角。所述侧齿轮的齿是非对称的，并且具有形成有第一压力角的第一侧和形成有第二压力角的第二侧。

Description

具有带非对称差速齿轮装置的差速器的车辆传动系部件

技术领域

本公开涉及一种车辆传动系部件，其具有带非对称差速齿轮装置的限滑差速器。

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

在某些具有差速器的车辆传动系部件中，可能期望为差速器配置与驱动状态相关联的第一扭矩偏置比(torque bias ratio，TBR)和与滑行状态(coast condition)相关联的第二扭矩偏置比，在驱动状态下，旋转动力通过差速器壳体输入到差速器并通过一对侧齿轮输出，在滑行状态下，旋转动力通过侧齿轮输入到差速器并通过差速器壳体输出。已知使用用于控制或限制离合器组的挤压的机构和/或使用离合器组内的复杂摩擦材料改变限滑差速器中的扭矩偏置比，以在驱动状态和滑行状态下提供不同的扭矩偏置比。这些解决方案可能相对复杂、昂贵且/或难以制造。因此，本领域需要一种相对不太复杂、成本较低且易于制造的差速器，该差速器具有与驱动状态和滑行状态相关联的不同扭矩偏置比。

发明内容

本部分提供本公开的总体概述，并不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供一种车辆传动系部件，其具有差速器壳体和差速齿轮组。所述差速器壳体能围绕差速器轴线旋转并限定壳体腔。所述差速齿轮组被接纳在所述壳体腔中，并包括多个第一差速小齿轮、多个第二差速小齿轮和一对侧齿轮。所述第一差速小齿轮具有第一小齿轮齿，并联接到所述差速器壳体以围绕垂直于所述差速器轴线的第一差速小齿轮轴线旋转。所述第二差速小齿轮具有第二小齿轮齿，并联接到所述差速器壳体以围绕垂直于所述差速器轴线但不垂直于所述第一差速小齿轮轴线的第二差速小齿轮轴线旋转。每个所述侧齿轮能围绕所述差速器轴线旋转，并具有与所述第一小齿轮齿和所述第二小齿轮齿啮合接合的侧齿轮齿。所述侧齿轮齿是非对称的，并具有第一侧和第二侧。所述侧齿轮的齿的第一侧和所述第一小齿轮的齿具有第一压力角，而所述侧齿轮的齿的第二侧和所述第二小齿轮的齿具有不同于所述第一压力角的第二压力角。

进一步的适用领域由本文提供的描述将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅用于例示的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能的实施方式的例示目的，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的教导构造的示例性车辆传动系部件的局部剖切的透视图；

图2是通过图1的车辆传动系部件截取的剖视图；

图3是图1中车辆传动系部件的一部分的分解透视图，其更详细地例示限滑差速器的差速齿轮组；

图4是图1中车辆传动系部件的一部分的剖视图，其更详细地例示限滑差速器的一部分；

图5是限滑差速器的一部分的透视图，其更详细地例示差速齿轮组；和

图6是图5的放大部分，其例示差速齿轮组中的侧齿轮的非对称构造。

贯穿附图的若干视图，相应的附图标记指示相应的部分。

具体实施方式

参考图1，根据本公开的教导构造的示例性车辆传动系部件总体由附图标记10指示。在所提供的具体示例中，车辆传动系部件10是后桥总成，但是将理解，本公开的教导可以被用于各种其它车辆传动系部件，包括前桥总成、变速箱、中央差速器和动力输出单元。车辆传动系部件10可以包括外壳12、输入小齿轮14、限滑差速器16、齿圈18和一对输出轴20。

外壳12可以限定差速器腔24，输入小齿轮14、限滑差速器16和齿圈18可被接纳在差速器腔24中。外壳12可以支撑输入小齿轮14围绕输入小齿轮轴线26旋转。

参考图2和图3，限滑差速器16可以包括差速器壳体30、差速齿轮组32和一对离合器组34。差速器壳体30可以由外壳12支撑，以围绕可横向于输入小齿轮轴线26的差速器轴线36旋转。差速器壳体30限定壳体腔38，差速齿轮组32和离合器组34可被接纳在壳体腔38中。

参考图3和图4，差速齿轮组32可以包括第一销40、第二销42、第三销44、多个第一差速小齿轮46、多个第二差速小齿轮48、第一侧齿轮50和第二侧齿轮52。第一销40可被固定地安装至差速器壳体30，以沿垂直于差速器轴线36的第一销轴线56延伸穿过壳体腔38。第二销42和第三销44可被固定地安装至差速器壳体30，并且可以沿垂直于差速器轴线36但不垂直于第一销轴线56的第二销轴线58延伸。第一销轴线56和第二销轴线58之间的夹角IA(即，最小角度)结合第一差速小齿轮46的齿的构造、第二差速小齿轮48的齿的构造以及第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的齿的构造被选择，以提供足够的齿隙，从而在驱动状态下(即，在从差速器壳体30到第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的预定旋转方向上)传递的旋转动力通过第一差速小齿轮46与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的啮合接合实现，并且在滑行状态下(即，从第一侧齿轮50和第二侧齿轮52到差速器壳体30的预定旋转方向上)传递的旋转动力通过第二差速小齿轮48与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的啮合接合实现。夹角IA大于或等于85度且小于90度，但是发明人预期在大多数情况下夹角IA将大于或等于88度且小于90度。第二销42和第三销44可以以任何期望的方式支撑在它们的内端上。例如，第二销42和第三销44的内端可以与第一销40互锁或接合。在所提供的示例中，环形套环或套筒60被设置在壳体腔38中。套筒60具有第一组孔62和第二组孔64，第一销40通过第一组孔62被接纳，第二组孔64中的每个被构造成接纳第二销42和第三销44中的相关联的一个。如果需要，则第二销42和第三销44以及可选地第一销40可以例如经由滚销(未具体示出)被固定联接到套筒60。

参考图2、图3和图5，第一差速小齿轮46是具有第一小齿轮齿46a的直齿锥齿轮，并径向上在套筒60和差速器壳体30的内壁之间被可旋转地安装在第一销40上。类似地，第二差速小齿轮48是具有第二小齿轮齿48a的直齿锥齿轮。第二差速小齿轮48中的第一个径向上在套筒60和差速器壳体30的内壁之间被可旋转地安装在第二销42上，而第二差速小齿轮48中的另一个径向上在套筒60和差速器壳体30的内壁之间被可旋转地安装在第三销44上。

参考图2、图3、图5和图6，第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的构造可以相同。第一侧齿轮50和第二侧齿轮52可以具有毂部分80和齿轮部分82，该齿轮部分82具有侧齿轮齿84并固定联接到毂部分80(例如，与轮毂部分80一体形成)。毂部分80可以限定内花键孔88。侧齿轮齿84是非对称的，具有第一侧90和第二侧92。侧齿轮齿84的第一侧90与第一小齿轮46的齿46a形成有第一压力角，而侧齿轮齿84的第二侧92与第二小齿轮48的齿48a形成有不同于第一压力角的第二压力角。第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中的每个能在壳体腔38内围绕差速器轴线36旋转，并且与第一差速小齿轮46和第二差速小齿轮48啮合接合(即，第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的侧齿轮齿84与第一差速小齿轮46的第一小齿轮齿46a啮合接合，并与第二差速小齿轮48的第二小齿轮齿48a啮合接合)。

返回到图2，每个离合器组34可在差速器壳体30上的环形壁100与第一侧齿轮50和第二侧齿轮2中相关联的一个之间被接纳在壳体腔38中。每个离合器组34具有多个第一离合器片110和至少一个第二离合器片112。第一离合器片110可与第二离合器片112交错。第一离合器片110可以被可轴向滑动地但不可旋转地联接到差速器壳体30与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中的相应一个二者中的一个，而第二离合器片112可以被可轴向滑动地但不可旋转地联接到差速器壳体30与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中的相应一个二者中的另一个。在所提供的示例中，差速器壳体30限定多个槽(未具体示出)，该多个槽围绕差速器轴线36同心地设置在壳体腔38中，第一离合器片110具有接纳至形成在差速器壳体30中的槽中的凸片(未具体示出)，第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中的每个的毂部分80具有带齿段或外花键段(未具体示出)，第二离合器片112具有带齿孔或内花键孔(未具体示出)，并且多个第二离合器片112被接纳到第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中的每个的毂部分80上，使得外花键段通过第二离合器片112的内花键孔被接纳并与该外花键孔啮合接合。

齿圈18可被固定联接到差速器壳体30，以围绕差速器轴线36旋转并且可以啮合接合到输入小齿轮14。在所提供的示例中，齿圈18和输入小齿轮14是准双曲面齿轮，但将理解，它们可以具有不同的齿构造，例如螺旋锥形构造(spiral bevel configuration)。

每个输出轴20可具有外花键段120，该外花键段120可以啮合接合到第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中相关联的一个的毂部分80中的内花键孔88。输出轴20被构造成将旋转动力传递到车辆的相关驱动轮。

参考图2、图3、图5和图6，旋转动力可在车辆传动系部件10的操作期间经由输入小齿轮14和齿圈18输入到限滑差速器16，以沿预定旋转方向驱动差速器壳体30。由于第一销轴线56和第二销轴线58的定向以及第二小齿轮48的齿48a与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的齿84的第一侧90之间的齿隙，旋转动力通过第一差速小齿轮46的齿轮齿46a传递到第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的侧齿轮齿84的第一侧90，以沿预定旋转方向驱动(即，旋转)输出轴20。将理解，第二差速小齿轮48上的齿轮齿48a的构造和夹角IA被选择，以确保在足以沿预定旋转方向驱动输出轴20的旋转动力通过输入小齿轮14被提供到差速器壳体30时(即，驱动状态)，第二差速小齿轮48不参与差速器壳体30与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52之间的旋转动力传递。还将理解，在第一差速小齿轮46与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52之间的旋转动力传递期间(由于第一差速小齿轮46的齿46a以及第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的锥形构造)将产生推力载荷，并且这些推力载荷将趋于将第一侧齿轮50和第二侧齿轮52沿着差速器轴线36沿远离彼此的方向驱使，以便在差速器壳体30上的环形壁100中相关联的一个与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中相关联的一个之间挤压离合器组34。所产生的每个力的大小部分地基于在第一差速小齿轮46与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中相应一个之间传递的扭矩的大小，并基于第一压力角(即，与第一小齿轮46的齿46a以及第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的齿84的第一侧90相关联的压力角)。

当旋转动力经由输出轴20沿预定旋转方向输入到限滑差速器16时(即，当车辆传动系部件10滑行且限滑差速器16由输出轴20“反向驱动”时)，由于第一销轴线56和第二销轴线58的定向以及第一小齿轮46的齿46a和第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的齿84之间的齿隙，旋转动力从第一侧齿轮50和第二侧齿轮52传递到第二差速小齿轮48。在这方面，旋转动力在滑行状态下在第一侧齿轮50和第二侧齿轮52与第二差速小齿轮48之间传递，但是在足以沿预定旋转方向反向驱动限滑差速器16的旋转动力经由输出轴20输入到限滑差速器16时，第一差速小齿轮46不参与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52与第一差速小齿轮46之间的旋转动力传递。将理解，在第一侧齿轮50和第二侧齿轮52与第二差速小齿轮48之间的旋转动力传递期间(由于第二差速小齿轮48的齿48a以及第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的锥形构造)将产生推力载荷，并且这些推力载荷将趋于将第一侧齿轮50和第二侧齿轮52沿着差速器轴线36沿远离彼此的方向驱使，以便在差速器壳体30上的环形壁100中相关联的一个与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中相关联的一个之间挤压离合器组34。所产生的每个力的大小部分地基于在第二差速小齿轮48与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52中对应的一个之间传递的扭矩的大小，并基于第二压力角(即，与第二小齿轮48的齿48a以及第一侧齿轮50和第二侧齿轮52的齿84的第二侧92相关联的压力角)。

鉴于以上讨论，将理解，第一压力角可被选择以提供第一扭矩偏置比，而第二压力角可被选择以提供不同于第一扭矩偏置比的第二扭矩偏置比。

虽然车辆传动系部件10在本文中已被描述为具有限滑差速器16，但是将理解，本公开的教导具有更广泛的应用。在这方面，本公开的教导可以用于开放式差速器(即，类似于限滑差速器16的差速器，但是仅一对推力垫圈代替离合器组)。在该替代性示例中，由于第一压力角和第二压力角之间的差异而产生的不同水平的推力在推力垫圈与第一侧齿轮50和第二侧齿轮52之间产生成比例地不同的摩擦阻力。

出于例示和描述的目的，已经提供实施例的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的各个元素或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的并且可以用于所选实施例中，即使没有具体示出或描述。其也可以以多种方式变化。这些变化不应被视为脱离本公开，并且所有这些更改旨在包括在本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种车辆传动系部件，包括：

能围绕差速器轴线旋转的差速器壳体，所述差速器壳体限定壳体腔；和

接纳在所述壳体腔中的差速齿轮组，所述差速齿轮组包括多个第一差速小齿轮、多个第二差速小齿轮和一对侧齿轮，所述第一差速小齿轮具有第一小齿轮齿并联接到所述差速器壳体以围绕垂直于所述差速器轴线的第一差速小齿轮轴线旋转，所述第二差速小齿轮具有第二小齿轮齿并联接到所述差速器壳体以围绕垂直于所述差速器轴线但不垂直于所述第一差速小齿轮轴线的第二差速小齿轮轴线旋转，每个所述侧齿轮能围绕所述差速器轴线旋转并具有与所述第一小齿轮齿和所述第二小齿轮齿啮合接合的侧齿轮齿；

其中所述侧齿轮齿是非对称的，并具有第一侧和第二侧，其中所述侧齿轮的齿的第一侧和所述第一小齿轮的齿具有第一压力角，并且其中所述侧齿轮的齿的第二侧和所述第二小齿轮的齿具有不同于所述第一压力角的第二压力角。

2.根据权利要求1所述的车辆传动系部件，进一步包括固定联接到所述差速器壳体的齿圈。

3.根据权利要求2所述的车辆传动系部件，其中所述齿圈是螺旋锥齿轮。

4.根据权利要求3所述的车辆传动系部件，其中所述齿圈是准双曲面齿轮。

5.根据权利要求2所述的车辆传动系部件，进一步包括：

外壳，其限定差速器腔，所述差速器壳体被接纳在所述差速器腔中，所述外壳支撑所述差速器壳体围绕所述差速器轴线旋转；和

小齿轮，其被接纳在所述外壳中并延伸到所述差速器腔中，该小齿轮能围绕横向于所述差速器轴线的小齿轮轴线旋转，并与所述齿圈啮合接合。

6.根据权利要求1所述的车辆传动系部件，进一步包括安装到所述差速器壳体的第一销，并且其中所述第一差速小齿轮被可旋转地接纳在所述第一销上。

7.根据权利要求6所述的车辆传动系部件，进一步包括至少一个第二销，所述至少一个第二销被安装到所述差速器壳体，其中所述第二差速小齿轮中的至少一个被可旋转地接纳在所述至少一个第二销上。

8.根据权利要求7所述的车辆传动系部件，进一步包括接纳在所述壳体腔中的销保持器，该销保持器在所述第一差速小齿轮之间被接纳在所述第一销上，所述至少一个第二销中的每个被安装到所述套筒。

9.根据权利要求8所述的车辆传动系部件，其中所述销保持器是中空套筒，该中空套筒具有第一组孔和第二组孔，所述第一销通过所述第一组孔被接纳，所述第二组孔接纳所述第二销和第三销。

10.根据权利要求1所述的车辆传动系部件，进一步包括一对离合器组，每个所述离合器组在所述差速器壳体与相关联的一个所述侧齿轮之间被接纳在所述壳体腔中，每个所述离合器组具有多个第一离合器片和至少一个第二离合器片，所述第一离合器片与所述至少一个第二离合器片交错，所述第一离合器片被可轴向滑动地但不可旋转地联接到所述差速器壳体和相应的一个所述侧齿轮中的一个，所述至少一个第二离合器片被可轴向滑动地但不可旋转地联接到所述差速器壳体和相应的一个所述侧齿轮中的另一个。

11.根据权利要求10所述的车辆传动系部件，进一步包括固定联接到所述差速器壳体的齿圈。

12.根据权利要求11所述的车辆传动系部件，其中所述齿圈是螺旋锥齿轮。

13.根据权利要求12所述的车辆传动系部件，其中所述齿圈是准双曲面齿轮。

14.根据权利要求11所述的车辆传动系部件，进一步包括：

外壳，其限定差速器腔，所述差速器壳体被接纳在所述差速器腔中，所述外壳支撑所述差速器壳体围绕所述差速器轴线旋转；和

小齿轮，其被接纳在所述外壳中并延伸到所述差速器腔中，该小齿轮能围绕横向于所述差速器轴线的小齿轮轴线旋转，并与所述齿圈啮合接合。

15.根据权利要求10所述的车辆传动系部件，进一步包括安装到所述差速器壳体的第一销，并且其中所述第一差速小齿轮被可旋转地接纳在所述第一销上。

16.根据权利要求15所述的车辆传动系部件，进一步包括至少一个第二销，所述至少一个第二销被安装到所述差速器壳体，其中所述第二差速小齿轮中的至少一个被可旋转地接纳在所述至少一个第二销上。

17.根据权利要求16所述的车辆传动系部件，进一步包括接纳在所述壳体腔中的销保持器，该销保持器在所述第一差速小齿轮之间被接纳在所述第一销上，所述至少一个第二销中的每个被安装到所述套筒。

18.根据权利要求17所述的车辆传动系部件，其中所述销保持器是中空套筒，该中空套筒具有第一组孔和第二组孔，所述第一销通过所述第一组孔被接纳，所述第二组孔接纳所述第二销和第三销。

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