CN111677837A - 一种牙嵌锁止式差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种牙嵌锁止式差速器，包括壳体组件和设置于壳体组件内的左半轴齿轮、十字轴、右半轴齿轮、端面牙嵌齿，十字轴具有行星齿轮，端面牙嵌齿可滑动地与壳体组件相连，壳体组件连接有锁止组件，锁止组件与端面牙嵌齿相连，锁止组件能够推动端面牙嵌齿朝向右半轴齿轮的方向运动。本发明的牙嵌锁止式差速器，锁止组件能够推动端面牙嵌齿，使之朝向右半轴齿轮方向运动，端面牙嵌齿与右半轴齿轮相啮合，形成右半轴齿轮与壳体组件的刚性连接，限制差速器内部零件的转动，实现差速器的锁止，提高差速器的可靠性，大大改善车辆的坏路通过能力。

Description

一种牙嵌锁止式差速器

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种牙嵌锁止式差速器。

背景技术

汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。

开放式差速器最为常用，其能向左右两驱动半轴分配同等大小的扭矩。车辆直线行驶时，左右车轮受力相等，两半轴齿轮不存在转速差，所以行星齿轮不发生自转，主减速器从动齿圈相当于直接驱动两半轴齿轮。半轴齿轮通过驱动半轴与车轮相连，因此实质上经过一系列动力传递过程后，车轮得到了和主减速器从动齿圈相同的转速。车辆转弯时，外侧车轮希望能够获得比内侧车轮更高的转速，此时行星齿轮介入，在维持扭矩传递的同时允许两半轴齿轮出现轻微的转速差。

开式差速器的一个明显的缺点是当一侧车轮失去附着力时，比如一侧车轮悬空，悬空一侧车轮会以两倍壳体的转速转动，而对侧会静止不动，车辆所用动力会被悬空一侧车轮释放，车辆无法继续前进，降低了差速器的可靠性。

因此，如何改变现有技术中，开式差速器可靠性较差的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种牙嵌锁止式差速器，以解决上述现有技术存在的问题，提高差速器的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种牙嵌锁止式差速器，包括壳体组件和设置于所述壳体组件内的左半轴齿轮、十字轴、右半轴齿轮、端面牙嵌齿，所述十字轴与所述壳体组件相连，所述左半轴齿轮和所述右半轴齿轮对称设置于所述十字轴的两侧，所述十字轴具有行星齿轮，所述行星齿轮的轴线位于所述十字轴的径向截面上，所述左半轴齿轮、所述右半轴齿轮分别与所述行星齿轮相啮合，所述端面牙嵌齿设置于所述右半轴齿轮远离所述十字轴的一侧，所述右半轴齿轮、所述端面牙嵌齿相对的端面上均设置牙嵌齿，所述右半轴齿轮能够与所述端面牙嵌齿相啮合；所述端面牙嵌齿可滑动地与所述壳体组件相连，所述端面牙嵌齿、所述壳体组件的相对滑动方向与所述十字轴的轴线相平行，所述壳体组件连接有锁止组件，所述锁止组件与所述端面牙嵌齿相连，所述锁止组件能够推动所述端面牙嵌齿朝向所述右半轴齿轮的方向运动。

优选地，所述行星齿轮的数量为四个，四个所述行星齿轮的轴线位于所述十字轴的同一径向截面上，四个所述行星齿轮周状均布。

优选地，所述壳体组件包括可拆卸连接的左壳体、中壳体和右端盖，所述端面牙嵌齿可滑动地与所述右端盖相连。

优选地，所述端面牙嵌齿具有外花键，所述右端盖具有内花键，所述端面牙嵌齿与所述右端盖花键联接；所述外花键与所述内花键的轴向截面均为梯形，所述外花键、所述内花键的底边较长一端朝向所述右半轴齿轮设置。

优选地，所述锁止组件包括外弹式电磁铁构件和柱销，所述柱销可滑动地与所述右端盖相连，所述柱销能够与所述端面牙嵌齿的端面相抵接，所述外弹式电磁铁构件能够推动所述柱销朝向所述端面牙嵌齿的方向滑动；所述中壳体朝向所述端面牙嵌齿的一端设置有沉孔，所述沉孔内设置弹性件，所述弹性件能够推动所述端面牙嵌齿运动。

优选地，所述外弹式电磁铁构件包括双金属外壳、端盖和滑套，所述双金属外壳与所述端盖可拆卸连接，所述滑套可滑动地与双金属外壳、所述端盖相连，所述滑套、所述双金属外壳的相对滑动方向与所述柱销、所述右端盖的相对滑动方向相平行，所述双金属外壳与所述端盖围成的腔体内还设置电磁线圈，所述电磁线圈通电后能够驱动所述滑套运动。

优选地，所述外弹式电磁铁构件与所述柱销之间设置柱销挡片，所述柱销挡片能够与所述柱销、所述滑套相抵接；所述柱销、所述弹性件的数量均为四个，所述柱销、所述弹性件均周状均布，所述柱销与所述弹性件交错设置。

优选地，所述弹性件为弹簧，所述中壳体与所述端面牙嵌齿之间还设置弹簧挡片，所述弹簧挡片能够与所述弹性件、所述端面牙嵌齿相抵接，所述弹簧挡片与所述端面牙嵌齿之间还设置右齿轮垫片，所述左壳体与所述左半轴齿轮之间设置左齿轮垫片。

优选地，所述外弹式电磁铁构件远离所述右端盖的一端设置止推垫。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的牙嵌锁止式差速器，包括壳体组件和设置于壳体组件内的左半轴齿轮、十字轴、右半轴齿轮、端面牙嵌齿，十字轴与壳体组件相连，左半轴齿轮和右半轴齿轮对称设置于十字轴的两侧，十字轴具有行星齿轮，行星齿轮的轴线位于十字轴的径向截面上，左半轴齿轮、右半轴齿轮分别与行星齿轮相啮合，端面牙嵌齿设置于右半轴齿轮远离十字轴的一侧，右半轴齿轮、端面牙嵌齿相对的端面上均设置牙嵌齿，右半轴齿轮能够与端面牙嵌齿相啮合；端面牙嵌齿可滑动地与壳体组件相连，端面牙嵌齿、壳体组件的相对滑动方向与十字轴的轴线相平行，壳体组件连接有锁止组件，锁止组件与端面牙嵌齿相连，锁止组件能够推动端面牙嵌齿朝向右半轴齿轮的方向运动。本发明的牙嵌锁止式差速器，车辆在直线行驶时，车辆转矩施加在壳体组件上，并带动与之连接在一起的十字轴转动，十字轴带动与之啮合的左半轴齿轮、右半轴齿轮转动，左半轴齿轮、右半轴齿轮通过半轴带动车轮旋转前进。在车辆左转弯时，右侧车轮转速超越壳体组件转速，右半轴齿轮驱动与之啮合的行星齿轮做反向转动，从而实现左半轴齿轮转速低于壳体组件的转速，左侧车轮转速低于右侧车轮转速，车辆顺利转向；在车辆右转弯时，左侧车轮转速出现大于壳体组件转速的情况，即左半轴齿轮超越壳体组件的转速，此时左半轴齿轮驱动与之啮合的行星齿轮转动，行星齿轮的转动会导致与之啮合的右半轴齿轮做反向转动，从而实现右半轴齿轮的转速低于壳体组件的转速，即右侧车轮转速低于左侧车轮转速，使车辆顺利转向。另外，本发明的锁止组件能够推动端面牙嵌齿，使之朝向右半轴齿轮方向运动，端面牙嵌齿与右半轴齿轮相啮合，形成右半轴齿轮与壳体组件的刚性连接，限制差速器内部零件的转动，实现差速器的锁止，提高差速器的可靠性，大大改善车辆的坏路通过能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的牙嵌锁止式差速器的整体结构示意图；

图2为本发明的牙嵌锁止式差速器的爆炸示意图；

图3为本发明的牙嵌锁止式差速器的外弹式电磁铁构件的爆炸示意图；

图4为本发明的牙嵌锁止式差速器的端面牙嵌齿的结构示意图；

图5为本发明的牙嵌锁止式差速器的右端盖的结构示意图；

图6为本发明的牙嵌锁止式差速器的右半轴齿轮的结构示意图；

其中，1为左半轴齿轮，2为十字轴，3为右半轴齿轮，4为端面牙嵌齿，5为行星齿轮，6为左壳体，7为中壳体，8为右端盖，9为外弹式电磁铁构件，901为双金属外壳，902为端盖，903为滑套，904为电磁线圈，10为柱销，11为弹性件，12为柱销挡片，13为弹簧挡片，14为右齿轮垫片，15为左齿轮垫片，16为止推垫。

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。

本发明的目的是提供一种牙嵌锁止式差速器，以解决上述现有技术存在的问题，提高差速器的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-6，其中，图1为本发明的牙嵌锁止式差速器的整体结构示意图，图2为本发明的牙嵌锁止式差速器的爆炸示意图，图3为本发明的牙嵌锁止式差速器的外弹式电磁铁构件的爆炸示意图，图4为本发明的牙嵌锁止式差速器的端面牙嵌齿的结构示意图，图5为本发明的牙嵌锁止式差速器的右端盖的结构示意图，图6为本发明的牙嵌锁止式差速器的右半轴齿轮的结构示意图。

本发明提供一种牙嵌锁止式差速器，包括壳体组件和设置于壳体组件内的左半轴齿轮1、十字轴2、右半轴齿轮3、端面牙嵌齿4，十字轴2与壳体组件相连，左半轴齿轮1和右半轴齿轮3对称设置于十字轴2的两侧，十字轴2具有行星齿轮5，行星齿轮5的轴线位于十字轴2的径向截面上，左半轴齿轮1、右半轴齿轮3分别与行星齿轮5相啮合，端面牙嵌齿4设置于右半轴齿轮3远离十字轴2的一侧，右半轴齿轮3、端面牙嵌齿4相对的端面上均设置牙嵌齿，右半轴齿轮3能够与端面牙嵌齿4相啮合；端面牙嵌齿4可滑动地与壳体组件相连，端面牙嵌齿4、壳体组件的相对滑动方向与十字轴2的轴线相平行，壳体组件连接有锁止组件，锁止组件与端面牙嵌齿4相连，锁止组件能够推动端面牙嵌齿4朝向右半轴齿轮3的方向运动。

本发明的牙嵌锁止式差速器，车辆在直线行驶时，车辆转矩施加在壳体组件上，并带动与之连接在一起的十字轴2转动，十字轴2带动与之啮合的左半轴齿轮1、右半轴齿轮3转动，左半轴齿轮1、右半轴齿轮3通过半轴带动车轮旋转前进。在车辆左转弯时，右侧车轮转速超越壳体组件转速，右半轴齿轮3驱动与之啮合的行星齿轮5做反向转动，从而实现左半轴齿轮1转速低于壳体组件的转速，左侧车轮转速低于右侧车轮转速，车辆顺利转向；在车辆右转弯时，左侧车轮转速出现大于壳体组件转速的情况，即左半轴齿轮1超越壳体组件的转速，此时左半轴齿轮1驱动与之啮合的行星齿轮5转动，行星齿轮5的转动会导致与之啮合的右半轴齿轮3做反向转动，从而实现右半轴齿轮3的转速低于壳体组件的转速，即右侧车轮转速低于左侧车轮转速，使车辆顺利转向。另外，本发明的锁止组件能够推动端面牙嵌齿4，使之朝向右半轴齿轮3方向运动，端面牙嵌齿4与右半轴齿轮3相啮合，形成右半轴齿轮3与壳体组件的刚性连接，限制差速器内部零件的转动，实现差速器的锁止，提高差速器的可靠性，大大改善车辆的坏路通过能力。

具体地，行星齿轮5的数量为四个，四个行星齿轮5的轴线位于十字轴2的同一径向截面上，四个行星齿轮5周状均布。在十字轴2上设置四个行星齿轮5，提高了差速器的承载能力，进一步提高了差速器的可靠性。

其中，壳体组件包括可拆卸连接的左壳体6、中壳体7和右端盖8，端面牙嵌齿4可滑动地与右端盖8相连，锁止组件能够推动端面牙嵌齿4，使之与右半轴齿轮3相啮合，形成右半轴齿轮3与右端盖8刚性连接，锁止差速器。

在本具体实施方式中，端面牙嵌齿4具有外花键，右端盖8具有内花键，端面牙嵌齿4与右端盖8花键联接；外花键与内花键的轴向截面均为梯形，外花键、内花键的底边较长一端朝向右半轴齿轮3设置。在锁止组件令差速器处于锁止状态时，倒锥形的花键能够防止脱锁情况的发生。

更具体地，锁止组件包括外弹式电磁铁构件9和柱销10，柱销10可滑动地与右端盖8相连，柱销10能够与端面牙嵌齿4的端面相抵接，外弹式电磁铁构件9能够推动柱销10朝向端面牙嵌齿4的方向滑动；中壳体7朝向端面牙嵌齿4的一端设置有沉孔，沉孔内设置弹性件11，弹性件11能够推动端面牙嵌齿4运动。锁止组件工作时，外弹式电磁铁构件9推动柱销10，继而推动端面牙嵌齿4，克服弹性件11的弹力，使端面牙嵌齿4与右半轴齿轮3啮合，形成右半轴齿轮3与右端盖8的刚性连接，限制差速器内零件的转动，实现锁止差速器。解锁时，外弹式电磁铁构件9断电，在弹性件11恢复形变的作用力下，弹性件11推动端面牙嵌齿4朝向远离右半轴齿轮3的方向运动，解除端面牙嵌齿4和右半轴齿轮3的牙嵌啮合，恢复差速器的差速功能。

另外，外弹式电磁铁构件9包括双金属外壳901、端盖902和滑套903，双金属外壳901与端盖902可拆卸连接，滑套903可滑动地与双金属外壳901、端盖902相连，滑套903、双金属外壳901的相对滑动方向与柱销10、右端盖8的相对滑动方向相平行，双金属外壳901与端盖902围成的腔体内还设置电磁线圈904，电磁线圈904通电后能够驱动滑套903运动。电磁线圈904通电时，滑套903向外滑出，推动柱销10，继而推动端面牙嵌齿4，双金属外壳901和端盖902可拆卸连接，便于拆装检修。

进一步地，外弹式电磁铁构件9与柱销10之间设置柱销挡片12，柱销挡片12能够与柱销10、滑套903相抵接；柱销10、弹性件11的数量均为四个，柱销10、弹性件11均周状均布，柱销10与弹性件11交错设置，提高端面牙嵌齿4的受力均匀性，设置柱销挡片12便于推动端面牙嵌齿4。

在本具体实施方式中，弹性件11为弹簧，中壳体7与端面牙嵌齿4之间还设置弹簧挡片13，弹簧挡片13能够防止弹簧错位，提高装置可靠性，弹簧挡片13能够与弹性件11、端面牙嵌齿4相抵接，弹簧挡片13与端面牙嵌齿4之间还设置右齿轮垫片14，左壳体6与左半轴齿轮1之间设置左齿轮垫片15。此处需要说明的是，本发明的左半轴齿轮1、右半轴齿轮3包括轴结构，端面牙嵌齿4、锁止组件套装于右半轴齿轮3的轴径上，相应地，右齿轮垫片14、左齿轮垫片15也套装于轴结构上，因轴结构的部分属于本领域技术人员所公知的，因此此处不再赘述。

更进一步地，外弹式电磁铁构件9远离右端盖8的一端设置止推垫16，防止锁止组件错位。

本发明的牙嵌锁止式差速器，车辆直线行驶时，车辆转矩首先施加在壳体组件上，壳体组件旋转，并带动与之连接在一起的十字轴2转动，十字轴2带动与之啮合在一起的左半轴齿轮1、右半轴齿轮3与壳体组件同速转动，左半轴齿轮1、右半轴齿轮3通过半轴带动车轮旋转前进。

左转弯时，右侧车轮转速出现大于壳体组件的情况，即右半轴齿轮3会超越壳体组件的转速，此时会驱动与之啮合的行星齿轮5转动，行星齿轮5的转动会导致与之啮合的左半轴齿轮1做反向转动，从而实现左半轴齿轮1转速低于壳体组件的转速，即出现左侧车轮转速低于右侧车轮，使车辆顺利转向。

右转弯时，左侧车轮转速出现大于壳体组件的情况，即左半轴齿轮1会超越壳体组件的转速，此时会驱动与之啮合的行星齿轮5转动，行星齿轮5的转动会导致与之啮合的右半轴齿轮3做反向转动，从而实现右半轴齿轮3转速低于壳体组件的转速，即出现右侧车轮转速低于左侧车轮，使车辆顺利转向。

现有技术中的开式差速器一个明显的缺点是当一侧车轮失去附着力时，比如一侧车轮悬空，悬空一侧车轮会以两倍壳体的转速转动，而对侧会静止不动，车辆所用动力会被悬空一侧车轮释放，车辆无法继续前进。本发明的锁止组件能够锁止差速器，将极大改善车辆的坏路通过能力。锁止组件工作时，外弹式电磁铁构件9通电，滑套903在磁力作用下向左弹出(此处，方向是相对于说明书附图2而言)，推动柱销挡片12，进而推动四个柱销10，再推动在右半轴齿轮3的轴径上，且与右端盖8滑动连接的端面牙嵌齿4向左移动，克服压缩弹性件11的弹力，使端面牙嵌齿4与右半轴齿轮3的端面牙嵌啮合，形成右半轴齿轮3与右端盖8的刚性连接，限制差速器内部零部件的转动，实现锁止差速器，提高差速器的可靠性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种牙嵌锁止式差速器，其特征在于：包括壳体组件和设置于所述壳体组件内的左半轴齿轮、十字轴、右半轴齿轮、端面牙嵌齿，所述十字轴与所述壳体组件相连，所述左半轴齿轮和所述右半轴齿轮对称设置于所述十字轴的两侧，所述十字轴具有行星齿轮，所述行星齿轮的轴线位于所述十字轴的径向截面上，所述左半轴齿轮、所述右半轴齿轮分别与所述行星齿轮相啮合，所述端面牙嵌齿设置于所述右半轴齿轮远离所述十字轴的一侧，所述右半轴齿轮、所述端面牙嵌齿相对的端面上均设置牙嵌齿，所述右半轴齿轮能够与所述端面牙嵌齿相啮合；所述端面牙嵌齿可滑动地与所述壳体组件相连，所述端面牙嵌齿、所述壳体组件的相对滑动方向与所述十字轴的轴线相平行，所述壳体组件连接有锁止组件，所述锁止组件与所述端面牙嵌齿相连，所述锁止组件能够推动所述端面牙嵌齿朝向所述右半轴齿轮的方向运动。

2.根据权利要求1所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述行星齿轮的数量为四个，四个所述行星齿轮的轴线位于所述十字轴的同一径向截面上，四个所述行星齿轮周状均布。

3.根据权利要求1所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述壳体组件包括可拆卸连接的左壳体、中壳体和右端盖，所述端面牙嵌齿可滑动地与所述右端盖相连。

4.根据权利要求3所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述端面牙嵌齿具有外花键，所述右端盖具有内花键，所述端面牙嵌齿与所述右端盖花键联接；所述外花键与所述内花键的轴向截面均为梯形，所述外花键、所述内花键的底边较长一端朝向所述右半轴齿轮设置。

5.根据权利要求3所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述锁止组件包括外弹式电磁铁构件和柱销，所述柱销可滑动地与所述右端盖相连，所述柱销能够与所述端面牙嵌齿的端面相抵接，所述外弹式电磁铁构件能够推动所述柱销朝向所述端面牙嵌齿的方向滑动；所述中壳体朝向所述端面牙嵌齿的一端设置有沉孔，所述沉孔内设置弹性件，所述弹性件能够推动所述端面牙嵌齿运动。

6.根据权利要求5所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述外弹式电磁铁构件包括双金属外壳、端盖和滑套，所述双金属外壳与所述端盖可拆卸连接，所述滑套可滑动地与双金属外壳、所述端盖相连，所述滑套、所述双金属外壳的相对滑动方向与所述柱销、所述右端盖的相对滑动方向相平行，所述双金属外壳与所述端盖围成的腔体内还设置电磁线圈，所述电磁线圈通电后能够驱动所述滑套运动。

7.根据权利要求6所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述外弹式电磁铁构件与所述柱销之间设置柱销挡片，所述柱销挡片能够与所述柱销、所述滑套相抵接；所述柱销、所述弹性件的数量均为四个，所述柱销、所述弹性件均周状均布，所述柱销与所述弹性件交错设置。

8.根据权利要求5所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述弹性件为弹簧，所述中壳体与所述端面牙嵌齿之间还设置弹簧挡片，所述弹簧挡片能够与所述弹性件、所述端面牙嵌齿相抵接，所述弹簧挡片与所述端面牙嵌齿之间还设置右齿轮垫片，所述左壳体与所述左半轴齿轮之间设置左齿轮垫片。

9.根据权利要求5所述的牙嵌锁止式差速器，其特征在于：所述外弹式电磁铁构件远离所述右端盖的一端设置止推垫。

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