CN110953319A - 一种耐磨差速器 - Google Patents

Abstract

本发明一种耐磨差速器，上壳体和下壳体同轴对称设置在中间壳体的上端和下端，中间壳体上开设有能放入行星齿轮和半轴齿轮的孔，一字轴沿一对行星齿轮底座孔贯穿差速器壳体，行星齿轮底座孔的四周设置有第一凹槽，第一凸槽垫片、第一垫片和行星齿轮自差速器壳体的中间壳体内侧向外依次套接在一字轴上，一字轴固定在差速器壳体上；半轴齿轮底座孔的四周上设置有第二凹槽，凸槽垫片表面突出的部分与凹槽插接配合，第二凸槽垫片的上表面自差速器壳体的中间壳体内侧向外依次安装有第二垫片和半轴齿轮，两个半轴齿轮均与其两侧的行星齿轮啮合设置；防止了第一凸槽垫片、第二凸槽垫片与差速器壳体之间的相对运动，提高了差速器壳体与垫片的使用寿命。

Description

一种耐磨差速器

技术领域

本发明涉及差速器技术领域，具体为一种耐磨差速器。

背景技术

因为具有环境友好和不依赖化石燃料等特点，新能源汽车得到了广泛的认可而在最近几年发展迅速。差速器作为新能源汽车电驱动系统的重要部件，一旦发生故障将影响传动系统的可靠性，新能源汽车的整体安全性也会随之降低。

在新能源电驱系统的高速工况下，差速器由于耐磨设计不合理而易发生差速器壳体磨损、平面垫片磨损与球面垫片磨损、一字轴磨损等现象。虽然现有差速器的平面垫片有孔进行飞溅润滑，在一定程度上能够减缓平面垫片磨损，但由于平面垫片与差速器壳体有相对运动，差速器壳体仍有磨损，因此差速器使用寿命低，维修成本高，经济效益差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种耐磨差速器，提高了差速器的使用寿命，降低了新能源汽车的维修成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种耐磨差速器，包括差速器壳体、行星齿轮、半轴齿轮、第一垫片、第一凸槽垫片、第二垫片、第二凸槽垫片和一字轴；

所述的差速器壳体自上而下依次包括相互连通的上壳体、中间壳体和下壳体，上壳体和下壳体同轴对称设置在中间壳体的上端和下端，上壳体和下壳体均为圆柱筒状，中间壳体上开设有能放入行星齿轮和半轴齿轮的孔，中间壳体中与上壳体轴向相垂直的方向对称设置有一对行星齿轮底座孔，上壳体与中间壳体的连通处、下壳体与中间壳体的连通处对称设置有半轴齿轮底座孔；

所述的一字轴沿一对行星齿轮底座孔贯穿差速器壳体，行星齿轮底座孔的四周设置有第一凹槽，第一凸槽垫片、第一垫片和行星齿轮自差速器壳体的中间壳体内侧向外依次套接在一字轴上，第一凸槽垫片表面突出的部分与第一凹槽插接配合，一字轴固定在差速器壳体上；

所述的半轴齿轮底座孔的四周上设置有第二凹槽，第二凸槽垫片表面突出的部分与第二凹槽插接配合，第二凸槽垫片的上表面自差速器壳体的中间壳体内侧向外依次安装有第二垫片和半轴齿轮，两个半轴齿轮均与其两侧的行星齿轮啮合设置；

所述的差速器在使用时，差速器壳体安装在变速器壳体中，两个半轴齿轮分别与车轮连接，车辆转弯时半轴齿轮带动行星齿轮转动，实现差速。

优选的，所述行星齿轮底座孔四周定位行星齿轮处、半轴齿轮底座孔四周定位半轴齿轮处均设置有凹槽油道，第一凸槽垫片和第二凸槽垫片上具有与所述的凹槽油道相匹配的凸槽，第一垫片和第二垫片上开设有过油孔。

优选的，所述的行星齿轮、第一垫片、第一凸槽垫片和行星齿轮底座孔的四周依次贴合。

优选的，所述的半轴齿轮、第二垫片、第二凸槽垫片和半轴齿轮底座孔的四周依次贴合。

优选的，所述的第一凹槽与行星齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第二凹槽与半轴齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第一凹槽和第二凹槽的条数均为2～8条。

优选的，所述的第一凹槽和第二凹槽均为三角形、长方形、梯形、棱形或五边形。

优选的，所述的差速器壳体的材质为铸铁，行星齿轮和半轴齿轮的材质为合金钢。

优选的，所述的第一垫片、第一凸槽垫片、第二垫片和第二凸槽垫片的材质为调质钢或耐磨塑料。

优选的，所述的第一垫片、第一凸槽垫片、第二垫片和第二凸槽垫片通过对金属进行喷钼或磷化得到。

优选的，还包括圆柱销，圆柱销从差速器壳体中间壳体的外表面上自而下贯穿差速器壳体和一字轴。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种耐磨差速器，差速器壳体包括相互连通的上壳体、中间壳体和下壳体，并设有一对行星齿轮底座孔和半轴齿轮底座孔，通过一字轴在行星齿轮底座孔安装第一凸槽垫片、第一垫片和行星齿轮，在半轴齿轮底座孔上安装第二凸槽垫片、第二垫片和半轴齿轮，通过在行星齿轮底座孔的四周设置第一凹槽，在半轴齿轮底座孔的四周设置第二凹槽，并分别匹配第一凸槽垫片和第二凸槽垫片，在差速器壳体上增加凹槽的耐磨设计，有效防止了第一凸槽垫片、第二凸槽垫片与差速器壳体之间的相对运动，提高了差速器壳体与垫片的使用寿命，降低了差速器的故障率，有益于差速器的保养和维护。

进一步的，通过增加行星齿轮底座孔四周定位行星齿轮处和半轴齿轮底座孔四周定位半轴齿轮处的凹槽油道，第一凸槽垫片和第二凸槽垫片上具有与所述的凹槽油道相匹配的凸槽，以及第一垫片和第二垫片上开设的过油孔，能增强差速器壳体与第一凸槽垫片、第一垫片，以及差速器壳体与第二凸槽垫片、第二垫片之间的润滑能力，避免润滑不充分的问题，进一步提高了差速器壳体与垫片的使用寿命，降低了差速器的故障率，有益于差速器的保养和维护。

附图说明

图1为本发明所述差速器的爆炸图。

图2为本发明所述差速器壳体的正视图。

图3为本发明所述差速器壳体的俯视图。

图4a为本发明所述差速器壳体凹槽为2条时的示意图。

图4b为本发明所述差速器壳体凹槽为3条时的示意图。

图4c为本发明所述差速器壳体凹槽为6条时的示意图。

图4d为本发明所述差速器壳体凹槽为8条时的示意图。

图5为本发明所述行星齿轮与差速器壳体装配时的二维示意图。

图6为本发明所述半轴齿轮与差速器壳体装配时的二维示意图。

图7a为本发明所述差速器壳体上行星齿轮底座矩形凹槽示意图。

图7b为本发明所述差速器壳体上行星齿轮底座五边形凹槽示意图。

图8a为本发明所述过油孔为长方形的平面垫片的正视图。

图8b为本发明所述过油孔为五边形的平面垫片的正视图。

图9为本发明所述平面凸槽垫片的结构示意图。

图10为本发明所述平面垫片的结构示意图。

图11为本发明所述球面凸槽垫片的结构示意图。

图12为本发明所述球面垫片的结构示意图。

图13为本发明所述差速器的结构示意图。

图中：差速器壳体1、行星齿轮2、半轴齿轮3、第一垫片4、第一凸槽垫片5、第二垫片6、第二凸槽垫片7、一字轴8、圆柱销9、行星齿轮底座凹槽10、半轴齿轮底座凹槽11、过油孔12。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如附图1所示，本发明一种耐磨差速器，包括差速器壳体1、行星齿轮2、半轴齿轮3、第一垫片4、第一凸槽垫片5、第二垫片6、第二凸槽垫片7、一字轴8和圆柱销9。与普通差速器相比，除了增加了第一凸槽垫片5、第二凸槽垫片7，还在差速器壳体1、第一垫片4、第二垫片6上增加了凹槽油路设计。

所述的差速器壳体1自上而下依次包括相互连通的上壳体、中间壳体和下壳体，上壳体和下壳体同轴对称设置在中间壳体的上端和下端，上壳体和下壳体均为圆柱筒状，中间壳体的腔体大于上壳体和下壳体，中间壳体中与上壳体轴向相垂直的方向对称设置有一对行星齿轮底座孔，上壳体与中间壳体的连通处、下壳体与中间壳体的连通处对称设置有半轴齿轮底座孔；

所述的一字轴8沿一对行星齿轮底座孔贯穿差速器壳体1，一字轴8可以伸出到差速器壳体1的外侧，也可以在差速器壳体1中，行星齿轮底座孔的四周设置有第一凹槽，第一凸槽垫片5、第一垫片4和行星齿轮2自差速器壳体1的中间壳体内侧向外依次套接在一字轴8上，第一凸槽垫片5表面突出的部分与第一凹槽插接配合，一字轴8固定在差速器壳体1上，圆柱销9从差速器壳体1中间壳体的外表面上端的开口处上自而下贯穿差速器壳体1和一字轴8；

所述的半轴齿轮底座孔的四周上设置有第二凹槽，第二凸槽垫片7表面突出的部分与第二凹槽插接配合，第二凸槽垫片7的上表面自差速器壳体1的中间壳体内侧向外依次安装有第二垫片6和半轴齿轮3，两个半轴齿轮3均与其两侧的行星齿轮2啮合设置，该差速器的结构示意图如图13所示，图中未画出行星齿轮2；

所述行星齿轮底座孔四周定位行星齿轮、半轴齿轮底座孔四周定位半轴齿轮处均设置有凹槽油道，具体可以是4个，第一凸槽垫片5和第二凸槽垫片7上具有与所述的凹槽油道相匹配的凸槽，第一垫片4和第二垫片6上开设有过油孔。

进一步而言，行星齿轮2、第一垫片4、第一凸槽垫片5和行星齿轮底座孔的四周依次贴合，半轴齿轮3、第二垫片6、第二凸槽垫片7和半轴齿轮底座孔的四周依次贴合，这样，基于行星齿轮2和半轴齿轮3的形状，第一垫片4、第一凸槽垫片5的形状均为球面，可称为球面垫片和球面凸槽垫片，第二垫片6、第二凸槽垫片7形状均为平面，可称为平面垫片和平面凸槽垫片。

第一凹槽与行星齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第二凹槽与半轴齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第一凹槽和第二凹槽的条数均为2～8条，如图2和图3所示，在差速器壳体1的行星齿轮底座孔、半轴齿轮底座孔周边均布4条凹槽，但凹槽数不局限4条，如图4a、图4b、图4c和图4d所示，可为2条、5条、6条或8条。

如图5所示，行星齿轮2与差速器壳体1之间有两个垫片，一个是球面垫片，一个是球面凸槽垫片。装配时，先将球面凸槽垫片装进差速器壳体1，旋转球面凸槽垫片5使球面凸槽垫片中的凸槽卡在差速器壳体1的凹槽中；然后将球面垫片套到行星齿轮1的底部球面上，两者一起装配到差速器壳体1中。

如图6所示，半轴齿轮3与差速器壳体1之间有两个垫片，一个是平面垫片，一个是平面凸槽垫片。装配时，先将平面凸槽垫片装进差速器壳体1，旋转平面凸槽垫片使平面凸槽垫片中的凸槽卡在差速器壳体1的凹槽中；然后将平面垫片套到半轴齿轮3的圆柱凸台上，两者一起装配到差速器壳体1中。

球面垫片、平面垫片、球面凸槽垫片、平面凸槽垫片可采用金属冲压件，也可采用耐磨塑料件。使用时，推荐垫片的材料及硬度要求与齿轮的表面硬度相近，同时还可以通过喷钼、磷化措施强化垫片的耐磨性。

如图7a和图7b所示，作为差速器壳体1上凹槽的替代方案，在差速器壳体1的行星齿轮底座孔、半轴齿轮底座孔周边可用三角形、长方形、梯形、棱形、五边形凹槽替换。对应的球面凸槽垫片、平面凸槽垫片也采用相应形状的凸槽。

如图8a和图8b所示，球面垫片和平面垫片中，圆形过油孔可用三角形、长方形、梯形、棱形、五边形凹槽替换。

如图2、图3所示差速器壳体上行星齿轮定位面与半轴齿轮定位面铸造出四个均分的凹槽油道。平面凸槽垫片如图9所示，平面垫片如图10所示，球面凸槽垫片如图11所示，球面垫片如图12所示。平面凸槽垫片和球面凸槽垫片具有与差速器壳体1上的凹槽油道相匹配的凸槽形状。

差速器壳体1的材料为铸铁，齿轮的材料为合金钢，垫片的材料为调质钢或塑料件，显然齿轮和垫片的硬度要高于壳体的硬度。在设计制造时，保证半轴齿轮3、平面凸槽垫片、平面垫片三个零件的硬度相当，行星齿轮2、球面凸槽垫片、球面垫片三个零件的硬度相当。在装配时，行星齿轮2与差速器壳体1之间有两个垫片，半轴齿轮3与差速器壳体1之间有两个垫片。

在保证强度要求的前提下，差速器壳体1的中间壳体上可开设两个位置对称的腰圆形孔，也看将其称为开窗中，该腰圆形孔水平方向对应的宽度能保证半轴齿轮3通过即可，数值方向对应的高度能保证行星齿轮2通过即可；差速器壳体1的中间壳体与下壳体之间的连接处为圆环型的凸台，该凸台上均布有内螺纹孔，可以是16个M10的内螺纹孔，也可均布10个M12的内螺纹孔。

在新能源电驱系统中，该差速器通过上述圆环型的凸台上螺纹孔与电驱系统末端输出齿轮进行连接，从而带动差速器转动。差速器的上下轴头外圆面，即上壳体和下壳体的外壁安装轴承，并同时安装在变速器壳体中。两个半轴的一端分别穿过差速器上壳体和下壳体的内孔，与半轴齿轮3的内花键进行间隙配合，两个半轴的另一端与车轮连接。车辆在直行中两个行星齿轮2保持不动，转弯时两个车轮阻力不一样，半轴齿轮3带动行星齿轮2转动，实现差速。

在高速工作状况下，平面凸槽垫片、球面凸槽垫片卡在壳体中保持不动，差速器壳体1无磨损。而半轴齿轮3、平面凸槽垫片、平面垫片三者相接触并且有相对运动，由于垫片采用耐磨措施并三者硬度相当，同时润滑油沿着壳体上的4个凹槽油道充分润滑平面垫片，垫片与齿轮不易磨损。同样，球面凸槽垫片卡在壳体中保持不动，差速器壳体1与球面凸槽垫片卡相接触但无相对运动，差速器壳体1无磨损。而行星齿轮2、球面凸槽垫片、球面垫片三者相接触并且有相对运动，由于三者硬度相当，同时润滑油沿着壳体上的4个润滑油道充分润滑球面垫片，垫片与齿轮不易磨损。通过此方式的润滑与耐磨设计，差速器的使用寿命提高，汽车的维修成本降低。

Claims (10)

1.一种耐磨差速器，其特征在于，包括差速器壳体(1)、行星齿轮(2)、半轴齿轮(3)、第一垫片(4)、第一凸槽垫片(5)、第二垫片(6)、第二凸槽垫片(7)和一字轴(8)；

所述的差速器壳体(1)自上而下依次包括相互连通的上壳体、中间壳体和下壳体，上壳体和下壳体同轴对称设置在中间壳体的上端和下端，上壳体和下壳体均为圆柱筒状，中间壳体上开设有能放入行星齿轮(2)和半轴齿轮(3)的孔，中间壳体中与上壳体轴向相垂直的方向对称设置有一对行星齿轮底座孔，上壳体与中间壳体的连通处、下壳体与中间壳体的连通处对称设置有半轴齿轮底座孔；

所述的一字轴(8)沿一对行星齿轮底座孔贯穿差速器壳体(1)，行星齿轮底座孔的四周设置有第一凹槽，第一凸槽垫片(5)、第一垫片(4)和行星齿轮(2)自差速器壳体(1)的中间壳体内侧向外依次套接在一字轴(8)上，第一凸槽垫片(5)表面突出的部分与第一凹槽插接配合，一字轴(8)固定在差速器壳体(1)上；

所述的半轴齿轮底座孔的四周上设置有第二凹槽，第二凸槽垫片(7)表面突出的部分与第二凹槽插接配合，第二凸槽垫片(7)的上表面自差速器壳体(1)的中间壳体内侧向外依次安装有第二垫片(6)和半轴齿轮(3)，两个半轴齿轮(3)均与其两侧的行星齿轮(2)啮合设置；

所述的差速器在使用时，差速器壳体(1)安装在变速器壳体中，两个半轴齿轮(3)分别与车轮连接，车辆转弯时半轴齿轮(3)带动行星齿轮(2)转动，实现差速。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述行星齿轮底座孔四周定位行星齿轮处、半轴齿轮底座孔四周定位半轴齿轮处均设置有凹槽油道，第一凸槽垫片(5)和第二凸槽垫片(7)上具有与所述的凹槽油道相匹配的凸槽，第一垫片(4)和第二垫片(6)上开设有过油孔。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的行星齿轮(2)、第一垫片(4)、第一凸槽垫片(5)和行星齿轮底座孔的四周依次贴合。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的半轴齿轮(3)、第二垫片(6)、第二凸槽垫片(7)和半轴齿轮底座孔的四周依次贴合。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的第一凹槽与行星齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第二凹槽与半轴齿轮底座孔的中心连通后沿直径方向延伸设置，第一凹槽和第二凹槽的条数均为2～8条。

6.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的第一凹槽和第二凹槽均为三角形、长方形、梯形、棱形或五边形。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的差速器壳体(1)的材质为铸铁，行星齿轮(2)和半轴齿轮(3)的材质为合金钢。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的第一垫片(4)、第一凸槽垫片(5)、第二垫片(6)和第二凸槽垫片(7)的材质为调质钢或耐磨塑料。

9.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，所述的第一垫片(4)、第一凸槽垫片(5)、第二垫片(6)和第二凸槽垫片(7)通过对金属进行喷钼或磷化得到。

10.根据权利要求1所述的一种耐磨差速器，其特征在于，还包括圆柱销(9)，圆柱销(9)从差速器壳体(1)中间壳体的外表面上自而下贯穿差速器壳体(1)和一字轴(8)。

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